Картофельная цикадка ( Empoasca fabae ) принадлежит к семейству Cicadellidae и роду Empoasca в отряде Hemiptera . [1] В Северной Америке они являются серьезным сельскохозяйственным вредителем . [2] Каждый год миллионы долларов теряются из-за снижения урожайности и борьбы с вредителями. [3] Больше всего страдают картофель , клевер , фасоль , яблоки и люцерна . [4]
Взрослые особи имеют бледно-зеленые или переливающиеся зеленые тела с 6 или 8 белыми пятнами на переднеспинке . [4] У них есть отличительная белая отметина в форме буквы H между головой и основанием крыла. [5] Их тела имеют длину около 3 мм и имеют на передних крыльях около кончика поперечную жилку. [4] Взрослые особи и нимфы передвигаются прыжками среди растений-хозяев. [5] Однако летать могут только взрослые особи. [6]
Они способны питаться и размножаться по меньшей мере на 200 различных видах растений из двадцати шести семейств. [1] В общей сложности 64% их хозяев представляют собой роды трав . [7] Взрослые особи предпочитают питаться листьями и стеблями , в то время как нимфы предпочитают листья. [7] Их специализированные ротовые части способны проникать в растительную ткань и высасывать ее сок . [8] Способность обитать на широком спектре хозяев обусловлена различиями в их поведении при кормлении. [9]
Empoasca fabae — сезонный мигрирующий вид. [10] Если они летят ночью, им требуется два-три дня, чтобы достичь своих летних мест назначения. [11] Исследования показывают, что они используют ветры как пассивное средство для миграции. [10] Направление ветров влияет на их распределение в пределах их летнего ареала. [10] Обычно ветры дуют в северо-северо-восточном направлении в сторону северного и среднего запада США. [10] Такие факторы, как высокая температура и отсутствие осадков, увеличивают их ареал. [11] Низкая температура, обильные осадки и неподходящие условия окружающей среды являются факторами, которые останавливают миграцию и заставляют их продолжать двигаться дальше на север. [11] В конце лета начинают появляться холодные фронты , посылающие им сигналы к отбытию. [10] Когда они улетают, они попадают в эти фронты, которые несут их на юг на юго-запад к их зимнему ареалу. [10]
Из-за своей неспособности переносить низкие зимние температуры они должны мигрировать на юг. [10] Взрослые особи зимуют на хозяевах в сосновых и смешанных лиственных лесах вдоль Мексиканского залива и на юге США . [12] Восточный Техас и Оклахома, Вирджиния, Луизиана, Флорида, Джорджия, Южная и Северная Каролина, Алабама, Теннесси, Арканзас и Миссисипи имеют зарегистрированные популяции. [12] Перед тем как мигрировать обратно в свой летний ареал, они меняют своих хозяев на травянистые бобовые, а затем на новую весеннюю листву лиственных деревьев. [12]
Их летний ареал обитания простирается через Средний Запад и восточные части Канады и Соединенных Штатов. [13] В Канаде они встречаются только в районе Великих озер . [10] Они могут обитать в самых разных местах обитания. [9] Только около 32% особей фактически занимают пахотные земли. [9] Остальные особи будут обитать на полях, в лесах, кустарниках, на пустырях и в парках. [9] Осадки переносят особей на растения-хозяева, где они быстро восстанавливаются. [14]
Перед миграцией они спариваются и впадают в репродуктивную диапаузу . [12] Empoasca fabae начинают входить в репродуктивную диспаузу в конце июля. [15] Вся популяция остается в этом состоянии в течение периода миграции и зимовки. [12] Этот период диапаузы заканчивается с середины января по февраль, и они начинают половозрелыми. [12]
Во время весенней миграции на север большинство особей — самки. [16] Когда они возвращаются, если температура выше 10 °C, они могут начать откладывать яйца, а популяции растут и восстанавливаются. [17] Empoasca fabae возвращается в свои летние ареалы в апреле или начале мая в зависимости от местоположения. [18]
В летние месяцы они могут, в среднем, откладывать яйца в течение 96 дней. [19] Пик плотности популяции приходится на период с конца мая по конец июня. [8] Появляется много перекрывающихся поколений. [8] После этого плотность популяции начинает медленно снижаться. [18] Особи имеют тенденцию объединяться по мере увеличения их популяции. [18] В конце лета особи либо умирают, либо мигрируют на юг. [20]
Яйца откладываются на своих хозяевах; они прозрачные и небольшого размера. [5] Самки откладывают по 2 или 3 яйца в день на стебле растения и жилках листьев. [21] Инкубационный период яиц составляет от 4 до 23 дней, вылупившиеся личинки называются нимфами . [19] Новые личинки имеют белый цвет и приобретают зеленую окраску по мере взросления. [19] Нимфы проходят пять возрастов , прежде чем стать взрослыми особями. [16] По мере развития они теряют кожу и у них появляются крылья. [5] Empoasca fabae развивается во взрослых особей за 8–37 дней. [19] Весь их жизненный цикл длится один месяц. [21]
Визуально описательный термин «hopperburn» используется для обозначения особого типа повреждений растений, вызванных питанием E. fabae своими хозяевами. [16] При питании их слюна механически повреждает клетки флоэмы и паренхимы . [2] Растение также страдает от повреждения своего сосудистого камбия и сосудистых пучков. [16] В течение 24 часов после заражения снижаются скорости фотосинтеза и транспирации , листья накапливают крахмал, а транспорт фотоассимилятов снижается. [7]
Первым симптомом ожога листа является то, что края листа начинают закручиваться. [7] По мере того, как заражение растения усиливается, его листья загибаются вниз и начинают менять цвет с зеленого на желтый. [22] При сильном заражении это приводит к некрозу листьев , при котором края листьев и межжилковые области становятся коричневыми. [22] Старые растения полностью теряют листья. [ 3] Молодые растения демонстрируют увядание кончиков и будут отставать в росте. [3] Растения, которые были повреждены стеблевым питанием, получили больший ущерб физиологии, чем те, которые были повреждены поеданием листьев. [7]
Исследования показали, что растения, испытывающие водный стресс, увеличивают время развития нимф. [6] Это вызывает сильный ожог личинок из-за усиления реакции растений на стресс. [21]
Hopperburn приводит к снижению роста и воспроизводства растений. [3] На некоторых сильно зараженных полях теряется до 75% урожая, это зависит от того, на какой стадии развития находятся растения. [13] Очевидно, что это приводит к снижению урожайности и большим экономическим потерям. [3] Например, в 1988 году потери урожая люцерны на северо-востоке США составили от 32 до 66 долларов за гектар. [23] Размер ущерба урожаю прямо пропорционален плотности популяции. [13] Большая часть ущерба урожаю наносится будущими поколениями первоначально прибывших обратно на летние пастбища. [11]
Исследования показали, что за последние 62 года они возвращались в свои летние ареалы на десять дней раньше. [24] Более высокие температуры увеличивают время и скорость вылупления яиц и развития нимф. [17] Растет обеспокоенность тем, что изменение климата сместит зимние и летние ареалы больше на север. [24] Это усугубит проблему борьбы с вредителями и увеличит экономические потери. . [24]
Обычно обнаружение E. fabae на посевах происходит слишком поздно, поскольку первым визуальным симптомом серьезного заражения является ожог посевов. [21] Регулярные проверки посевов с помощью сетки необходимы для сокращения огромных экономических потерь. [21] Еще одним визуальным признаком является отмирание листьев с небольшими ямками по всей их поверхности, вызванными их яйцами. [5] Расширение популяции хозяев, вероятно, вызвано потерей естественной устойчивости из-за обширной селекции растений . [1]
В настоящее время единственным эффективным методом борьбы с заражением E. fabae является интенсивное применение инсектицидов . [13] Обычно используются инсектициды с коротким сроком действия, такие как карбарил; однако они требуют дорогостоящего повторного применения. [14]
Исследования указывают на возможность контролировать популяции путем увеличения числа естественных врагов E. fabae в рамках плана борьбы с вредителями. [25] Было показано, что процент смертности самый высокий у особей в младших возрастных стадиях. [15] Исследования показали, что естественная резистентность и использование пестицидов столь же эффективны, но ни один из них не способен полностью сдерживать популяции. [26] Для создания более эффективных программ управления и сокращения использования пестицидов важно понимать их дисперсию, временные и пространственные закономерности. [18]