Цыганка картофельная ( Empoasca fabae ) принадлежит к семейству Cicadellidae и роду Empoasca отряда Hemiptera . [1] В Северной Америке они являются серьезными сельскохозяйственными вредителями . [2] Ежегодно миллионы долларов теряются из-за снижения урожайности сельскохозяйственных культур и борьбы с вредителями. [3] Больше всего страдают картофель , клевер , фасоль , яблоки и люцерна . [4]
Взрослые особи имеют зеленое тело от бледного до переливающегося цвета с 6 или 8 белыми пятнами на переднеспинке . [4] У них есть характерная белая отметка в форме буквы H между головой и основанием крыла. [5] Их тела имеют длину около 3 мм и имеют на передних крыльях возле кончика поперечную жилку. [4] Взрослые особи и нимфы передвигаются прыжками среди растений-хозяев. [5] Однако летать могут только взрослые люди. [6]
Они способны питаться и размножаться как минимум на 200 различных видах растений двадцати шести семейств. [1] В общей сложности роды трав составляют 64% своих хозяев . [7] Взрослые особи предпочитают питаться листьями и стеблями , а нимфы предпочитают листья. [7] Их специализированные части рта способны проникать в ткань растения и удалять его сок . [8] Способность населять широкий круг хозяев обусловлена различиями в их пищевом поведении. [9]
Empoasca fabae — сезонный мигрирующий вид. [10] Если они летят ночью, то чтобы добраться до места назначения летом, потребуется два или три дня. [11] Исследования показывают, что они используют ветер как пассивное средство, помогающее мигрировать. [10] Направление ветров влияет на их распределение в пределах летнего диапазона. [10] Обычно ветры дуют в северо-северо-восточном направлении в сторону севера и среднего запада США. [10] Такие факторы, как высокие температуры и отсутствие осадков, увеличивают их диапазон. [11] Низкие температуры, обильные осадки и неподходящие условия окружающей среды являются факторами, которые остановят миграцию дальше на север. [11] В конце лета начинают появляться холодные фронты , посылая им сигналы об уходе. [10] Уходя, они попадают в эти фронты, которые несут их с юга на юго-запад, к месту зимовки. [10]
Из-за неспособности переносить холодные зимние температуры им приходится мигрировать на юг. [10] Взрослые особи зимуют на хозяевах в сосновых и смешанных лиственных лесах вдоль Мексиканского залива и на юге США . [12] В Восточном Техасе и Оклахоме, Вирджинии, Луизиане, Флориде, Джорджии, Южной и Северной Каролине, Алабаме, Теннесси, Арканзасе и Миссисипи зарегистрированы популяции. [12] Прежде чем вернуться в свои летние ареалы, они меняют хозяев на травянистые бобовые, а затем на новую весеннюю листву лиственных деревьев. [12]
Их летний ареал простирается через Средний Запад и восточные части Канады и США. [13] В Канаде они встречаются только в районе Великих озер . [10] Они способны обитать в самых разных средах обитания. [9] Только около 32% людей фактически занимают пахотные земли. [9] Остальные особи будут проживать в полях, лесах, кустарниках, на пустырях и в парках. [9] Осадки перенесут особей на растения-хозяева, где они быстро восстановятся. [14]
Перед миграцией они спариваются и вступают в репродуктивную диапаузу . [12] Empoasca fabae начинает вступать в репродуктивную стадию в конце июля. [15] Вся популяция остается в этом состоянии на время миграции и зимовки. [12] Этот период диапаузы заканчивается с середины января по февраль, и они начинают половозрелость. [12]
Во время весенней миграции на север большую часть особей составляют самки. [16] Когда они возвращаются, если температура превышает 10 ° C, они могут начать откладку яиц, а популяции растут и восстанавливаются. [17] Empoasca fabae возвращается на свои летние ареалы в апреле или начале мая, в зависимости от местоположения. [18]
В летние месяцы они могут откладывать яйца в среднем в течение 96 дней. [19] Пиковая плотность населения приходится на период с конца мая по конец июня. [8] Появляется множество перекрывающихся поколений. [8] После этого плотность населения 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 хозяев; они прозрачные и небольшого размера. [5] Самки откладывают 2 или 3 яйца в день на стебель и жилки листьев растения. [21] Инкубационный период яйца колеблется от 4 до 23 дней, вылупившиеся особи называются нимфами . [19] Новые детеныши имеют белый цвет и с возрастом приобретают зеленую окраску. [19] Прежде чем стать взрослыми, нимфы проходят пять возрастов . [16] По мере развития они теряют кожу и развивают крылья. [5] Empoasca fabae развивается во взрослых особей в течение 8–37 дней. [19] Весь их жизненный цикл длится один месяц. [21]
Визуально описательный термин «хопперожог» используется для обозначения отдельного типа повреждения растений, вызванного питанием хозяев E. fabae . [16] При питании слюна механически повреждает клетки флоэмы и паренхимы . [2] У растения также повреждается сосудистый камбий и сосудистые пучки. [16] В течение 24 часов после заражения скорость фотосинтеза и транспирации снижается, листья накапливают крахмал, а транспорт фотоассимилятов снижается. [7]
Первым симптомом хопперожога является то, что края листовки начинают скручиваться. [7] По мере того, как заражение растения увеличивается, его листья чашевидно опускаются вниз и начинают менять цвет с зеленого на желтый. [22] При сильном заражении это приводит к некрозу листьев , при котором края листьев и области между жилками становятся коричневыми. [22] Старые растения полностью теряют листья. [3] У молодых растений кончики увядают, и их рост замедляется. [3] Растения, которые были повреждены в результате кормления стеблями, пострадали больше от своей физиологии, чем те, которые были повреждены в результате поедания листьев. [7]
Исследования показали, что растения, испытывающие водный стресс, увеличивают время развития нимфы. [6] Это вызывает сильный ожог личинок из-за усиления реакции растений на стресс. [21]
Хопперберн приводит к снижению роста и размножения растений. [3] На некоторых сильно заражённых полях теряется до 75% урожая, это зависит от того, на какой стадии развития находятся растения. [13] Очевидно, что это приводит к снижению урожайности сельскохозяйственных культур и большим экономическим потерям. [3] Например, в 1988 году потери урожая люцерны на северо-востоке США варьировались от 32 до 66 долларов за гектар. [23] Размер ущерба урожаю прямо пропорционален плотности населения. [13] Большая часть ущерба урожаю наносится будущими поколениями первоначальных прибывших обратно в летний ареал. [11]
Исследования показали, что за последние 62 года они возвращались на свои летние ареалы раньше на десять дней. [24] Более высокие температуры увеличивают время и скорость вылупления яиц и развития нимф. [17] Растет обеспокоенность тем, что изменение климата приведет к смещению ареалов зимовки и лета севернее. [24] Это усугубит проблему борьбы с вредителями и увеличит экономические потери. . [24]
Обычно выявление E. fabae в посевах происходит слишком поздно, поскольку хмельной ожог является первым визуальным признаком серьезного заражения. [21] Регулярные проверки посевов с помощью сачка необходимы для снижения огромных экономических потерь. [21] Еще одним визуальным признаком является отмирание листьев с небольшими ямками и отверстиями по всей длине, образовавшимися в результате яиц. [5] Распространение хозяина, вероятно, вызвано потерей естественной устойчивости в результате экстенсивной селекции растений . [1]
В настоящее время единственным эффективным методом борьбы с заражением E. fabae является интенсивное применение инсектицидов . [13] Обычно используются короткодействующие инсектициды, такие как карбарил; однако они требуют дорогостоящего повторного применения. [14]
Исследования указывают на возможность контроля популяций за счет увеличения числа естественных врагов E. fabae в рамках плана борьбы с вредителями. [25] Было показано, что процент смертности является самым высоким у людей более молодых возрастов. [15] Исследования показали, что естественная устойчивость и использование пестицидов столь же эффективны, но ни один из них не способен полностью сдержать популяцию. [26] Для создания более эффективных программ управления и сокращения использования пестицидов важно понимать их дисперсию, временные и пространственные закономерности. [18]