Нарушение спаривания (MD) — это метод борьбы с вредителями, разработанный для контроля определенных насекомых- вредителей путем введения искусственных стимулов, которые сбивают особей с толку и нарушают локализацию партнера и/или ухаживание, тем самым предотвращая спаривание и блокируя репродуктивный цикл . Обычно он включает использование синтетических половых феромонов , [1] хотя разрабатываются и другие подходы, такие как вмешательство в вибрационную коммуникацию . [2]
Половая путаница или нарушение спаривания впервые обсуждалась Национальным институтом агрономических исследований в 1974 году в Бордо , Франция . [3]
Виноделы Франции, Швейцарии, Испании, Германии и Италии были первыми, кто применил этот метод для обработки виноградных лоз против личинок моли рода Cochylis . [3]
У многих видов насекомых , представляющих интерес для сельского хозяйства, например, в отряде Lepidoptera , самки испускают воздушный след из особой химической смеси, составляющей половой феромон этого вида. Этот воздушный след называется феромоновым шлейфом. [4] [5]
Самцы этого вида используют информацию, содержащуюся в феромонном шлейфе [6] , чтобы найти испускающую самку (известную как «зовущая» самка). Нарушение спаривания использует естественную реакцию самцов насекомых следовать за шлейфом, вводя синтетический феромон в среду обитания насекомых . Синтетический феромон представляет собой летучее органическое химическое вещество, разработанное для имитации специфичного для вида полового феромона, вырабатываемого самкой насекомого. Общий эффект нарушения спаривания заключается в том, чтобы сбить с толку самцов насекомых, маскируя естественные феромонные шлейфы, заставляя самцов следовать «ложным феромонным следам» в ущерб поиску самок, и влияя на способность самцов реагировать на «зов» самок. Следовательно, популяция самцов испытывает снижение вероятности успешного обнаружения и спаривания с самками, что приводит к окончательному прекращению размножения и краху заражения насекомыми. Департамент регулирования пестицидов Калифорнии , Департамент продовольствия и сельского хозяйства Калифорнии и Агентство по охране окружающей среды США считают нарушение спаривания одним из самых экологически чистых методов, используемых для искоренения заражения вредителями. [7] Нарушение спаривания работает лучше всего, если большие площади обрабатываются феромонами. Десять акров — это хороший минимальный размер для успешной программы MD, но более крупные площади предпочтительнее [2]
Феромонные программы наиболее эффективны при контроле низкой и средней плотности популяции вредителей. MD также был определен как метод борьбы с вредителями, при котором насекомое не становится устойчивым [1] . Научное сообщество вместе с правительственными учреждениями по всему миру понимает преимущества нарушения спаривания с использованием видоспецифичных половых феромонов и рассматривает программы борьбы с насекомыми на основе половых феромонов среди наиболее экологически чистых методов лечения, которые можно использовать для управления и контроля популяций насекомых-вредителей. Феромон насекомых успешно использовался в качестве эффективного инструмента для замедления распространения и искоренения вредителей на очень больших территориях в США; например, для борьбы с губчатой молью ( Lymantria dispar ), опустошительным лесным вредителем, и для искоренения хлопкового долгоносика и розовой коробочной червя, двух наиболее вредоносных вредителей хлопка. Традиционные методы контроля на основе пестицидов убивают насекомых напрямую, тогда как нарушение спаривания сбивает самцов насекомых с толку, мешая им точно определять партнера для спаривания, что приводит к окончательному краху цикла спаривания [3] . Нарушение спаривания из-за специфичности полового феромона вида насекомых имеет то преимущество, что влияет только на самцов этого вида, оставляя другие нецелевые виды нетронутыми [3] . Это позволяет осуществлять очень целенаправленную борьбу с вредителями, способствуя подавлению одного вида вредителей, оставляя популяции полезных насекомых (опылителей и естественных врагов) нетронутыми. Нарушение спаривания, как и большинство стратегий борьбы с вредителями, является полезным методом, но его не следует рассматривать как отдельную программу обработки [1], поскольку оно нацелено только на один вид в системах производства растений, в которых обычно есть несколько вредителей, вызывающих беспокойство. Нарушение спаривания является ценным инструментом, который следует использовать в программах комплексной борьбы с вредителями (IPM).
Феромонные программы использовались в течение нескольких десятилетий по всему миру, и на сегодняшний день (2009) нет документированных данных общественного здравоохранения, которые бы указывали на то, что сельскохозяйственное использование синтетических феромонов вредно для людей или любых других нецелевых видов. Тем не менее, продолжаются исследования.
За десятилетия использования программ по борьбе с вредителями на основе феромонов было отмечено несколько недостатков по сравнению с использованием обычных пестицидов. Большинство феромонов нацелены на один вид, поэтому конкретная формула нарушения спаривания контролирует только вид, который использует эту смесь феромонов; в то время как пестициды обычно убивают без разбора множество видов, включая несколько видов при однократном применении. Некоторые синтетические феромоны имеют высокие затраты на разработку и производство, в результате чего метод нарушения спаривания слишком дорог для принятия обычными коммерческими производителями. Кроме того, большинство коммерческих формул нарушения спаривания на основе феромонов должны применяться вручную, что может быть дорогим и отнимающим много времени. Новые формулы феромонов, недавно разработанные для механического нанесения, обеспечивают долгосрочные эффекты нарушения спаривания (например, в зависимости от целевого вредителя однократное применение SPLAT [8] контролирует целевого вредителя в течение полного репродуктивного цикла [9] или в течение всего сезона. [10] [11]
Микрокапсулированные феромоны (MEC) представляют собой небольшие капли феромона, заключенные в полимерные капсулы. Капсулы контролируют скорость высвобождения феромона в окружающую среду. Капсулы достаточно малы, чтобы их можно было применять тем же способом, который используется для распыления инсектицидов . Эффективная полевая долговечность микрокапсулированных феромонных формул составляет от нескольких дней до чуть более недели, в зависимости от климатических условий, размера капсулы и химических свойств [1] . Микрокапсулы в феромонных формулах обычно поддерживаются выше предписанного диаметра, чтобы избежать риска вдыхания людьми.
Новая, эффективная и экономичная концепция доставки феромонов с использованием текучей формулы для создания долговечных монолитных феромонных дозаторов была выведена на рынок в последнее десятилетие. [13] Эти новые формулы феромонов SPLAT для нарушения спаривания могут обеспечить эффективный эффект подавления в течение всего сезона (например, в зависимости от целевого вредителя однократное применение SPLAT контролирует целевого вредителя в течение полного репродуктивного цикла [14] или в течение всего сезона [10] [15] ) и могут применяться вручную или механически. Хотя механические методы рассеивания требуют специализированной готовой технологии нанесения и/или оборудования, как только система нанесения заработает, она позволяет защищать обширные площади с помощью феромонов, одного из самых безвредных и эффективных методов борьбы с вредителями, доступных сегодня. Преимущество SPLAT заключается в том, что ложка закрепляется там, где она приземляется, избегая нежелательного дрейфа формулы после нанесения на поле, и, в зависимости от способа нанесения, отвержденные ложки можно извлечь.
В ноябре 2007 года был использован спорный воздушный подход для распыления микрокапсулированного феромона LBAM в городских и сельских районах округов Санта-Крус и Монтерей, Калифорния, для борьбы с инвазивной светло-коричневой яблонной молью . Обычно эффект нарушения ориентации самцов моли по отношению к самкам (или контрольных феромонных ловушек) можно обнаружить по снижению отлова моли при мониторинге феромонных ловушек. Правительственная кампания с использованием по всей площади воздушных применений микрокапсулированных феромонов не показала никаких признаков нарушения спаривания популяций светло-коричневой яблонной моли в обработанной области. Было обнаружено, что первая воздушная кампания была проведена с использованием неполной (неправильной) смеси феромонов светло-коричневой яблонной моли (неправильная смесь значительно снизила вероятность успеха программы по нарушению спаривания), а микрокапсулированная формула LBAM не была протестирована, и, наконец, микрокапсулированные формулы печально известны своей короткой продолжительностью действия в полевых условиях, слабой и неустойчивой эффективностью. Кроме того, возможно, что микрокапсулированная формула LBAM, использованная в правительственной кампании, была непригодна для воздушной доставки в городских районах; хотя феромон безопасен, использованная формула имела микрокапсулы очень малого диаметра, что делало ее возможной опасностью при вдыхании, которая, по-видимому, связана с увеличением аллергенных реакций населения в целевой области. Этот набор воздушных приложений по нарушению спаривания LBAM, осуществленных правительством, вызвал огромное недовольство общественности в целом, а также нескольких секторов научного сообщества. Теперь, несколько лет спустя, пострадавшие сообщества, а также зарождающаяся индустрия феромонов в США (которая предоставляет более безопасные, но очень эффективные альтернативы использованию обычных пестицидов) все еще страдают от последствий этих катастрофических кампаний по искоренению LBAM в районе залива.
Но существует множество успешных программ подавления вредителей, которые полагаются на воздушное рассеивание феромонных нарушителей спаривания. Одной из крупнейших программ по феромонному нарушению спаривания в мире является Slow the Spread. [16] [17] Slow the Spread была реализована на 1200-мильной (1900 км) границе губчатой моли от Висконсина до Северной Каролины. Территория программы расположена впереди наступающего фронта популяции губчатой моли. Программа STS фокусируется на раннем обнаружении и подавлении популяций низкого уровня вдоль этого наступающего фронта, нарушая естественный ход наращивания и распространения популяции. Каждый год сотни тысяч акров опрыскиваются с воздуха двумя формулами феромонов губчатой моли, нарушающими спаривание, Flakes и SPLAT. Однократное применение формулы нарушения спаривания способствует сезонному подавлению губчатой моли на обработанных территориях. С командой из 8 человек удалось обработать с воздуха с помощью SPLAT GM более 20 000 акров (81 км 2 ) леса за один день. Консорциум федеральных и государственных участников смог сделать следующее:
• сократить новую территорию, на которую ежегодно нападает губчатая моль, с 15 600 квадратных миль (40 000 км 2 ) до 6000 квадратных миль (16 000 км 2 );
• защищать леса, лесную промышленность, городские и сельские парки и частную собственность; и
• избежать как минимум 22 миллионов долларов в год на возмещение ущерба и расходов на управление.
Похоже, что колоссальный успех программы Slow the Spread связан с чрезвычайно хорошо спланированными кампаниями, которые включают коммуникацию, прозрачность и ясность целей: до подачи заявки STS проводит встречи, в которых участвуют население района в целом, заинтересованные граждане, государственные служащие, ученые и технический персонал для обсуждения стратегий управления губчатой молью в проблемных районах. Существует движение, требующее, чтобы новые правительственные кампании по искоренению инвазивных видов моделировали свои действия по подавлению вредителей на основе существующих успешных программ подавления, таких как STS, и принимали более эффективную политику коммуникации, прозрачности и ясности целей. С привлечением и просвещением общественности кампании по искоренению по всему району будут лучше спланированы и смогут в большей степени обеспечить решительные и эффективные действия по искоренению вредителей.
{{cite web}}: CS1 maint: архивная копия как заголовок ( ссылка )