Phenology of the 28-spotted potato ladybird beetle Henosepilachna vigintioctomaculata in the south of the Russian Far East

Автор: Ermak Marina V., Matsishina Nathalia V., Fisenko Petr V.

Журнал: Овощи России @vegetables

Рубрика: Садоводство, овощеводство, виноградарство и лекарственные культуры

Статья в выпуске: 3 (65), 2022 года.

Бесплатный доступ

Relevance. The 28-spotted potato ladybird beetle, Henosepilachna vigintioctomaculata, causes severe damage to plants of the Solanaceae family in the south of the Russian Far East. Today the application of chemicals is the main method for protecting crops against the potato ladybird beetle. This leads not only to the eradication of the pest, but also to the pollution of agricultural ecosystems and the emergence of potato ladybird beetle populations that are resistant to pesticides. A study on the seasonal cycles of the development of the potato ladybird beetle may help to devise new methods for controlling this pest. Methods. We conducted laboratory experiments to study the developmental timing ofa potato ladybird beetlepopulation. The number of eggs was counted, and then the eggs were placed in Petri dishes. The number of emerged larvae was recorded on a daily basis. The hatched larvae were transferred to glass containers (hereafter rearing cages) in batches of 10. We recorded the dates of the transition from one immature developmental stage to another notingthe simultaneity of these transitions. At the onset of the pupal stage, the date was recorded and food was withdrawn from the rearing cages. Scientific observations were carried out on the emergence ofyoung beetles. Field research on the phenology of the potato ladybird beetle was conducted at afield site of 40 m2. The timing of the following events was recorded: the emergence of the adult beetles from diapause, the colonization of the potato field, the beginning and the end of oviposition, the emergence of the larvae and the pupae, the flight of the new insect generation. Results and conclusion. Our laboratory experiment on the immature developmental stages of the potato ladybird beetle revealed that the egg stage was 4-5 days in duration, the larval stage was 16-17 days and the pupal stage was 4-5 daysunder optimal conditions. We also observed deviations from the mean values, which could be conditioned by external factors. For instance, the duration of embryonic development depended either on humidity or on the time range of hatching from one egg mass. The observed deviations of the developmental timing of the larvae and the pupae were most probably due to the quantity and quality of the available food, and the presence of secondary metabolites and glycoalkaloids in it. The field research on thephenology of the potato ladybird beetle showed that there was only one generation in 2020, but two generations in 2021. After comparing climatic conditions in 2020 and 2021, we concluded that Henosepilachna vigintioctomaculata can produce two generations during dry and hot years.

Еще

The 28-spotted potato ladybird beetle, phenological development, immature developmental stages, ontogeny

Короткий адрес: https://readera.org/140295035

IDR: 140295035   |   DOI: 10.18619/2072-9146-2022-3-62-70

Список литературы Phenology of the 28-spotted potato ladybird beetle Henosepilachna vigintioctomaculata in the south of the Russian Far East

  • Brown J.H., Gillooly J.F., Allen A.P., Savage V.M., West G.B. Toward a metabolic theory of ecology. Ecology. 2004;(85):1771-1789.
  • Schwartz M.D. Green-wave phenology. Nature. 1998;(394):839-840.
  • Visser M.E., Both C. Shifts in phenology due to global climate change: the need for a yardstick. Proceedings of the Royal Society B. The Royal Society. 2005;(272):2561-2569. https://doi.org/10.1098/rspb.2005.3356
  • Logan J.D., Wolesensky W., Joern A. Temperature-dependent phenology and predation in arthropod systems. Ecological Modelling. 2006;(196):471-482. https://doi.org/10.1016/j.ecolmodel.2006.02.034
  • Yang L.H., Rudolf V.H.W. Phenology, ontogeny and the effects of climate change on the timing of species interactions. Ecology Letters. 2010;13(1):1-10. https://doi.org/10.1111/j.1461-0248.2009.01402.x
  • Bentz B.J., Régnière J., Fettig C.J., Hansen E.M., Hayes J.L., Hicke J.A., Kelsey R.G., Negrón J.F., Seybold S.J., Climate change and bark beetles of the western United States and Canada: direct and indirect effects. BioScience. 2010;60(8):602-613.
  • Regniere J., Logan J.A. In: Schwartz M.D. (Ed.). Animal life cycle models. Phenology: An Integrative Environmental Science. Dordrecht, Netherlands: Kluwer Academic Publishers; 2003. pp. 237-254.
  • Sparks T.H., Carey P.D. The responses of species to climate over two centuries: an analysis of the Marshamphenological record, 1736-1947. Journal of Ecology. 1995;83(2):321-329. https://doi.org/10.2307/2261570
  • Schaalge G.B., van der Vaart H.R. In: McDonald L., Manly B, Lockwood J., Logan J. (Eds.) Relationships among recent models for insect population dynamics with variable rates of development. Estimation and analysis of insect populations. Lecture Notes in Statistics. 1988; (55):299-312.
  • Smerage G.H. In: McDonald L., Manly B., Lockwood J., Logan J. (Eds.). Models of development in insect populations. Estimation and analysis of insect populations. Lecture Notes in Statistics. 1988;(55):313-331.
  • Yurk B.P., Powell J.A. Modeling the effects of developmental variation on insect phenology. Bulletin of Mathematical Biology. 2010;(76):1334-1360. https://doi.org/10.1007/s11538-009-9494-7
  • Gilbert E., Powell J.A., Logan J.A., Bentz B.J. Comparison of three models predicting developmental milestones given environmental and individual variation. Bulletin of Mathematical Biology. 2004;(66):1821-1850. https://doi.org/10.1016/j.bulm.2004.04.003.
  • Bellows T.S.Jr. Impact of developmental variance on behavior of models for insect populations I. Models for populations with unrestricted growth. Researches on Population Ecology. 1986;28(1):53-62. https://doi.org/10.1007/BF02515536
  • Powell J.A., Bentz B.J. Connecting phenological predictions with population growth rates for mountain pine beetle, an outbreak insect. Landscape Ecology. 2009;24(5):657-672. https://doi.org/10.1007/s10980-009-9340-1
  • Шаблиовский В.В. Двадцативосьмипятнистая картофельная коровка. Распространение вредителей и болезней сельскохозяйственных культур в СССР в 1963 г. Тр. ВИЗР. Л., 1964;(22):301-304.
  • Гусев Г.В. Картофельная коровка и меры борьбы с ней. Южно-Сахалинск, 1953. 16 с.
  • Кузнецов В.Н. О фауне кокцинеллид (Coleóptera, Coccinellidae) Приморского края. Роль насекомых в лесных биоценозах Приморья. Владивосток, 1972. С.176-185.
  • Букасов С.М., Камераз А.Я. Селекция и семеноводство картофеля. М.: Колос, 1972. 359 с.
  • Гусев Г.В. Сезонные изменения в питании 28-пятнистой картофельной коровки. Вопросы сельского и лесного хозяйства Дальнего Востока. Владивосток, 1956;(1):81-94.
  • Антипова Л.К. Устойчивость картофеля к эпиляхне. Сад и огород. 1950;(8):34.
  • Куренцов А.И. Новые данные по биологии картофельной коровки. Тр. Горнотаежной станции Дальневосточного филиала Академии наук СССР. Владивосток, 1946. Т.5. С.257-266.
  • Иванова А.Н. Картофельная коровка на Дальнем Востоке. Владивосток,1962. 54 с.
  • Вавилов Л.Н. 28-пятнистая коровка - опасный вредитель картофеля. Защита растений от вредителей и болезней. 1957;(1):53.
  • Шаблиовский В.В., Гусев Г.В. Картофельная коровка. Защита растений от вредителей и болезней. 1964;(2):24-25.
  • Кузнецов В.Н. Кокцинеллиды (Coleoptera, Coccinellidae) Дальнего Востока России. Владивосток: Дальнаука, 1997. 48 с.
  • Вульфсон Р.И. К биологии 28-точечной картофельной коровки в Дальневосточном крае. Вестник ДВФ АН СССР. Владивосток, 1936;(19):153-164.
  • Вронских Г.Д. Изменение жирового обмена 28-точечной картофельной коровки под влиянием хемостерилянтов. Бюлл. ВИЗР. Л. 1974;(30):43-48.
  • Радыгина Л.Ф. Особенности размножения 28-точечной картофельной коровки в Приморском крае. Защита растений в сельском и лесном хозяйствах Дальнего Востока. Уссурийск, 1977. 28-30 с.
  • Пантюхов Г.А., Босенко Л.И. О картофельной коровке. Защита растений. 1969;(2):51.
  • Симакова Т.П. Влияние температуры и фотопериода на рост личинок 28-пятнистой коровки (Epilachna vigintioctomaculata Motsch.). Биология некоторых видов вредных и полезных насекомых Дальнего Востока. Владивосток, 1978. С.127-130.
  • Колычева Р.В., Соколова В. В. Биологические системы (современная концепция): тексты лекций для студентов естественно-географического факультета. Воронеж: ВГПУ, 2006. 52 с.
  • Пучковский С.В. Избыточность живых систем: понятие, определение, формы, адаптивность. Журнал общей биологии РАН. 1999;(60):642-652.
  • Злотин А.З. Техническая энтомология. Киев: «Наукова думка», 1989. 183 с
  • Вилкова Н.А., Асякин Б.П., Нефедова Л.И., Верещагина А.Б., Иванова О.В., Раздобурдин В.А., Фасулати С.Р., Юсупов Т.М. Методы оценки сельскохозяйственных культур на групповую устойчивость к вредителям. СПб, 2003. 111 с.
  • Шапиро И.Д, Вилкова Н.А., Слепян Э.И. Иммунитет растений к вредителям и болезням. Л., Агропромиздат, Ленингр. отд-ние, 1986. 191 с.
  • Павлюшин В.А. Проблема биологической защиты растений от колорадского жука. Современные системы защиты и новые направления в повышении устойчивости картофеля к колорадскому жуку. М., 2000. С.45-48.
  • Мацишина Н.В., Шайбекова А.С., Богинская Н.Г., Собко О.А., Волков Д.И., Ким И.В. Предварительная оценка сортов картофеля отечественной и зарубежной селекции на устойчивость к картофельной двадцативосьмиточечной коровке Henosepilachna vigintioctomaculata Motch. в Приморском крае. Овощи России. 2019;(6):116-119. https://doi.org/10.18619/2072-9146-2019-6-116-119
  • Мацишина Н.В., Фисенко П.В., Ермак М.В., Собко О.А., Волков Д.И., Балеевских А.Г. Пища как фактор плодовитости, продолжительности развития и изменения морфометрических показателей у Henosepilachna vigintioctomaculata (Motschulsky). Овощи России. 2021;(5):81-88. https://doi.org/10.18619/2072-9146-2021-5-81-88
  • Степанова Л.А. К вопросу о роли пищевого фактора в массовом размножении листогрызущих вредителей крестоцветных овощных культур. Энтомол. обозр. 1961;40(3):512-520.
  • Эдельман Н.М. Пути использования кормовой специализации непарного шелкопряда в целях обоснования профилактических мероприятий. Зоолог. журн. 1957;36(3).
  • Эдельман Н.М. Оценка влияния отдельных компонентов корма на развитие насекомых фитофагов при воспитании их на искусственных средах. Зоолог. журн. 1962;41(7).
  • Ларченко К.И. Развитие и поведение филлоксеры в зависимости от условий питания. Тр. ВИЗРа, 1949. No2.
  • Яхонтов В.В. О значении осмотического давления клеточного сока в иммунитете растений к насекомым. Сб. Иммунитет растений к заболеваниям и вредителям. Сельхозгиз. М., 1956.
  • Hirano K. Population dynamics of a Phytophagous Lady-Beetle, Epilachna vigintioctopunctata (Fabricius), living in spatio-temporally heterogeneous habitats. III. Effects of habitat structure on populations Dynamics. Res. Popul. Ecol. 1995;37(2):185-195.
  • https://www.data.jma.go.jp/gmd/cpd/longfcst/en/tourist_japan.html.
  • Sharov A. Quantitative Population Ecology. Dept. of Entomology. Virginia Tech, Blacksburg, VA (online lectures). 1997.
  • Замотайлов А.С., Попов И.Б., Белый А.И. Экология насекомых. Электронный курслекций. Краснодар; 2012. 111 с.
  • Черников В.А., Алексахин Р.М., Голубев А.В., и др. Под ред. Черникова В.А. и Чекереса А.И. Агроэкология. М.: Колос, 2000. 536 с.
  • IPCC, 2014: Climate Change 2014: Synthesis Report. Contribution of Working Groups I, II and III to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change[Core Writing Team, R.K. Pachauri and L.A. Meyer (Eds.)]. IPCC, Geneva, Switzerland, 151 pp.Доступно: https://www.ipcc.ch/report/ar5/syr
  • Seneviratne S.I., Donat M.G., Mueller B., Alexander L. V. No pause in the increase of hot temperature extremes. Nat. Clim. Chang. 2014;4(3):161-163. https://doi.org/10.1038/nclimate2145
  • Du L., Mikle N., Zou Z., Huang Y., Shi Z., Jiang L., McCarthy H.R., Liang J., Luo Y. Global patterns of extreme drought-induced loss in land primary production: identifying ecological extremes from rain-use efficiency. Sci. Total Environ. 2018;(628-629):611-620. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2018.02.114
  • Sheldon K.S., Dillon M.E. Beyond the mean: biological impacts of cryptic temperature change. Integr. Comp. Biol. 2016;56(1):110-119. https://doi.org/10.1093/icb/icw005
  • Zhang Y., Peng C., Li W., Fang X., Zhang T., Zhu Q., Chen H., Zhao P. Monitoring and estimating drought-induced impacts on forest structure, growth, function, and ecosystem services using remote-sensing data: recent progress and future challenges. Environ. Rev. 2013;21(2):103-115. https://doi.org/10.1139/er-2013-0006
  • Soroye P., Newbold T., Kerr J. Climate change contributes to widespread declines among bumble bees across continents. Science. 2020;367(6478):685-688. https://doi.org/10.1126/science.aax8591
  • Garratt M.P.D., Coston D.J., Truslove C.L., Lappage M.G., Polce C., Dean R., Biesmeijer J.C., Potts S.G. The identity of crop pollinators helps target conservation for improved ecosystem services. Biol. Conserv. 2014;169(100):128-135. https://doi.org/10.1016/j.biocon.2013.11.001
  • Saunders M.E. Insect pollinators collect pollen from wind-pollinated plants: implications for pollination ecology and sustainable agriculture. Insect Conserv. Divers. 2018;11(1):13-31. https://doi.org/10.1111/icad.12243
  • Neilson E.W., Lamb C.T., Konkolics S.M., Peers M.J.L., Majchrzak Y.N., Doran-Myers D., Garland L., Martinig A.R., Boutin S. There’s a storm a-coming: ecological resilience and resistance to extreme weather events. Ecol. Evol. 2020;10(21): 12147-12156. https://doi.org/10.1002/ece3.6842
  • Crain C.M., Kroeker K., Halpern B.S. Interactive and cumulative effects of multiple human stressors in marine systems. Ecol. Lett. 2008;11(12):1304-1315. https://doi.org/10.1111/j.1461-0248.2008.01253.x
  • Roland J., Matter S.F. Pivotal effect of early-winter temperatures and snowfall on population growth of alpine Parnassius smintheus butterflies. Ecol. Monogr. 2016;86(4):412-428. https://doi.org/10.1002/ecm.1225
  • Christensen M.R., Graham M.D., Vinebrooke R.D., Findlay D.L., Paterson M.J., Turner M.A. Multiple anthropogenic stressors cause ecological surprises in boreal lakes. Glob. Chang. Biol. 2006;12(12):2316-2322. https://doi.org/10.1111/j.1365-2486.2006.01257.x
  • Maxwell S.L., Butt N., Maron M., McAlpine C.A., Chapman S., Ullmann A., Segan D.B., Watson J.E.M. Conservation implications of ecological responses to extreme weather and climate events. Divers. Distrib. 2019;25(4):613-625. https://doi.org/10.1111/ddi.12878
  • Jackson M.C., Loewen C.J.G., Vinebrooke R.D., Chimimba C.T. Net effects of multiple stressors in freshwater ecosystems: a metaanalysis. Glob. Chang. Biol. 2016;22(1):180-189. https://doi.org/10.1111/gcb.13028
Еще
Статья научная