Материал подготовлен на основании авторской статьи, размещённой на сайте «Главагроном».
Г.А. Закладной, главный научный сотрудник Всероссийского НИИ зерна и продуктов его переработки филиала ФГБНУ «ФНЦ пищевых систем имени В.М. Горбатова», доктор биологических наук
После всестороннего исследования инсектицидных свойств газа фосфин (Закладной, Желтова, 1987) он был внесен в нормативный документ (Инструкция, 1992), и сейчас это единственный газ, разрешенный в России для фумигации зерна (Закладной, 2018). Фосфин широко используется во всем мире, и приобретение повышенной устойчивости (резистентности) к нему вредителей хлебных запасов — проблема, с которой сталкиваются во многих странах (Zakladnoy, 2020). Например, резистентность к фосфину отмечена в Марокко у Tribolium castaneum, Rhyzopertha dominica и Sitophilus oryzae (Benhalima, Chaudhry, Mills, Price, 2002), в Бразилии у Rh. dominica (Lorini, Collins, Daglish, Nayak, Pavic, 2007), в Австралии у S. oryzae (Holloway, Falk, Emery, Collins, Nayak, 2016). В России случаи резистентности насекомых к фосфину не зарегистрированы. В данной статье описаны результаты изучения устойчивости природной и лабораторной популяций рисового долгоносика S. oryzae к фосфину.
Материал и методика
В опытах использовали имаго двух популяций долгоносика S. oryzae. Жуки «ростовской» популяции были собраны на одном из хлебоприемных предприятий Ростовской области, помещены в лаборатории на зерно мягкой пшеницы влажностью 13,5% и выдержаны в термостате при температуре 25 °C в течение двух месяцев до получения жуков-потомков первой генерации в необходимом для опытов количестве.
Жуки другой популяции (лабораторная популяция) были взяты из лабораторной культуры, которая поддерживалась в лаборатории в течение более 55 лет без контакта с пестицидами.
Жуков для опытов отбирали без разделения по полу и возрасту и помещали в стеклянные капсулы с небольшим количеством зерна. Сверху капсулу закрывали бязью.
Капсулы устанавливали в фумигационную камеру — стеклянную банку вместимостью 550 мл. Сверху к банке через резиновую прокладку специальным зажимом герметично прижата металлическая крышка. К отверстию в крышке приварена металлическая трубка, на которую насажена резиновая трубочка, пережатая зажимом Мора.
В каждую фумигационную камеру помещали две капсулы, в одной из которых были жуки лабораторной, в другой — жуки ростовской популяции.
Фосфин генерировали из таблетки на основе фосфида магния с помощью специального стенда по методике ФАО (Recommended methods..., 1975). В стеклянную емкость наливали воду, подкисленную серной кислотой, и помещали перевернутую раструбом вниз стеклянную воронку. На узкий конец воронки насаживали стеклянный цилиндр, верхний конец которого имел сужение до диаметра 6 мм. На этот узкий конец цилиндра надевали гибкую трубочку, пережатую зажимом Мора. Цилиндр с трубочками заполняли водой до зажима Мора.
Таблетку помещали в полотняный мешочек, который крепили к петле на одном конце металлической проволоки. С помощью проволоки таблетку подводили под воронку. Выделяющийся в результате реакции фосфин вытеснял воду из цилиндра и скапливался в верхней его части перед зажимом Мора.
Этот газ в необходимом количестве забирали в микрошприц, прокалывая его иглой гибкую трубочку, и переносили в стеклянные банки (камеры) через резиновые трубочки на их крышках. До введения газа в банках создавали небольшое разрежение, а после введения газа давление в них выравнивали с атмосферным.
Количество вводимого в фумигационную камеру газа обеспечивало необходимую его концентрацию. Всего исследовали смертность жуков при 11 концентрациях фосфина: 0, 4, 6, 8, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40 мг/м³.
Опыты проводили в трех повторностях, используя по 50 жуков в каждой.
Фумигационные камеры содержали в термостатах при температуре 25 °C.
Спустя 24 ч экспозиции банки с жуками дегерметизировали и дегазировали. Через сутки определяли состояние жуков в опытных и контрольных вариантах, подсчитывая количество живых и мертвых особей. Результаты наблюдений подвергали статистической обработке. Вычисляли среднюю смертность жуков из трех повторностей опыта в процентах. Концентрации газа переводили в десятичные логарифмы, проценты смертности — в пробиты смертности. Используя пробит-анализ (Доспехов, 1973), устанавливали математическую зависимость смертности в лабораторной и ростовской популяциях долгоносика от концентрации фосфина. По уравнению регрессии рассчитывали СК-99,9 — концентрацию, при которой гарантируется гибель 99,9 % популяции жуков в течение 24 ч экспозиции при температуре 25 °C.
Результаты и обсуждение
Результаты оценки смертности в лабораторной и ростовской популяциях S. oryzae после фумигации фосфином в разных концентрациях приведены в табл. 1.
Видно, что самые чувствительные жуки лабораторной популяции начали отмирать при концентрации фосфина 15 мг/м³, все жуки погибли в узком диапазоне концентраций от 15 до 25 мг/м³. Наиболее чувствительные к фосфину жуки ростовской популяции начинают погибать при более высокой концентрации фосфина (20 мг/м³), чем жуки лабораторной популяции. С другой стороны, наиболее устойчивые жуки ростовской популяции стойко переживали фосфин в максимальной испытанной концентрации 40 мг/м³.
Таблица 1. Смертность жуков Sitophilus oryzae (L.) после фумигации фосфином
В табл. 2 приведены статистические показатели резистентности к фосфину лабораторной и ростовской популяций S. oryzae.
Таблица 2. Статистические показатели резистентности к фосфину лабораторной и ростовской популяций Sitophilus oryzae (L.)
Во втором столбце таблицы даны уравнения регрессии, в которых «y» — пробит смертности, а «х» — десятичный логарифм концентрации фосфина. С использованием этих уравнений можно рассчитать концентрацию фосфина в мг/м³, вызывающую отмирание любой доли популяции жуков в процентах, или определить смертность жуков в популяции для любой концентрации фосфина.
Обнаруженная связь между смертностью жуков и концентрацией фосфина характеризуется коэффициентами корреляции, близкими к максимуму — 1.
Наибольший интерес представляют величины СК-99,9, т. е. концентрации фосфина, которые вызывают отмирание 99,9% особей жуков в популяции и по которым мы судим о резистентности популяций к фосфину.
У лабораторной популяции СК-99,9 = 25.9 мг/м³, а у ростовской популяции СК-99,9 = 64,6 мг/м³. Это значит, что жуки ростовской популяции в 2,5 раза более устойчивы к фосфину, чем жуки лабораторной популяции.
Режимы фумигации фосфином зерна, включенные в нормативные документы, были установлены нами на основании изучения устойчивости к фосфину лабораторных популяций насекомых (Закладной, Желтова, 1987), которые использованы в экспериментах в качестве эталона.
В нормативных документах (Государственный каталог, 2020) установлена нормативная величина произведения концентрации на время экспозиции (ПКЭ-99,9), равная 25 г·ч/м³, при достижении которой гарантируется обеззараживание фумигируемого объекта.
Исполнители производственной фумигации зерна обязаны периодически измерять концентрации фосфина и рассчитывать величину ПКЭ; по достижении ею нормативного значения 25 г·ч/м³ можно прекращать экспозицию и дегазировать зерно.
Поскольку ростовская популяция оказалась в 2,5 раза более устойчивой к воздействию фосфина, чем лабораторная популяция, уничтожить вредителей на предприятии, где были отобраны образцы жуков S. oryzae, можно лишь при достижении ПКЭ, в 2,5 раза превышающего его нормативное значение, а именно при ПКЭ = 25 × 2,5 = 62,5 г·ч/м³.
Исследования (Закладной, Догадин, 2014) подсказывают, что при удручающем состоянии помещений отечественных зерноскладов, мельзаводов и хлебоприемных предприятий по уровню герметичности достичь величины ПКЭ = 62 г·ч/м³ проблематично, если вообще возможно. Из этого следует вывод о бесполезности и опасности фумигации фосфином на предприятии в Ростовской обл., где отбирали для исследования на резистентность к фосфину образцы жуков S. oryzae.
Бесполезна она потому, что при рекомендованных режимах фумигации и больших утечках фосфина из-за недостаточной герметичности зернохранилищ уничтожить в зерне насекомых невозможно и любая фумигация фосфином будет неэффективной.
Опасность же ее в том, что при каждой фумигации будут выживать самые устойчивые насекомые-родители, которые в последующих поколениях дадут более резистентное к фосфину потомство.
Литература
- Государственный каталог пестицидов и агрохимикатов, разрешенных к применению на территории Российской Федерации. [Интернет-документ] 2020. Дата обращения: 15.01.2020.
- Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). 1973. М.: Колос, 336 с.
- Закладной Г.А. 2018. Фосфин. Монография. М.: Центр подготовки специалистов, 186 с.
- Инструкция по борьбе с вредителями хлебных запасов. [Интернет-документ] 1992. Дата обращения: 21.01.2020.Закладной Г.А., Догадин А.Л. 2014. Проблемы при фумигации мельниц в России. Хлебопродукты 12: 39. Закладной Г.А., Желтова С.А. 1987. Биологические основы применения фосфина для борьбы с насекомыми – вредителями хлебных запасов. Труды ВНИИЗ 109: 87-93.
- Benhalima H., Chaudhry M.Q., Mills K.A., Price N.R. 2002. Phosphine resistance in stored-product insects collected from various grain storage facilities in Morocco. Journal of Stored Products Research 40 (3): 241-249.
- Holloway J.C., Falk M.G., Emery R.N., Collins P.J., Nayak M.K. 2016. Resistance to phosphine in Sitophilus oryzae in Australia: A national analysis of trends and frequencies over time and geographical spread. Journal of Stored Products Research 69: 129-137.
- Lorini I., Collins P.J., Daglish G.J., Nayak M.K., Pavic H. 2007. Detection and characterisation of strong resistance to phosphine in Brazilian Rhyzopertha dominica (F.) (Coleoptera: Bostrychidae). Pest Management Science 63 (4): 358-364. https://doi.org/10.1002/ps.1344
- Recommended methods for the detection and measurement of resistance of agricultural pests to pesticides.
- Tentative method for adults of some major pest species of stored cereals with methyl bromide and phosphine — FAO method no. 16. 1975. FAO Plant Protection Bulletin 23 (1): 12-25.
- Zakladnoy G.A. 2020. Analysis of the resistance of grain pests to phosphine. Review. Food systems 3 (1): 21-24. doi: 10.21323/2618-9771-2020-3-1-21-24
Узнавайте первыми самые актуальные новости сельского хозяйства России и мира на нашем сайте «ГлавАгроном».
