Текст книги "Биотехнология в защите растений. Практикум по выполнению лабораторных работ"

3.1. Общая схема массового производства трихограммы

Технологический процесс массового производства трихограммы и зерновой моли схематично состоит из 8 операций:

1. Подготовка зерна к заражению зерновой молью.

2. Уход за зерном в период развития зерновой моли.

3. Создание условий для вылета из зерна бабочек моли и их сбор.

4. Содержание бабочек зерновой моли для откладки яиц.

5. Сбор яиц зерновой моли.

6. Очистка яиц зерновой моли.

7. Заражение яиц моли и размножение трихограммы.

8. Хранение трихограммы (рис. 11).

Подготовка зерна к заражению зерновой молью. При проведении этой операции преследуют двоякую цель: обеззаразить зерно от амбарных вредителей и паразитов зерновой моли и оптимально подготовить зерно к заражению гусеницами моли. Зерно должно обладать влажностью 16–17 %, быть мягким, рыхлым, не терять своих пищевых качеств. Проводят термическое или химическое обеззараживание зерна. При химической фумигации бромистым метилом зерно не увлажняется, что снижает плодовитость полученной моли на 10 %.

Рис. 11. Блок-схема разведения трихограммы (по Н. В. Бондаренко, 1989):

1 – обеззараженное зерно; 2 – зерно, заселенное яйцами ситотроги; 3 – боксы с ситотрогой; 4 – насекомопровод; 5 – пульт управления; 6 – насекомоприемник с кассетами; 7 – вытяжной шкаф для дозировки, очистки и наклеивания яиц; 8 – контейнеры-виварии с наклеенными на пластины яйцами ситотроги и пеналами с трихограммой; 9 – биоклиматические камеры с контейнерами для заселения яиц ситотроги трихограммой; 10 – политермостат для преимагинального развития трихограммы; 11 – холодильная камера для кратковременного хранения трихограммы

На практике чаще используется погружение зерна ячменя в перфорированных емкостях в горячую воду при температуре 90–95 °С.

Уход за зерном в период развития гусениц. Это сложный и трудоемкий процесс. На уход за 1 ц зерна затрачивается 2–7 человеко-дней, что составляет 50 % затрат на весь цикл размножения трихограммы. Выпускаемые промышленностью стеллажи с кюветами не механизируют операции по постоянному перемешиванию зерна, его увлажнению, контролю влажности (15–16 %) и температуры (25 °С). Зерно должно равномерно распределяться по кювете слоем не более 5 см.

Вылет бабочек зерновой моли и их сбор. Перед отрождением бабочек зараженное зерно помещают в специальные кассеты в боксы. В боксе создают оптимальные гидротермические условия: температуру 25–28 °С и влажность воздуха 80 %. Это способствует дружному вылету бабочек. Через отверстия в кассетах бабочки выходят и скапливаются в нижней конусовидной части боксов, открывающейся в общий насекомопровод с помощью автоматических задвижек. Оператор раз в сутки автоматически открывает задвижки, и бабочки из насекомопровода струей воздуха переносятся в насекомоприемник. При этой операции, однако, травмируются до 12–16 % бабочек.

Содержание бабочек зерновой моли. Вылет бабочек одной партии длится от 16–18 до 30–40 дней. Бабочек помещают в специальные кассеты – садки и содержат в термостатах с обязательной аэрацией. Под кассетами устанавливают поддон с зерном, стимулирующим откладку яиц бабочками. Плотность содержания бабочек до 200 особей на 1 см² садка. Откладка яиц и содержание одной партии бабочек в кассетах длится 4–5 суток.

Сбор и очистка яиц зерновой моли. Откладка яиц бабочками моли происходит в кассетах. При сборе яиц бабочек отсасывают вакуумным устройством, а оставшихся и погибших вместе с яйцами высыпают на механические вибросита. При вибрации сит яйца отделяются от бабочек и мусора. При этом часть бабочек, особенно попавших на сита, травмируется, что не желательно. Отбор яиц необходимо производить ежедневно, так как трихограмма заражает только свежеотложенные яйца.

Вся работа по отделению бабочек от яиц проводится в вытяжных шкафах с соблюдением индивидуальных мер защиты работающего персонала. Затем яйца дополнительно очищают струей воздуха на пневматическом классификаторе.

При оптимальном режиме содержания бабочек одной партии яйцекладка заканчивается за 20 дней с выходом продукции – до 6–8 кг яиц от 1 т зерна.

Размножение трихограммы. Для размножения трихограммы биолаборатории пользуются прозрачными емкостями с герметично закрывающимися крышками. Обычно это трехлитровые банки. На внутренние стенки их с помощью увлажнения паром наклеивают яйца моли. На промышленных биофабриках пользуются специальными контейнерами-вивариями из оргстекла, в которые вставляются стеклянные пластины, на которые так же наклеивают яйца моли.

В нижней части вивария находится пенал, в который помещают имаго трихограммы или зараженные ею яйца моли. По мере вылета трихограммы она заражает наклеенные яйца моли. Заражение ведут из расчета 1 самка трихограммы на 20 яиц моли.

Контейнеры-виварии или банки помещают в климатические камеры или на стеллажи, поддерживая заданную температуру и влажность, а также фотопериод, характерный для зоны разведения и применения паразита.

Равномерность заселения яиц трихограммой достигается переворачиванием банок через сутки и поочередным включением ламп в климатических камерах с вивариями. Трихограмма имеет положительный фототаксис и перемещается из темноты на более освещенные участки.

Через 1–2 суток в вытяжном шкафу трихограмму удаляют, а сосуды или виварии ставят в условия, близкие к природным (под навес или в инсектарий вне помещения), на время развития личинок трихограммы. После почернения зараженных яиц, что говорит о наступлении стадии предкуколки у паразита, яйца счищают со стекол, очищают в вытяжном шкафу в пневматическом классификаторе, взвешивают и фасуют в пакеты для реализации. На пакете указывают вид трихограммы, дату заражения и начала хранения, процент заселенных яиц, число особей трихограммы. Обычно в 1 г яиц содержится 80 тыс. предкуколок трихограммы.

Хранение трихограммы. Кратковременное хранение недиапаузирующей трихограммы проводят в холодильниках при +1–3 °С и относительной влажности воздуха 85–90 % в фазе предкуколки не более 40 дней, куколки – 20 дней, имаго перед вылетом – 10 дней.

Длительное хранение возможно лишь на стадии взрослой, закончившей питание личинки. Для получения диапаузирующей трихограммы однодневные яйца зерновой моли заселяют трихограммой при переменных суточных температурах 20–23 °С днем и 10 °С ночью, относительной влажности воздуха 80 % и 14–16-часовом дне. Затем дневную температуру понижают до 10 °С и яйца содержат 3–4 недели. В дальнейшем зараженные яйца хранят в холодильниках при 1–3 °С и влажности 80 %.

Для реактивации трихограммы и выхода из диапаузы яйца помещают на неделю в температурный режим 14–15 °С, а затем – 20–22 °С. Лёт паразита начинается через 7–9 дней.

В климатических камерах конструкции ВНИИБМЗР (г. Краснодар) трихограмму хранят до 4–6 месяцев слоем 2 см без потерь ее качества.

3.2. Оценка качества трихограммы

По качеству трихограмму принято делить на 4 класса: I, II, III и нестандартную. Для оценки применяется обобщенный критерий качества, учитывающий следующие показатели: отрождение из яиц хозяина, половой индекс, плодовитость, активность поиска яиц хозяина (табл.). Трихограмма I класса имеет коэффициент активности поиска яиц хозяина более 7,5, заражает в виварии в течение суток более 30 % яиц основного хозяина – совки, ее обобщенный критерий качества равен 1–0,7. В полевых условиях она заражает свыше 78 % яиц хозяина.

Во II классе активность поиска – 5,6–7,5; в виварии заражает 20–30 % яиц, обобщенный показатель 0,5–0,7; полевая эффективность 56–78 %.

В III классе качества активность поиска яиц хозяина составляет 4,6–5,5, в лаборатории эффективность 10–20 %, обобщенный показатель – 0,3–0,5, полевая эффективность – 33–56 %. Трихограмма с более низкими показателями качества относится к нестандартной.

Таблица. Характеристики классов качества трихограммы

3.3. Повышение жизнеспособности трихограммы

Продолжительное разведение трихограммы на яйцах зерновой моли приводит к снижению качественных показателей трихограммы. Так, уже в 5–6-й генерации заражение яиц капустной совки трихограммой снижается в 10 раз. Для устранения этого явления ведутся поиски более подходящих лабораторных хозяев паразита.

Перспективным лабораторным хозяином трихограммы является мельничная огневка – эфестия. При размножении на ее яйцах плодовитость трихограммы увеличивается на 16–18 %, зараженность – на 9–10 %, продолжительность жизни паразита – на 1–2 дня по сравнению с разведением на яйцах ситотроги.

Массовое разведение эфестии проводят на отрубях, как наиболее экономичном и достаточно подходящем корме.

Гусениц эфестии выращивают в кюветах с толщиной питательного слоя 10–15 см при 20–25 °С и количестве корма на 1 гусеницу 0,4–0,6 г. Для окукливания гусениц в кюветы помещают скомканную бумагу или картон. Из-за каннибализма гусениц эфестии, способных при отрождении из незараженных яиц уничтожать зараженные трихограммой яйца, перед заражением содержат двое суток при –10 ^оС.

Из природных хозяев трихограммы наиболее пригодна капустная совка. Разработаны методы ее массового разведения в лаборатории на естественном и искусственном корме (полусинтетической питательной среде) (рис. 12).

Для повышения генетической гетерогенности (генетической разнородности) лабораторной популяции трихограммы используют скрещивания между репродуктивно совместимыми популяциями, например краснодарской и ставропольской. После синхронизации развития трихограммы обоих популяций проводят их групповое скрещивание, затем получают два поколения на яйцах совок и массово размножают на яйцах ситотроги.

Для обновления генофонда лабораторных популяций трихограммы при биофабриках создают так называемые маточники. Это конвейер культур, на которых в естественных условиях размножаются основные хозяева трихограммы – совки. На делянках высаживают рассаду или высевают семена капусты разных сроков созревания, многолетние травы, горох, кукурузу, томаты и др. Привлекают вредителей и энтомофагов цветущими нектароносами, ловушками с патокой, искусственно заселяют гусеницами или куколками хозяев.

В сентябре – октябре осуществляют сбор зараженных яйцекладок с маточников. В лаборатории для улучшения качества популяции трихограммы проводят два ее поколения (пассажа) на яйцах совок, затем вводят в диапаузу для зимнего хранения.

Рис. 12. Схема маточника для природных хозяев трихограммы

3.4. Применение трихограммы

Выпуски яйцееда производят в поле и в садах в начале периода откладки яиц вредителем и во время массовой откладки. Например, против капустной совки, моли и белянок на крестоцветных, лугового и кукурузного мотыльков и хлопковой совки на кукурузе и томатах, комплекса листоверток, плодожорок и других чешуекрылых в саду (рис. 13).

Полученную в лаборатории трихограмму, находящуюся в яйцах моли в стадии предкуколки, куколки или начала лёта имаго, сразу необходимо выпускать. В крайнем случае можно хранить в холодильнике не более суток при +5–7 ºС.

Перед выпуском трихограммы вручную с вечера заготавливают необходимое число ведер или целлофановых пакетов по числу необходимых проходов рабочих по полю. Схема выпуска паразита 10×10 м, так как на полевых культурах имаго трихограммы расселяется в радиусе 5 м от точки выпуска.

В ведра или пакеты насыпают количество головок клевера или листьев сорняков, равное числу точек выпуска трихограммы. Рассчитывают, сколько яиц моли надо высыпать в 1 ведро (пакет). Например, получено 60 г яиц для выпуска на 10 га капусты. Ширина поля – 100 м, длина – 1000 м. Необходимо 10 ведер, в каждом по 100 головок клевера, а 60 г равномерно рассыпать в 10 ведер (по 6 г).

За ночь трихограмма отродится и распределится между головками клевера на дне ведра (пакета). Ее надо выпускать в утренние часы, до появления прямых солнечных лучей (5–7 ч утра).

Рис. 13. Схема выпуска трихограммы вручную (точками обозначены места выпуска)

Бригаду рабочих или школьников – 10 чел. – расставляют по узкому краю поля через 10 м. Агроном следит за равномерностью выпуска паразита по полю. Головку клевера с паразитом кладут в розетку листьев капусты.

На кукурузе выпуск производят в 200 точках на 1 га.

В саду трихограмму выпускают на нижних ветвях с северной стороны каждого дерева, помещая паразита также в розетку листьев.

Возможен механизированный выпуск паразита с помощью опрыскивания. В бак опрыскивателя наливают холодную воду, включают мешалку и высыпают зараженные яйца моли. При этом норму расхода надо увеличить в 2–3 раза с учетом травмирования яиц и поедания их на почве хищными жужелицами. Возможен выпуск трихограммы с помощью дельтапланов и АН-2 с необходимыми приспособлениями.

Контрольные вопросы и задания:

1. Опишите общую схему производства трихограммы на яйцах зерновой моли.

2. Какова технология получения яиц зерновой моли?

3. Какова технология размножения трихограммы на яйцах моли?

4. Назовите способы и сроки хранения трихограммы.

5. Дайте характеристику классов качества трихограммы.

6. Каковы способы повышения качества трихограммы?

7. Расскажите о способах применения (выпуска) трихограммы (с примером расчета).

Лабораторная работа № 4. Технология производства габробракона

Цель занятия: ознакомиться и записать методы разведения и применения габробракона (бракона).

Материалы и оборудование: коллекционные образцы стадий разведения бракона и его лабораторных хозяев (мельничной и вощинной огневок), микроскопы, бинокуляры, видеофильм о разведении бракона.

Бракон (габробракон) (Habrobracon hebetor Say) – представитель семейства браконид (Braconidae), отряда перепончатокрылых (Hymenoptera) (рис. 14). Природный энтомофаг гусениц многих чешуекрылых. Распространен в южной зоне земледелия СНГ. Используется для массового размножения и выпуска на посевы методом сезонной колонизации.

Рис. 14. Габробракон и зараженная его личинками гусеница

4.1. Лабораторное разведение бракона на гусеницах вощинной огневки

Питательная среда для гусениц бабочек вощинной огневки составляется из мервы (отходов воска в пчеловодстве), кукурузной и пшеничной муки, сушеной падалицы яблок, молока, сахарного песка и столовых отходов. Сначала готовят маточную смесь. К 10 кг кукурузной муки добавляют 1,5 кг сахарного песка, смешанного с 3 литрами молока и 0,5 кг пшеничной муки 2-го сорта. Смесь автоклавируют 40 мин при 1,5 атм. Затем готовят мерву: в ведре кипятят 4 л молока, добавляют 1 кг сахарного песка, выливают в таз и добавляют 10 кг мервы. Все перемешивают и автоклавируют. Сухие фрукты стерилизуют отдельно. К столовым отходам (10 кг) добавляют 1 кг сахара и также автоклавируют.

Для выращивания гусениц вощинной огневки в 3-литровую банку кладут 100–150 г сухофруктов, 200 г маточной смеси и 100 г мервы. В банку помещают 100 гусениц вощинной моли 5-6-го возраста. Банки закрывают тканью и ставят в термостатную комнату с температурой 30–35 °С, относительной влажностью воздуха 60 %. Через 15–20 дней в банках появляются бабочки. В это время в каждую банку укладывают еще по 50-100 г мервы. Бабочки в банках откладывают яйца, из которых через 10–15 дней отрождаются гусеницы. Когда гусеницы достигают 2-3-го возраста (становятся более темными), содержимое банок пересыпают в общий деревянный садок размером 70x70x100 см с крышкой. В 1 садок высыпают примерно 30 банок. С одного садка получается примерно 20 тыс. гусениц. Сюда же добавляют ежедневно немного столовых отходов, раскладывая тонким слоем. Для сбора выходящих для окукливания гусениц в садки помещают гофрированную черную ткань или бумагу (накрывают ею питательную смесь). Гусениц выбирают из складок ткани или бумаги 2–3 раза в день. Обычно гусеницы выходят в течение месяца, но наиболее интенсивно – в первые 15 дней.

Через 10–15 дней в садок высыпают еще по 10 банок с гусеницами. Когда толщина слоя питательной смеси в садках достигает 20 см, часть гусениц огневки окукливается на дне садка. Чтобы этого не происходило, на поверхность слоя насыпают еще 150–200 г мервы. Гусениц привлекает запах воска, и они поднимаются к поверхности. Собранных гусениц пересаживают в 3-литровые баллоны для заражения браконом. Самок и самцов бракона предварительно отлавливают эксгаустером и содержат 1–2 дня в пробирках с подкормкой медовым сиропом (для оплодотворения самок).

Гусениц огневки 5–6-го возраста помещают по 300 экз. в баллоны с гофрированной бумагой. Туда же выпускают по 150 оплодотворенных самок паразита. Банки на 3 дня помещают в темноту при 27 °С для заражения гусениц. Самок паразита затем пересаживают ещё дважды в новые баллоны. С 1 банки получают в среднем 4 тыс. особей бракона.

Летом имаго бракона хранят в холодильниках до 10–15 дней, предварительно подкормив сиропом, при +5 °С. Длительное хранение паразита зимой – до 2–3 месяцев – проводят также в баллонах с гофрированной бумагой, помещая в них по 2 тыс. особей. В банки кладут кормушки из кусочков поролона, пропитанных медом. Хранение проводят при +7 °С в холодильниках.

4.2. Технологическая линия по производству бракона

Комплект этого оборудования разработан ВИЗР, рассчитан на производство за 8 месяцев вегетационного периода 5 млн особей бракона и включает 10 единиц (по 2 экз. каждой).

Установка для разведения гусениц вощинной огневки. Это климатический шкаф (камера), выполненный из антикоррозийных материалов с внутренней теплоизоляцией из пенопласта. В нем автоматически поддерживается заданная температура и относительная влажность. Установка получает питание от сети напряжением 220 В, потребляет за цикл 250 Вт. Автономное водяное питание обеспечивает ее работу в течение 30 суток. Производительность – 90 тыс. гусениц огневки за цикл (35–40 дней).

Установка для разделения гусениц по возрастам. Позволяет механизировать самую трудоемкую часть технологии производства. Работает в автоматическом и ручном режимах. За одно деление в течение 1,5–2 часов получают до 30 тыс. особей огневки, а за смену – 120 тыс. гусениц.

Установка для воспроизводства огневки. Это тоже климатический шкаф, дополнительно укомплектованный металлическими кассетами для содержания бабочек огневки.

Установка для разведения бракона. Переоборудуется из установки для разведения гусениц. Производительность – 8–9 тыс. имаго бракона в день.

Установка для сбора бракона. Повышает производительность труда в 20 раз. В ней содержат полученных имаго бракона. Автоматически поддерживается температура и влажность, фотопериод. В передней части прибора расположен световой экран, позволяющий привлекать и пневматически собирать бракона, определять половой индекс (соотношение полов). Насекомых отбирают эксгаустером в стеклянные банки или пробирки и с помощь счетного устройства и микрокалькулятора подсчитывают самцов и самок. Производительность труда до 10 тыс. насекомых в час (рис. 15).

Рисунок 15. Схема производства бракона на гусеницах вощинной огневки:

1 – подготовка маточной смеси; 2 – подготовка мервы; 3 – подготовка сухофруктов; 4 – подготовка пищевых отходов; 5 – заселение банок гусеницами; 6 – содержание отродившихся бабочек; 7 – содержание гусениц в общем садке; 8 – повторное заселение гусеницами общего садка; 9 – сбор гусениц; 10 – содержание имаго бракона до заражения гусениц; 11 – заражение гусениц с несколькими пассажами одних и тех же самок паразита; 12 – развитие личинок и куколок паразита; 13 – сбор имаго бракона; 14 – краткосрочное хранение; 15 – длительное хранение бракона; 16 – выпуск в поле

4.3. Разведение бракона на гусеницах мельничной огневки

Комплект оборудования состоит из установок для получения яиц, гусениц и бабочек хозяина и имаго паразита. Оборудование представляет собой шкафы с термостатами, которые обеспечивают заданную температуру, влажность, освещенность. В рабочих камерах осуществляется вентиляция, воздух проходит предварительную бактерицидную обработку. В установках размещены садки с насекомыми.

В период спаривания и откладки яиц бабочками в камере поддерживают температуру 25–27 °С, относительную влажность воздуха 60–70 % и красное освещение. Огневка откладывает яйца на рамки, затянутые мельничным газом или батистом. Откладка яиц продолжается 7–10 дней. В камерах, где выращиваются гусеницы, поддерживается температура 26 °С, влажность 65–75 % и темнота. При заражении браконом температуру поднимают до 28 °С. На 1 кг корма (мучных отходов и отрубей) размещают 5 тыс. яиц мельничной огневки. Корм равномерно распределен по стеллажам в камере толщиной 2–2,5 см с толщиной слоя воздуха над ним 3–4 см. Для экономии корма его разбавляют непищевыми нетоксичными наполнителями – пенопластовой стружкой, пластиковыми шариками и т. д. Максимальный выход гусениц наблюдается при ворошении субстрата, разрушающем паутинные ходы гусениц в корме. Выходящие из субстрата гусеницы заползают в различные укрытия, например скомканную бумагу, из которой их ежедневно извлекают и направляют на производство бракона или восковой огневки.

Для сбора бабочек из садков их временно обездвиживают углекислым газом (в течение 2 мин в камеру нагнетают углекислоту). Бабочки попадают в насекомосборник и восстанавливают свою активность через 2–3 мин. Продолжительность жизни бабочек 10 дней, плодовитость 140–160 яиц.

Бракона от стадии яйца до имаго разводят в одной камере. Плодовитость самок бракона 150–200 яиц. Поэтому одна группа самок заражает несколько партий гусениц. Заражение идет более эффективно в полной темноте, при 27–29 °С. В период развития личинок бракона поддерживают температуру 25–27 °С.

Производство бракона на мельничной огневке идет эффективнее, если гусениц выращивают в 3-литровых баллонах, насыпая корм на дно слоем 5–6 см. Гусеницы получаются крупнее, чем при массовом содержании, а выход имаго бракона – выше.