Исследование параметров управляемой системы “хищник-жертва” при биологическом методе борьбы с вредителями на примере златоглазки и тли

Summary

Я выбрал эту тему, потому что считаю её актуальной на современном этапе и имеющей важное практическое значение.

В мире происходит интенсивное развитие органического земледелия и рынка экологически чистой сельскохозяйственной продукции. Биологическая защита растений от вредителей, в том числе на основе биологического метода с использованием энтомофагов, является актуальной проблемой сельскохозяйственного производства.

Проблема: активное применение химических инсектицидов приводит к формированию резистентности к ним у вредных видов, что провоцирует увеличение норм расхода, кратности обработок и нарушение баланса полезных и вредных видов в агроценозе. Возрастающее загрязнение окружающей среды и снижение качества сельскохозяйственной продукции в результате интенсивного применения химических пестицидов является стимулом для разработки биологической защиты растений и биоценотического управления состоянием агроэкосистем. Для применения энтомофагов важно знать параметры эффективного управления биологической системой "хищник-жертва", уметь проводить их оценку и определять тип взаимодействия.

Методики: 1. Количественного учета; 2. Сравнения средних показателей выборок; 3. Расчетный метод определения параметров взаимодействия личинок златоглазки и тли: коэффициентов поедаемости, коэффициента биологической эффективности выпуска златоглазки; 4. Определения типа взаимоотношений личинки златоглазки и тли по математической модели Лотки-Вольтерры; 5. Сравнительного анализа зависимости количества уничтоженных личинками златоглазки тлей от температурного режима ; 6. Исследовательской фотографии. 

Практическая значимость: наше комплексное исследование  является информационной базой данных, полученных в ходе описаний практических опытов, расчетов. Оценка и учет параметров изученной биологической системы "хищник(энтомофаг)-жертва"позволяет решить проблему устойчивости агроэкосистемы, управления ею, с целью её использования

Выводы: полученные в ходе исследований результаты позволяют выбрать наиболее эффективные параметры управления биологической системой "хищник (энтомофаг)-жертва" для взаимодействия "личинка златоглазки- тля" используемой в биологическом методе борьбы с точки зрения биологических факторов и экологии.

Планы: предполагается изучение особенностей развития, питания личинки златоглазки, для использования, как энтомофага при биологическом методе борьбы с другими вредными насекомыми, в различных средовых условиях: теплицы, поля или при использовании на других группах культурных растений. Изучить зависимость развития и питания златоглазки от определенных факторов окружающей среды различной природы (влажность, излучение).

        

Question / Proposal

Поставленная в работе проблема: активное применение химических инсектицидов приводит к формированию резистентности к ним у вредных видов, что провоцирует увеличение норм расхода, кратности обработок и нарушение баланса полезных и вредных видов в агроценозе. Возрастающее загрязнение окружающей среды и снижение качества сельскохозяйственной продукции в результате интенсивного применения химических пестицидов является стимулом для разработки биологической защиты растений и биоценотического управления состоянием агроэкосистем.

Для эффективного применения энтомофагов важно знать параметры управления биологической системой "хищник-жертва", уметь проводить их оценку и определять тип взаимодействия.

Насекомые являются пойкилотермными животными, и температура их тела зависит от температуры окружающей среды, а обмена веществ между организмом и средой протекают при различной температуре с разной скоростью. Влияние температурного фактора среды в жизни златоглазки имеет очень большое значение.

Я проводил наблюдение за личинками трех возрастов и двумя группами личинок златоглазок:  выведенных в лаборатории (Л) и отловленных в естественных условиях (Е) с целью опрелить наиболее эффективный тип взаимодействия.

У личинок златоглазки замечено пристрастие - гороховая тля, которая содержит в теле самый полный набор аминокислот.

На основании перечисленного ряда наблюдений и комплекса исследовательских мероприятий я выдвигаю следующие гипотезы:

Влияние температуры окружающей среды на эффективность биологического метода борьбы против вредных насекомых с применением энтомофагов, в системе "хищник(энтомофаг)-жертва": "личинка златоглазки- тля". На основе расчета и изменений значений параметров системы: коэффициента биологической эффективности выпуска златоглазки, коэффицинта поедаемости.

Характер питания личинок златоглазки различных групп: выведенных в лаборатории (Л) и отловленных в естественных условиях (Е) имеет отличительные особенности и различные сравниетельные данные по значениям с учетом возраста личинок.

Система "хищник-жертва"  полевого опыта включает 9 типов различного качественного взаимодействия личинок златоглазки и тли при температурном режиме + 25о С ... + 35о С. Изменятся ли параметры системы при использовании тли различных видов? В опыте для питания личинок различных возрастов была взята тля 3  видов: с бахчевых культур- арбузов, гороха и зеленая яблоневая.

Возможно ли использование модели Лотки-Вольтерры при оценке типа этих взаимоотношений.

 

Research

Златоглазка обыкновенная (Chrysopa carnea).

Представители семейства Златоглазки (Neuroptera, Chrysopidae) являются важным компонентом естественных и антропогенных биоценозов. Большинство видов питаются насекомыми из отряда равнокрылые и растительноядными клещами.

О златоглазках писали известные энтомологи прошлого века У. Кэрби и У. Спенс: "забравшись в кучу растительных тлей, они, как волки в овчарне, производят между ними страшное опустошение; им довольно полминуты, чтобы высосать самых больших". Реомюр в XVIII веке назвал личинок златоглазок "львами растительных вшей".  Хищники в мире насекомых почти всегда наши друзья, защитники урожаев. Еще Карл Линней предлагал использовать их (и златоглазок в том числе) для борьбы с разнообразными вредителями. Сейчас златоглазок (флерниц) разводят в лабораториях и выпускают на поля, в теплицы, сады. Их аппетит основательно изучают (рис. 1).

   

Рис. 1. Златоглазка обыкновенная (Chrysopa carnea): имаго и личинка второго возраста

Златоглазка обыкновенная имеет широкое распространение в Америке, Азии и Европе. Обитает на древесной, кустарниковой и травянистой растительности.

Златоглазка- это нежное желто-зеленое насекомое с большими сетчатыми крыльями в размахе до 40 мм и выпуклыми блестящими на свету золотистыми глазами. Златоглазка обыкновенная является полифагом. Личинки всех видов златоглазок - хищники. Личинки питаются кокцидами, тлями, личинками и яйцами младших возрастов 76 видов насекомых и 11 видов тетраниховых клещей. Взрослые насекомые златоглазки обыкновенной имеет смешанное питание, уничтожают тлей и используют нектар и пыльцу растений. (http://chem21.info)

Нормы колонизации хищника обусловливаются многими факторами (фазой развития и активностью хищника, различной прожорливостью личинок в зависимости от возраста, реакцией энтомофага на окружающую среду, температуру, особенностями проявления каннибализма, особенностями защищаемой культуры).Эффективность различных сроков, норм и кратностей колонизации златоглазки зависит от ряда факторов и прежде всего от особенностей биологии вредителя, против которого применяется энтомофаг (Бондаренко Н. В., Моисеев Е. Г., 1971, Бегляров Г. А., Ущеков А. Т., 1983, Гусев Г. В., 1991).

Личинка 1-го возраста развивается 3−4 дня, 2-го - 5−7 дней и 3-го - лишь 3 дня. Развитие куколки длится 8−17 дней. Развитие 1 поколения длится в среднем 52 дня. Более успешно личинки развиваются при смешанном питании тлями и клещами. Пищевая потребность личинок зависит от возраста: личинка 1-го возраста съедает за 1 час 25−30 особей жертвы, прожорливость личинок 2-го и 3-го возрастов увеличивается, соответственно, в 2−4 и 6−10 раз. За период развития личинка в среднем уничтожает 390−1020 тлей или 1600−2800 клещей (Тряпицын В.А., Шапиро В.А., Шепетильникова Б.А., 1982, Шувахина Е.Я., 1983, Волкович Т.А., Саулич А.Х., 2007).

Изучал результаты исследований прожорливости и особенности развития златоглазки обыкновенной при питании на различном лабораторном корме: злаковая тля, персиковая тля и обыкновенный паутинный клещ (Толеубаев К.М.,  Абзейтова Э.А., Алпысбаева К.А., 2013).

Исследователи Г. А. Бегляров и А. Т. Ущеков, сажая личинок обыкновенной златоглазки на плавающие в воде огуречные листья, чтобы они не расползлись, снабжали их бахчевыми тлями и каждый день в один и тот же час подсчитывали съеденных. Жизнь личинок продолжалась 2 - 3 недели, и за это время каждая съела в среднем по 366 тлей. Я решил усложнить это исследование. В полевом опыте я использовал метод Г. А. Беглярова и А. Т. Ущекова для проведения количественного учета вредных насекомых тли 3 видов, уничтоженных личинками златоглазки, выведенных в лаборатории и отловленных в естественных условиях.

 

 

 

Method / Testing and Redesign

Особенности развития, питания личинки златоглазки, для использования, как энтомофага при биологическом методе борьбы с вредными насекомыми - тлями в различных средовых условия               Схема методики исследования по теме работы:

1.1. Плодовые культуры  питомников саженцев в производственных условиях садоводческого комплекса  - среда 1.

16.05.2018 г. в рамках системы дуального обучения профессионального училища с консультантом от садоводческого комплекса ознакомились с интегрированной защитой плодовых культур с использованием биологического метода борьбы с вредными насекомыми в питомниках саженцев на основе использования полезных насекомых-хищников. Организацией закуплена популяция энтомофага златоглазки обыкновенной (Chrysopa carnea). В стеклянных банках объемом 3 литра находится 10 000 особей златоглазки в фазе яйца и личинки разного возраста. Во внутрь банки для увеличения общей полезной площади помещены бумажные полоски 1,5-2 см шириной,сложенные по длине в несколько раз, то есть банка со сложенными полосками бумаги представляет собой бумажный ячеистый садок (рис. 1). Производитель биоматериала златоглазки филиал ФГУ "Россельхозцентр".

 

Рис. 1 Банка со сложенными полосками бумаги - бумажный ячеистый садок (16.05.2018.)

17.05.2018 г. с куратором от профессионального училища  Токаревой Ольгой Борисовной  во время практических занятий на базе садоводческого комплекса наблюдали за использованием способа сезонной колонизации  златоглазки в условиях питомника однолетних саженцев яблони и абрикоса против тли.

В питомнике, почти на каждом саженце яблони, наблюдается развитие вредного насекомого - зеленой яблоневой тли, которая является одним из самых опасных и повсеместно распространённых вредителей яблони в питомниках и молодых садах, куда часто заносится вместе с посадочным материалом. В годы, благоприятные для развития вредителя, заселённость саженцев может достигать 100%, а при отсутствии защитных мероприятий погибает до 4,5% однолетних саженцев. Высота надземной части и диаметр штамба саженцев-однолеток, заселенных тлёй, снижаются по сравнению с незаселёнными на 23-30%, уменьшается крона и прирост у саженцев, повреждается точка роста и нарушаются физиологические процессы. В результате саженцы получаются нестандартными, отстают в росте, имеют тонкий штамб. Вредитель предпочитает питаться на молодых растениях или молодых приростах, где они активно размножаются весь вегетационный период. Питается тля соком почек, листьев и молодых побегов. Повреждённые листья скручиваются и сильно сморщиваются. Молодые побеги также скручиваются, прекращают рост и засыхают. В результате таких повреждений значительно снижается морозостойкость саженцев и молодых яблонь.

Специалист агрономической службы хозяйства разложил полоски бумаги с личинками златоглазки на саженцы, на которых насчитывается от 100 до 150 вредных насекомых тлей на одном растении. Проведение выпуска личинок связано с температурным режимом: активность личинок проявляется при температуре окружающей среды свыше + 10о С. Температурным режим составил + 12о С. 

   

Рис. 3.  Садоводческий комплекс - исследовательские мероприятия 17.05.2018.

18.05.2018 г. с куратором от профессионального училище Токаревой Ольгой Борисовной  проводили сезонную колонизацию  златоглазки в условиях питомника саженцев яблони. Из банки вынимали сложенные бумажки с личинками златоглазки и раскладывали на саженцы яблони, заселенные тлей, закрепляли их на листиках для выхода личинок на поверхность листовых пластинок саженцев.

     

Рис. 4.  Садоводческий комплекс - исследовательские мероприятия 18.05.2018.

19.05.2018 г. В садоводческом комплексе с помощью специалиста агрономической службы провели учет количества тлей съеденных личинками златоглазки в условиях питомника саженцев яблони за сутки. В качестве контрольных были взяты 6 саженцев яблони, на которых провели подсчет количества тлей и высадили личинок златоглазки разных возрастов: молодых первого возраста (светло-соломенный окрас, длина тела 0,4 см); после первой линьки - второго возраста (окраска тела более насыщенная, темно-коричневые пятна, длина 0,8 см); после второй линьки - третьего возраста (длина тела 1 см). Получилось для проведения учета на личинку одного возраста по 2 саженца - 2 повторности. Для удобства и снижения трудоемкости учета были взяты саженцы с небольшой заселенностью тлей. Контрольный период учета 1 сутки: вечером в 17.00 ч. провели входной подсчет тли, выходные данные по учету были сняты вечером на следующий день.  Температурным режим составил + 11о С ... + 14о С.

    

Рис. 5.  Садоводческий комплекс - исследовательские мероприятия 19.05.2018.        

20.05.2018 г.  В садоводческом комплексе провели взятие биоматериала энтомофага златоглазки в фазе яйца и личинки для проведения дальнейших этапов исследования. Перенесли полоски бумаги из стеклянных банок объемом 3 литра в 2 специально подготовленные стеклянные банки объемом 1литр. Горлышко банок закрыли тканью, пропускающей воздух (рис. 6).

  

Рис. 6. Садоводческий комплекс - взятие биоматериала энтомофага златоглазки в фазе яйца и личинки

Рис.7  Саженец для подсчета биологической эффективности выпуска златоглазки 1 из 100 шт  

Садоводческий комплекс - сняли выходные данные по учету тли, подсчитывали число тлей парализованных и погибших на 100 саженцах яблони с высаженными личинками златоглазки (рис. 7)

          1.2. Плодовые культуры в условиях сада на приусадебном участке- среда 2.

21.05.2018 г. В связи с дождливой погодой проводил наблюдения за развитием личинок златоглазки в домашних условиях рис. 8. Кормил личинок тлей, наблюдал за их поведением, реакцией на раздражители. В температурных условиях дома + 27о С личинки стали активнее двигаться и питаться. Личинка златоглазки сильно реагирует на смену поверхности под ногами, на границе двух разных поверхностей предпочитает оставаться на той, на которой находится, эту особенность заметил также в  садоводческом комплексе, когда с полоски бумаги пытался ссадить личинку на лист саженца яблони.

       

Рис. 8.  Наблюдения за развитием личинок златоглазки в домашних условиях 21.05.2018

22.05.2018 г. Наблюдение за развитием личинок златоглазки в домашних условиях. Из яиц, которые были на сложенных полосках бумаги, вылупились светлые личинки первого возраста, они были неподвижны некоторое время, затем начали питаться. Молодые личинки предпочитали в качестве пищи зеленую тлю, на черную тлю они не реагировали, это связано скорее всего с тем, что у зеленой тли более мягкие покровы. Личинок младшего возраста отсадил в другую банку, так как в одной из банок личинка старшего возраста съела другую личинку, то есть наблюдалось явление каннибализма.

25.05.2018 г. Проводил сезонную колонизацию златоглазки в условиях среды 2: сада на приусадебном участке. Из банки с биоматериалом вынимал сложенные бумажки с личинками златоглазки второго и третьего возрастов, раскладывал на  абрикоса, сливы, закреплял их на листиках для выхода личинок на поверхность листовых пластинок растений (рис. 9).

   

Рис. 9.  Среда 2 - исследовательские мероприятия 25.05.2018.

07.06.2018 г. - 09.06.2018 г.  Провел учет количества тлей съеденных личинками златоглазки в условиях сада за сутки. В качестве контрольных были взяты 3 ветки абрикоса, 3 ветки сливы, на которых провели подсчет количества тлей и высадили личинок златоглазки разных возрастов. Получилось для проведения учета на личинку одного возраста по 1 ветке, спуск с ветки к кроне дерева перематывали тканью до образования возвышения. Учет занял три дня, так как мероприятия по его проведению трудоемки. Контрольный период учета 1 сутки: вечером в 17.00 ч. провели входной подсчет тли, выходные данные по учету были сняты вечером на следующий день.  Температурным режим составил + 19о С ... + 25о С.

Всего за сутки учет при температурном режиме + 19о С ... + 25о произведен по 295 экземплярам тли на 3 ветках абрикоса (157 шт. - на 3 ветках) и 3 ветках сливы (138 шт. - на 3 ветках). Тли 6 личинками златоглазки разных возрастов уничтожено 158 шт. или 53,6% ((158*100)/295).

10.06.2018 г - 11.06.2018 г

Определял биологическую эффективность выпуска златоглазки при температурном режиме + 19о С ... + 25о за сутки в условиях среды 2: сада на приусадебном участке. Использовал для учета 10 веток абрикоса, на которые выпустили 10 личинок златоглазки.

      1.3. Полевой опыт по количественному учету вредных насекомых тли, уничтоженных личинками златоглазки, на основе исследований Беглярова Г.А. и Ущекова А.Т.

            Советские исследователи Г. А. Бегляров и А. Т. Ущеков, сажая личинок обыкновенной златоглазки на плавающие в воде огуречные листья, чтобы они не расползлись, снабжали их бахчевыми тлями и каждый день в один и тот же час подсчитывали съеденных. Жизнь личинок продолжалась 2 - 3 недели, и за это время каждая съела в среднем по 366 тлей.

            Используя метод Г. А. Беглярова и А. Т. Ущекова провел количественный учет вредных насекомых тли, уничтоженных личинками златоглазки, выведенных в лаборатории и отловленных в естественных условиях. Для этого сделал отбор биоматериала златоглазки в садоводческом комплексе, выращенной в лабораторных условиях филиала ФГУ "Россельхозцентр" и в условиях сада отловили личинки на кустах малины.

В бочку с водой положили сорванные листья огурцов и выпустили личинок златоглазки. Опушенная поверхность огуречных листьев позволяла хорошо удерживать на ворсинках тлю, но через место прикрепления листа к стеблю вода заливалась на поверхность листа, уменьшая его полезную для размещения личинок и тлей площадь.

   

Рис. 10.  Полевой опыт- исследовательские мероприятия 15.07.2018.

            Мы заменили листья огурцов на листья винограда, что позволило более качественно и удобно для наблюдений и подсчета поставить опыт.

      

Рис. 11.  Полевой опыт- исследовательские мероприятия 17.07.2018.

              В опыте для питания личинок различных возрастов была взята тля 3 различных видов: с бахчевых культур- арбузов, гороха и зеленая яблоневая.

    

Рис. 12.  Полевой опыт- исследовательские мероприятия 18.07.2018.

Система "хищник-жертва" исследуемого полевого опыта включает 9 типов различного качественного взаимодействия личинок златоглазки и тли при температурном режиме + 25о С ... + 35о С:

1. личинки златоглазки первого возраста - бахчевая тля;

2. личинки златоглазки второго возраста - бахчевая тля;

3. личинки златоглазки третьего возраста - бахчевая тля;

4. личинки златоглазки первого возраста - гороховая тля;

5. личинки златоглазки второго возраста - гороховая тля;

6. личинки златоглазки третьего возраста - гороховая тля;

7. личинки златоглазки первого возраста - яблоневая тля;

8. личинки златоглазки второго возраста - яблоневая тля;

9. личинки златоглазки третьего возраста - яблоневая тля.

              В течение 3 суток проводили учет количества тлей (3 видов) съеденных личинками златоглазки различных возрастов, различных групп: выведенных в лаборатории (Л) и отловленных в естественных условиях(Е). Контрольный период учета 1 сутки: вечером в 17.00 ч. провели входной подсчет тли, выходные данные по учету были сняты вечером в 17.00 ч. на следующий день.  Температурным режим составил + 25о С ... + 35о С.

              Исследуем показатель - коэффициент поедания, который определяет частоту возникновения явления при сравнении условий при различном температурном режиме. Он определяется, как отношение количества тлей, уничтоженных за сутки при одном температурном режиме к количеству тлей, уничтоженных за сутки при другом температурном режиме.

            В ходе исследований рассчитаны коэффициенты поедаемости и биологической эффективности на основании средних значений показателей количества тлей, уничтоженных  личинками златоглазки различных возрастов, по трём температурным режимам в различные периоды сезонной колонизации личинок: 1 период 19.05.2018 (+ 11о С ... + 14о С); 2 период с 07.06.2018 по 09.06.2018 (+ 19о С ... + 25о С);  3  период с 15.07.2018 по 17.07.2018 (+ 25о С ... + 35о С).

     Частота эксперимента обеспечивалась проведением повторностей в учете, совершенствование методического подхода при проведении опыта (замена листьев огурца на листья винограда).

    Переменные: количество вредных насекомых на растении; количество вредных насекомых различных видов, уничтоженных личинками злотоглазки; период (время) учета; личинки златоглазки различных возрастов, личинки златоглазки, выведенных в лаборатории (Л) и отловленные в естественных условиях (Е), температурный режим.

      Меры безопасности при работе с инструментами и оборудованием в производственных условиях садоводческого комплекса и в домашнего сада были соблюдены в соответствии с правилами и требованиями проведения соответствующих видов исследовательских работ в различных средовых условиях.

 

 

 

         

Results

         

         Наше исследование позволяет на основе изучения параметров биологической системы "хищник(энтомофаг)-жертва" (на примере взаимоотношений личинки златоглазки и тли) установить параметры для создания управляемой биологической системы (в нашем случае агроэкосистемы). Параметры эффективного управления для биологической системы (агроэкосистемы) будут заключаться в использовании как энтомофага личинки третьего возраста в оптимальных условиях температурного режима.

        В ходе исследований рассчитаны коэффициенты поедаемости на основании средних значений показателей количества тлей, уничтоженных  личинками златоглазки различных возрастов, по трём температурным режимам (ТР) в различные периоды сезонной колонизации личинок: 

Возрастная группа личинки златоглазки

 

Среднее количество тлей уничтоженных за сутки, штук

 

 

Коэффициент поедания 

(гр.4/гр.2)

  + 11о С...  + 14о С + 19 о С ... + 25о С + 25о С ... + 35о С  
1 2 3 4 5
первого возраста 5 10 13 2,6
второго возраста 15 23 41 2,7
третьего возраста 33 47 61 2,8
Всего по группам: 53 80 115 2,2

        Личинки первого возраста при ТР + 25о С ... + 35о С уничтожают тлей больше в 2,6 раза, чем при ТР + 11о С ... + 14о С.  Личинки второго возраста при ТР + 25о С ... + 35о С уничтожают тлей больше в 2,7 раза, чем при ТР + 11о С ... + 14о С.  Личинки третьего возраста при ТР + 25о С ... + 35о С уничтожают тлей больше в 2,8 раза, чем при ТР + 11о С ... + 14о С.

        На рисунке 1 - данные по количеству и проценту поедания тли различных видов личинками златоглазки, выведенных в лабораторных условиях

        На рисунке 2 - данные по количеству и проценту поедания тли различных видов личинками златоглазки из естественных условий.

   

Рис. 1.                                                                         Рис. 2.

       Биологическая эффективность при питании личинок златоглазки по всем возрастным группам и типам взаимодействия выше у личинок из естественных условий (Е).Биологическая эффективность в целом, по опыту, при питании личинок златоглазки (Е) гороховой тлей составила 89,3%, личинок златоглазки (Л)- 86,0%. Биологическая эффективность при питании личинок златоглазки (Е) бахчевой тлей,  зеленой яблоневой тлей ниже, чем гороховой тлей: на 7,1% и 4,1 % соответственно, личинок златоглазки (Е) - на 7,1% и 4,1 %. Личинки златоглазки предпочитают питаться гороховой тлей.

Рис. 3. - Биологическая эффективность личинок златоглазки всех возрастов при различных ТР.

Результат:  биологическая эффективность выпуска златоглазки:при ТР (+ 25о С ... + 35о С) составила 89,3% - наивысшая; при ТР + 19о С ... + 25о за сутки  составила 83,2%. (Э = (125-21)/125*100%=83,25).Биологическая эффективность выпуска златоглазки при ТР + 11о С ... + 14о С за сутки в производственных условиях садоводческого комплекса составила 72,8%. (Э=(2500-680)/2500*100%=72,8%  (рис.14).

    

Моделируя динамику численности двух взаимодействующих популяций системы "личинки златоглазки - тля", по принципу Лотки-Вольтерры, популяция жертв более чувствительна к процессу пропорционального уменьшения особей. Процесс имеет колебательный характер. При заданном начальном соотношении числа особей обоих видов изучены возрастные особенности личинок: можно по поведению графика отследить увеличения поедаемости тли личинками 3 возраста.

Исследование параметров системы позволило получить результаты:

для эффективного применения биологического метода борьбы с тлей важно полноценное развитие личинок златоглазки до третьего возраста и наиболее благоприятный температурный режим для их питания (+ 25о С ... + 35о С).

 

 

Conclusion

Рассчитаны параметры биологической системы "хищник-жертва" на примере взаимоотношений личинки златоглазки и тли: коэффициенты поедаемости, биологическая эффективность выпуска златоглазки на основании средних значений показателей количества тлей, уничтоженных  личинками златоглазки различных возрастов (3 возраста). Проведена  оценка типа этих взаимоотношений по математической модели Лотки-Вольтерры на основании расчета параметров модели - коэффициентов поедаемости, коэффициента биологической эффективности выпуска златоглазки, полученных в ходе количественного учета при проведении исследовательских мероприятий. Оценка и учет этих параметров позволяет решить проблему устойчивости изучаемой агроэкосистемы, управления ею, с целью её использования в соответствии со следующими результатами:  

           Коэффициент поедания определяет частоту возникновения явления при сравнении условий при различном температурном режиме, показывает что при температурном режиме + 25о С ... + 35о С повышается количество вредных насекомых тлей (жертв) уничтоженных личинками златоглазки (хищниками) по всем возрастным группам.

            Личинки первого возраста при температурном режиме + 25о С ... + 35о С уничтожают тлей больше в 2,6 раза, чем при температурном режиме + 11о С ... + 14о С.  Личинки второго возраста при температурном режиме + 25о С ... + 35о С уничтожают тлей больше в 2,7 раза, чем при температурном режиме + 11о С ... + 14о С.  Личинки третьего возраста при температурном режиме + 25о С ... + 35о С уничтожают тлей больше в 2,8 раза, чем при температурном режиме + 11о С ... + 14о С.

              Коэффициент поедания по итогам сезонной колонизации златоглазки составляет 2,2: личинки златоглазки при температурном режиме + 25о С ... + 35о С уничтожают тлей больше в 2,2 раза, чем при температурном режиме + 11о С ... + 14о С. 

              По уровню коэффициента поедания для личинок златоглазки различных групп: выведенных в лаборатории (Л) и отловленных в естественных условиях (Е) по всем возрастам наблюдается незначительное превышение значения коэффициента у личинок златоглазки (Е): у личинок первого возраста показатель одинаков, у личинок второго и третьего возрастов коэффициент поедания равен 1,1, это показывает, что личинки златоглазки (Е) уничтожают тлей больше в 1,1 раза, чем личинки златоглазки (Л). 

    Показатель биологической эффективности выпуска златоглазки достиг своего максимального уровня в случае взаимодействия личинок златоглазки третьего возраста, отловленных в естественных условиях (Е) и гороховой тли, составив 92,5%. Что подтверждает вывод, сделанный по коэффициенту поедаемости: что личинки златоглазки предпочитают питаться гороховой тлей.

         Биологическая эффективность при питании личинок златоглазки по всем возрастным группам и типам взаимодействия выше у личинок, отловленных в естественных условиях (Е).

         Биологическая эффективность в целом по опыту при питании личинок златоглазки (Е) гороховой тлей составила 89,3%, личинок златоглазки (Л)- 86,0%. Биологическая эффективность в целом по опыту при питании личинок златоглазки (Е) бахчевой тлей,  зеленой яблоневой тлей ниже, чем гороховой тлей: на 7,1% и 4,1 % соответственно, личинок златоглазки (Е) - на 7,1% и 4,1 % соответственно.

         Сравнивая показатели биологической эффективности выпуска златоглазки за сутки при различных температурных режимах, был получен результат, что биологическая эффективность выпуска златоглазки:

при температурном режиме (+ 25о С ... + 35о С) в полевом опыте составила 89,3% - наивысшая;

при (+ 19 о С ... + 25о С)  в саду  на приусадебном участке -83,2%;

при температурном режиме (+ 11о С ... + 14о С) в производственных условиях Садоводческого комплекса- 72,8% - наименьшая.

              Биологическая эффективность выпуска златоглазки при температурном режиме (+ 25о С ... + 35о С) больше на 6,1%, чем при (+ 19 о С ... + 25о С)  и на 16,5% чем при температурном режиме (+ 11о С ... + 14о С).

              Проанализировав показатели биологической эффективности выпуска златоглазки и коэффициент поедания, делаем вывод, что для эффективного применения биологического метода борьбы с тлей важно полноценное развитие личинок златоглазки до третьего возраста и наиболее благоприятный температурный режим для их питания (+ 25о С ... + 35о С).

          В перспективе дальнейшего продолжения темы исследования предполагается изучение особенностей развития, питания личинки златоглазки, для использования, как энтомофага при биологическом методе борьбы с другими вредными насекомыми, в различных средовых условиях: теплицы, поля или при использовании на других группах культурных растений.

В качестве более подробного изучения в перспективе могут быть реализованы проектные мероприятия по анализу поведения и питания личинок различного возраста, описана зависимость развития и питания златоглазки от определенных факторов окружающей среды различной природы (влажность, излучение). Степень успешности экспериментов отражена в данных, полученных в ходе практических опытов, сделаных выводах, а также отзыве от консультанта садоводческого комплекса.

        

About me

      Я родился и живу в сельской местности. Учусь в обычной школе. Наш район привлекает особым естественным уютом, необычными природным местами. Мне интересна природа, органика жизни на нашей планете, взаимосвязь всего живого. Поэтому я занимаюсь исследованиями интересных для меня  биологических объектов. Связь теории с практикой стало главным в моём стремлении к новым открытиям в исследовательской деятельности.

   

   

       Я вместе со своей семьей живу в индивидуальном доме с приусадебным участком. В нашей семье трое детей и я самый старший. Ежегодно в садово- огородный сезон я сталкиваюсь с практическими приемами и видами работ в саду, на земельном участке, помогая родителям, использую полученные мною теоретические знания с пользой для окружающих.  В моей семье несколько поколений связано со специальностями биологического профиля и прикладного практического сельскохозяйственного направления подготовки. Два года подряд моим исследовательским проектам присуждают 1 места в аграрной олимпиаде для школьников, проводимой в региональной сельскохозяйственной академии.

   

    Для меня интересны исследования многих ученых в области естественных наук. Вот имена некоторых из них: Чарльз Дарвин, Николай Вавилов, Владимир Вернадский,  Иван Павлов, Климент Тимирязев, Юджин Одум, Роберт Риклефс, Артур Тенсли, Николай Кольцов, Георгий Бегляров, Александр Марков.

      Участие в конкурсе для меня - это возможность самовыражения, способность раскрыть достижения и практические результаты работы, позволяющие эффективно реализовать идеи и знания, приобрести опыт, рассказать о своих успехах и увлечениях в сфере теоретической и практической науки.

     Получение приза поможет нам всей семьёй совершить увлекательное путешествие по стране. Я мечтаю купить электронный микроскоп, мощный компьютер, мотокультиватор, качественные саженцы плодовых деревьев и скопить средства для дальнейшего обучения.

Health & Safety

Общие принципы охраны труда и техники безопасности содержаться в материалах Приказа Минтруда России от 25.02.2016 N 76н "Об утверждении Правил по охране труда в сельском хозяйстве"

Принимал участие в  исследовательских мероприятиях в производственных условиях садоводческого комплекса в составе группы практикантов профессионального училища, соблюдая правила нахождения в питомнике плодовых культур. Техника безопасности при прохождении учебной и производственной практики утверждена Методическими указаниями по направлению подготовки специалистов училища. Куратор от училища: Токарева Ольга Борисовна - OlgaRus@yandex.ru

При выполнении работ по количественному учету вредных насекомых тли, уничтоженных личинками златоглазки, выведенных в лаборатории и отловленных в естественных условиях в полевом опыте исследования по методике Г. А. Беглярова и А. Т. Ущекова, а также в условиях среды 2 все действия проводились с соблюдением мер безопасности, как в отношении биологических объектов, так и собственной, окружающих людей.

Bibliography, references, and acknowledgements

Я выражаю особую благодарность специалистам, которые оказали методическую и информационную помощь в подготовке и разработке проекта: консультанту от Садоводческого комплекса Кричковскому Владимиру Яковлевичу, куратору от профессионального училища Токаревой Ольге Борисовне за обеспечение практических исследований, моему учителю по биологии - Типикиной Тамаре Ивановне за информационную помощь в подготовке теоретического блока и методическую помощь в проведении расчетов и обработке результатов. Моей маме Марии Марковой я очень признателен за помощь в проведении и подготовки опытов и исследований, за работу с биологическими объектами и информационными данными, расчетами, за оформление результатов исследований.

   

Рис. 1. Исследовательские мероприятия по сезонной колонизации златоглазки в Садоводческом комплексе (на фотографии Токарева О.Б., Маркова М.И., Марков Марк, Кричковский В.Я.)

Во всех исследовательских мероприятиях я лично принимал непосредственное участие. Во время работы над проектом я многому научился:

принимать участие в  исследовательских мероприятиях в производственных условиях Садоводческого комплекса в составе группы практикантов профессионального училища, соблюдая правила нахождения в питомнике плодовых культур;

технологии проведения трудоемких операций по исследованию, сезонной колонизации, количественному учету тлей, съеденных личинками златоглазки различных возрастных групп в производственных условиях Садоводческого комплекса,  в условиях сада на приусадебном участке;

проводить, количественный учет тлей (3 видов: с бахчевых культур- арбузов, гороха и зеленую яблоневую), съеденных личинками златоглазки различных возрастов (первого, второго, третьего), различных групп: выведенных в лаборатории (Л) и отловленных в естественных условиях(Е), используя в основе и усложняя метод Г. А. Беглярова и А. Т. Ущекова (рис. 2.);

Рис. 2  Провожу количественный учет тли с арбузов, съеденной личинками златоглазки различных возрастов по методу Г. А. Беглярова и А. Т. Ущекова

рассчитывать коэффициенты поедаемости и биологической эффективности на основании расчета средних значений показателей количества тлей, уничтоженных  личинками златоглазки различных возрастов, по трём температурным режимам в различные периоды сезонной колонизации личинок;

проводить анализ многочисленных количественных данных, полученных в ходе практических исследований, опыта и с помощью математического метода определять характерные признаки поведения личинок златоглазки различных возрастных групп (рис. 3);

   

Рис. 3. Обработка первичных данных количественного учета, полученных в ходе практических исследований

формулировать выводы, позволяющие оценить ход проведенных исследований по разделам и в целом по работе;

принимал участие в консультационных мероприятиях со специалистами высшей школы: сельскохозяйственной академии и профессионального училища по профильным направлениям в исследовании для уточнения методик (рис. 4);

   

Рис. 4.Методико- консультационные встречи со специалистами высшей школы: сельскохозяйственной академии (технологический факультет декан Дулов Михаил Иванович) и профессионального училища (преподаватель специальных дисциплин Токарева Ольга Борисовна);

проводить работу по сбору материала по теме исследования и его изучение в фондах специальной литературы в научной и районной библиотеки (рис. 5);

  

Рис. 5. Работа со специальной литературой по теме работы в научной и районной библиотеках

В ходе проведения исследовательских мероприятий были получены авторские фотографии, и что наиболее ценно, то что удалось сделать фотографии личинок златоглазки различных возрастов.

Список литературы и электронных ресурсов:

1. Ананьева Е.А. Насекомые: полная энциклопедия.- М.: Эксмо.- 2015.- 256 с.

2. Горностаев Г.Н. Насекомые СССР. М., Мысль, 1970. - 372 с.

3. Дорохова Г. И. и др. Разведение и применение златоглазок (отряд Neuroptera, сем. Chrysopidae) / Рос. акад. наук, Всерос. науч.-исслед. ин-т защиты растений ; СПб. ВИЗР, 1999, 17 с.

4. Захваткин Ю.А. Курс общей энтомологии.- М.:Колос,2001.- 376 с.

5. Логвиновский В.Д. Экология и рациональное природопользование. Биологические методы подавления вредных насекомых. Пути экологизации сельскохозяйственного производства./ Учебно-методическое пособие по специальности «Биология».- Воронеж,2005. - 35 с.

6. Калюжный С.И. Природа на страже огорода и сада. Справочное пособие. -М.: Феникс, 2015.-190 с.

7. Насекомые европейской части России: Атлас с обзором биологии/ Карцев В.М. и др. - М.: Фитон XXI, 2013. -568 с.

8. Ковригина А.М. Зональное распределение златоглазок на территории Среднего Поволжья // Экология животных Поволжья и Приуралья. Куйбышев: Куйбышевский государственный педагогический институт, 1986. - 110 с.

9.Плавильщиков Н.Н. Определитель насекомых: Краткий определитель наиболее распространенных насекомых европейской части России. М.: Топикал, 1994. - 544 с.

10. Шувахина Е. Я. Златоглазки и их использование в борьбе с вредителями сельскохозяйственных культур // В книге «Биологические средства защиты растений». - М.:Колос. -2005. – с.185-199.

11. Информация на сайте http://geolike.ru/page/gl_4608.htm

12. Информация на сайте http://chem21.info/info/1019843/

13. Информация на сайте https://knowledge.allbest.ru/agriculture/3c0b65625b3bd68b4d53b88521316d26_1.html