Біологічний і хімічний методи контролю стеблового метелика на кукурудзі

Зазвичай інсектицидні препарати, які використовуються на кукурудзі, відносяться до 7 хімічних класів з різними механізмами дії на шкідника: бензолсечовини, діаміди, карбамати, неонікотиноїди, органофосфати (ФОС), піретроїди, фенілпіразоли. Бензолсечовини інгібують біосинтез хітину (тип 0). Механізм дії діамідів пов’язаний із руйнуванням роботи модуляторів рецепторів ріанодіну. Карбамати та органофосфати пригнічують ацетилхолінестеразу. Неонікотиноїди пригнічують активність рецепторів ацетилхоліну. Піретроїди порушують функції нейронів через натрієві канали (модулятори натрієвих каналів). Фенілпіразоли інгібують хлоридні канали GABA-трансферази (трансферази гамма-амінобутирової кислоти) (табл. 1).

Таблиця 1. Класифікація інсектицидів, що використовуються на кукурудзі за хімічним складом та механізмом дії

До складу інсектицидів можуть входити як системні, так і контактні однокомпоненті і комбіновані діючі речовини. Комбіновані контактно-системні препарати мають кращу ефективність і більш широкий спектр дії проти шкідників. Обробка рослин системними діючими речовинами спрямована зазвичай на контроль шкідників, що смокчуть сік із тканин, ведуть скритий спосіб життя, а також мешкають у ґрунті, а контактні діючі речовини покликані зазвичай для знищення гризучих комах на поверхні рослини.

На кукурудзі використовують 3 діючі речовини з класу органофосфатів: піриміфос-метил, хлорпірифос, диметоат. Піриміфос-метил, хлорпірифос є похідними тіофосфорної кислоти, а диметоат – дітіофосфорної кислоти. Піриміфос-метил відноситься до контактних діючих речовин з глибинним ефектом, а також має фумігаційний ефект з періодом дії від 2 до 6 днів. Він здатний проникати всередину тканини листа і викликати загибель мініруючих шкідників. Кишкова дія піриміфос-метилу на шкідника виражена слабо, тому він ефективний тільки проти гусениць молодших віків.

Хлорпірифос володіє сильною кишковою дією та ефективністю проти гризучих комах через тривале збереження своєї активності і стійкості до руйнування в довкіллі. Тривалість захисної дії органофосфатів наростає від 6 днів у піриміфос-метилу до 40-70 днів у хлорпірифосу: піриміфос-метил – диметоат – хлорпірифос. Диметоат має системну дію. Він проникає всередину рослин і надає їх соку токсичність для сисних шкідників. Всі зазначені вище органофосфати володіють не тільки інсектицидним, але і акарицидним ефектом.

За пероральної токсичності до високотоксичних речовин відносяться хлорпірифос, до малотоксичних – піриміфос-метил, до середньотоксичних – диметоат. Хлорпірифос, як одна з найбільш стійких речовин, яка може зберігатися у ґрунті до 2 років, характеризується накопиченням в організмі і виділенням з грудним молоком.

З класу синтетичні піретроїди на кукурудзі використовують 7 діючих речовин: альфа-циперметрин, бета-цифлутрин, біфентрин, гамма-цигалотрин, дельтаметрин, лямбда-цигалотрин, циперметрин. Синтетичні піретроїді – ліпофільні речовини контактно-кишкової дії, добре утримуються кутикулою листя, нетоксичні для рослин, період їх напіврозпаду на рослинах від 2 до 20 днів. Вони погано пересуваються у ґрунті, розкладаються в ньому 1-10 тижнів. Зета-циперметрин високотоксичний для людини і теплокровних тварин, циперметрин і бета-циперметрин середньотоксичні, а альфа-циперметрин малотоксичний, але небезпечний у залишкових кількостях у продуктах.

На кукурудзі з класу неонікотиноїди використовують 3 діючі речовини: імідаклоприд, клотіанідин, тіаклоприд. У країнах ЄС заборонені до використання на культурах тіаметоксам, імідаклоприд, клотіанідин. Є високі ризики для бджіл, людей, тварин. Регламент ЄС дозволяє використання цих речовин тільки в теплицях для потравки насіння і на культурах, нецікавих для медоносів.

Немає рівноцінних альтернатив заміни неонікотиноїдів на інші препарати, які володіють високою системністю, широким спектром інсектицидної дії та тривалим періодом захисної дії. Як замінник із класа ФОС може використовуватись системний інсектицид на основі діючої речовини диметоат. Для листкової обробки посівів також можуть використовуватись інсектициди контактної дії, якими є піретроїди. Через порівняно короткий термін їх захисної дії (від 3 до 6 днів) застосування піретроїдів вимагає збільшення частоти і кратності обробок посівів. Тим паче, через контактну свою дію вони не можуть забезпечити ефективну боротьбу з внутрішньостебловими, прихованоживучими шкідниками та втрачають свою ефективність при високих (понад 25°С) температурах, а також при використанні лужної води.

Порівняльний аналіз токсичності неонікотиноїдів та інших пестицидів показав, що вони є найбільш безпечними у порівнянні з іншими.

Наразі неонікотиноїди вільно використовуються у США, Канаді, Бразилії, Аргентині, Австралії, Китаї, Японії, Новій Зеландії та інших країнах. Заборонені вони у ряді країн Європейського Союзу, проте, не у всіх. Великобританії, Данії, Румунії, Естонії, Угорщині, Сербії, Болгарії, Фінляндії були надані надзвичайні повноваження на використання неонікотиноїдів для олійного ріпаку, озимої пшениці, ячменю, кукурудзи і соняшника. Інші країни ЄС щороку отримують спеціальні дозволи на використання пестицидів цієї групи. Усі країни мотивують необхідність надання такого дозволу однією причиною: альтернативи даним препаратам немає. Фермери змушені переходити на препарати старішого покоління, які є значно токсичнішими, ніж неонікотиноїди, та вимагають збільшення частоти і кратності обробок посівів. У результаті зростають екологічні ризики і економічні втрати. В ЄС зросла кількість застосування таких інсектицидів як піретроїди, органофосфати та карбамати, що збільшило кратність обробок посівів у 2-4 рази. Органофосфати та карбамати мають високий ступінь токсичності як для людини, так і для тварин та комах.

За розчинністю у воді неонікотиноїди можна розташувати від найбільш до найменш розчинних у такому порядку: тіаметоксам, ацетаміприд, імідаклоприд, клотіанідин. Лідерами по розчинності є тіаметоксам, ацетаміприд. Чим вище розчинність, тим краще і швидше препарат проникає в рослину і там розподіляється.

Ацетаміприд, тіаклоприд вважаються найбезпечнішими діючими речовинами для бджіл, що використовуються для обробки насіння і рослин. Вони не накопичуються у ґрунті і їх залишкову кількість не знаходять у стічних водах. На ринку практично відсутні протруйники і інсектициди для кукурудзи з діючими речовинами ацетаміприд і тіаклоприд. Є тільки один двокомпонентний інсектицид з діючою речовиною тіаклоприд – Протеус (тіаклоприд, 100 г/л + дельтаметрин, 10 г/л).
На сьогодні вже є дуже багато наукових матеріалів, які показують вплив пестицидів на дітей, пов’язаний зі зниженням рівня IQ, СДУГ, аутизмом, підвищеною агресивністю, шизофренією, депресією, психічними розладами, різними видами ракових захворювань та іншими важкими недугами. У США при проведенні наукових досліджень у плацентарній пуповинній крові новонароджених дітей було виявлено 232 хімічні речовини. Більшість з цих речовин є ендокринними руйнівниками, що мають вплив на розвиток мозку та гормональні процеси у дітей. Навіть у мінімальній кількості такі токсичні речовини становлять небезпеку для плоду та немовлят. Результатами окремих наукових досліджень визначено, що серед виявлених випадків аутизму з розумовою відсталістю внаслідок токсичного впливу у період вагітності і раннього дитинства значних шансів на збільшення ризику (на 30-40%) додавали такі пестицидні речовини як гліфосат, хлорпірифос, діазінон, перметрин, бромистий метил та міклобутаніл.
Офіційні урядові дані підтверджують, що рівень захворюваності дітей на рак в США вищий, ніж був коли раніше, та з кожним роком лише зростає. Багато нових наукових досліджень пов’язують вплив пестицидів з найбільш поширеними формами раку у дітей, включаючи лейкемію, пухлини мозку та нейробластому.

Різні вроджені каліцтва та мальформації у новонароджених є прямим результатом дії окремих пестицидів на ретиноєву кислоту, функція якої полягає в регуляції експресії генів, відповідальних за конституцію морфології. Найбільш тривожним відкриттям останніх років виявилося те, що гербіцид атразин та значна частина інших пестицидних сполук мають епігенетичну дію. Відповідно до результатів наукових досліджень епігенетичні зміни можуть відбитися на ДНК плоду під час вагітності. Якщо це зафіксовано, то вони стають спадковими і можуть передатися наступному поколінню і ще далі наступним поколінням.

На сьогодні реальні масштаби катастрофічних наслідків від пестицидного пилу багатьма українськими пасічниками ще не усвідомлюються, а то і не сприймаються взагалі. Беззаперечно, ми відстаємо від світу, і те, що в ЄС і США вже багато років тому спричинило масове вимирання бджіл та інших комах-запилювачів, у нас лише на початковому етапі. Ризики смерті бджіл через використання інсектицидних протруйників і самих інсектицидів по вегетації пов’язано з поглинанням колоїдами ґрунту цих діючих речовин, а потім попаданням на даних комах колоїдів пилу в результаті не тільки проходу сівалок по полю, але й через погіршення важливих властивостей ґрунту і виникнення через це вітрової і водної ерозії.

Невчасне збирання кукурудзи, залишення необробленої восени площі під цією культурою провокують збільшення чисельності лускокрилих шкідників, таких як озима совка, лучний метелик, бавовникова совка, стебловий метелик тощо. Зимують гусениці озимої совки, лучного метелика, лялечки бавовникової совки у верхньому шарі ґрунту, а личинки стеблового метелика – в середині рослинних решток. Гусениці озимої совки знаходяться в ґрунті на глибині 10-25 см, а лялечки бавовникової совки – 4-10 см. Гусениці лучного метелика витримують взимку температуру до -30°С, озимої совки – до -11°С.

Велике значення в обмеженні чисельності лускокрилих шкідників має правильна обробка ґрунту. Зі стеб­ловим метеликом, бавовниковою совкою тощо можна боротися механічним способом – дискуванням чи оранкою. Непроведення осіннього обробітку ґрунту, відмова від дискування, оранки, безвідвального обробітку ґрунту сприяє виживанню шкідників у зимовий період і збільшенню їх чисельності. Таким чином, якщо застосовувати No-Till або не використовувати осінню обробку ґрунту через невчасне збирання кукурудзи, то популяція кукурудзяного стеблового метелика, бавовникової совки зростатиме.

Яскравим прикладом є масовий розвиток за останні 10 років лугового, стеблового метеликів та бавовникової совки. Ці шкідники інтенсивно та практично у всіх регіонах ушкоджують посіви соняшника, кукурудзи, пшениці, сої та інших культур. Відмова від своєчасного та якісного дискування ґрунту після збирання врожаю, відмова від глибокої зяблевої оранки сприяє виживанню даних шкідників у зимовий період та збільшенню їх чисельності.

Моніторинг шкідників займає важливе місце у захисті, вирощуванні кукурудзи. За його результатами приймається головне рішення про призначення або відміну захисних заходів за критерієм економічного порога шкідливості. Мета моніторингу – прогноз та ухвалення рішення.

Важливим орієнтиром моніторингу льоту лускокрилих шкідників є підрахунок суми ефективних температур (СЕТ). Деякі цифрові платформи та програми типу Cropio вказують СЕТ, що полегшує спостереження за розвитком стеблового метелика та бавовняної совки. Літ метелика починається при сумі ефективних температур (СЕТ) 350°С. При СЕТ 520°С вилітає 50% популяції, при СЕТ 600°С – 75%. Перша кладка яєць спостерігається при СЕТ 375°С, інтенсивне відкладання яєць – 430°С. Наприклад, на початок другої декади липня 2021 року сума ефективних температур склала близько 600°С. При такій СЕТ близько 75% популяції кукурудзяного метелика має вже вилетіти, а сам літ підходити до кінця.

Для розвитку кожного покоління бавовникової совки потрібна сума ефективних температур понад 10°C близько 400-550°C. Сума ефективних температур для розвитку 1 покоління потрібна 400-550°С, а 2 покоління – 800-1100°С.
Моніторинг нічних лускокрилих за допомогою світлодіодних гібридних пасток та відстеження циклу сонячної активності допомагає у прогнозуванні шкідливості стеблового метелика, бавовникової совки та багатьох інших шкідників (фото 1). Це дозволяє скоригувати захист від цих шкідників та моніторинг. Для цього дуже важливо розуміти цикл розвитку шкідників та критичні фази культурних рослин, у яких найбільше шкодить шкідник, та найбільш чутливі їх стадії до інсектицидів.

Початок відродження гусениць кукурудзяного метелика першого віку з яєць зазвичай відбувається у фазі листової вирви. Живлення на кукурудзі здійснюється на згорнутих спіраллю частинах листя всередині листової вирви. Гусениці стеблового метелика першого віку в’їдаються в черешки листя, стебла, ушкоджують волоті кукурудзи, заповзають в обгортку качанів, ушкоджуючи їх. У середніх віках гусениці в стеблах вигризають ходи і порожнини з отворами, що відкриваються назовні.

Типовою ознакою пошкодження є бурове борошно, що висипається з прогризених отворів. Більшість гусениці метелика харчуються приховано, проробляючи ходи з отворами всередині стебел. Пошкодженість стебловим метеликом визначають за наступною шкалою: при пошкодженні до 25% стебел – пошкодження слабке, 25-50% – середнє, 50-75% – сильне, понад 75% – дуже сильне.
Найбільша шкідливість гусениць бавовникової совки відзначається під час наливу зерна наприкінці качана (фото 2). Пошкоджені совкою рослини уражаються переважно грибними захворюваннями: пухирчастою сажкою і фузаріозом качанів.

Зазвичай період внесення інсектициду від стеблового метелика (фото 3) настає при відродженні гусениць з другої декади липня (поява волоті) і може тривати до кінця першої декади серпня (молочної стиглості), і захоплює літ, відкладання яєць і вихід другого покоління іншого шкідника – бавовникової совки. Існує ксилемний і флоемний шлях руху речовин по рослині. Флоемний напрямок руху речовин відбувається від листя до кореня. Інсектициди не пересуваються флоемно, а тільки ксилемно – від місця потрапляння догори по пагону. Висока ефективність препаратів досягається при обприскуванні по гусеницях, що тільки відродилися, або гусеницях 1-2-го віку (до 1,5 см завдовжки), коли вони знаходяться на листовій поверхні, а не пішли в качан. Препарати із д.р. хлоратраніліпрол (Кораген) застосовують від початку масового льоту імаго до початку відродження личинок. При цьому оптимальним періодом внесення є період масового відкладання яєць стеблового метелика та бавовняної совки.

На кукурудзі рекомендується використовувати 2-3-х компонентні інсектициди як більш ефективні: Апліго (хлорантраніліпрол, 100 г/л, лямбда-цигалотрин, 50 г/л), Протеус (тіаклоприд, 100 г/л + дельтаметрин, 10 г/л), Рімон Фаст (новалурон, 50 г/л + біфентрин, 50 г/л), Канонір Дуо (імідаклоприд, 300 г/л + лямбда-цигалотрин, 100 г/л), Коннект (імідаклоприд, 100 г/л, бета- цифлутрин, 12,5 г/л), Данадим Мікс (диметоат, 400 г/л, гамма-цигалотрин, 4 г/л), Борей® Нео (альфа-циперметрин, 125 г/л, імідаклоприд, 100 г/л і клотіанідін, 50 г/л). Можна застосовувати однокомпонентні: Кораген (хлорантраніліпрол, 200 г/л), Белт (флубендіамід, 480 г/л), Ланнат (метоміл, 200 г/л), Каратель (лямбда-цигалотрин, 50 г/л), Децис® 100 (дельтаметрин, 100 г/л), Вантекс (гамма-цигалотрин, 60 г/л).

Проти гусениць старших вікових груп високу ефективність забезпечують суміші фосфорорганічних препаратів з піретроїдами. У лютому 2020 року вступили в силу зміни в законодавстві Європейського союзу, що стосуються заборони використання інсектицидів з діючими речовинами хлорпірифос і хлорпірифос-метил. Хлорпірифос – високотоксичний, зберігається у ґрунті до 2 років, накопичується в організмі, передається з молоком немовляті і викликає різні патології, каліцтва. З жовтня 2020 року в країни ЄС не поставляються сільськогосподарські культури і продукти їх переробки із залишками хлорпірифосу і хлорпірифос-метилу, що перевищують 0,01 мг/кг.

Недорогим та екологічно безпечним методом контро­лю розвитку стеблового метелика та бавовникової совки у посівах кукурудзи є біологічний підхід за допомогою трихограми. Застосування трихограми дворазово доцільно на початку льоту імаго, якщо у пастку потрапляє 2-3 метелика на добу: 100 тис.шт./га і потім через 12 днів повторно. Цей період для стеблового метелика зазвичай починається з 3 декади червня до кінця 2 декади липня при формуванні 12 листків, появі волоті та відкладення яєць самками, а для другого покоління бавовникової совки – 1-2 декади серпня під час молочної стиглості. Однак дуже важливо провести внесення трихограми у перші два тижні льоту шкідника. Перше внесення трихограми потрібно проводити на початку літа та яйцекладки (пошук яйцекладок проводять через 3-4 дні від початку льоту), друге – через 5-7 до 12 днів.

Найчастіше на кукурудзі використовують ентомофаг – Trichogramma evanescens (фото 4). Період внесення трихограми визначається появою шкідників. Сигналом для розселення ентомофага трихограми є відловлені в попередньо розміщені світлові пастки особини стеблового метелика, візуальні спостереження за посівами та облік шкідника. Протягом 5 (п’яти) календарних днів після появи перших метеликів у світлових пастках слід обстежити посіви кукурудзи. Якщо спостерігається масовий літ метелика (3-5 особин за ніч) або було знайдено перші яйцекладки стеблового метелика – протягом наступних 2 (двох) календарних днів необхідно почати внесення трихограми.

Випуск трихограми зазвичай проводять в два етапи: перший – при масовому льоту або на початку яйцекладки (якщо такі знайдені), другий – через 7-8 днів після першого внесення. Розселення трихограми здійснюється в ранкові (з 5:00 до 10:00) або вечірні (з 18:00 до 22:00) години, або всю ніч за допомогою БПЛ в температурних межах +18-28°С у теплу, безвітряну погоду.

У природних умовах трихограма без харчування живе 2-4 дні, з харчуванням нектаром – в середньому до 15 днів. Розвитку, розмноженню і активності трихограми сприяють температура в межах від +18 до +30°С і відносна вологість повітря від 60 до 95%.
Трихограма світлолюбива, особливо активна при сонячному освітленні, проте, вона уникає прямих сонячних променів. По рослині вона переміщається «пішим ходом» і робить короткі перельоти. Протягом одного покоління шкідника-господаря трихограма здатна розселитись в радіусі до 30 м. Дорослі особини харчуються нектаром рослин і росою.

За сезон може розвиватись від 8 до 12 поколінь трихограми. Постійного господаря не має. Навесні відроджується раніше своїх господарів і частіше гине через відсутність яйцекладок шкідника.

При зберіганні в холодильнику необхідно дотримуватись температурних показників +3-5°С і вологості повітря 85%. Термін зберігання біопрепарату в таких умовах може досягати 2-3 тижні без втрати якості. Матеріал, який використовується як наповнювач при авіарозселенні – манна крупа.

У таблиці 2 наведено порівняння економічної ефективності хімічного та біологічного методів захисту кукурудзи від стеблового метелика, де застосовується інсектицид Рімон Фаст (д.р. новалурон, 50 г/л + біфентрин, 50 г/л) у нормі 0,5 л/га із високою біологічною ефективністю контролю ключових видів шкідників кукурудзи, сої та яблуні. Застосування біологічного методу захисту посівів кукурудзи проти лускокрилих шкідників у порівнянні з хімічним дозволяє зекономити приблизно 11,59 $/га посіву кукурудзи, а на 10000 га – 115 900 $ (втричі менше витрат на 1 га). Це великий резерв економії коштів. Щоб обприскувач вийшов у поле та вніс препарат, необхідно у бак залити пальне, підвезти воду, поміняти при потребі фільтри, розпилювачі і так далі. Сьогодні кожен грам інсектицида потрібно десь знайти і заплатити за це немалі гроші. На зекономлені кошти (115 900 $ на 10000 га) можно найняти відповідних спеціалістів чи агрономів з навичками біологічного методу захисту кукурудзи від стеблового метелика.

Таблиця 2. Економічна ефективність спрацювання хімічного та біологічного методів боротьби зі стебловим метеликом