Arma chinensis — это хищный клоп-щитник из семейства настоящих щитников (Pentatomidae), обитающий преимущественно в Восточной Азии, включая Китай, Монголию, Корейский полуостров и Японию. Этот вид широко признан крайне эффективным агентом биологического контроля в сельском и лесном хозяйстве, так как он активно уничтожает опасных насекомых-вредителей. Теперь ученые предлагают выпускать его на соевые поля против хлопковой совки и малой совки карадрины.
Хлопковая совка Helicoverpa armigera, распространенный вредитель, поражает более 180 видов растений-хозяев. Хотя хлопчатник является основным растением-хозяином, H. armigera также вызывает серьезные потери урожая таких культур, как кукуруза, пшеница и соя. Личиночная стадия обычно длится 12–20 дней, и личинки становятся особенно разрушительными на пятой и шестой стадиях развития, проявляя крайне прожорливое поведение, прогрызая почки, цветы, колосья и плоды.
Малая совка, или карадрина (Spodoptera exigua) — еще один космополитный и многоядный вредитель, известный своими популяциями, которые демонстрируют периодические вспышки. У этого вредителя соя является одним из основных хозяев помимо хлопчатника, кукурузы, подсолнечника, нута и пр.
Бобовые растения благоприятны для развития малой совки; личиночная стадия длится около 12–15 дней, что короче, чем на других хозяевах. Только что вылупившиеся личинки обычно скапливаются на нижней стороне листьев, плетут защитные паутины и питаются листовой тканью, что приводит к образованию характерных полупрозрачных «оконных стекол» в эпидермисе. К третьей стадии личинки создают более четкие отверстия или выемки в листьях. Личинки более старших стадий часто проникают в плоды, что напрямую влияет как на урожайность, так и на товарность.
В глобальном масштабе листогрызущие насекомые ежегодно наносят ущерб урожаю, оцениваемый в 18–20% от общего объема производства, а их экономическая ценность превышает 470 миллиардов долларов.
Химический контроль долгое время был краеугольным камнем борьбы с совками, ценясь за быстрое действие и удобство применения.
Наиболее широко применяемые активные молекулы включают хлорантранилипрол, индоксакарб и люфенурон. Рекомендуемые дозы для полевого применения этих пестицидов обычно составляют от 150 до 300 г действующего вещества/га. К часто используемым инсектицидам относятся диамиды, бензоилмочевины и другие классы. Однако чрезмерное использование химических методов привело к хорошо известным проблемам в борьбе с вредителями (резистентность, повторное появление, остаточные количества инсектицидов в продукции, вред для нецелевых организмов).
Следовательно, разработка и применение экологически чистых стратегий биологического контроля стали центральным направлением программ интегрированной защиты растений.
Среди агентов биологического контроля естественные враги, как правило, делятся на три основные группы: хищники, паразитоиды и энтомопатогены. Все они играют важную роль в устойчивом управлении вредителями.
Среди этих групп хищные естественные враги привлекли значительное внимание благодаря прямому подавлению популяций вредителей. Arma chinensis — хищный клоп-щитник с многообещающим потенциалом применения благодаря широкому кругу добычи и высокой адаптивности. Как нимфы (второй-пятой стадии развития), так и взрослые особи охотятся на более чем 40 видов вредителей из нескольких отрядов, включая чешуекрылых, жуков и полужесткокрылых. Китайский щитник широко распространен в Европе и Северо-Восточной Азии, что отражает его высокую экологическую адаптивность
Исследователи из Китая решили проверить клопа в качестве биоагента против хлопковой совки и карадрины и построили математическую модель его аппетита (так называемое уравнение диска Холлинга типа II). Говоря простым языком, исследователи выясняли: пропадёт ли у клопа аппетит, если еды станет слишком много?
Выяснилось, что китайский щитник охотится всегда (как нимфы, так и взрослые особи), обладая феноменальным «чутьем» на гусениц первой стадии. Если перед щитником посадить двух разных гусениц, он продемонстрирует четкое гастрономическое предпочтение, выбрав личинок хлопковой совки.
Самки клопа охотятся намного активнее самцов и могут съесть до 13 с половиной гусениц совки или карадрины за одни сутки.
Полевые испытания показали, что взрослые самки китайского щитника вызвали 70%-ное сокращение популяции хлопковой совки. В то же время, темпы сокращения популяции карадрины достигли более 80%. Взрослые самки достигли 80%-ного уровня контроля численности личинок H. armigera и 70%-ного уровня личинок S. exigua.
Таким образом, китайский щитник, особенно самки, обладает сильным хищническим и контрольным потенциалом против личинок двух важных вредителей сои. Это перспективный агент биологического контроля для соевых полей, а данное исследование обеспечивает научную основу для крупномасштабного применения.