Рисовый клоп (вредитель сельскохозяйственных культур, в частности Leptocorisa oratorius и Oebalus poecilus) — это опасный сосущий паразит из отряда полужесткокрылых. Он прокалывает зерна риса и питается их соками, что приводит к образованию пустых, поврежденных зерен (так называемый «меловой рис») и значительно снижает урожайность.
Японские исследователи из Национального института передовых промышленных наук и технологий (AIST) в сотрудничестве с исследователями из Университета Рюкю и Университета электросвязи обнаружили, что pH почвы является ключевым фактором в регулировании симбиотических отношений между вредителем рисовым клопом и почвенными бактериями. Результаты исследования были опубликованы в онлайн-журнале Microbiome.
Рисовые клопы хорошо известны своей вредоносностью и способностью развивать устойчивость к инсектицидам. Опасения по поводу чрезмерного воздействия инсектицидов на окружающую среду и роста резистентности у вредителя привели к запросам на стратегии борьбы, которые снижают зависимость от агрохимических препаратов.
Многие насекомые-вредители являются носителями симбиотических бактерий, играющих важную роль в их росте и размножении, и недавние исследования показали, что некоторые клопы-щитники приобретают этих полезных симбионтов из почвы. В данном исследовании ученые сосредоточились на рисовых клопах-щитниках, которые приобретают симбиотические бактерии из почвы, и изучили факторы окружающей среды, влияющие на приобретение симбионтов.
В ходе лабораторных экспериментов и полевых исследований ученые изучали, как рисовые клопы приобретают бактерии Burkholderia, необходимые для их роста и размножения. Они также исследовали взаимосвязь между приобретением симбионта и pH почвы.
Эксперименты по выращиванию выявили высокую зависимость насекомых от бактерий рода Burkholderia, поскольку невозможность получить их из почвы серьезно ухудшала их рост и репродуктивную способность.
Полевые исследования также показали, что скопления рисовых клопов с высокой плотностью часто наблюдались на полях с pH почвы ниже 7,0, тогда как на полях с нейтральной или щелочной почвой такие скопления отсутствовали.
Эксперименты по изменению pH почвы с использованием слабокислых почв показали, что численность бактерий рода Burkholderia постепенно снижалась примерно через 120 дней после повышения pH почвы.
Рисовые клопы легко приобретали симбионта из слабокислых почв; однако в почвах с нейтральным или щелочным pH этот процесс значительно подавлялся. Аналогичные эффекты наблюдались при экспериментальном повышении pH слабокислых почв до нейтрального или более высокого уровня, что подтверждает, что pH почвы является критическим фактором окружающей среды, влияющим на установление симбиоза между рисовыми клопами и почвенными бактериями.
Эти результаты выявляют ранее упущенную из виду связь между состоянием почвы и экологией вредителей, опосредованную симбиотическими бактериями. Они также открывают новые перспективы в борьбе с вредителями посредством улучшения состава почвы.
Исследование также предполагает, что изменение pH почвы с помощью таких материалов, как известь, может способствовать разработке экологически устойчивых стратегий борьбы с вредителями с меньшей зависимостью от химических инсектицидов, преодолевая разрыв между фундаментальными исследованиями и сельскохозяйственным применением.
Япония занимает одно из первых мест в мире по использованию пестицидов на единицу площади обрабатываемых земель. Выращивание риса, в частности, требует интенсивного управления для борьбы с широким спектром вредителей и болезней. Рисовые клопы относятся к числу наиболее важных групп вредителей, поскольку площадь, требующая контроля, больше, чем площадь, занятая многими другими вредителями и болезнями риса.
Источник: The University of Electro-Communications (UEC).
