ГРИЧАНОВ

Игорь Яковлевич

Специальность: 03.00.09 - энтомология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

доктора биологических наук

Санкт-Петербург, 2006

Официальные оппоненты:

Сухорученко Галина Ивановна - доктор сельскохозяйственных наук, профессор;

Саулич Аида Хаматовна - доктор биологических наук;

Синев Сергей Юрьевич - доктор биологических наук.

Ведущая организация –Всероссийский научно-исследователь­ский институт биологической защиты растений Российской академии сельскохозяйственных наук.

Защита диссертации состоится 1 июня 2006 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 006.015.01 при Всероссийском научно-исследовательском институте защиты растений (196608, Санкт-Петербург, Пушкин, шоссе Подбельского, д.3), 

Факс: 470-51-10, E-mail: vizrspb@mail333.com.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Всероссийского научно-исследовательского института защиты растений.

Автореферат разослан 20 апреля 2006 г.

 

Ученый секретарь диссертационного совета,  канд. биол. наук

Г.А.Наседкина

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Необходимость уменьшения загрязнения окружающей среды пестицидами стимулировала поиск средств, позволяющих сокращать количество химических обработок и заменять их более безопасными для человека и полезных животных и селективными методами борьбы, одним из которых является использование феромонов насекомых. C 1980-х годов изучение феромонов продолжалось во всем мире ускоренными темпами. К 1986 году они были известны примерно для 1000 видов только чешуекрылых (Arn et al., 1986, Скиркявичус, 1988); в 2005 году- для 7000 видов насекомых, в большинстве своем чешуекрылых (El-Sayed, 2003-2005). В ряде монографий обобщены материалы по этолого-биологическому и химико-технологическому обоснованию применения феромонов в экологии и сельском хозяйстве(Shorey, McKelvey, eds., 1977; Ritter, ed., 1979; Birch, Haynes, 1982; Aoki et al., eds., 1984; Bell, Carde, eds., 1984; Скиркявичус, 1986; Carde, Bell, eds., 1995; Чернiй, 2004; др.), что дало основание говорить о самостоятельности существования и развития с конца 1950-х годов химической экологии насекомых - науки о феромонах, изучающей биохимические основы регулирования взаимоотношений особей и видов (Шумаков, 1986).Биохимия и молекулярная биология феромонов насекомых до настоящего времени остаются фундаментальным направлением химической экологии (Pickett, 1998; Van der Pers, Minks, 1998; Rojas, Wyatt, 1999; Valeur et al., 2000; Blomquist, Vogt, 2003).

Вмногочисленныхобзорахимонографияхсформулированыцели и направления применения феромонов, проанализированы первые результаты их практического использования в защите растений (Roelofs, ed., 1979; Mitchell, ed., 1981; Nordlund et al., eds., 1981; Kidonieus, Beroza, eds., 1982 in 2 vol.; Буров, Сазонов, 1988; Arn, Bues, eds., 1989; Weatherston, 1995; Minks, Voerman, 1997; Witzgall & El-Sayed, 1999; Suckling, 2000; Witzgall, 2001; Witzgall et al., 2002).

Вместе с тем, пути практического использования феромонов совок и ряда других чешуекрылых, среди которых имеются опасные вредители сельскохозяйственных культур, были разработаны недостаточно, особенно в бывшем СССР, что не соответствовало более или менее хорошим знаниям об их биологии и экологии. К началу нашей работы были проведены предварительные исследования по синтезу и первичным испытаниям некоторых аттрактантов хлопковой, озимой, капустной и ряда других совок, по наблюдению за динамикой лета самцов с использованием девственных самок в ловушках. Сведения о половых феромонах этих видов были немногочисленны и противоречивы, для некоторых первостепенных вредителей, обитающих в России, Казахстане и других странах СНГ, например, для серой зерновой совки Apamea anceps, такая информация отсутствовала. Недостаточно были разработаны или отсутствовали методики полевых испытаний и применения феромонов.

С начала 1980-х годов одновременно в ряде научных учреждений Российской Федерации (ВИЗР, ВНИИХСЗР, ВНИИЗР и др.), Молдавии (ВНИИБМЗР), Узбекистана (САНИИЗР), а также за рубежом, началась разработка практических приемов применения половых аттрактантов чешуекрылых в защите с/х культур, что было связано с наработкой крупных опытных партий препаративных форм аттрактантов хлопковой, озимой и капустной совок, яблонной и других плодожорок в Тартуском университете, ВНИИБМЗР (Кишинев) и ВНИИХСЗР (Щелково). Однако широкомасштабные испытания феромонов, охватившие десятки тысяч гектаров сельскохозяйственных угодий во всех зонах земледелия, проводились, как правило, без серьезного теоретического обоснования. Зачастую публикация практических рекомендаций опережала завершение фундаментальных исследований. Работы прикладного характера были насыщены противоречиями. Как оказалось, приемы, разработанные для листоверток, молей, шелкопрядов и других вредителей, не могли быть непосредственно применены для мониторинга и снижения численности совок с помощью феромонов.

Среди множества нерешенных вопросов особенно выделялись следующие: хемотаксономические закономерности системы коммуникации чешуекрылых насекомых, оптимизация состава половых аттрактантов основных вредных видов; изучение корреляции между результатами феромонных и других методов учета вредителей; конкретизация для вредных чешуекрылых общих подходов к применению феромонов в защите растений от вредных насекомых; адаптация регламентов применения феромонов к существующим системам защиты сельскохозяйственных культур. 

Разработка путей практического использования феромонов чешуекрылых имеет большое значение, так как а) на большинстве сельскохозяйственных культур (хлопчатник, зерновые, овощные, плодовые и др.) совки, листовертки и другие чешуекрылые остаются первостепенными вредителями, с которыми из года в год на огромных площадях ведется борьба; б) при массовым внедрении в производство феромонов можно значительно сократить объемы химической защиты растений, что приведет как к экономии материальных затрат на выращивание урожая, так и к снижению пестицидного пресса на окружающую среду. Такие исследования актуальны и современны (Лебедева и др., 2005; Петько и др., 2005; Пятнова, 2005). 

Целью настоящей работы являлось хемотаксономическое и экологическое обоснование путей использования синтетических половых феромонов в фитосанитарном мониторинге и определение места технологии применения синтетических половых аттрактантов в интегрированной защите растений. 

В задачи исследования входило:

- теоретически обосновать гипотезу о ходе развития и становления феромонной системы чешуекрылых, критически оценить сходство химической структуры феромонов насекомых и вторичных метаболитов растений;

- установить закономерности в структурном разнообразии и функциональном значении химических соединений, входящих в половые феромоны чешуекрылых;

- на основе статистического анализа сходства и различия таксонов чешуекрылых по химической структуре половых феромонов обосновать приоритетность на современном этапе исследований полевого скрининга в первичных исследованиях феромонов;

- разработать приемы оптимизации состава половых аттрактантов и скрининга новых феромонов чешуекрылых;

- конкретизировать для вредных видов (на примере хлопковой, озимой и серой