Резистентность паутинных клещей к авермектинам

Формирование резистентности паутинных клещей к авермектинам

Ю.И. Мешков, канд.биол.наук, ГНУ ВНИИФ

 И.Н. Яковлева, канд.биол.наук, ГНУ ВНИИФ

Начиная с 2001 года и по настоящее время во ВНИИФ проводится мониторинг чувствительности к авермектиновым препаратам паутинных клещей в тепличных комбинатах ряда регионов России. Установлено снижение эффективности авермектиновых препаратов, широко применяемых в защищенном грунте, в связи с формированием резистентных популяций. Наиболее высокий уровень резистентности (до 10 000х) зарегистрирован у клещей, отобранных на декоративных культурах (розы). На основании данных лабораторных исследований по реверсии резистентности клещей к авермектинам и кросс-резистентности даны рекомендации по преодолению резистентности вредителей к препаратам этой группы.

В последнее двадцатилетие (1985-2007 гг.) в защищённом грунте Российской Федерации произошли значительные изменения видового состава вредных членистоногих. На фоне внедрения современных технологий выращивания растений, новых сортов и гибридов овощных и декоративных культур увеличивается вредоносность обыкновенного паутинного клеща Tetranychus urticae Koch . Наряду с ним приносят вред красный паутинный Tetranychus cinnabarinus Boisd . иатлантический паутинный Tetranychus atlanticus McGregor клещи, тепличная белокрылка ( Trialeurodes vaporariorum Westw .), западный цветочный трипс ( Frankliniella occidentalis Pergande ) и другие виды.

Паутинные клещи не являются карантинными объектами, но при расширяющихся межгосударственных связях в Россию ввозят из-за рубежа с посадочным материалом популяции, проявляющие резистентность к различным пестицидам (как минимум из 8-и классов химических веществ: лимониоиды, карбоксамиды, тетроновые кислоты, карбазаты, оксазолины, нафтахиноны и проч), отсутствующим в «Списке разрешенных препаратов…» для использования в защищённом грунте РФ. В 2001 году появилось сообщение о создавшемся тяжёлом положении в тепличных комбинатах Ленинградской области, куда с посадочным материалом был завезен обыкновенный паутинный клещ с множественной резистентностью к акарицидам. Единственным выходом из такой ситуации было увеличение концентрации акарицидов, что в свою очередь через определенное время вызвало развитие ещё более высокой устойчивости к применяемым препаратам (в частности, к вертимеку – 655 х) [1].

Проблема защиты растений от паутинных клещей на территории РФ усугубляется несовершенством существующего ассортимента акарицидов. Тепличным хозяйствам в 2009 году предоставляется ограниченная возможность использовать только четыре препарата из группы авермектинов (фитоверм, фитоверм-М, агравертин, вертимек), два пиретроида (талстар, клипер), три фосфорорганических препарата – на основе малатиона (новактион, фуфанон) и на основе пиримифос-метила (актеллик), биопрепараты на основе Bacillus thuringiensis (битоксибациллин, бикол).

В сложившихся условиях неизбежным следствием при выращивании растений является, как правило, полная потеря эффективности какого-либо препарата, применяющего в хозяйстве на постоянной основе. А в случае кросс-резистентности и новые, ранее неиспользуемые препараты, обладающие иным механизмом действия, изначально могут оказаться мало токсичными для вредителей. Способность паутинных клещей в короткие сроки развивать резистентность к фосфорорганическим, пиретроидным препаратам и специфическим акарицидам является хорошо установленным фактом [2].

В связи со сказанным представляются весьма актуальными мероприятия по своевременному выявлению резистентности вредителей к инсекто-акарицидам и её преодолению.

Для проведения мониторинга резистентности к пестицидам  в тепличных хозяйствах РФ отбирали пробы паутинных клещей с последующей идентификацией видовой принадлежности и лабораторной оценкой уровня резистентности к применяемым препаратам. Паутинных клещей содержали в изолированных застеклённых боксах на растениях фасоли кустовых сортов при температуре 22±3 ^оС, относительной влажности воздуха 55-70 %, 18-часовом световом периоде.

Оценку токсичности пестицидов для паутинных клещей проводили по общепринятым методам токсикологических исследований [3]. Изолированные двулистковые растения фасоли заселяли паутинным клещом из расчёта около 100 самок на лист. Через сутки, после того как паутинный клещ закреплялся на листьях, растения обрабатывали методом погружения их в рабочий раствор пестицида. Длительность обработки – около 3 сек. Для обработки использовали несколько концентраций каждого препарата (в логарифмическом разведении), включая концентрацию, рекомендованную производителем (в 4-х повторностях).

Учёт погибших и живых особей проводили после обработки в зависимости от препарата через сутки (ФОС) или двое суток (пиретроиды, авермектины).

В качестве эталона чувствительности использовали лабораторную популяцию ( S_vniif ) обыкновенного паутинного клеща Tetranychus urticae , никогда не контактировавшую с пестицидами (содержится в лаборатории более 30 лет).

Данные токсикологических исследований обрабатывали методом пробит-анализа в модификации Миллера-Тейнтнера с помощью компьютерной программы PROB .

В ходе обследований тепличных комбинатов нами были выявлены следующие закономерности заселения культур защищенного грунта паутинными клещами. Как правило, растения огурца предпочитают обыкновенный ( T. urticae ) и атлантический ( T. atlanticus ) паутинные клещи, растения томата и розы – обыкновенный и красный ( T. cinnabarinus ) паутинные клещи. Однако при всем разнообразии видового состава тетраниховых клещей, обыкновенный паутинный клещ все же остается наиболее распространенным видом, образующим, как правило, ядро акарокомплекса (табл.1).


Таблица 1. Список обследованных тепличных комбинатов

В последнее 15-летие в качестве основных пестицидов для подавления роста численности клещей в защищенном грунте РФ используются инсектоакарициды отечественного и зарубежного производства на основе метаболитов актиномицета Streptomices avermitilis : аверсектин С – фитоверм, КЭ (2 г/л), фитоверм-М, КЭ (2 г/л), фитоверм, КЭ (10 г/л); абамектин – вертимек, КЭ (18 г/л). В литературе вопрос о скорости формирования резистентности клещей к этим препаратам был освещён в незначительной степени. После появления абамектина на пестицидном рынке считалось, что в силу сложного состава действующего вещества (две близкородственные молекулы) такая реакция либо не реализуется, либо проходит крайне медленно, и более вероятна в гетерогенной популяции клещей. Позже экспериментально было показано, что при краткосрочном воздействии абамектина (до 15 лабораторных обработок) толерантность паутинных клещей повышалась только в 1,6-2 раз [4]. Однако при длительном промышленном использовании абамектина возникала 27-81 кратная устойчивость у разных видов паутинных клещей [5].

Наши исследования свидетельствуют, что в тепличных комбинатах страны еще в 2001-2002 годах авермектины были высокотоксичны для паутинных клещей. Токсикологические параметры аверсектина С (фитоверм-М, фитоверм) и абамектина (вертимек) практически одинаковы для лабораторной (чувствительной) популяции обыкновенного паутинного клеща и популяций паутинных клещей, отобранных в производственных условиях (табл. 2). Исключение составляет только популяция красного паутинного клеща, которая характеризовалась высокой устойчивостью к авермектинам, по всей видимости, природной, так как в то время  еще не было условий, при которых клещи могли бы сформировать устойчивость под воздействием селектирующего влияния авермектинов.

Таблица 2. Мониторинг чувствительности к авермектиновым препаратам паутинных клещей из тепличных комбинатов в 2001-2003 гг.

Популяция

Год исследования

СК_50,

мкг д.в./мл

СК_95,

мкг д.в./мл

Показатель резистентности

              хозяйство

№

ПР₅₀

ПР₉₅

Фитоверм

ВНИИФ чувствительная

S_vniif

2001

0,0091

0,095

1,0

1,0

ЗАО Агрофирма

«Белая Дача»

1

2001

0,016

0,60

1,8

6,3

2

0,662

2,31

72,8

24,3

АОЗТ

«Матвеевское»

3

2001

0,058

0,34

6,4

3,6

ЗАО Агрокомбинат «Московский»

5

2001

0,039

0,36

4,3

3,8

6

1,55

7,09

170,3

74,6

АОЗТ

«Сотрудничество»

9

2001

0,053

0,66

5,8

6,9

ЗАО Агрофирма «Нива»

10

2001

0,048

0,40

5,3

4,2

АО «Пермский»

15

2002

0,018

0,17

1,9

1,8

ООО «Ольдеевское

16

2002

0,014

0,1 7

1,5

1,8

СДС «Ульяновский»

7

2001

2,64

10,32

290,1

108,6

Латвия

18

2003

0,38

7,99

41,8

84,1

Фитоверм-М

ВНИИФ чувствительная

S_vniif

2002

0,0057

0,053

1,0

1,0

ЗАО Агрокомбинат

«Московский»

5

2002

0,0051

0,047

0,90

0,90

АО «Пермский»

15

2002

0,0061

0,059

1,07

1,11

Латвия

18

2003

0,029

0,98

5,1

18,5

г. Кисловодск

19

2003

0,036

0,84

6,3

15,8

Вертимек

ВНИИФ чувствительная

S_vniif

2002

0,027

0,17

1,0

1,0

ООО «Ольдеевское«»

16

2002

0,023

0,092

0,9

0,5

АОЗТ

«Матвеевское»

3

2001

0,020

0,08

0,7

0,5

АО «Пермский»

15

2002

0,038

0,22

1,4

1,3

ЗАО Агрокомбинат «Московский»

5

2002

0,029

0,19

1,1

1,1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Единичные сведения о снижении эффективности применения авермектиновых препаратов в борьбе с паутинными клещами в защищённом грунте стали поступать лишь в 2003 году. Так, у клещей из латвийской популяции, собранных на розах, обнаружена 5-кратная резистентность к фитоверму-М и 42-кратная - к фитоверму (по СК₅₀).

В настоящее время (2006-2008 гг.) ситуация на овощных культурах с формированием резистентности к авермектинам в популяциях паутинных клещей не вызывает больших опасений. К примеру, в агрокомбинате «Тепличный» установлено, что фитоверм остаётся высокотоксичным препаратом (табл. 3). Популяция вредителя из теплиц «Агрокомбината «Московский» характеризуется лишь 9-кратной устойчивостью к фитоверму, которая, согласно нашим данным, сформировалась в этом хозяйстве в течение 6 лет при бессменном использовании фитоверма.

Таблица 3. Мониторинг чувствительности к фитоверму,КЭ паутинных клещей из тепличных комбинатов в 2006-2008 гг.

Популяция

СК_50,

мкг д.в./мл

СК_95,

мкг д.в./мл

Показатель резистентности

                хозяйство

№

ПР₅₀

ПР₉₅

ВНИИФ чувствительная

S_vniif

0,0091

0,095

1,0

1,0

ЗАО «Агрокомбинат «Тепличный»

12

0,0014

0,051

0,15

0,5

ЗАО «Агрокомбинат «Московский»

5

0,082

3,37

9,0

35,5

АСХО «Тепличное»

17

0,49

6,37

53,8

67,1

СДС «Останкинский»

11

1,00

5,82

109,9

61,3

ТМ «Цветы Юга»

13

69,50

962,00

7637,4

10126,3

Более остро в настоящее время стоит вопрос с резистентностью к авермектинам у паутинных клещей на декоративных культурах, где постоянно регистрируются массовые вспышки численности вредителей. Как видно из таблицы 3, на розах у обыкновенного паутинного клеща из разных регионов страны зарегистрированы высокие уровни резистентности к фитоверму, во много раз превышающие токсикологические показатели чувствительной линии (от 54 до > 10 000-крат).

Таким образом, на примере крупных хозяйств защищённого грунта, выращивающих овощные и декоративные культуры показано, что паутинные клещи способны формировать популяции, высокорезистентные к авермектиновым препаратам при их длительном и широкомасштабном применении.

При отсутствии в хозяйствах большого ассортимента пестицидов наиболее рациональными действиями для предотвращения и преодоления резистентности является, во-первых, точная идентификация видового состава вредителей и, во-вторых, установление уровня резистентности популяций клещей к применяемым пестицидам и, наконец, создание условий для наиболее оптимального, экологически оправданного внесения пестицидов в агроценоз. Подтверждением сказанному является обнаруженный в «Агрокомбинате «Тепличный» атлантический паутинный клещ T. atlanticus , который проявил чувствительность не только к авермектинам (СК₅₀ фитоверма-М – 0,0012 мкг д.в./мл), но и к целому ряду акарицидных препаратов. Бороться с этим видом клеща в условиях данного хозяйства, не повышая рекомендованные нормы расхода, можно любым препаратом, показанным в таблице 4.

Таблица 4. Эффективность инсектоакарицидов  для  чувствительной к авермектинам популяции T . atlanticus (Краснодар, АК «Тепличный», огурцы) в сравнении с чувствительной к пестицидам ( S _VNIIF ) популяцией T . urticae (ВНИИФ, 2007)

Класс

Препарат

мл, г д.в./л, кг

Содержание в рабочем растворе

Эффективность, %

%

препарата

мг

д.в./мл

S _VNIIF

АК

«Тепличный»

Органофосфаты

актеллик КЭ 500

(пиримифосметил)

0,15

750,0

100,0

100,0

Пиретроиды

талстар КЭ 100

(бифентрин)

0,03

30,0

59,0

100,0

Макроциклические лактоны (авермектины)

фитоверм КЭ 2

(аверсектин С)

0,2

4,0

100,0

100,0

фитоверм-М КЭ 2

(аверсектин С)

0,1

2,0

100,0

100,0

вертимек КЭ 18

(абамектин)

0,1

18,0

100,0

100,0

При явном снижении эффективности авермектинов в борьбе с клещами действенной мерой является прекращение ими обработок растений на период реверсии резистентности к ним клещей. Мы провели опыты по определению сроков реверсии резистентности обыкновенного паутинного клеща к фитоверму и вертимеку. С этой целью из искусственно отселектированных на резистентность к этим препаратам (170х – к фитоверму-М и 320х – к вертимеку) лабораторных линий обыкновенного паутинного клеща были выделены сублинии, в которых прекратили обработки препаратами и на протяжении развития 33-х поколений периодически контролировали у клещей изменения уровня резистентности. В результате в обеих сублиниях наблюдалось снижение уровня резистентности к препаратам (табл. 5). При этом резистентность клещей к фитоверму снизилась в 38 раз, к вертимеку – в 5 раз. Следовательно, уже через год можно вернуться  к авермектинам и эффективно применять  их в борьбе с клещами.

Таблица 5. Реверсия резистентности обыкновенного паутинного клеща к авермектиновым препаратам

Препарат

Поколение

СК₅₀,

мг д.в./мл

СК₉₅,

мг д.в./мл

Показатель

резистентности

ПР₅₀

ПР₉₅

Фитоверм - М

Svniif

0,0057

0,053

1,0

1,0

R фитоверм-М (отселектирована во ВНИИФ)

F исх.

1,00

16,00

166,7

266,7

F₁₅

0,98

15,10

163,3

250,0

F₂₁

0,25

12,62

41,7

210,0

F₂₇

0,18

9,00

30,0

150,0

F₃₃

0,026

2,50

4,3

41,7

Вертимек

Svniif

0,027

0,17

1,0

1,0

R вертиме к (отселектирована во ВНИИФ)

F ₀

2,56

74,39

94,8

437,6

F ₁₂

2,40

26,12

88,9

153,6

F ₃₃

0,50

22,00

18,5

129,4

 

 

 

 

 

 

 

Для преодоления возникающей резистентности у популяций на фоне массированного применения авермектиновых препаратов рекомендуется чередование препаратов разного происхождения и с разным механизмом действия. Необходимо помнить, что ротация аверсектина C и абамектина нежелательна в связи с развитием к ним групповой резистентности. Согласно полученным нами данным у резистентных к фитоверму-М (166,7х) линий паутинного клеща развивается 280-кратная кросс-резистентность к вертимеку. Следовательно, после фитоверма-М использование вертимека представляется нецелесообразным.

В последние годы отмечается повышение эффективности в борьбе с паутинными клещами фосфорорганических препаратов на фоне широкого применения в защищенном грунте авермектинов. Такое явление скорее всего объяснимо снижением объема применения ФОС и произошедшей в связи с этим реверсией резистентности к ним клещей. В ЗАО Агрокомбинат «Московский» нами обнаружена высокая чувствительность обыкновенного паутинного клеща к ФОС. К примеру, по малатиону СК₅₀ составляет 0,0058 мкг д.в./мл (для Svniif – 0,0037 мкг д.в./мл). То же можно сказать о токсичности для клещей пиримифос-метила: СК₅₀– 1,045 мкг д.в./мл, а для Svniif – 1,241 мкг д.в./мл. Таким образом, эти препараты представляют собой важный элемент в разработке системы чередования пестицидов по предотвращению формирования устойчивости к авермектинам.

Положительным моментом является отсутствие кросс-резистентности между ними и авермектинами. Так, согласно нашим данным, СК₅₀ пирифос-метила для резистентных к фитоверму-М (70х) и вертимеку (300х) линий клеща практически не отличались от таковой в чувствительной линии (табл. 6).

Таблица 6. Чувствительность к актеллику, в линиях обыкновенного паутинного клеща, отселектированных к авермектинам

В ряде случаев пестициды разных химических групп целесообразно использовать в баковых смесях, при этом имеется возможность полнее оказывать элиминирующее воздействие на численность популяции вредителя и её возрастную структуру. Нами было показано, что фитоверм совместим с большинством наиболее часто применяемых на практике пестицидов (табл. 7).

В большинстве баковых смесей фитоверма с другими препаратами проявляется аддитивный характер взаимодействия пестицидов. Такие баковые смеси лучше составлять, исходя из полных норм расхода, рекомендуемых разработчиками каждого из препаратов. В некоторых баковых смесях проявляется синергидный характер взаимодействия фитоверма с иными препаратами. В этих смесях целесообразно снижать нормы расхода либо одного (не основного) препарата, либо обоих препаратов.

Таблица 7. Совместимость аверсектинов с инсектоакарицидами

Препарат

Пиретроиды

Органофосфаты

Bt

Авермектины

Талстар

Актеллик

Фуфанон

Бикол

Вертимек

Фитоверм

+

+

+

++

_

Фитоверм-М

+

+

+

++

_

Примечание:   +   препараты совместимы;

++  препараты совместимы с синергетическим эффектом

В систему чередования необходимо включать препараты биологического происхождения. В частности, использование битоксибациллина в норме 0,5-0,7 кг/га существенно подавляет популяционный рост паутинного клеща при двух обработках с интервалом 7 дней.

Таким образом, многолетние наблюдения за уровнем чувствительности паутинных клещей к авермектинам в защищённом грунте показали, что постепенно идёт формирование резистентности к авермектинам по мере интенсификации использования акарицидов одного химического класса. Для предупреждения появления высокорезистентных популяций целесообразно более широко использовать пестициды иных классов, а использование авермектинов ограничить 2-3 обработками в течение одного вегетационного сезона.