Методы оценки иммунитета растений к вредителям

Иммунитет к вредителям можно рассматривать и использовать в селекционной работе так же, как и любой другой хозяйственно ценный признак растений. Вместе с тем это признак сложный, многофакторный и неочевидный. На каждом этапе селекции иммунитет следует оценивать на фоне высокой численности вредителя. Дополнительно в лабораторных и полевых опытах следует изучать факторы иммунитета. В этом заключается основная специфика работы с иммунитетом к вредителям. В этой работе обычно селекционеры сотрудничают с энтомологами, специалистами по защите растений.

Лабораторные исследования. Главные достоинства лабораторных исследований — возможность наиболее четко контролировать и регулировать факторы среды, точно и быстро оценивать параметры иммунитета.

В различных лабораторных экспериментах можно оценить общую пищевую избирательность насекомых и выявить действие отдельных механизмов антиксеноза, антибиоза и толерантности. Предпочтительный выбор испытываемых сортов насекомыми оценивают в «аренах пищевого выбора» — различного рода камерах или сосудах, где образцы сортов (листовые вырезки, листья, побеги, растения в вазонах) рандомизированно или регулярно размещают на периферии, а в центр выпускают насекомых. При этом необходимо устранять или нивелировать факторы, способные повлиять на распределение насекомых: добиваться равномерной освещенности арены во избежание влияния фототропизма; следить за тем, чтобы образцы сортов имели сходные размеры и развитие. В ходе наблюдений можно подсчитывать число и длительность актов питания насекомых на разных образцах. По окончании учитывают распределение насекомых на образцах сортов и степень их поврежденное™, а иногда оценивают и количество отложенных самками яиц. Можно предлагать насекомым множественный выбор с образцами нескольких сортов, но наиболее четкий альтернативный ответ дают серии парных выборов, в которых каждый из оцениваемых сортов сопоставляют с контрольным чувствительным сортом. В лабораторных опытах можно также оценивать влияние отдельных факторов. Например, обонятельные предпочтения насекомых анализируют в специальных устройствах — ольфактометрах, в которых центральная камера соединена рукавами с несколькими отсеками, куда помещают образцы или вытяжки сортов, отделенные от насекомых воздухопроницаемым материалом. В итоге неслучайное распределение насекомых у разных отсеков будет показывать их обонятельные предпочтения. Антибиоз и толерантность сортов изучают на веге-тирующих растениях в вазонах с подсадкой на них равного количества насекомых и установкой изоляторов. Далее регистрируют количество погибших и выживших насекомых, количество отложенных яиц, длительность развития, возможна оценка массы и размеров определенных стадий развития насекомых. У растений учитывают поврежденность, параметры развития и продуктивности. Во всех экспериментах необходима достаточная по статистическим требованиям повторность. Недостатками лабораторных исследований являются ограниченное количество тестируемого материала, искусственность и искаженность условий. Основная оценка иммунитета дается в полевых испытаниях.

Полевые испытания. Испытываемый материал кроме проходящих оценку линий, семей, гибридов или сортов должен содержать контроль чувствительности, сорт, заведомо оптимальный для заселения вредителем, его питания и развития, а также, если имеется, эталон устойчивости — заведомо высокоустойчивый к данному вредителю сорт. Иммунитет растений необходимо оценивать на фоне высокой численности вредителя, желательно, превышающем экономический порог вредоносности. Поэтому лучше всего проводить испытания в зоне высокой вредоносности вредителя, а также в соответствии с регионом районирования сортов. Растения разных сортов следует выращивать в определенной повторное™ с рандомизацией их размещения на опытном участке. При высокой численности вредителя на участке можно использовать естественный фон заселения. Если природных насекомых недостаточно, необходимо создать искусственный фон высокой численности вредителя. Оптимальным является поиск и массовый сбор или отлов вредителей в других местах района испытаний с дальнейшим их выпуском на опытный участок. Иногда предварительно собранных вредителей сохраняют до выпуска в состоянии диапаузы или даже культивируют. Однако следует помнить, что при длительном культивировании возможно ослабление или вырождение насекомых с утратой их вредоносных качеств. Чаще всего создают искусственный фон с произвольным распространением насекомых на участке. Насекомых выпускают в разных местах участка случайно или регулярно, предоставляя им далее возможность свободно заселять растения. В этом случае обычно выпускают имаго как основную активную фазу распространения. Иногда создают искусственный контролируемый фон вредителя, подсаживая определенное равное количество насекомых (личинок или имаго) на каждое растение под изолятор. При этом можно более точно оценить антибиоз и толерантность растений, чего нельзя сказать о пищевой избирательности насекомых и антиксенозе растений. Для точной оценки итоговой прибавки урожая, полученной благодаря иммунитету растений, на опытном участке необходимо создать отдельный блок чистого контроля с полным набором сортов и полным отсугствием вредителей. Насекомых устраняют регулярным ручным сбором или химическими обработками. Только путем сравнения урожайности каждого сорта в опыте и чистом контроле можно оценить прибавку, полученную благодаря иммунитету, а не по каким-либо иным причинам. Далее на заселенном вредителем участке ведут регулярные, 1...3 раза в декаду, обследования, подсчитывая на каждом растении либо его стандартной учетной части число имаго, яиц или яйцекладок, личинок отдельно по возрастам. Впоследствии на основании этих учетов определяют степень заселенности сортов, по снижению численности оценивают смертность вредителя на разных стадиях, определяют примерную длительность развития. Попутно отмечают стандартные показатели развития растений. По окончании периода основной вредоносности насекомых учитывают поврежденность растений по стандартной визуальной балльной шкале или путем более точных измерений. Возможно также взятие выборок одновозраст-ных насекомых для оценки массы или размеров. В период уборки оценивают продуктивность каждого растения. При широкомасштабных испытаниях учеты проводят на выборках растений каждого сорта. В результате испытаний сорта оценивают по следующим параметрам иммунитета:

1) число особей вредителя (имаго, личинок) на 1 растение или его учетную часть;

2) доля заселенных вредителем растений, %;

3) число яиц или яйцекладок в расчете на растение;

4) смертность вредителей, %, оцениваемая по снижению его численности;

5) длительность развития, сут;

6) средняя масса или размеры вредителей;

7) поврежденность растений, %, условные баллы и другие единицы;

8) показатели продуктивности растений;

9) снижение урожайности, %, к чистому (без вредителей) контролю.

В зависимости от конкретных вредителей и культур этот перечень может быть дополнен или сокращен. Параметры 1...3 могут служить показателями антиксеноза, параметры 4...6 — показателями антибиоза растений. Для точной оценки толерантности необходимо рассматривать зависимость потерь продуктивности разных сортов от численности вредителя и степени поврежденное™ растений. Параметры 7...9 могут служить итоговыми хозяйственно-экономическими показателями иммунитета. Для окончательного заключения по устойчивости сортов требуется интегрированная оценка, которую проще всего получить, ранжируя все сорта (расставляя их места) по каждому параметру в направлении его положительной или отрицательной связи с иммунитетом, с суммированием рангов всех параметров по каждому сорту. Более точную оценку можно получить путем построения регрессивной модели с учетом вклада каждого параметра в итоговый (9) показатель; далее ранги по каждому параметру умножают на его коэффициент регрессии и суммируют по каждому сорту. По этим обобщенным оценкам испытываемые сорта, сравнивая их между собой, а также с чувствительным контролем и устойчивым эталоном, можно распределить на группы высокоустойчивых, средне- или относительно устойчивых и неустойчивых, или чувствительных.