За оцінками, продуктивність сільського господарства повинна буде зрости на 70 % до 2050 року, щоб забезпечити продовольством зростаюче населення. Шкідники – серйозна проблема в сільському господарстві, для вирішення якої найчастіше використовується хімія. Проблема посилилася появою у шкідників стійкості до хімічних речовин. Тому багато хто активно переходять на IPM (інтегровану систему захисту).

Концепція IPM заснована на тому, що жоден єдиний підхід до боротьби зі шкідниками не забезпечує універсального рішення, найкращий захист може бути забезпечений комбінуванням різних підходів. Феромони є широко використовуваним компонентом багатьох програм боротьби зі шкідниками IPM.

Що таке феромони?

Феромони – це хімічні речовини, що виробляються і виділяються в навколишнє середовище комахами для спілкування з іншими представниками свого виду. Ці речовини, будучи засобами внутрішньопопуляційної регуляції, грають важливу роль в комунікації, в тому числі забезпечують зближення самців і самок в період розмноження.

Використання феромонів в боротьбі з комахами є екологічно чистим і широко використовуваним. Це нетоксичні, біорозкладні хімічні речовини, які використовуються для зміни поведінки певних комах і не впливають на інших комах і нецільові організми.

Прагнення оптимізувати захисні заходи і знизити негативні наслідки застосування інсектицидів змушує удосконалювати існуючі методи обліку шкідливих комах і сигналізації про терміни проведення захисних заходів. Для цієї мети підійдуть синтетичні аналоги феромонів комах, які можна використовувати в якості одного з найбільш економічних і  точних способів виявлення та оцінки щільності популяцій шкідників.

Грамотне і ефективне використання синтетичних феромонів можливо при знанні різних аспектів феромонної комунікації комах.

Комахи виділяють феромони, щоб попередити інших комах про таку інформацію, як стать комах, місцезнаходження, тривога та групування. Синтетичні феромони імітують хімічні речовини, що виробляються комахами і використовуються, крім усього іншого, для заманювання певних видів комах в спеціальні пастки. 

Феромони, що використовуються сьогодні, виробляються шляхом хімічного синтезу. Але проводиться безліч експериментів, які допоможуть синтезувати феромони за допомогою рослин і мікроорганізмів, що дозволяє значно знизити собівартість продукції і ціну на них. Мікроорганізми і рослини можуть забезпечити платформи для стійкого і комерційно життєздатного виробництва феромонів комах, але є проблеми, які необхідно подолати, перш ніж ця технологія буде готова до запуску на ринок.

Три способи використання феромонів

Існує три основних способи використання феромонів в боротьбі зі шкідниками:

1. Моніторинг популяцій шкідників є найпоширенішим способом. Застосовується для визначення  наявності шкідника і необхідності обробки інсектицидами в залежності від кількості шкідника. Моніторинг може здійснюватися за допомогою візуального огляду, відбору проб або пасток. Жоден з  цих методів не є виключним, і їх можна використовувати разом, але більшість комерційно доступних варіантів засновані на пастках, як правило, з відповідним  приманка з феромонами.
2. Масовий вилов для видалення великої кількості шкідників з популяції, що розвивається. Значне зниження щільності популяції шкідників сприяє захисту ресурсів.
3.  Третій метод спрямований на дезорієнтацію комах під час спарювання, щоб зменшити майбутні популяції, і називається розладом спарювання.

Частка світового ринку сільськогосподарських феромонів за типами в 2019 році (88 % припадає на статеві феромони).

Фактори успішного використання феромонів

Багато факторів потенційно можуть вплинути на успіх програми моніторингу:

•  Феромонні приманки. Виробники тиражують ці хімічні сполуки для використання в пастках, але точність тиражування безпосередньо впливає на успішність пастки. Тому важливо, щоб в феромонної приманці використовувалися якісні хімічні компоненти, а їх співвідношення відповідало натуральним. Ці міркування додатково ускладнюються типом і якістю використовуваного дозатора. Феромон буде поглинений будь-яким дозатором (гумовими пробками або пластиковими флаконами). Різні матеріали виділяють феромон з різною швидкістю, а неякісні матеріали містять забруднення, які можуть вступити в реакцію з феромоном, що серйозно впливає на експлуатаційні характеристики. Тому вкрай важливо використовувати якісну приманку для точного моніторингу.
• Конструкція пастки. Тип використовуваної пастки залежить від поведінки комахи і використовуваного місця розташування. Тут потрібно виходити зі своїх даних, щоб вибрати оптимальний варіант з безлічі конструкцій пасток.
• Колір феромонної пастки. Колір  пастки може істотно вплинути на приваблення деяких комах. Навіть якщо колір не має значення для передбачуваного шкідника, краще вибрати колір, менш привабливий для корисних комах.
• Правильне розміщення феромонних пасток. Розміщення пасток може мати великий вплив на продуктивність. Рішення про початок обраної стратегії боротьби зі шкідниками зазвичай  приймається при досягненні порогу дій (або економічного), тобто певної кількості комах, що потрапили на кожну пастку протягом тижня. Вибір стратегії боротьби з шкідниками залежить від культури і шкідника.

Механізм дії феромонів

Феромон знаходиться в гумовому або пластиковому дозаторі і поміщається на пастку, самці, вловивши цей запах, летять на пастки, вважаючи, що це самки.

Дозатор феромонів – це пристрій, який повільно вивільняє феромон протягом певного періоду часу, зазвичай від 4 до 6 тижнів, і використовується для уловлювання комах.

Існує кілька механізмів дії, які порушують спаровування. Дозатори можуть імітувати феромони самки, залучаючи самця в пастки, а можуть виділяти стільки феромону, що фонова концентрація настільки велика, що самцям здається, що самка всюди.

Два способи зірвати спарювання комах

З комерційною доступністю статевих феромонів для деяких шкідників, вчені та підприємці звернули свою увагу на розлад спарювання як на «біораціональний» підхід до боротьби з комахами.

Розлад спарювання – це використання синтетичних статевих атрактантів для дезорієнтації самців і подальшого зменшення кількості запліднених яєць, відкладених самками.

Порушення спарювання відбувається при викиді синтетичних феромонів в повітря, де вони заважають самцям навіть в помірних кількостях знайти самок, порушуючи розмноження комах.

Порушення спаровування досягається двома основними способами:

1. Помилковий слід – розміщення набагато більшої кількості феромонних точкових джерел, ніж передбачувана кількість самок. Імовірність того, що самець знайде самку в кінці феромонного сліду,  знижується, і самці, що йдуть по цих слідах, витрачають свою енергію на пошуки штучних джерел феромонів.
2. Масовий вилов – зменшує кількість самців, що призводить до зміщення статевого співвідношення в бік самок і, як наслідок, відкладання незапліднених яєць.

Дезорієнтація у самців досягається концентрацією феромону в навколишньому середовищі, достатньою, щоб приховати сліди самок. До ефекту додається адаптація антенних рецепторів та/або звикання центральної нервової системи комахи. Специфічні рецепторні ділянки на вусиках реагують тільки на молекули феромонів. Коли рецепторний синапс постійно активується високою концентрація феромонів у навколишньому середовищі, електричний сигнал знижується. Рецепторна ділянка перестає реагувати, і комаха стає сліпою для навігації. Коли центральна нервова система комахи наповнюється сигналами з рецепторних ділянок, вона звикає і більше не може забезпечити спрямовану поведінку (комаха не може націлитися на будь-яке джерело феромонів і слідувати за партнером).

Існуючі комерційні феромони імітують природні хімічні феромони самок. Більшість статевих феромонів комах є багатокомпонентними з точним співвідношенням компонентів, які можуть бути дорогими у виробництві. Тому статеві феромони є комерційно доступними для комах, що мають господарське значення.

Три механізми контролю шкідників з використанням феромонів

Важливо розуміти, як працює процес порушення спарювання, так як різні механізми можуть впливати на використання феромонів. Існують різні механізми, які пояснюють, як працює розлад спарювання. Для одного виду шкідника одночасно можуть діяти кілька механізмів для досягнення контролю.

1. Адаптація або звикання.  Тривалий вплив подразника може вплинути на органи чуттів або нервову систему комахи, тому вони не будуть функціонувати належним чином.
2. Помилкові сліди – на відміну від звикання і адаптації, говорять про те, що самець все ще може відчувати і реагувати на феромон. Якщо розміщені численні джерела феромонів, самці будуть витрачати час і енергію на слідування за помилковими феромонними слідами, і  шанси знайти самку знижуються.
3. Маскування – цей механізм також передбачає, що сенсорна система шкідника працює нормально. При цьому фоновий рівень феромонів високий і досить рівномірний, щоб замаскувати запах від самки. Звичайна навігаційна система самця для пошуку партнера марна в феромонному тумані.

Одного лише порушення спарювання зазвичай недостатньо для зниження великих популяцій шкідників до безпечного рівня. Це в першу чергу задумано як тактика скорочення популяцій шкідників.

Феромонні пастки в IPM

Основне використання статевих феромонів полягає в заманюванні комах в пастки для виявлення і визначення часового розподілу. Самці реагують на статеві феромони. Тому пастки для приманок сконструйовані таким чином, щоб точно відтворити співвідношення хімічних компонентів і швидкість виділення феромонів самками.

Дизайн пасток має вирішальне значення для ефективного їх використання при моніторингові популяцій комах. Пастки розрізняються за конструкцією і розмірами в залежності від поведінки цільових комах. Організовані протоколи відлову необхідні для оцінки популяції, порогів обприскування та порівняння з року в рік. Інформація про пастки може бути дуже корисна для прийняття рішень про застосування інсектицидів або інших заходах боротьби. Пастки також можуть бути встановлені з метою вбивства самців для контролю над популяцією.

Приклади феромонних пасток

Використання феромонних пасток від трипсів

Дослідження, проведені лабораторією доктора Роуз Буйтенхуіс у Вайнленді, показують, що відлов трипсів вище, коли для клейових пасток використовуються додаткові приманки. Ці приманки містять феромони, які приманюють трипсів. Позиціонуючись як вдосконалений інструмент моніторингу, приманки можуть бути використані для поліпшення масового відлову. Результати даного дослідження активно використовуються на практиці як комплексний підхід до захисту від шкідників. 

Лов трипсів на клейові пастки

Звертаючи увагу на колір, розміщення і щільність пасток, а також розглядаючи можливість додавання феромонів, можна максимально збільшити кількість відловлених трипсів, що дозволить краще контролювати ситуацію в теплиці.

Деякі виробники включали в свої рулонні пастки феромони від шкідників (на даний момент список таких пасток ще не дуже великий), поєднуючи це з обраним колірним спектром для конкретного шкідника. Так, на прикладі трипсів з використанням феромонів на синіх пастках, що є найбільш привабливим для цього шкідника, випробування показали, що вилов трипсів збільшився на 30-100 %.

Проблеми, які вирішують феромони

Отже, феромонні пастки допомагають вирішити відразу кілька завдань:

• виявлення ранніх заражень шкідниками, таких як перша поява мігруючих шкідників;
• визначення зон зараження шкідниками;
• відстеження динаміки поширення та зростання популяції шкідників;
• допомога у прийнятті рішень щодо боротьби з комахами-шкідниками;
• скорочення популяції шкідників.

Феромони в першу чергу порушують процес спарювання, так як самці не знаходять самок і процес спарювання не відбувається.

На даний момент виявлені і синтезовані феромони для безлічі різних комах як для відкритого, так і для закритого грунту.

Ознайомитися зі списком феромонів і феромонних пасток можна тут, на сайті. Щоб отримати рекомендації щодо застосування феромонів і пасток, зв’яжіться з менеджерами, залишивши заявку у формі сайту.