Влияние качества пищи на развитие колорадского жука

Номинация № 1 «Растения и животные в экосистемах»

«Влияния качества пищи на рост и развития колорадского жука»

                                                    Автор работы: Новаковская Виктория

                                                               Викторовна, ученица 11 класса.

                                                       Руководитель: Автушенко Людмила

                                                                     Николаевна.  

Анотация

1. Номинация № 1 «Растения и животные в экосистемах»
2. «Влияния качества пищи на рост и развитие Колорадского жука»
3. Выполнила: Новаковская Виктория Викторовна 11 «А» класс, школа № 92.
4. Автушенко Людмила Николаевна.
5. Проводила эксперимент в школе № 92 в 2010 году.
6. краткое содержание проекта:

1. проблема- Борьба с вредителем.

Актуальная проблема всех дачников, Преследовала цель -  Найти вещество растительного происхождения, которое не позволяет личинкам окукливаться, при питании их листьями картофеля, которое было обработано этим веществом.

2. основные методы исследования; наблюдения, статистический, опыт
3. главный достигнутый результат; найдено вещество, влияющее на онтогенез к.жука
4. выводы;
5. программа действий (что планируется, что сделали).

Введение.

Картофель очень ценится в России с Петровских времен, хотя у него и был такой сильный противник, как старообрядческая церковь, которая считала, что клубень картофеля, как и человек, родится с головой и глазами. Значит, есть его – все равно, что поедать души человеческие. Они так же называли его «чертово яблоко» , но именно оно много раз спасало людей от голода, во время частых неурожаев зерновых культур. Но все же у его величества картофеля есть главный и очень опасный враг-это колорадский жук!

В современном мире мы находим способы, как бороться с этим вредителем, но химическая обработка оставляет следы, и на своем участке я бы не хотела использовать химические аппараты. А ждать распространения энтомофагоф очень долго. Но как же можно избавится от надоедливых жуков, и сохранить семью здоровой?!

Мы решили провести опыт,  используя вещества только растительного происхождения.

Цель:

Найти вещество растительного происхождения, которое не позволяет личинкам окукливаться, при питании их листьями картофеля, которое было обработано этим веществом.

Задачи:

1.  Узнать больше о колорадском жуке (строение, описание внешнего вида, цикл развития,  жизненный цикл жука).

2. Узнать об истории распространения колорадского жука в мире.

3.  Узнать о существующих  мерах борьбы с колорадским жуком, как химически, так и с      помощью энтомофагов.

4. Провести исследования.

5. На основании полученных данных сформулировать вывод.

Обоснование:

Моя работа соответствует теме «Изменения в строении и образе жизни животных и растений, вызванные антропогенными воздействиями».

Я считаю её очень важной, так как в нашем регионе……процентов людей имеют дачи и столько же людей сталкиваются с проблемой вредителей, некоторые из них используют химическую обработку, не думая о последствиях, а просто облегчая себе жизнь. Ведь химикаты могут по

В современном мире мы находим способы, как бороться с этим вредителем, но химическая обработка оставляет следы, и на своем участке я бы не хотела использовать химические аппараты. А ждать распространения энтомофагоф очень долго. Но как же можно избавится от надоедливых жуков, и сохранить семью здоровой?!

действовать не только на организм человека, но и на экологию района в целом.

Объект исследования:

1. История  распространения колорадского жука по

континентам и странам.

История колорадского жука как одного из наиболее распространенных вредителей сельского хозяйства начинается с появления его на полях картофеля на востоке США в середине XIX века. Впервые большой урон урожаю был нанесен в 1859 г. в штате

Колорадо, откуда и началось интенсивное расселение жука, получившего длинное название «колорадского картофельного жука»

Родиной насекомого являются северные области Мексики и восточные склоны Скалистых гор США, а это означает, что жук в Америке был всегда, но ранее не вступал в конфликт с человеком. В естественных условиях кормовые возможности любого растительноядного вида ограничены, что мешает его бесконтрольному размножению. До появления картофеля жук питался дикими представителями семейства пасленовых, родственными картофелю. Жаркий и засушливый климат Мексики и юга США значительно сокращает длительность интенсивного роста растений, поэтому и численность насекомых-листоедов редко бывает высокой. Кроме того, многочисленные естественные враги, живущие бок о бок с вредителями, являются хорошими регуляторами численности насекомых. Устранение хотя бы одного из названных ограничивающих (лимитирующих) факторов может привести к вспышкам численности вредителей.

Так и произошло с колорадским жуком. Попав на бескрайние картофельные поля американских поселенцев, листоед начал интенсивно размножаться и расселяться на восток. В 1864 г. жук преодолел реку Миссисипи, а в 1874 г. достиг берегов Атлантического океана, заселив его побережье. В 1880 г. В США колорадским жуком было занято 90% площади, используемой под культивирование картофеля.

Появление жука в Европе с ее широким возделыванием картофеля стало вопросом времени (Приложение 1).  Карантинные службы европейских стран, принимающих грузы из Америки строго досматривали корабли и грузы из Нового Света, и порты их прибытия. Но, несмотря на это, уже с 1876 г. отдельные особи колорадского жука были найдены в немецких, английских и голландских портах, а первый очаг (территория массового размножения) был выявлен в 1877 г. в окрестностях немецкого города Мюльхайма. Позднее очаги выявлялись и быстро ликвидировались не только в Германии, но и в Англии, Голландии, Польше. Потеря бдительности, в конечном счете, привела к катастрофе. В 1922 г. на западе Франции по недосмотру местных властей жук вышел из под контроля и начал беспрепятственное наступление на Европу. Используя попутные ветры, насекомые распространялись в восточном и северо-восточном направлениях, достигнув к началу Второй Мировой войны Германии. За годы войны, когда работа карантинных служб была ослаблена, вредитель завоевал не только Германию, но и почти все страны, граничащие с ней, продолжая наступать на восток.

На территории бывшего СССР жук впервые появился в 1949 г. в Львовской области. Здесь ученые впервые обнаружили, что вредитель может расселяться не только по воздуху, но и по воде. Начиная с 1958 г. на морское побережье Прибалтики происходит регулярный выброс жука с волнами из соседних приморских стран. В морской воде жуки могут долго оставаться живыми, а, попадая на сушу, возобновляют жизнедеятельность.

К настоящему времени восточная граница ареала колорадского жука достигла Зауралья. Жук встречается в Новосибирской, Омской, Кемеровской областях.

Изучив устойчивость насекомого к низким температурам, российские ученые пришли к выводу, что успешно выживать и размножаться колорадский жук будет там, где средняя температура воздуха в весенне-летний период составляет не менее +15°С на протяжении не менее 60 дней (время, необходимое для полного развития одного поколения), а зимняя температура почвы на глубине 20 см не опускается ниже -8°С. Исходя из этого, предполагаемая граница распространения колорадского жука может проходить по линии: Верхотурье – Тобольск – Тара – Пономаревка – Нарым – Ярцево западнее Усть-Илимска – Братск - Иркутск и далее, от Байкала на запад, огибая горную систему Южной Сибири, до пересечения с государственной границей.

2 Описание колорадского жука.

Колорадский  картофельный жук, насекомое семейства листоедов  (Приложение 2) .

Тело колорадского жука имеет овальную форму, длиной 7-12мм.  Оно сильно выпукло сверху, жёлтое, с тёмными на голове и переднегруди пятнами. На каждом надкрылье заметно по пяти чёрных продольных полосок.

Жук очень плодовит. За свою жизнь самки в среднем откладывают на листьях картофеля 400-800 яиц, небольшими кучками по 30-40 штук в каждой (Приложение 3). Отдельные самки откладывают до 2500 яиц. Через 5-17 суток из яиц выходят мясистые личинки. Их жизнь длится 16-25 суток. Окраска тела личинки в первом и втором возрасте темно бурая; с третьего возраста личинка становится ярко-оранжевой, розоватой или желто-оранжевой (приложение 4) . Своей окраской и «горбатой» формой в этот период они легко отличаются от личинок прочих местных наших листоедов.  Голова, ноги и два ряда бородавок на боках туловища чёрные (Приложение 5).

На стадии личинки у колорадского жука выделяются четыре возраста, разделенные линьками. В первом и втором возрасте личинки питаются и остаются на верхушках побегов картофеля «выводками». В 3-ем и 4-ом разбредаются, часто переходя и на соседние растения. На окукливание основная масса личинок зарывается в почву в радиусе 10-20 см от куста, на котором они питались. Глубина, на которую личинки при этом уходят, зависит от структуры и влажности почвы; но обычно не превышает 10 см. В земляной колыбельке через 10-20 дней образуется куколка.

Они очень прожорливы. Грызут листья днём, но особенно ночью, съедая не только черешки листьев, но и стебли растений (Приложение 6).  За месяц каждый жук уничтожает более 4 г листовой массы, личинка – около 1 г. В зависимости от степени повреждения ботвы картофеля вредителями урожай может существенно снизиться. Так, в период закладки клубней, наиболее чувствительный к повреждению листьев, всего 10 личинок колорадского жука на кусте могут снизить урожай на 10-15%, 15 личинок – на 50%, 40-50 личинок – на 100%.

Ясно, что бесконтрольное размножение вредителя при благоприятных для него условиях может полностью уничтожить урожай картофеля.

Осенью жуки зарываются на глубину до 70 см и замирают до весны. Выбираются на поверхность жуки только тогда, когда температура поднимается выше 15 градусов. Обычно во время массового цветения одуванчика, они выходят из почвы и питаются листьями сорняков – паслёна чёрного, дурмана, и других растений из семейства паслёновых. Позже жуки перелетают на высаженную рассаду томата, перца и всходы картофеля.

Сила и стойкость жуков-вредителей в том, что они могут не выходить из-под земли месяцами и даже по два-три года. На поверхность весной выходят не все жуки: в земле остаётся резерв, который вновь может заразить посадки картофеля, очищенные  от вредителей ранее. Очень много жуков улетает осенью в сады,  плодовые питомники и там зарывается в рыхлую почву. Даже попадая в воду, жуки не тонут, а течением реки их может унести за десятки километров, где они выползут на берег.

Порывы ветра легко переносят жуков в новые места. Самостоятельно в тихую погоду жуки летают со скоростью 4-8километров в час.

Методы исследования:

Меры борьбы с колорадским жуком

Борьба с колорадским жуком должна состоять из комплекса мероприятий:
агротехнических, механических, химических методов борьбы.

1.Агротехнические методы борьбы:

Уменьшению численности вредителя способствуют такие приемы, как перепашка и культивация, внесение комплекса удобрений, соблюдение севооборота, своевременные поливы, рыхление и др. Высокое окучивание  всходов с засыпкой листьев приводят к гибели яйцекладок и молодых личинок. Уничтожение ботвы за неделю до уборки и удаление послеуборочных остатков также ухудшают  условия для жуков перед уходом на зимовку. Отпугивают вредителя посаженные вокруг или в междурядьях картофеля календула, бобы, фасоль, чеснок.

2. Механические методы борьбы

В  основном используются  на приусадебных и дачных участках. Проводят глубокую весеннюю и осеннюю перекопку почвы со сбором и уничтожением встречающихся жуков. Отлов жуков на пищевые приманки, для чего весной до появления всходов и осенью после отмирания ботвы кусочки клубней раскладывают на поверхность почвы и ежедневно их просматривают. С появлением всходов картофеля проводят систематический ручной сбор жуков, яйцекладок и личинок.

3. Химические методы борьбы.

Для борьбы с колорадским жуком надо использовать препараты с различными действующими веществами, потому что вредитель быстро привыкает к одной и той же группе веществ. Обработку нужно начинать при массовом появлении личинок с длиной тела не более 0,5 см.  (Приложение 7).

4. Естественные враги колорадского жука.

Как видно колорадский жук весьма опасный вредитель, находчивый в поиске средств распространения и выживания, но у себя на родине он никогда не был так многочислен. Оказывается у картофельного листоеда масса естественных врагов – энтомофагов, они могут уничтожать до 80-90% популяции вредителя. Развиваясь, бок о бок с жуком, некоторые из них стали даже специализироваться на питании только колорадским листоедом или небольшим числом видов насекомых, включая его.

Хищный клоп периллюс является одним из наиболее активных уничтожителей жука в Америке (Приложение 8).  Как взрослые клопы, так и их личинки питаются яйцами, реже имаго колорадского жука. Личинка клопа в период развития уничтожает 240-250 яиц жука, а взрослая особь за свою жизнь 3000-3500 яиц. Другой американский клоп, подизус, обладает даже большей прожорливостью, чем периллюс, съедая в день в среднем 72 яйца или 1,2 личинки жука (Приложение 9).

Некоторые насекомые приспособились паразитировать на колорадском жуке. Так, американская жужелица лебия на стадии личинки обитает в почве, отыскивает личинок и куколок жука, прикрепляется к ним и почти полностью высасывает содержимое тела жертвы. Взрослые жужелица также активно нападают на личинок колорадского жука и поедают их кладки. Наконец, хищные мухи рода дорифофага на родине колорадского жука откладывают живых личинок в тело листоеда. Паразит в теле жертвы проходит личиночную стадию, окукливается и выходит наружу, разрывая покровы жука. На картофельных полях в Северной Америке к концу лета до 62-86% личинок колорадского жука может быть заражено личинками дорифофаги.

К сожалению, попытки размножить специализированных американских энтомофагов колорадского жука в Евразии не приносят желаемых результатов. Насекомые плохо переносят зимние холода, а весной, до появления обилия яиц и личинок колорадского жука не могут найти себе замену для питания. Вероятно, нам следует больше внимания обратить на местных энтомофагов, которые со временем могли бы стать регуляторами численности жука. Среди таких полезных животных жужелицы, златоглазки, божьи коровки, клопы и даже пауки. Помимо привычных кормов, они могут нападать и на колорадского жука, в основном на яйца и личинок. Однако в число энтомофагов колорадского листоеда до сих пор не включают кузнечиков, которые являются активными хищниками. На территории бывшего СССР обитает около 50 видов кузнечиков. В Кемеровской области встречаются 9 из них (Приложение 10) . Обычными являются похожие друг на друга кузнечики певчий и пестрый, они встречаются повсеместно кроме горных районов Кузнецкого Алатау, горной Шории и Салаира . Пестрый кузнечик более крупный (до 4 см) и не имеет однотонной зеленой окраски как кузнечик зеленый, а яйцеклад самок слегка загнут вверх . Кузнечик всеяден, может поедать различных насекомых, а его распространенность делает его хорошим кандидатом на роль энтомофага колорадского жука.

Для нашего опыта мы использовали такие растения, как красный перец, табак и чеснок.

1. Перец Красный (Приложение 11).
   Дикорастущий красный стручковый перец — однолетнее растение семейства пасленовых.
   Химический состав:
   Основными компонентами острого перца являются алкалоид капсаицин, который придает перцу острый пряный вкус, и жирные масла (10—15%), а также кароти-ноиды, капсорубин, капсатин, каротины. .В нем присутствуют красящие вещества, витамины А, Р, В1, В2 и С, а также сахара, жиры и др.
   Эфирное масло, входящее в состав, обусловливает перцу особый аромат.

2.  Табак (Приложение 12).

Химический состав табака зависит от сорта, условий выращивания, способа и время сбора урожая, и в большой степени от состава почвы.
Наиболее важными составляющими табака являются алкалоиды: никотин, никотианин, никотеин и никотилен. Другими составляющими табака являются альбумин, камедь и неорганические соединения.
Когда листья табака выкурены, никотин превращается в пиридин, фурфурол, коллидин, цианисто-водородную кислоту, угарный газ и другие компоненты. Ядовитый эффект курения табака дают именно эти производные никотина

3. Чеснок (Приложение 13).

В состав чеснока входят азотистые вещества, натрий, калий, кальций, магний,      кремниевая, серная, фосфорная кислоты, витамин С, D, В, фитостерины, экстрактивные   вещества, фитонциди и эфирные масла.

Материал и оборудование:

Колбы, настой чеснока, настой красного перца, настой табака, личинки одного возраста и листья картофеля.

Ход работы:

1. В четыре колбы поместили по 10 только что вылупившихся личинок колорадского жука. В качестве пищи в колбу №1 положили листья картофеля, смоченные чесночным раствором (100 грамм чеснока залить 1 литром кипятка и настаивать 20 минут.) (Приложение 14).  В колбу №2 положили листья картофеля, смоченные настоем красного перца (1-2 столовые ложки перца залить стаканом кипятка, настаивать 20 минут) (Приложение 15).  В колбе №3-листья картофеля, смоченные настоем табака или махорки (Приложение 16).  В колбе №4-обычные свежие листья картофеля (контроль) (Приложение 17). Пищу личинкам добавляли по мере надобности, каждый раз подкладывая в колбы первоначальный вариант опрыснутых листьев. Колбы не ставили на открытый солнечный свет во избежание нагрева и резкого изменения температуры, не допускали загнивания листьев в колбах (Приложение 18) .
2. Отмечали:

1. Сроки наступления первой и последующих линек личинок;
2. 2.Синхронность линек у всей группы особей;
3. 3.Долю погибших личинок на каждом этапе личиночного развития (в%);
4. Сроки наступления окукливания;
5. Сроки наступления выхода жуков.
6. Построили графики зависимости продолжительности каждой стадии линьки от качества пищи и доли (в%) погибших особей от времени (Приложение 19) .

Результаты исследования:

Выводы:

Я узнала намного больше о колорадском жуке, об его истории распространения, жизненном цикле и методе борьбы с ним.

После проведенного опыта мы узнали, что:

1. Куколки, которые питались контрольными, не обработанными листьями окуклились на 40%, из 10 личинок на 8 день остались 6 куколок, а на 12 день появилось 4 жука.
2. Куколки, которые питались листьями картофеля, обработанные чесночным раствором окуклились на 20%, из 10 личинок на 8 день остались 7 куколок, а на 12 день появилось 2 жука.
3. Куколки, которые питались листьями картофеля, обработанные табаком, окуклились на 20%, из 10 личинок на 8 день остались 4 куколки, а на 12 день появилось 2 жука.
4. Куколки, которые питались листьями картофеля, обработанные раствором красного перца не окуклились, так как из 10 личинок на 8 день остались 3 куколки, а на 12 день не появилось не одного жука, все погибли.

Заключение:

Самый лучший результат показал раствор красного перца,  по моему мнение это произошло оттого,  что в красном перце содержится алкалоид капсаицин, он придает перцу, тот острый вкус, из-за которого его используют как специи. Это алкалоид обжигает слизистую и, как мне кажется, пагубно отразился на окукливания колорадских жуков.

Но, как и у каждого живого существа есть привыкание, и для профилактики, так  же можно использовать раствор чеснока и табака.

Список литературы:

1. Светлана Исмаилова. « Энциклопедия для детей» том 2;

Мария Аксенова, Георгий Храмов. Светлана Исмаилова.

«Аванта +» 1994 год.

Стр. 284, 285, 286, 287.

2.  М.С. Гиляров. « Биологический энциклопедический словарь»

Репринтное издание. 1989 г.

Издание второе исправленное. Стр. 619, 461, 273, 249.

3. Корчагин В.Н. «Защита растений от вредителей и болезней на садово-огородном    участке».

Справочник. М.,Агромпромиздат, 1987г