Різноманіття ентомокомплексу травостою конопляного поля у північно-східному лісостепу України
Анотація
Агробіоценоз травостою конопляного поля являє собою специфічний рослинний біотоп, який є місцем укриття, живлення, розселення та розмноження численних популяцій комах, які тою чи іншою мірою впливають на ріст, розвиток і врожайність рослин конопель. З огляду на це особливої актуальності набуває знання видового складу комах-шкідників, комплексу їх природних ворогів та нейтральних видів, які заселяють травостій конопляного поля, що необхідно для розробки ефективної екологічно орієнтованої системи захисту конопель посівних у сучасних умовах. Мета дослідження — удосконалення екологічно-орієнтованої системи захисту конопель посівних за рахунок вивчення таксономічного складу, чисельності загальної та шкідливої ентомофауни у травостої, а також трофічної й екологічної структури угруповань комах, які пов’язані з цим місцем існування. Дослідження проводились упродовж вегетаційних періодів 2019−2021 рр. в умовах науково-експериментальної бази Інституту сільського господарства Північного Сходу. Обліки комах здійснювали методом косіння стандартним ентомологічним сачком один раз у декаду з 10.00 до 15.00 години дня, коли комахи були найбільш активні. Сучасний таксономічний склад ентомокомплексу травостою конопляного поля представлений 174 видами комах, які належать до 76 родин і 9 рядів. Найбільшим за різноманіттям видового складу та чисельністю особин був ряд Coleoptera (56 видів з 16 родин та 74,6% від чисельності відловлених комах). Також виявлено комах з рядів Hymenoptera (31 вид з 15 родин), Hemiptera (30 видів з 11 родин), Diptera (20 видів з 12 родин), Homoptera (17 видів з 8 родин), Lepidoptera (12 видами з 8 родин), Orthoptera (4 види з 3 родин), Neuroptera (3 види з 2 родин), Thysanoptera (один вид). У трофічній структурі ентомофауни травостою конопляного поля 85,9% чисельності та 59,8% видового різноманіття припадає на комах-фітофагів. Шкідниками конопель посівних були 39 видів комах з 22 родини та 6 рядів. Поміж них 36 видів, що склали 18,7% від загальної чисельності, є поліфагами та три або 81,3% — спеціалізованими видами. Присутність комах-шкідників у травостої конопель характеризувалась олігодомінантністю, про що свідчать якісно-кількісні показники та індекси видового різноманіття. Так, структура домінування представлена одним еудомінантом (Psylliodes attenuata — 81,1%), одним субдомінантом (Mordellistena parvula — 4,72%), чотирма рецедентами (Lygus pratensis, L. rugulipennis, Lygocoris pabulinus, Stictocephala bisonia — 8,6%) та 33 субрецедентами (5,58%). Отримані результати досліджень будуть використані при вирішенні проблем, пов’язаних з небезпечністю основних комах-фітофагів під час вегетації рослин конопель посівних, та розробці сучасної екологічно-орієнтованої стратегії контролю їх чисельності й шкідливості
Ключові слова
агробіоценоз, видовий склад, трофічна структура, комахи-фітофаги, класи домінування
[1] Ajayi, O.S., & Samuel-Foo, M. (2021). Hemp pest spectrum and potential relationship between Helicoverpa zea infestation and hemp production in the United States in the face of climate change. Insects, 12(10), article number 940. doi: 10.3390/insects12100940.
[2] Bakro, F., Wielgusz, K., Bunalski, M., & Jedryczka, M. (2018). An overview of pathogen and insect threats to fibre and oilseed hemp (Cannabis sativa L.) and methods for their biocontrol. Integrated Control in Oilseed Crops, 136, 9-20.
[3] Bojko, G., Tihosova, G., & Kutasov, A. (2018). Technological hemp: Prospects of development in Ukraine. Commodities and Markets, 1(25), 110-120.
[4] Cizej, M.R., & Policnik, F. (2018). Pests on industrial hemp (Cannabis sativa L.) in Slovenia. Hmeljarski Bilten, 25, 36-43.
[5] Clarke, R.C., & Merlin, M.D. (2016). Cannabis domestication, breeding history, present-day genetic diversity, and future prospects. Critical Reviews in Plant Sciences, 35(5-6), 293-327. doi: 10.1080/07352689.2016.1267498.
[6] Cranshaw, W., Schreiner, M., Britt, K., Kuhar, T.P., McPartland, J., & Grant, J. (2019). Developing insect pest management systems for hemp in the United States: A work in progress. Journal of Integrated Pest Management, 10(1), article number 26. doi: 10.1093/jipm/pmz023.
[7] Crini, G., Lichtfouse, E., Chanet, G., & Morin-Crini, N. (2020). Applications of hemp in textiles, paper industry, insulation and building materials, horticulture, animal nutrition, food and beverages, nutraceuticals, cosmetics and hygiene, medicine, agrochemistry, energy production and environment: A review. Environmental Chemistry Letters, 18(1), 1451-1476. doi: 10.1007/s10311-020-01029-2.
[8] Dhaliwal, G.S., Dhawan, A.K., & Singh, R. (2007). Biodiversity and ecological agriculture: Issues and perspectives. Indian Journal of Ecology, 34(2), 100-109.
[9] Fasulaty, K.K. (1971). A field study of terrestrial invertebrates. Moscow: Vyysshaja shkola.
[10] Fedorenko, V.P., Kabanets, V.V., & Kabanets, V.M. (2016). Pests of hemp. Sumy: FOP Shherbyna I.V.
[11] Gottwald, R. (2002). Entomological studies on hemp (Cannabis sativa L.). Gesunde Pflanzen, 54(5), 146-152.
[12] Gruzinska, I., Smagina, A., Perepelycja, O., Gerasymenko, M., & Popsuj, A. (2020). Green Book. Industrial hemp market. Kyiv: Better Regulation Delivery Office.
[13] Kabanets, V.V. (2013). Entomofauna of hemp agrobiocenosis. Bulletin of Sumy National Agrarian University, 3, 26-29.
[14] Kabanets, V.V., & Fedorenko, V.P. (2014). Entomocomplex of herbage in hemp field. Protection and Quarantine of Plants, 12, 30-33.
[15] Küçüktopçu, Y., Saruhan, I., & Yiğit, Ş. (2020). Integrated management of hemp pests. Journal of the Institute of Science and Technology, 10(2), 732-747. doi: 10.21597/jist.633412.
[16] Lago, P.K., & Stanford, D.F. (1989). Phytophagous insects associated with cultivated marijuana (Cannabis sativa L.) in northern Mississippi. Journal-of-entomological-science, 24(4), 437-445. doi: 10.18474/0749-8004-24.4.437.
[17] Lebedeva, N.V., Drozdov, N.N., & Kryvoluckyj, D.A. (2004). Biological diversity and methods for its assessment. Moscow: VLADOS.
[18] Long, T., Wagner, M., Demske, D., Leipe, C., & Tarasov, P.E. (2017). Cannabis in Eurasia: Origin of human use and Bronze Age trans-continental connections. Vegetation History and Archaeobotany, 26, 245-258. doi: 10.1007/s00334-016-0579-6.
[19] McPartland, J.M. (1996). Cannabis pests. Journal of the International Hemp Association, 3(2), article number 49.
[20] McPartland, J.M., Clarke, R.C., & Watson, D.P. (2000). Hemp diseases and pests: Management and biological control. Аn advanced treatise. United Kingdom: CABI Publishing.
[21] Oerke, E.C. (2006). Crop losses to pests. The Journal of Agricultural Science, 144(1), 31-43. doi: 10.1017/S0021859605005708.
[22] Omeliuta, V.P., Grygorovych, I.V., Chaban, V.S., Pidoplichko, V.N., Kalenych, F.S., Petruha, O.Y., Antoniuk, S.I., Pozhar, E.A., Tyshchenko, J.I., Grygorenko, V.G., Koval, M.K, & Chernenko, O.O. (1986). Calculation of pests and diseases of agricultural crops. Kyiv: Urozhaj.
[23] Pivtoraiko, V., Kabanets, V., & Vlasenko, V. (2020). Harmful entomofauna of hemp Cannabis sativa L. (analytical overview). Quarantine and Plant Protection, 262(7-9), 20-25. doi: 10.36495/2312-0614.2020.7-9.20-25.
[24] Placido, D.F., & Lee, C.C. (2022). Potential of industrial hemp for phytoremediation of heavy metals. Plants, 11(5), 595, 1-9. doi: 10.3390/plants11050595.
[25] Poljakov, Y.J., Persov, M.P., & Smyrnov, V.A. (1984). Forecast of pests and diseases of agricultural crops (with a workshop). Lenyngrad: Kolos.
[26] Schreiner, M., & Cranshaw, W.A. (2021). Survey of the arthropod fauna associated with hemp (Cannabis sativa L.) grown in Eastern Colorado. Journal of the Kansas Entomological Society, 93(2), 113-131. doi: 10.2317/0022-8567-93.2.113.
[27] Sharma, S., Kooner, R., & Arora, R. (2017). Insect pests and crop losses. In R. Arora, & S. Sandhu (Eds.). Breeding insect resistant crops for sustainable agriculture (рp. 45-66). Singapore: Springer. doi: 10.1007/978-981-10-6056-4_2.
[28] Shylenkov, V.G., & Tolstonogova, E.V. (2006). Phytophagous insects on cannabis in Baikal region. Bjulleten’ VSNC SO RAMN, 2(48), 159-160.
[29] Skendžić, S., Zovko, M., Živković, I., Lešić, V., & Lemić, D. (2021). The impact of climate change on agricultural insect pests. Insects, 12(5), article number 440. doi: 10.3390/insects12050440.
[30] Stöcker, G., & Bergmann, A. (1977). Model of dominance structure and its application. Archiv für Naturschutz und Landschaftforsch, 17(1), 1-26.
[31] Trotus, E., & Naie, M. (2008). Data on the knowledge of injurious organisms in hemp crops from the Central Moldavia. Cercetari Agronomice in Moldova, 41(3), 51-57.
[32] Trotuş, E., Naie, M., & Buburuz, A. (2011). Hemp crop protection against pathogen agents and pests. Analele INCDA Fundulea, 79(1), 161-170.
[33] Wu, Y., Trejo, H.X., Chen, G., & Li, S. (2021). Phytoremediation of contaminants of emerging concern from soil with industrial hemp (Cannabis sativa L.): A review. Environment, Development and Sustainability, 23(10), 14405- 14435. doi: 10.1007/s10668-021-01289-0.
[34] Zuk-Golaszewska, K., & Golaszewski, J. (2018). Cannabis sativa L. — cultivation and quality of raw material. Journal of Elementology, 23(3), 971-984. doi: 10.5601/jelem.2017.22.3.1500.