|
|
|
| ||
Представлена версия документа, предназначенная для печати
Вы можете загрузить эту страницу на сайте
Впервые вероятность заноса и акклиматизации на территории России чужеземных растительноядных насекомых оценена на основе анализа фитосанитарного риска (АФР). Для выбранных в качестве модельных видов андийских картофельных долгоносиков (Premnotrypes spp.) показана высокая вероятность заноса (инвазий) и акклиматизации. Этот вывод, а также высокие потенциальные потери в случае обоснования долгоносиков, подтверждают целесообразность включения их в Перечень карантинных для России объектов. |
Ключевые слова: анализ фитосанитарного риска, андийские картофельные долгоносики, инвазия, акклиматизация
Расширение межгосударственных связей имеет важные экологические последствия. Формируются все новые и новые каналы переноса элементов биоты из страны в страну, с континента на континент. Доля в автохтонных фаунах и флорах адвентивных видов стремительно возрастает. Иногда это замечается лишь специалистами-биологами. Однако, все чаще заносы чужеземных видов приобретают характер экологических и даже экономических потрясений.
Национальные службы карантина растений стремятся оградить свои территории от проникновения нежелательных видов или хотя бы сократить ущерб от них в случае заноса. В России потенциально опасные растительноядные виды включаются в Перечень вредителей, возбудителей болезней растений, сорняков, имеющих карантинное значение для Российской Федерации (далее – Перечень).
Перечень периодически пересматривается, однако и ранее и в настоящее время составляется в основном по принципу аналогии. Иными словами, в него включаются опасные вредные виды, пока еще не проникшие на территорию России, но обитающие в приграничных государствах или в странах-импортерах, и обычно включенные в их национальные перечни.
Вторым источником, откуда черпается информация для включения видов в Перечень, служат рекомендации специализированных международных центров, в частности, Европейской и Средиземноморской организацией по защите растений. Однако эти центры, зачастую по объективным причинам, не могут в полной мере учитывать специфику биогеографии и экономики нашей страны.
В настоящее время при составлении национальных перечней карантинных объектов (членистоногих и растений-сорняков) в ряде стран стали использовать так называемые критерии риска. Это – намного более объективный показатель. Лишь признание риска высоким дает основание для включения чужеземного вида в перечень карантинных объектов.
Настоящая работа является первой в отечественной практике попыткой оценки риска заноса и акклиматизации на территории России чужеземных растительноядных насекомых. В качестве объектов выбраны андийские картофельные долгоносики рода Premnotrypes, включенные в национальный Перечень “по аналогии”.
Под анализом фитосанитарного риска (АФР), согласно определению Международной конвенции по защите растений, понимается «процесс биологической и экономической научной оценки вредного (отсутствующего – С.И.) организма, направленный на выяснение, должен ли этот организм быть объектом фитосанитарных мер…(цит. по Смит, Орлинский, 1999).
АФР подразумевает оценку вероятности заноса (самостоятельного или антропогенного) на территорию страны, вероятность акклиматизации на данной территории и оценку потенциальных потерь (экономических, экологических и пр.) в случае обоснования.
По крайней мере, 12 видов андийских картофельных долгоносиков (АКД) рода Premnotrypes обитают на высотах от 2000 до 4750 метров в Андийской зоне (Таблица 1). Здесь они проявляют себя как наиболее опасные вредители картофеля.
| Андийские картофельные долгоносики р. Premnotrypes | Зоны обитания (обнаружения) |
| P. vorax (Hustache) | Колумбия, Эквадор, сев. Перу, Венесуэла |
| P. latithorax (Pierce) | юг Перу, Боливия, Чили |
| P. solaniperda Kuschel | Перу, Боливия |
| P. clivosus Kuschel | Боливия |
| P. zischkai Kuschel | Боливия |
| P. fractirostris Marshall | Перу |
| P. piercei Alcala | Перу |
| P. pusillus Kuschel | Перу |
| P. sanfordi (Pierce) | Перу |
| P. solani Pierce | Перу |
| P. solanivorax (Heller) | Перу |
| P. suturicallus Kuschel | центр. Перу |
Биология и жизненные циклы различных видов р. Premnotrypes весьма сходны, хотя каждому из них свойственны и некоторые особенности (Calvache, 1986). В обобщенном виде биология долгоносиков такова.
С началом периода весенних дождей (в Южном полушарии – в сентябре-октябре) зимовавшие жуки выходят из почвы. Процесс этот затянут и может длиться от 8 до 14 недель. Если жуки при этом оказываются на картофельном поле, они остаются в местах выхода. В иных случаях они мигрируют в поисках ближайших картофельных полей. Взрослые особи не способны к перелетам, потому либо распространяются самостоятельно «пешим ходом», либо переносятся с почвой, клубнями, орудиями труда, транспортными средствами.
Днем жуки прячутся в почве, в растительных остатках, под камнями, сухими листьями и в других укрытиях; вечером взбираются на растения, где приступают к питанию листьями и стеблями. Сухой зимний сезон насекомые проводят либо внутри клубней, либо в почве (в почвенных ячейках – колыбельках) на стадии предкуколки, куколки и имаго.
Спустя некоторое время после выхода, самки приступают к откладке яиц на листья и клубни, а также на почву у оснований растений картофеля. Часть яиц при этом может быть отложена на сорняки и другие соседствующие с картофелем травянистые растения. Откладка яиц происходит с конца октября до конца февраля.
Личинки, оказавшиеся на почве, способны легко находить клубни картофеля. Они переползают на них, внедряются внутрь и приступают к питанию, проделывая при этом длинные постепенно расширяющиеся ходы. Снаружи такие ходы плохо заметны, и заселенность клубня выявляется лишь при его разрезании. Личинка может покинуть один клубень и внедриться в соседний.
Окукливаются личинки либо в клубне, либо, покинув его, в земляных ячейках в поверхностном слое почвы, в мусоре. Личинки, достигшие зрелости к моменту сбора урожая, сосредотачиваются в собранных кучах клубней перед их вывозом (отгрузкой) с полей. В период хранения клубней личинки, как правило, постепенно покидает их, чтобы уйти на окукливание.
В течение сезона АКД обычно развиваются в одном поколении. Однако в Эквадоре и Колумбии у P. vorax в районах непрерывного возделывания картофеля в году возможно развитие более одной генерации (Calvache, 1986).
По нашему мнению, для утверждения возможности заноса на территорию России любого растительноядного чужеземного насекомого достаточно получить утвердительные ответы всего на четыре вопроса. Применительно к АКД в краткой форме они приведены после каждого из этих вопросов.
1. Связан ли рассматриваемый вид с экспортируемыми в Россию растениями, растительной или иной продукцией?
Да. АКД тесно связаны с картофелем, который, как известно, в больших объемах импортируется в Россию. Хотя в настоящее время из латиноамериканских стран лишь Колумбия и Аргентина экспортируют картофель, экспортные возможности рассматриваются ныне Боливией, Чили, Перу и Парагваем (Scott, Maldonado, 1998). Пока экспорта картофеля из Латинской Америки в Европу (и в Россию, в т.ч.) нет. Однако, происхождение импортируемого в России картофеля не всегда может быть четко установлено (возможен реэкспорт).
2. Способен ли вид активно мигрировать или легко распространяться пассивно с транспортом, товарами и др. материалами?
Да. Хотя АКД к активным миграциям (перелетам) не способен, он может легко переноситься на любые расстояния с клубнями картофеля, на таре, с почвой и на вегетирующих растениях.
3. Способен ли вид выживать, находясь вне своего кормового растения на протяжении времени, достаточного для переноса его из зоны обитания в пределы России?
Да. АКД на стадии куколки и имаго могут находиться вне кормового растения на протяжении нескольких месяцев и при этом не утрачивать жизнеспособность.
4. Носит ли характер питания на личиночной или имагинальной стадии скрытый характер, что может затруднить выявление вида при досмотре подкарантинной продукции?
Да. Находясь в клубнях картофеля, личинки и куколки АКД визуально не обнаруживаются. После внедрения в клубень личинка АКД может находиться внутри него несколько месяцев, никак себя внешне не проявляя.
Таким образом, риск заноса АКД на территорию России существует, хотя пока и невысок. Занос на стадии личинки, куколки и имаго возможен с заселенными клубнями картофеля (не только при промышленных поставках, но и в результате завоза для научных целей или в порядке частной инициативы) и с почвой (в т.ч. при транспортировке южноамериканских декоративных растений). Занос на стадии яйца возможен с клубнями, с почвой, а также на декоративных и цветочных растениях.
Прежде уместно отметить, что под акклиматизацией (acclimatization) мы понимаем способность чужеземного вида или какой-либо его популяции лишь адаптироваться к местным климатическим условиям. Под термином обоснование (establishment) мы понимаем успешную акклиматизацию и преодоление антагонистических факторов новой среды (воздействия аборигенных энтомофагов и энтомопатогенных организмов, мер хозяйственного противодействия и пр.).
Возможность акклиматизации АКД на территории России может считаться реальной при условии получения положительных ответов на три вопроса.
1. Культивируется ли в предполагаемой зоне обоснования АКД хотя бы одно из их кормовых растений?
Да. На территории России широко возделывается картофель – основное кормовое растение АКД.
2. Способны ли АКД ограничиться в своем развитии картофелем без каких-либо дополнительных кормовых растениях?
Да. Помимо культивируемых видов картофеля (S. tuberosum и S. andigenum) АКД питаются на диких видах данного рода. Они способны завершать развитие на S. tuberosum и ряде других близких видах этого рода, не нуждаясь при этом в дополнительных кормовых растениях.
3. Существуют ли на территории России климатические зоны, в основных чертах являющиеся аналогами климатических зон в пределах обычного обитания АКД?
Положительный и в данном случае ответ нуждается в более подробном обосновании.
Огромная протяженность Анд (с севера на юг – 9000 км) и сложный горный рельеф обусловливают большое разнообразие здесь экологических и климатических условий. В пределах этой горной системы представлены самые разные климатические зоны: от нивальных до субтропических. Климатические условия некоторых зон, в которых обитают АКД, по основным параметрам (среднемесячным и среднесуточным температурам, количеству осадков) сходны с условиями, характерными для ряда районов Европы.
Как известно, в горных районах даже в пределах ограниченной территории возможны весьма контрастные по климату условия. Они определяются не только высотой, но и экспозицией склонов и количеством осадков. Для Анд характерно два хорошо различающихся сезона: (1) сухой, холодный зимний и (2) дождливый, умерено теплый вегетационный (весна-лето). В таблице 2 приведены некоторые климатические данные ряда пунктов южноамериканских Анд, расположенных в районах возделывания картофеля.
Места обитания АКД выявлены в прохладных высокогорьях (в ряде мест превышающих 3000 м над уровнем моря) и на орошаемых прибрежных пустынях, что свидетельствует о высокой приспособленности видов к различным климатическим условиям. Так, например, в Перу среднемесячная температура на океаническом побережье составляет +15-25°, на плоскогорьях (на севере) +12-16° и в высокогорьях +5-9° при суточных колебаниях температуры до 20°.
| Метеостанция (пункт наблюдения) | Страна | Высота над у. м. в метрах | Среднемесячная температура воздуха, °С | Годовое количество осадков, в мм |
| Тунха | Колумбия | 2800 | 13.май | 747 |
| Богота* | Колумбия | 2660 | 14.май | 1061 |
| Пасто | Колумбия | 2594 | 14.янв | 816 |
| Кахамари | Перу | 2810 | 14.июн | 1144 |
| Хаука | Перу | 3450 | 10.сен | 497 |
| Пуно | Перу | 3822 | 08.мар | 963 |
| Ла-Пас** | Боливия | 3658 | 09.мар | 562 |
| Когабамба | Боливия | 2575 | 17.мар | 462 |
| Кито | Эквадор | 2850 | 12.июн | 1120 |
| Амбато | Эквадор | 2620 | 13.сен | 455 |
| Куско | Перу | 3380 | 10.июл | 804 |
| Сукре | Боливия | 2850 | 12.апр | 665 |
Как видно из таблицы 2 среднемесячные температуры в районах возделывания картофеля варьируют в пределах от 8.3 до 17.3°, а годовое количество осадков от 455 до 1144 мм.
Агроклиматические условия основных регионов России, где возделывается картофель, также характеризуются большим разнообразием по ряду признаков: сумме эффективных температур, количеству и характеру распределения осадков за период вегетации, продолжительности безморозного периода. Картофелеводческие районы на территории РФ условно разделяются на 4 основные климатические зоны (Анисимов, 2000).
Первая зона. Центральный район (северная часть), Волго-Вятский, Северо-Западный, Восточно-Сибирский, Западно-Сибирский (частично) районы и Средний Урал. Зона характеризуется умеренными летними температурами (средне июльской – около +17°), суровыми зимами (продолжительность зимы более 160 дней, средняя температура ниже -5°), количеством осадков 700-800 мм в год.
Вторая зона. Центральный район (южная часть), Центральный черноземный район, Южный Урал, Среднее Поволжье, юг Западно-Сибирского района и Амурская область. Климат более континентальный, чем в первой зоной. Средне июльская температура +19°-22°. Годовое количество осадков – от 300 мм (на востоке) до 500 мм (на западе).
Третья зона. Центральный черноземный район (юг), Северный Кавказ, Поволжье и Алтайский край. Зона характеризуется неустойчивым увлажнением и засушливостью. Лето жаркое сухое, среднемесячная температура июля +21-23°. Годовая сумма осадков 200-400 мм. В некоторых районах используют искусственное орошение.
Четвертая зона. Нижнее Поволжье, Дагестан и Калмыкия. Зона характеризуется высокими летними температурами (средне июльские +23-25°) и засушливостью (осадков меньше 200 мм). Зима здесь суровая, малоснежная. Посевы картофеля занимают незначительную площадь. Основная часть посевов находится на орошении.
Наиболее благоприятное значение среднесуточных температур в период вегетации картофеля лежит в пределах 15-22°, количество осадков – на уровне 300 мм (с преобладанием в период клубнеобразования). Сопоставим средние климатические показатели андийских регионов произрастания картофеля с таковыми в выделенных российских зонах (Таблица 3 ).
| Климатическая характеристика | Географические зоны | ||||
| Районы возделывания картофеля в Андах (ср. показатели) | Картофелеводческие зоны России | ||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | ||
| Среднемесячная т-ра (в °С) (для России – средняя июльская) | 8-17 | 17 | 19-22 | 21-23 | 23-25 |
| Ср. годовое кол-во осадков, мм | 450 - 1150 | 700 - 800 | 300 - 500 | 200 - 400 | < 200 |
Наиболее существенны различия по количеству осадков. Однако именно этот показатель играет особо важную роль при развитии АКД; наступление периода дождей служит сигналом для начала выхода жуков из мест зимовки. Открытым остается вопрос о том, насколько существенным для АКД окажется фактор длительной зимы. Здесь можно сделать два замечания.
Первое. Поля картофеля в Андах в зимний период также покрываются на несколько месяцев снегом (данными о глубине промерзания почв мы не располагаем). Второе. Как известно, первичный ареал колорадского жука (Leptinotarsa decemlineata Say), ныне обосновавшегося на территории России от Черноморского побережья до Полярного круга, расположен в Сонорской провинции на северо-востоке Мексики (Колорадский картофельный жук…,1981), где зим в нашем понимании нет.
Мы предполагаем, что возможность акклиматизации АКД на территории России в случае его заноса вполне вероятна. Наиболее приемлемой для их обитания может оказаться обширная первая зона и частично – вторая. В случае заноса на территорию России легче смогут приспособиться к местным условиям и акклиматизироваться виды (и популяции) из высокогорных районов Анд, чем виды (и популяции) из низко расположенных долин. В случае заноса зимовать они здесь будут на стадии имаго, а весной, спровоцированные наступлением положительных температур и дождями, будут выходить из почвы и приступать к питанию. 3-я и 4-я зоны, вероятно, окажутся для АКД неприемлемыми, главным образом из-за недостатка влаги. (Хотя, вспомним, что предположения о невозможности акклиматизации в Средней Азии колорадского жука по этой же причине, оказались не оправдавшимися: на поливных землях этой зоны данный вид развивается в четырех генерациях (Ижевский, 1990)).
Итак, риск заноса АКД на территорию России и акклиматизации его здесь реален и достаточно высок. Остается решить последнюю задачу: определить величину экономического ущерба, который АКД смогут нанести сельскому хозяйству страны в случае обоснования.
Прежде ознакомимся с величиной ущерба от этих вредителей в Андах. В зонах обитания АКД на необрабатываемых пестицидами посевах картофеля в Венесуэле P. vorax нередко поражает до 80% клубней, в Перу P. latithorax – до 100% (Fernandes, 1997). Имаго АКД, объедая листья и стебли растений, при высокой плотности популяции способны полностью уничтожить молодые растения картофеля.
Выходящие из яиц личинки, внедряясь в клубни и развиваясь внутри их, полностью разрушают последние. В одном клубне одновременно может развиваться до 20 личинок. Подобно гусеницам картофельной моли личинки АКД с клубнями заносятся в хранилища, где часто покидают один клубень и переходят в другой. При этом происходит перезаражение всей хранящейся партии. При отсутствии каких-либо мер борьбы АКД обычно уничтожают свыше 50 % урожая картофеля. Применение против АКД высокотоксичных пестицидов лишь отчасти снижает эти потери, которые, при этом никогда не бывают ниже 30 % (Ortiz et al., 2001).
Оценка потенциального экономического ущерба картофелеводству России от АКД в случае их заноса и обоснования возможна лишь в общих чертах.
При средней урожайности картофеля по России 9.4 т/га отмечаются довольно существенные различия по отдельным регионам (даже в пределах одной зоны) (в ср. от 6.3 до 16.7). Итоговые показатели площади выращивания и объемов сбора картофеля приведены в таблице 5.
| Год | Площадь под картофелем, тыс. га | Валовой сбор, тыс. тонн |
| 1997 | 3352,4 | 37040 |
| 1998 | 3265 | 31296 |
| 1999 | ~3200 | ~30600 |
Если потенциальные потери урожая от АКД в России будут составлять лишь 1%, то это приведет к уменьшению сбора картофеля на ~310 000 т. При рыночной цене картофеля (данные на 2000 г ) в 5 тыс. руб/ т. годовой экономический ущерб только от потери урожая составит ~ 1.500 млн. руб (свыше 56 млн. US$). При потенциальных потерях в 50 % (а таковы, как мы указывали, при отсутствии мер борьбы величины средних потерь от АКД в Андах) годовой ущерб может составить около 3 000 млн. US$.
Помимо прямых потерь от АКД следует учитывать и побочные потери. Так, АКД, вызывая деформацию клубней и образование на них трещин, резко снижают товарные качества собранного картофеля, что еще более сокращает общую стоимость продукции.
Поскольку АКД являются карантинными объектами во многих странах, их обоснование на территории России приведет к резкому сокращению внешнего рынка отечественного картофеля из-за ограничений на экспорт.
Как свидетельствует отечественный опыт борьбы с карантинными насекомыми, в случае заноса АКД на территорию России и обоснования искоренить их окажется не возможным (Ижевский, 1990). Это будет означать, что возникнет необходимость постоянной широкомасштабной борьбы с новыми вредителями.
В существующей практике защиты картофеля в России мероприятия по борьбе с АКД не разработаны. Между тем и за рубежом рекомендуемые агротехнические и химические меры борьбы с АКД не приводят к полному искоренению вредителя (Gallegos, Asaquibay, 1997). В связи с этим в европейских условиях потребуются длительные капиталоемкие исследования по разработке эффективных мер борьбы с АКД, а также адаптация применительно к новым условиям мер борьбы, разработанным в Южной Америке.
Занос на территорию России АКД в настоящее время мало вероятен, но вполне возможен. Вредители могут быть занесены практически на любой стадии развития с клубнями картофеля (при прямых поставках, при завозе через третьи страны, при научном или частном завозе), с почвой и на декоративных растениях. Климатические условия районов первичного обитания АКД, особенности их биологии, пути и способы распространения в сопоставлении с характеристиками зон картофелеводства в России дают основание полагать, что в случае заноса АКД смогут акклиматизироваться на значительных площадаях. Потенциальный ущерб от нового вредителя картофеля может оказаться очень большим, во много раз превышающим потенциальные затраты на карантинные мероприятия по недопущению проникновения АКД на территорию России.
Таким образом, анализ фитосанитарного риска подтверждает правомочность включения АКД в Перечень.
Автор благодарит научного сотрудника CABI Bioscience, Switzerland (A Division of CAB INTERNATIONAL ) доктора Andre Gassmann за предоставленные климаграммы по Андийскому региону, а также старшего научного сотрудника ВНИИКР М.К.Миронову за оказанную помощь в поиске необходимого литературного материала.
Впервые вероятность заноса и акклимаизации на территории России чужеземных растительноядных насекомых оценена на основе анализа фитосанитарного риска (АФР). Подобный подход рекомендуется Международной конвенцией по защите растений при оценке целесообразности включения того или иного вида в национальные перечни карантинных объектов. Для выбранных в качестве модельных 12 видов андийских картофельных долгоносиков (Premnotrypes spp.) показана вероятность заноса (инвазии) на территорию России и высокая вероятность акклиматизации. Расчеты потенциальной вредоносности долгоносиков картофелеводству России свидетельствуют, что ущерб сельскому хозяйству в случае их обоснования может быть очень высоким. Таким образом, подтверждена целесообразность включения андийских картофельных долгоносиков в Перечень карантинных для России растительноядных насекомых.
For the first time the possibility of invasion and acclimatization of alien phytophages in Russia was evaluated on the basis of Phytosanitary Risk Analysis. A high possibility of invasion and acclimatization was shown for andean potato weevils (Premnotrypes spp.), taken as model-species. The later conclusion, as well as the high potential losses that will be incurred by such establishment, prove it advisable to include Premnotrypes spp. in nationality Russian List of quarantine objects.
| |
 | |
 кабинетом «Биоинформатики и моделирования биологических процессов» ИПЭЭ РАН. | |
 | |
| © 2004-. Кабинет "Биоинформатики и моделирования биологических процессов" ИПЭЭ РАН | |
