За даними USDA, у 2019 році американський виробник картоплі отримував у середньому врожайність на рівні 51,1 т/ га. Такий високий результат можливий, зокрема, завдяки продуманим системам захисту від шкідників.
У сільськогосподарських регіонах багатьох країн світу діють моніторингові мережі, які проводять відбір зразків на багатьох ділянках і надають інформацію про часовий та географічний розподіл шкідників на великих територіях. Використовуються мережі для виявлення раннього зараження і визначення ділянок у регіоні, де комах найбільше. Ці програми допомагають виробникам визначити, де і коли очікувати зараження, спостерігати за шкідниками та здійснювати відповідні заходи боротьби з ними. Ужиті заходи на місцевих рівнях допомагають зменшити влив шкідників у широкому масштабі. Зібрані протягом кількох сезонів спостереження з регіональних мереж дають уявлення про фенологію та динаміку популяцій комах-шкідників. Також надається інформація про переліт птахів, час появи шкідників, кількість їх відтворень за сезон, чисельність популяції та її сезонні відмінності. Ці дані використовуються для прогнозування та попередження нашестя комах.
Програми моніторингу шкідників виконують багато функцій, це не лише збирання даних та інформування виробників про кількість комах.
У цій статті розповідається про досвід роботи з мережею моніторингу комах-шкідників під час вирощування картоплі в басейні ріки Колумбія, штат Вашингтон, США. Подальший текст подається від імені співробітників Університету штату Вашингтон, залучених у функціонування мережі моніторингу: це Керрі Х. Волеб, Тімоті Д. Уотерс, Девід В. Кроудер.
ПЕРЕДУМОВИ
Вашингтонські фермери щороку виробляють понад 20% урожаю картоплі в США на території приблизно 66 тис. гектарів. Значну частину врожаю картоплі вирощують у зрошуваних районах басейну ріки Колумбія в центрі штату. Виробники інвестують значні суми у вирощування сільськогосподарських культур і уникають ризикованих підходів до боротьби зі шкідниками. Це означає, що виробникам краще витратити більше на контроль, ніж піддати невизначеності врожай та якість продукту. Продукція, яка не відповідає визначеним нормам та стандартам якості, коштує дешевше. Виробники картоплі в басейні Колумбії ледь балансують між прибутками і збитками. Чистий прибуток від вирощування картоплі на переробку становить приблизно 74,8 дол. за гектар — це лише 3,6% від загальних витрат. У недалекому минулому виробники картоплі в цьому регіоні в основному використовували інсектициди широкого спектра дії (хімічні препарати для захисту рослин від багатьох шкідливих комах), які вносили відповідно до календаря обробок. Проте у зв’язку з посиленням тиску з боку дистриб’юторів та споживачів щодо зменшення використання пестицидів фермери звертаються до препаратів вибіркової дії. Як правило, такі засоби дорожчі.
Для надання допомоги виробникам співробітники університету штату Вашингтон створили мережу моніторингу комах у басейні Колумбії. У 2009 році вони слідкували за трьома видами комах-шкідників, які спричинили значні втрати врожаю в регіоні: попелиця зелена персикова (Myzus persicae), бурякова цикадка (Circulifer tenellus) та міль картопляна (Phthorimaea operculella). Незабаром співробітники звернули увагу на інших шкідників, які траплялися під час відбору, зокрема на колорадського жука (Leptinotarsa decemlineata), клопа лігуса (різновиди Lygus) та кліщів-павуків (Tetranychus urticae). Ще один шкідник — картопляні псиліди (Bactericera cockerelli), їх додали до моніторингу у 2012 році після спалаху на картопляних полях хвороби з химерною назвою «зебра чип» на Тихоокеанському північному заході (картопляні псиліди — переносники бактерій, що спричиняють хворобу). Програма моніторингу надає фермерам актуальні дані щодо поширення комах. Пропонуються рекомендації в електронному бюлетені, який щотижня надсилається передплатникам під час вегетаційного періоду. Інформація також доступна на вебсайті https://potatoes.decisionaid.systems/.
ВИТРАТИ ТА ФІНАНСУВАННЯ
Для функціонування мереж моніторингу шкідників потрібне фінансування для забезпечення обладнання й матеріалів, заробітної плати працівникам та інших експлуатаційних витрат, зокрема купівлі пального і технічного обслуговування автомобілів. Початкові інвестиції можуть знадобитися для обладнання багаторазового використання, такого як всмоктувальні пастки або пастки з водяними піддонами для збору попелиць, а також для одноразового приладдя, яке доведеться оновлювати регулярно (мова про феромонні пастки чи липкі стрічки для заманювання й захоплення комах). Клейові пастки коштують недорого, але нам вони потрібні тисячами. Загалом для моніторингу картопляних псилід і бурякових цикадок ми витрачаємо жовті клейові пастки на суму 9 тис. доларів щороку.
Для проєкту необхідні спеціалісти, які будуть встановлювати та моніторити пастки для комах, збиратимуть зразки, сортуватимуть і виявлятимуть шкідників, реєструватимуть знахідки і складатимуть звіти. Найбільшими витратами є заробітна плата для персоналу. Іноді залучають волонтерів, щоб знизити виплати. Наприклад, мережа оповіщення про попелиць у Міннесоті та Північній Дакоті розробила систему всмоктувальних пасток на сонячних батареях, тому вони утримуються й обслуговуються лише фермерами-добровольцями. Це значно зменшує експлуатаційні витрати, але все одно треба платити лаборантам за сортування зразків та виявлення видів попелиць. У нашому випадку ідентифікація комах проводиться на місцях і потребує відповідної підготовки та суворого дотримання протоколу, тому ми не покладаємося на волонтерів. Завдяки допомозі добровольців витрачається менше на дорогу до об’єктів моніторингу.
Другі за величиною витрати — на пробіг і обслуговування транспорту. Ми проїжджаємо близько 40 тис. км щосезону (1,5 тис. кілометрів на тиждень протягом 27 тижнів) для збирання зразків на картопляних полях та обслуговування пасток для комах.
Деякі програми моніторингу шкідників також тестують комах-переносників патогенних хвороб для рослин. Наприклад, псилід картоплі перевіряють за допомогою ланцюгової реакції полімерази, щоб визначити, чи переносять вони збудника хвороби «зебра чип» (Candidatus Liberibacter solanacearum). Псилід видаляють із липких стрічок, поміщають їх у мікроцентрифужні пробірки та відправляють на аналіз до Лабораторії сільського господарства в містечку Якіма. Інші програми проводять схожі аналізи у власних лабораторіях, тому вони збільшили витрати на обладнання, реактиви та інші матеріали, а також на персонал лабораторії.
Кошти потрібні на передачу результатів моніторингу виробникам за допомогою розсилок, телефонних гарячих ліній, текстових повідомлень, мобільних додатків, публікацій на вебсайтах. Для розробки вебсайтів і додатків необхідна оплачувана технічна підтримка й витрати на обслуговування. Вебплатформи для розсилок, такі як MailChimp® та Campaigner®, отримують абонентську плату; деякі пропонують безкоштовні послуги, якщо список передплатників порівняно невеликий і надсилається обмежена кількість електронних листів. Комунікація через блоги та соціальні медіа (наприклад Twitter і Facebook) безкоштовна, але доводиться утримувати працівників, які мають складати оголошення та звіти, підтримувати охоплення цільовою аудиторією.
Існують різні способи фінансування програми моніторингу шкідників. Наша програма підтримується фермерами і отримує грант від Комісії з картоплі штату Вашингтон. Держава виділяє кошти на зарплати викладачам, які докладають багато зусиль для розвитку програми. Іноді ми отримуємо додаткові державні або урядові гранти для розширення програми, покращення результатів роботи та отримання більш детальної інформації про шкідників. За минулі роки ми отримали дотації для:
• створення та перевірки географічних карт, які відображають щільність присутності комах-шкідників по всьому регіону;
• розробки фенологічних моделей для досліджуваних комах;
• розробки вебсайту для надання інформаційної підтримки виробникам картоплі;
• розширення мережі моніторингу комах: картопляні псиліди та їх перевірка на наявність збудника «зебра чип»;
• дослідження альтернативних рослин-господарів для картопляних псилід (зокрема тих, на яких вони зимують);
• складення карти і порівняння генетично різних популяцій картопляних псилід у регіоні;
• дослідження наявності клопів-лігусів (Lygus spp.).
МЕТОДИ МОНІТОРИНГУ
Для моніторингу шкідників використовують різні методи та інструменти. Комах збирають за допомогою пасток, сіток або пилососів. Також для відлову шкідників використовують ґрунтові капкани, мишоловки, липкі стрічки. Для клейових пасток жовтий колір є найбільш поширеним, хоча деяких комах більше приваблює синій або інші кольори.
Для моніторингу попелиць використовують метод, розроблений Кітом С. Пайком, почесним професором ентомології Вашингтонського державного університету. Він створив програму для моніторингу в басейні Колумбії в 1990-х роках, щоб допомогти виробникам картоплі боротися із зеленою персиковою попелицею (Myzus persicae) й картопляною попелицею (Macrosiphum euphorbiae) та зупинити в такий спосіб поширення картопляного вірусу скручування листя, який вони переносять. Протягом двадцяти років він керував програмою моніторингу попелиць у Вашингтоні. Для боротьби з буряковими цикадками ми використовуємо жовті клейові стрічки, для молі картопляної — дельта-пастки із феромонними приманками та липкими смужками. Ми спробували різні методи моніторингу картопляних псилід після спалаху хвороби «зебра чип» у 2011 році, але врешті-решт віддали перевагу жовтим клейовим стрічкам та методу відбору зразків листя, які були рекомендовані операторами програми моніторингу картопляних псилід в Айдахо.
Заходи з моніторингу мають визначати рівень присутності комах у регіоні. Слід ретельно спостерігати за міграцією комах-шкідників та розумітися на процесі виробництва картоплі. Наприклад, ми розміщаємо пастки для бурякових цикадок у квітні, оскільки знаємо, що перше покоління цих комах мігрує на посіви картоплі в кінці травня та на початку червня. Особливу увагу звертаємо на пастки, розташовані в західному регіоні, адже найбільша кількість бурякових цикадок з’являються тут найраніше. Зараження картопляною міллю, як правило, відбувається спочатку в найпівденнішій частині басейну Колумбії і поширюється на північ зі зростанням температури повітря. Працівники з Університету штату Орегон проводять моніторинг на півночі Орегону (безпосередньо на південь від басейну Колумбії у Вашингтоні).
Важливо розуміти недоліки описаних методів. Ми розміщуємо клейові стрічки біля країв поля, щоб перехопити шкідників (попелиць або псилід), коли вони переміщуються на картопляні поля. Однак цей метод не дає відповіді на питання, чи заражене поле, чи були ефективними застосовані заходи боротьби. Зазвичай для цього потрібно дослідити рослини на наявність шкідників. Отже, ми додатково збираємо зразки листя і комах, щоб знайти колонії псилід та попелиць.
КОМУНІКАЦІЯ З ВИРОБНИКАМИ
Щотижневе спілкування з виробниками та іншими працівниками картопляної галузі (консультантами в галузі рослинництва, представниками переробних компаній тощо) є важливим для нас. Результати моніторингу подаються у звітах, які є доступними для виробників.
Якщо інформація затримується, навряд чи вона буде корисною. Коли ми запустили проєкт у 2009 році, щотижневі результати моніторингу розміщували на вебсайті. Наступного року ми стали надсилати оновлення електронною поштою, адже це більш зручний спосіб інформувати фермерів про результати. Типовий коментар виробника: «Мені подобаються електронні листи, адже мені не потрібно шукати вебсайт або телефонувати». Електронні листи поступово перетворилися на бюлетені, які містили підсумки щотижневих результатів моніторингу, інформацію про шкідників та проблеми, які вони викликають, а також рекомендації щодо усунення шкідників за допомогою інсектицидів з урахуванням збереження корисних комах.
Електронні бюлетені також містили географічні карти, які показують прогнозовану щільність попелиць, бурякових цикадок, молі картопляної та псилід в усьому регіоні. На картах діапазони щільності позначали кольорами: не виявлено> низька щільність> помірна щільність> висока щільність> і дуже висока щільність. Карти популярні серед виробників, оскільки вони демонструють місцезнаходження та кількість комах у регіоні. Зазвичай ми порівнюємо карти поточного та попереднього тижня і часто показуємо кілька карт у часовому ряді, оскільки вони виявляють зміну щільності популяцій шкідників із часом.
РЕКОМЕНДАЦІЇ
Комплексні програми пропонують рекомендації щодо подальших дій і містять вказівки для виявлення та пошуку шкідників, підходи щодо управління культурою та оптимальне використання хімічних засобів. Ми наголошуємо на таких моментах: (1) моніторинг поля перед застосуванням інсектицидів; (2) застосування стратегії для уникнення резистентності шкідників до інсектицидів; (3) відмова від використання інсектицидів широкого спектра дії, таких як піретроїди та органічні піретрини, які можуть знищувати корисних комах; (4) використання поверхнево-активних речовин разом з інсектицидами для підвищення їх ефективності, регулювання рН розчину для обробок, дотримання рекомендацій на етикетці, а також забезпечення сумісності засобів.
ВИСНОВКИ
Мережа моніторингу шкідників на картоплі у басейні ріки Колумбія та електронні бюлетені — надійні джерела інформації для прийняття рішень виробниками. Електронні листи-бюлетені надсилаються понад 900 передплатникам, а саме фермерам, консультантам, представникам переробних підприємств, які відповідальні за 66 тис. гектарів картоплі в басейні Колумбії у Вашингтоні. Опитування передплатників були проведені в 2013, 2015 та 2019 роках, щоб отримати зворотний зв’язок про бюлетені та дізнатися, як вони застосовують подану інформацію.
Приблизно 85% опитаних рекомендували або пересилали електронні листи іншим. Це і пояснює значне зростання передплатників, яке розпочалося лише з 90 електронних адрес у 2010 році. Приблизно 20% опитаних працюють за межами регіону, але слідкують за новинами програми із загального інтересу або для того, щоб дізнатися більше про боротьбу зі шкідниками картоплі. Майже всі передплатники (99% респондентів) вважають, що інформаційні бюлетені відіграють важливу роль у зменшенні спалахів комах-шкідників, які в іншому разі могли б спричинити значні втрати врожаю. Коли отримувачів запитували про корисність бюлетенів за 5-бальною шкалою (1 = не дуже корисно, 5 = дуже корисно), то середня оцінка становила 4,41. У результаті опитування передплатники повідомили, що електронні бюлетені інформують їх про час появи шкідників на полях та про те, коли слід розпочати ретельний моніторинг власного поля. Крім того, вони стали використовувати менше інсектицидів або проводити обробки більш своєчасно. Ми приблизно підрахували, що економія коштів становила 14 дол. на гектар (середня вартість одного застосування інсектициду). Це зменшує витрати виробників приблизно на 5,8 млн доларів на рік.
Плантатор
