Клоп-черепашка не относится к карантинным объектам в РФ, однако о его вреде для качества сельскохозяйственной продукции говорят чуть ли не постоянно. Особенно трепещут перед ним представители стран Ближнего Востока, в климатической зоне которых он развивается особенно быстро и наносит непоправимый ущерб зерновым культурам.
Распространение
В зону сильной вредоносности клопа-черепашки входят все зерносеющие районы Северного Кавказа, Нижнего и Среднего Поволжья, южные районы Белгородской, Воронежской, Оренбургской и Челябинской областей. Там его численность постоянно превышает экономический порог вредоносности и ежегодно требуется проведение защитных мероприятий. К зоне умеренной вредоносности относятся центральные районы Белгородской, Воронежской, Саратовской, Оренбургской областей, южные части Самарской области и Республики Башкортостан. Данная зона характеризуется периодическими подъемами и спадами численности вредителя. В зону слабой вредоносности входят Курская, часть Орловской, Липецкая, Тамбовская, Пензенская, юг Ульяновской и северные районы Самарской и Оренбургской областей. Впрочем, следует отметить: клопы могут мигрировать на расстояние до 200 км.
Разновидности
В России встречаются шесть видов клопа-черепашки рода Eurygaster Laporte, семейства щитников, из которых в основном вредят три вида. Они обитают в основной зоне выращивания зерновых. Это вредная, австрийская и маврская черепашки. Визуально различить эти виды в ряде случаев очень сложно, так как признаки у разных видов сходные. Повреждения зерна этими видами клопа-черепашки также внешне мало различаются. Ключевые признаки, позволяющие дифференцировать вредную черепашку от других видов, имеются только у взрослых особей.
Наиболее распространенный и опасный клоп – вредная черепашка; вредоносность австрийской и маврской (более распространены в южных районах), по сравнению с вредной, намного ниже. Эти клопы отличаются тем, что они имеют в различных районах относительно невысокую, но постоянную численность. Вспышек массового размножения, характерных для вредной черепашки, не отмечено.
Физиология
Распространению клопа способствуют концентрация зерновых культур в севообороте, значительное расширение посевов озимых культур, потепление климата, загущение лесополос, приближение мест зимовки к производственным посевам, использование неустойчивых сортов, а также сокращение площадей, обрабатываемых инсектицидами.
— Активный период жизни клопа-черепашки на посевах сравнительно короткий – около трех месяцев, остальное время он проводит в местах зимовки в состоянии анабиоза, за исключением отрезка времени, связанного с питанием на сорной растительности и перелетами, — рассказывает главный специалист испытательной лаборатории Алтайского филиала ФГБУ «Центр оценки качества зерна» Любовь Снигирева. — В холодную погоду питание прекращается, клопы прячутся под растительными остатками или комочками почвы. Зимуют на сухих, хорошо освещенных участках леса широколиственных пород, в лесополосах с редким подлеском, а также там, где есть плодовые насаждения, кустарники и всевозможные пустыри.
Массовый перелет на посевы зерновых начинается при температуре 18–19 °С. Спустя 6–14 дней после вылета самки откладывают яйца на стебли и листья пшеницы, а также сорных растений. Родившиеся личинки в процессе развития проходят 5 возрастов, увеличиваясь в размерах после каждой линьки. Начиная со второго возраста личинка активно питается, поражая зерно, ости и пленки. В следующие три-четыре стадии развития личинки повреждают в основном колоски и зерно. В зависимости от среднесуточной температуры воздуха продолжительность развития личинок колеблется от 25 до 50 дней. После пятой линьки появляются молодые клопы. Они усиленно питаются зерном, накапливая для зимовки необходимое количество жирового запаса. Питание их может проходить и в скошенных валках растений. Взрослая особь появляется в начале молочной или восковой спелости зерна. После уборки урожая молодые клопы перелетают в места зимовки.
Вредоносность
Основное растение, на котором «кормится» клоп-черепашка – пшеница. Он может питаться на ячмене и ржи, но вред в данном случае будет несущественный. Очень редко встречается этот вредитель на овсе. Он вредит на всех стадиях развития зерновых культур в течение всего времени вегетации.
— При сильном заражении в годы массового размножения насекомое снижает урожай до 50 % и может полностью погубить его. Повреждение зерна в зародыше или вблизи него вызывает полную потерю всхожести. Пшеница имеет более низкую продуктивность стеблей, меньшую среднюю длину колоса, низкую массу 1000 зерен и стекловидность, большее количество мелких зерен, более слабую клейковину, — отмечают в Алтайском филиале Центра оценки качества зерна.
Высокая вредоносность клопа-черепашки проявляется и в том, что поврежденное им зерно пшеницы имеет плохие хлебопекарные свойства.
Насекомое прокалывает колюще-сосущим ротовым аппаратом растение или зерновку и вводит слюну, содержащую чрезвычайно активные протеолитические ферменты, которые разрушают белок и углеводы, переводя их в растворимую форму, а затем всасывает уже переваренную растительную пищу. Вредоносность черепашки в основном проявляется в снижении качества (упругости) клейковины. На ее содержание жук заметного влияния не оказывает. В местах повреждения, прилегающих к месту укола, под действием активных протеиназ, содержащихся в слюне клопа, эндосперм разрыхляется, часть его клеток лишается белкового содержимого, крахмальные зерна деформируются, снижается стекловидность. Под воздействием ферментов происходит нарушение соотношения двух белковых компонентов – глиадина и глютенина. Именно они влияют на качество клейковины: с увеличением содержания глиадина увеличивается растяжимость, а при избытке глютенина клейковина становится малосвязанной, короткорвущейся. При сильном повреждении зерна обычно снижается упругость клейковины и повышается ее растяжимость, показатель индекса деформации клейковины превышает 100 единиц.
— Мука из поврежденного зерна обладает низкими хлебопекарными свойствами. В процессе хранения ферменты клопа действуют слабо (или не действуют совсем), но при замесе теста их активность проявляется всегда, — отмечает главный специалист испытательной лаборатории Алтайского филиала ФГБУ «Центр оценки качества зерна» Екатерина Серебреникова. — Ферменты начинают действовать при добавлении воды в муку, при этом в тесте нарушается клейковинная решетка, удерживающая углекислый газ и отвечающая за подъем теста. Поражение клопом отрицательно влияет на силу и устойчивость теста в процессе замешивания, консистенцию, что в целом негативно сказывается на качестве готового продукта. В процессе брожения тесто сильно разжижается, становится слабым.
Хлеб получается небольшого объема, плотный, с темной коркой, покрытой мелкими трещинами, с неравномерной пористостью, расплывающийся.
Ухудшение качества муки из поврежденного клопом-черепашкой зерна связано не только с воздействием пищеварительных ферментов вредителя на клейковинный комплекс, но и с нарушением баланса углеводов и жиров. Происходит активизация α-амилазы, разрушение крахмала и уменьшение показателя числа падения. Под влиянием липазы вредителя происходит расщепление жиров с образованием ненасыщенных жирных кислот, что также нарушает нормальный процесс хлебопечения.
Оценка поврежденности
Специалисты Алтайского филиала ФГБУ «Центр оценки качества зерна» проводят исследования по выявлению повреждений зерна клопами. Зерна с повреждением вредной черепашкой определяются по внешним признакам (пункт 6.1 ГОСТ 33538-2015).
У поврежденных зерен во всех случаях консистенция под пятном рыхлая и мучнистая. Обнаруженные в навеске поврежденные зерна взвешивают и вычисляют процент их содержания.
При этом указанный пункт стандарта оценивает лишь количественное содержание зерен, поврежденных клопом-черепашкой, но не характеризует степень их повреждения, поэтому иногда один и тот же процент поврежденности клопом в разных партиях зерна дает разные результаты по качеству клейковины.
Внешний вид поврежденного зерна зависит от фазы развития зерновки во время укуса, возраста и численности вредителя. Степень повреждения клопом-черепашкой колеблется в широких пределах в зависимости от того, на какой стадии спелости оно повреждено. Зерно в фазе налива, молочной и начала восковой спелости, у которого наружные и внутренние ткани (оболочка и эндосперм) еще окончательно не созрели и не огрубели, легче прокалывается хоботком клопа. Зерно разрушается сильнее, когда оно еще не созрело. Активность ферментов слюны вредной черепашки зависит от возраста насекомого. По мере роста клопа она повышается. Поэтому при суждении об устойчивости сорта к повреждающему действию слюны вредной черепашки необходимо учитывать также возраст вредителя и фазу развития растения.
Внешний вид поврежденных зерен в зависимости от фазы развития растения:
- до начала фазы молочной спелости обнаруживаются перетяжки, морщинистые вдавливания и нечеткие желтые пятна;
- в фазе молочной спелости нарушается процесс налива зерна, и оно остается щуплым, сморщенным, имеет низкую объемную массу, приобретает бледно-желтый цвет;
- в фазе восковой спелости форма зерновки не изменяется, иногда в отдельных местах, чаще возле бороздки, наблюдается морщинистость; введенные ферменты не распространяются по эндосперму, как в предыдущие сроки повреждения, а локализуются в зоне укола;
- при повреждении зерновки личинками и клопами в конце фазы молочной или восковой и полной спелости пятна имеют четкие границы, точки (следы уколов) легко обнаруживаются, особенно на стекловидных зерновках пшеницы.
Наиболее вредоносными являются личинки старших возрастов и молодые клопы.
Разные виды вредителя по-разному влияют на хлебопекарные свойства муки. Наиболее сильно влияние проявляется у вредной черепашки, затем у остроплечего клопа и наиболее слабо выражено у остроголовых клопов.
Специалисты хлебоприемных предприятий, проводя определение поврежденности зерна черепашкой, часто допускают ошибку, относя к категории повреждения вредной черепашкой желтобокие зерна и поврежденные клопами-слепняками и трипсами.
Как снизить вред от зерна, поврежденного клопом
Для улучшения качества зерна пшеницы, поврежденного клопом-черепашкой, можно его смешивать с неповрежденным зерном в определенной пропорции в зависимости от хлебопекарных свойств, а на хлебозаводах составлять смеси муки с крепкой клейковиной. Однако в последние годы в России производство зерна сильной пшеницы практически прекратилось, и применение этого метода ограничено. Чаще всего зерно с неудовлетворительным качеством клейковины отправляют для производства комбикормов. Но для поврежденного зерна с высоким содержанием клейковины целесообразно использовать технологические приемы, снижающие вредоносность влияния поврежденных клопом зерен и повышающие товарную ценность зерна.
К ним относится очистка зерна от наиболее легких и щуплых зерен (в том числе поврежденных клопом черепашкой) с использованием воздушно-ситового сепарирования.
Хорошие результаты дает предварительное шелушение перед помолом, в результате которого частично или полностью удаляется зародыш, чаще всего повреждаемый клопом. Это позволяет также снизить амилолитическую активность муки и повысить ее хлебопекарные свойства.
Для улучшения свойств поврежденной пшеницы перед ее помолом на муку рекомендуют увлажнять зерно и прогревать до температуры 75–80 °С в течение 30 минут или увлажнять в течение 5 минут в горячей воде при температуре 80 °С и затем сушить при температуре 30–35 °С. В результате прогревания ферменты частично инактивируются, качество клейковины улучшается и, соответственно, улучшается качество хлеба.
Есть и другие способы гидротермической обработки поврежденного зерна, но все они требуют дополнительного оборудования и технологических приемов, используемых на мукомольных предприятиях.
На хлебозаводах также применяют методы, позволяющие улучшить качество выпекаемого хлеба из поврежденного клопом зерна. Основная причина низких свойств теста из такой муки – снижение водопоглотительной и газоудерживающей способности из-за действия протеиназ.
Меры борьбы
Соблюдение агротехники и технологии возделывания зерновых культур является важным условием в борьбе с клопом-черепашкой. К ним относятся:
- своевременная борьба с дикорастущими сорняками, но при этом обязательное сохранение лесополос и участков дикорастущей растительности около поля, в которой размножаются естественные враги клопов;
- удобрение полей; особенно эффективным будет применение калия и фосфора;
- использование сортов с повышенной устойчивостью к вредителям;
- своевременная уборка созревшего урожая методом прямого комбайнирования.
На густых хлебах клопы развиваются хуже, им не хватает света и тепла, этим объясняется меньшее повреждение зерна на орошаемых площадях.
Основанием для применения инсектицидов в борьбе с черепашкой является экономический порог вредоносности (ЭПВ) в регионах России.
Пресс-служба Алтайского филиала ФГБУ «Центр оценки качества зерна»
Распространение
В зону сильной вредоносности клопа-черепашки входят все зерносеющие районы Северного Кавказа, Нижнего и Среднего Поволжья, южные районы Белгородской, Воронежской, Оренбургской и Челябинской областей. Там его численность постоянно превышает экономический порог вредоносности и ежегодно требуется проведение защитных мероприятий. К зоне умеренной вредоносности относятся центральные районы Белгородской, Воронежской, Саратовской, Оренбургской областей, южные части Самарской области и Республики Башкортостан. Данная зона характеризуется периодическими подъемами и спадами численности вредителя. В зону слабой вредоносности входят Курская, часть Орловской, Липецкая, Тамбовская, Пензенская, юг Ульяновской и северные районы Самарской и Оренбургской областей. Впрочем, следует отметить: клопы могут мигрировать на расстояние до 200 км.
Разновидности
В России встречаются шесть видов клопа-черепашки рода Eurygaster Laporte, семейства щитников, из которых в основном вредят три вида. Они обитают в основной зоне выращивания зерновых. Это вредная, австрийская и маврская черепашки. Визуально различить эти виды в ряде случаев очень сложно, так как признаки у разных видов сходные. Повреждения зерна этими видами клопа-черепашки также внешне мало различаются. Ключевые признаки, позволяющие дифференцировать вредную черепашку от других видов, имеются только у взрослых особей.
Наиболее распространенный и опасный клоп – вредная черепашка; вредоносность австрийской и маврской (более распространены в южных районах), по сравнению с вредной, намного ниже. Эти клопы отличаются тем, что они имеют в различных районах относительно невысокую, но постоянную численность. Вспышек массового размножения, характерных для вредной черепашки, не отмечено.
Физиология
Распространению клопа способствуют концентрация зерновых культур в севообороте, значительное расширение посевов озимых культур, потепление климата, загущение лесополос, приближение мест зимовки к производственным посевам, использование неустойчивых сортов, а также сокращение площадей, обрабатываемых инсектицидами.
— Активный период жизни клопа-черепашки на посевах сравнительно короткий – около трех месяцев, остальное время он проводит в местах зимовки в состоянии анабиоза, за исключением отрезка времени, связанного с питанием на сорной растительности и перелетами, — рассказывает главный специалист испытательной лаборатории Алтайского филиала ФГБУ «Центр оценки качества зерна» Любовь Снигирева. — В холодную погоду питание прекращается, клопы прячутся под растительными остатками или комочками почвы. Зимуют на сухих, хорошо освещенных участках леса широколиственных пород, в лесополосах с редким подлеском, а также там, где есть плодовые насаждения, кустарники и всевозможные пустыри.
Массовый перелет на посевы зерновых начинается при температуре 18–19 °С. Спустя 6–14 дней после вылета самки откладывают яйца на стебли и листья пшеницы, а также сорных растений. Родившиеся личинки в процессе развития проходят 5 возрастов, увеличиваясь в размерах после каждой линьки. Начиная со второго возраста личинка активно питается, поражая зерно, ости и пленки. В следующие три-четыре стадии развития личинки повреждают в основном колоски и зерно. В зависимости от среднесуточной температуры воздуха продолжительность развития личинок колеблется от 25 до 50 дней. После пятой линьки появляются молодые клопы. Они усиленно питаются зерном, накапливая для зимовки необходимое количество жирового запаса. Питание их может проходить и в скошенных валках растений. Взрослая особь появляется в начале молочной или восковой спелости зерна. После уборки урожая молодые клопы перелетают в места зимовки.
Вредоносность
Основное растение, на котором «кормится» клоп-черепашка – пшеница. Он может питаться на ячмене и ржи, но вред в данном случае будет несущественный. Очень редко встречается этот вредитель на овсе. Он вредит на всех стадиях развития зерновых культур в течение всего времени вегетации.
— При сильном заражении в годы массового размножения насекомое снижает урожай до 50 % и может полностью погубить его. Повреждение зерна в зародыше или вблизи него вызывает полную потерю всхожести. Пшеница имеет более низкую продуктивность стеблей, меньшую среднюю длину колоса, низкую массу 1000 зерен и стекловидность, большее количество мелких зерен, более слабую клейковину, — отмечают в Алтайском филиале Центра оценки качества зерна.
Высокая вредоносность клопа-черепашки проявляется и в том, что поврежденное им зерно пшеницы имеет плохие хлебопекарные свойства.
Насекомое прокалывает колюще-сосущим ротовым аппаратом растение или зерновку и вводит слюну, содержащую чрезвычайно активные протеолитические ферменты, которые разрушают белок и углеводы, переводя их в растворимую форму, а затем всасывает уже переваренную растительную пищу. Вредоносность черепашки в основном проявляется в снижении качества (упругости) клейковины. На ее содержание жук заметного влияния не оказывает. В местах повреждения, прилегающих к месту укола, под действием активных протеиназ, содержащихся в слюне клопа, эндосперм разрыхляется, часть его клеток лишается белкового содержимого, крахмальные зерна деформируются, снижается стекловидность. Под воздействием ферментов происходит нарушение соотношения двух белковых компонентов – глиадина и глютенина. Именно они влияют на качество клейковины: с увеличением содержания глиадина увеличивается растяжимость, а при избытке глютенина клейковина становится малосвязанной, короткорвущейся. При сильном повреждении зерна обычно снижается упругость клейковины и повышается ее растяжимость, показатель индекса деформации клейковины превышает 100 единиц.
— Мука из поврежденного зерна обладает низкими хлебопекарными свойствами. В процессе хранения ферменты клопа действуют слабо (или не действуют совсем), но при замесе теста их активность проявляется всегда, — отмечает главный специалист испытательной лаборатории Алтайского филиала ФГБУ «Центр оценки качества зерна» Екатерина Серебреникова. — Ферменты начинают действовать при добавлении воды в муку, при этом в тесте нарушается клейковинная решетка, удерживающая углекислый газ и отвечающая за подъем теста. Поражение клопом отрицательно влияет на силу и устойчивость теста в процессе замешивания, консистенцию, что в целом негативно сказывается на качестве готового продукта. В процессе брожения тесто сильно разжижается, становится слабым.
Хлеб получается небольшого объема, плотный, с темной коркой, покрытой мелкими трещинами, с неравномерной пористостью, расплывающийся.
Ухудшение качества муки из поврежденного клопом-черепашкой зерна связано не только с воздействием пищеварительных ферментов вредителя на клейковинный комплекс, но и с нарушением баланса углеводов и жиров. Происходит активизация α-амилазы, разрушение крахмала и уменьшение показателя числа падения. Под влиянием липазы вредителя происходит расщепление жиров с образованием ненасыщенных жирных кислот, что также нарушает нормальный процесс хлебопечения.
Оценка поврежденности
Специалисты Алтайского филиала ФГБУ «Центр оценки качества зерна» проводят исследования по выявлению повреждений зерна клопами. Зерна с повреждением вредной черепашкой определяются по внешним признакам (пункт 6.1 ГОСТ 33538-2015).
У поврежденных зерен во всех случаях консистенция под пятном рыхлая и мучнистая. Обнаруженные в навеске поврежденные зерна взвешивают и вычисляют процент их содержания.
При этом указанный пункт стандарта оценивает лишь количественное содержание зерен, поврежденных клопом-черепашкой, но не характеризует степень их повреждения, поэтому иногда один и тот же процент поврежденности клопом в разных партиях зерна дает разные результаты по качеству клейковины.
Внешний вид поврежденного зерна зависит от фазы развития зерновки во время укуса, возраста и численности вредителя. Степень повреждения клопом-черепашкой колеблется в широких пределах в зависимости от того, на какой стадии спелости оно повреждено. Зерно в фазе налива, молочной и начала восковой спелости, у которого наружные и внутренние ткани (оболочка и эндосперм) еще окончательно не созрели и не огрубели, легче прокалывается хоботком клопа. Зерно разрушается сильнее, когда оно еще не созрело. Активность ферментов слюны вредной черепашки зависит от возраста насекомого. По мере роста клопа она повышается. Поэтому при суждении об устойчивости сорта к повреждающему действию слюны вредной черепашки необходимо учитывать также возраст вредителя и фазу развития растения.
Внешний вид поврежденных зерен в зависимости от фазы развития растения:
- до начала фазы молочной спелости обнаруживаются перетяжки, морщинистые вдавливания и нечеткие желтые пятна;
- в фазе молочной спелости нарушается процесс налива зерна, и оно остается щуплым, сморщенным, имеет низкую объемную массу, приобретает бледно-желтый цвет;
- в фазе восковой спелости форма зерновки не изменяется, иногда в отдельных местах, чаще возле бороздки, наблюдается морщинистость; введенные ферменты не распространяются по эндосперму, как в предыдущие сроки повреждения, а локализуются в зоне укола;
- при повреждении зерновки личинками и клопами в конце фазы молочной или восковой и полной спелости пятна имеют четкие границы, точки (следы уколов) легко обнаруживаются, особенно на стекловидных зерновках пшеницы.
Наиболее вредоносными являются личинки старших возрастов и молодые клопы.
Разные виды вредителя по-разному влияют на хлебопекарные свойства муки. Наиболее сильно влияние проявляется у вредной черепашки, затем у остроплечего клопа и наиболее слабо выражено у остроголовых клопов.
Специалисты хлебоприемных предприятий, проводя определение поврежденности зерна черепашкой, часто допускают ошибку, относя к категории повреждения вредной черепашкой желтобокие зерна и поврежденные клопами-слепняками и трипсами.
Как снизить вред от зерна, поврежденного клопом
Для улучшения качества зерна пшеницы, поврежденного клопом-черепашкой, можно его смешивать с неповрежденным зерном в определенной пропорции в зависимости от хлебопекарных свойств, а на хлебозаводах составлять смеси муки с крепкой клейковиной. Однако в последние годы в России производство зерна сильной пшеницы практически прекратилось, и применение этого метода ограничено. Чаще всего зерно с неудовлетворительным качеством клейковины отправляют для производства комбикормов. Но для поврежденного зерна с высоким содержанием клейковины целесообразно использовать технологические приемы, снижающие вредоносность влияния поврежденных клопом зерен и повышающие товарную ценность зерна.
К ним относится очистка зерна от наиболее легких и щуплых зерен (в том числе поврежденных клопом черепашкой) с использованием воздушно-ситового сепарирования.
Хорошие результаты дает предварительное шелушение перед помолом, в результате которого частично или полностью удаляется зародыш, чаще всего повреждаемый клопом. Это позволяет также снизить амилолитическую активность муки и повысить ее хлебопекарные свойства.
Для улучшения свойств поврежденной пшеницы перед ее помолом на муку рекомендуют увлажнять зерно и прогревать до температуры 75–80 °С в течение 30 минут или увлажнять в течение 5 минут в горячей воде при температуре 80 °С и затем сушить при температуре 30–35 °С. В результате прогревания ферменты частично инактивируются, качество клейковины улучшается и, соответственно, улучшается качество хлеба.
Есть и другие способы гидротермической обработки поврежденного зерна, но все они требуют дополнительного оборудования и технологических приемов, используемых на мукомольных предприятиях.
На хлебозаводах также применяют методы, позволяющие улучшить качество выпекаемого хлеба из поврежденного клопом зерна. Основная причина низких свойств теста из такой муки – снижение водопоглотительной и газоудерживающей способности из-за действия протеиназ.
Меры борьбы
Соблюдение агротехники и технологии возделывания зерновых культур является важным условием в борьбе с клопом-черепашкой. К ним относятся:
- своевременная борьба с дикорастущими сорняками, но при этом обязательное сохранение лесополос и участков дикорастущей растительности около поля, в которой размножаются естественные враги клопов;
- удобрение полей; особенно эффективным будет применение калия и фосфора;
- использование сортов с повышенной устойчивостью к вредителям;
- своевременная уборка созревшего урожая методом прямого комбайнирования.
На густых хлебах клопы развиваются хуже, им не хватает света и тепла, этим объясняется меньшее повреждение зерна на орошаемых площадях.
Основанием для применения инсектицидов в борьбе с черепашкой является экономический порог вредоносности (ЭПВ) в регионах России.
Пресс-служба Алтайского филиала ФГБУ «Центр оценки качества зерна»
