Энтомология (методичка)

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к лабораторно-практическим занятиям

по защите растений

(энтомология)

для студентов, обучающихся по специальностям

310200 – Агрономия

320400 – Агроэкология

311200 – Технология производства

и переработки сельскохозяйственной

продукции

УДК 632.6/.9(075.8)

В.В. Серяев, И.В. Сычева. /Под ред. Г.К. Андросова. Методические указания для лабораторно-практических занятий по защите растений (энтомология). Брянск. Издательство Брянской ГСХА, 2004 г. 28 с.

Методические указания написаны в соответствии с программой по курсу защиты растений (энтомология) для агрономических специальностей с целью научить студентов правильно определять вредителей сельскохозяйственных культур. Учебный материал объединен в два раздела: общая энтомология и сельскохозяйственная энтомология. Данное издание предназначено для использования в учебном процессе по агрономическим специальностям очного и заочного обучения.

Рекомендовано к изданию методической комиссией агроэкологического института, протокол № от

Рецензенты:

Содержание

	Стр.
Раздел I. Общая энтомология
Тема 1. Вредители сельскохозяйственных культур, морфология и анатомия насекомых. Биология размножения и развития насекомых.
Тема 2. Систематика насекомых.
Тема 3. Основные типы повреждения растений насекомыми
Раздел II. Сельскохозяйственная энтомология
Тема 1. Многоядные вредители
Тема 2. Вредители зерновых культур
Тема 3. Вредители зернобобовых культур
Тема 4. Вредители картофеля и свеклы
Тема 5. Вредители льна, конопли, хмеля
Тема 6. Вредители овощных культур
Тема 7. Вредители плодовых культур
Тема 8. Вредители ягодных культур
Тема 9. Вредители зерна и другой продукции растениеводства при хранении
Указатель русских и латинских названий
Рекомендуемая литература

Раздел I. Общая энтомология.

 

Тема 1. Вредители сельскохозяйственных культур. Морфология и анатомия насекомых. Размножение и развитие насекомых.

План изучения материала: ознакомиться с внешним и внутренним строением насекомых, ротовых органов, типами ног и усиков, внутренним строением насекомых, размножением и развитием насекомых.

Материал: лупы, бинокуляр, пинцет, препаровальные иглы, предметное стекло, чашки Петри. Коллекции заспиртованных насекомых (жук, саранча и др.), коллекции насекомых с различными типами ног, усиков, соответствующие препараты. Таблицы, коллекции.

Тело насекомого (рис. 1,2) образовано тремя отделами: головой, грудью и брюшком, которые в соответствии с их назначением и преобладающими функциями можно было бы назвать: рецепторным отделом, воспринимающим пищу и информацию о внешней среде (голова); локомоторным отделом, обеспечивающим перемещение организма в пространстве (грудь); висцеральным отделом, вместилищем внутренностей насекомого – кишечника, жирового тела и прочих органов, осуществляющих метаболические процессы (брюшко).

Рис. 1. Тело саранчи сбоку: 1-глаз, 2-глазок, 3-лоб, 4-усик, 5-переднеспинка, 6-тимпональный орган, 7-крылья, 8-яйцеклад, 9-лапка, 10-голень, 11-бедро.

Разделение тела на сегменты, связанные между собой эластичными мембранами, обеспечивает возможность червеобразных изгибаний даже при весьма жестких покровах, а также выполняют роль внешнего скелета – прочного, но подвижного.

Голова насекомого представляет собой плотную капсулу – эпикраниум, к которой причленяются ротовые придатки и антенны. Ее поверхность разделена швами на участки и с обеих сторон имеет выпуклые фасеточные глаза.

Рис.2. Схема строения тела насекомого: 1-голова, 2-усики, 3-верхняя челюсть, 4-переднегрудь, 5-передняя нога, 6-среднегрудь, 7-надкрылья, 8-средняя нога, 9-заднегрудь, 10-задняя нога, 11-заднее крыло, 12-брюшко.

Рис. 3. Типы ротовых органов насекомых: 1-грызущий, 2-колюще-сосущий, 3-сосущий.

 

Ротовые органы (рис.3). Характеризуясь широчайшим разнообразием вариантов, ротовые органы насекомых в своей основе представлены грызущим ротовым аппаратом, свойственным прямокрылым (Orthoptera) и многим другим представителям класса. С помощью грызущего ротового аппарата насекомые питаются твердой пищей, откусывая и дробя ее мощными челюстями. Вместе с тем он служит основой всех возможных модификаций, из которых ближе всех к прототипу лижущий аппарат перепончатокрылых, сформированный путем сокращения одних компонентов и усиленного развития других.

Гораздо более радикальные преобразования связаны с оформлением сосущего ротового аппарата бабочек. Его основу составляют сильно вытянутые галеа. Свернутые в покое под головой плотной спиралью, они стремительно развертываются в длинный и тонкий хоботок, внедряющийся в глубокие венчики цветков.

Ротовой аппарат клопов и близких к ним равнокрылых представлен колюще-сосущим, конструктивной основой которого служат две пары тонких стилетов.

Рассмотрены лишь некоторые типы ротовых аппаратов.

Грудной отдел состоит из слагающих его сегментов, именуемые переднегрудью, среднегрудью и заднегрудью. Особенно сильно развились средне- и заднегрудь, на которых у подавляющего большинства имеются крылья.

В практической работе систематика по характеру жилкования различают крылья с большим и малым числом жилок, а по их плотности – перепончатые, кожистые и роговые.

Наряду с крыльями насекомые используют в локомоции свои членистые конечности – ножки, образованные тазиком, вертлугом, бедром, голенью и лапкой. Разнообразию образа жизни насекомых и освоенных ими сред соответствуют разнообразию ножек (рис. 5), расширенных и уплощенных у жуков-навозников, копательных у медведок, прыгательных у кузнечиков и саранчовых, хватательных у богомолов, плавательных у жуков-плавунцов, собирательных у пчел.

Брюшко насекомых состоит из обособленных сегментов, которые не имеютразвитых ног и локомоторной мускулатуры, сравнительно однообразны и мало видоизменены.

Антенны, или усики, представляют собой наружные членистые придатки (рис.4). Они могут считаться органами осязания и обоняния, а иногда – органами слуха. Они обычно располагаются на темени, вблизи глаз или верхних челюстей. Они важны при определении насекомых.

Покровы насекомых обладают различными свойствами, которые позволяют им наряду с опорной функцией наружного скелета выполнять и другие сложные функции. Особенно важны их барьерные свойства, регулирующие взаимодействие организма с внешним миром. Покровы служат также носителями окраски тела, местом отложения резервных и некоторых конечных продуктов метаболизма, средоточием рецепторов и желез. Их основу составляет гиподерма-однослойный эпителий, подстилаемый изнутри базальной мембраной и покрытый снаружи кутикулой.

 

Рис. 4 Типы усиков насекомых: 1-щетинковидный, 2-нитевидный, 3-четковидный, 5-гребневидный, 6-булавовидный, 7-головчатый, 8-веретеновидный, 9-пластинчатый, 10-коленчатый, 11-неправильный, 12-перистый, 13-щетинконосный.

Рис. 5. Типы ног: 1-бегательная, 2-плавательная, 3-копательная, 4-прыгательная, 5-собирательная, 6- хватательная.

 

Анатомия и физиология насекомых

Питание и переваривание пищи. Подавляющее большинство насекомых – фитофаги, то есть потребители растений. Однако среди них нередки хищники и паразиты, а также сапрофаги, питающиеся трупами и пометом.

Лишь немногие насекомые всеядны (пантофаги), более распространены многоядные формы (полифаги), однако в основной массе насекомые – олигофаги. Предел специализации – монофаги, то есть способные питаться организмами одного или немногих близких видов.

Среди фитофагов к монофагам относятся многие тли, червецы и щитовки, среди паразитов – некоторые наездники; среди хищников – божья коровка родолия.

Внутреннее строение насекомых показано на рис.6.

Кровеносная система насекомых редуцировалась до спинного сосуда. Спинной сосуд с сегментарно расположенными камерами, клапанами и остиями всасывает гемолимфу и гонит ее от слепого заднего конца вперед, в лишенную клапанов и остий аорту. Продукты переваривания пищи, проникая в гемолимфу, обычно сразу же включаются в метаболизм. Почти во всех тканях и клетках идет активная работа по синтезу специфических веществ, однако средоточием основных процессов метаболизма и синтеза белков, жиров и углеводов служит жировое тело. В этом смысле оно – аналог печени млекопитающих, но не пассивных отложений жира.

Снабжение органов и тканей кислородом достигается за счет его диффузии через покровы тела и стенки трахей. Сходным образом выводится углекислота и испаряется влага. Более крупные насекомые для увеличения поверхности диффузии газов и сокращения потерь воды развивают сложную систему внутренних тонкостенных трубочек – трахей, пронизывающих все тело и ветвящихся в его полости. Возникая в виде сегментарных впячиваний покровов, трахеи начинаются серией дыхательных отверстий (дыхалец или стигм), открывающихся на плейритах средне- и заднегруди и восьми первых сегментов брюшка. Дыхальца пердставляют собой отверстие, иногда снабженные фильтрами и створками. Образовавшиеся при распаде пищи конечные продукты метаболизма либо выводятся через покровы тела и стенки трахеи (СО₂), либо асорбируются в задней кишке (Н₂О), либо удаляются с остатками непереваренной пищи. Все метаболиты накапливаются в гемолимфе и извлекаются из нее специализированными органами выделения – мальпигиевыми сосудами. Они представляют собой длинные и тонкие трубочки, впадающие в кишечник и играют роль почек.

-Рис. 6. Внутренее строение самца черного таракана: пщ –пищевод, р –резервуар слюнной железы, слж-слюнная железа, з-зоб, мж-мышечный желудок, со-слепые отростки, срк-средняя кишка, пк-прямая кишка, нц-брюшная нервная цепочка, мс-мальпигиевы сосуды, тк-толстая кишка, тр-трахеи, д-дыхальца, с-семенник, сп-семепровод, пж-придаточные железы.

 

Рис.7. Схема поперечного разреза тела насекомого: сс-спинной сосуд, пк-перикардиальные клетки, вд-верхняя диафрагма, кш-кишечник, жт-жировое тело, эн-эноциты, нд-нижняя диафрагма, нц-нервная цепочка.

Основной структурный и рабочий элемент нервной системы – нейрон. Это специализированная нервная клетка с собственной оболочкой. От ее тела отходят длинный осевой отросток – аксон и короткие ветвящиеся дендриты.

Центральная нервная система насекомых образована двойной цепью ганглиев, связанных между собой, при этом головной мозг играет роль высшего анализатора.

У насекомых выявлено не менее девяти анализаторов: зрительный, обонятельный, вкусовой, слуховой, тактильный, двигательный, гравитационный, висцеральный и температурный. Многие аспекты поведения насекомых расшифровываются на основе врожденных, безусловно-рефлекторных реакций. У насекомых формируются и условные рефлексы, что дает способность насекомым к общению и дрессировке, придает им в их поведении гибкость, необходимую в переменчивых условиях существования.

Биология размножения и развития насекомых.

Размножение и развитие насекомых подчинены общим законам существования популяций и основаны на взаимодействии индивидов. Важнейшим актом этого взаимодействия является слияние гамет самца и самки. Вслед за оплодотворение сформированных яиц самка выбирает подходящий для их откладки в субстрат.

Для насекомых характерны крупные, богатые желтком яйца, разнообразные по форме и размерам. Чрезвычайно разнообразны кладки яиц (рис. 9). Субстратом для откладки яиц могут быть: почва, растение (корни, стебли, листья, цветы, плоды, семена).

Рис. 8. Типы яиц насекомых: 1-золотоглазка, 2-медведка, 3-совка, 4-бабочка, 5-жуки, пилильщики, 6-трипсы, 7-белянки, 8-саранчовые

Рис. 9. Типы кладок яиц насекомых: 1-озимая совка, 2-капустная белянка, 3-луговой мотылек, 4-хлебная пьявица, 5-кольчатый шелкопряд, 6-непарный шелкопряд, 7-зерновая совка.

Переход к самостоятельному существованию обычно начинается с выходом из яиц личинки 1-го возраста. Основу постэмбрионального развития насекомых составляет рост, периодически прерываемый в каждом возрасте. Испытывая периодические линьки, отмечающие переход от одного возраста к другому, насекомые вырастают во многие сотни и тысячи раз.

Типичное неполное превращение, свойственное тараканам, клопам и другим насекомым группы Hemimetabola отличается сокращенным и фиксированным числом линек и явным сходством вылупляющегося из яйца организма со взрослой формой.

Полное превращение, характерное для жуков, бабочек и других представителей групп Holometebola, отличается резкими преобразованиями организации и образа жизни личинки. После небольшого числа линек, личинка превращается в куколку, а из нее появляется взрослое насекомое.

Различные типы личинок насекомых и куколок приведены на рисунках 10-12.

При свойственном подавляющему большинству насекомых обоеполом размножении весь жизненный цикл включает последовательные фазы развития и, начиная с яйца, отложенного самкой, завершается формированием зрелой особи следующего поколения.

Рис.10. Типы личинок с полным превращением: 1-майского жука, 2-жука щелкуна (проволочника), 3-жужелицы, 4-гусеницы пяденицы.

 

Рис. 11. Типы куколок насекомых с полным превращением: 1-свободная (жука), 2-покрытая куколка (бабочки), 3-скрытая (пупарий и заключенная в нем свободная куколка мухи).

Контрольные вопросы

1.   Особенности расчленения тела насекомого.

2.   Особенности расчленения груди.

3.   Главнейшие типы усиков.

4.   Типы ротовых органов.

5.   Типы и количество глаз.

6.   Типы ног (в связи с образом жизни).

7.   Внутреннее строение насекомого.

8.   Место откладки яиц насекомыми.

9.   Указать различие личинок насекомых с полным и неполным превращением.

10.            Типы куколок и их различие.

Дополнительная литература.

1.   Захваткин Ю.А. Курс общей энтомологии. – М., «Колос», 2001

2.   Бей-Биенко Г.Я. Общая энтомология. – М., «Высшая школа», 1986.

Систематика насекомых

Всех насекомых как животных (царство Zoa), отличают гетеротрофность и положение в цепях питания на уровне потребителей (консументов), ими проявляется активность в поисках ресурсов существования и воспроизводства и овладения ими.

Классификация бесчисленного множества насекомых, различающихся по многим признакам, возможна по принципу иерархии.

Обилие и разнородность объектов, их соответствие условиям существования и постоянное воспроизводство в цепи сменяющих друг друга поколений придают биологической систематике особую сложность и значение. В настоящее время наиболее популярна следующая классификация насекомых.

Классификация насекомых

I.          Подкласс низшие, или первичнобескрылые, - Apterygota

А. Инфракласс энтогнатные – Entognatha

1.   Отряд протуры, или бессяжковые, - Protura

2.   Отряд подуры, или ногохвостки, - Podura

3.   Отряд диплуры, или двухвостки, - Diplura

Б. Инфракласс тизануровые – Thysanurata

4.   Отряд тизануры, или щетинохвостки, - Thysanura

II.        Подкласс высшие, или крылатые, - Pterygota

А. Инфракласс древнекрылые – Palaeoptera

5.   Отряд поденки – Ephemeroptera

6.   Отряд стрекозы – Odonatoptera

Б. Инфракласс новокрылые – Neoptera

Отдел с неполным превращением – Hemimetabola

Надотряд ортоптероидные – Orthopteroidea

7.   Отряд таракановые – Blattoptera

8.   Отряд богомоловые – Mantoptera

9.   Отряд термиты – Isoptera

10.             Отряд веснянки – Plecoptera

11.            Отряд эмбии – Embioptera

12.            Отряд гриллоблаттиды – Grylloblattida

13.            Отряд палочники – Phasmoptera

14.            Отряд прямокрылые – Orthoptera

15.            Отряд гемимериды – Hemimerida

16.            Отряд кожистокрылые – Dermaptera

17.            Отряд зораптеры –Zoraptera

Надотряд гемиптероидные – Hemipteroidea

18.Отряд сеноеды – Psocoptera

19.Отряд пухоеды –Mallophaga

20.Отряд вши – Anoplura

21.Отряд равнокрылые –Homoptera

22.Отряд клопы – Hemiptera

23.Отряд трипсы – Thysanoptera

Отдел с полным превращением – Holometebola

Надотряд колеоптероидные – Coloopteroidea

24.Отряд жуки – Coleoptera

25.Отряд веерокрылые -Strepsiptera

Надотряд нейроптероидные – Neuropteroidea

26.Отряд сетчатокрылые – Neuroptera

27.Отряд верблюдки – Raphidioptera

28.Отряд большекрылые - Megaloptera

Надотряд мекоптероидные – Mecopteroidea

29.Отряд скорпионовые мухи – Mecoptera

30.Отряд ручейники – Trichoptera

31.Отряд бабочки – Lepidoptera

32.Отряд перепончатокрылые – Hymenoptera

33.Отряд блохи – Aphaniptera

34.Отряд двукрылые - Diptera

Рассмотрим лишь те отряды класса насекомых, которые включают виды, имеющие значение для сельского хозяйства, либо как вредители растений и запасов, либо как полезные для их защиты.

Отряд Прямокрылые (Orthoptera)

Типичные прямокрылые – крупные (до 80 мм) насекомые с сильными бедрами ног, мощными жвалами и двумя парами крыльев. Передние крылья, плотные и узкие, покрывают перепончатые задние. К прямокрылым относятся кузнечики, которые снабжены длинными яйцекладами и антеннами. Саранчовые отличаются короткими яйцекладами и укороченными антеннами. Данные насекомые имеют неполное превращение. Многие из них отличаются прожорливостью. Саранча до сих пор приносит бедствие, уничтожает посевы сельскохозяйственных культур.

Отряд Равнокрылые (Homoptera)

Все равнокрылые – обитатели суши и фитофаги – наиболее активны в дневное время суток. Причиняемый ими вред многообразен: высасывая соки растений, они ослабляют их. Некоторые вызывают деформацию растений и переносят многие вирусные заболевания.

Известно около 40000 видов, распределяемых по шести подотрядам. Рассмотрим лишь часть из них.

Цикадовые. Имея крупную голову с развитыми глазами и глазками, крылья складывают кровлеобразно и обычно с прозрачными крыльями, мощными тазиками задних прыгательных ног. В средней полосе нашей страны в травостое и на кустарниках распространены постоянно прыгающие цикадки. Переносят ряд вирусных болезней.

Листоблошки. Мелкие (1,5-5 мм) листоблошки отличаются от цикад длинными антеннами и двучлениковыми лапками, крыльями без поперечных жилок, утолщенными бедрами прыгательных ног. Они загрязняют листву падью и переносят вирусные болезни.

Белокрылки. Эти крошечные насекомые, имеют разделенные или почковидные глаза, два простых глазка на темени, две пары крыльев, покрытые белым восковым налетом, двучлениковые лапки. Белокрылки приносят громадный вред в теплицах и оранжереях, часто на комнатных цветах.

Тли. Они отличаются мелкими размерами (0,5-6 мм), 3-6 члениковыми антеннами, имеют сложные фасеточные глаза. Обычно тли существуют колониями – громадными скоплениями особей, приводящие к гибели растений.

Отряд Клопы или Полужесткокрылые (Hemiptera).

Среди насекомых с неполным превращением клопы лидируют по обилию видов (более 40000). Почти все представители отряда ведут свободный образ жизни, размножаются обоеполым путем и откладывают яйца.

Наиболее опасные вредители сельскохозяйственных культур, это свекловичные и мокриловый клопы, вредная черепашка и др.

Отряд Трипсы , или Бахромчатокрылые (Thysanoptera).

Трипсы – очень мелкие (1-2 мм) насекомые с гибким телом, узкими бахромчатыми крыльями (рис.). Чаще всего их можно заметить в соцветиях астровых и других растениях. У трипсов колюще-сосущий ротовой аппарат.

Отряд Жуки, или Жесткокрылые (Coleoptera).

Жесткокрылые, или жуки, имеют особенно жесткие покровы, обычно компактное и крепкое тело. Большинство жуков имеют грызущий ротовой аппарат, преобразованные в плотные эмитры (надкрылья) передние крылья, покрывающие в покое перепончатые задние, а отличаются типичным полным превращением. Подавляющее большинство жуков размножаются обоеполым путем.

Формирующиеся личинки жуков весьма разнообразны.

Почти все культурные растения повреждаются обитающими в почве личинками хрущей, щелкунов (проволочники), чернотелок (ложнопроволочники), златок и пыльцеедов. Листву используют в пищу листоеды, долгоносики, некоторые хрущи и др.

Однако многие жужелицы, стафилины, божьи коровки и представители других семейств уничтожают вредителей сельскохозяйственных культур, а некоторые из них уже с давних пор используются в практике биометода.

Отряд Чешуекрылые, или Бабочки (Lepidoptera).

Чешуекрылые, или бабочки разнообразны по размерам и облику. Большинство представителей имеют сосущий хоботок, крылья покрыты чешуйками.

Размножение бабочек обоеполое, но нередок факультативный партеногенез.

В фазе гусеницы подавляющее большинство видов - фитофаги. Около 60 видов отряда зарегистрированы как важнейшие вредители сельскохозяйственных культур. Особенно вредоносны разные виды совок, белянки, огневки и другие.

Отряд Двукрылые (Diptera)

Двукрылые – насекомые мелких и средних размеров. Обладают одной парой перепончатых крыльев и редуцированной в жужалец второй парой, они характеризуются преобразованными в колющий и лижущий хоботок ротовыми органами (рис.).

Среди двукрылых имеются вредители сельскохозяйственных культур – шведская и гессенская, морковная и луковая мухи.

Отряд Перепончатокрылые (Hymenoptera)

Перепончатокрылые не имеют родственных связей с каким-либо другим отрядом крылатых насекомых; характеризуются грызущим или грызуще-лижущим ротовым аппаратом, двумя парами перепончатых крыльев и развитым яйцекладом.

Почти все представители отряда размножаются обоеполым путем.

Практическое значение перепончатокрылых в целом положительно, так как многие из них – специфические опылители и естественные регуляторы численности вредных насекомых. Многие виды с успехом используют в практике биологической защиты сельскохозяйственных культур и разводят в промышленных масштабах на биофабриках (трихограмма и др.).

Представители отрядов насекомых приведены на рис. 13.

Рис. 13. Отряды насекомых: 1-прямокрылые, 2-равнокрылые, 3-клопы, 4-трипсы, 5-жуки, 6-бабочки, 7-перепончатокрылые, 8-двукрылые.

Контрольные вопросы.

1.   Назвать подклассы насекомых.

2.   Назвать отряды, входящие в отдел с неполным превращением.

3.   Назвать отряды, входящие в отдел с полным превращением.

4.   Дать краткую характеристику одного из отрядов:

-     Прямокрылые;

-     Равнокрылые;

-     Клопы;

-     Трипсы;

-     Жуки;

-     Бобочки;

-     Двукрылые;

-     Перепончатокрылые.

Дополнительная литература.