Каждый вид вредных насекомых и грызунов имеет биологические особенности, отличается характерным поведением под воздействием окружающей среды.
Каждому виду свойственны выработавшиеся рефлексы и инстинкты сохранения организма и потомства, свой годичный жизненный цикл.
Приспособление к условиям среды. Вредные насекомые, обладая большой потенциальной плодовитостью, имеют исключительную способность приспосабливаться к окружающей среде, что дает им возможность размножаться в массовом количестве. В поисках пищи одни виды приспособились к почвенным условиям, другие — к водному режиму рисового поля; много видов живет внутри растений.
Хорошо развитые крылья у саранчовых, вредной черепашки, хлебных жуков, клубеньковых долгоносиков и прочих нужны для перелетов с одного поля на другое или в места зимовки. У амбарного долгоносика крылья недоразвиты, летать он не может, да ему эго и не требуется; его перевозят с зерном всеми видами транспорта. Рисовый же долгоносик имеет крылья, и если на складах пет зерна, он перелетает на поля, где проходит его развитие в зернах кукурузы.
Распространенные обитатели почвы — проволочники и ложнопроволочники. Твердое гибкое тело, сильные челюсти и ноги приспособлены к передвижению в почве. У личинок хлебных жуков плотная копательная голова с сильными челюстями и развитые ноги служат для передвижения в пахотном горизонте почвы. Водяной рисовый долгоносик, живя в воде, повреждает рис; на голенях у него имеются длинные волоски для плавания. Рачок-бокоплав и щитневый рачок имеют плавательные ноги, быстро плавают на затопленных водой рисовых полях. У личинок стеблевого хлебного пилильщика, живущих внутри стеблей, личинок амбарного долгоносика, гороховой зерновки, гусениц зерновой моли, живущих внутри зерна, ноги за ненадобностью атрофированы.
В зависимости от рода пищи соответственно развиваются ротовые части. Сильные грызущие челюсти у гусениц озимой и зерновой совок, у жуков и их личинок, повреждающих корневую систему, листья и зерна. Длинный хоботок у бабочек озимой совки, зерновой совки, гороховой плодожорки приспособлен к высасыванию сладкого нектара цветов. Хорошо развит для питания затвердевающим зерном ротовой аппарат у черепашки.
Своеобразные приспособления выработались у вредителей зерновых культур к перенесению неблагоприятных условий. У насекомых, клещей, нематод наступает диапауза — приостановка развития, которая может продолжаться несколько месяцев и даже лет. Во время диапаузы резко понижается обмен веществ в организме. Приостановка развития происходит в разных фазах: в фазе яйца — у саранчовых, тлей; личинки — у гессенской мухи и хлебного пилильщика; куколки — у яровой мухи; взрослого насекомого — у черепашки, хлебной блохи, клубеньковых долгоносиков. Отложенные яйца щитневого рачка на рисовом поле могут находиться в состоянии диапаузы до трех лет. У амбарных клещей при наступлении неблагоприятных условий нимфа первая переходит в устойчивую форму гипопус, а личинки и взрослые клещи погибают. Пшеничная нематода остается в цисте жизнеспособной до 10 лет.
Для перенесения неблагоприятных условий — осенней бескормицы и зимних холодов суслики залегают в спячку на 7—9 месяцев. В это время процессы жизнедеятельности у них резко замедляются, идут за счет накопления в теле запасов жира.
Оригинальное приспособление к среде обитания выработалось у саранчовых. Самка откладывает яйца в верхний слой почвы в специальную кубышку в виде плотного кувшинчика, сцементированного из мелких комочков почвы. В такой кубышке надежно сохраняются яйца большую часть года (8—10 месяцев).
Разные виды тлей, в том числе злаковые и гороховая, неустойчивы к холоду. В их сложном цикле развития появляются осенью яйцекладущие самки, которые откладывают яйца, стойкие к зимним холодам. В теплых странах яйцекладущих тлей нет. Путем естественного отбора отселектировались гусеницы серой зерновой совки, способные переносить низкие температуры. При больших морозах они затвердевают, а после оттаивания становятся подвижными. Подобное явление наблюдается и у полевых слизней: обледеневшие слизни после оттаивания оживают. У проволочников и личинок хрущей выработалось приспособление к холоду — уходить от промерзающего слоя почвы на глубину до 1 м. Такие же миграции совершают в почве личинки хлебных жуков. Личинки хлебной жужелицы на зиму остаются в пахотном горизонте почвы и часто гибнут от переохлаждения.
Поведение насекомых в полевых условиях. Насекомых окружает сложный мир. Связь с окружающей средой осуществляется при помощи органов чувств: зрения, обоняния, осязания, вкуса, слуха.
У насекомых отсутствует сознательная деятельность, их поведение основано на таксисах, безусловных врожденных рефлексах, инстинктах. Таксисы представляют двигательные рефлексы в ответ на действие раздражителя — свет, тепло, запах и др. Они бывают положительные и отрицательные.
Движение насекомых под влиянием света называется фототаксисом. Среди насекомых имеются дневные и ночные виды; одни активны при солнечном свете, другие в темноте. Дневные насекомые — саранча, хлебные клопы, хлебные жуки, злаковые мухи и другие стремятся к свету, совершают полеты. Ночные насекомые — совки зерновая и озимая с наступлением темноты становятся активными, летают, кормятся на цветущей растительности, откладывают яйца. На день прячутся от света под всевозможные укрытия (отрицательный фототаксис). Развитие многих личинок проходит без света, и они избегают его. В частности, личинки шведской мухи, вынутые из поврежденного ими стебля, движутся от света, а сама муха держится на освещенных местах. Следовательно, во взрослой фазе фототаксис положительный, а в личиночной — отрицательный.
Движение, вызванное меняющимися условиями температуры, называется термотаксисом. Насекомое движется от холода к теплу, а с наступлением жары происходит обратное движение. При оптимальной температуре у насекомого проходят наиболее активно все жизненные процессы. Хлебные жуки при наступлении вечернего похолодания спускаются с колосьев на прогретую землю. Хлебная жужелица укрывается от зноя в лесополосах или забирается в почву на глубину до 40 см.
Гигротаксис — движение в сторону оптимальной влажности. Наиболее ярко выражен у проволочников, которые в течение вегетационного периода совершают вертикальные миграции в почве и держатся в наиболее оптимальном по влажности слое.
Хемотаксис — движение под действием химических раздражителей, положительных или отрицательных. Имеет большое значение в жизни насекомого при отыскании пищи, мест для откладки яиц. Насекомые близоруки, но чувство обоняния у них развито очень сильно. Органы обоняния расположены на усиках в виде чувствительных нервных окончаний. Самцы некоторых бабочек могут найти самок за несколько километров по запаху, выделяемому особыми железами на брюшке. Бабочки, злаковые мухи, пчелы и другие хорошо определяют запахи цветов. Многие насекомые по запаху находят необходимые им растения для откладки яиц. Резкие, неприятные запахи отталкивают насекомых. Например, нафталин отпугивает шведскую муху проволочников, платяную моль и др. Привлекающие вещества (аттрактанты) и отталкивающие (репелленты) используют для борьбы с вредными насекомыми.
В жизни насекомого ведущее значение имеет инстинкт — комплекс врожденных рефлексов, возникших в процессе эволюции под действием среды для приспособления к ней. Сложившийся инстинкт состоит из цепи рефлексов, проявляющихся под действием внешних и внутренних раздражителей. Перерыв одного звена в этой цепи разрушает инстинкт, и он уже не доходит до своего целесообразного конца. На первый взгляд кажется, что инстинкт выполняется продуманно и разумно, но опытами установлено, что все проявления его рефлекторны, бессознательны.
У вредных насекомых, которые живут и размножаются на зерновых культурах, инстинкты имеют особенности. Например, полосатый и щетинистый долгоносики развиваются на однолетних бобовых — горохе, вике и др. Молодые жуки появляются в конце июля — в августе. Однако размножения вредителя не происходит. Жуки находятся в состоянии имагинальной диапаузы, выработавшейся в процессе приспособления к однолетним бобовым. Весной после перезимовки и воздействия низких температур у жуков с наступлением теплой погоды проявляется врожденный, унаследованный инстинкт — поиск однолетних бобовых для продолжения своего потомства. Жуки поднимаются в воздух и летят на посевы гороха и вики, находя их, по-видимому, по запаху. Как и все насекомые, жуки близоруки. При питании своим кормовым растением у клубеньковых долгоносиков проявляется рефлекс к размножению, откладке яиц. Вышедшие из яйца личинки, побуждаемые отрицательным фототаксисом, забираются в почву и находят на корнях бобовых необходимые им клубеньки.
Серая зерновая совка питается нектаром цветов, и, казалось бы, связи с пшеницей у нее нет. Но под влиянием врожденного инстинкта она летит на колосящуюся пшеницу для размещения своего потомства. Период откладки яиц совпадает с колошением яровой пшеницы, и происходит, таким образом, синхронность развития серой зерновой совки с развитием яровой пшеницы. Подбор поздно колосящихся сортов нарушает эту синхронность, и размножение вида резко снижается.
Гороховая зерновка, перезимовавшая в зернохранилище, весной, побуждаемая инстинктом, вылетает в поле для откладки яиц на горохе. Вредная черепашка по инстинкту самосохранения осенью перелетает с нолей на десятки и сотни километров в лиственные леса, где под листовой подстилкой укрывается от зимних холодов.
Забота о потомстве и сохранении вида. В животном мире властвует могучий инстинкт — забота о потомстве. Именно благодаря ему сохраняется и продолжается жизнь вида. Этот инстинкт проявляется по-разному: у одних родителей он очень сильный, граничит с самопожертвованием, у других почти отсутствует. У одних проявляется длительное время, пока детеныши не станут взрослыми, у других — мгновенно, рефлекторно.
У сусликов явно выражена забота о потомстве: самка кормит молоком своих слепых и беззубых суслят. Самец роет временные норы для молодых, еще не окрепших сусликов.
Большинство насекомых-родителей не видит своих детенышей. Забота о потомстве у них бессознательная и состоит в том, чтобы, согласно унаследованному инстинкту, разместить яйца там, где личинки будут обеспечены кормом. Вышедшие из яиц личинки; сами себя накормят и запасут жирового тела для завершения развития и превращения во взрослое насекомое.
Разнообразны способы размещения потомства у разных видов насекомых. Клубеньковые долгоносики оставляют яйца на листьях или у основания растений. Вышедшие из яиц личинки сами добираются до клубеньков на корнях бобовых. Несколько более сложный процесс откладки яиц у черепашки, гессенской мухи, зеленоглазки, озимой совки. Самки приклеивают яйца на листья, а бабочка златогузки, отложив яйца на листьях яблони, даже покрывает их волосками от своего брюшка.
Труднее проходит процесс откладки яиц у саранчовых, хлебной жужелицы, хлебных жуков. Саранча своим прочным яйцекладом проделывает ямку в почве и откладывает яйца в кубышку. Хлебная жужелица забирается в почву на глубину 10—15 см и там кладет яйца в устроенные ею земляные камеры. В глубине почвы откладывают яйца и хлебные жуки.
Шведская муха подбирает молодые стебли только определенного возраста (в фазе 1—4 листа) и кладет яйца за колеоптиле или за листовое влагалище, где они лучше защищены от высоких температур и сухости воздуха. Цикадка откладывает яйца в ткань листа, что имеет преимущество в их сохранности и выживаемости. Еще более совершенна откладка яиц у хлебного пилильщика и амбарного долгоносика. Самка хлебного пилильщика пропиливает яйцекладом отверстие в стебле пшеницы и откладывает в него яйцо. Самка амбарного долгоносика кладет яйца в выгрызеннную ямку в зерне и сверху закрывает отверстие пробочкой из огрызков.
Удивительного совершенства достигли паразитические насекомые. Муха-ктырь молниеносно откладывает яйца на брюшко летящей хлебной жужелицы, пока оно не закрыто твердыми надкрыльями. Наездник через стенку соломины безошибочно определяет место нахождения яйца хлебного пилильщика, яйцекладом прокалывает соломинку и кладет яйцо в яйцо своей жертвы.
У многих насекомых выработались инстинкты, направленные к сохранению вида. Личинки щелкунов, хлебных жуков, хлебной жужелицы, полосатой хлебной блохи, а также гусеницы озимой совки и зерновой совки перед окукливанием делают земляные колыбельки для куколок. В плотных колыбельках они лучше сохраняются от высыхания и механических повреждений. У просяного комарика выход из куколки связан с трудностями открывания плотно замкнутых пленок проса, которые куколка раздвигает перед вылетом комарика. У гессенской мухи куколка при помощи острого хитинового выступа прорывает оболочку твердого ложнококона, чтобы выбраться из него. Шведская муха и зеленоглазка осуществляют выход из ложнококона при помощи головного пузыря: под его напором разрывается стейка ложнококона, и муха выходит наружу.
Годичный жизненный цикл. Под воздействием температуры, влажности, света и условий питания годичный жизненный цикл у разных видов вредителей зерновых культур проходит по-разному, отличается числом поколений, диапаузой, зимующей фазой.
Жизнь вредных насекомых и грызунов проходит наиболее активно в весенний и летний периоды. После таяния снега с наступлением теплой погоды просыпаются от холодового оцепенения суслики и многие насекомые. Перелетают на поля с мест зимовки черепашка, пьявица, полосатая хлебная и стеблевая блохи, клубеньковые долгоносики. Отродившиеся саранчуки выбираются из кубышек на поверхность почвы. По мере прогревания почвы выходят на поверхность жуки-щелкуны. Личинки щелкунов и хлебных жуков поднимаются в верхний пахотный горизонт и повреждают растения.
Личинки злаковых мух (гессенская и шведская мухи, зеленоглазка и др.), зимовавшие внутри стеблей озимых хлебов и диких злаков, заканчивают свое развитие ранней весной и окукливаются. Зимовавшие в верхнем слое почвы гусеницы зерновой совки, озимой совки, гороховой плодожорки окукливаются в почве. Апрель—май являются для многих видов переходным периодом от зимовки к активной жизнедеятельности взрослого насекомого, к размножению.
По выходе из куколок многие насекомые нуждаются в дополнительном питании: черепашка, шведская муха, зерновая и озимая совки, клубеньковые долгоносики. Без дополнительного питания откладывают яйца гессенская муха и просяной комарик.
После созревания яиц и оплодотворения самки приступают к их откладке. Вторая половина мая и июнь являются периодом максимального размножения многих вредных насекомых. Растения в это время находятся в оптимальной фазе для откладки яиц, к тому же благоприятствуют и метеорологические условия. Продолжительность откладки яиц у разных насекомых неодинакова. Она проходит у черепашки, хлебного жука, зеленоглазки 15—20 дней, у зерновой совки около месяца, у щелкунов и клубеньковых долгоносиков более месяца.
Активная жизнь взрослых насекомых непродолжительна: бабочки озимой совки живут 2—3 недели, шведская муха и хлебные жуки — около месяца. Зимующие взрослые насекомые (жуки-щелкуны, хлебные блохи, клубеньковые долгоносики и др.) долгое время находятся в состоянии диапаузы. Обычно после откладки яиц взрослые насекомые вымирают. Жизнь вида продолжается в новом поколении.
В фазе яйца происходит развитие зародыша, формирование личинки или гусеницы. Фаза личинки — фаза усиленного питания и роста. В процессе роста личинка сбрасывает ставшую тесной кожную кутикулу — линяет 3—5 раз (в зависимости от вида насекомого). После каждой линьки происходит увеличение тела личинки. В личиночной фазе в результате усиленного питания накапливаются энергетические вещества для развития куколки, яйцевых продуктов и даже для жизни взрослого насекомого (гессенская муха, просяной комарик). Личинка или гусеница, закончив свое развитие, превращается в куколку, в которой происходит перестройка личиночных органов в органы взрослого насекомого. Период развития от яйца до взрослого насекомого, способного откладывать яйца, называется поколением, или генерацией.
Продолжительность генерации у разных видов неодинакова, это зависит от климатических условий и особенностей развития каждого вида. Развитие гессенской мухи проходит за 28—38 дней, шведской мухи — за 30—60 дней. У большинства насекомых — вредителей зерновых культур генерация продолжается в течение года (саранчовые, черепашка, трипсы, хлебная жужелица, пьявица, хлебные блохи, клубеньковые долгоносики, гороховая зерновка, зерновая совка, гороховая плодожорка, хлебные пилильщики). У хлебных жуков генерация длится два года, а у щелкунов — 4—5 лет.
В зависимости от климатических условий у некоторых видов, развивается в течение года несколько поколений: у гессенской мухи 3—5, у шведской мухи обычно 2—3, у стеблевого (кукурузного) мотылька 1—2, у озимой совки 1—3. При партеногенетическом размножении у злаковых тлей наблюдается до 15 поколений, а у гороховой тли — до 22 (в Узбекистане).
У сусликов размножение происходит весной, один раз в году. Мышевидные грызуны активны круглый год. Общественная полевка дает в год 6—9 выводков (пометов).
Летом в жаркую и засушливую погоду, когда злаковая растительность высыхает, отмечается задержка в размножении и развитии у некоторых вредителей зерновых культур. Суслики залегают в спячку. Мароккская саранча и итальянский прус откладывают яйца в июне—июле, с этого времени у них наступает дна пауза и продолжается до весны. Личинки гессенской мухи впадают в диапаузу и остаются в таком состоянии до осени. В летнюю засуху резко понижается размножение шведской мухи. Проволочники уходят от засухи в глубокие, более увлажненные слои почвы.
В осенний период наступает активная жизнедеятельность у насекомых, связанных с развитием и размножением на всходах озимой пшеницы и ржи. На всходы откладывают яйца злаковые мухи (шведская, гессенская, озимая, зеленоглазка). Хлебная жужелица откладывает яйца в почву, вышедшие из яиц личинки повреждают озимь до наступления холодов. На озимых посевах кормятся гусеницы озимой совки, проволочники и ложнопроволочннки, полевые слизни, мышевидные грызуны.
С наступлением осенних холодов прекращается откладка яиц злаковыми мухами, многие виды насекомых подготавливаются к зимовке, а не подготовившиеся к ней вымирают. Хорошо переносят зиму те особи, которые накопили большой запас жира, прошли холодовую закалку до наступления морозов. У зимующих насекомых отмечается значительное снижение количества воды в организме и крайне слабое поглощение кислорода.
Зимовка — самый критический период в размножении вредителей зерновых культур. Таяние снега в период оттепелей, а затем резкое похолодание вызывает гибель зимующих насекомых. Большой снежный покров предохраняет от вымерзания грызунов и насекомых, они не переохлаждаются и меньше расходуют жировых запасов. В зимние месяцы температура почвы под большим слоем снега держится обычно в пределах минус 1—2° С, а без снега понижается до минус 18—24° С.
Различные виды насекомых зимуют в разной фазе развития: в фазе яйца в основном насекомые с неполным превращением — саранчовые, злаковые тли, гороховая тля, цикадки. Большинство видов перезимовывает в фазе личинки, гусеницы: озимая совка, зерновая совка, кукурузный мотылек, гороховая плодожорка, бобовая огневка, хлебные жуки, хлебная жужелица, трипсы, хлебные пилильщики, злаковые мухи. В фазе куколки зимует яровая муха. Во взрослом состоянии остаются на зимовку клопы-черепашки, хлебные блохи, пьявица, клубеньковые долгоносики, гороховая зерновка.
Интересно отметить, что выход из зимней диапаузы происходит только после воздействия низких температур. Весной продолжается эмбриональное развитие личинок саранчовых; черепашка и клубеньковые долгоносики становятся способными откладывать яйца.