Программа биологического контроля USDA подавляет инвазивную сальвинию гигантскую в водоемах побережья Мексиканского залива

Став важным этапом в области устойчивого управления инвазивными видами на американском Юге, многолетние полевые исследования, оцененные Министерством сельского хозяйства США (USDA), продемонстрировали, что интродуцированные долгоносики сальвинии (*Cyrtobagous salviniae*) успешно подавили массовые заросли сальвинии гигантской (*Salvinia molesta*) в Техасе и Луизиане. Как сообщает Team Global, после контролируемых выпусков, начатых исследователями USDA в 2001 году, к 2003 году ученые зафиксировали резкое снижение плотности плавающих сорняков вблизи основных мест выпуска. Напротив, контрольные водоемы, оставшиеся без применения мер, оказались полностью забиты инвазивным водным папоротником, что подчеркивает долгосрочную жизнеспособность целевых агентов биологического контроля как бессимикатной альтернативы для управления пресноводными ресурсами.

## Ключевые факты - В 2001 году исследователи USDA интродуцировали узкоспециализированных долгоносиков сальвинии (*Cyrtobagous salviniae*) на экспериментальных участках в Техасе и Луизиане. - К 2003 году площадь покрытия сальвинией гигантской резко сократилась вблизи активных участков выпуска, в то время как необработанные контрольные зоны оставались сильно заросшими. - Сальвиния гигантская (*Salvinia molesta*) — это быстрорастущее неиндигенное водное растение, способное удваивать свою биомассу за считанные дни и образовывать непроходимые ковры на поверхности воды. - Усилия по биологическому контролю опирались на пищевые привычки взрослых особей и личинок долгоносика, которые выедают стебли растений изнутри, в результате чего растительные ковры тонут и разлагаются. - Результаты исследования утвердили биологический контроль в качестве надежной и самоподдерживающейся альтернативы дорогостоящему и экологически небезопасному применению химических гербицидов.

## Что произошло Полевое вмешательство началось в 2001 году, когда ученые Службы сельскохозяйственных исследований USDA (USDA Agricultural Research Service) выбрали участки для контролируемого выпуска во внутренних пресноводных водоемах Техаса и Луизианы, сильно пострадавших от сальвинии гигантской. Исследователи поместили строго отсчитанные популяции *Cyrtobagous salviniae* — крошечного узкоспециализированного долгоносика родом из Южной Америки — на активные ковры плавающего папоротника. Чтобы строго оценить эффективность насекомых с учетом естественных факторов окружающей среды, ученые назначили соседние заросшие водоемы необработанными контрольными зонами, куда агенты биологического контроля не вводились.

За последующий двухлетний период наблюдений с 2001 по 2003 год исследователи отслеживали изменения в кроне растительного покрова, плотности биомассы и общем покрытии поверхности. Биологический механизм разворачивался по этапам: взрослые долгоносики питались молодыми верхушечными почками растения, нарушая новый рост, в то время как самки откладывали яйца в ткани растения. Вылупившиеся личинки вгрызались непосредственно в корневища и стебли, разрушая сосудистые структуры и препятствуя транспорту питательных веществ.

К 2003 году кумулятивный ущерб, нанесенный размножающимися колониями насекомых, привел к массовому разрушению покрова сальвинии гигантской в обработанных местах. Поврежденные растения желтели, гнили, теряли плавучесть и в конечном итоге опускались на донный ил, освобождая открытые водные коридоры. И наоборот, на контрольных участках продолжался непрерывный рост растительности, сохранялись плотные зеленые ковры, блокировавшие проникновение света и резко ограничивавшие циркуляцию воды. Эксперимент доказал, что после укоренения популяции долгоносиков оказывали постоянное давление на инвазивное растение-хозяина, не требуя повторного вмешательства человека или химических обработок.

## Почему это важно Успех испытаний 2001–2003 годов имеет глубокие долгосрочные последствия для управления пресноводными ресурсами, сельскохозяйственной инфраструктуры и региональной экономики на всем юге США. Сальвиния гигантская широко признана одним из самых агрессивных водных сорняков в мире. Без контроля ее плотные плавающие ковры полностью покрывают озера, водохранилища, протоки и каналы, перекрывая свет для местной погруженной растительности и вызывая сильный дефицит растворенного кислорода, что приводит к массовому замору рыбы и экологическому коллапсу.

С экономической точки зрения сальвиния гигантская наносит серьезный финансовый ущерб сельхозпроизводителям и муниципальным структурам. Растение засоряет сельскохозяйственные ирригационные каналы, забивает сети дренажных канав, загрязняет водозаборы общественного пользования и препятствует коммерческому внутреннему судоходству и рыбоводству. В рекреационном секторе заросшие водоемы делают невозможными катание на лодках, охоту на водоплавающую дичь и спортивную рыбалку, нанося вред местной экономике, зависящей от экотуризма.

Исторически водные ведомства полагались почти исключительно на химические гербициды, такие как глифосат, дикват или флуридон, для очистки забитых каналов. Применение химикатов связано со значительными ежегодными расходами, часто достигающими сотен долларов за акр, и требует регулярных повторных обработок, поскольку гербициды редко полностью уничтожают скрытые ткани растений. Кроме того, распыление химикатов широкого спектра действия рискует нанести нецелевой вред полезной местной флоре, влечет за собой возможные нормативные ограничения и вызывает экологические опасения относительно накопления химикатов в муниципальных водосборных бассейнах.

Продемонстрировав, что *Cyrtobagous salviniae* может обеспечивать устойчивый контроль численности популяции, исследование USDA доказало, что биологический контроль предлагает экологически безопасную, высокоточную и экономически эффективную стратегию управления, которая навсегда снижает зависимость от химических вмешательств.

## Контекст Сальвиния гигантская (*Salvinia molesta*) — свободноплавающий водный папоротник родом с юго-востока Бразилии. Из-за привлекательной листвы этот вид исторически распространился по всему миру через торговлю для аквариумов и водных садов. За пределами естественного ареала, в отсутствие природных хищников, растение демонстрирует взрывной рост. В оптимальных летних условиях в теплых водах Мексиканского залива сальвиния гигантская может удваивать площадь своей поверхности менее чем за неделю, образуя ковры толщиной до трех футов, содержащие несколько слоев спрессованной растительности.

Растение впервые было зарегистрировано в Северной Америке в Южной Каролине в 1995 году. К концу 1990-х годов деятельность человека, перемещение лодок и связывающие водные сети способствовали его быстрому распространению в Техас, Луизиану, Миссисипи, Алабаму и Флориду. Осознавая серьезную экологическую угрозу, исследователи обратились к международному опыту в поиске решений.

В начале 1980-х годов австралийские ученые из Организации научных и промышленных исследований Содружества (CSIRO) провели новаторские исследования агентов биологического контроля в Южной Америке. Они выявили крошечного узкоспециализированного долгоносика *Cyrtobagous salviniae*, который питается исключительно видами *Salvinia*. Первоначальные выпуски в австралийском озере Мундарра, а затем в бассейне реки Сепик в Папуа — Новой Гвинее привели к поразительному успеху, сократив заросли площадью в несколько квадратных миль до незначительных уровней в срок от нескольких месяцев до нескольких лет.

Перед выпуском насекомого в экосистемы Северной Америки Служба сельскохозяйственных исследований USDA подвергла *Cyrtobagous salviniae* многолетним строгим карантинным испытаниям. Ученые протестировали насекомое на десятках нецелевых видов растений, включая местные водные растения, коммерчески важные культуры, такие как рис, и родственные виды папоротников. Исследование убедительно подтвердило, что долгоносик сальвинии является облигатным специалистом, который не может питаться, размножаться или завершать свой жизненный цикл ни на каком другом растении, кроме сальвинии гигантской и близкородственных видов *Salvinia*, что гарантирует нулевой риск для местной растительности или сельскохозяйственного производства.

## Реакция Положительные результаты, зафиксированные в исследовании USDA, вызвали живой интерес у специалистов по управлению природными ресурсами, консультантов по сельскому хозяйству и природоохранных организаций по всему региону Мексиканского залива. Управления водными ресурсами и сельскохозяйственные ведомства последовательно выступают за расширение инициатив по биологическому контролю, указывая на неподъемное финансовое бремя постоянного распыления гербицидов в обширных бассейнах рек и на болотах.

Государственные агентства по охране дикой природы, включая Техасский департамент парков и дикой природы (Texas Parks and Wildlife Department) и Департамент дикой природы и рыболовства Луизианы (Louisiana Department of Wildlife and Fisheries), впоследствии создали специализированные программы по разведению насекомых на основе этих основополагающих выводов. Экологические группы и защитники пресноводных ресурсов высоко оценили биологический подход как модель устойчивого управления экосистемами, подчеркнув, что естественное подавление вредителей сохраняет местное водное биоразнообразие без введения синтетических соединений в источники питьевой воды или места коммерческого рыболовства.

## Что пока неизвестно Несмотря на доказанный успех долгоносиков сальвинии в теплом климате, остаются ключевые научные и операционные вопросы относительно их долгосрочной эффективности в меняющихся климатических условиях. Одна из основных неопределенностей связана с северным температурным пределом насекомого. Долгоносики сальвинии — это тропические и субтропические насекомые, которые страдают от высокой смертности во время продолжительных заморозков. В северных районах Техаса и Луизианы зимние заморозки могут уничтожать местные популяции долгоносиков, позволяя сальвинии гигантской, которая часто переживает похолодания в защищенных водных карманах, быстро восстанавливаться весной до того, как популяции насекомых успеют восстановиться.

Кроме того, долгосрочные многодесятилетние циклы динамики «вредитель — хозяин» остаются предметом продолжающихся исследований. Когда долгоносики успешно уничтожают ковры сальвинии гигантской, их источник пищи исчезает, что приводит к резкому сокращению численности насекомых. Остается неясным, насколько часто требуются дополнительные выпуски долгоносиков для предотвращения вторичных вспышек роста сальвинии гигантской. Наконец, точные экономические сравнения с детальной информацией о сбереженных средствах на акр в различных типах водосборных бассейнов пока не до конца количественно оценены в рамках ранних когорт исследований.

## За чем следить В ближайшие годы ключевые показатели определят траекторию расширения биологического контроля против сальвинии гигантской в водоемах Северной Америки: - Селекция и полевые испытания холодостойких штаммов *Cyrtobagous salviniae*, предназначенных для выживания в более холодных зимних условиях на севере Техаса, Луизианы и Арканзаса. - Операционное расширение объектов массового разведения, включая специализированные тепличные пруды под управлением государственных агентств по охране дикой природы и университетских исследовательских центров. - Нормативные обновления и разрешения на перемещение, выдаваемые Службой инспекции здоровья животных и растений USDA (APHIS) и регулирующие транспортировку и выпуск агентов биологического контроля через границы штатов. - Интеграция комбинированных стратегий integrated pest management (IPM, комплексного управления вредителями), сочетающих точечный механический сбор в начале сезона или локальную точечную обработку гербицидами с долгосрочной колонизацией долгоносиками.

Этот отчет опирается на оригинальные репортажи и результаты исследований, оцененные Team Global, касающиеся программы биологического контроля долгоносика сальвинии USDA в Техасе и Луизиане.