Development, overwintering and cold tolerance of Colorado potato beetle (Leptinotarsa decemlineata Say)

Arvestades kliima muutusi ning kartulimardika kiiret kohastumisvõimet, võivad keskkonna tingimused põhjapoolsetes regioonides muutuda tema jaoks sedavõrd soodsaks, et lisapõlvkonnad võivad hakata arenema ka Eestis. Käesoleva töö eesmärk oli läbi viia fenoloogilised vaatlused kartulipõllul, jälgida kartulimardika arengut põllutingimustes, määrata suremus välitingimustes talvitumisel ja kindlaks teha hukkumise põhjused ning määrata mardikate allajahtumispunktid ja külmataluvus 24 tunnise toimeaja järel. Katses kasutatud mardikad koguti 2010. aasta sügisel erinevatel aegadel. Kartulimardika esinemist ning arengut jälgiti visuaalselt kartulivagude läbikäimisel. Talvituskohti oli kaks: üks osa mardikates talvitusid Tartu maakonnas avapõllul saviliiv mullas ja teine osa laboratooriumist külmutuskapis +5 °C juures. Allajahtumispunktid määrati kroom-konstantaan termopaari abil ja külmataluvus programmeeritavas vedelik-termostaadis. Uurimustöö tulemusena selgus, et kartulimardika arengus etendavad esmast rolli ilmastikutingimused ja toidu kvaliteet ning selle kättesaadavus. 2010. aastal registreeriti Eestis esimest korda kartulimardikal teine põlvkond, mis on tingitud erakordselt soojast kevadest ja suvest. Talvitumisel olid edukad ainult need mardikad, kes suutsid arengu lõpetada augusti ja septembri esimese poole jooksul ning talletada piisavalt reservaineid. Talvise hukkumise otseseid ja üheseid põhjuseid ei õnnestunud kindlaks teha, ilmselt oli tegemist paljude tegurite koosmõjuga. Suurima allajahtumisvõime, keskmiselt -8,3 °C saavutasid mardikad novembris. Katse tulemustest selgus, et mardikate allajahtumisvõime ei ole stabiilne näitaja, vaid sõltub nende füsioloogilisest seisundist, mis omakorda oleneb määramise ajast. Kartulimardika lühiajalise külmataluvuse piiriks võib lugeda -5…-6 °C, mille juures pooled mardikad jäid ellu. Kartulimardika külmataluvus oli madalam kui allajahtumisvõime, seega mardikate külmataluvuse hindamisel allajahtumispunktide määramisest ei piisa. Aastakümneid tagasi oletati, et kartulimardika leviku põhjapiiriks on 54–56° põhjalaiust. Nüüdseks on need piirid nihkunud oluliselt kaugemale põhjapoole ja enam kui paar aastakümmet on Eestis mardikal oma talvituv püsipopulatsioon. Veelgi enam, 2010 aastal arenes juba täiendav, teine põlvkond. Siiski, ennatlik oleks oletada, et kartulimardikas hakkabki meil arenema kahes põlvkonnas. Esialgu oli see vaid paljude erakordselt soodsate tingimuste kokkulangemise tulemus, mis ei pruugi niipea korduda.Taking into consideration the climate changes and Colorado potato beetle’s (Leptinotarsa decemlineata Say) (CPB) adaptability, the environmental conditions in northern regions may become suitable for them and additional generations might start developing in Estonia. The aim of given research was to carry out phenological observations, to observe Colorado potato beetle development in field conditions, to determine mortality in winter conditions, to determine the causes of death and to verify superooling points and cold tolerance in 24 h exposure. The beetles used in this experiment were gathered in different times in autumn 2010. The number and development of beetles were observed visually by walking through the potato furrows. The overwintering places were two: one part of beetles overwintered in open field (loam soil) which located in Tartu country and second part in refrigerator at +5 °C. Super cooling points were determined with a chrome constantan thermocouple and cold tolerance with a liquid thermostat. The results of the research show that weather conditions, as well the quality and the availability of food, are the most important factors in CPB development. In 2010 it was the first time, when the second generation of CPB was registered in Estonia. The event was enabled by exceptionally warm spring and summer at that year. The most successful were the beetles, which had finished their development during August and the first part of September and had stored enough metabolic reserves. Nevertheless, the cause of death of most beetles remained unidentified. Most likely it was a combined effect of many factors. The beetles achieved their highest supercooling ability about -8.3 °C, in November. The results of the experiment show that the supercooling points (SCP) of beetles is not constant, but depends on the physiological condition of beetles, which in turn depends on the measuring time. Subzero temperatures -5/-6 °C are critical limits for 24 h exposure tolerance in diapausing CPB adults. SCP of Colorado beetles is not good indicator of their cold tolerance as supercooling ability of beetles is somewhat higher than their cold tolerance. A few decades ago, potato beetles habitat was thought to be around 54‒56° latitude. Distribution of Colorado potato beetle has been expanding continously, even to the northen latitudes. During the last decades, there is formed local permanent population in Estonia. Moreover, in 2010 developed already second generation. It is still too early to assume that potato beetle will certainly develop in two generations. Initially, it was just a concurrence of many favorable conditions, which may not happen again soon