Biological aspects of spruce bud scale Physokermes piceae (Schrank, 1801) (Hemiptera: Coccidae) in the steppe zone of Ukraine

Abstract

Большая еловая ложнощитовка Physokermes piceae (Schrank, 1801) - опасный вредитель естественных еловых лесов и искусственных декоративных насаждений. В степной зоне Украины, где ели представлены исключительно интродуцентами, фитофаг имеет статус вселенца. С момента проникновения в 1983 г. до 2020 г. отмечено четыре подъема численности ложнощитовки продолжительностью 2-3 года каждый. Несмотря на это, целенаправленных исследований биологии вредителя в условиях степной зоны Украины ранее не проводилось. Основой работы послужили материалы, собранные в 2018-2020 гг. на 17 модельных участках в городских насаждениях Донбасса, расположенного в пределах степной зоны Украины. Рассмотрены объем рода Physokermes в регионе, фенология, трофические предпочтения, характер распределения в кроне кормового растения, распространение в городских насаждениях. На рассматриваемой территории род Physokermes представлен одним видом - P. piceae. В степной зоне Украины биология большой еловой ложнощитовки существенным образом не отличается от описанной в пределах лесной и лесостепной зон, что говорит об успешной натурализации фитофага на исследуемой территории. Отмечен ряд отличий в характере распределения ложнощитовки по кормовому растению. Отсутствует приуроченность вредителя к ярусам и экспозициям кроны, наблюдается уход фитофага вглубь кроны и переход на питание на 3-, 4- и 5-летнем приросте, что, вероятно, связано с высокими летними температурами и низкой влажностью воздуха. В коллекции Донецкого ботанического сада P. piceae с разной интенсивностью поражала Picea abies (L.) H. Karst., P. obovata Ledeb., P. orientalis (L.) Peterm., P. pungens Engelm . Выделена группа непоражаемых видов: Picea asperata Mast., P. engelmannii Parry ex Engelm., P. koraiensis Nakai. и P. omorika (Pancic) Purk. В Донбассе P. piceae встречается повсеместно во всех типах городских насаждениях с участием елей. Несмотря на высокие показатели плотности заселения вредителем, общее угнетение и снижение декоративности, массового выпадения елей в зеленых насаждениях степной зоны Украины не наблюдается. Spruce bud scale Physokermes piceae (Schrank, 1801) is a dangerous pest of natural spruce forests and man-made amenity plantations. In the steppe zone of Ukraine spruce is represented exclusively by introduced species, therefore this bud scale has the status of an invader. From its initial invasion in 1983 until 2020, four increases in abundance of spruce bud scale lasting for 2-3 years have been observed. Despite this, there were no previous studies focused on the biology of this pest in the steppe zone of Ukraine. This work is based on the materials collected in 2018-2020 in 17 model areas of city green spaces in Donbass, located within the steppe zone of Ukraine. The study focused on the number of species of the genus Physokermes in the region, their phenology, trophic preferences, distribution pattern in the food plant crown, and the spread throughout urban plantations. In the researched area the genus Physokermes is represented by one species, namely P . piceae. Biological characteristics of the spruce bud scale in the Ukraine’s steppe is only insignificantly different from the data reported for the forest and forest-steppe zones. This fact is indicative of the naturalization of this phytophagous insect in the researched area. However, a number of differences were noted in the distribution of the spruce bud scale along the host plant. Showing no confinement to the crown layers and expositions, the studied bud scale goes deep into the crown and undergoes transition to feeding on a 3-, 4-, and 5-year growth, which is probably associated with high summer temperatures and low air humidity. In the collection of the Donetsk Botanical Garden, P. piceae damaged Picea abies (L.) H. Karst., P. obovata Ledeb., P. orientalis (L.) Peterm., and P. pungens Engelm with varying intensity. The study has identified a group of unsusceptible species, namely Picea asperata Mast., P. engelmannii Parry ex Engelm., P. koraiensis Nakai., and P. omorika (Pancic) Purk. In Donbass, P. piceae is found in all types of the city green plantings with spruce. Despite the phytophagous insect's population density, we observed no overall decay and loss of ornamental characteristics in spruce in green spaces of the steppe zone of Ukraine.