Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Обзор литературы
1.1. Биологические особенности козлятника восточного (Galega orientalis Lam.) 10
1.2. Агротехника возделывания козлятника восточного 14
1.3. Защита посевов козлятника восточного от комплекса вредных насекомых 17
1.4. Инсектициды из нового химического класса неоникотиноидов и их действие на членистоногих 19
1.5. Органические, минеральные и микробные удобрения и их влияние на биоту агроценоза козлятника восточного 23
ГЛАВА 2. Условия проведения опытов, объекты и методы исследований
2.1. Агроклиматические условия проведения опытов 41
2.2. Объекты исследований 46
2.3. Характеристика изучаемых инсектицидов 47
2.4.Методы исследований 4Я
ГЛАВА 3. Видовой состав насекомых-фитофагов агробиоценоза козлятника восточного в северо-западном регионе 63
3.1. Изменение видового состава вредных насекомых посевов козлятника восточного разного года жизни 68
3.2. Видовой состав энтомофагов на посевах козлятника восточного 80
ГЛАВА 4. Влияние биоудобрения омут на рост, развитие растений козлятника восточного и на его основных вредителей 84
4.1. Действие биоудобрения Омут на рост, развитие растений и урожай зеленой массы козлятника восточного 85
4.2. Оценка влияния биоудобрения Омут на фитофагов козлятника восточного (бобовая тля Aphis fabae Scop.) Ill
4.3. Влияние биоудобрения Омут на поврежденность растений козлятника восточного клубеньковыми долгоносиками
и апионами 117
ГЛАВА 5. Действие новых инсектицидов из химического класса неоникотиноидов на основных вредителей козлятника восточного 125
5.1. Оценка биологической эффективности новых химических препаратов в отношении фитофагов козлятника восточного... 125
5.2. Деградация инсектицидов из разных химических классов (актеллик 500 КЭ, конфидор 200 ВРК и актара 250 ВДГ)
в растениях козлятника восточного на различных агрофонах.. 139
ГЛАВА 6. Влияние внесения биоудобрения омут на биологическую активность почвы в посевах козлятника восточного 152
6.1. Изучение действия биоудобрения Омут на биологическую активность
почвы в вегетационных опытах 153
6.2. Изучение действия биоудобрения Омут на биологическую активность почвы в полевом опыте 163
Выводы 170
Практические рекомендации 173
Список использованной литературы
- Агротехника возделывания козлятника восточного
- Объекты исследований
- Видовой состав энтомофагов на посевах козлятника восточного
- Оценка влияния биоудобрения Омут на фитофагов козлятника восточного (бобовая тля Aphis fabae Scop.)
Введение к работе
К числу ведущих задач, стоящих перед современной защитой растений от вредных организмов, относят ее всестороннюю экологизацию. Повышенное внимание к экологии объясняется применением в сельском хозяйстве химических средств защиты растений, оказывающих многообразное, в том числе и отрицательное влияние на окружающую среду, что нередко приводит к загрязнению почвы, воды и атмосферы, появлению вредителей, сорняков и фитопатогенов, ранее не наносивших ощутимого хозяйственного ущерба, и развитию популяций вредных организмов, резистентных к пестицидам.
В связи с этим во многих странах усиленное внимание уделяется разработке экологического ведения сельского хозяйства, которое ориентировано на активацию использования биологического азота из атмосферы путем азотфиксации бобовыми растениями, применении органических удобрений (навоз, компоста, сидераты), севооборотов, интегрированной системы защиты растений (биометод, внедрение устойчивых и толерантных сортов), выявление и соблюдение оптимального баланса питательных веществ, осуществление контроля за качеством продукции. Продукцию, полученную таким путем, называют экологически чистой (Ван Мансвельт, Мюльдер, 1994, Козлов, Попова, 2001).
В России концепция интегрированной защиты и фитосанитарной оптимизации растениеводства также основана на признании действия природных регуляторных механизмов в агроценозах, необходимости их сохранения, и направлена на повышение стрессоустоичивости агроэкосистем к биотическим факторам. На одно из первых мест выдвигается критерий безопасности средств защиты растений, как для человека, так и для различных видов полезных организмов, обеспечивающих круговорот веществ и экологическое равновесие в биосфере (Жученко, 1990; Новожилов, 1991; Новожилов, Буров и др., 1995; Захаренко и др., 1998).
Особенно высокие экологические требования предъявляются к фитосанитарным защитным мероприятиям на бобовых культурах, обеспечивающих животноводство полноценным и сбалансированным кормом (Каравянский, 1971). Кроме традиционных культур, резервом производства кормов служат новые крупностебельные растения, введенные в культуру из природной флоры. Среди них несомненный интерес представляет многолетнее бобовое растение - козлятник восточный - Galega orientalis Lam. Наибольшую перспективу для возделывания козлятник имеет в районах достаточного увлажнения, где за год выпадает не менее 450-500 мм осадков, главным образом, это Нечерноземная зона (Никонорова и Ярошевич, 1991).
Козлятник восточный характеризуется высокой биологической продуктивностью, в конкретных погодно-климатических условиях он может превосходить по этому показателю люцерну, клевер и другие традиционные культуры на 15-20% (Рудиков, 1988, Новожилов и др., 1990).
В принятой в 2004 году концепции развития сельского хозяйства в Нечерноземной зоне РФ на перспективу вопросы возделывания этой ценной кормовой культуры выделены в специальный раздел.
Расширение посевных площадей и продуктивность этой культуры ограничивается тем, что растения козлятника повреждаются клубеньковыми долгоносиками и другими вредителями. Кроме того, в результате этих повреждений снижается содержание белка в зеленой массе растения ( Деордиев, 1994).
Нестабильная фитосанитарная ситуация на посевах этой новой культуры может возникнуть в связи с тем, что энтомоценоз козлятника окончательно не сформировался и возможно повышение вредоносности не только среди доминирующих видов фитофагов, но и ранее второстепенных видов.
В связи с этим, представляется важным уточнить видовой состав вредных насекомых, повреждающих козлятник восточный. Особо большую опасность для посевов козлятника восточного представляют вредные насекомые в первый год жизни культуры, когда она медленно формирует вегетативную массу. В тоже время, от успешного развития растений на этом этапе зависит будущий урожай фуражной массы и семян культуры в последующие годы. Следует отметить, что с каждым годом на посевах козлятника возрастает численность вредителей в связи с тем, что культура возделывается на одном месте до 10 лет и более. Поврежденные растения плохо укореняются и чаще выпадают в зимний период.
В ВИЗР разработана система защиты семенных посевов козлятника восточного от комплекса фитофагов на основе использования приемов агротехники, способствующих быстрому росту и развитию культуры и, в частности, эта система включает такие приемы как внесение органических удобрений и опрыскивание посевов фосфорорганическим инсектицидом актеллик при высокой численности фитофагов (Новожилов, Деордиев, 2000).
Вместе с тем, разработка более эффективных и экологически оправданных приемов защиты этой многолетней культуры от вредителей, особенно в первые два года развития растений, является по-прежнему актуальной задачей. При этом мы учитываем, что отход от техногенных принципов в защите сельскохозяйственных культур и экологизация фитосанитарных технологий усиливают необходимость решения проблемы реальной интеграции агротехнических и малоопасных химических мероприятий. Они одновременно должны быть направлены на улучшение условий для роста и развития растений и обеспечения оптимизации фитосанитарного состояния, а также микробоценоза почвы агробиоценозов, в том числе и посевов козлятника восточного.
Известно, что большинство фосфорорганических инсектицидов и пиретроидов обладают высокой токсичностью для полезных членистоногих, проявляют низкую селективность и вызывают формирование резистентных к инсектицидам популяций вредителей (Новожилов, Сухорученко, 1997). В связи с этим с целью совершенствования системы защиты козлятника необходимо было изучить и обосновать возможность включения в нее применение новых инсектицидов, в частности из класса неоникотиноидов, отличающихся низкой нормой расхода, высокой селективностью действия, безопасностью и проявляющих щадящее действие на полезную фауну и флору.
Важно также учитывать, что предусмотренное в разработанной ранее системе защиты семенных посевов козлятника использование органических удобрений имело определенные недостатки. Эффект применяемой органики снижается из-за наличия в навозе жизнеспособных семян сорных растений (до 12 млн. шт./т подстилочного навоза), что ухудшает фитосанитарную ситуацию на посевах козлятника восточного. Особенно это актуально в первый год жизни растений, когда козлятник развивается медленно и сильно угнетается сорняками. Необходимо подчеркнуть, что традиционные органические удобрения, такие как навоз, птичий помет, торф и другие имеют локальную перспективу, так как их транспортировка в неизменном виде на дальние расстояния является неэкономичной.
В связис этим, значительный интерес представляют созданные ВНИИСХМ из продуктов переработки отходов животноводства и птицеводства эффективные, экологические удобрения (Архипченко, 1999).
Эти новые биоудобрения обладают положительными свойствами минеральных (известный химический состав, низкая доза и простая технология внесения, отсутствие семян сорняков) и органических удобрений (повышение плодородия почвы, ее оздоровление, стимуляция роста растений, получение экологически чистой продукции) (Деордиев, Архипченко, 1999). Одним из таких удобрений является Омуг. Во ВНИИСХМ накоплен большой многолетний материал по сравнительному изучению традиционных органических удобрений и биоудобрения Омуг.
При внедрении в практику новых удобрений требуется проведение агроэкологического мониторинга для оценки их действия на урожай сельскохозяйственных культур, фитосанитарное состояние посевов и на биологическую активность почвы, т.к. биоудобрения - это не только источник питательных элементов, но и мощный фактор, воздействующий на почвенную экологию.
Вместе с тем, данных, освещающих вопросы влияния биоудобрений на развитие вредных организмов в агроценозах козлятника и микробиологическую характеристику почв, на настоящий момент недостаточно.
В связи с изложенным, изучение новых более эффективных и селективных инсектицидов, а также оценка влияния биоудобрений на фитосанитарное состояние и микробоценоз почвы посевов козлятника представляет большой научный и практический интерес. Решение этих вопросов позволит оптимизировать по экологическим показателям систему защиты посевов козлятника.
Цель и задачи исследований. Цель исследований заключалась в разработке биологического обоснования использования биоудобрения Омут и новых инсектицидов из химического класса неоникотиноидов в системе защиты посевов козлятника восточного от вредителей. Для реализации указанной цели предусматривалось решение следующих задач: уточнить видовое разнообразие фитофагов агробиоценоза козлятника восточного в Северо-Западном регионе РФ; - изучить влияние вносимого биоудобрения Омуг на рост и развитие растений, на вредителей козлятника восточного, и на повреждаемость ими растений; - исследовать действие новых инсектицидов из класса неоникотиноидов (актара 250 ВДГ и конфидор 200 ВРК) на основные виды вредных насекомых козлятника, восточного в целях обоснования использования экологически менее опасных препаратов в системе защиты посевов; - изучить скорость деградации инсектицидов в растениях козлятника восточного на разных агрофонах, в том числе на фоне внесения биоудобрения; - оценить влияние биоудобрения Омуг на состояние микробного комплекса почвы.
Научная новизна.
Выявлено, что в условиях Северо-Западной зоны РФ (Ленинградская и Псковская области) посевы козлятника восточного заселяются 43 видами фитофагов, относящихся к 10 семействам, 5 отрядам насекомых. При этом, доминирующими вредителями являются долгоносики видов Sitona tibialis Hbst, S. crinitus Hbst., S. lineatus L., Protapion flavipes Paykull, P. apricans Hbst, гороховая тля Acyrthosiphon pisum Harr. и бобовая тля Aphis fabae Scop.
Установлено изменение видового состава вредных насекомых в зависимости от года жизни козлятника восточного.
Экспериментально показано, что внесение нового биоудобрения Омуг в норме расхода 2 т/га, наряду с ускорением роста растений козлятника восточного и значительным увеличением урожая зеленой массы по сравнению с контролем и минеральными удобрениями, приводит к замедлению размножения бобовой тли и заселения растений тлями, а также к уменьшению поврежденное растений клубеньковыми долгоносиками и апионами.
Впервые изучена и установлена высокая биологическая эффективность двух новых инсектицидов актара 250 ВДГ и конфидор 200 ВРК из химического класса неоникотиноидов в отношении основных вредителей козлятника восточного: клубеньковых долгоносиков, апионов и тлей.
Показано, что процессы деградации указанных инсектицидов протекают в растениях козлятника восточного значительно интенсивнее, чем у фосфорорганического инсектицида актеллик 500 КЭ. При этом скорость разложения препаратов на фоне применения биоудобрения Омуг еще более ускорялась, что имеет положительное значение в экологическом аспекте.
Выявлено, что биоудобрение Омуг, вносимое под козлятник восточный, повышает биологическую активность почвы.
Практическая значимость работы. Биоудобрение Омуг (в норме расхода 2 т/га) и новые неоникотиноидные инсектициды актара 250 ВДГ и конфидор 200 ВРК предлагаются для использования в системе защиты козлятника восточного от комплекса фитофагов (клубеньковые долгоносики и апионы, бобовая и гороховая тли) в Северо-Западном регионе РФ.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 12 работ.
Структура и объем работы. Диссертация изложена на 210 страницах, включая 46 таблиц и 37 рисунков. Работа состоит из введения, 6 глав, выводов, списка литературы, включающего 300 названий, в том числе 59 на иностранных языках, приложения.
Работа выполнена в 2000-2005 гг. в период прохождения аспирантской подготовки под руководством доктора биологических наук И.А. Архипченко и академика Россельхозакадемии К.В. Новожилова. Исследования проводились в лаборатории микробной экотехнологии Всероссийского научно-исследовательского института сельскохозяйственной микробиологии и в лаборатории экотоксикологии Всероссийского научно-исследовательского института защиты растений.
Выражаю глубокую признательность моим научным руководителям за руководство и поддержку в процессе проведения исследований и помощь при оформлении результатов работы.
Искренне благодарю кандидатов биологических наук И.М. Смирнову и Ж.П. Попову за помощь и советы в изучении динамики деградации инсектицидов в растениях и изучении влияния удобрений на биологическую активность почв.
Благодарю заведующую лабораторией экотоксикологии ВИЗР доктора сельскохозяйственных наук, профессора Г.И. Сухорученко и заведующую лабораторией микробной экотехнологии, доктора биологических наук И.А. Архипченко, а также коллективы этих лабораторий за помощь и содействие в выполнении работы.
Выражаю глубокую признательность Г.Э. Давидьяну, А.Г. Ковалю, К.С. Надеину, О.Н. Кабакову, В.М. Гнездилову, В. Нейморовцу и другим сотрудникам ВИЗР и ЗИН за помощь в определении видов членистоногих, собранных на посевах козлятника восточного.
Благодарю заведующего группой информатики и математического моделирования ВНИИСХМ, к.т.н. Воробьева Н.И. за помощь в обработке данных посредством математических моделей и построении графиков, а также научного сотрудника лаборатории агробиоценологии ВИЗР, Удалова С. Г. за проведение фотосъемок вегетационных и полевых опытов.
Агротехника возделывания козлятника восточного
Для произрастания козлятника восточного непригодны участки почвы с продолжительным застоем талых и дождевых вод, повышенной кислотностью почвенного раствора, и т.п. (Ковалев, 1999). Лучшими предшественниками для него считаются пропашные (картофель, корнеплоды), озимые на зерно, однолетние травы и зеленый корм. Система обработки почвы зависит от предшественника, агрофизических и химических свойств почвы (Пыркова, Толстопятова, 1999). С урожаем зеленой массы козлятника 60-80 т/га из почвы выносится до 500 кг/га д.в. питательных элементов. В связи с этим, ежегодно требуется вносить по 60-120 кг/га д.в. фосфорных и калийных удобрений (Дорофеюк, Андрусевич, 1991).
Известно, что при внесении высоких доз азотных удобрений у бобовых культур значительно подавляется бобоворизобиальный симбиоз. Рекомендуется вносить под бобовые культуры, в том числе и козлятник восточный, низкие стартовые дозы азотных удобрений, не более 60 кг/га, чаще в пределах 30 кг/га, что обеспечит начальный рост растения (Вавилов и др., 1979). В последующие годы эта культура в азоте не нуждается (Солдатенков и др., 1988; Ковалев, 1999).
По данным А.С. Мееровского и А.И. Мелешко (1994) применение минеральных удобрений обеспечивает рост урожая зеленой массы козлятника в 1,7 раз.
Показано, что ранневесенняя подкормка семенников козлятника фосфорно-калийными удобрениями обеспечивает увеличение урожайности семян на 0,05 т/га (Гаревская и др., 1999). Микроудобрения бор и молибден оказывают положительный эффект на семенную продуктивность козлятника. Имеются данные, что калийные удобрения играют главную роль в образовании урожая зеленой массы козлятника восточного. При известковании и внесении s борных удобрений урожай козлятника увеличивался на 40-50% (Мееровский и др., 1991).
Семена козлятника имеют труднопроницаемую для воды и воздуха оболочку. Твердосемянность достигает 50-98%, поэтому семена по данным разных авторов за 1-3 недели (Ковалев, 1999) или 1-2 месяца (Абрамов и др., 1987; Рудиков, 1988) до посева скарифицируют. Скарификация повышает энергию прорастания семян на 16-20%, а всхожесть - на 30-37% (Гаревская и др, 1999). Маленькие партии семян обрабатывают наждачной бумагой, после чего энергия прорастания составляет 66%, а всхожесть 82-95% (Иевлев, Портнягина, 1984). Большие партии семян пропускают через скарификаторы СКС-1, СКС-2 или 2-3 раза через клеверотерку К-0,5 (Борейша, 1982; Черник, 1992). Указанные авторы показали, что наиболее эффективный способ скарификации семян при отсутствии соответствующей техники - обработка их 98% серной кислотой в течение 1 ч 15 мин. Перед посевом семена козлятника инокулируют Ризоторфином - бактериальным препаратом, из расчета 1 кг на гектарную норму семян (Рудиков, 1988).
Применение ризоторфина активизирует рост и развитие растений козлятника восточного в течение всего вегетационного периода первого года жизни (Зимина и др., 2001). Наряду с эффективностью применения для инокуляции семян козлятника восточного препарата ризоторфин, заслуживает внимания обработка семян штаммами ассоциативных ризобактерий и лентехнином, использование которых повышает урожайность зеленой массы козлятника на 2,3-7,1 т/га (Попов, 2000).
Семена высевают рано весной (1-2 декада мая), когда почва прогреется до 6-10С, овощными сеялками типа СО-4,2. Козлятнику для образования и хорошего развития зимующих почек и корневых отпрысков требуется 100-120 дней активной вегетации в 1-й год жизни. Поздние посевы (июль, август) слабо развиваются в 1-й и последующие годы, плохо перезимовывают (Вавилов, Райг, 1982).
Способ посева семян зависит от целей использования козлятника. Для закладки плантаций на семенные цели при недостатке семенного материала и при сильной засоренности полей используют широкорядные посевы с междурядьями 70 см и нормой высева 15-30 кг/га. При выращивании на кормовые цели и на чистых полях проводят рядовой (сплошной) посев (междурядья 15 см) с нормой высева 25-30 кг/га (Изместьев, Маркина, 1999). Опыты, проведенные Центральным ботаническим садом АН БССР, показали, что при рядовом посеве достаточно 10-15 кг/га (Борейша, 1982). Глубина заделки семян 1-2 см, на легких почвах - до 3 см. Семена козлятника восточного начинают получать на 2-3-й год жизни (Концевая, Заяц, 1988).
Объекты исследований
Изучался козлятник восточный сорта Гале. Козлятник восточный Galega orientalis Lam - эндемик Кавказа, бобовая кормовая культура. К особенностям козлятника восточного относится медленное отрастание в первый год жизни, чувствительность к затенению, высоким грунтовым водам и ледяной корке (Virkajarvi, 1992).
Вредные членистоногие, связанные с агробиоценозом козлятника восточного, в том числе
Бобовая тля или черная свекловичная тля {Aphis fabae Scop.), Aphididae, Homoptera. В нашей работе использовали популяцию бобовой тли, выращенную в лабораторных условиях на растениях кормовых бобов в инсектарии ВИЗР.
Гороховая тля {Acyrthosiphon pisum Harr.), Aphididae, Homoptera. В исследованиях использовали особей природной популяции гороховой тли, собранных на козлятнике восточном сорта Гале в Ленинградской и Псковской областях, включая бескрылых и крылатых самок и личинок.
Долгоносики, используемые в опытах на посевах козлятника восточного, относятся к семействам Curculionidae и Apionidae {Coleoptera). Самыми многочисленными были представители родов Sitona, Protapion, Catapion.
Биоудобрение Омуг Омут - биоудобрение, полученное из подстилочного птичьего помета с влажностью 45%. При высокой температуре в биореакторе и выработке микроорганизмами антибиотических веществ обеспечивается подавление развития патогенной микрофлоры и гибель семян сорной растительности.
Как уже отмечалось, Омуг обладает положительными свойствами как минеральных, так и органических удобрений (Архипченко, 1995; Фисинин и др., 1999).
Перед закладкой опытов проводили агрохимическую оценку биоудобрения Омуг. В исследуемой партии биоудобрения содержание фосфора и калия было недостаточным для обеспечения оптимального питания растений. Партия биоудобрения, используемая в экспериментах, имела следующие агрохимические характеристики в % к абсолютно сухому веществу: влажность 30,5; N общий - 2,6; Р общий - 0,5; Кобщий - 0,8; С общий - 34,0. Партия была наработана на экспериментальной установке ГНУ СЗНИИМЭСХ. Норма внесения биоудобрения по козлятник восточной - 2 т/га. Тиаметоксам (АКТАРА 250 ВДГ ф. Сингента, Кроп Протекши АГ, Швейцария) Действующее вещество по ИЮПАК: 3 - (2-хлор-1,3-тиазол-5-иметил)-5 метил-1,3, 5-оксадиазинан-4-илиден-(нитро)амин. Внутрирастительный контактно-кишечный инсектицид. Токсичность для теплокровных: при оральном введении ЛД50 для крыс 1563, при нанесении на кожу крыс 2000 мг/кг. Класс токсичности, согласно ВОЗ: И. (III) -Экотоксикологическая характеристика: ЛД50 для пчел только при прямом воздействии- 0,024 ц/пчелу; ЛК5о для рыб- 100-114 мг/л, для червей 1000 мг/кг почвы. МДУ (в мг/кг) в зерне хлебных злаков 0,02, в картофеле 0,02 (Белан и др., 2001;Tomlin, 2000). Имидаклоприд (КОНФИДОР 200 ВРК ф. Байер, Германия) Действующее вещество по . ИЮПАК: 1-(6-хлор-3-пиридилметил)-Ы-нитроимидазолидин-2-илиденамин. Системный инсектицид контактно-кишечного действия. Токсичность для теплокровных: при оральном введении ЛД50 для крыс -450 мг/кг, при нанесении на кожу крыс 5000мг/кг. Класс токсичности, согласно ВОЗ: II.
Экотоксикологическая характеристика: препарат опасен для пчел только при прямом воздействии; ЛК50 для рыб- 211-237 мг/л, для червей - 10,7 мг/кг с.п. МДУ (в мг/кг) в картофеле, редисе - 0,1 мг/кг, рисе - 0,2 мг/кг, томатах, огурцах, баклажанах -1,0 мг/кг (Белан и др., 2001; Tomlin, 2000). (АКТЕЛЛИК, 500 КЭ ф. Зенека Агрокемикалс). Действующее вещество по ИЮПАК: 0-2-диэтиламино-6-метилпиримидин-4-ил 0,0- диметил фосфоротиат. Контактный инсектоакарицид широкого спектра действия, ингибитор холинэстеразы.
Токсичность для теплокровных: при оральном введении ЛД50 для крыс -1414 мг/кг, для мышей - 1180 мг/кг, при нанесении на кожу крыс 2000мг/кг. Класс токсичности, согласно ВОЗ: III.
Экотоксикологическая характеристика: препарат токсичен для пчел; ЛК50 для рыб- 0,64 мг/л, для червей - 419 мг/кг (Мельников и др., 1995). МДУ (в мг/кг) в зерне, рисе - 1,0 мг/кг, картофеле, редисе, моркови - 0,05 мг/кг, капусте, чае, брюкве - 0,5мг/кг (Банкина и др., 2002).
Вегетационные опыты (4) закладывались в 2000-2001гг. в сосудах объемом 5 литров. Площадь поверхности сосуда 298 см . Почва слабоокультуренная, дерново-подзолистая, с содержанием: гумуса 3,7%, общего азота 0,15%, рН 6,5, подвижного Р2О5 28,8 мг/100 г почвы, подвижного КгО 21 МГ/100 Г почвы в абсолютно сухой почве (а.с.п.). Влажность почвы в сосудах при набивке доводили до 60% от ППВ, оптимальной для растений.
Посев проводили проросшими семенами козлятника сорта Гале, скарифицированными серной кислотой с последующей инокуляцией бактериальным препаратом ризоторфин, содержащим штамм клубеньковых бактерий козлятника Rhizobium galegae 912 (коллекция ВНИИСХМ) из расчета 7,0 г ризоторфина на 1,0 кг семян (или 200 г ризоторфина на 1 га при норме высева (н.в.) козлятника 30 кг/га).
Минеральный азот, фосфор и калий вносили в соответствии с методическими требованиями проведения вегетационных опытов из расчета 0,1 г азота ( в форме 46% мочевины) на кг воздушно-сухой (в.с.) почвы и по ОД г Р и К (в форме одно- и двух замещенного фосфорнокислого калия) на кг в.с. почвы в виде химически чистых солей (Соколов, 1975). Омут вносили из расчета 0,1 г N на кг почвы, что эквивалентно 7 г удобрения на кг почвы (содержание азота -1,4% во влажном Омуте).
В вегетационном опыте №1 в 2000 г. с вегетирующими растениями козлятника восточного на пяти разных агрофонах: (Контроль (без удобрений); Контроль (РК); NPK; Омут; Омуг+РК): Определяли биометрические показатели растений, урожай зеленой и сухой массы козлятника восточного. Учитывались группы почвенных микроорганизмов: целлюлозоразлагающие, аммонификаторы, использующие минеральный азот, олиготрофы, педотрофы, микроскопические грибы, денитрификаторы и определяли процент разложения целлюлозы, коэффициенты минерализации, педотрофности и олиготрофности. Повторность опыта четырехкратная. В каждом варианте оставляли по 10 растений козлятника восточного.
Видовой состав энтомофагов на посевах козлятника восточного
Согласно литературным источникам, полезная энтомофауна на посевах козлятника восточного менее изучена, чем вредная. Установлено, что полезные насекомые представлены в основном жужелицами (jp.Carabus и Pterostichus), кокцинеллидами (Coccinella septempunctata L., Adalia bipunctata L., Adonia variegata Gz., Lebia chlorocephala Hnm.), полужесткокрылыми (Nabis ferus L., Anthocoris nemorum L.), перепончатокрылыми, двукрылыми, уховертками и сетчатокрылыми (Chrysopa cornea St.) (Wrzesinska, Debek-Jankowska, 1998, Васильева, 2005). Важная роль в защите козлятника восточного от клубеньковых долгоносиков - ситонов принадлежит жужелицам. По данным М.И. Лукиной (1976) на бобовых отмечены следующие виды жужелиц - хищников жуков ситонов: Pterostichus cupreus L., P. lepechus Lecke, P. meianareus HI., Ophonus rufipes Deg., Harpdlus affinis Schrank, H. smaragdinus Duft., Lynuchus nivales Gyll., Calaroma investigator HI., Carabus cancellatus HI., Amara ingenua Duft., Ш A. aulika Pz., Calathus (Dolichus) halensis Schall, Broscus cephalotes L. При этом жужелицы родов Ophonus и Amara уничтожали 56-71% личинок, куколок и имаго ситонов. Установлено, что имаго и личинки жужелиц рода Bembidion также предпочитают яйца и личинок клубеньковых долгоносиков (Андреянов, 1971). Известно много видов афидофагов - естественных врагов тлей (Матов, 1972; Давлетшина, 1974; Верещагин и др., 1985). По проведенным нами в 2001-2004 гг. сопутствующим наблюдениям в щ Ленинградской области полезная энтомофауна посевов козлятника восточного представлена в основном жужелицами, стафилинами и кокцинеллидами, а также представителями сетчатокрылых, двухкрылых и перепончатокрылых.
На поле СПбГАУ среди жесткокрылых преобладали жужелицы, были отмечены следующие виды со средней численностью на 50 м : Harpalus rufipes DeGeer , миксофаг, со смешанным типом питания. - 14 экз., Carabus cancellatus 111. (хищник) - 10 экз., Amarafulva Mull, (фитофаг) - 1 и Poecilus versicolor Sturm (хищник) - 2 экз.
Среди обитателей травостоя были обнаружены кокцинеллиды сем. Coccinellidae: Coccinella septempunctata L. (коровка семиточечная) 2 экз./ 50 взмахов сачком, Propylaea quatuordecimpmctata L. (пропилея 14-точечная) 1 экз., Hyppodamia tredecimpunctata L. (гипподамия 13-точечная) 1 экз.
В энтомоценозе поля козлятника восточного также были найдены хищные клопы сем. Nabidae: Nabis brevis brevis Scholtz - 1 экз., Nabis flavomarginatus Scholtz - 1экз. и Nabis ferus L. - 1 экз.
Двукрылые были представлены сем. Empididae (толкунчики): Empis livida L. - 20 экз.; сем. Dolichopodidae (зеленушки): Sciapus Zeller- 15 экз.; сем. Sepsidae (муравьевидки) - 5 экз.; сем. Opomyzidae - 2 экз.; сем. Psilidae -2 экз., сем. Anthomyudae (цветочницы) - 20 экз., сем. Syrphidae (журчалки) -7 экз.; сем. Scatophagidae: Scatophaga stercoraria L. - 9 экз. Представители сем. Empididae и Dolichopodidae, имаго и личинки, ведут хищнический образ жизни, поедая червей, тлей и других насекомых. Хищниками являются также личинки некоторых родов сем. Syrphidae, которые могут жить в колониях тлей, питаясь ими. В этом же семействе встречаются растительноядные виды, обитающие на стеблях крупных травянистых растений. Личинки сем. Anthomyiidae живут в растениях или в разлагающихся веществах, но некоторые ведут хищный или паразитический образ жизни. Личинки сем. Sepsidae и сем. Scatophagidae живут в разлагающихся веществах растительного происхождения, в навозе, в почве, где хищничают.
Перепончатокрылые были представлены сем. Ichneumonidae, численность которых достигала 10 экз. на 50 взмахов сачком.
На опытном поле ВИЗР выявлено 14 видов жужелиц и 4 вида стафилин. Среди жужелиц доминировали следующие виды: Carabus cancellatus 111. (12-17экз./50 м2), Harpalus rufipes DeGeer (6- 47 экз. /50 м2), Carabus granulatus L. (4 экз./50м2), H. affinis Schrnk. (4 экз./50 м2) и Poecilus versicolor Sturm. (4-14 экз./50 м ). Стафилины, или коротконадкрылые жуки, личинки и имаго которых ведут хищный образ жизни, представлены видами: Philontus decorus Grav., Ph. rotundicollis Men., Tachinus pallipes Grav., T. signatus Grav. (1-3 экз./50 м2).
В почвенных ловушках были найдены имаго мертвоедов (сем. Silphidae), вид Silpha tristis 111. - 3 экз./ 50 м2 и карапузиков (сем. Histeridae) -Hister unicolor L. - 4 экз./50- м и Margarinotus obscurus Kugel. - 5 экз. /50 м . Большинство мертвоедов и карапузиков питается падалью и личинками других насекомых.
Н поле ВИЗР отряд двукрылые был представлен 4-мя семействами в 2003 г. и 6-ю семействами в 2004г., среди которых доминировали представители сем. Empididae, сем. Anthomyiidae и сем. Dolichopodidae. Были идентифицированы виды Empis livida L. (13-19 экз./50 взмах, сачком) и Sciapus Zeller (8-13 экз./50 взмах, сачком), имаго и личинки которых -хищники. Также были обнаружены златоглазки Chrysopa camea Steph. (3-5 ЭКЗ./50 взмах, сачком), божьи коровки Coccinella septempmctata L. (24 экз./50 взмах, сачком) и Propylaea quatuordecimpunctata L. (1-2 экз./50 взмах, сачком) и перепончатокрылые семейств Ichneumonidae и Braconidae (5-13 экз./50 взмах, сачком).
В Псковской области на посевах козлятника нами было выявлено 10 видов жужелиц: Harpalus rufipes DeGeer, Poecilus cupreus L. {Pterostichus cupreus), Amara ingenna Duft., Broscus cephalotes L., Calathus ambiguus Pk., Harpalus affinis Schruk., Amara fulva Mull., Calosoma auropunctatum Hbst., Pterostichus melanarius 111., Amara consularis Duft. Среди них значительно доминировал вид Harpalus rufipes DeGeer (191-212 экз./50 м.кв.); также была отмечена высокая численность кокцинеллид вида Coccinella septempunctata L., Propylaea quatuordecimpunctata L., Hyppodamia tredecimpunctatah. (55-113 ЭКЗ./50 м.кв.).
Оценка влияния биоудобрения Омут на фитофагов козлятника восточного (бобовая тля Aphis fabae Scop.)
В 2001 году с целью изучения поврежденности растений клубеньковыми долгоносиками и апионами был заложен мелкоделяночный опыт на опытном поле ВИЗР рядом с посевом козлятника 10-го года жизни, который служил резервацией насекомых. На протяжении 3-х лет возделывания козлятника наблюдались характерные повреждения листовой массы долгоносиками ситонами и апионами.
Результаты изучения влияния минеральных удобрений (NPK) и Омута на поврежденность растений козлятника клубеньковыми долгоносиками и апионами в течение их вегетации представлены в табл. 4.3.1, на рис. 4.3.2, 4.3.3 и в Приложении 2 (табл. 2.2. и 2.3).
Установлено, что в год посева во всех вариантах поврежденность растений возрастала в первый месяц их развития (от 3-4 настоящих листьев до стеблевания). В этот период (4 -27 дни вегетации) число растений, поврежденных клубеньковыми долгоносиками и апионами, в зависимости от агрофона составило 35,9-49,7%, а количество поврежденных листьев - 58,0-13,9% (табл. 4.3.1). Тенденция снижения процента поврежденных листьев обуславливалась увеличением количества новых листьев. Можно сделать вывод, что в первый год жизни культуры наиболее уязвимыми к повреждениям фитофагами оказались начальные фазы роста растений: всходы, отрастание, начало стеблевания.
Результаты исследований влияния внесения минеральных удобрений и биоудобрения Омут на уровень поврежденности растений козлятника долгоносиками ситонами и апионами указывают на ряд особенностей.
В 1-й год жизни культуры на количество поврежденных растений и листьев внесение удобрений не оказало значимого влияния. В период прохождения растениями наиболее уязвимых фаз наблюдалась тенденция к снижению числа поврежденных растений и листьев в варианте с внесением Омута.
Следует отметить, что в целом в 2001г. в период прохождения фаз вегетации культуры, уязвимых к повреждению долгоносиками, у растений, растущих на фоне внесения Омута, процент поврежденных растений был меньше на 4,8-13,1% по сравнению с контролем, а доля поврежденных листьев была меньше на 2,5-33,5% чем в контроле (табл. 4.3.1, рис. 4.3.1, 4.3.2).
Подобная тенденция (некоторое снижение количества поврежденных растений) отмечена и на делянках, где вносились минеральные удобрения, хотя поврежденность листьев в уязвимый период вегетации растений незначительно увеличивалась и составила 81,3-105,1% от контроля (табл. 4.3.1).
В первый год повреждения характеризовались как слабые - съедено меньше четверти листовой пластинки в каждом случае повреждения (Методика полевых опытов с кормовыми культурами, 1971). Отмеченные незначительные повреждения не оказали влияния на урожай зеленой массы козлятника восточного, так как с ростом растений активно нарастала вегетативная масса, а поврежденность осталась на прежнем уровне.
Более четко особенности действия вносимых удобрений на динамику поврежденности растений проявились на 3-й год жизни растений, когда наблюдалась значительная поврежденность растений, вызванная питанием долгоносиков, в фазы отрастания - начало стеблевания (7-17 дни вегетации). В этот период доля поврежденных растений в зависимости от агрофона составила 62,0-47,7%, а доля поврежденных листьев - 99,8-87,7%. (табл. { 4.3.1., Приложение 2, табл. 2.3).
Ко 2-му и 3-му годам жизни козлятник восточный формирует от двух и более отпрысков корневищного типа. Они растут горизонтально в почве, а затем выходят на поверхность и образуют стебли. Благодаря этой способности к вегетативному размножению травостой козлятника загущается. На 3-й год жизни процесс активного отрастания растений совпал с прорастанием зимующих почек на корневых отпрысках, что привело к образованию дополнительных стеблей в посеве, еще до фазы кущения. На 17-ый день вегетации началось постепенное снижение процента поврежденных растений и листьев. К 27-му дню вегетации растения образовали до 3-х стеблей из почек на подземной части стебля, а также начали ветвиться, что значительно снизило количество поврежденных растений и листьев.
