Введение к работе
Актуальность проблемы и ее связь с научными программами.
Лен - стратегическая для России культура. Его возделыванием, переработкой и использованием в стране занято более 5 тысяч аграрных и промышленных предприятий. Льнопродукция - незаменимое сырье для текстильного, оборонного, лакокрасочного, строительного, технического, кожевенного, резинового, мыловаренного, фармацевтического, пищевого и других производств
Для успешного развития льноводства необходимо обеспечение надлежащего фитосанитарного состояния посевов, особенно важного в этой отрасли растениеводства Стратегия современной защиты растений базируется на фитосанитарной стабилизации агроэкосистем. Для достижения целей растениеводства в целом и льноводства в частности используются принципы интеграции (различных методов защиты растений) и системности (мер) фитосанитарного контроля возделывания сельскохозяйственных культур.
Фитосанитарная стабилизация льноводства способствует достижению его основополагающих показателей' наряду с ростом количества и качества урожая, обеспечение ресурсоэкономичности и природоохранной безопасности технологии возделывания льна.
Наши исследования выполнены в соответствии с научно-техническими программами ВНИИ льна по МСХ России (в частности, О СХ. 21) и по Россельхозакадемии (задание 12 08 "Разработать методические принципы и на их основе высокоэффективную систему защиты льна-долгунца"), а также с Федеральной целевой программой "Развитие льняного комплекса России".
Цель и главные задачи НИР. Цель работы - фитосанитарная стабилизация льноводства: научное обоснование, практическая разработка и эффективная реализация мер интегрированного контроля болезней, повреждений и засорений льна при уменьшении ранее допускаемого санитарно-гигиенического и природоохранного риска, с учетом биологических особенностей организмов и использования механизмов саморегуляции агроэкосистем, связанных с возделыванием льна.
В соответствии с поставленной целью решались следующие главные задачи.
Теоретический анализ, идентификация болезней, повреждений, засорений льна, систематическое обоснование мер фитосанитарной стабилизации льноводства.
Экспериментальные исследования крапчатости (озониоза) льна-диагностика болезни, определение вредоносности, культурально-
морфологических признаков, характера паразитизма, биологической специализации, путей распространения и сохранения ее патогена.
Оценка агротехнических мер профилактики крапчатости и другой патологии льна.
Совершенствование химических, электрофизических и биологических мер контроля болезней льна.
5 Обоснование и изучение химических и биологических мер уменьшения проявления повреждений льна фитофагами
Герболого-токсикологический подход к совершенствованию мер снижения засоренности посевов льна.
Поиск и реализация новых элементов интегрированного контроля болезней и повреждений льна.
8. Интеграция мер уменьшения проявления засорений и болезней льна.
9 Изучение фитотоксичности пестицидов для льна.
10. Оптимизация контроля засорений, болезней и повреждений льна при сочетании различных специальных мероприятий
Научная новизна результатов исследований.
Предложена классификация сходных по основным способам распространения и сохранения инфекции болезней льна, способствующая рационализации мер контроля сразу нескольких видов патологии.
Разработана интегрирующая и дифференцирующая классификация вредителей льна, с одной стороны, сопоставляющая представителей классов насекомые, паукообразные, нематоды и млекопитающие, а с другой -группирующая их по совпадающим срокам и местам вредоносности
Уточнены сведения: - о проявлении в посевах льна, как яровых, многих видов сорняков, являющихся по общей агробиологической классификации зимующими, - о традиционном распространении и об изменении за последние годы доли отдельных видов сорных растений в общей засоренности льна, - о непреднамеренном отборе сорняков, патогенов и вредителей в результате которого появляются формы организмов, приспособленные к современной технологии возделывания культуры.
Приоритетно исследована крапчатость (озониоз) льна, предложены новые сроки и шкалы учета болезни, разработаны методы инокуляции ею растений. Определены: вредоносность данной патологии, культурально-морфологические признаки, положение в системе живых организмов, характер паразитизма, биологическая специализация, пути распространения и сохранения ее патогена. Предложено авторское систематическое название изучаемого вида гриба' Ozonium vmogradovi Kudryavtsev.
Выявлено характерное для последних лет преимущественно наружное сосредоточение на семенах льна инфекции грибных болезней и значительное распространение бактериозов льна.
Установлено детальное строение ротовых органов главного вредителя культуры - блошки льняной (Aphthona euphorbiae Schr) Уточнен характер повреждений ею льна. Показаны параметры ее настоящих крыльев, схема и тип их иннервации. Многократно наблюдались и демонстрировались полеты этого насекомого. Представлено морфолого-энтомологическое описание вида.
Выполнены идентификация и фитопатологический анализ сегетальных растений, при обнаружении- - преобладания на некоторых полях ромашки обыкновенной (а не непахучей, как считали многие исследователи ранее); - проявления непосредственно в посевах льна головни и спорыньи пырея ползучего, душистой ржавчины бодяка щетинистого, белой ржавчины пастушьей сумки обыкновенной и восточной.
Изучен и разработан ряд агротехнических, химических, электрофизических и биологических мер контроля болезней льна; снижения уровня повреждений льна фитофагами
Выявлен герболого-токсикологический подход к разработке новых способов контроля засоренности посевов льна. Определены опытным путем пороги вредоносности сорняков, в частности, пырея ползучего
Изобретены: новый гербицид (ленок) и способы контроля засорений посевов сельскохозяйственных культур, защищенные патентом (№2125994).
Дано обоснование новых мер интегрированного контроля болезней и повреждений, засорений и болезней льна, пестицидоизбыточной патологии и других стрессов льна, оптимизации контроля засорений, болезней и повреждений льна при сочетании различных специальных мероприятий интегрированной фитосанитарной стабилизации возделывания льна-долгунца.
Разработана методика оценки и отбора растений льна по признаку устойчивости при проращивании семян в растворах с различным содержанием гербицидов и в почве на жестком гербицидном фоне.
Созданы трансгенные формы льна-долгунца с повышенной устойчивостью к сульфонилмочевинным гербицидам.
Проведена оценка с помощью путевого регрессионного анализа совместной вредоносности болезней, повреждений и засорений льна. Разработаны: - статистические модели и уравнения влияния на урожайность льнопродукции сорняков, патогенов и вредителей, - экономические пороги их вредоносности.
В полном факториальном эксперименте выявлена биологическая и экономическая эффективность сочетаний различных способов обработки семян и посевов льна биологическими и химическими препаратами
Предложена концепция фитосанитарной стабилизации льноводства, основанная на интеграции и системности мер, адекватных саморегуляции агроэкосистем, связанных с возделыванием льна.
Практическая значимость работы и освоение производством ее
результатов. Доказана высокая эффективность более 50 химических
пестицидов, более 15 биопрепаратов и защитно-стимулирующих составов естественного происхождения, изученных во ВНИИ льна и зарегистрированных по результатам наших испытаний в «Списке. разрешенных...». Специалистами по защите растений и льноводами практически используются предложенные нами шкалы и сроки учета проявления озониоза (крапчатости) льна, критерии вредоносности пырея ползучего и пороги целесообразности применения противозлаковых гербицидов.
В народном хозяйстве за 1981-2005 гг реализованы следующие разработанные с нашим участием элементы концепции фитосанитарной стабилизации льноводства
контроль болезней льна с помощью химических препаратов: витавакс 200, витавакс 200фф, витатиурам, фенорам, винцит, раксил, раксил т, витал, агросил, террасил, тебу-60, доспех - при обработке семян для посева на суммарной площади полей более 100 тыс. га,
дезинфекция и стимуляция семян альтернативным химическому
электрофизическим способом (электрическим полем, озоном и аэроионами)
для посева на 1,5 тыс. га;
обработка семян для оздоровления льна биопрепаратами, защитно-стимулирующими и иммунизирующими составами естественного происхождения: планриз, агат 25к, альбит, новосил, экост 1/3, эль 1 - на 45 тыс. га;
контроль повреждений льна фитофагами при опрыскивании посевов химическими инсектицидами: децис, маврик, каратэ, нурелл д, альфа-ципи, карбофос, ди-68 - более 100 тыс. га, - биоинсектицидом - битоксибациллин -5 тыс. га,
- снижение проявления болезней (антракноза, крапчатости и др.)
и повреждений льна (блошками) при инкрустировании семян
инсектофунгицидами, тагам, тагам ц, фурадан-комби, рапкол (позволившими
избегать опрыскивания полей инсектицидами) - на суммарной площади более 1
млн га,
- интегрированный контроль засорений и болезней льна при
опрыскивании посевов препаратами - ленок или кросс /по способам,
защищенным патентом № 2125994/, их композициями с агритоксом, линтаплантом, хвастоксом экстра, лонтрелом-300, агроном, биклоном, лорнетом, корректором, тарга-супер, таргет-супер, хантером и др. гербицидами, с борной кислотой, сернокислым цинком и др. микроудобрениями, с фундазолом и др. фунгицидами, с биопрепаратами, защитно-стимулирующими и иммунизирующими составами естественного происхождения (планриз, агат 25к, альбит, новосил, экост 1гф, эль 1) - в РФ, Беларуси и Украине - на полях общей площадью более 500 тыс. га;
- профилактика неинфекционной (в частности, пестицидоизбыточной) и
инфекционной патологии льна с помощью инкрустирования семян антидотно-
фунгицидными препаратами - копранг и копранг 15 м /который дополнительно
защищал всходы льна от повреждения фитофагами/ - около 1 тыс га;
- фитосанитарная оптимизация возделывания льна [при сочетании
обработки семян защитно-стимулирующим составом экост 1/3 (или эль 1,
новосил, альбит) с опрыскиванием посевов композициями препаратов в
сниженных нормах расхода - ленок+агритокс (или хвастокс экстра)+тарга супер
(или хантер)+экост 1гф (или эль 1, новосил, альбит)], обеспечившая:
- биологическую эффективность контроля болезней, повреждений и засорений
культурных растений на уровне 90%; - нетоксичность для обитающих в почве
микроорганизмов и дождевых червей; - хозяйственно-экономическую выгоду
по невысокой стоимости препаратов, по достоверной прибавке урожайности,
экономической и энергетической эффективности применения, в сравнении со
стандартными вариантами - на суммарной площади около 50 тыс га;
- интегрированная фитосанитарная стабилизация льноводства на основе
современной системы защиты льна от болезней, вредителей и сорняков,
- например, по Тверской обл. в 2003 г на площади возделывания культуры
25605 га с экономическим эффектом (в сравнении со стандартными
вариантами) +1400 руб./га в год.
Апробация результатов НИР. Основные результаты экспериментов доложены: - на заседаниях Научно-технического совета отдела земледелия, Ученого совета ВНИИЛ (1981-2006 гг.); - в процессе работы более 50 научно-практических съездов, совещаний, конференций, семинаров, в т.ч.: - на Первом и Втором Всероссийских съездах по защите растений (ВИЗР, 1995 и 2005 гг.); -на Первом, Втором и Третьем Всероссийских научно-производствешпах совещаниях по гербологии (ВНИИФ, 1995, 2000 и 2005 гг.); - на Всероссийских координационных совещаниях по защите растений (ВИЗР, 1997, 1999, 2001,2003 гг.); - в 1997 - на Четвертой, в 1999 - на Пятой и в 2001 гг. - на Шестой Международных конференциях 'Тегуляторы роста и развития растений .." (МСХА), - в 2001 г. - на Международной конференции "Защита
растений на рубеже XXI века" (Белорусский НИИЗР); - в 2002 г. - на Первом съезде микологов России (Национальная Академия Микологии России); - в 2003 г. - на Всероссийском совещании "Современные системы защиты растений от болезней..." (ВНИИФ), - на Международной конференции "Приемы повышения эффективности средств защиты растений" (Белорусская СХА), - на Всероссийской конференции "Защита растений 2003 .." (Российская СТАЗР); -в 2004 г. - на Международных конференциях: - "Биология - наука XXI века" (РАН, Пущинский ГУ), - "Дождевые черви..." (РАСХН, Владимирский НИИСХ), - "Достижения сельскохозяйственной науки - развитию агропромышленного комплекса" (Тверская ГСХА), - "Биологическая защита растений "(ВНИИБЗР), - "Химический метод защиты растений .."(ВИЗР); -в 2005 г. - "Актуальные проблемы аграрной науки и практики " (Тверская ГСХА), - в 2006 г. - "Научное обеспечение национального проекта «Развитие АПК»" (ТверскаяГСХА).
Публикация материалов диссертации. Общий список научных трудов автора по теме данной диссертации включает на начало 2007 г. 255 наименований. В открытой печати опубликовано 177 работ, изданных в РФ и за рубежом (персональные и в соавторстве). 156 из них посвящены принципиальным вопросам фитосанитарной стабилизации льноводства, в т ч -51 научная статья в рекомендованных ВАК журналах [«Защита и карантин растений», «Земледелие», «Агрохимия», «Лен и конопля», «Достижения науки и техники АПК», «АГРО XXI (альманах МСХ РФ)»]; - 5 статей в зарубежных изданиях [«Ахова раслін» и «Международный аграрный журнал» (Беларусь), «Natural Fibres» (Польша)]; - 3 выпуска систем защиты растений (1990,1999 и 2003 гг.); - рекомендации по инкрустированию семян льна (1991 г.); - 2 выпуска рекомендаций по применению гербицидов (1998 и 2001 гг.); - методические указания по испытанию инсектицидов (2004 г) и по мониторингу резистентности к пестицидам (2004 г); - рекомендации по «технологии производства высококачественной продукции льна-долгунца» (2004 г.); - 3 выпуска рекомендаций по «комплексной защите льна» (2004, 2005 и 2006 гг.); -методические указания по оценке эффективности и использованию сочетаний различных способов обработки семян и посевов (химическими и биологическими средствами), как новых элементов рациональной системы защиты льна от болезней, вредителей и сорняков (2006 г.); - монография по биопрепарату альбит (2006 г.). Получен патент на группу изобретений (№ 2125994)
Организация исследований, личный вклад автора. Работа проведена лично автором или при его непосредственном участии на протяжении 23 лет (1981-2003 гг) во Всесоюзном (с 1993 г. - Всероссийском)
научно-исследовательском институте льна (ВНИИЛ). В 1981-1992 гг. автор являлся ответственным исполнителем этапов НИР, а в 1993-2003 гг -руководителем темы и ответственным исполнителем исследований, в соответствии с тематическим планом ВНИИЛ Объем работы, выполненной лично автором, составляет более 100 опыто-лет
Руководителями и консультантами работы были: А.П. Журавлев, В Г. Воронова, А.М. Комаров, ФМ. Карпунин, В.Я. Тихомирова, А.П. Матюхин (ВНИИЛ), К В Новожилов, Т С Баталова, С.Л. Тютерев, М.К. Хохряков, В.И. Танский (ВИЗР), М.С. Дунин, К В. Попкова, Ю.М Отройков, В.А. Шкаликов, Ю.А. Захваткин, В.В Исаичев (МСХА), О Б. Натальина (Кубанский СХИ), М.В. Горленко (МГУ), В А. Захаренко (Россельхозакадемия)
Многие исследования автором выполнены совместно с Ю.Т Карпуниной, Т.В. Крыловой, Н.И. Лошаковой, Л.П. Кудрявцевой, Т.Н Лавровой, Н.Г. Пчелкиной, Е А. Труш, С А. Михайлиной, Л.М Вершининой-Захаровой, А.В Поляковым, О Ф. Чикризовой, Л.А. Страховой, Г.Н Морозовой, Л.А. Зайцевой, А.А. Дмитриевым, Л.И. Петровой, О.Ю. Сорокиной, Н.Н. Кузьменко, Т.П Сухопаловой, ГН Матюхиной (ВНИИЛ), Т.Г. Леоновой, А.В. Бабаковым (ВНИИСХ биотехнологии), Т.А. Давыдкиной (БИН АН СССР), Р.А Богоявленской (Институт садоводства нечерноземной зоны), К К. Лопуховым (ЭКИ продовольственного машиностроения), Н.Л Познанской, Н.С Кольцовым, Л.Д Погорелой, В.И Абиленцевым (ВНИИХСЗР), К.В Мочалкиной, Ю.Я. Спиридоновым, М С Раскиным (ВНИИФ), М.М Яниной, В.Ф. Плотниковым (Россельхозакадемия), К.М. Злотниковым, Т.П. Винокуровой (НПФ "БИО-БиЗ"), А.К. Злотниковым (НПФ "Альбит"), В Г. Островским (Центральное научно-конструкторское бюро), АЕ. Родионовой (Тверская СХА), А.А Каликинским, С.Ф. Ходянковой (Белорусская СХА), А.Ф. Мугниевым («Сумитомо Корпорэйшн»), Чжан Цзюймей (Академия наук провинции Хэйлунцзян Китая) и многими другими.
Выражаю глубокую признательность всем, с кем посчастливилось вместе работать, чьи пожелания стараюсь учесть по мере возможности
Защищаемые положения. На защиту выносится решение важной народнохозяйственной проблемы - снижение ранее допускаемого уровня потерь урожайности и качества сельскохозяйственной продукции в связи с болезнями, повреждениями и засорениями культурных растений при их интегрированном контроле, уменьшении степени гигиенического и природоохранного риска - за счет реализации разработанных с участием автора мер фитосанитарной стабилизации льноводства, при учете биологических особенностей организмов и использовании механизмов саморегуляции агроэкосистем, связанных с возделыванием льна
Кроме того, защищаются решения научных (агробиологических) задач: - выявление особенностей ранее малоизученных болезней льна (крапчатости и др.), его повреждений фитофагами (в первую очередь блошкой льняной) и засорений нежелательными растениями (в особенности пораженными болезнями); - обоснование концепции фитосанитарной стабилизации льноводства.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 12 теоретических и экспериментальных глав, заключения, общих выводов, предложений работникам производства и науки, списка цитируемой литературы, включающего 650 наименований, в том числе 161 на иностранных языках. Работа изложена на 496 страницах машинописного текста, проиллюстрирована 92 таблицами, 30 рисунками, 23 приложениями.