Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Общая характеристика работы 7
Глава 2. Обзор литературы 11
2.1. Биологические особенности пшеницы 11
2.2. Фитосанитарное состояние агроэкосистем Российской Федерации и пути его улучшения в современных условиях 17
Глава 3. Условия, объекты и методика исследований 31
3.1. Биоклиматический потенциал района исследований 31
3.1.1. Почвенные условия 34
3.1.2. Климатические условия Одинцовского района Московской области 39
3.2. Объекты исследований 45
3.2.1. Сорта озимой пшеницы 45
3.2.2. Вредители озимой пшеницы 47
3.2.3. Болезни озимой пшеницы 53
3.2.4. Видовой состав сорных растений в посевах озимой пшеницы 58
3.3. Технология возделывания озимой пшеницы в Московской области 60
3.4. Методика исследований 63
3.4.1. Цели и задачи исследований 63
3.4.2. Методика исследований 64
Глава 4. Результаты исследований 75
4.1 .Выживаемость, рост и развитие растений озимой пшеницы 75
4.2.Болезни озимой пшеницы 82
4.3. Влияние сроков посева на фитосанитарное состояние посевов озимой пшеницы 91
4.3.1.Болезни 91
4.3.2 .Вредители 93
4.4. Влияние норм высева на фитосанитарное состояние посевов озимой пшеницы 95
4.5. Фитосанитарное состояние посевов озимой пшеницы при разных технологиях возделывания 103
4.6 Фитосанитарное состояние посевов озимой пшеницы при разных системах защиты озимой пшеницы 111
Заключение 122
Выводы 124
Предложения производству 128
Список литературы 129
Приложение 144
- Фитосанитарное состояние агроэкосистем Российской Федерации и пути его улучшения в современных условиях
- Климатические условия Одинцовского района Московской области
- Технология возделывания озимой пшеницы в Московской области
- Влияние сроков посева на фитосанитарное состояние посевов озимой пшеницы
Введение к работе
По данным экспертов ООН за последнее тысячелетие население Земли возросло в 18 раз. И если для первого удвоения его численности в этот период потребовалось 600 лет, то для второго - 230, а для последнего - менее 38 лет. В XXI век земляне вступили с численностью населения 6 млрд. человек. При таком быстром росте народонаселения его потребности стали существенно опережать производство сельскохозяйственной продукции. Особенно резко этот разрыв отмечается в развивающихся странах, где проживает две трети населения Земли, а сельскохозяйственной продукции производится только 38%. В таких условиях стала очевидной срочная необходимость повышения продуктивности растений и снижения затрат искусственной энергии на производство единицы продукции. В середине XX столетия мировое сообщество предприняло энергичные меры в этом направлении. Комплекс мероприятий, осуществленный с целью резкого увеличения производства сельскохозяйственной продукции, и, прежде всего зерна, дал весьма положительные результаты, что позволило на время снять угрозу расширения зоны голода. Урожайность зерновых культур варьирует по регионам мира. Более высокой продуктивностью отличаются страны Западной Европы, США и Китая, где этот показатель превышает 4,0 т/га. Контрастно выглядит урожайность зернового поля в России и Казахстане, где она соответственно составляет 2,0 и 1,0 т/га. Это свидетельствует о потенциале дальнейшего увеличения производства зерна за счет активной интенсификации зернового хозяйства в регионах с низким уровнем урожайности зерновых культур (Алтухов, 2000).
В развивающихся странах, занимающих большую часть зоны тропиков и субтропиков под зерновыми культурами находится более 60% от всех их посевов (426 млн. га), основные площади отведены под рис (33%), пшеницу (29%) и кукурузу (19%). Однако общий сбор зерна хлебных злаков здесь не превышает 55% от мирового. Он лимитирован низкой урожайностью — 1,9-2,2 т/га, уровень которой значительно ниже по сравнению с экономически
развитыми странами (2,6-3,1 т/га). Статистический анализ показывает, что в развивающихся странах за последние 20 лет произошел значительный рост производства зерна. Однако он оказался недостаточным для удовлетворения спроса растущего населения. Для удовлетворения потребности населения на основные продукты питания необходимо значительное увеличение темпов производства продукции зерновых культур за счет использования современных технологий возделывания высокоурожайных сортов.
Ключевой проблемой в сельском хозяйстве Российской Федерации и стран Содружества по-прежнему остается производство зерна для обеспечения жизнедеятельности человека хлебом, макаронными изделиями, а животноводства комбикормами. Потребность Российской Федерации в зерне составляет 130-140 млн. т, однако фактическое производство его варьирует в пределах 69,3 млн. т (1996) — 85,2 млн. т (2001 г). Среднегодовое потребление хлеба и хлебопродуктов на душу населения в РФ практически не изменяется в последние годы и составляет 118 кг.
Резкое неоправданное повышение цен на удобрения, средства защиты растений, сельскохозяйственные машины и орудия, демпинговые цены на ввозимое из США и западной Европы, в большинстве случаев, некачественное зерно, и т.д., привело к сокращению посевных площадей и снижению урожайности зерновых культур. Это в свою очередь, обусловило сокращение поголовья скота и птицы, и как следствие дороговизне основных продуктов питания населения — мяса, молока и продуктов их переработки.
Такое положение с блоком химизации в сельском хозяйстве сводит на
нет интенсивные технологии возделывания продовольственных и
технических культур, ведет к снижению объемов сельскохозяйственного
производства и рентабельности хозяйств. Фитосанитарное состояние посевов
зерновых культур в Нечерноземной зоне Российской Федерации в настоящее
время в значительной степени зависит от параметров применяемых
технологий их возделывания. С учетом современного невысокого уровня
состояния сельскохозяйственного производства контроль за
фитосанитарным состоянием посевов зерновых культур представляет собой важную задачу в деле эффективного повышения его производительности. При этом важно определить факторы современного влияния на улучшение фитосанитарного состояния посевов зерновых культур при высоких требованиях к их продуктивности и наименьших экономических затратах.
Повышение урожайности озимой пшеницы, площади посевов которой в Московской области достигают более 110 тыс. га, представляет собой очень важную задачу в решении продовольственной проблемы региона.
Диссертационная работа выполнена в соответствии с планом научных исследований Российского университета дружбы народов, по заданию 0.3.0. Земледелие, Hi 11 0.51.05 номер Государственной регистрации 01.86.0.08365 на 1995 - 2000 гг. «Разработка и внедрение прогрессивных технологий защиты растений от вредителей, болезней и сорняков, обеспечивающих получение гарантированных урожаев в районах Российской Федерации и др. регионах мира» и научно — технической программы отделов защиты растений и земледелия НИИСХ ЦРНЗ - шифр 01.02.01.Н: 051.01 -земледелие, номер Государственной регистрации 01.8220444744. «Разработать и внедрить зональные системы земледелия, обеспечивающие повышение продуктивности и охрану сельскохозяйственных угодий, более эффективное использование почвенно-климатических ресурсов и средств интенсификации земледелия».
Фактической основой для написания диссертации послужили материалы исследований, проведенных в 2000 - 2003 годах на опытных полях НПО «Подмосковье» НИИСХ ЦРНЗ.
Пользуясь случаем, автор выражает искреннюю благодарность за всестороннюю помощь при выполнении исследований сотрудникам отдела зашиты растений НИИСХ ЦРНЗ, и прежде всего моему научному руководителю доктору сельскохозяйственных наук Петру Михайловичу Политыко за практическую помощь при проведении исследований и оформлении диссертационной работы, а также кандидату
б сельскохозяйственных наук доценту Никифорову Петру Митрофановичу за практическую помощь при проведении исследований и оформлении диссертационной работы.
Фитосанитарное состояние агроэкосистем Российской Федерации и пути его улучшения в современных условиях
Кризис в аграрном секторе России в конце XX - начале XXI века оказал существенное влияние на изменение землепользования и культуру земледелия в России. При сохранившихся общих объемах природных ресурсов (195,2 млн. га сельскохозяйственных угодий, 121,6 млн. га пашни 1,8 млн. га многолетних насаждений) и трудовых ресурсов (около 145 млн. чел. населения, в том числе 39,5 млн. чел. сельского населения по данным на 2002 г.) этот кризис вызвал резкое ухудшение использования земельных ресурсов, снижение продуктивности агроэкосистем (Сельское хозяйство России, 2002г.).
Существенное падение уровня материально-технической базы и энергетических ресурсов для своевременного проведения сельскохозяйственных работ уже привел к созданию неблагоприятных условий для выращивания сельскохозяйственных культур на больших площадях ранее освоенной пашни. При этом наблюдается постоянный вывод из сельскохозяйственного оборота и перевод в разряд ненужных (бросовых) для сельского хозяйства земель более 30 млн. га ранее высокопродуктивных агроценозов. Фитосанитарное состояние этих земель требует внимательного и эффективного отношения к проблеме современных технологий сельскохозяйственного производства и получения необходимых высоких урожаев большинства сельскохозяйственных культур. Оценка существующего фитосанитарного состояния посевов сельскохозяйственных культур с учетом современных технологий сельскохозяйственного производства и определение наиболее эффективных направлений борьбы с болезнями» вредителями и сорными растениями путем сочетания традиционных и современных методов является главной задачей специалистов и ученых для повышения эффективности сельскохозяйственного производства.
При прогнозировании возможных тенденций изменения фитосанитарного состояния сельскохозяйственных угодий в настоящее время используются методы оценки на основе данных сплошных обследований различных государственных служб защиты растений всех посевов сельскохозяйственных культур с учетом результатов научных исследований, проведенных учреждениями Российской Академии Сельскохозяйственных наук. Существенные изменения в современных технологиях возделывания зерновых культур вызывают необходимость проведения корректив в определении систем борьбы с вредителями, болезнями и сорняками.
Используются как традиционные методы борьбы с болезнями, вредителями и сорными растениями в посевах сельскохозяйственных культур, так и современные методы как наиболее эффективной борьбы. При производстве зерна ущерб, наносимый вредителями, болезнями и сорными растениями, достигает огромных размеров. Массовое распространение некоторых вредителей способствует снижению урожайности пшеницы примерно на 18-20% от потенциальной мировой (Морару, 1988).
Недобор урожая озимой пшеницы в целом по России из-за повреждения вредителями и болезнями в отдельные годы превышает 10-15% валового сбора. По неполным данным только от заболеваний ржавчиной ежегодный недобор урожая зерна озимой пшеницы по России составляет около 5% (Пруцков, 1976; Губанов, Иванов, 1983 (цитируется по Политыко, 1998); Морару, 1988; Захаренко, 1997). При поражении грибными болезнями урожайность пшеницы в мире снижается примерно на 18-20% от потенциальной. Кроме того, посевы, подверженные воздействию болезней и вредителей, дают зерно с более низкими товарными и семенными качествами. Спад развития экономики России за последние десятилетия вызвал катастрофические изменения снижения уровня земледелия. Потери в растениеводстве России от болезней, вредителей и сорных растений составляют в последние десятилетия около 100 млн. тонн зерновых единиц, что составляет 44% от валового сбора продукции растениеводства, составляющей 225,5 млн. т. зерновых единиц (Скрябин, Стародубцев, 2001; Захаренко В.А., Захаренко А.В., 2001).
Система борьбы с вредителями, болезнями и сорными растениями зерновых культур включает в себя комплекс карантинных, агротехнических, биологических и химических мероприятий. При этом ведущее место по своим техническим, экономическим показателям, универсальности, возможности полной механизации всех процессов применения занимает химический метод. Анализ литературных данных показывает, что применение пестицидов в настоящее время позволяет существенно повысить урожайность сельскохозяйственных культур и решить многие проблемы продовольственной обеспеченности в различных почвенно-климатических зонах мира. (Политыко, 1998).
В мировом сельскохозяйственном производстве в 1960 году стоимость пестицидов составляла 580 млн. дол., в 1970 году - 2700 млн. дол., в 1980 г. - 11600 млн. дол., в 1990 г. - 26400 млн. дол., а к 1996 г. общая потребность в средствах защиты растений достигла в стоимостном выражении 26475 млн. дол. (Голыпшн, 1983; Черкасова, 1983; Фадеев, Новожилов, 1984; Мельников, Мартыненко, 1994; цитируется по Политыко, 1998). Доля препаратов для борьбы с вредителями в мировой потребности пестицидов составляла примерно 2335 млн. дол. в 1970 г., 10530 млн. дол. в 1980 г., 24476 млн. дол. в 1990 г.
Климатические условия Одинцовского района Московской области
Климат Московской области, хотя и заметно различается в разных местностях ее обширной территории, имеет ряд общих особенностей, существенных для водно-теплового режима почв. Климат характеризуется теплым летом, умеренно холодной зимой с устойчивым снежным покровом и хорошо выраженными переходными сезонами (таблица 3, рис.1). По агроклиматическим показателям район исследований с умеренно-континентальным климатом. По данным агрометеостанции "Немчиновка" среднегодовая температура воздуха составляет +3,4С. Наиболее жаркими месяцами являются июль - август (+17,5 С) с максимумом +26,3 С. Самым холодным месяцем года является январь, со среднесуточной температурой воздуха -10,6С. Минимум - (-26,7С). Средняя многолетняя сумма температур выше 10С составляет 1900-2100С с продолжительностью периода с температурой больше 10еС - 135 дней в году. Первые заморозки отмечаются 20-30 октября, последние - в середине мая. Продолжительность безморозного периода 170-185 дней. Снежный покров ложится в конце октября - начале ноября, а сход снега начинается в конце марта. Устойчивый снежный покров сохраняется 120-135 дней. Высота его достигает 32 см. Средняя глубина промерзания почвы не более 74 см. Среднегодовое количество осадков по многолетним данным (табл.3) колеблется от 550 до 650 мм, за период вегетации 235-245 мм. Распределение осадков неравномерное, максимум в летние месяцы (июль-август). Осень 2000 года была благоприятна для посева озимых, в июле-августе выпало осадков в пределах нормы, температура была несколько выше нормы. Посев в конце августа провели во влажную, хорошо подготовленную почву, всходы были дружными. Условия для появления всходов озимых культур были благоприятными. Погода сентября и октября была тёплой, поэтому растения вегетировали хорошо. Начало кущения отмечено в первой декаде сентября, растения дали по 3-4 побега. В сентябре-октябре осадков было ниже нормы, но озимые к уходу в зиму в конце ноября хорошо развились, накопили до 17-20% Сахаров в наземной массе.
В начале ноября отмечено прекращение вегетации. Растения озимых культур ушли в зиму с развитой корневой системой, имея 16-20 % Сахаров. Постепенное понижение температуры воздуха и почвы в ноябре способствовало прохождению закалки, что повысило зимостойкость озимой пшеницы. Зима была мягкой и многоснежной. Температура воздуха декабря была на 4,6, в январе на 5,6 , в феврале - на 1,9, в марте -на 1,3 выше нормы. Осадков выпало за декабрь - март 160 % нормы, мощность снежного покрова к концу зимы достигла 60 см при норме 34 см. Снег лёг на талую почву, которая в течение зимнего периода практически не промерзала. Это определило выпревание посевов и развитие снежной плесени, что нанесло существенный ущерб посевам и вызвало значительный выпад озимых растений. Повышенный температурный режим на глубине узла кущения способствовал увеличению расхода питательных веществ (сахаров) растений, в результате озимая пшеница вышла из зимовки несколько ослабленной. Возобновление вегетации отмечено 8 апреля 2001. Апрель был теплым, с недобором осадков, но в мае выпало почти три нормы осадков. Температура во второй и третьей декадах снизилась на 4-5 против нормы.
Посевы слабо развивались из-за холодов и переувлажнения почвы. Содержание нитратов составляло в слое 0-20 см в мае 7-8 мг/кг, в июне 8-9 мг/кг при влажности почвы 22,4 %. Июнь был благоприятным, а июль сухим и жарким. Осадков в июле выпало всего 35% нормы, а температура воздуха превысила среднемноголетнюю на 4-6. Уборка зерновых прошла в конце июля-первой декаде августа, а уровень урожайности был средний 25-35 ц/га на высоком агрофоне, а на пониженном 20-25 ц/га. Осень 2001 года была благоприятной как по температурным условиям, так и по количеству выпавших осадков. Весенний период характеризовался более высокими температурами воздуха и меньшим количеством выпавших осадков по сравнению со среднемноголетними. Температура воздуха в апреле составила 7.1 С (среднемноголетняя 4.3С), в мае — 13.9С (среднемноголетняя 12.2С), а количество выпавших в этот период осадков соответственно составило 18.4 мм в апреле (среднемноголетняя 36.0 мм) и 18.0 мм в мае (среднемноголетняя 52.0 мм). Лето было жарким и с меньшим количеством выпавших осадков по сравнению со среднемноголетними данными. Это отрицательно сказалось на особенностях формирования урожая зерна озимой пшеницы. Осень 2002 года была неблагоприятной для посева озимых. В июне -августе выпало мало осадков (13,2 и 27,9 мм.), температура воздуха была выше нормы (22,8 и 17,4С). Посев был проведен в конце августа - начале сентября в иссушенную, плохо подготовленную почву. Всходы озимых были поздними и неравномерными. В сентябре - октябре осадков выпало в пределах нормы (75,1 и 127,9 мм.), однако к уходу в зиму озимые развились слабо, имели всего 1-2 листа.
Технология возделывания озимой пшеницы в Московской области
Технологии возделывания озимой пшеницы в Центральном районе Нечерноземной зоны Российской Федерации являются составной частью системы земледелия данной зоны и только при полном их освоении возможно получение запланированной урожайности при эффективной системе защиты растений. Данные технологии разработаны по результатам научных исследований, проведенных в конкретных почвенно-климатических условиях территории землепользования на основе современных требований. После уборки многолетних трав (15-20 июля) поле обрабатывали в двух направлениях тяжелой дисковой бороной БДТ — 3,0, в агрегате с трактором ДТ-75 на глубину 10-12 см для размельчения верхней части стержнекорня, где расположены почки возобновления клевера, что лишает жизнеспособности дернину и возможности прорастать в посевах озимой пшеницы. Спустя 7-Ю дней, по мере появления всходов сорных растений, проводили вспашку плугом с предплужниками на глубину 20-22 см (ПН - 4 -35 ) в агрегате с трактором ДТ-75. Для уменьшения потери влаги из почвы за счет конвекционного тока и уменьшения глыбистой поверхности (почва после многолетних трав сильно засыхает) почву прикатывают кольчато — шпоровым катком. Предпосевная обработка почвы проводилась в день посева озимой пшеницы комбинированным агрегатом РВК - 3,6 на глубину 5-6 см.
Перечень проводимых агротехнических мероприятий на опытных участках за годы исследований представлены в таблице За, 4. Повышение урожайности озимой пшеницы до 4,5-5,0 т/га является задачей агропромышленного комплекса Российской Федерации, чтобы ежегодно, стабильно получать валовой сбор 110-120 млн. тонн зерна. Это позволит обеспечить население России хлебом, а животноводство комбикормами. Но фитосанитарное состояние посевов зерновых колосовых становится наравне с неблагоприятными погодными условиями (частой засушливостью в период формирования зерна в июне-июле}-лимитирующим фактором получения высоких урожаев зерна озимой пшеницы с хорошими хлебопекарными свойствами. Целью настоящего исследования является изучение комплекса вредных организмов у растений интенсивных сортов озимой пшеницы (Заря, Инна и Памяти Федина), различающихся по устойчивости к болезням, возделываемых на разных уровнях минерального питания и систем защиты от вредных организмов, и обоснование оптимизации системы защитных мероприятий. В рамках проблемы предусматривалось решение следующих задач: -выявить наиболее распространенные болезни и вредителей озимой пшеницы изучаемых интенсивных сортов в условиях агроклиматической зоны Московской области; - - установить состав доминирующих патологических комплексов; -изучить уровень устойчивости к болезням интенсивных сортов озимой пшеницы Заря, Инна и Памяти Федина; -изучить роль сорных растений в посевах озимой пшеницы как растений-хозяев возбудителей болезней культуры; -определить роль пестицидов при разных уровнях интенсификации возделывания озимой пшеницы.
Полевые опыты закладывали в соответствии с методикой для опытных учреждений Нечерноземной зоны. Площадь делянки 190м2, учетная — 100 м2. Защитные полосы между делянками составляли 2 м, расположение делянок рендомизированное. Площадь мелкоделяночных опытов — 10 м2. Повторность в опытах - 4-х кратная. В опытах изучалось фитосанитарное состояние посевов озимой пшеницы в зависимости от сроков, норм посева и технологии возделывания (табл. 5).
Влияние сроков посева на фитосанитарное состояние посевов озимой пшеницы
Основными болезнями зерновых культур являются снежная плесень, ржавчина, мучнистая роса, корневые гнили, пятнистости, септориоз и др. Возделывание районированных сортов, в меньшей степени подверженных неблагоприятным факторам среды, способствует снижению развития многих из этих заболеваний.
Важное значение при этом имеют применяемые технологии и отдельные параметры этих технологий. Сроки сева в условиях Московской области при неблагоприятных осенних погодных условиях оказывают определяющее влияние на всхожесть и перезимовку растений озимой пшеницы. Как показали полученные в наших исследованиях данные по развитию болезней растений озимой пшеницы в зависимости от сроков сева (табл.19), ранние и умеренно-ранние сроки, как правило, приводят к более интенсивному развитию корневых гнилей - 2,5 8,6% и 1,2-8,2% у сорта Заря; 2,8-11,3% - у сорта Инна; 3,7-11,8% - у сорта Памяти Федина. Поздние сроки сева (3.09-5.09) также способствуют большему развитию корневых гнилей. Оптимальным сроком сева для меньшего развития корневых гнилей оказался срок 22.08-25.08. Мучнистая роса и ржавчина развивались во все сроки посева незначительно (0,1-0,6%). Определение потерь урожая от грибных болезней, изучаемых сортов озимой пшеницы при разных сроках сева за три года показало (табл. 20), что при ранних сроках (5.08-8.08) у сорта Зари они составили в среднем 27,7%, у сорта Инна - 25,9% и у сорта Памяти Федина - 31,3%. Высокими оставались потери урожая и при умеренно-ранних сроках сева (15.08-17.08) - 26,5; 24,8 и 30,1%. Поздние сроки сева (3.09-5.09) также приводили к потери урожая от грибных болезней на уровне 24,6% (сорт Инна) — 28,3% (сорт Памяти Федина). Наиболее низкие потери урожая отмечены в варианте оптимального срока сева (22.08- 26.08) - 20,2-26,6%. В зависимости от сроков сева изменялось качество семян озимой пшеницы (табл. 21).
Развитие септориоза, фузариоза и гельминтоспориоза было наибольшим при поздних сроках сева (3.09-5.09) у всех трех изучаемых сортов. При этом развитие септориоза составляло 24,3; 25,2 и 27,6%; фузариоза - 33,6; 33,4; и 33,2% и гельминтоспориоза - 14,7; 15,2; 15,8% соответственно у сорта Заря, Инна и Памяти Федина. При ранних сроках сева (5.08-8.08) развитие болезней на семенах озимой пшеницы составляло: септориоза: 5,3; 6,8; и 6,2%, фузариоза: 15.6; 16,3; и 16,6% :гельминтоспориоза: 9,8; 10,2; и 10,8%. Самые низкие показатели развития болезней были отмечены в варианте с оптимальными сроками сева (22.08-25.08). Следовательно, оптимальное фитосанитарное состояние посевов озимой пшеницы в условиях Московской области можно поддерживать посевом в период 22.08-26.08. 4.3.2. Вредители. Изучение сроков сева озимой пшеницы для оценки вредоносности вредителей показало, что существует определенная зависимость между сроками сева и распространенностью вредителей в посевах озимой пшеницы в условиях Московской области (табл. 22).
