Содержание к диссертации
Введение
История развития, современные проблемы и перспективы химического метода защиты растений (обзор литературы) !3
Агроэкономические нормативы применения пестицидов 49
Условия, объекты, материалы и методы исследований 69
1 Почвенно-климатические условия 69
2. Характеристика объектов, материалы и методы исследований 84
Результаты исследований 90
Проблемы защиты сельскохозяйственных растений в Дагестане 90
1- Фитосанитарная обстановка на посевах сельскохозяйственных культур в Дагестане 90
Экологические проблемы применения химических средств защиты в разных почвенно-климатических зонах Дагестана 117
Организация защитных мероприятий в республике 147
Факторы, определяющие поведение пестицидов в элементах агробиоценозов 158
Скорость разложения инсектицидов в овощных и полевых культурах 158
Динамика разложения препаратов в урожае винограда 163
Динамика разложения пестицидов в урожае яблок 194
Совершенствование системы защиты многолетних насаждений в Дагестане 202
Оптимизация систем защиты в виноградников от комплекса вредных членистоногих 202
1 Филлоксера 203
2. Гроздевая листовертка 208
3. Обыкновенный паутинный клещ 213
4. Виноградная подушечница 215
Биологическая эффективность фунгицидов для защиты виноградных насаждений от болезней 218
Влияние применения регуляторов роста растений и микроудобрений на эффективность защитных мероприятий на виноградных насаждениях 233
Сидераты как фактор снижения содержания пестицидов в почве виноградных насаждений 238
Усовершенствованная система защиты виноградников от комплекса вредных объектов 244
Оптимизация защиты плодовых культур от комплекса вредных членистоногих 251
1 Парша и мучнистая роса 253
2. Яблонная плодожорка 254
3. Калифорнийская щитовка 258
4. Восточная плодожорка 263
5. Плодовые клещи 268
Возможность снижения токсической нагрузки на агроценозы многолетних насаждений 281
Практические рекомендации 304
Список основных работ, опубликованных по теме
диссертации 305
Список использованной литературы 306
Приложения 342
- Характеристика объектов, материалы и методы исследований
- Гроздевая листовертка
- Виноградная подушечница
- Яблонная плодожорка
Введение к работе
Актуальность темы. В Республике Дагестан виноградники и плодовые насаждения являются ведущими культурами. В настоящее время занятая площадь под виноградниками составляет 22,5 тыс. га, плодовых насаждений -24,4 тыс. га, валовой сбор ягод ПО тыс. тонн, валовой сбор плодов - 44,1 тыс. тонн. Однако потребность республики в ценнейших продуктах питания не удовлетворяется более чем на 30%. В связи с тем, что площади плодоносящих насаждений не увеличиваются, основной задачей остается повышение урожайности.
Одной из причин низкой урожайности плодовых культур и виноградной лозы в последние два десятилетия являются существенные нарушения технологии их возделывания и не отвечающие современным требованиям системы защитных мероприятий, что приводит к развитию многочисленных вредоносных объектов. Существующие в настоящее время в республике системы защиты многолетних насаждений базируются в основном на использовании ограниченного по химическому составу числа пестицидов, интенсивное применение которых приводит к ряду нежелательных санитарно-гигиенических и экологических последствий, в частности, загрязнению почвы агробиоценозов и получаемой продукции токсическими остатками. Поэтому, актуальной остается задача совершенствования систем защиты многолетних насаждений от комплекса вредителей и основных болезней.
Современная защита растений развивается по пути интеграции различных методов и средств в единую систему с целью более полного управления комплексами фитофагов и возбудителей болезней агроценозов. Наряду с обеспечением достаточно высокой биологической и экономической эффективности важнейшим требованием, предъявляемым к фитосанитарным мероприятиям, является их экологическая безопасность. В связи с этим интеграция средств защиты растений в таких системах должна способствовать значительному снижению пестицидной нагрузки на защищаемые культуры при увеличении продуктивности защищаемых растений. В масштабах республики это должно привести к улучшению экономических показателей растениеводства и оздоровлению окружающей среды.
Цель и задачи исследований. Целью исследований являлась оптимизация применения пестицидов в системах защиты многолетних насаждений в Республике Дагестан, способствующая получению высококачественной продукции и снижению загрязнения почв агробиоценозов токсическими веществами.
Задачи исследований:
провести экотоксикологическое районирование основных зон возделывания сельскохозяйственных культур по степени загрязненности пестицидами;
оценить степень экотоксикологической опасности применяемых в республике пестицидов на различных сельскохозяйственных культурах;
изучить поведение пестицидов в объектах агробиоценозов и выявить факторы, определяющие процесс их деградации в разных агроклиматических зонах возделывания многолетних насаждений;
разработать методы и приемы оптимизации регламентов применения пестицидов для экологизации систем защиты многолетних насаждений;
определить эффективность разработанных приемов использования пестицидов в борьбе в основными вредителями и болезнями многолетних насаждений в республике;
усовершенствовать системы защиты многолетних насаждений в республике для реабилитации загрязненных территорий.
Научная новизна:
полученные результаты экотоксикологического мониторинга позволили ранжировать сельскохозяйственную территорию республики на 3 зоны по степени пестицидной нагрузки: сильно загрязненная равнинная - до 8 кг пестицидов на га, средне загрязненная горная - до 6 кг пестицидов на га, загрязненная предгорная - до 5 кг пестицидов на га; определены ведущие факторы, влияющие на величину пестицидной нагрузки в агроценозах указанных зон (агротехнические, фитосанитарные и др.);
установлено, что одним из определяющих факторов деградации пестицидов в почве и продукции наряду с погодными условиями и содержанием в ней гумуса, является степень ее загрязненности фоновыми пестицидами;
впервые получена корреляционная зависимость норм расхода пестицидов от площади листовой поверхности многолетних насаждений и показана возможность снижения норм их расхода без потери биологической эффективности, рекомендована формула расчета этой зависимости, разработан фитопланиметр для измерения площади листовой поверхности яблони и виноградной лозы;
впервые в республике показана роль сидератов как фактора ускорения деградации пестицидов в междурядьях посадок виноградной лозы и реабилитации почв, а также микроудобрений в снижении токсических остатков в продукции;
впервые в республике проведена экотоксикологическая оценка пестицидов, применяемых для защиты многолетних насаждений от вредных организмов и отобраны наименее опасные препараты для интегрированных систем защиты от вредителей и болезней;
впервые изучена биология нового для Северокавказского региона вредителя виноградной лозы - виноградной подушечницы и показана возможность совместного применения криптолемуса с диметоатом в борьбе с ней.
Практическая ценность работы:
с учетом региональных условий внесены коррективы в регламенты применения ряда инсектицидов и фунгицидов при обработке многолетних насаждений от вредителей и болезней (арриво, фастак, каратэ, инсегар, цинеб, альто, тиовит джет, импакт, топаз, байлетон);
для системы интегрированной защиты виноградной лозы от комплекса вредителей и болезней разработана и рекомендована технология совместного применения Би 58Н и криптолемуса, обеспечивающая снижение пестицидной нагрузки на агробиоценоз;
производству рекомендованы экологически малоопасные и энергосберегающие системы интегрированной защиты виноградной лозы и плодовых куль-
тур от комплекса вредителей и болезней, утвержденные НТС Министерства сельского хозяйства республики;
- для контроля за применением и состоянием хранения пестицидов и удоб
рений в складских помещениях на основании выполненных исследований вне
сены коррективы в «Рекомендации по применению, хранению химических
средств защиты растений», изданные Россельхознадзором республики Дагестан
(2004 г.).
Апробация работы Основные материалы диссертации доложены на международных (Египет, 2004; Италия, 2004) и всероссийских конференциях (Анапа, 20004, 2005; Екатеринбург, 2004; Пенза,2004; Ставрополь, 2004; Махачкала, 2005, 2006, 2007; Екатеринбург, 2005; п. Персиановский, 2005; Краснодар, 2005,
и др.).
Материалы диссертационной работы использованы в лекционных курсах для студентов агрономического факультета Дагестанской государственной сельскохозяйственной академии.
Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 106 научных работ, в том числе 13 статей в изданиях, рекомендованных Перечнем ВАК РФ для публикации материалов докторских диссертаций, 1 монография, 3 научно-практические рекомендации, утвержденные НТС МСХ Республики Дагестан, 7 научно-методических учебных пособий, принятые Учебно-методическим объединением вузов по агрономическому образованию и Минсельхозом РФ.
Основные положения, выносимые на защиту:
система экотоксикологического мониторинга поведения пестицидов в объектах агробиоценозов как составляющая часть природоохранных и ресурсосберегающих систем защиты многолетних насаждений в Республике Дагестан;
экологически малоопасные и энергосберегающие регламенты применения пестицидов в интегрированной защите виноградной лозы и яблони от комплекса вредителей и болезней, обеспечивающие снижение токсической нагрузки и высокий экономический эффект;
реабилитационная способность почв под многолетними насаждениями республики при использовании оптимизированных блоков применения пестицидов в интегрированных системах защиты от комплекса вредных организмов.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изложена на 358 страницах и состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследований, экспериментальной части, выводов, практических рекомендаций, библиографического списка и приложений, иллюстрирована 127 таблицами и 25 рисунками. Библиографический список включает 428 источников литературы, в том числе 68 иностранных.
Работа выполнена на кафедре защиты растений и овощеводства Дагестанской государственной сельскохозяйственной академии, в соответствии с тематическими планами научно-исследовательских работ ДГСХА.
Работа частично поддержана грантами Комитета Правительства РД по виноградарству и алкогольной промышленности «Дагвино».
Характеристика объектов, материалы и методы исследований
Работа выполнена в ФГОУ ВПО «Дагестанская государственная сельскохозяйственная академия», в базовых виноградарческих хозяйствах СПК «Н. Викринский» и ГУП «Каспий» Каякентского района, ГУП «Аксай» Хасавюртовского района, МУСП «Коммуна» С- Стальского района и на опытной станции плодовых культур Дагестанского НИИСХ (Буйнакский район). Характеристика почвенно-климатических условий северной, равнинной и предгорной зон возделывания сельскохозяйственных культур в Дагестане дана по A.M. Аджиеву (1980). Исследования проводились на широко возделываемых в республике сортах винограда Кара бурну, Левокумский устойчивый, Молдова, Подарок Магарача, Ркацители, Жемчуг Зала, Бианка и сортах яблони Пармен зимний золотой, Айдоред, Делишес, Симиренко, Голден ринг. Объектами исследований являлись основные виды вредителей и болезней виноградной лозы (гроздевая листовертка, виноградная подушечница, филлоксера, обыкновенный паутинный клещ, мильдью, оидиум, белая и серая гнили) и плодовых культур (восточная и яблонная плодожорки, калифорнийская щитовка, бурый и боярышниковый клещ, парша) в Республике Дагестан. Наблюдения за фенологией и численностью указанных вредных видов проводили с помощью общепринятых в энтомологии и фитопатологии методов и исследований. Материалами для исследований служили пестициды, применяемые в республике для защиты многолетних насаждений от вредных организмов (фунгициды: фундазол, СП (500г/кг); микал, СП (500+250г/кг); вектра, СК (100г/л); дитан М-45 (800г/кг); ридомил Голд МЦ, СП (640+80г/кг); абига пик, ВС (400г/л); топаз, КЭ (100г/л); тиовит джет, ВДГ (800г/кг); эупарен мульти, ВДГ (500г/кг); байлетон, СП (250г/кг); импакт, СК (250г/л); хорус, ВДГ (750г/кг); инсектициды - фастак, КЭ (100г/л); кинмикс, КЭ (50г/л); децис, КЭ (25г/л); БИ-58Н,КЭ (400г/л); рогорС, КЭ (400г/л); каратэ зеон, МКС (50г/л); карбофос, КЭ (500г/л); актеллик, КЭ (500г/л); демитан, СК (200г/л); инсегар, СП (20г/кг); золон, КЭ (350г/л); арриво, КЭ (250г/л); суми-альфа, КЭ (50г/л). Оценка биологической эффективности инсектицидов и фунгицидов проводилась согласно стандартным методикам, принятым в России при проведении их регистрационных испытаний (Методические указания по регистрационным испытаниям инсектицидов, акарицидов, моллюскицидов и родентицидов в сельском хозяйстве испытаниям, 2004; Методические указания по государственным испытаниям фунгицидов, антибиотиков и протравителей семян сельскохозяйственных культур, 1985;) Экономическую эффективность защитных мероприятий определяли по Кулаковой (1980), Киян (2000), Гавриловой (2000). Энергетическая и экономическая оценка защитных мероприятий была рассчитана на основе нормативных показателей (Гончаров и др., 1999) и методических рекомендаций Гончарова с соавт. (1999). При расчете энергии, заключенной в материалах и пестицидах учитывались эквиваленты энергии, неодинаковые даже для одних и тех же видов указанных веществ. Эквивалент энергии в них состоит из энергозатрат на производство их компонентов, гранулирование, упаковку, транспортировку и т.д. На каждом этапе все будет зависеть от технологии, оборудования и аппаратов. Различия в энергоемости пестицидов связаны и с технологией их производства. В этом плане представляют интерес данные по эквиваленту энергии, заключенной в пестицидах, используемых в виноградарстве. Так, энергоемкость наиболее распространенного в виноградарстве препарата медного купороса сильно варьирует, так как содержание меди в руде в значительной степени зависит от месторождения, технологии очистки руды, приготовления сульфата меди и т.д.
Гроздевая листовертка
Гроздевая листовертка в республике развивается в 3-х поколениях и в отдельные годы, в зависимости от агроклиматических условий, развитие может получить и неполное четвертое поколение. Ее вредная деятельность приводит к потере урожая до 70%. В борьбе с каждым поколением в республике ежегодно проводили по 2 обработки фосфорорганическими соединениями и пиретроидами, вместо одной рекомендованной и биологическая эффективность их резко снизилась, и фактически достигало 50 -60 %. Поэтому возникла необходимость в подборе инсектицидов с новым механизмом действия. Нами проведено испытание препарата инсегар, который является ювенильным гормоном и регулятором роста и развития насекомых. Препарат инсегар 25% с.п., с нормой расхода 0,3 кг/га, применили в период массового лета первого поколения гроздевой листовертки. По истечении 10 дней обработку повторили. Препарат рекомендован к применению на виноградниках против второго поколения в норме 0,6 кг/га однократно. Так как этот инсектицид обладает достаточно большим сроком действия (20 дней), 2 обработки способствовали резкому сокращению развития гроздевой листовертки. Биологическая эффективность препарата достигала 99 %. Установленные феромонные ловушки в течение 14 дней не улавливали ни одного самца. После истечения 14 дней в ловушки попадали от 4 до 16 экз. Против второго поколения обработку не повторили. Второе и третье поколение гроздевая листовертка в опытном хозяйстве развитие не получила. Обработки против вредителя были прекращены, хотя соседние хозяйства продолжали применять синтетические пиретроиды против каждого поколения по 2 раза. Использование инсегара в защите виноградной лозы дало опытному хозяйству экономию на затратах приобретения химических средств защиты растений более 1 млн. руб. и урожайность достигла 15 т/га против 6,5 т /га в обычном варианте защиты. На второй и третий год испытаний обработка против второго и третьего поколений гроздевой листовертки в хозяйстве была полностью прекращена, что привело к снижению пестицидной нагрузки и материальных затрат. Результаты биологической эффективности пиретроидов, фосфорорганичесикх соединений при их чередовании и инсегара приведены в табл.75 и 76. Самая высокая биологическая эффективность была достигнута при чередовании препаратов фастак и Би 58 Новый, но эффективность была ниже эффективности применения препарата инсегар. ервый препарат против 1-го поколения вредителя и второй против 2-го
Оценка гормонального препарата инсегар в норме расхода 0,3 кг/га дважды с интервалом в 10 дней в период массового лёта имаго первого поколения выявила 99% защитный эффект от его применения, в то время как эффективность от обработок фастака и дециса против первого поколения, Би 58Н и фуфанона против второго, согласно установленным регламентам, не превышала 65 - 85% (табл.76).
Далее нами рассматривалось влияние размещения разных сортов виноградной лозы на повреждаемость гроздевой листоверткой. Опыты производилось на различных в производстве схемах посадки (2,5 1; 2,6 1,5; 3 1,5; 4 1,5 м).
Поврежденность соцветий и гроздей определялась в первом, втором и третьем поколениях после завершения периода питания гусениц путем подсчета числа поврежденных и опавших бутонов и ягод. Наблюдения показали, что гусеницы всех поколений предпочитали преимущественно растения, близко расположенные друг к другу. Поврежденность соцветий и гроздей на узкорядных (2,5 1; 2,6 1,5 м) посадках была выше, чем на широкорядных (3 1,5; 4 1,5 м). Особенно высокой она была на сортах Агадаи, Ркацители, Матраса. Оптимальной схемой посадки куста оказалась 4 1,5 м. Сроки химических обработок мы определяли с помощью ловушек с синтетическими феромонами. На численность самцов в ловушах влияла их удаленность от виноградных плантаций. Результаты испытаний показали, что аттрактивность феромонов на расстоянии 100 м от виноградников резко снижалась, а на 130 и 160 м и вовсе не отмечалась. Зато улов на расстоянии 20 м в среднем составлял 644 особи, 15 м - 1014, непосредственно на посадках - 1280 экз.
Виноградная подушечница
Впервые в Северокавказском регионе изучена биология нового вредоносного объекта для республики - виноградной подушечницы, которая развивается в одном поколении.
Исследования показали, что вредитель зимует в фазе личинки 3-его возраста в разных местах виноградной лозы. В частности, личинки остаются зимовать, прикрепившись к многолетним одревесневшим частям растений.
Основное количество личинок 3-го возраста в 2001-2003 гг. (52,4; 48,9; 49,6%) находилось у основания побегов и меньшее на верхней их части (35,0; 37,5 и 38,1%). На штамбе численность личинок не превышала 13,6%). Важно отметить, что личинки, находящиеся на вегетативных частях растений, при наступлении холодов не мигрируют (рис.13). Часть из них вместе с листвой падает на землю и гибнет. В целом, от морозов погибает около 10-12% личинок, которые поздно вылупились и не успели образовать защитных восковых покровов. Локализация зимующих личинок у основания побегов в пределах до 6-ой почки (зона преимущественной резервации вредителя) создает определенные трудности для проведения фитосанитарных прочисток, поскольку эта часть лозы не подвергается обрезке. Меньшее количество этой стадии вредителя (35,0%) располагается в верхней части лозы, и после обрезки практически уничтожается. Еще меньшее (до 8,2%) количество вредителя отмечается на штамбе плодоносящих лоз. Наиболее губительный эффект под действием абиотических факторов (табл. 79) отмечен для условий зимы 2002-2003 гг., когда погибло 72,1% зимующих особей. Отрицательные температуры держались 32 дня, причем в течение 4-х дней сохранялась температура -14,8С.
Нижним термическим порогом для зимующей фазы оказалась температура -25С, при которой гибель достигла 100%).
Весной перезимовавшие личинки меняли окраску тела и, когда достигали 8-10 мм в размере, образовывали яйцевые мешки - овисаки, в которые откладывали яйца. После завершения откладки яиц самка погибала. Выход личинок из яиц началось на 5 - 12-ый день. Вылупившиеся личинки (бродяжки) расползались по всему растению и в течение 3-4 дней искали подходящее место для питания.
В дождливые месяцы большинство личинок 1-го возраста погибали. Выжившие особи продолжали развитие 28-30 дней. После первой линьки личинка в течение 30 дней (до конца июля) при среднесуточной температуре 26С и относительной влажности 65% продолжала питание. Достигнув длины 1,9-2,0 мм, личинка линяла. Размер личинки 3-го возраста составила 2,6 - 2,8 мм в длину и 1,5-1,7 мм в ширину. Личиночные стадии завершались при сумме эффективных температур (выше 10С за весь период) 2450-3100 за 58-63 дня.
В конце августа личинка линяла в последний (третий) раз и превратилась в половозрелую самку. Самцы имеретинской подушечницы развивались под продолговатым щитком (2 мм) большей частью на листьях и частично на побегах и уже к началу сентября вылет их завершилось. Лет самцов продолжалось 23 дня и совпало с появлением молодых самок. Процентное соотношение самок к самцам по годам остается практически постоянным и составляло 4:1.
Яблонная плодожорка
Развивается в условиях республики в 3-х поколениях, гибель вредителя за зиму в среднем составляет 10%. Лёт бабочек 1-го поколения осуществляется с середины мая в течение 5-6 дней, откладка яиц происходит со второй декады мая, в то же время происходит отрождение гусениц. Погодные условия задерживают или ускоряют развитие вредителя в основном на две недели, а лет второго поколения вредителя начинается со второй декады июня и продолжается в течение 3-х недель. Откладка яиц происходит в течение месяца, отрождение — с начала июля и продолжается в течение 3-х недель. Численность гусениц составляла до 12 экз. на 100 плодов. Лёт бабочек 3-го поколения начинается с конца июля, откладка яиц с того же периода, отрождение гусениц — через неделю после отрождения гусениц. В 2005-2007 гг. нами испытывался ряд инсектицидов для борьбы с яблонной плодожоркой. Обработка инсектицидами проводилась по два раза против каждого поколения плодожорки, в начале отрождения гусениц и повторно через 12 - 15 дней. Из испытанных инсектицидов наиболее эффективным против гусениц яблонной плодожорки оказался арриво (таблица 103). В варианте, обработанном рогором С, поврежденность падалицы составила 11,8% по сортам Ренет Симиренко и Ренет шампанский, съемных плодов соответственно 2,7 и 2,8%. В остальных вариантах падалица повреждалась на 11,5; 13,9 и 16,2 по сорту Ренет шампанский и на 11,0; 12,9 и 15,1 по сорту Ренет Симиренко. Съемные плоды повредились на 3,6, 4,9 и 5,7%. В контрольном варианте поврежденность падалицы сорта Ренет шампанский доходила до 68,9%, а Ренет Симиренко до 70,0 %, съемных плодов соответственно 12,7 и 15,1%,- причем падалица составила более половины урожая. В Республике Дагестан рекомендации по применению трихограммы методом сезонной колонизации разрабатываются применительно к разным географическим зонам. Использование трихограммы входит в комплекс приемов биологической борьбы, позволяющих защитить урожай яблок в течение всего периода вегетации в зонах с одним поколением яблонной плодожорки. В районах, где плодожорка развивается не менее, чем в двух поколениях, в связи с постоянной ее высокой численностью полностью защитить урожай плодов, применяя только одну трихограмму, трудно. Здесь нужно разработать приемы совместного применения трихограммы и микробиологических препаратов против яблонной плодожорки. Против первого поколения яблонной плодожорки проводили борьбу химическим методом. Против второго поколения выпускали трихограмму в трех вариантах - 1 вариант - 400 тыс. особей на 1 га в начале яйцекладки; 2 вариант - 400 тыс. особей в период массовой яйцекладки дважды через 8-10 дней; 3 -вариант 300 тыс. особей на 1 га в начале яйцекладки и по 300 тыс. особей два раза через каждые 8-10 дней. Контрольными были варианты без обработки и вариант, где проводилась принятая в хозяйстве химическая обработка против яблонной плодожорки. Учеты показали, что поврежденность плодов яблонной плодожоркой в падалице во всех вариантах довольно высокая - в среднем от 18,8% (в хозяйственном контроле) до 75,5% (в контроле без обработки). Плоды в съемном урожае повредились слабо - в среднем 3,0% в варианте «Хозяйственный вариант» и от 4,85 до 8,3% в вариантах с применением трихограммы. Поврежденность плодов в съемном урожае в контроле без обработки составила в среднем 18,8% (табл. 104). Таким образом, наиболее эффективным оказался химический метод борьбы против яблонной плодожорки. Сочетание химичес кого метода борьбы против первого поколения с выпуском трихограммы против второго поколения хотя и несколько уступает по эффективности чисто химическому методу, зато позволяет надежно защитить урожай яблони от яблонной плодожорки.
