Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Проблема вредоносности сорняков, болезней и вредителей в посевах льна-долгунца 7
Глава 2. Схемы опытов, условия и методика их проведения 27
2.1 Схемы опытов, методика их проведения 27
2.2 Агротехнические условия 30
2.3 Краткая характеристика метеорологических условий вегетационных периодов 32
Глава 3. Биоценотические связи в агроценозе льна-долгунца 39
3.1 Характеристика сегетальной растительности, пораженное и поврежденное растений льна 39
3.2 Анализ биоценотических связей льняного агроценоза 44
Глава 4. Оценка комплексной вредоносности сорняков, болезней и вредителей льна- долгунца 56
4.1 Комплексная вредоносность сорняков, болезней и вредителей льна-долгунца 56
4.2 Вредоспособность отдельных видов сорных растений 62
4.3 Косвенная вредоносность болезней льна-долгунца 66
Глава 5. Использование пестицидов в борьбе с вредоносными объектами в посевах льна-долгунца 74
5.1 Эффективность используемых средств защиты льна 74
5.2 Оценка результатов применения пестицидов разных групп . 78
5.3 Экономическая эффективность мероприятий по защите льна-долгунца от сорняков и болезней 81
Выводы 85
Рекомендации производству 87
Литература 88
Приложения 102
- Проблема вредоносности сорняков, болезней и вредителей в посевах льна-долгунца
- Краткая характеристика метеорологических условий вегетационных периодов
- Анализ биоценотических связей льняного агроценоза
- Косвенная вредоносность болезней льна-долгунца
Введение к работе
Лен-долгунец - важная техническая культура. Он дает одновременно два вида продукции: волокно и семена, каждый из которых - ценное сырье для промышленности. Льняное волокно но удельному весу в сырьевом
балансе текстильной промышленности занимает третье место после хлопка и
химических волокон. Из него изготовляют широкий ассортимент бытовых и технических тканей. Льняные ткани обладают высокими гигиеническими свойствами, высокой прочностью, отлично противостоят гниению.
"W Получаемое в результате переработки семян масло используется в
лакокрасочной, мыловаренной, бумажной, электротехнической и других отраслях промышленности, а также в медицине, косметике, кулинарии и
кондитерском производстве (Соловьев, 1989).
Основная тенденция последних десяти лет в развитии мирового льняного комплекса - стремление стран увеличить долю льна среди других волокон и степень его переработки. Это вызвано стабильным спросом на
продукцию изо льна благодаря его уникальным природным и потребительским свойствам (Живетин, Иванова, 2002).
После распада СССР значимость льна-долгунца для России возросла в связи с тем, что основная часть сырьевых ресурсов растительных волокон
*Ф осталась за ее пределами. Однако, объемы производства льноволокна не
удовлетворяют потребности отечественной промышленности. Посевные площади льна-долгунца в России с 481 тыс. га в 1986-1990 гг. сократились до 177 тыс. га к 1995 г. и до 127 тыс. га к 2001 г. Валовые сборы волокна в 1986
^ - 1990 гг. составляли 124, в 1995 г. - 69 в 2001 г. - 58 тыс. т (Крылов, 2002). За
последние 30 лет средняя урожайность волокна уменьшилась с 3,2 до 2,5 ц/га при одновременном снижении его качества (Жученко, 1994). Тверская область, где сосредоточено около четверти посевных площадей льна-
w долгунца России, имеет лучшие результаты по льноводству, но и здесь
произошел спад производства и закупок льнопродукции в 3,5 раза.
Одними из причин падения урожайности являются снижение общей культуры земледелия в льносеющих хозяйствах, снижение уровня химизации,
>|| увеличение суммарных потерь от вредных организмов с 22,5 в 1986-1990 гг.
до 36,2% в 1991-1995 гг. (Захаренко, 1997).
В настоящее время пользуется общим признанием представление о том,
что лен-долгунец относится к культурам наиболее чувствительным к
! /ф проявлению в его посевах болезней, вредителей и сорняков. По данным В.А.
Захаренко (1997), потенциальные потери льнопродукции в 1991-1995 гг., в
среднем за год от вредителей составили 4,4%, от болезней - 10, от сорных
,— растений 21,8%. В 1996-2000 гг. потери урожая от сорняков имеют
тенденцию роста - 24% (Захаренко, 2000; Захаренко В.А, Захаренко А.В, 2001). Основой благоприятного фитосанитарного состояния агроценозов является стабилизация взаимосвязей между вредными и полезными компонентами. Для этого необходимо установить истинное экономическое значение не отдельных вредных видов, а их комплексов, то есть оценить комплексную вредоносность (Новожилов, Захаренко, ред., 2000).
Озабоченность международной научной общественности широкой
Щ химизацией сельского хозяйства, ростом объемов применения всех групп
пестицидов во многих странах мира, угроза ряда негативных последствий их использования для живой природы привела к пониманию задачи оптимизации фитосанитарного состояния агроценоза.
~ К настоящему времени каждый вредный объект для льна-долгунца
изучен довольно подробно, для некоторых определена вредоносность и ее
| экономический порог. Остается преодолеть еще один барьер, затрудняющий
получение оценки полевой вредоносности уже комплекса вредных
щ организмов, - оценить отрицательный эффект совместного воздействия со
стороны вредных объектов на растения льна. Это позволит снизить плотность вредных организмов до уровня хозяйственно неощутимых потерь и способствовать охране природы. Характеристики вредоносности, полученные в результате полевых исследований, являются необходимым элементом
% расчета экономических порогов вредоносности вредящих объектов и
организации эффективной борьбы с ними.
В публикациях имеются сведения о комплексной вредоносности в посевах озимой пшеницы, риса, люцерны, фасоли. Данные по оценке
йф комплексной вредоносности болезней, насекомых и засоряющих растений в
агроценозе льна-долгунца в литературе отсутствуют. Исследования по данной тематике не проводились.
^ Цель наших исследований заключалась в определении уровня
комплексной вредоносности болезней, вредителей и сорняков льна-долгунца для установления критериев необходимости применения пестицидов при защите культуры от вредных объектов.
Для достижения поставленной цели предполагалось решить следующие задачи:
- оценить биоценотические связи между объектами агроценоза льна-
долгунца;
# - изучить комплексную вредоносность;
- составить уравнения комплексной вредоносности сорняков, вредителей и
болезней в посевах льна-долгунца;
- определить вредоспособность отдельных видов сорных растений,
^ доминирующих в агроценозе льна;
- разработать экономические пороги вредоносности сорняков, вредителей и
болезней льна-долгунца.
Проблема вредоносности сорняков, болезней и вредителей в посевах льна-долгунца
Урожайность льна-долгунца, как и любой сельскохозяйственной культуры, определяется ходом продукционного процесса в результате взаимодействия четырех основных биологических процессов - онтогенеза растений в условиях абиотической среды и антропогенного фактора, внугрипопуляционной интерференции между культурными растениями, межвидовой конкуренции в растительном сообществе и биоценотических отношений культуры с гетеротрофами. Основным этапом определения вредной деятельности насекомых и других вредящих членистоногих, фигопа,, сорняков является оценка их вредоносности (Зубков, 1995). Вредоносность - мера отрицательного воздействия вредного организма (вида или фазы фитопатогена, насекомого, сорного растения) на сообщество культурных растений, выраженная в единицах снижения урожайности (% снижения, г/м2, ц/га). Комплексная вредоносность - мера отрицательного воздействия на сообщество культурных растений со стороны комплекса вредящих совместно вредных организмов, оцененная с учетом этого совместного произведенного ими влияния на урожайность культуры. Единицы измерения те же, что и вредоносности отдельных объектов. При оценке вредоносности используются такие термины как коэффициент вредоносности, вредоспособность, относительный коэффициент вредоспособности. Коэффициент вредоносности - снижение урожайности культуры на единицу характеристики вредного организма (г/м3/особь; г/м2/балл повреждения, поражения, засорения). Вредоспособность - способность вредного организма вызывать гибель или снижать продуктивность растений в пересчете на единицу характеристики вредного организма (% снижения/особь; г/особь; г/балл или % повреждения, поражения или засорения посева). Относительный коэффициент вредоспособности - отношение в процентах коэффициента вредоносности к потенциальной урожайности (без вредных организмов). Единицы измерения: % снижения урожая в пересчете на особь или балл повреждения, поражения или засорения посева сорняками. Ежегодно льноводные хозяйства несут потери урожая из-за сильной засоренности полей. Следует отметить, что если в 80-х годах наблюдалась тенденция к снижению засоренности полей, то в настоящее время все выглядит наоборот. Резко снизилась агрокультура, количество полей не засоренных и слабо засоренных уменьшилось, сильно и средне засоренных -увеличилось (Родионова, 2001). По эдификаггорному эффекту лен относится к группе слабоэдификаторных растений рядкового сева, слабо развивающихся после появления всходов (Никитин, 1983; Иванов и др., 2000). Сорняки потребляют гораздо большее количество основных питательных веществ и влаги. Причем, они поглощают влагу не только из пахотного слоя, но многие из них и из более глубоких слоев. Сорняки обладают быстро развивающейся корневой системой с высокой усвояющей способностью.
Они более отзывчивы на уровень минерального питания, чем лен (Ладонин, Алиев, 1991; Баздьгрев, 1995). Производительность уборочных машин на засоренных участках снижается. Зеленые сочные сорняки забивают рабочие органы уборочных машин, а вьющиеся сорняки, обвивая стебли культурных растений, вызывают полегание и тем самым затрудняют механизированную уборку (Мальцев, 1962). На очистку семян льна от трудноотделимых семян сорняков требуются специальные решета и машины, что повышает себестоимость этой операции. Наличие семян плевела льняного в семенах льна ухудшает качество масла и приготовляемой из него олифы, а жмых приобретает ядовитые свойства. Масло из семян льна, засоренных в значительной степени семенами пикульника обыкновенного, можно использовать только на технические цели. Потребление такого масла в пищу и жмыха на корм животных вызывает временный паралич конечностей. Сорные растения являются распространителями различных вредных насекомых и грибных заболеваний. Такие вредители, как луговой мотылек, льняные блошки, гусеницы совки-гаммы, вначале появляются на сорняках, а затем уже переходят на лен (Лен-долгунец, 1976). Качество волокна у льна в засоренных посевах снижается до четырех номеров, а урожай соломы и семян уменьшается на 20% и более. Корневища пырея ползучего содержат эфирное масло агропирен, под воздействием которого снижается транспирация и содержание воды в надземной части растений, что в конечном итоге приводит к снижению сырой и сухой массы надземной части льна (Вихеркова, 1970; Бысов, 1990; Драбудько, 1990). На участках, засоренных пыреем ползучим, недобор урожая соломы и семян достигает 20-25% (Абрамов, Коптелова, 1969). Средние показатели вредоносности сорных растений на посевах льна-долгуныа с низким уровнем засоренности (до 100 штУм2 малолетних и до 3 шт./м2 многолетних сорняков) оцениваются в 12%, со средним уровнем (до 200 и6 шт/м2) - 23,высоким (до 300 и 10 шт/м2) - 36% (Захаренко, 1995). Достижение высоких экономических результатов в льноводстве невозможно без защиты посевов от сорной растительности. В борьбе с сорняками при возделывании льна-долгунца применяются агротехнические, химические и другие способы. Однако, изношенность техники, нехватка средств для приобретения горючего и запасных частей в большинстве случаев не позволяет провести необходимые агротехнические мероприятия. Окупаемость затрат на химическую прополку при урожайности льнотресты 25 ц/га и семян 3 ц/га (средние показатели по России) довольно высока. Применение гербицидов становится обязательным приемом защиты, иначе не только снижается урожайность, но и не обеспечивается качество волокнистой продукции, предусмотренное стандартом (Захарова, Поздняков, 2001; Матюхин и др., 2001). Для переработки на льнозаводах пригодно волокнистое льносырье с засоренностью не более десяти процентов (ГОСТ 28285-89, Солома льняная...; ГОСТ 24383-89. Треста льняная...). Чтобы гарантировать такую засоренность в настоящее время все посевные площади обрабатываются гербицидами. Ассортимент химических препаратов этой группы, разрешенных для применения на льне-долгунце 42 наименования -намного шире, чем ассортимент фунгицидов и инсектицидов соответственно 16 и 12 (Справочник..., 2002). В соответствии с концепцией интегрированной защиты растений необходимым элементом организации мер защиты льна-долгунца от сорных растений является систематический учет последних по видовому и количественному составу.
Краткая характеристика метеорологических условий вегетационных периодов
Климат Тверской области умеренно-континентальный. Он характеризуется сравнительно теплым летом и умеренно холодной зимой с устойчивым снежным покровом и хорошо выраженными переходными сезонами. Физико-географическое положение области определяет большую интенсивность атмосферной циркуляции, что приводит к большой изменчивости погоды, как в течение года, так и по годам. Период с положительной среднесуточной температурой длится в среднем 205-220 дней. Продолжительность безморозного периода составляет 115-130 дней. Область относится к зоне достаточного увлажнения. Годовая сумма осадков в среднем составляет 600-700 мм. Две трети осадков выпадает в виде дождя и одна треть в виде снега. Лимитирующим фактором произрастания сельскохозяйственных культур является тепло, а увлажнение порой является избыточным (Агроклиматические ресурсы Калининской области, 1974). В целом агроклиматические условия в Тверской области благоприятны для развития льноводства. Погодные условия в течение 1999-2002 гг. различались по метеорологическим показателям (рис. 1, 2; приложения 1, 2), что позволило более разносторонне выявить особенности воздействия вредных объектов на урожайность льнопродукции. По данным ВНИИ льна (Петрова, Ефремова, Глазова, 1986; Петрова, 1993, 1994), для формирования прочного, гибкого, добротного льноволокна высокого качества необходимо, чтобы гидротермический коэффициент (ГТК) в июне-июле был не ниже 1,3-1,6. При меньших показателях снижается урожайность и качество льнопродукции. Оптимальные условия для формирования семян складываются при температуре воздуха 16-19С и количестве осадков не более 70 мм за период цветения-созревания. Метеоусловия проведения опытов в 1999 г. были самыми неблагоприятными для роста и развития растений льна-долгунца за последние пятьдесят лет.
Пониженная температура воздуха в начале мая и осадки, выпавшие в виде снега, не позволили провести посев льна в оптимальные сроки. Выше средней многолетней была температура воздуха в июне и июле. Отсутствие осадков в июле (ГТК по Селянинову 0,02 и 0,61 соответственно (табл. 4)) крайне отрицательно сказалось на продукционном процессе, в результате чего большая часть растений погибла. Состояние сохранившихся можно было охарактеризовать как неудовлетворительное. Выпавшие в августе осадки ливневого характера уже не смогли поправить положение, а вызвали лишь вторичное цветение растений льна. Вегетационный период 2000 г. характеризовался температурой воздуха близкой к средней многолетней и гораздо большим количеством выпавших осадков по сравнению со среднемноголетним. В отдельные периоды количество осадков превышало средние многолетние значения в 2-3 раза. Дожди, выпавшие в июне-июле, имели ливневый характер. На пониженных участках поверхности почвы в эти месяцы наблюдался застой воды. Ливневые дожди сопровождались сильным порывистым ветром, что привело к сильному полеганию растений льна в фазу бутонизации на всей площади опытов и отмиранию большого количества растений. В августе осадков выпало в 2 раза меньше нормы. В 2001 г. погодные условия периода вегетации льна-долгунца в целом были благоприятны для роста и развития растений. Экстремальных условий не отмечено. Однако, в период всходов культуры (третья декада мая - первая декада июня) наблюдалась пониженная температура воздуха и частое выпадение осадков, что привело к отсутствию на посевах льняных блошек - основных вредителей в этот период. Июль отличался жаркой и сухой погодой. Влажность почвы в слое 0-10 см в период быстрого роста составила 8,3 %, в фазу цветения 10,4 (табл. 5), что ускорило развитие растений и прохождение фенологических фаз и привело к быстрому созреванию льна.
Анализ биоценотических связей льняного агроценоза
С целью оценки биоценотических отношений между объектами из методов статистического анализа связей между переменными (признаками объектов) нами использована разновидность регрессионного анализа - путевой анализ Райта (Wright, 1921), статистический аппарат которого приспособлен для характеристики отношений элементов в иерархических системах, каковыми и являются агроценозы. Преимущество этого метода заключается в том, что с его помощью и на основе логических (обоснованных биологически) предположениях можно выявить и количественно оценить пути влияния факторов на компоненты (признаки) системы. В 1999-2002 гт. после уборки определяли средние значения признаков, их стандартные отклонения и все парные коэффициенты корреляции между признаками. Четырехлетние первичные данные, собранные в одно- и двухфакторном опытах, были объединены в один цифровой массив, вариационный ряд насчитывал 196 значений каждого признака. Он содержал кроме групп площадок по годам еще группы площадок по вариантам применения мероприятий по защите посевов. Влияние различий между группами постоянных площадок статистически элиминировалось путем исключения из общей дисперсии признаков вредных организмов и растений льна-долгунца той ее части, которую контролировали выявленные при дисперсионном анализе факторы (мероприятия по защите и различия по годам исследований). Этот прием позволяет получать усредненные показатели вредоносности по всему вариационному ряду, свободные от влияния различий между группами. Составлена полная корреляционная матрица (приложение 6). Все необходимые сведения для анализа биоценотических связей представлены в таблицах 9 и 10. По значениям признаков льняного биоценокомплекса, представляющих собою элементы урожая и по одному признаку от каждого вредного объекта, был проведен анализ биоценотических связей. Виды сорняков объединены в одну группу (сорные растения), при статистической обработке использован признак проективное покрытие поверхности почвы в фазу бутонизации.
Степень развития антракноза в фазу всходов и пасмо в фазу ранней желтой спелости взяты для расчетов как признаки болезней. Степень повреждения льна в фазу всходов льняными блошками использована как признак вредителя. За 1999-2002 гг. средняя фактическая урожайность льносоломы в пересчете на единицу площади составила 278 г/м2, урожайность семян - 30,8 г/м2; проективное покрытие почвы сорняками в фазу бутонизации - 13%; степень развития антракноза в фазу "елочка" -12%; степень развития пасмо в фазу ранней желтой спелости - 12%; степень повреждения всходов льняными блошками - 9%. В теории планирования полевые исследования, подобные нашим, относятся к пассивным экспериментам, когда определяющие переменные и зависимый признак варьируют свободно и не контролируются экспериментатором. Измерить в поле все сопутствующие факторы, влияющие на исследуемые признаки, и включить их в уравнение множественной регрессии невозможно. Следует в качестве сопутствующих переменных выбрать такие признаки, которые интегративно характеризовали влияние оставшихся сопутствующих признаков. Прием использования в опытах сопутствующих переменных с целью выравнивания неконтролируемых условий носит название "статистического контроля" (Снедекор, 1961). Таким собирательным признаком для элиминирования ранней гетерогенности посева включено количество взошедших растений, характеризующий посев до того, как на него оказано отрицательное воздействие вредных организмов. По коэффициентам корреляции можно составить только предварительную схему связей в системе. Истинная связь между парой признаков затушевывается влиянием многих других факторов. Так корреляция Г(2н образуется под влиянием не только взаимоотношением Xi с Хгн, но и одновременного воздействия на эти признаки со стороны Х»с, Xw, Х94", X71V и ХЦ, а так же случайных причин.
Косвенная вредоносность болезней льна-долгунца
Положительные коэффициенты регрессии свидетельствуют о невыявленной вредоносности. Они в определении вредоспособности В% не участвовали. Однако из уравнений не исключались, так как через взаимодействие с болезнями, вредителями и другими сорняками, определяют показатели вредоносности последних. В итоге можно констатировать, что на урожайность льносоломы отрицательно повлияли пять видов сегетальной растительности, на урожайность семян - четыре. Это сорняки верхнего и среднего ярусов, достигающие 1/2 высоты льна-долгунца или перерастающие его. Фиалка, торица и прочие (сорняки нижнего яруса и припочвенные) не оказали отрицательного действия а урожайность льна. В литературе имеются данные (Корнилова, Воеводин, 1987), что небольшое количество сорняков, особенно припочвешшх видов, обычно положительно влияют на элементы структуры урожая, в частности озимой пшеницы.
В нашем случае, по-видимому, названные сорняки способствовали: гибели отстающих в росте растений льна (подседа), тем самым, уменьшая интерференцию в ценозе; опадению листьев льна в нижнем ярусе, которые уже перестали "работать" на растения, расходуя на свою жизнедеятельность больше, чем сами "производили". В результате увядания этих листьев имеющиеся в них пластические вещества транспортировались в растение, способствовуя его росту и развитию. На третьем этапе расчетов по формуле 5 вычислили относительные коэффициенты вредоспособности В% (единицы измерения % снижения/экземпляр). В% показывает на сколько процентов снизится потенциальная урожайность при увеличении количества сорняков на один экземпляр (одно растение для однолетних видов или один стебель для многолетних). Учитывая,, что лен-долгунец культура комплексного использования, к внедрению предлагаются экономические пороги вредоносности (ЭПВ5%) видов сорных растений в фазу «елочка», исходя из меньших значений (табл. 16, 17), а именно; пырея ползучего - 5 стебл./м2, бодяка щетинистого - 1 стеб./м2, мари белой - 9 раст./м2, пикульника обыкновенного - 6 раст./м2, ромашки непахучей -17 раст./м2. Это даст возможность упорядочить применение гербицидов. В частности при засоренности пыреем или бодяком ниже ЭПВ отказаться от применения дорогих в настоящее время злакоцидов и препаратов на основе клопиралида (лонтрел, биклон и др.), что важно с точки зрения экологической безопасности и экономической эффективности льноводства. Косвенная вредоносность болезней льна-долгунца Под косвенной вредоносностью понимают отрицательный с хозяйственной точки зрения эффект воздействия вредного организма на растения (Удинцов, Захарова, Минкевич, 1975). Обычно этот термин применяется касательно качества выращенной продукции. Потеря качества продукции в льноводстве не менее значимая проблема, чем снижение урожайности. В опытах 1999-2001 гг. собраны данные о влиянии заражения почвы патогенами на полевую всхожесть семян льна (табл. 18). Посев на условно естественном фоне (без заражения почвы) принят нами за контроль. При посеве на комплексном инфекционном фоне всхожесть семян снижалась на 5-8% по сравнению с естественным фоном. Снижение полевой всхожести семян, по нашему мнению, - одно из проявлений косвенной вредоносности, является отрицательным моментом при выращивании льна-долгунца, так как это не позволяет достигнуть требуемой густоты стояния растений и, как следствие, снижает урожайность соломы, снижает рациональность использования посевного материала, ведет к увеличению затрат на производство льнопродукции. Поэтому уменьшение количества инфекционного начала патогенов, сохраняющихся в почве и на растительных остатках, за счет соблюдения элементов агротехники может свести эту проблему к минимуму.
