Содержание к диссертации
Введение
1. Концептуальные основы оптимизации фитосанитарного состояния агробиоценозов 13
2. Агроклиматические и почвенные ресурсы региона. методика исследований 41
2.1. Агроклиматические и почвенные ресурсы региона 41
2.2. Методика исследований 50
3. Эколого-фаунистическая характеристика комплексов членистоногих зерновых агробиоценозов 66
3.1. Таксономический состав вредных насекомых, их плотность, встречаемость, структура доминирования 69
3.2. Эколого-биологические особенности специализированных вредителей 79
3.3. Таксономический состав и структура полезной энтомофауны 112
3.4. Экологическая структура энтомофаунистических сообществ 136
3.5 Фенология развития основных вредителей и их энтомофагов 139
3.6 Этапы формирования и изменения энтомокомплексов в период
онтогенеза растений 143
3.7. Многолетняя динамика численности вредителей 154
4. Эколого-фаунистическая характеристика комплексов членистоногих горчичных агробиоценозов 174
4.1. Таксономический состав вредных насекомых, их плотность, встречаемость, вредоносность, структура доминирования 174
4.2. Эколого-биологические особенности основных вредителей 183
4.3. Таксономический состав и структура полезной энтомофауны 195
4.4. Экологическая структура энтомофаунистического сообщества 211
4.5 Фенология развития основных вредителей 213
4.6 Этапы формирования и изменения энтомокомплексов в период онтогенеза горчицы сарептской 217
4.7 Многолетняя динамика численности основных вредителей 219
5. Популяции фитопатогенов и их взаимосвязь с компонентами агробиоценозов полевых культур 228
5.1 Патогенный комплекс на посевах зерновых культур и горчицы сарепской 228
5.2 Многолетняя динамика патологических процессов в агробиоценозах зерновых культур 233
5.3 Микобиота сорных и дикорастущих растений 253
5.4 Взаимосвязь распространения болезней сельскохозяйственных культур с сорной растительностью и насекомыми 262
6. Экологические проблемы применения пестицидов 268
6.1 Использование пестицидов в агроценозах Волгоградской области 268
6.2 Воздействие пестицидов на микрофлору почвы 272
6.3 Влияние пестицидов на полезную биоту 278
7. Экологизация защиты полевых культур 283
7.1 Влияние лесных полос на численность, пространственное распределение энтомофауны и развитие патогенной микрофлоры 285
7.2 Агротехнические приемы как экологический фактор регулирования численности и развития вредных объектов 294
7.2.1 Роль сорта в оптимизации фитосанитарного состояния агроэкосистем 295
7.2.2 Роль удобрений в повышении устойчивости растений к вредителям 312
7.3 Микробиологический контроль листогрызущих вредителей 320
7.4 Использование микробиологических фунгицидов и природных индукторов иммунитета растений 326
7.5 Рациональные приемы использования пестицидов в агроценозах 337
7.5.1 Предпосевная обработка семян 338
7.5.2 Краевые обработки посевов 341
7.5.3 Комплексное использование пестицидов и биопрепаратов 343
7.6 Эффективность использования современных инсектицидов для защиты горчицы сарептской от вредителей 352
8. Эколого -экономическая оценка эффективности используемых средств защиты растений
Выводы 370
Предложения производству 378
Список литературы 380
Приложения 435
- Агроклиматические и почвенные ресурсы региона
- Таксономический состав и структура полезной энтомофауны
- Эколого-биологические особенности основных вредителей
- Микобиота сорных и дикорастущих растений
Введение к работе
Актуальность темы. Современное растениеводство характеризуется исключительно низкой стабильностью фитосанитарного состояния (вспышки массового размножения вредителей, эпифитотии болезней, широкое распространение сорной растительности) и прогрессирующим его ухудшением. Коренные изменения в совершенствовании защиты растений от вредных организмов могут быть получены только на основе принципиально новой стратегии, направленной на общую фитосанитарную оптимизацию растениеводства (К.В. Новожилов, 1998; М.С. Соколов, 2000; В.И. Кирюшин 2000). Современная концепция защиты растений предусматривает отказ от тотального истребления вредных организмов и поэтапный переход к созданию стабильных в фитосанитарном отношении агроэкосистем, в которых будет действовать механизм саморегуляции и управления численностью вредных организмов. Важнейшим блоком в таких системах является информация о происходящих в агроценозах экологических и биоценотических процессах на уровне, позволяющем регулировать фитосанитарную обстановку. Изучение состава и структуры сообществ насекомых агроландшафтов исключительно актуально для разработки приемов сохранения биоразнообразия энтомофауны и активизации деятельности энтомофагов, инвентаризация фитопатогенов на сорной и дикорастущей растительности является базовым этапом для поиска агентов биологической борьбы.
Обострившиеся в последнее время экономические и экологические проблемы требуют значительных изменений в применяемых технологиях в сторону их биологизации и ресурсосбережения при обеспечении рентабельности сельскохозяйственного производства. Это открывает пути к разработке новых направлений при возделывании сельскохозяйственных культур с использованием микробиологических удобрений, биологических препаратов инсектицидного и фунгицидного действия, стимуляторов роста и индукторов иммунитета. Эти вопросы, рассматриваемые в настоящей работе, следует отнести к числу наиболее актуальных и пока недостаточно разработанных для современного растениеводства.
Решение перечисленных проблем определяет возможность реализации стратегии фитосанитарной оптимизации зерновых и горчичных агроценозов в аридных условиях Нижнего Поволжья, что будет способствовать сохранению регионального биоразнообразия, а также стабильному получению высококачественной экологически безопасной продукции с минимальным негативным воздействием на окружающую среду.
Исследования проводились в соответствии с тематическими планами НИР ФГОУ ВПО «Волгоградская ГСХА» в рамках программы фундаментальных и приоритетных прикладных исследований по научному обеспечению развития агропромышленного комплекса РФ по темам: 02.03.02. – «Разработать экологически безопасные элементы технологий комплексного применения удобрений, мелиорантов, химических средств защиты, регуляторов роста и биопрепаратов в адаптивно-ландшафтном земледелии с целью увеличения продуктивности растений и повышения окупаемости»; 04.07.04 – «Разработать экологически безопасные, экономически оправданные адаптивные технологии производства масличных и эфиромасличных культур»; 05.04 – «Разработать системы технологий управления фитосанитарным оздоровлением агроценозов, упреждения химического и биологического загрязнения агроэкосистем».
Цель и задачи исследований. Целью наших исследований являлась разработка экологических аспектов регулирования фитосанитарной обстановки, обеспечивающих ее долгосрочную стабилизацию.
Для реализации данной цели предусматривалось решение следующих задач:
- уточнение видового состава и структуры энтомофауны зерновых и горчичных агроценозов;
- выявление эколого-биологических особенностей основных видов фитофагов и энтомофагов;
- установление этапов формирования и изменения энтомокомплексов в период онтогенеза растений и анализ многолетней динамики численности насекомых зерновых и горчичных агроценозов;
-выявление патогенного комплекса возбудителей болезней зерновых культур, горчицы сарептской, сорных и дикорастущих растений;
- анализ многолетней динамики течения патологических процессов в агробиоценозах зерновых культур;
- определение роли лесомелиоративных насаждений, сорта и удобрений в оптимизации фитосанитарного состояния агроэкосистем;
- оценка биологической, экономической эффективности и экологической безопасности биологических, химических средств защиты растений и их комплексного применения против вредных объектов на зерновых культурах и горчице сарептской;
- разработка рациональных приемов использования пестицидов в агробиоценозах.
Научная новизна работы заключается в следующем:
- наиболее полно уточнен видовой состав энтомонаселения в агроценозах зерновых культур (290 видов) и горчицы сарептской (381 вид) Волгоградской области, обозначена структура энтомокомплексов, определены доминантные виды фитофагов и энтомофагов, уточнены их эколого-биологические особенности, проведен анализ сезонной и многолетней динамики численности вредителей, представлена экологическая структура фаунистических сообществ;
- установлена нецелесообразность построения прогнозов изменения численности вредителей зерновых культур и горчицы сарептской в период 1961-2008 гг. с учетом интенсивности солнечной активности;
- наиболее полно уточнен видовой состав патогенной микрофлоры на зерновых культурах в Волгоградской области, выявлена экологическая роль возбудителей, определены наиболее вредоносные виды, проанализирована многолетняя динамика течения патологических процессов в зерновых агроценозах;
- впервые в результате изучения микобиоты сорных и дикорастущих растений в условиях региона определены узкоспециализированные виды микромицетов – потенциальные кандидаты для биоконтроля за сорной растительностью;
- впервые установлено влияние лесных полос на численность и распределение энтомофауны в горчичных агроценозах;
- подтверждена возможность управления численностью листогрызущих вредителей горчицы сарептской микробиологическим методом. Получены положительные результаты по применению бацикола в качестве элемента беспестицидной технологии защиты этой культуры;
- впервые для аридных условий Волгоградской области дана комплексная оценка влияния биофунгицидов и природных индукторов иммунитета на снижение заболеваемости зерновых культур, их рост, развитие, продуктивность и качество;
- впервые проведена сортовая дифференциация возделываемых в Волгоградской области современных сортов зерновых культур по степени устойчивости к вредителям и болезням, а также установлена роль микробиологических удобрений в повышении устойчивости растений к вредным объектам;
- на основе биоценотических принципов обоснованы пути рационализации применения химических средств защиты растений и уменьшения их отрицательного влияния на нецелевые объекты. Обоснована возможность и целесообразность локального применения инсектицидов, использования сниженных норм расхода ХСЗР в смесевых композициях с биопрепаратами.
Практическая значимость и реализация результатов исследований. Результаты исследований подтверждались широкой производственной проверкой в хозяйствах Калачевского, Котельниковского, Светлоярского, Октябрьского и других районов Волгоградской области на площади 10,8 тыс. га и включались в рекомендации производству, в разработке которых автор принимал участие. Результаты внедрения подтверждены актами внедрения в производство научно-технических разработок, утвержденными Комитетом по сельскому хозяйству и продовольствию Администрации Волгоградской области.
Изучение энтомокомплексов и микобиоты полевых культур кроме учебно-теоретического значения имеет прикладную ценность, поскольку позволяет наметить объекты для обязательного фитосанитарного мониторинга.
Зафиксированная многолетняя динамика численности насекомых и течения патологических процессов в агробиоценозах является информационной базой для разработки системы многолетнего и долгосрочного прогнозирования численности и вредоносности популяций вредителей и возбудителей болезней.
Данные по пространственному распределению насекомых могут быть использованы при проведении фитосанитарного мониторинга и послужат основой для изменения тактики проведения защитных мероприятий.
Внедрение в практику научно-обоснованных рекомендаций по применению агротехнических и биологических методов обеспечит эффективный контроль численности вредителей и получение экологически чистой растениеводческой продукции.
Полученная в результате работы информация может быть использована для научных и практических целей, в процессе обучения студентов высших и средних сельскохозяйственных учебных заведений, на курсах повышения квалификации специалистов сельского хозяйства. На основании данных исследований изданы 2 монографии. Полученные в исследованиях материалы включены в «Каталог основных завершенных научно-технических разработок (инноваций), предлагаемых к реализации в АПК», учебное пособие для практических занятий по экологии, учебное пособие по агролесомелиорации, использованы при подготовке 9 методических рекомендаций.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались, обсуждались и получили положительную оценку: на заседаниях Ученого совета ВГСХА, научно-практических и научно-производственных областных совещаниях с демонстрацией полевых опытов (1996-2008 гг.); на международных научно-практических конференциях: «Основы достижения устойчивого развития сельского хозяйства» (Волгоград, 2004), «Актуальные проблемы развития АПК» (Волгоград, 2005), «Проблемы сельского хозяйства» (Калининград, 2006), «Перспективные технологии для современного сельскохозяйственного производства» (Волгоград, 2006), «Наука и молодежь: новые идеи и решения» (Волгоград, 2007), «Международной научно-практической конференции, посвященной 75-летию факультета защиты растений и агроэкологии» (Саратов, 2007), «Проблемы и тенденции устойчивого развития аграрной сферы» (Волгоград, 2008), «Актуальные проблемы экологии, защиты растений и экологического земледелия» (Саратов, 2009); всероссийских научно-практических конференциях: «Актуальные инновационные разработки по оптимизации агроландшафтов в условиях рыночных отношений» (Волгоград, 2004), «Вавиловские чтения-2004» (Саратов, 2004), «Адаптивно-ландшафтные системы земледелия для засушливых условий Нижнего Поволжья» (Волгоград, 2005), всероссийской конференции, посвященной 75-летию со дня открытия Чувашской ГСХА» (Чебоксары, 2006) и др.
Публикация результатов исследований. По материалам диссертации опубликовано 95 работ. Из них 2 монографии и 89 статей, в том числе 14 статей опубликованы в центральной печати по рекомендациям ВАК РФ. Доля личного участия в подготовке и написании публикаций составляет 49,1 п.л.
Основные положения, выносимые на защиту:
- таксономический состав, структура, эколого-биологические особенности основных видов фитофагов и энтомофагов, этапы формирования и изменения энтомокомплексов в период онтогенеза растений;
- патогенный комплекс зерновых культур, горчицы сарептской, сорных и дикорастущих растений;
- многолетняя динамика численности вредителей и течения патологических процессов в агробиоценозах зерновых культур и горчицы сарептской;
- положительная роль лесомелиоративного обустройства аграрных территорий, агротехнических приемов и биологических средств в оптимизации фитосанитарного состояния агроценозов;
- рациональные приемы использования пестицидов;
- биологическая, экономическая эффективность и экологическая безопасность испытываемых приемов и средств защиты растений.
Объем и структура работы. Диссертационная работа изложена на 443 страницах машинописного текста и состоит из введения, 8 глав, выводов, предложений производству и приложений; содержит 93 таблицы, из них 13 в приложении, 83 рисунка. Список литературы включает 542 наименований, в том числе 57 на иностранных языках.
Личный вклад автора. Автору принадлежит постановка проблемы, разработка концептуальной схемы исследований, анализ архивных материалов за 45-летний период, проведение лабораторных и полевых исследований, анализ полученных экспериментальных данных, подготовка отчетов о научно-исследовательской работе, опубликование монографий. Доля личного участия в подготовке и написании диссертации составляет свыше 90%.
Отдельные фрагменты работы выполнены при участии сотрудников ВНИИ сельскохозяйственной микробиологии (д.б.н. Н.В. Кандыбина, д.с.-х.н. О.В. Смирнова, к.б.н. В.П. Ермоловой) и ВНИИ агролесомелиорации (д.б.н. М.Н. Белицкой), которым автор выражает признательность и благодарность.
Автор выражает искреннюю благодарность научному консультанту, зав. кафедрой агроэкологии и защиты растений ВГСХА, д.с.-х.н. профессору Е.А. Литвинову, проректору по научной работе, д.с.-х.н. профессору Цепляеву А.Н., к.с.-х.н, Заслуженному агроному РФ Ф.Л. Козловцеву, а также специалистам Волгоградских филиалов ФГУ «Госсорткомиссия РФ по испытанию и охране селекционных достижений» и Россельхознадзора.
Агроклиматические и почвенные ресурсы региона
Реальная возможность перехода к экологически безопасной, экономически оправданной и социально приемлемой стратегии адаптивной интенсификации сельскохозяйственного производства зависит, прежде всего, как считают А.С. Шпаков, И.А. Трофимов [462], от уровня научноинформационного обеспечения и достижений в области таких наук, как география, экология и сельскохозяйственная биология. Важнейшим блоком в системах фитосанитарной оптимизации экосистем является информация, характеризующая экологическую и биоценотическую обстановку на каждом этапе развития растений.
Научные предпосылки подбора средств для управления формированием и развитием агроэкосистем в целях оптимизации их фитосанитарного состояния опираются на современные теоретические представления: о закономерностях динамики популяций вредных видов, которые определяют саму постановку задачи, рабочую гипотезу и программу исследований. Организация и методы исследований должны быть направлены на выявление связей, складывающихся в процессе формирования биомассы культурных растений в посеве (насаждений) и его фенологии, с другими основными элементами этой экосистемы, способными прямо или опосредованно влиять на продуктивность посева (насаждения), формирование урожая и его свойства. Исходя из вышеизложенного, на первое место выдвигается задача изучения закономерностей формирования и развития флоры и фауны в агроэкосистемах конкретных зон и их влияния на формирование урожая. При этом большое внимание следует уделять расшифровке эколого-физиологических механизмов всех процессов. Параллельно должно проводиться изучение изменчивости структуры и морфофизиологических свойств популяций отдельных вредных видов в разных зонах ареала, а также факторов, направляющих эти процессы, и механизмов их конечного влияния на динамику численности и проявление вредоносности. Важное значение в обосновании особенностей защиты сельскохозяйственных культур от вредных насекомых имеет изучение их биологии и экологии. Используя данные по фенологии вредителя и агроклиматические показатели, можно создать модель системы-«растение-фитофаг» и на ее основе рассчитать оптимальные параметры борьбы с этим фитофагом. Повсеместная обязательная: организация фитосанитарного мониторинга, включающая наблюдения как,за вредными, так и за полезными объектами, должна полностью исключить профилактические и календарные обработки посевных площадей препаратами широкого спектра действия, а также территорий, где по экологическим или экономическим показателям их проведение нецелесообразно. Необходимо следить не только за динамикой численности и распространения вредных объектов, но и за ходом микроэволюционных процессов, происходящих на фоне антропогенного пресса, включая мониторинг расооб- разования у вредных организмов и резистентности их к препаратам.
Изучение причин изменения популяционной-динамики и их обоснование имеют основополагающее значение в деле защиты растений: Прогнозы распространения; размножения и ожидаемой вредоносности отдельных видов насекомых и возбудителей болезней, а также материалы оперативного контроля за реализацией сложившейся тенденции в конкретной экологической обстановке служат информационной базой оптимизации фитосанитарных условий выращивания растений [94, 126, 131, 222, 293 , 300]. Они обеспечивают возможность своевременного и оперативного принятия решений по определению методов и средств защиты растений, размеров, сроков и места их проведения. На этом основании фитосанитарное прогнозирование является одной из функций управления растениеводством.
Реализация стратегии долгосрочной агроценотической регуляции предусматривает, прежде всего, целенаправленное конструирование сложных агроэкосистем и агроландшафтов. Создание в агроландшафте оптимальных условий для активизации полезных организмов и неблагоприятной обстановки для вредной биоты путем введения в состав агроландшафта резерватов природных популяций энтомофагов и размещения вокруг них буферных зон, где полезные организмы природных стаций адаптируются к новым условиям, содействует включению механизмов биоценотической регуляции агросистем, которые изменяют многолетнюю тенденцию фитосанитарного состояния в сторону снижения средней численности вредителей и развития патогенов [127, 211, 245, 362, 363, 397, 413, 538]. В этом плане особую актуальность приобретает лесомелиоративное обустройство аграрных территорий с оптимальным соотношением сельскохозяйственных угодий разных видов, допускающее стабильное получение высококачественной продукции в условиях экологической напряженности без усугубления, ситуации [46, 196, 279, 477]. Формирование качественно новой экологической среды сопровождается преобразованием биотических сообществ. Исследованиями М. Н. Белицкой [31] установлено, что лесомелиоративное обустройство агроландшафта способствует снижению численности вредного комплекса в 2,1-2,7 раза и повышению плотности энтомофагов в 3,2-4,5 раза на полях среди лесных полос по сравнению с необле- сенными посевами. В.А. Миноранский [244], А.И. Лахидов [210, 211], А.Ф. Дрик [120], Ю.П. Мухин [250-252] и другие исследователи также подчеркивают роль полезащитных насаждений в привлечении паразитов и хищников.
Увеличение объемов применения пестицидов преимущественно неизбирательного действия привело к обеднению видового состава энтомофауны в агробиоценозах, резкому снижению численности полезной биоты, в связи с чем возникла острая необходимость проведения дальнейших исследований по изучению возможностей подавления фитофагов не химическими средствами, а различными биологическими объектами, среди которых особое место занимают энтомофаги, являющиеся важным компонентом природных регуляторных механизмов.
Имеется много публикаций о результатах исследований по изучению энтомофагов, где излагаются материалы о видовом составе их природных популяций, биологии, экологии, влиянии на изменение численности и вредоносности фитофагов. Изучением таксономического состава паразитов и хищников, биоценотических связей их в полевых биоценозах в нашей стране занимались-И.В. Васильев [57], К.Е. Воронин, В.А. Шапиро, F.A. Пукинская [81], Я. Богач, Я. Поспишил [37], М.П. Дядечко [124, 125], B.F1. Йонайтис [155] и другие ученые [175, 177, 225, 226, 315]. За рубежом такие работы проводили L. Lotka [521], F. Pierre [529. 530], Mi.Carter [492], К. Desender, Mi Alderweireldt [497], G. Ncamura [526] и другие [487, 488, 524, 527]. Как показали многочисленные исследования, энтомофаги относятся к числу постоянных элементов биоценозов, структура и экологические особенности которых определяют исключительное разнообразие во взаимоотношениях организмов и биологических систем хшцник-жертва; паразит-хозяин [246, 482, 496, 506; 514]; При этом каждый вид. заселяет определенную экологическую нишу, имеет свойщикл развития и, соответственно, уровень, специализации. Поэтому активизация деятельности энтомофагов предполагает в; первую очередь наличие данных об их видовом разнообразии, биологии и взаимоотношег ниях с вредными насекомыми. В агролссных ландшафтах такие исследования проводили А.Я;Понуровскшг [305], 10.11. Мухин [250-251], ЛШ. Чере- зова, Е.В. Комаров [426, 427], М.П. Белицкая [27, 28. 31], Л. Г. Персидская; [289]. М. Canard [491]. D.G. Embree [499]. J.E. Lyngbi [522]. Ведущим-направлением биологического метода является разработка способов сохранения природных популяций энтомофагов и под держание их численности на хозяйственно достаточном уровне.
Таксономический состав и структура полезной энтомофауны
Для оценки степени проявления болезни использовали глазомерные шкалы, специфичные для ряда заболеваний, с соответствующим числом баллов или определяли процент поверхности пораженной ткани (органа) учетного растения.
Учеты болезней полевых культур приурочивали к определенным фе- нофазам развития растений. Анализ растений на пораженность корневыми гнилями дифференцированно по органам проводили в динамике по следующим фазам: всходы, начало кущения, кущение, выход в трубку, колошение, цветение, молочная спелость, восковая спелость согласно методики В.А. Чулкиной [441]. Степень поражения учитывали по специальной иллюстрационной шкале, относя к высшей степени поражения погибшие (невыко- лосившиеся) или пустоколосые растения. Поражение мучнистой росой и сеп- ториозом определяли в период от начала колошения до фазы молочной спелости. Бурую ржавчину учитывали в период молочной спелости зерна, стеблевую ржавчину одновременно с головневыми заболеваниями при апробации в конце молочной - начале восковой спелости зерна. При учетах использовали иллюстрационные шкалы интенсивности развития заболеваний согласно методике государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур [233].
Хозяйственное значение численности вредителей и интенсивности развития болезней оценивалось по экономическим порогам вредоносности (прил. 1).
Опытные участки располагались на территории Волгоградского филиала ФГУ «Госсорткомиссия РФ по испытанию и охране селекционных достижений» КФХ Н.Н. Олейникова Калачевского р-на, СПК «Светлоярский», СПК «Пригородный». Перечень культур, на-которых испытывали различные препараты по защите растений, включал в себя озимую и яровую пшеницу, яровой ячмень, горчицу сарептскую.
В- процессе организации и осуществления полевых опытов за- основу брали общепринятые установки [119, 234-236, 274, 310, 314]. Размещение вариантов опытов систематическое, в один - два яруса, повторность четырехкратная: Площадь опытных делянок 100-200 м2, учетная площадь - 50 м2. Площадь производственных опытных вариантов по оценке различных средств и методов контроля численности вредных насекомых составляла 2-10 га, что позволяло предотвратить миграцию насекомых с одного варианта на другой и заселение опытных площадей фитофагами с окружающих стаций.
Все технологические операции при возделывании, сельскохозяйственных культур выполняли согласно имеющимся зональным рекомендациям [148, 322]. В опытах проводился комплекс наблюдений, учетов и исследований, которые были выполнены, при соблюдении требований методики опытного дела.
Фенологические наблюдения,за ростом и развитием растений проводили на протяжении всей их вегетации. На зерновых культурах визуально отмечалось массовое (75%) наступление основных фаз: всходы, кущение, труб- кование, колошение, цветение, молочная, восковая и полная спелость зерна. Кроме того, на озимой- пшенице отмечали даты прекращения вегетации осенью и начала отрастания листьев весной. На горчице сарептской отмечалось массовое наступление следующих основных фаз: всходы, розетка, стеблевание, бутонизация, цветение, созревание (зеленый, желто-зеленый стручок, полное созревание).
Учеты густоты стояния и изреживания посевов определяли дважды: первый раз после появления полных всходов, второй раз - перед уборкой урожая. Подсчет растений вели на постоянных учетных площадках. Определение энергии прорастания и всхожести проводили согласно ГОСТ 12038-84 и ГОСТ 12041-82. Учет засоренности посевов проводили в фазы кущения и колошения пшеницы и ячменя. Учет сорняков вели путем наложения четырех учетных площадок размером 0,25 м2 в равноудаленных местах по диагонали делянки в двух несмежных повторениях.
Биологическую эффективность защитных мероприятий против фитофагов устанавливали по формуле Аббота для динамичных популяций с поправкой на контроль 3 = 100(1-——), (4) 01 К2 у где Э - биологическая эффективность, %; 01 и 02 - количество вредителя в опыте до и после обработки; К1 и К2 - то же в контроле. Биологическую эффективность защитных мероприятий против комплекса фитопатогенов оценивали, сопоставляя пораженность растений болезнями на обработанных и контрольных участках по формуле где Э - биологическая эффективность, %; Вк - показатель расиространен-ности или развития болезни в контроле; Во - аналогичный показатель в опыте.
Определение биологической активности почвы при различных методах защиты растений определяли по двум показателям: микробиологической активности и целлюлозоразлагающей активности почвы. Определение микробиологической активности почвы осуществляли путем помещения образцов почвы в чашки Петри с использованием искусственных питательных сред - МПА, КАА и среды Чапека для выращивания колоний микроорганизмов, наблюдения за их развитием и установления сравнительной микробиологической активности. На МПА выделяли бактерии аммонификаторы, усваивающие. органические формы азота, на- КАА: - бактерии- использующие минеральные формы азота а также актиномицеты и некоторые грибы, на подкисленной среде Чапека - грибы. Бактерии подсчитывали, через 3-суток, актиномицеты - через; 7-20У суток. Определяли среднее количество колоний;на чашке,и затем делали перерасчет на Г г. воздушно-сухой или абсолютно-сухой почвы по формуле
Определение целлюлозоразлагающей; активности почвы выполняли методом-аппликаций; по-проценту распада целлюлозы. Для этого в почвенный разрез глубиной 25 см на вертикальную, хорошо отшлифованную стенку помещали предварительно - взвешенное льняное полотно (10x25 см). Накрывали; его полиэтиленовой пленкой и закапывали. Спустя 30-40 дней полотно« осторожно вынимали, отряхивали, высушивали и взвешивали; По- разнице веса полотна до и после опыта судили о целлюлозоразлагающей активности почвенной-микрофлоры. .
Элементы структуры урожая, зерновых культур устанавливали в лабораторных условиях при: анализе растительных проб; взятых на: вариантах опытов по» методике государственного сортоиспытания сельскохозяйствен- ных.культур; Приютом учитывалшеледующие показатели;: количество растений в пробе, количество: продуктивных стеблей, высоту растений; длину колоса количество зерене в колосе, массу зерна с одного колоса;, массу 1000 зерен -у .-,
Уборкаюерновых культур, проводилась комбайном «Сампо». При этом убирали всю площадь учетной делянки, зерно взвешивали в мешках на деся- тичных весах. Затем отбирали средние образцы для определения чистоты, натуры и влажности зерна. Пересчет урожая проводили на 100%-ную чистоту и 14 %-ную влажность зерна.
Качество зерна устанавливали в испытательной лаборатории Управления государственной хлебной инспекции по Волгоградской области с использованием соответствующих методик.
Определение структуры урожая горчицы сарептской по элементам производилось путем анализа пробных снопов, отобранных с каждой делянки перед уборкой. По 25 растениям, взятым из снопа, измерялась высота, подсчитывалось количество ветвей и стручков на растении, количество семян в стручке, определялся вес семян на одном растении. Хозяйственный учет урожайности горчицы сарептской осуществляли путем однофазной сплошной уборки комбайном СК 5М «Нива» с высотой среза 0,15 - 0,20 м при влажности семян. 10-12%. Для определения биологической урожайности отбирались растения с площади 1 м2 в 4-кратной повторности с каждого повторения опыта, снопы обмолачивались, семена взвешивались и делался перерасчет на гектар.
Определение масличности, эфиромасличности, кислотного числа мас- лосемян горчицы проводилось в лаборатории ОАО ВМЭЗ «Сарепта».
Экспериментальные материалы при проведении исследований обрабатывали с использованием методов вариационной статистики дисперсионного и регрессионно-корреляционного анализов с использованием компьютерной программы однофакторного дисперсионного анализа [119].
Эколого-биологические особенности основных вредителей
Зимует личинка в пупарии в почве на глубине до 3 см. Окукливание происходит в марте. Вылет мух наблюдается при температуре почвы +9...+10С, массовый лет - обычно во второй декаде апреля. Муха откладывает яйца на молодые, чаще всего на главные стебли, за язычок влагалища листа, реже - на придаточные стебли. На каждый стебель самка откладывает одно яйцо, развитие которого продолжается 5-8 дней. Отродившаяся личинка развивается внутри стебля 14-15 дней. За это время она выедает зачаток колоса и подгрызает основание центрального листа, который желтеет, а стебель засыхает. Закончив питание, личинки в засушливую погоду остаются в стебле, поворачиваются передним концом вверх и находятся там до выпадения осадков. Затем уходят в почву на окукливание, образуют ложнококон и диа- паузируют с июня до середины августа или до сентября. Таким-образом муха пережидает неблагоприятный, засушливый период. Осенью из пупариев вылетает 31-59% мух, остальные диапаузируют до весны.
Осенью интенсивный лет мух наблюдается во второй половине сентября. Самки откладывают яйца- на всходы озимых в фазе 2-3 листьев. Отродившаяся личинка проникает в. стебель к свернутому в трубку центральному листу и прогрызает спиральный ход, совершая 3-4 полных оборота. Поврежденный, лист вянет, стебель погибает. У выживших поврежденных растений уменьшается, количество вторичных корней, понижается зимостойкость, кустистость, что приводит к резкому снижению урожайности. Период вредоносности личинок охватывает всю фазу осеннего кущения.
Исследователями Н.Н. Вошедским и А.Г. Махоткиным [83, 84], отмечается высокая1 заселенность посевов и наибольшая вредоносность пшеничной мухи после черного пара - до 84-90% стеблей. В.П. Антонова и И.П. Шарбан [12] указывают, что. при-умеренной численности вредитель заселяет краевые полосы шириной 50-100 м, при высокой» - заселяется также и центральная часть поля.
Высокий, уровень вредоносности пшеничной мухи в последние годы, особенности ее биологии и климатические условия-Нижнего Поволжья дают основание ожидать, что этот- вр едите ль в ближайшие годы расселится на значительной территории региона и будет иметь здесь большое хозяйственное значение.
Из стеблевых хлебных пилильщиков в условиях области отмечено два вида: обыкновенный хлебный (Серкт ру тает Ь.) и черный- пилильщик (ТгасНе1ш 1аЫс1п5 Р.), которые повреждают пшеницу, овес, ячмень и тритикале. Доминирует в сборах обыкновенный хлебный пилильщик - свыше 95% особей.
Взрослые особи появляются в середине мая - начале июня, в зависимости от погодных условий весеннего периода. По нашим многолетним наблюдениям и данным ОблСТАЗР, лет имаго начинается во III декаде мая - I де- каде июня, в фазу цветения озимой пшеницы и начала, колошения яровой пшеницы. Высокая? активность лета отмечается в середине дня? и при сухой, безветренной погоде. В такое время отлавливается до 40-особей на 100-взмахов энтомологическим сачком (1988 год). При дневной температуре ниже +18С, а также скорости ветраболее 5 м/с лет ослабевает. Выпадающие осадки и обильная роса-снижают активность лета имаго на 25-30%, а в отдельные _ годы после ливней с понижением температуры воздуха, и при скорости ветра 7-10 м/с он полностью прекращается. Общая продолжительность массового лета хлебного пилильщика в средние по погодным условиям,годы-колеблется от 35 до 40 дней;- при резком дефиците влаги, высокой температуре (до +35С), низкой (до 30%) относительнойвлажности воздуха и сильном ветре - длится-всего 10-12 дней. Жесткие погодные условия способствуют концентрации- насекомого-в,самом нижнем ярусе травостоя: Самки пилильщика после выхода нуждаются, в дополнительном- питании, которое происходит на диких цветущих растениях: сурепке, редьке дикой, горчице; молочае и др. Отмечено, что излюбленным растением: для питания, имаго является молочай лозный. Как указывает Н:Н. Васильева [58], на полях с обилием-цветущей-сорной-растительности численность имаго пилильщика, как правило, на 25-33% больше.
Вред, причиняемый-, зерновым культурам стеблевыми хлебными пи- лильщиками, проявляется двояко - в прямых и скрытых потерях урожая-зерна. Прямые потери-заключаются в подпиливании и повале соломины, когда теряется весь, урожай колосьев с полеглых стеблей, не попадающих в комбайн при уборке. Скрытые, или- косвенные, потери происходят вследствие повреждения проводящей сосудистой системы стебля, в результате чего из-за меньшего поступления питательных веществ и влаги зерно формируется более легковесным.
Замечено, что в южных и заволжских районах Волгоградской области с повышенной засушливостью в период полного созревания озимой пшеницы чаще наблюдается полное подпиливание личинками вредителя стеблей и их повал. В более же увлажненных северных районах области повал стеблей происходит реже и не в такой сильной степени. Это объясняется меньшей хрупкостью соломины и не столь частыми суховеями в период созревания, более поздним сроком подпиливания соломины личинками и их уходом на окукливание. Высокий процент поврежденных колоносных стеблей, как видно из рисунке 18 наблюдался в условиях Волгоградской области в периоды 1962 -1966, 1977-1980, 1983-1992 гг.
Значительная вредоносность хлебных пилильщиков обусловлена, помимо влияния погодных условий, уровнем агротехники. Повышение культуры земледелия, наблюдавшееся в области с 1962 года, привело к снижению численности и вредоносности хлебных пилильщиков. В 1978 году сложившиеся благоприятные погодные условия и недостаточное внимание к проведению лущения стерни привело к увеличению численности и вредоносности фитофага. Расширение площадей с поверхностной обработкой почвы в 80-е годы также сказывалось положительно на росте популяций пилильщика, особенно в южных районах области.
Микобиота сорных и дикорастущих растений
Крестоцветные блошки относятся к числу самых опасных вредителей молодых растений горчицы. Большой вред горчице в ранние фазы ее развития, особенно в южных районах области, причиняют также жуки восточного горчичного листоеда, у которых сроки выхода из зимовки совпадают с появлением всходов. В зависимости от количества их личинок в фазы стеблевания-бутонизации горчицы возможна полная гибель растений. Цветущая горчица привлекает к себе многочисленных жуков-нарывников (9 видов) из семейства Meloidae. Данные виды, помимо питания генеративными органами растений, являются достаточно активными энтомофагами саранчовых, поэтому борьба против них не проводится. Против жужелиц (Amara similata Gyll., Harpalus amplicollis Men., H. rufipes Deg.) из семейства Carabidae, обладающих смешанным типом питания, проведение истебительных мероприятий также нецелесообразно. К семейству Curculionidae (долгоносики) относится 5 видов, вред от них незначителен. Семейство Elateridae включает в себя 6 видов щелкунов (блестящий, посевной, степной, темный, красно-бурый, красноногий), семейство Tenebrionidae - 7 видов чернотелок, из которых до- минирует песчаный медляк (Opatrum sabulosum L.). Генеративные органы растений могут повреждать в некоторой степени горчичный (Omophlus plli- collis Мег.) и поволжский (Podonta dagestanica v. volgensis Kish.) пыльцееды из семейства Alleculidae и мохнатая оленка (Epicometis hirta Poda.) из семейства Scarabaeidae. Рапсовый цветоед (Meligethes aeneits L.) вредоносен в отдельные годы в северных и заволжских районах области.
Вторым по числу видов является отряд Orthoptera (прямокрылые) - 18 видов. Преобладает семейство Acrididae (саранчовые) - 13 видов, 2 вида относится семейству Tettigoniidae (кузнечиковые), 2 вида - к семейству Gryllo- talpidae. Из стадных видов саранчовых наиболее опасны перелетная саранча (Locusta migratoriia L.) и итальянский прус (Calliptamus italicus L.). Из нестадных посевы зерновых повреждают голубокрылая (Oedipoda coerulescens Linn.), атбасарская (Dociostaurus kravssi Ing.), изменчивая (Celes variabilis Pall.), бескрылая (Podisma pedestris L.), темнокрылая (Staurodenis scalaris Р.- W.) кобылки, малая крестовичка (D. brevicollis Ev.), степной конек (Euchor- thippus pidvinatus F.-W.) и другие виды.
Третье место по числу видов принадлежит отряду Hemiptera (полужесткокрылые) - 15 видов. В этом отряде более разнообразно представлены крестоцветные клопы из семейства Pentatonidae — 12 видов. По численности и распространенности доминируют разукрашенный (Euridema festiva L.) и рапсовый (Ей. oleracea L.) крестоцветные клопы, а также свекловичный клопик (Poeciloscytus cognatus Fierb.) из семейства Miridae. Остальные виды встречаются единично.
Из отряда Lepidoptera отмечено 8 видов фитофагов из 5 семейств. Наиболее опасным вредителей среди чешуекрылых является капустная моль {Plutella maculipennis Curt.) из семейства Plutellidae (горностаевые моли). Стручки горчицы в незначительной степени повреждают гусеницы крестоцветной (Evergestis frumentalis L.) и стручковой (Е. extimalis Scop.) огневок. Вред от гусениц белянок (Pieris brassicae L., Р. rapae L., Synchoe daplidice L., Euchloe belia Cr., Aporia crataegi L.) заключается в объедании листьев, буто нов, стручков и, как правило, невелик.
Экономическое значение вредителей из отряда Diptera для горчицы са- рептской незначительно. В единичных экземплярах отмечены представители семейства Agromyzidae (минирующие мухи). Многоядные личинки вредной долгоножки (Tipiila paludosa Mg.) из семейства Tipulidae (долгоножки) развиваются только во влажной почве, при орошении.
Из отряда Homoptera (равнокрылые) отмечены представители семейств Cicadellidae - Cicadella viribis F. и Aphididae - капустная тля (Brevicoryne brassicae L.). Вредоносность капустной тли отмечается только во влажные годы и при орошении.
Из представителей отряда Thysanoptera (бахромчатокрылые) на посевах горчицы в единичных экземплярах встречается многоядный табачный трипе (Thrips tabaci Lind.) из семейства Thripidae.
Единственный представитель отряда Hymenoptera (перепончатокрыв- лые) - рапсовый пилильщик (Athalia colibri Christ.) из семейства Tenthredini- dae - является в отдельные годы весьма опасным вредителем горчицы. В условиях же холодной и влажной весны активность пилильщика резко снижается, иногда взрослые особи погибают, не оставив после себя потомства.
В результате многолетних наблюдений установлено, что в условиях Нижнего Поволжья наибольший вред горчице сарептской наносят крестоцветные блошки, разукрашенный крестоцветный клоп, восточный горчичный листоед, капустная моль и рапсовый пилильщик. К второстепенным вредителям, не наносящим особого вреда посевам горчицы в нашей зоне можно отнести таких фитофагов, как рапсовый цветоед, жуки-нарывники, капустная тля, гусеницы бабочек белянок, огневок, клопики. Однако это разделение чисто условно, т.к. в отдельные годы менее вредные насекомые могут размножаться в больших количествах и принести посевам горчицы значитель ный урон.
Крестоцветные блошки - Phyllotreta sp. — относятся к числу самых опасных вредителей молодых растений всех крестоцветных культур, в том числе и горчицы сарептской. При соответствующих погодных условиях блошки могут за 2-3 дня уничтожить всходы этой культуры на больших площадях, как это наблюдалось, например, в 1997 году в хозяйствах большинства районов области.
Отмеченные в таблице 24 виды блошек по территории Волгоградской области распределяются неодинаково. Так, Phyllotreta diademata Foudr. и Ph. schreineri Jacobs, являются наиболее многочисленными в южных районах видами, тогда как Ph. atra F., Ph. nemorum L. и Ph. crucifera Goeze. распространены на всей территории области. Примерное соотношение видов представлено на рисунке 43.
Зимуют неполовозрелые жуки под растительными остатками в поле, под опавшими листьями в лесах и лесополосах, в верхних слоях почвы. Массовый выход жуков из мест зимовки наблюдается при переходе среднесуточной температуры воздуха за предшествующую декаду через +10,4С. Появ ление блошек на посевах горчицы отмечается в период всходов культуры при наборе СЭТ от 72,8 до 303,0С. Это позволяет сделать вывод, что крестоцветные блошки в своем развитии приурочены к фенологии горчицы значительно сильнее, чем к календарным датам и температурным условиям.
Приуроченность начала заселения посевов жуками к появлению всходов, дает возможность снизить их вредоносность путем разобщения этапов1, формирования популяций и соответствующих фенофаз горчицы, ускорив прохождение первых, наиболее уязвимых для поражения фитофагами-периодов развития растений: всходы - формирование розетки.
При постепенном повышении температуры последовательное нарастание численности блошек происходит в течение 15-20 дней от первого появления-этих вредителей на посевах, т.е. до-момента образования розетки. В последующем вредоносность блошек постепенно снижается, и хотяшериод дополнительного питания имаго длится- от 40 до 60 дней, ущерб, наносимый насекомыми развитым растениям, невелик.
Наиболее вредоносны- жуки перезимовавшего- поколения. На листьях блошки выскабливают мелкие ямки, поврежденная ткань подсыхает, выкрашивается, и- в ней образуются мелкие отверстия. Небольшие повреждения растения переносят легко, при высокой численности вредителя - задерживаются в росте или погибают. Активность и прожорливость жуков весной особенно велики при жаркой и сухой погоде. При пониженных же температурах и наличии осадков жуки малоактивны. Личинки и жуки молодого поколения существенных повреждений растениям не наносят.
Экономический порог вредоносности крестоцветных блошек в условиях Волгоградской области, согласно рекомендациям ОблСТАЗР, составляет 5 экз./м2 при заселении 10% растений. Согласно нашим исследованиям, в период 1999-2001 гг. жуки при средней численности 7 экз./м2, максимальной - до 19 экз./м2 приводили на вариантах без защитных мероприятий к снижению площади листовой поверхности в период всходы-стеблевание в среднем на 19,2%, что практически не снижало урожайность культуры по сравнению с вариантами, обработанными инсектицидами. Разница в урожайности между этими вариантами составляла в среднем 0,02-0,05 т/га. Кроме того, исследованиями В.Н. Щеголева [472], установлено, что при температуре воздуха +14С 10 жуков съедали 430 мм2 поверхности листа, а при температуре +20С ими поедалось 720 мм2, что значительно меньше площади листовой поверхности растений/м2 даже в начальный период их роста.
На основании вышеизложенного можно сделать вывод о пересмотре уровня ЭПВ для этих вредителей в сторону увеличения или рассматривать в качестве показателя, свидетельствующего о необходимости проведения защитных мероприятий повреждение 20-25% листовой поверхности. При этом, безусловно, необходимо учитывать динамику численности и активности жуков, которая во многом определяется погодными условиями, складывающимися в период их вредоносной деятельности
