Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 ПОДГРЫЗАЮЩИЕ СОВКИ И МЕТОДЫ ОГРАНИЧЕНИЯ ИХ ВРЕДОНОСНОСТИ (Аналитический обзор) 11
1.1 Биологические особенности подгрызающих совок 11
1.1.1 Влияние эдафических факторов на жизнедеятельность подгрызающих совок 16
1.2 Вредоносность подгрызающих совок 18
1.3 Методы защиты табака от подгрызающих совок 22
1.3.1 Агротехнический 22
1.3.2 Биологический 26
1.3.3 Химический 34
Глава 2 УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ 39
2.1 Почвенно-погодные условия 39
2.2 Характеристика сорта табака Юбилейный 48
2.3 Агротехника возделывания табака 49
2.4 Методика проведения исследований 53
Глава 3 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 68
3.1 Видовой состав и вредоносность подгрызающих совок на табаке 68
3.2 Факторы сдерживания численности и вредоносности подгрызающих совок 75
3.2.1 Энтомофаги подгрызающих совок 75
3.2.2 Почвенно-погодные условия 77
3.3 Эффективность агротехнических приемов 83
3.4 Эффективность биологических препаратов 87
3.4.1 Высокий агрофон 87
3.4.2 Засоренный фон 94
3.5 Эффективность химических препаратов 98
3.5.1 Высокий агрофон 98
3.5.2 Засоренный фон 98
3.6 Оценка эффективности последовательного применения химических и биологических препаратов 104
3.7 Влияние препаратов на продуктивность табака и качество табачного сырья 106
3.7.1 Рост и развитие табака 106
3.7.2 Качество табачного сырья 109
3.8 Динамика содержания остаточных количеств инсектицидов в табачном сырье 111
Глава 4 ОЦЕНКА ЭЛЕМЕНТОВ СИСТЕМЫ ЗАЩИТЫ ТАБАКА... 113
4.1 Применение биологического препарата бикол 113
4.2 Применение химического препарата конфидор 116
4.3 Элементы системы защиты табака от подгрызающих совок 118
4.4 Экономическая оценка разработанных элементов системы. 121
4.5 Энергетическая оценка разработанных элементов системы 123
4.6 Эколого-токсикологическая оценка разработанных элементов системы 124
ВЫВОДЫ 128
РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ 130
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 131
ПРИЛОЖЕНИЯ А 151
ПРИЛОЖЕНИЯБ 171
- Биологические особенности подгрызающих совок
- Почвенно-погодные условия
- Видовой состав и вредоносность подгрызающих совок на табаке
- Применение биологического препарата бикол
Введение к работе
Исследования проводились в Государственном научном учреждении «Всероссийский научно-исследовательский институт табака, махорки и табачных изделий» (ГНУ ВНРІИТТИ Россельхозакадемии) в 2002-2005 гг. в рамках научно-исследовательской программы НТП РАСХН отделения хранения и переработки с.-х. продукции: «Разработать научные основы ресурсосберегающих технологий возделывания табака, обеспечивающих повышение эффективности использования агроландшафта, экологической безопасности агроценозов, 2001-2005 гг.» (задание 2, номер государственной регистрации 0120.00404896).
Актуальность темы. Табак в течение вегетации поражают свыше 100 видов вредных объектов. На протяжении полевого периода табак особенно подвержен влиянию почвообитающих вредителей. В настоящее время отмечено нарастание численности и увеличение вредоносности подгрызающих совок во всех зонах Северо-Кавказского региона, где возделывается табак. В отдельные годы потери от подгрызающих совок составляют свыше 30%, при этом численность гусениц на некоторых полях достигает 1-4 экз./м , что в 2,5-10 раз превышает ЭПВ. Повторная посадка влечет за собой значительные затраты, однако не обеспечивает приемлемой продуктивности табака из-за нарушения сроков высадки рассады.
Наибольший вред табаку наносят гусеницы весеннего (первого) поколения. Развитие этого поколения совпадает с ранним периодом приживаемости (укоренения) и роста табачной рассады в поле. Особой вредоносностью отличаются гусеницы старших возрастов. Они (начиная с IY возраста) перегрызают черешки листьев или верхушечную почку, повреждают стебель растения в зоне корневой шейки, внедряются внутрь стеблей. Нередко, особенно в сухую погоду, повреждаются и корни табака. Отмечены существенные изменения в поведении вредителя и прохождении стадий его развития на посадках табака. Ранее гусеницы совок зимовали на участках, где проходило их питание, однако в последние годы они мигрирует с табачного поля на целинные участки. Стали более растянутыми периоды яйцекладки и вредоносности совок в первом поколении. Мы объясняем это спецификой погодных условий, и существующей системой защитных мероприятий. Гусеницы подгрызающих совок I и II поколения вредят как в фазы интенсивного роста, так и бутонизации растений (по типу «кольцевания стебля»),
В течение 10 лет сотрудниками лаборатории института испытывались различные химические и биологические препараты для защиты табака от подгрызающих совок. Высокую эффективность показал химический препарат каунтер, поврежденность табачных посадок снижалась более чем на 85%, однако он потенциально опасен для сопутствующей биоты. Бактериальные препараты лепидоцид и битоксибациллин (БТБ), обеспечивали недостаточно защитное действие от почвообитающих вредителей, - только на 63-68 %. Агротехнические мероприятия также не обладали достаточной эффективностью, поскольку применялись без учета биологических особенностей вредителей. Существенно снизить численность и вредоносность насекомых можно выполнением системы защитных мероприятий в определенные фазы их развития.
Существующая ранее интенсивная система защитных мероприятий не обеспечивает надежную защиту табака от вредителя. В последние годы ассортимент пестицидов, применяемых на табаке от почвообитающих вредителей, значительно уменьшился. Рекомендуемые «Государственным каталогом...» (2002-2005 гг.) фосфорорганические инсектициды на основе диазинона используются на табаке от подгрызающих совок с 70-х годов прошлого века. Существенными недостатками этих препаратов является опасность для полезной почвенной биоты и появление резистентных популяций вредителей. Поэтому возникла необходимость не только расширить ассортимент инсектицидов, применяемых на табаке за счет
6 эффективных и малоопасных препаратов, но и широко использовать агротехнический и биологический методы защиты растений.
Испытанные нами ранее микробиологические препараты имеют низкую биологическую эффективность, в виду отсутствия научно-обоснованных технологий их применения совместно с агротехническими приемами. В связи с чем и появилась необходимость оптимизировать применение химического, биологического и агротехнического методов и разработать элементы для комплексной системы защиты табака от подгрызающих совок, обеспечивающие снижение загрязнения компонентов агроландшафта, безопасность для полезных организмов и получение нормативно-чистой табачной продукции.
Цель и задачи исследований. Цель диссертационной работы -разработать элементы системы защиты табака от подгрызающих совок на основе оптимизации агротехнического, химического и биологического методов, обеспечивающих экономическую эффективность, приемлемую экологическую безопасность, снижение общих затрат на реализацию защитных мероприятий и получение нормативно-чистой табачной продукции.
В соответствии с поставленной целью в процессе исследований решались следующие задачи: уточнить видовой состав и вредоносность подгрызающих совок на посадках табака в условиях Краснодарского края; изучить факторы, влияющие на вредоносность подгрызающих совок в табачном агроценозе; определить эффективность агротехнических приемов, биологических и химических препаратов при различном их сочетании; определить эффективность биологических и химических препаратов в зависимости от степени засоренности поля; - выявить влияние испытанных инсектицидных препаратов на продуктивность табака и качество табачного сырья; определить эффективность разработанных элементов системы защиты табака от подгрызающих совок в производственных условиях; оценить разработанные элементы системы защитных мероприятий по экономическим, энергетическим и эколого-токсикологическим критериям.
Научная новизна. Выявлен видовой состав подгрызающих совок современного табачного агроценоза.
Изучено влияние основных биотических и абиотических факторов, влияющих на вредоносность вредителя в условиях Краснодарского края.
Впервые для защиты табака от подгрызающих совок определены оптимальные регламенты применения химических инсектицидов конфидор, ВРК (имидаклоприд, 200 г/л) - 0,1 л/га и димилин, СП (дифлубензурон, 250 г/кг) - 0,1 кг/га при однократном опрыскивании; и биологических препаратов - бикол, Ж (Bacillus thuringiensis, var. thuringiensis), лепидоцид, Ж (Bacillus thuringiensis, var. kurstaki), боверин, Ж (Beauveria bassiana Bals) и штаммов {Bacillus thuringiensis, var. thuringiensis) - 5 л/га при внесении биопрепаратов с поливной водой.
Установлено влияние сорных растений на биологическую эффективность инсектицидных препаратов.
Впервые доказаны возможность и эффективность последовательного применения химического препарата конфидор и биологического препарата бикол.
Установлено влияние испытанных препаратов на продуктивность табака (высота растений, количество технических листьев, площадь листа среднего яруса) и качество табачного сырья.
Разработаны элементы системы защиты табака от подгрызающих совок, включающие средства феромониторинга насекомых, новые биологические и малоопасные химические препараты. Проведен анализ предложенных элементов системы защиты по экономическим, энергетическим и эколого-токсикологическим критериям.
Получено положительное решение о выдаче патента на изобретение «Способ защиты табака от подгрызающих совок».
Практическая значимость. На основании проведенных исследований разработан комплекс элементов защитных мероприятий от подгрызающих совок (для общей системы защиты табака в полевой период), включающий установку феромонных ловушек, опрыскивание рассады конфидором за 3-5 дней перед её выборкой из парника, внесение бикола в зону рядка с поливной водой при высадке рассады в поле, проведение агроприемов в период вредоносности гусениц (культивации и ручные прополки).
Разработанные элементы прошли производственную оценку и обеспечили увеличение чистого дохода на 1,1 тыс. руб./га, сокращение производственных затрат в 3 раза, снижение токсической нагрузки на агроценоз в 2 раза.
Для специалистов в области защиты растений разработаны «Методические указания по проведению исследований по защите табака от подгрызающих совок» (2005 г.). Рекомендованные элементы системы для табачных хозяйств, опубликованы в сборнике «Технология защиты табачного агроценоза от биотических стрессоров» рекомендации (2006 г.).
Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на заседаниях лаборатории экологии и защиты растений, агротехнической и экономической, агробиологической и экономической методических комиссиях ГНУ ВНИИТТИ (2002 - 2006 гг.), на четвертой и пятой региональных научно-практических конференциях молодых ученых «Научное обеспечение агропромышленного комплекса» (Краснодар, 2002, 2003 гг.), Всероссийской научно-практической конференции «Производство пищевых продуктов в соответствии с требованиями концепции здорового питания и другие вопросы» (Волгоград, 2004г.), десятой научно-практической конференции «Качество и безопасность с.-х. сырья и пищевых продуктов» (Углич, 2004 г.), третьей Всероссийской научно-практической конференции «Агротехнический метод защиты растений от вредных
9 организмов» (Краснодар, 2005 г.), Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы повышения качества и безопасности табака и табачных изделий» (Краснодар, 2005 г.), международной научно-практической конференции «Технология создания биологических средств защиты растений на основе энтомофагов, энтомопатогенов, микробов-антагонистов и применения их в открытом и закрытом грунтах» (Краснодар, 2006).
Основные положения, выносимые на зашиту:
Видовой состав и вредоносность подгрызающих совок на посадках табака в условиях Краснодарского края.
Эффективность агротехнических приемов, биологических (бикол, боверин, лепидоцид и штаммы Bt), малоопасных химических (конфидор, димилин) препаратов и средств для регуляции численности этих фитофагов.
Элементы системы защиты агроценоза табака от подгрызающих совок в условиях Краснодарского края, включающие новые биологические и малоопасные химические препараты и средства, гарантирующие высокую эффективность и получение нормативно-чистой продукции.
Публикации. Основные результаты работы освещены в журналах рекомендуемых ВАК, в сборниках научных трудов институтов Россельхозакадемии. По материалам диссертации опубликовано 14 научных работ (из них 1 рекомендательного и 1 методического характера), в том числе без соавторов - 6, получен патент на изобретение «Способ защиты табака от подгрызающих совок».
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 175 страницах машинописного текста. Состоит из введения, обзора литературы, описания условий и методики исследований, двух глав экспериментальной части, выводов, практических рекомендаций, списка литературы, включающего 194 источника, в т.ч. 45 работ иностранных авторов. Работа иллюстрирована таблицами (18) и рисунками (23). lu Личный вклад. Диссертация является результатом многолетней научно-исследовательской работы, осуществленной в ГНУ ВНИИТТИ в период с 2002 по 2006 гт. Автором определялись цели и задачи исследований, разрабатывалась методика проведения опытов, осуществлялась постановка экспериментов и получение опытных данных, проводился их анализ, обобщение и оформление материалов для опубликования. Личный вклад в получение результатов диссертационной работы составляет 80 %.
Основные разделы исследований выполнены при творческом сотрудничестве со специалистами ФГУ «Краснодарский экспериментальный центр биологической защиты растений» МСХ РФ. Некоторые разделы исследований выполнены при творческом сотрудничестве со специалистами ИЦ лаборатории химии ГНУ ВНИИТТИ, лаборатории экономических исследований ГНУ ВНИИТТИ и ФГУ «Краевая станция защиты растений в Краснодарском крае»
Благодарность. Автор выражает глубокую благодарность руководителю диссертационной работы доктору с.-х. наук Филипчук О.Д., сотрудникам лаборатории экологии и защиты растений, администрации, членам ученого совета, методических комиссий ГНУ ВНИИТТИ, СТАЗР, а также доктору эконом, наук проф. Исаеву А.П., канд. эконом, наук. Романовой Н.К., канд. техн. наук Писклову В.П., директору ООО АПК «Крымское» подразделения «Новоукраинское» Кракашову В.А., бригадирам подразделения «Новоукраинское» Хрисохоидис Д.А. и Блык В.П., директору ФГУ «Краснодарский экспериментальный центр биологической защиты растений» МСХ РФ Ярошенко В.А., начальнику отдела внедрения Титаренко Л.Н., за помощь, оказанную в выполнении исследований и оформлении работы.
Биологические особенности подгрызающих совок
Работа по изучению насекомых, повреждающих табак, по данным В.Н. Селезнева (1969) была начата Всероссийским институтом табачной промышленности в 1926 г. Было установлено, что табак и махорку, а также табачное и махорочное сырье и изделия из него повреждают 86 видов вредных насекомых [ПО]. Огромный вклад при этом внесен учеными под руководством Н.А. Добровольского. Исследования по выявлению видового состава вредителей табака, в том числе и подгрызающих совок, были проведены Ю.Ю. Скаловым, В.Н. Селезневым, СЕ. Грушевой, А.В. Загоровским, Т.М. Матвеенко, М.П. Гончаровой, З.Ф. Бундже, М.Т. Ткач, И.Н. Пащенко, Б.Г. Иваненко, О.Д. Филипчук и др.
Семейство совок, или ночниц (Noctuidae) наиболее богатое видами в отряде чешуекрылых (Lepidoptera) класса насекомых (Insecta), включает около 30 тысяч видов. В бывшем СССР изучено 2 тысячи 300 видов. Гусеницы, входящих в подсемейство подгрызающих совок (Agrotinae) распространены преимущественно в Северном полушарии, причем их количество возрастает по мере движения от тундры (44 вида) к степям (518 видов). Всего на территории земного шара насчитывается около 1200 видов этого подсемейства [42].
Изучали подгрызающих совок в нашей стране и за рубежом на различных культурах: И.В. Кожанчиков (1937), СМ. Поспелов (1979), Н.В. Стукалова и др. (1981), J. A. Byers (1987), N. Tomescu (1986), Н.Н. Cheng (1985), Vasilev L. (1989), А. Димитров (2003), Peter Nordstrom (2000) и другие ученые.
Большинство гусениц подгрызающих совок являются распространенными вредителями полевых культур, но наиболее опасные в последнее время для табака в Краснодарском крае виды рода темнушка (Scotia Hbn. = Agrotis Ochs.) - озимая совка (Agrotis (Scotia) (Euxoa) (Noctua) segetum Schiff.) {Turnip moth) и восклицательная совка {Agrotis (Scotia) exclamationis L.).
Бабочки ведут сумеречный образ жизни. Наибольшую активность проявляют после захода и перед восходом солнца. Как и некоторые позвоночные, бабочки совок, по данным Д.Н. Лапшина (1993) также излучают и воспринимают отраженные звуковые сигналы органами слуха (специальные мембраны, расположенные в грудном отделе тела) и таким образом ориентируются в пространстве, т.е. имеют способность к эхолокации [57].
Почвенно-погодные условия
Абинское ОП ГНУ ВНИИТТИ расположено в западной части Краснодарского края в предгорной зоне горного Кавказского хребта вокруг поселков Октябрьского и Черноморского Северского района. Почвенный покров опытного поля довольно разнообразен и представлен в основном слитыми черноземами и различной степени оподзоленными черноземами, а также темно-серыми лесными почвами. Почва участка, где был заложен опыт, представлена слитым черноземом и по механическому составу относится к тяжелым суглинкам.
Слитой чернозем - почва тяжелого механического состава, содержащая физической глины 60-70%, фракции ила - 45-51%, песка в ней почти нет. Повышенное содержание иловатой фракции в горизонте В способствует образованию верховодки во влажные периоды года. Общая порозность по профилю колеблется в пределах 43-58% при крайне неудовлетворительном соотношении капиллярной и некапиллярной скважности. Низшие горизонты непроницаемы для воздуха и воды [114].
Почвы такого типа характеризуются большой мощностью верхних горизонтов (А+В) до 120-170 см. Объёмная масса в пахотном горизонте достигает 1,3 г/см, и с глубиной возрастает. Слитые черноземы характеризуются высоким естественным плодородием, в пахотном слое содержится 2,7-3,0% гумуса. Основные макроэлементы концентрируются в верхних горизонтах. В корнеобитаемом слое азота содержится 0,18-0,35%, валовой запас фосфора и калия соответственно 0,16-0,18% и 1,40-2,00%. По содержанию этих элементов слитые черноземы Кубани значительно превосходят черноземы других зон, но запасы и степень образования подвижных соединений - элементов крайне низкие, из-за неудовлетворительных водно-физических свойств. Отсюда урожайность с.-х. культур на этих почвах не соответствует потенциалу их плодородия [3, 96].
Слитые черноземы, расположенные в зоне достаточного (хотя и неустойчивого) увлажнения, интенсивно промываются осадками. Именно этим и объясняется слабокислая реакция пахотного горизонта (рН водной вытяжки 5,8-6,5; солевой - 4,6-5,8) и повышенное содержание поглощенного водорода. В связи с относительно высоким содержанием ионов водорода слитые черноземы имеют (в сравнении с другими черноземами Кубани) более низкую степень насыщенности основаниями - 90-96%. Сумма поглощенных оснований составляет 42-52 мг-экв/100 г почвы. В их составе на долю кальция приходится около 80%. Содержание поглощенного кальция и магния с глубиной постепенно увеличивается. Предполагается, что с увеличением количества обменного магния связано образование слитого горизонта в этом черноземе [16,113,114].
Видовой состав и вредоносность подгрызающих совок на табаке
Фитосанитарный мониторинг является 1 этапом создания комплексной системы защитных мероприятий. Мониторинговые наблюдения вредной и полезной биоты табачного агроценоза проводятся нами с 1994 г. За годы исследований выявлен период значительного ущерба от подгрызающих совок, это с 1994 по 1995 гг. (свыше 30%) и затем с 2000 г. (рисунок 2).
Визуальные обследования табачных хозяйств Южно-предгорной зоны Кубани (г. Горячий ключ, Северский, Крымский и Апшеронский районы) в трехгодичном цикле наблюдений (2002-2004 гг.) показали, что доминирующим почвенным фитофагом является озимая совка (Agrotis (Scotia) segetum Schiff.), сопутствующим - восклицательная совка {А exclamationis L.) при соотношении 75:25. В 1998 г. озимая совка среди подгрызающих совок имела распространение на уровне 65% [140].
Поврежденность растений (9 балл повреждения по шкале №4) на обследованных табачных полях края от подгрызающих совок в 2002 2004 гг. составляла 6-20 % (таблица 1), что соответствует слабой и средней степени изреженности (балл 3 по шкале №3). Наибольшее повреждение растений от подгрызающих совок за годы исследований было выявлено в Северском районе от 11 до 20 % растений. В Горячем ключе поврежденность была несколько ниже - 10-14 %. В Крымском районе вредоносность в среднем по годам составила от 6 до 20 % поврежденных растений табака, в Апшеронском районе - от 8 до 12%. Заметных отличий по степени поврежденности между различными сортотипами табака не выявлено.
Применение биологического препарата бикол
Биологический препарат бикол рекомендуется для защиты табачных посадок при численности подгрызающих совок, близкой или на уровне ЭПВ.
Учитывая регламенты применения препарата в полевых условиях разработаны его производственные регламенты. Рекомендуется однократное внесение препарата в норме расхода 5 л/га, при появлении гусениц подгрызающих совок младшего возраста. Почвенную бактерию Bacillus thuringiensis - основу препарата бикол, необходимо вносить одновременно с поливной водой при высадке табачной рассады.
Такой способ применения имеет ряд преимуществ. Прежде всего, отпадает необходимость в использовании вспомогательной техники для обработки посадок. Препарат попадает непосредственно в прикорневую зону, где биоагентам создаются благоприятные влажные условия для развития.
Анализ таблицы 10 показывает, что данный разработанный способ применения бикола позволил снизить количество поврежденных растений табака совками на 78-80%. К концу у четного периода количество погибших растений составляло 2,7%. На контрольном варианте к этому периоду число погибших растений составило 14,2% .
