Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1 Аналитический обзор литературы 8
1.1 Значение устойчивости сортов сельскохозяйственных культур к вредителям в фитосанитарной стабилизации агроландшафтов 8
1.2 Иммунитет растений как фактор снижения вредоносности фитофагов зерновых культур 13
1.3 Биологические особенности вредителей озимой пшеницы в зоне умеренного увлажнения Ставропольского края 22
1.4 Факторы устойчивости озимой пшеницы к важнейшим вредителям 36
1.5 Агроэкологические особенности возделывания озимой пшеницы в условиях зоны умеренного увлажнения Ставропольского края 49
ГЛАВА 2 Условия и методы проведения исследований 52
2.1 Природно-климатическая характеристика зоны умеренного увлажнения Ставропольского края и погодные условия периода проведения исследований 52
2.2 Объекты исследований 55
2.3 Методы проведения исследований 58
ГЛАВА 3 Особенности развития вредителей озимой пшеницы в период проведения исследований 63
3.1 Фенология и динамика численности вредной черепашки 63
3.2 Фенология и динамика численности обыкновенной злаковой тли 68
3.3 Биологические особенности пшеничного трипса 70
3.4 Биологические особенности обыкновенной пьявицы 73
3.5 Фенология и численность стеблевых хлебных пилильщиков 75
ГЛАВА 4 Избирательность вредителями сортов озимой пшеницы 78
4.1. Оценка избирательности вредителями сортов озимой пшеницы 78
4.2. Выявление групповой устойчивости сортов к вредителям 103
ГЛАВА 5 Вредоносность фитофагов озимой пшеницы 105
5.1 Повреждаемость сортов озимой пшеницы сосущими вредителями 109
5.2 Повреждаемость сортов озимой пшеницы красногрудой пьявицей 122
5.3 Повреждаемость изучавшихся сортов стеблевыми пилильщиками 126
5.4 Повреждаемость озимой пшеницы вредителями на госсортоучастках Ставропольского края 128
5.5 Вредоносность комплекса фитофагов на разных сортах озимой пшеницы 133
5.6 Устойчивость сортов озимой пшеницы к вредителям как фактор фитосанитарной стабилизации агроландшафтов 141
5.7 Экономическая оценка эффективности возделывания устойчивых сортов озимой пшеницы 144
Выводы 146
Рекомендации производству 147
Литература 148
Приложения 169
- Иммунитет растений как фактор снижения вредоносности фитофагов зерновых культур
- Фенология и динамика численности обыкновенной злаковой тли
- Выявление групповой устойчивости сортов к вредителям
- Повреждаемость сортов озимой пшеницы красногрудой пьявицей
Введение к работе
Производство зерна является важнейшей отраслью растениеводства Ставропольского края. Посевы озимой пшеницы в Центральном Предкавказье занимают основную долю всех посевных площадей. Вместе с тем культура озимой пшеницы подвержена опасности повреждения многими вредными объектами - насекомыми, клещами, нематодами, возбудителями грибных, бактериальных и вирусных заболеваний, грызунами.
Среди насекомых - фитофагов, вредящих озимой пшенице в зоне наших исследований имеют наибольшее значение такие виды специализированных вредителей как вредная черепашка, пшеничный трипе, обыкновенная злаковая тля, а также красногрудая пьявица и хлебные пилильщики.
При районировании сортов зерновых культур необходима оценка их повреждаемости комплексом вредителей, которая еще в недостаточном объеме ведется на государственных сортоиспытательных участках, т.к. основное внимание ими уделяется продуктивности сортов и оценкам их на устойчивость к болезням и реже - к вредителям.
В 2004 - 2006 гг. в условиях зоны умеренного увлажнения Ставропольского края нами изучалась повреждаемость новых ряда современных сортов озимой пшеницы ее основными вредителями. Исследования проводились на посевах экологического сортоиспытания озимой пшеницы кафедры селекции и семеноводства Ставропольского государственного аграрного университета, часть наблюдений и учетов проведена на посевах Новоалександровского Государственного сортоиспытательного участка.
АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ. Изучение устойчивости к важнейшим вредителям сортов сельскохозяйственных культур крайне необходимо для прогнозирования потерь от вредных объектов, потребности в проведении защитных мероприятий при возделывании этих сортов. В последние годы значительно расширился ассортимент сортов озимой пшеницы, возделываемых в зоне наших исследований. Современные сорта интенсивного типа, отли-
5 чающиеся повышенной урожайностью, высоким качеством и вкусовыми свойствами, к сожалению, часто не проявляют полевой устойчивости к вредителям, чем способствуют накоплению их в агробиоценозах. В связи с этим необходим поиск сортов, сочетающих устойчивость к вредителям и патогенам, с высокой продуктивностью и качеством зерна. Для этого необходима многолетняя оценка их устойчивости к комплексу вредных объектов в конкретных региональных почвенно-климатических и погодных условиях.
Согласно современной стратегии защиты растений, разработке экосистем, устойчивых к биотическим стрессам с оптимальным фитосанитарным состоянием, сортовой устойчивости к вредителям придается первостепенное значение.
ЦЕЛЬ РАБОТЫ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ. Целью диссертационной работы было оценить устойчивость группы современных сортов озимой пшеницы к комплексу фитофагов, выявить сорта с групповой устойчивостью к ним, обосновать экономическую эффективность их возделывания.
При проведении исследований решались следующие задачи:
Изучить влияние погодных условий зоны умеренного увлажнения Ставропольского края на динамику численности и фенологию вредной черепашки, пшеничного трипса, злаковых тлей, пьявицы красногрудой и хлебных пилильщиков в агробиоценозах озимой пшеницы.
Сравнить изучавшиеся сорта озимой пшеницы по степени заселения и размножения на них вредителей.
Оценить вредоносность основных вредителей озимой пшеницы на изученных сортах и выявить относительно устойчивые к повреждениям сорта, в том числе с групповой устойчивостью
Оценить экономическую эффективность и фитосанитарное значение возделывания устойчивых к вредителям сортов озимой пшеницы.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА. Изучена динамика численности и фенологии вредителей озимой пшеницы в зависимости от погодных условий в зоне исследований.
Впервые проведена оценка ряда современных сортов озимой пшеницы на устойчивость к основным вредителям.
Установлены достоверные различия сортов по заселяемости озимой пшеницы основными вредителями, а также их вредоносности. Выявлены сорта Дон 95, Ростовчанка 3, Степная 7 и Гарант с групповой устойчивостью к ним.
Дана экономическая оценка возделывания устойчивых к вредителям сортов озимой пшеницы.
Составлена логическая модель влияния устойчивых сортов на фитосани-тарное оздоровление агроландшафтов.
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные материалы и экспериментальные данные диссертационной работы были доложены на научно-практических конференциях ФГОУ ВПО Ставропольского государственного аграрного университета (2005-2006 гг.), региональной и всероссийской конференциях Ставропольского отделения РЭО РАН (2005, 2006 гг.), международной экологической конференции в 2005г. (Ставрополь, 2005). По результатам исследований диссертации опубликовано 9 работ, в том числе одна работа в рекомендованном ВАК журнале.
ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ И ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ РАБОТЫ.
Предложенный автором метод трехбалльной оценки заселяемости и повреждаемости сортов вредителями с мобильными границами баллов позволяет производить оценки сортов сельскохозяйственных культур при разной фоновой плотности насекомых и сопоставлять данные, получаемые в разных почвенно-климатических зонах. Проведенный автором анализ подтверждает высокую эффективность возделывания устойчивых к вредителям
7 сортов и роль этих сортов в фитосанитарной стабилизации агробиоценозов и охране окружающей среды.
Результаты исследований автора могут быть использованы при районировании новых сортов озимой пшеницы. Выявленные сорта озимой пшеницы Дон 95, Ростовчанка 3, Степная 7 и Гарнант с групповой устойчивостью к вредителям могут использоваться в качестве доноров при селекции новых сортов.
ЛИЧНЫЙ ВКЛАД СОИСКАТЕЛЯ. Экспериментальные и теоретические исследования выполнены лично автором на 75-80% в рамках плана НИР кафедр энтомологии и селекции и семеноводства Ставропольского государственного аграрного университета.
ПУБЛИКАЦИИ. Результаты исследований опубликованы в 9 статьях в том числе в рекомендованном ВАК журнале «Защита и карантин растений».
СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ. Диссертация изложена на 177 страницах машинописного текста, содержит 38 таблиц, 25 рисунков. Состоит из введения, пяти глав, выводов, рекомендаций производству и 2 приложений на 8 страницах. Список источников литературы включает 200 наименований, из них 19 - иностранных авторов.
ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ:
Наличие групповой устойчивости к основным видам вредителей озимой пшеницы у сортов Дон 95, Степная 7, Гарант и Ростовчанка 3.
Метод трехбалльной оценки устойчивости сортов озимой пшеницы к вредителям с мобильными границами баллов.
Экономическая и экологическая целесообразность возделывания устойчивых сортов озимой пшеницы с целью экономии средств на проведение обработок пестицидами и охраной окружающей среды.
Иммунитет растений как фактор снижения вредоносности фитофагов зерновых культур
Во взаимоотношениях насекомых-фитофагов и растений на организ-менном уровне решающую роль со стороны насекомого играют его прожорливость и характер причиняемых повреждений, а со стороны растений -выносливость к повреждениям. На популяционном уровне проявляются влияния плотности популяции вредного вида, закономерности его распределения и реакции растений на угнетение или уничтожение части ее членов. Биоценотический уровень предполагает оценку роли вредоносности насекомых в конкретных условиях того или иного агробиоценоза, выражающуюся в потерях урожая (Танский, 1988). Исследования устойчивости или повреждаемости сортов в конкурсных сортоиспытаниях сортоучастков на делянках, ограниченных площадью 20-50-100 м2, проходят как бы на границе между организменным и популяцион-ным уровнями, приближаясь к первому. Вследствие мобильности многих параметров растений в зависимости от абиотических и биотических факторов, устойчивость растений к вредителям, а также и к возбудителям болезней принято считать относительной.
Тем не менее в изучение устойчивости новых сортов зерновых и других культур необходимо, прежде чем рекомендовать тот или иной сорт к возделыванию на больших производственных площадях. Механизмы иммунитета зерновых культур к вредителям, его факторы и их параметры изучались в нашей стране и за рубежом многими исследователями. Так, в результате многолетних исследований ВИЗР было установлено, что для зерновых культур особое иммунологическое значение в качестве параметров групповой и комплексной устойчивости имеют особенности конституции (архитектоники) растений, морфо-анатомических структур, ростовых и органообразовательных процессов и менее значимы физиологически активные вещества (Вилкова, Шапиро, 1968; 1971; Шапиро, 1985; Шапиро, Вилкова, Слепян, 1986; Помазков, 1987,1990). По мнению В.И. Танского (1988), среди вредителей злаков наиболее вредоносны сосущие, скрытностеблевые и листогрызущие фитофаги. В то же время большая часть сосущих вредителей повреждает колос и зерно, т.е. главный продуктивный орган зерновых колосовых культур. По мнению Н.А.Вилковой с коллегами, можно выделить 3 основные группы вредителей зерновых, отличающиеся специфической органотропностью. В первую группу входят виды, питающиеся меристематическими тканями (злаковые мухи, в т.ч. шведские мухи, гессенская муха, зеленоглазка, меромиза и др.). Во вторую группу - виды, питающиеся сформировавшимися репродуктивными органами (клопы, злаковые тли, трипсы, хлебные жуки и др.). Наименьшую по численности группу составляют виды, питающиеся на сформировавшихся вегетативных органах (пьявица, стеблевые хлебные пилильщики) (Вилкова, Нефедова, 2005). Вторая и третья группы наносят основной вред урожаю зерна.
В современных агробиоценозах сорт выступает как центральное определяющее качество среды звено и как биологическое средство производства. В связи с этим, главнейшим путем в решении задач повышения надежности и стабильности функционирования агроэкосистем является рост научного обеспечения и расширение масштабов селекционной работы. Это сопряжено с совершенствованием семеноводства и систем сортоиспытания. От эффективности функционирования этих звеньев зависит результативность современных систем земледелия. При создании высокопродуктивных агроэкосистем растениям отводится решающая роль в поддержании их экологической устойчивости (Вилкова, 2005; Асякин, 2002; Асякин и др., 1985).). Общепризнано, что использование устойчивых к вредителям и болезням сортов сельскохозяйственных культур является основой экологизированных систем интегрированной защиты растений. Это - один из важнейших рычагов регулирования численности популяций вредных и полезных организмов, их адаптивной изменчивости а агроэкосистемах (Шапиро и др., 1979; Шапиро, 1985; Новожилов, Захаренко, Вилкова, Воронин, 1993; Вилкова и др.,2001; Вилкова, Иващенко, 2000). Создание устойчивых к вредителям и болезням сортов растений в настоящее время стало не только важнейшей проблемой народнохозяйственного значения, но и крупной экологической и социальной задачей (Ченикалова, Глазунова, Мухина, 2005; Мохрин, Мухина, Бобрышев и др., 2005). К сожалению, в настоящее время насыщенность посевных площадей в России и СНГ такими сортами составляет всего 7-11%, чего совершенно недостаточно для решения задачи стабилизации фитосанитарного состояния агробиоценозов. Из мирового опыта известно, что стабилизирующий эффект достигается при насыщении устойчивыми формами около 70-80% посевной площади данной сельскохозяйственной культуры (Вилкова, 2000,2002). Успешность селекции генотипов сельскохозяйственных культур, устойчивых к стрессам различной природы, зависит от успехов в разработках ряда теоретических, методологических и методических вопросов фитоиммуноло-гии. Особенно это касается научного, методологического и методического обеспечения процесса создания растений с групповой и комплексной устойчивостью к вредителям и патогенам. Большую работу в направлении изучения иммунитета растений к вредителям проводит школа иммунологов ВИЗР (Шапиро, 1966; 1985; Вилкова 1968; 1973; Вилкова, 1979,2000,2002; Конарев А.В.; Шапиро Вилкова, 1984 и др., 1985, Асякин, Иванова, Шапиро, 1985; Иванова, 1987; Конарев Ал. В., 1987; Шапиро, Вилкова, Слепян , 1986; Шапиро, Вилкова, Иващенко, 2000; Асякин, 2002; Вилкова, Фасулати, 2001; Юсупов, 2006). Устойчивость растений к одному вредоносному виду не всегда может обеспечить требуемый уровень защиты культуры от потерь урожая, вызываемого комплексом прочих консументов. Это связано с тем, что комплексы вредных организмов, объединенных в агробиоценозах в консортные системы, характеризуются повышенной вредоносностью по сравнению с отдельными видами (Танский, 1988). Видовой состав комплексов вредных организмов существенно меняется в зональном плане, а также в процессе онтогенеза повреждаемого растения. В связи с этим для эффективной защиты растений необходим поиск путей формирования управляемых консортных систем различных культур.
Основу таких «конструируемых» сообществ должны составлять генотипы растений с заданными свойствами, созданные методами традиционной селекции или методами генной инженерии. Массовое использование таких генотипов растений в сельском хозяйстве будет иметь решающее значение в обеспечении фитосанитарной оптимизации и экологической устойчивости агроэкосистем (Захаренко, 2004; 2005). Трудности решения проблемы создания генотипов растений, устойчивых к биотическим и абиотическим факторам среды, связаны с недостаточностью знаний о структурной организации иммунологической системы растений и ее функционировании, о механизмах иммунитета, их генетической детерминации. До сих пор мало изучена специфика взаимоотношений гете-ротрофов между собой, их влияние на повреждаемое и поражаемое растение, характер ответных реакций растения-хозяина на воздействие комплексов ге-теротрофов. Во многих странах мира в целях совершенствования селекционных программ по основным сельскохозяйственным культурам разрабатываются теоретически обоснованные генотипы - модели сортов с заранее заданным генетическим потенциалом продуктивности для тех или иных почвенно-климатических зон (Chapman, 1981; Corcuera, 1985; Freeman, 1945; Lewis, 1979; Mc Kinlay, Geering, 1957; Niraz, 1985; Leavitt, 1878; Starks, 1977). Такие
Фенология и динамика численности обыкновенной злаковой тли
Среди тлей, повреждающих зерновые колосовые культуры, в условиях зоны исследований важнейшее место занимает обыкновенная злаковая тля. На территории опытной станции СтГАУ она также доминирует по численности. В 2004 г. самки-раселительницы обыкновенной злаковой тли начали заселять посевы зерновых 15-18 мая, т.е. во второй декаде мая. Одновременно с переселением самки приступали к образованию колоний - отрождали по 8-Ю личинок на одну самку (рисунок 8). Всего за сезон прошло развитие около 8 поколений обыкновенной злаковой тли, так как погодные условия были благоприятны для вредителя. На озимой пшенице за период с третьей декады мая по вторую декаду июля тли успели пройти около 6 поколений. На сорной растительности и на всходах падалицы тля проходила еще два поколения до откладки зимующих яиц. В 3-й декаде августа появились крылатые особи обоеполого поколения тли, самки которых откладывали яйца на злаковые сорняки и всходы озимой пшеницы (Мохрин, Мухина и др., 2005). Средняя плотность тли составила 23,5 экз./колос в фазу налива зерна. В 2005 и 2006 гг., в связи с изменением погодных условий, тля заселяла озимую пшеницу позже - в конце третьей декады мая. Соответственно сместились и сроки ее развития, число генераций достигало 6.
Жаркое лето не способствовало развитию тлей, их численность на пшенице была невысокой составив в 2004 году 25,0; 2005 году 20Д а в 2006 году -15,5 ккзУколос (рисунок 9). В засушливые годы период питания тли на озимой пшенице сокращался. Так, в 2005 году период нанесения вреда тлями наблюдался с 3. декады мая до 3 декады июля. Затем тли мигрировали на сорную растительность и поздние посевы зерновых (Мухина и др., 2005). В 2006 году период нанесения вреда тлями был самым коротким из 3-х лет наблюдений, он продолжался со второй декады мая до третьей декады июня. Как и вредная черепашка, обыкновенная злаковая тля наносила 2006 году вред растениям пшеницы в течение наиболее короткого периода, но из-за жаркой погоды вредоносность этих сосущих вредителей была повышенной, так как насекомые нуждались в большом количестве жидкости. Пшеничный трипе зимует на стадии личинки последнего возраста в почве. Весной, к фазе выхода в трубку озимой пшеницы (конец VI этапа), отрождаются имаго трипсов, заселяющие растения. У пшеничного трипса, также как у вредной черепашки, выработалась тесная онтогенетическая синхронность с развитием зерновых. К моменту наступления восковой спелости зерна личинки покидают колосья, уходя в почву на зимовку и впадают в диапаузу. Весной личинки поднимаются к поверхности почвы, где проходят стадии пронимфы и нимфы, превращаются во взрослых трипсов (рисунок 10). Наиболее интенсивное размножение трипса в отличие от тли отмечают в засушливые годы, так как высокие летние температуры и малое количество осадков благоприятно сказывается на развитии этого вредителя (Заговора и др., 1980). Это положение подтвердилось и нашими наблюдениями в 2006 году, наиболее засушливом из 3-х лет наблюдений, когда резко возросла численность популяции пшеничного трипса. По нашим наблюдениям в 2004 году на озимой пшенице появление имаго пшеничного трипса было отмечено с середины второй декады мая, в период выхода растений озимой пшеницы в трубку (Мухина, 2005). Затяжная весна в 2005 и в 2006 гг. задержала вылет имаго трипса на декаду по сравнению с 2004 годом. Засушливое и жаркое лето в эти же годы благоприятствовало ускоренному развитию популяций пшеничного трипса по сравнению с 2004 годом (Мухина, Щербакова, 2006). Отрождение личинок трипса в 2006 году началось в конце первой декады июня. Массовое развитие личинок происходило во второй-третьей декадах июня. Личинки заканчивали развитие и уходили на зимовку в почву в первой декаде июля (рисунок 10,12). Затяжная весна в 2005 и в 2006 гг. задерживала вылет имаго трипса на декаду по сравнению с 2004 годом. Засушливое и жаркое лето в эти же годы благоприятствовало ускоренному развитию популяций пшеничного трипса по сравнению с 2004 годом (Мухина, Щербакова, 2006). Личинки отрождались в середине июня, а в начале июля питание заканчивали. В 2005 г. личинки уходили в почву на зимовку во второй декаде июля, а в 2006 году - в первой декаде. периоды питания трипса в 2005 и 2006 гг. были короче, чем в 2004 году, вредоносность его повышалась за счет роста численности личинок и их потребности во влаге. Из рисунка 12 следует, что в 2006 г. численность трипса была существенно выше, чем в 2004 году. Можно заключить, что сосущие вредители озимой пшеницы, приуроченные к повреждению главным образом зерна в колосе - вредная черепашка, злаковые тли и пшеничный трипе четко онтогенетически сопряжены с прохождением растениями пшеницы определенных этапов органогенеза.
Их вредоносность приходится главным образом на VIII - XI этапы, что эволю-ционно возникло и закреплено в онтогенезе этих вредителей. Зимовавшие в почве и под растительными остатками жуки обыкновенной или красногрудой пьявицы активизируются весной в зоне наших исследований довольно поздно - в конце мая (рисунок 13). Некоторое время они питаются, делая сквозные продольные отверстия в листьях, затем откладывают яйца. Развитие яйца происходит в течение двух недель. Личинки при развитии проходят 4 возраста, развиваясь около двух недель. Закончившая питание личинка окукливается в почве. Через 14-15 дней появляются молодые жуки, которые остаются зимовать в почве. Повышенная вредоносность личинок пьявицы за счет скелетирования листьев наблюдаются в засушливые годы, каким был особенно 2006 год. На озимой пшенице 2004 году жуки пьявицы нами были отмечены на растениях в конце апреля. Откладка яиц наблюдалась в середине мая, отрождение личинок - в начале третьей декады мая. Личинки встречались на растениях до конца июня (рисунок 14). Период питания личинок составил 35-37 дней. Основная масса личинок окукливалась в начале июня, а в середине июня отмечены жуки нового поколения. В 2005 и 2006 гг. заселение посевов озимой пшеницы жуками пьявицы происходило на 10-20 дней позже, чем в 2004 году, что объясняется холодной погодой ранневесеннего периода. Длительность развития личинок в эти годы сократилась до 20-25 дней.
Выявление групповой устойчивости сортов к вредителям
Для обобщения результатов исследований заселяемости сортов вредителями, а также благоприятности их для размножения личинок мы провели сравнение балльных оценок по каждому сорту и по каждому виду вредителей за 3 года (таблица 26) с выведением среднего балла по степени заселяемости сортов за 3 года. На основании сравнения средних баллов заселяемости сортов вредной черепашкой, пшеничным трипсом, пьявицей, обыкновенной злаковой тлей и стеблевыми пилильщиками можно говорить о групповой устойчивости сортов к этим вредителям (таблица 20). Согласно таблице 20, наиболее широкой степенью групповой устойчивости к основным вредителям отличались сорта Дон 95, Гарант, Ростовчанка 3, Степная 7, Пал Пич, Дока. У них проявилось сочетание относительной устойчивости к заселению четырьмя - пятью видами вредителей. Сорта Прикумская 141, Гранит и Стрижамент проявили групповую устойчивость к двум видам вредителей. Наиболее ценным сочетанием устойчивости к видам вредителей для условий Северного Кавказа является сочетание устойчивости к вредной черепашке, злаковым тлям и пшеничному трипсу, т.е. к комплексу сосущих вредителей. Этой устойчивостью обладали сорта Ростовчанка 3, Пал Пич, Дон - 95 и Степная 7. Сорта с групповой устойчивостью представляют наибольшую ценность с точки зрения защиты растений, так как позволяют сокращать количество обработок и загрязнение окружающей среды пестицидами, а при устойчивости к вредной черепашке - исключать обработки посевов почти полностью, ограничиваясь случаями только массового размножения остальных видов вредителей. Это в свою очередь, приведет к повышению роли природных энтомофагов и послужит фитосанитарной стабилизации агроландшаф-тов зоны.
При стабилизации экологической обстановки в агроландшафтах становится более реальным переход к адаптивному земледелию, основывающийся на существенном ограничении применения пестицидов за счет восстановления регуляторных механизмов природы. Вредоносность насекомых - сложное биологическое явление, определяемое силой воздействия вредного вида и ответными реакциями растений. Появление вредных видов на полях и даже наличие повреждений далеко не всегда следует считать реальной угрозой урожаю. Надо различать вред теоретический и фактический. К первому относятся все случаи повреждения насекомыми растений, ко второму - только те, при которых урожай сельскохозяйственных культур снижается (Танский, 1988). При оценке поврежденное сортов, в связи с колебаниями численности вредителей, нами также использовались трех бальная мобильная шкала позволяющая выявить более и менее повреждаемые сорта при разных уровнях численности вредителей. При этом для объективного сравнения сортов между собой использовали НСР и среднее значение. В результате использования мобильных шкал и среднее значение сортов между собой можно произвести оценку устойчивости сортов за 2-3 года, независимо от фоновой численности вредителей. Знакомясь с данными, получаемыми с ГСУ, мы не обнаружили учетов их численности и вредоносности вредителей, за исключением стеблевых пилильщиков. Чаще фитопатологами и агрономами сортоучастков оцениваются распространение и развитие болезней новых сортов, чем повреждаемость фитофагами. Внедрение предлагаемого нами метода 3-балльной оценки сортов на устойчивость к заселению и повреждению вредителями с мобильными границами баллов позволит унифицировать и обобщать к единому показателю оценки устойчивости сортов не только при разных фоновых численностях того или иного вредителя, но и в разных природных зонах региона, где предполагается внедрение сорта.
Оценивая вредоносность насекомых, необходимо также различать экономический и биологический аспекты причиняемого ими вреда. Экономиче ский аспект - это вред, причиняемый сельскому хозяйству, биологический -вред, наносимый растению, популяции растений или фитоценозу (Танский, 1965, 1975, 1978,1988). Вредоносность - показатель снижения урожая в целом в результате взаимодействия популяций поврежденного растения и насекомого-фитофага (Танский, 1979,1981; Хлебникова 1979). Согласно современным представлениям агробиоценологии, сорт какой-либо сельскохозяйственной культуры со своими, вполне определенными, свойствами является средообразующим фактором, влияющим на взаимоотношения консументов в трофических цепях (Воронин, 1988;. Вилкова, 2000). Современные интенсивные сорта озимой пшеницы во многом схожи по высокой потенциальной продуктивности, устойчивости к полеганию, средне- и низкорослости, устойчивости к возбудителям болезней. В то же время мало-изученность их в отношении повреждаемости вредителями делает рискованным широкое внедрение этих сортов без соответствующей проверки и оценки на повреждаемость фитофагами. При вспышке численности того или иного фитофага, или их комплекса, этим сортам угрожают существенные потери урожая, неокупаемость затрат на возделывание по интенсивным технологиям. Хотя морфо-физиологические и органогенетические барьеры устойчивости зерновых к основным вредителям достаточно глубоко изучены, но в характеристиках сортов, приводимых в «Каталогах» такие свойства, как опушенность листьев и колоса, выполненности соломины паренхимой, наличие на растении воскового налета и прочие признаки, определяющие устойчивость сортов к вредителям указываются редко. На практике они также редко используются селекционерами при создании новых сортов, ориентируясь лишь на получение высоких урожаев, без целенаправленного отбора устойчивых к вредителям сортообразцов.
Повреждаемость сортов озимой пшеницы красногрудой пьявицей
В последние годы в посевах озимой пшеницы в Ставропольском крае пьявица обыкновенная стала иметь хозяйственное значение (Бобрышев и др., 2003). Особенно это проявляется в засушливые годы, благоприятствующие развитию вредителя и повышающие вредоносность личинок, восполняющих недостаток влаги за счет повышенного питания тканями листьев злаковых растений, в основном озимой пшеницы. Период нанесения вреда пьявицы растянут от кущения-выхода в трубку, когда вредят перезимовавшие жуки и до восковой спелости зерна, когда личинки, заканчивают питание и окукливаются в почве. Скелетирование листьев личинками - основной характер вреда, наносимого пьявицей. В зависимости от благоприятности сорта в пищевом отношении для этого вредителя, изменяется процент поврежденных листьев в посеве, причем преимущественно повреждаются флаговые листья, а также варьирует размер скелетированных участков. К важнейшим признакам устойчивости растений пшеницы к пьявице относят степень и характер опушения листьев (Вилкова и др., 2003).
При микроскопическом анализе листьев сортов озимой пшеницы, изучавшихся нами в сортоиспытании на опытной станции СтГАУ нами было выделено несколько типов опушения, встречавшихся у этих сортов (смотри рисунок 23). Это были совсем неопушенные листья, встречавшиеся у большинства из наших сортов. Слабо выраженное опушение встречалось двух типов: 1) редкие и короткие, но равномерно расположенные жесткие волоски (трихомы); 2) очень редко расположенные, без определенной системы длинные извилистые мягкие трихомы. В обоих случаях для питания личинок такие трихомы затруднений не представляют, не препятствуют они и задержке отложенных яиц пьявицы на листьях пшеницы. По нашим наблюдениям большая степень опущения листьев обычно сочеталась и с большей плотностью расположения жилок (рисунок 24). Средняя степень опушения встречалась довольно часто (у 4 сортов из 17). Она характеризовалась наличием на листьях однотипных, средней длины и густоты трихом, идущих вдоль основных жилок листа. Сильная степень опушения встречалась только у одного сорта - Гранит. Она характеризовалась присутствием на листьях рядов длинных трихом, чередующихся с рядами коротких трихом, как бы подстилающих слой длинного опушения. Этот тип опушения наиболее предпочтителен при создании устойчивых к пьявице сортов. Вторым по значимости морфологическим признаком устойчивости злаков к пьявице служит наличие воскового налета на листьях (Вилкова и др., 2003). Считается, что наличие развитого воскового налета способствует удержанию влаги растениями и благоприятно для выживания личинок пья-вицы в жаркие годы и периоды. Таким образом, если опушение листьев служит повышению устойчивости сорта к пьявице, то восковой налет, наоборот, способствует и накоплению вредителя и свидетельствует о неустойчивости сорта. Повышенное содержание сахарозы в листьях действует как стимулятор питания личинок пьявицы (Вилкова и др., 2003). При жаркой и засушливой погоде из-за испарения большого количества воды как раз и происходит повышение концентрации Сахаров в тканях растений, чем дополнительно объясняется повышение вредоносности пьявицы в засушливые годы. Наконец, плотное расположение жилок на листовой пластинке служит также признаком устойчивости растений к пьявице, так как затрудняет дополнительное питание весной жуков, что ведет к снижению их плодовитости (Вилкова и др., 2003).
Судя по сочетанию признаков опушения листьев и покрытия их восковым налетом, в наборе изучавшихся сортов (таблица 28), наиболее предрасположенными к повреждению пьявицей являются сорта со слабым покрытием восковым налетов (балл 1-2) и слабым пушением листьев (балл 0-1). Это такие сорта как Батько, Ростовчанка 3, Вита, Гарант, Дока, Старшина и Степная 7. Устойчивостью должны обладать сорта Гранит, Дон 95, Стрижамент и другие. Повреждаемость сортов личинками пьявицы приведена в таблице 28, где указан процент поврежденных листьев, а также и степень их повреждения пьявицей. Наиболее повреждаемыми пьявицей оказались сорта Батько, Памяти Калиниченко и Прикумская 141 (3-й балл). В средней степени личинки пьявицы повреждали листья сортов Ростовчанка 3, Пал Пич, Краснодарская 99, Вита, Дока, Старшина, Стрижамент, Ермак, Украинка одесская, Юбилейная 100, Гранит и Степная 7 (2 балл). Наиболее устойчивыми - сорта: Гарант и Дон 95, (1-й балл). Таким образом, можно заключить, что среди набора изучавшихся нами сортов не было обнаружено сортов с ярко выраженной устойчивостью к обыкновенной пьявице, по-видимому, из-за слабой выраженности у них анатомо-морфологических признаков устойчивости. Полевая, или фактическая по-врежденность или устойчивость сорта является результатом влияния не только свойств сорта, но и многих факторов окружающей среды, начиная от численности вредителя в агробиоценозе, наличия его энтомофагов, онтогенетической сопряженности развития сорта и вредителя в данном конкретном году и других (Зубов, Мухина, 2005). Можно заключить, что анатомо-морфологические признаки устойчивости изучавшихся сортов в совокупности с другими факторами окружающей среды приводили к средней (2-й балл) поврежденности растений личинками пьявицы. Это говорит о необходимости учета селекционерами этих признаков растений при создании устойчивых к пьявице сортов.
