Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обоснование необходимости совершенствования защиты яровой пшеницы от комплекса вредителей 10
Глава 2. Объекты, условия и методы проведения исследований 17
2.1. Объекты исследований 17
2.1.1. Яровая пшеница 17
2.1.2. Вредные насекомые 21
2.2. Природные условия районов исследований 28
2.3. Методика исследований 33
2.3.1. Изучение особенностей сезонного, многолетнего развития и пространственного распределения вредной энтомофауны в посевах яровой пшеницы 34
2.3.2. Изучение влияния элементов технологии возделывания яровой пшеницы на численность вредных насекомых 37
2.3.3. Изучение вредоносности насекомых на яровой пшенице 40
2.3.4. Оценка эффективности инсектицидов на яровой пшенице 43
2.3.5. Совершенствование методик учета личинок пшеничного трипса 46
Глава 3. Закономерности формирования и развития вредной энтомофауны в агроценозах яровой пшеницы 48
3.1. Эколого-фаунистическая характеристика вредной энтомофауны яровой пшеницы 48
3.2. Источники формирования вредной энтомофауны на посевах яровой пшеницы 57
3.3. Пространственное распределение насекомых 61
3.4. Закономерности сезонного развития и особенности динамики численности насекомых-фитофагов на яровой пшенице 71
3.5. Многолетняя динамика развития вредной энтомофауны в агроценозах яровой пшеницы 78
Глава 4. Роль агротехнических приемов в формировании фитосанитарного состояния посевов яровой пшеницы в отношении вредителей 93
4.1. Фитосанитарная роль севооборотов в отношении вредителей пшеницы 93
4.2. Влияние основной обработки почвы на вредителей яровой пшеницы 98
4.3. Значение минеральных удобрений в формировании вредной энтомофауны яровой пшеницы 105
4.4. Влияние сроков посева на численность вредителей яровой пшеницы 116
4.5. Влияние нормы высева на вредную энтомофауну пшеницы 126
4.6. Роль сортовых особенностей яровой пшеницы в формировании фитосанитарной ситуации в отношении вредителей 130
Глава 5. Параметры оптимального фитосанитарного состояния посевов 138
5.1. Влияние насекомых на формирование урожая 141
5.2. Вредоносность насекомых, повреждающих всходы 146
5.2.1. Хлебная полосатая блошка 146
5.2.2. Скрытостеблевые вредители 154
5.3. Вредоносность насекомых, повреждающих генеративные органы 163
5.3.1. Пшеничный трипе 169
5.3.2. Злаковые цикадки 179
5.3.3. Хлебные клопики 183
5.4. Вредоносность насекомых во взаимодействии с другими вредными организмами 188
Глава 6. Оптимизация защиты яровой пшеницы от комплекса специализированных вредителей 193
6.1. Агроэкологические принципы формирования систем защиты яровой пшеницы 193
6.2. Совершенствование химической защиты посевов пшеницы от вредителей 199
6.2.1. Эффективность химической защиты всходов от скрытостеблевых вредителей 199
6.2.2. Оптимизация химической защиты посевов пшеницы от комплекса вредителей генеративных органов 203
6.2.3. Эффективность совместного применения инсектицидов и фунгицидов 212
Выводы 216
Предложения производству 220
Список литературы 222
- Обоснование необходимости совершенствования защиты яровой пшеницы от комплекса вредителей
- Изучение особенностей сезонного, многолетнего развития и пространственного распределения вредной энтомофауны в посевах яровой пшеницы
- Закономерности сезонного развития и особенности динамики численности насекомых-фитофагов на яровой пшенице
- Значение минеральных удобрений в формировании вредной энтомофауны яровой пшеницы
Введение к работе
Актуальность проблемы. Современной защите растений отводится важная роль в повышении стабильного производства растениеводческой продукции. В настоящее время в Российской Федерации из 194,6 млн. гектаров сельскохозяйственных угодий 145,6 млн. характеризуются неблагополучной фи-тосанитарной ситуацией. Недобор урожая на зерновых, картофеле, плодовых, технических культурах достигает 40-50%. Ежегодные потенциальные потери урожая только от вредителей оцениваются 91 млрд. руб. При этом зерновые наряду с овощными и картофелем рассматриваются как культуры, где возможна максимальная реализация потенциала защиты растений (Фитосанитар-ное оздоровление..., 2005; Захаренко, 2005).
Особое значение защита растений приобретает при переходе к адаптивно-ландшафтному земледелию и адаптивному растениеводству. Защите растений в адаптивном земледелии отводится центральное место, т.к. при оптимизации лимитирующих факторов, влияющих на формирование урожая, дальнейший его рост ограничивается только размножением на посевах вредителей, болезней и сорняков. При этом меняется и сам подход к защите растений. Стратегией и тактикой защиты растений в адаптивном земледелии, в отличие от прежнего интегрирования химических и биологических методов (Викторов, 1974; Новожилов, Шапиро, 1974; Фадеев, Новожилов, 1984 и др.), является достижение оптимальной фитосанитарной обстановки в агроэкоси-стемах в результате целенаправленного использования организационных, агротехнических и агрохимических мер, а собственно защитным приемам отводится хотя и важное, но вспомогательное назначение (Поляков, Левитин, Танский, 1995; Чулкина, Торопова, Стецов, 1998).
Для этого необходимо установить, какие факторы определяют формирование вредной фауны, ее роль в продуктивности посевов на разных уровнях интенсификации, а на основе этого - экологические и экономические последствия применения каждого элемента организации и технологий возделывания сельскохозяйственной культуры.
Для практической реализации такого подхода к защите растений необходимы также знания об эволюционно-экологических свойствах вредных видов, закономерностях их динамики популяций, специфике формирования и развития агроэкосистем, возникновения и протекания в них процессов, вызывающих вспышки массового размножения. От них зависит выбор приемов управления процессами формирования урожая и оптимизации фитосанитар-ной обстановки (Поляков, Жаров, 1988; Поляков, Левитин, Танский, 1995; Танский, Левитин, Ишкова и др., 1998; Чулкина, Торопова, Стецов, 1998; Чулкина, Торопова, Чулкин и др., 2000; Baumgartner, Delucci, 1988). В конечном итоге это позволит перейти к конструированию устойчивых саморегулирующихся целостных экосистем, где соответствующими технологиями возделывания культур можно поддерживать минимальный уровень потерь от вредителей (Зубков, 2005).
В связи с этим особую актуальность приобретает также разработка критериев вредоносности комплекса видов. Разработанные критерии комплексной вредоносности должны стать основой для экономической и экологической оптимизации борьбы с вредными организмами в посевах сельскохозяйственных культур (Арешников, Костюковский, Гончаренко, 1990; Kogan, 1988).
Цель исследований. Разработать системы защиты мягкой яровой пшеницы от комплекса специализированных видов вредных насекомых с учетом их биоэкологических особенностей и проявления вредоносности в различных природно-хозяйственных условиях, обеспечивающие снижение потерь урожая, повышение качества зерна и уменьшение пестицидной нагрузки на агро-ценозы.
Задачи исследований: - выявить видовой состав и биоэкологические особенности специали зированных видов насекомых-фитофагов на яровой пшенице в различ ных природно-климатических зонах; оценить фитосанитарную роль факторов оптимизации возделывания яровой пшеницы (сорт, предшественник, сроки посева, обработки почвы, средства защиты растений) на развитие, распространение и вредоносность насекомых; определить значение доминирующих видов насекомых-фитофагов в формировании урожая яровой пшеницы и дать оценку их комплексной вредоносности при разных уровнях интенсификации возделывания культуры; обосновать защиту посевов пшеницы от комплекса вредителей с учетом биоценотических связей, уровней интенсификации возделывания и зональных особенностей вредоносности.
Научная новизна исследований. Выявлены особенности развития, распространения и вредоносности комплекса специализированных вредителей в агроценозе яровой пшеницы в лесостепной и степной зонах Западной Сибири и Северного Казахстана.
Уточнен видовой состав и зональное распределение насекомых-фитофагов, повреждающих яровую пшеницу, изучено воздействие на них факторов внешней среды. Впервые установлено, что в центре своих ареалов многолетняя динамика численности насекомых-фитофагов более стабильна, чем на периферии, что определяет различные стратегии ее регуляции. Выявлены закономерности многолетнего развития доминирующих видов вредителей в зависимости от погодных условий и на их основе разработаны математические модели прогноза численности насекомых.
Установлено, что принятые в зональных технологиях агротехнические приемы возделывания яровой пшеницы не оказывают существенного влияния на численность вредных насекомых, но могут изменять их вредоспособность, которая зависит от уровня интенсификации и степени реализации потенциала урожайности. На этой основе уточнены экономические пороги вредоносности отдельных видов специализированных вредителей: хлебной полосатой блошки, скрытостеблевых вредителей, пшеничного трипса, злаковых цикадок, хлебных клопиков.
Изучены взаимосвязи насекомых-фитофагов с сопутствующими вредными организмами (болезнями, сорняками) в агроценозе яровой пшеницы и дана их количественная оценка. Разработаны математические модели комплексной вредоносности насекомых для разных уровней интенсификации технологий возделывания яровой пшеницы.
На основе изучения особенностей биологии вредителей и механизма действия препаратов подобран ассортимент наиболее эффективных химических средств защиты растений, рациональные технологии и оптимальные сроки их внесения.
На защиту выносятся следующие положения:
Видовой состав, биоэкологические особенности и динамика численности комплекса вредителей яровой пшеницы в зависимости от зональных почвенно-климатических условий и агротехники возделывания.
Параметры оптимального фитосанитарного состояния яровой пшеницы по комплексу вредителей в зависимости уровней интенсификации технологий и биоценотических взаимосвязей насекомых-фитофагов с сопутствующими вредными видами.
Системы защиты яровой пшеницы, включающие агротехнические приемы, ассортимент инсектицидов, оптимальные сроки их внесения, позволяющие регулировать численность комплекса вредителей яровой пшеницы на экономически безопасном уровне.
Практическая ценность и реализация результатов исследований. Усовершенствованы зональные системы интегрированной защиты посевов яровой пшеницы, обеспечивающие снижение урожая от комплекса вредителей на 10-20% при сохранении качества зерна, снижении пестицидной нагрузки на агроценозы и получении экологически безопасной продукции. Результаты ис- следований использованы при составлении методических рекомендаций и учебных пособий: «Практическое руководство по освоению интенсивной технологии возделывания яровой пшеницы» (1986), «Система защиты яровой пшеницы в Сибири и Северном Казахстане» (1988), «Адаптивно-ландшафтные системы земледелия Новосибирской области» (1994), «Фитоса-нитарный контроль за вредителями и сорняками сельскохозяйственных культур в Сибири» (2001).
Апробация работы. Результаты исследований апробированы на IX съезде Всесоюзного энтомологического общества (Киев, 1984), 6-ой региональной конференции молодых ученых Сибири и Дальнего Востока (Новосибирск, 1987), Всесоюзном совещании по интегрированной защите растений (Киев, 1991), 13-м Международном конгрессе по защите растений (Нидерланды, 1995), Международной научно-практической конференции «Актуальные вопросы агроэкологии в интегрированной защите растений» (Пенза, 1999), 4,7,8-й Международных научно-практических конференциях «АПК Сибири, Монголии, и Республики Казахстан в XXI веке» (Новосибирск, 2001, 2004, 2005), XII съезде Русского энтомологического общества (Санкт-Петербург, 2002), Всероссийской конференции «Аграрная наука на современном этапе» (Санкт-Петербург, 2002), «Агроинфо-2003» (Новосибирск, 2003), Сибирской экологической конференции (Новосибирск, 2004), региональных научно-практических конференциях «Потенциальные возможности региона Сибири и проблемы современного сельскохозяйственного производства» (Кемерово, 2002), «Повышение устойчивости производства высококачественной сельскохозяйственной продукции на основе использования средств защиты растений и агрохимикатов» (Барнаул, 2003), «Защита растений в Сибири: настоящее и будущее» (Новосибирск, 2003), на ежегодных областных и районных совещаниях, заседаниях ученых советов СибНИИЗХим и факультета защиты растений НГАУ.
Связь работы с научными программами, планами, темами. Экспериментальные и теоретические исследования выполнялись лично автором и совместно с другими исследователями в ВИЗР, ГНУ СибНИИЗХим, ФГОУ ВПО «Новосибирский государственный аграрный университет» в рамках государственных комплексных научно-технических программ и планов НИР: по проблеме 051.05, заданию 04, теме HI «Изучить особенности развития и вредоносности главнейших вредных видов на зерновых культурах, возделываемых по интенсивным технологиям», теме Н2 «Оценить влияние основных приемов интенсификации на развитие вредных организмов», по заданию 08, теме Н2 «Изучить особенности динамики развития, вредоносности и параметры системы контроля за вредителями и болезнями зерновых культур на основе текущего и ретроспективного мониторинга, разработать концептуальную модель вредоносности скрытостеблевых вредителей», по проблеме 051.03.03, заданию 03, теме 01Т «Разработать и внедрить интенсивные технологии производства зерна сильной, ценной и твердой яровой пшеницы», по заданию РАСХН 01.03, теме Н5 «Усовершенствовать отдельные агротехнические и химические приемы защиты зерновых культур от комплекса болезней и вредителей на основе контроля за фитосанитарным состоянием посевов в агроценозах», по заданию 01.08, теме Н8 «Разработать на основе фитосани-тарного мониторинга различные уровни защиты зерновых культур против комплекса вредных организмов», по заданию ГКНТ-2-256 «Разработать модели экологически безопасной интегрированной защиты основных сельскохозяйственных культур от вредителей, болезней и сорняков и дать эколого-экономическую оценку в различных почвенно-климатических зонах Сибири», по заданию ГНТП 03.01, теме Н2 «Дать сравнительную оценку влияния различных сортов яровой пшеницы на развитие и вредоносность основных вредителей с целью выявления наиболее устойчивых сортов», по гостематике 01.200.113936 « Зональное совершенствование защиты зерновых культур от комплекса вредителей».
Обоснование необходимости совершенствования защиты яровой пшеницы от комплекса вредителей
В производстве зерна значительная доля принадлежит яровой пшенице. Основные посевные площади этой культуры расположены в восточных районах страны, в том числе и в Западной Сибири. Среди 11 территориально-экономических зон РФ агропромышленный комплекс Западной Сибири ежегодно производит около 10 млн. т зерна или 10,4% от общероссийского (Храмцов, 2004). До 1990 года пшеница в регионе возделывалась на площади около 7,0 млн. га. В структуре посевных площадей там яровая пшеница занимает от 40 до 60%. Потенциал продуктивности пшеницы в регионе при максимальном использовании всех доступных природно-климатических и почвенных ресурсов составляет от 5 до 6 т/га (Адаптивно-ландшафтные..., 2002). Однако на практике этот потенциал реализуется редко. По данным В.А. Чулкиной с соавторами (Чулкина, Торопова, Медведчиков и др., 2003), в лесостепной зоне Западной Сибири средняя урожайность яровой пшеницы достигает 2,18-2,63 т/га, что составляет всего лишь 36,6-44,% ее потенциального уровня.
В 80-е годы рост урожайности яровой пшеницы в Западной Сибири обеспечивался, в основном, за счет интенсивных технологий, которые основываются на преимущественном применении удобрений и пестицидов (Гончаров, 1988). Такой способ возделывания сельскохозяйственных культур требует больших энергетических затрат и капиталовложений, но не исключает высокой зависимости величины и качества урожая от погодных условий (Одум, 1986; Жученко, 1994). Кроме того, химическая интенсификация сопровождается негативными экологическими изменениями в агро- и природных ландшафтах: разрушением их естественных элементов, снижением разнообразия биотопов, исчезновением многих видов растений и животных, загрязнением окружающей среды удобрениями и пестицидами, увеличением эрозии почвы и потерей ее плодородия и т.д.
Постоянное применение пестицидов нарушает биологическое равновесие в агроэкоситемах, приводит к сокращению численности естественных регуляторов - энтомофагов, появлению более агрессивных и вирулентных патогенов, усиливает вредоносность насекомых. (Гиляров, 1979; Фадеев, Новожилов, 1984; Salim, Heinrich, 1987). По данным И.Я. Полякова с соавторами (Поляков, Левитин, Танский, 1995), несмотря на значительный рост количества вносимых пестицидов и расширение их ассортимента, устранимые потери урожая от вредных организмов в последние десятилетия оставались неизменными, составляя 33-35% потенциальных потерь. В то время как рост затрат на защиту растений в 10-15 раз превышал темпы прироста растениеводческой продукции.
Обострение фитосанитарной ситуации в этих условиях в значительной мере было обусловлено самими пестицидами, вызывающими естественный отбор устойчивых к ним вредных видов. Так, за период с 1970 по 1980 год число видов насекомых, устойчивых к пестицидам, возросло почти в два раза - с 224 до 428 (Ревель, Ревель, 1994). К середине 80-х годов было отмечено уже более чем 500 таких видов насекомых (Krieger, 1987). В настоящее время их число превышает 600 (Вилкова, Сухорученко, Фасулати, 2002). По мнению А.А. Жученко (1994), при сохранении тенденции преимущественно пес-тицидной борьбы с вредными организмами масштабы эффекта «пестицидно-го бумеранга» будут усиливаться.
С другой стороны, в условиях рыночной экономики, когда растущие цены на сельскохозяйственную продукцию заставляют относиться к ней скорее как к товару, чем как к необходимой человеку пище, доля товарных культур возрастает ценой снижения долговременной устойчивости сельскохозяйственного производства. Агроэкосистемы из системы жизнеобеспечения превращаются в пути утечки необходимых ресурсов (Одум, 1986; Ревель, Ревель, 1994). Возникающая при этом статическая и гомогенная схема ландшафта вступает в конфликт со многими альтернативными методами борьбы с насе комыми-фитофагами. Введение постоянной основы ресурсов производства может способствовать вспышкам вредителей при односторонней стратегии потребления (Краммел, Дайер, 1987; Wetzel, Lutze , Freier, 1975).
В связи с этим возникла необходимость в разработке иного, экологически сбалансированного адаптивного подхода в сельскохозяйственном производстве. Это нашло свое выражение в новых концепциях адаптивной интенсификации, разных видов биологического и альтернативного земледелия (Кант, 1988; Методологическая концепция..., 1989; Пранте,1990; Кирюшин, 1993, 1996; Жученко, 1994; Ресурсосберегающие..., 2000; Kinney, 1990). Основой такого подхода являются принципы адаптивного природопользования, ориентированные на повышение не только продукционных, но и средоулуч-шающих функций агроэкоситем, более полное и дифференцированное использование природных, биологических и техногенных факторов, широкое вовлечение в интенсификационные процессы возобновляемых природных ресурсов и «даровых сил природы», адаптивное «встраивание» агроландшафтов в естественные ландшафты и биосферу в целом. При формировании адаптивного подхода в земледелии закладываются следующие принципы: адаптация земледелия к природным условиям в развитие зональных систем (углубление дифференциации систем земледелия и составляющих их агроприемов применительно к различным категориям ландшафтов, их элементам и климату); соответствие земледелия агроэкологическим требованиям сельскохозяйственных культур на основе их агроэкологическои оценки и выявления адаптивного потенциала в отношении к агроклиматическим, почвенным и другим условиям; адаптация земледелия к социально-экономическим условиям (соответствие определенных вариантов систем земледелия обеспеченности производства ресурсами и общественным потребностям в той или иной сельскохозяйственной продукции); адаптация к различным формам хозяйствования; соответствие земледелия требованиям охраны природы на основе экологической оптимизации его структуры и технологических процессов (Адаптивно-ландшафтные..., 2003).
В Западной Сибири значимым фактором урожайности яровой пшеницы наряду с болезнями и сорняками являются вредные насекомые. Вредители на посевах пшеницы здесь представлены большим комплексом видов. Наиболее потенциально опасными вредителями пшеницы являются нестадные саранчовые и серая зерновая совка. Нестадные саранчовые в годы массового размножения способны полностью уничтожить урожай на большой площади (Лин-деман, 1894; Коршунов, 1912; Бережков, 1935; Попов, 1987; Сергеев, Копане-ва, Рубцов и др., 1995). Общеизвестна также высокая вредоносность зерновой совки (Шек, Сливкина, 1967; Беляев, 1974; Павлов, 1987). Однако массовые размножения саранчовых происходят хотя и периодически, но редко. Успех борьбы с ними определяет в основном хорошо налаженная система надзора. Защита посевов от серой зерновой совки достаточно успешно решается профилактическими агротехническими приемами (в основном поздними сроками посева) и эпизодическим применением истребительных мероприятий (Тан-ский, Шапиро, Шехурина, 1981; Шек, Евдокимов, 1981). В тоже время большее экономическое значение на посевах яровой пшеницы приобрели такие специализированные вредители, как злаковые мухи, хлебные блошки, сосущие насекомые. Ущерб от них не так заметен, как от саранчовых или зерновой совки, но он постоянный.
Изучение особенностей сезонного, многолетнего развития и пространственного распределения вредной энтомофауны в посевах яровой пшеницы
С целью совершенствования тактических приемов защиты яровой пшеницы от комплекса вредителей выявляли характер сезонной и многолетней динамики численности изучаемых вредных видов, особенности заселения и пространственного распределения их на посевах. Для наблюдений за динамикой численности насекомых на производственных посевах регулярно, с периодичностью один раз в 2-7 дней, проводили кошения энтомологическим сачков не менее чем в 10 точках, расположенных на расстоянии 50 м друг от друга. При этом одновременно учитывали численность энтомофагов.
В этих же учетных точках визуально на 25 растениях определяли фенофазу пшеницы. Для оценки фенофаз использовали унифицированную ВВСН-шкалу, основанную на едином кодировании фенологических стадий развития растений, предложенном X. Блейхольдером, Т. Боомом, П. Лангелюддеке и др. (Bleicholder, van der Boom, Langeluddeke et al.,1989). Шкала удобна тем, что помимо 9 макрофаз культурных растений, включает 99 микростадий или фаз (табл. 2). Для изучения пространственного распределения насекомых кошения сачком проводили в учетных точках, расположенных в два параллельных ряда по 10 точек в каждом ряду на расстоянии 10 и 200 м от края поля. Характер пространственного распределения насекомых оценивали по принятому в экологии отношению дисперсии (V) к среднему значению численности (т): (Одум, 1986). Если — = 1, то распределение случайное. При 1 распре V 1 деление считается групповым, а при — I- равномерным. При оценке краевого распределения использовали предложенный М. Cusson, R.S.Vernon и dc B.D. Roitberg (1990) так называемый краевой коэффициент: С = 1- г , где dc плотность популяции в центре поля, de - то же на краю поля. Реакцию популяций на экологические условия обитания выражали через коэффициент скорости роста их численности (г). Приближенно г рассчитывается как регрессия между натуральным логарифмом оценок численности и временем, за которое они проводились (Коли, 1979): где N - оценки численности популяции, преобразованные в натуральные логарифмы, t - временные интервалы, п - число оценок численности. Интересно было посмотреть, как меняется этот показатель у различных популяций вредителей яровой пшеницы. Исследования проводили в многолетних полевых стационарных опытах по изучению интенсификации технологий возделывания СибНИИЗХим. Размеры делянок с минеральными удобрениями в опытах составляли 114 м2, с обработками почвы - 342 м2. Повторность четырехкратная. Изучали следую щие уровни удобрений: первый - Р, второй - NP и третий - NP+N.
В зависимости от результатов почвенных анализов и планируемого урожая на первом уровне вносили 0-25 кг фосфора в виде основного удобрения при посеве, на втором уровне - 20-65 кг фосфора и 35-113 кг азота, на третьем - 20-65 кг фосфора и 80-173 кг азота. На третьем уровне азот вносился дробно - в виде основного удобрения и с подкормками в течение вегетации. Для борьбы с полеганием на последнем варианте в кущение-начале выхода в трубку растения обрабатывались туром (ССС) в дозе 6,6 л/га. Влияние основной обработки почвы на формирование вредной энтомо-фауны в посевах яровой пшеницы изучали в тех же опытах в варианте вспашки на глубину 20-22 см и плоскорезной обработки (безотвальной) на глубину 14 см на втором уровне минерального питания. Фитосанитарную оценку удобрений и обработки почвы проводили в четырехпольном севообороте на второй пшенице после пара. В этих же опытах в двух севооборотах (пар -пшеница - пшеница - ячмень и пшеница - овес) изучали влияние предшественников на заселенность яровой пшеницы вредителями. Размеры полей в севооборотах - 1,4 га, повторность однократная. На делянках проводили следующие учеты. В фазу кущения на каждой делянке с уровнями минерального питания в 4-х кратной повторности отбирали пробы растений на заселенность скрытостеблевыми вредителя с площадок 50 х 50 см. Анализы на повреждения растений скрытостеблевыми вредителями проводили, вскрывая главные и боковые побеги препаравальной иглой. При обнаружении личинки жука или бокового отверстия в основании стебля растения относили к поврежденным стеблевой блошкой. Если внутри стебля обнаруживали личинок мух или спиральный ход по направлению к узлу кущения, то такое повреждение относили к повреждениям шведской или яровой мух.
Закономерности сезонного развития и особенности динамики численности насекомых-фитофагов на яровой пшенице
Изучение сезонного развития сельскохозяйственных вредителей дает очень важную информацию о сроках появления вредящих фаз насекомых и степени их сопряженности с развитием культурных растений. Это служит основой для составления фенопрогноза. Сам по себе фенопрогноз позволяет значительно упростить надзор за вредителями (Горбунов, 1984). В сочетании с краткосрочным прогнозом численности фенопрогноз дает возможность предсказывать изменение численности на конкретном поле, а, в конечном счете, возникновение возможного ущерба урожаю.
Вопрос разработки фенопрогноза вредителей зерновых культур в Западной Сибири достаточно хорошо освещен. Работами Н.Н. Горбунова, Т.А. Собакарь, А.Ф. Тимохиной убедительно показана ведущая роль температур ного фактора в сезонном развитии основных видов насекомых-фитофагов на посевах. На основе этого составлена рациональная система надзора за основными видами фитофагов и предложена методика для прогнозирования их вредоносности (Горбунов, 1984; Горбунов, Собакарь, Тимохина, 1983; Соба-карь, Тимохина, 1990, 1991, Тимохина, Собакарь, 1991а, б). Учитывая это, в своих исследованиях мы затрагивали только общие моменты сезонного развития насекомых и некоторые особенности характера их динамики численности. Последнее было необходимо для оценки степени экологической адаптации популяций к изучаемым факторам, уточнения периодов наибольшей вредоносности и выбора стратегии борьбы с насекомыми (Роберте, 1981; Одум, 1985; Чулкина, Торопова, Стецов, 1998; Чулкина, Торопова, Чулкин и др., 2000; Wetzel, Lutze, Freier, 1975).
Анализ сезонной динамики численности комплекса фитофагов в разных природно-климатических зонах показывает значительное ее сходство (рис. 7). Сопоставляя динамику численности с этапами развития посева можно выделить три периода, которые имеют важное значение, как с точки зрения надзора за вредителями, так и их вредоносности: всходы - кущение, выход в трубку - рост стебля и созревание зерна (Wetzel, Lutze, Freier, 1975; Danisch, 1970). Первые два периода характеризуются заселением посевов насекомыми. Здесь как вредители практическое значение имеют виды, повреждающие всходы и вегетативные органы: хлебные блошки, злаковые мухи, цикадки. Третий период характеризуется массовым размножением вредителей генеративных органов: пшеничного трипса, тлей, клопов, зерновой совки. Продолжают здесь вредить также злаковые цикадки.
С точки зрения потенциальной вредоносности насекомых больший интерес представляет сезонное изменение биомассы насекомых-фитофагов, так как этот показатель отражает давление вредителей на посев. Изучение сезонной динамики биомассы в сопоставлении с изменением биомассы растений пшеницы нами было проведено в условиях степи Северного Казахстана в
Оказалось, что в первой половине вегетации, особенно в период всходы - кущение биомасса насекомых невелика, как и незначительны их пищевые потребности. Последние в общей сложности не превышают 0,4-0,5% моментального запаса биомассы пшеницы. На первый взгляд, в этот период следует ожидать наименьшего вреда от насекомых. Тем более что в это время происходит интенсивный прирост биомассы и посев способен в значительной мере компенсировать ее потери. Однако высокие потери урожая, которые отмечаются от вредителей всходов в Западной Сибири (Коробов, 19916; Кривохи-жин, Поскольный, Бородина, 1991) свидетельствуют о том, что прямое отторжение биомассы не играет большой роли в снижении урожая. По данным Н.П. Поляковой (1983), для нанесения экономического ущерба необ ходимо, чтобы насекомые в фазу всходов отторгали не менее половины всей зеленой массы растений. Очевидно, что большее значение имеет характер наносимых повреждений, приводящих к ухудшению морфофизиологическо-го состояния растений.
Питание внутри стеблей, например, личинок злаковых мух и стеблевых блошек, вызывает угнетение или гибель побегов и растений, хотя прямое потребление биомассы при этом может быть незначительным. Иначе обстоит дело в период созревания зерна. Пищевые потребности всего комплекса фитофагов из-за массового размножения в это время значительно возрастают. И хотя они не превышают 1,0% запаса биомассы растений, насекомые преимущественно потребляют пластические вещества колоса или созревающего зерна, потери которых растения практически не в состоянии компенсировать. Поэтому потери урожая от вредителей здесь могут отмечаться даже при незначительной численности насекомых, так как зависят от длительности их питания на колосе (Володичев, 1981; 1990; Танский, Шапиро, Шехурина, 1981; Павлов, 1987).
Значение минеральных удобрений в формировании вредной энтомофауны яровой пшеницы
Применение минеральных удобрений, наряду с органическими, является одним из основных условий повышения урожайности сельскохозяйственных культур и важным звеном технологий их выращивания. В СССР прирост сборов зерна на 30% обеспечивался за счет применения удобрений. И только на 20% - за счет совершенствования севооборотов, на 15% - за счет внедрения новых сортов и прогрессивных технологий, на 10% - за счет мелиорации. В США доля влияния фактора удобрений на урожайность сельскохозяйственных культур составляет 41%, тогда как доля влияния средств защиты растений не превышает 15-20%, плодородия почвы - 15%», гибридных семян -8%о, орошения - 5% (Ковырялов, 1986; Кант, 1988; Черников, Алексахин, Голубев и др. 2000).
Минеральные удобрения являются мощным экологическим и физиологическим фактором регуляции численности и вредоносности многих видов вредителей. Они оказывают значительное влияние на популяции вредных организмов и играют важную роль в сопротивляемости растений вредителям и болезням (Старостин, Чумаков, 1984; Чулкина, Торопова, Чулкин и др., 2000). В.Ф. Самерсов и С.Л. Горовая (1976) выделяют три основные фактора влияния удобрений на насекомых: а) изменение направления обмена веществ в растениях в сторону гидролиза при внесении избытка азота и в сторону синтеза при одновременном увеличении Р и К и вследствие этого изменение пищевой ценности растений; б) усиление устойчивости растений к вредителям вследствие изменения морфологических, анатомических и физических параметров (утолщение кутикулы, разрастание механической ткани, увеличение осмотического давления клеточного сока и т.п.). в) нарушение привычной эволюционно сложившейся сопряженности растений и вредителей вследствие сдвига фенологических сроков развития растений.
Кроме того, удобрения изменяют ионный состав и концентрацию почвенного раствора, что вызывает токсический эффект при проникновении в организм вредителей и приводит к их гибели (Шапиро, Вилкова, Воронин, 1981).
С интенсификацией земледелия резко возросли объемы применения минеральных удобрений. Соответственно этому увеличился интерес к изучению их фитосанитарной роли. К настоящему времени накоплено значительное количество сведений по этому вопросу. Анализ литературных данных показывает, что на популяции насекомых удобрения могут оказывать непосредственное воздействие или косвенное, через изменение биохимических свойств и физиологического состояния растений.
Так известно, что, изменяя химический состав почвы, минеральные удобрения вызывают гибель почвенных вредителей: хлебных жуков, проволочников, слизней (Старостин, Чумаков, 1984). По данным ряда авторов (Горбунова, 1975; Стожарова, Сулейманов, Мирзаев и др., 1975) при внесении в почву азотных удобрений численность личинок жуков-щелкунов может снижаться от 25,6 до 53,4% или же в 2,5-5 раз в зависимости от химического состава удобрений, доз и сроков их внесения. На токсичность минеральных удобрений для проволочников указывает также С.А. Персии (1977). Правда, одновременно под влиянием удобрений значительно уменьшается численность и другой почвенной фауны, в том числе полезной (Артемьева, 1975; Стожарова, Сулейманов, Мирзаев и др.,1985; Самерсов Богдановский, Буга, 1981).
Минеральные удобрения губительно сказываются на насекомых не только при внесении в почву, но и при опрыскивании ими растений. В опытах Н.А. Возова (1983) отмечена гибель красногрудой пьявицы под действием высококонцентрированных растворов азотных удобрений (мочевины, аммиачной селитры и калийной соли). При опрыскивании 45%-ными растворами азотных удобрений и насыщенными растворами калийной соли жуки погибали как от хлорофоса в первые сутки после обработки. При низких концентрациях даже спустя пять суток после опрыскивания гибель жуков составляла 50%. По мнению П.И. Сусидко с соавторами (Сусидко, Федько, Писаренко, 1976), в некоторых случаях азотные удобрения (аммиачная вода и др.) могут быть использованы в качестве средства уничтожения вредителей. По данным авторов, опрыскивание посева кукурузы аммиачной селитрой и мочевиной гибель гусениц 1-го возраста лугового мотылька {Pyrausta sticti-calis) достигала соответственно 65 и 58%. Тот же Н.А. Возов (1975) приводит сведения о 100%-ной гибели клопов вредной черепашки при опрыскивании пшеницы раствором селитры при ее добавлении в аминную соль 2,4-Д. И. Олибериусом и 3. Веверкой ( Oliberius, Veverka, 1985) в Чехословакии выявлены инсектицидные свойства смеси азотных удобрений NH4NO3 и Co(NH2)2 и определены ее летальные дозы (ЛД50) для различных насекомых. Поэтому минеральные удобрения в виде подкормок даже рекомендуют для непосредственной борьбы с вредителями (Арешников, Старостин, 1981).
Минеральные удобрения также могут повышать устойчивость растений к вредителям или сокращать период их вредоносности. Так, при внесении фосфорных удобрений в течение 2-3-х лет подряд под пшеницу повышалась ее устойчивость к вредной черепашке (Eurigaster integriceps), зеленоглазке (Chlorops pumilionis), шведской мухе, тлям (Горбунова, 1975). Фосфорные удобрения особенно благоприятно действуют на стебли пшеницы, укрепляя их, что затрудняет питание личинок гессенской мухи и приводит их к гибели (Павлов, 1976). По данным Н.А. Лобань (1979), внесение под ячмень и овес NPK в дозах 60,60 и 90 кг/га соответственно приводило к увеличению массы зерна растений, поврежденных шведской мухой с 1,82 и 1,62 г до 2,6 и 2,1 г, а при удвоении дозы удобрений - до 3,2 и 2,5 г. Компенсация потерь урожая при внесении удобрений происходила за счет увеличения продуктивной кустистости и увеличении массы зерен. П.И. Сусидко и В.Н. Писаренко (1984) отмечают, что увеличение доз азотных удобрений повышает компенсаторные возможности растений к повреждениям злаковыми тлями.
