Введение к работе
Актуальность проблемы. Нематоды - один из наиболее многочисленных классов беспозвоночных животных., которые широко распространены в природе и переживают в настоящее время ярко выраженный биологический протресо.Среди них имеются свободноживущие, пресноводные, морские, почвенные виды, обитатели сапробиотической среды и бродящих жидкостей. Многие виды являются бактериофагами, микофа-гами. другие - хищниками. Большое число видов нематод паразитируют в человеке, животных, растениях (К.И.Скрябин, 1941, 1964; И.Н.Филипьев, 1934; Т.С.Скарбиолович, 1948, I960; А.А.Парамонов, 1962, 1967; Е.С.Кирьянова, Э.Л.Кралль, 1969; Э.Н.Дроздовский, 1975; Н.И.Суменкова, 1984; Г.И.Соловьева, 1987; П.И.Нестеров, 1988; И.Я.Элиава, 1983 и др.).
Паразитические нематоды растений или фитогельминты, поражая практически все виды культурных растений, уничтожают около 10% ежегодной растительной продукции. Общие мировые ежегодные потери ' от них оценены в 100 млрд.долларов (О.З.Меглицкий, 1990; KT.H.Nickle, 1984). Паразитические нематоды снижают семенные и товарные качества растительной продукции, вызывают тяжелые отравления мелкого и крупного рогатого скота. Многие случаи "почвоутомления" связаны о фитогельминтами. Подавление крупных популяций фитогельминтов с помощью нематицидов на многих сельскохозяйственных культурах позволяет добиться повышения урожайности в несколько раз. Фитогельминты переносят вируш и усугубляют грибные и бактериальные болезни, в особенности корневые гнили, фитогельминты п'гразитируют в различных органах и тканях сельскохозяйственных культур, лекарственных, декоративных растений, лесных пород. Из-за сильного поражения этими патогенами, многие растения погибают, на зараженных площадях продолжительное время не культивируют жономически важные культуры (Э.Н.Дроздовский, 1965, 1975; О.А.Кулинич, 1984; Л.А.Курт, А.А.Шестоперов, Р.п.Кигюлина, 1986; Т.В.ІІокривсная, 1932; Ъ8о\ U.А.Матвеева, Ь8У; Н.Д.Ронаненко, 1993; Ы.А.Рысс, 1988).
Для характеристики вредоносности паразитичеокнх нематод применяют термин "вредитель", аогда их вредоносность зависит от их численности. На этом принципе основано применение экономического порога вредоносности для фитогельминтов (Л.А.Гуськова и др. 1982;
О.З.Метлицкий, І975-гі.А.О.Сагитов, К.А.Перевертин, 1987; А.А.Шестеперов, А.О.Сагитов, К.А.Перевертин 1989). Фитогельшшты кроме отбора энергии и питательных веществ у растений вызывают специфические болезни, т.е. они являются возбудителями болезней или патогенами (А.А.Парамонов, 1966; Н.Деккер, 1972; С.В.Зиновьева, 1984; M.0OBtenbrlnk,I966; Н.Н.Wallace,1973; J.iloman,I978).
Снижение урожая полевых, овощных, технических, кормовых, пло-
довоягодных культур от фитогельминтозов составляет в среднем от
6 до 25J&. Фитогельминтозы резко сникают эффективность применения
минеральных удобрений и орошения, приводят к массовой гибели рас
тений в засуху и при их перезимовке, гниению продовольственных эа-
пасов(Э.Л.Кралль, 1984; А.А.Шестеперов, Г.Н.Шавров, 1984; D.L.Trud-
glil,l992; J.w.Aeboter, 1972 ). Многие фитогельминты входят
в число тех фитопатогенов, которые способны вызывать массовое поражение сельскохозяйственных культур. Как в прошлом, так и в настоящее время гетеродероз сахарной свеклы, сои, бидероз зерновых, глободероз картофеля, мелойдогиноз овощных и технических культур, дитиленхоз лука и чеснока, картофеля, ангвиноз пшеницы и афелен-хоидоэ риса, земляники имели и имеют характер эпифитотий, т.е. когда наблюдали массовое поражение как по числу растений, так и охвату территорий(Т.С.Иванова, 1937; Е.С.Кирьянова, Э.Л.Кралль, 1971; О.Навлянов, 1994; О.З.Метлицкий, 1985; З.Нарбаев, 1989; А.О.Сагитов, 1988; Н.М.Свешникова, 196.7, Т.Г.Терентьева, 1984; Л.В.Тихонова, 1986; А.А.Устинов, 1959; Ш.Хуррамов, 1990, Л.«.Шаталина, 1977 и др.).
Актуальность изучения эпифитотиологии фитогельминтозов обусловлена тем, что данные о возникновении впифиютий нематодных болезней растений необходимы не только для понимания закономерностей апифитотического процесса, раскрытие характера взаимодействия движущих сил и особенностей его развития в агробиоценозах в зависимости от типа ведения хоаяйства, но и для выявления, учета очагов фитогельминтозов и их диагностики. Эти данные позволят разрабатывать общие теоретические основы защиты растений от фитогельминтозов, способствовать развитию общей и частной впифитотиологии, которая становится фундаментом профилактики и борьбы с фитогедь-минтозами с.х.культур.
Таким образом, актуальность избранной темы обусловлена боль-лиц народнохозяйственным значением фитогельыинтозов и необходимостью разработки эпифитотиологическо! концепции с целью оптимизации зтратегии и тактики борьбы с этими болезнями.
Цель и задачи исследований. Целью настоящей работы явилась разработка эпифитотиологической концепции в фитогельминтологии и при-иенение ее в защите растений. Задачи исследований: I. Проанализировать сущность и проявление фитогельминтоза как результат взаимосвязи в системе "растение-фитогельминт-окружающая среда".
I. Разраоотать А уоонерлинстиовать моголы оценки потерь от фито-гельминтов.
3. Изучить особенности эпифитотического процесса при фитогельмин-гозах, раскрыть закономерности и специфические особенности его возникновения, развития и угасания.
%. Изучить характер взаимодействия движудих сил эпифитотического процесса при фитогельминтоэах и разработать эпифитотиологическую классификацию фитогельминтозов растений.
5. Охарактеризовать эпифитотические очаги фитогельыинтозов в биогеоценозах и агробиоценозах.
5. Разработать и усовершенствовать методы выявления, учета фитогельминтозов с использованием дистанционных и других методов диагностики.
7. Изучить эпифитотиологическую ситуацию в отношении фитогельмин-гозов с.х.культур в России.
3. Изучить популяциснные биоценотические отношения в системе "растение-хозяин-фитогельминт-окружающая среда". 3. Разработать теоретическую модель эпифитотического процесса при фитогельминтозе.
10. Разработать методы управления эпифитотическим процессом в агроэкосистемах с целью организации мероприятий по профилактике, локализации и ликвидации очагов фитогельминтозов.
Научная новизна. В результате обобщения и анализа литературных данных и результатов собственных наблюдений обоснован самостоятельный раздел фитогельминтологии и защиты растений - "эпифитоти-ология фитогельминтозов", которая базируется на учении об эпифито-тическом процессе. Принципиально новым является развитие теоретических положений об эпифитотическом процессе при фитогельнинтозах,
который развивается при наличии: источников возбудителя инвазии, И(
ханизиа передачи и восприимчивых рамени*.
В процессе исследований получены новые данные:
о сходстве, отличии фитогельминтозов и инфекционных оолез-неи растений;
о факторах, влияющих на развитие фитогельминтозов на примере глободероза картофеля;
о сезонной динамике численности фитогельминтов и нематод других экологических групп в условиях умеренного и тропического климата. Впервые установлено, что в зимний период, когда снег покрывал незамершую почву (температура почвы выше 0С), численность фитогельминтов и нематод других экологических групп в растениях клевера лугового и почве возрастала, в отдельные месяцы летнего периода - падала до минимума;
о многообразном влиянии экологических факторов на плотность популяций нематод и роли лимитирующих экологических факторов;
о эпифитотиологической ситуации в отношении главнейших фитогельминтозов в России;
о структуре зпифитотического очага глободероза при использовании метода растений-индикаторов.
Впервые разработаны вербальная и графические модели зпифитотического процесса при глободерозе картофеля, которые позволили найти отправные моменты для построения математической модели. Разработанный алгоритм компьютерного моделирования зпифитотического процесса при фитогельминтозах позволил создать 5 диалоговых компьютерных моделей с высоким уровнем сервиса для пользователя.
В ходе проведения имитационных эпифитотиологических вксперимен-тов на ПЭВМ получены новые данные, которые практически невозможно получить в полевых условиях из-за методических или карантинных ограничений, выявлены закономерности течения зпифитотического процесса при глободерозе картофеля в условиях крупных и мелких хозяйств. На разработанный пакет компьютерных моделей получено Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВК № 181 (89).
Новизна разработок подтверждена 3 авторскими свидетельствами на изобретение (87-89). Получено два положительных решения fc 5024695/13(004836) и № 502469/04(004835) на патент.
Теоретическое значение. Системный анализ зпифитотического процесса при фитогельминтозах позволил теоретически обосновать эпифи-
тотиологическую концепцию в защите растений от фитогелышнтозов. Впервые расшифрован эпифитотический процесс при фитогельминтозах, который возникает и развивается только при взаимодействии трех движущих сил - источника возбудителя фитогелышнтоза, механизма передачи и восприимчивых растений-хозяев. В зависимости от локализации фитогельминтов и механизма передачи разработана . эпифите— тиологическая классификация фитогельиинтозов, которая служит теоретической основой для разработки систем защитных мероприятий от фитогельиинтозов разных групп инвазий с целью воздействия на все три звена эпифитотической цели.
В зависимости от механизма передачи возбудители фитогельиинтозов тратят адаптивные усилия на эволюционные тактики размножения, выживания и трофических связей дифференцированно. Эпифитотии сельскохозяйственных культур вызывают возбудители фитогельминтозов тех эпифитотиологических групп инвазий, которые лучше других адаптированы к распространении в пространстве и выживании во времени.
В результате системного анализа взаимодействий популяций растения и фитогельминта даны характеристики ловчих, враждебных, устойчивых растений и рекомендации для использования их в борьбе с паразитическими нематодами.
В зависимости от природной очаговости инвазии описаны формы проявления эпифитогического процесса в экосистемах и дана характеристика апифитотических очагов в агро- и биоценозах.
Методическое значение. Впервые разработаны дистанционные методы (визуальный, аэровизуальный, аэрофотографический) диагностики фитогельминтозов на примере глободероза картофеля (3.50.55,66). Разработаны методы выявления и учета фитогельминтозов для ФГЛ и Госинспекций по карантину растений (1-6;44,90). Обоснован теоретически метод - растений-индикаторов и апробирован в производственных условиях (6,43,4*0. Сформулированы принципы (45) изучения сезонной динамики численности нематод в растениях и почве в течение года, патогенности и гредоносности фитогельминтов (8,38,39). Отработана методология поиска растений с нематицидными и ненастатическиии свойствами (71,74.87,88).
Практическая ценность и реализация результатов исследований. На основании выполненных исследований разработаны и изданы 12 методических указаний, рекомендаций, фолдерсов (І-І2).утвержденных
ВАСХНИЛ, Госагропромами республик, Управлением защиты растений МСХ РСФСР и СССР. Они используются в фитогельминтологических лабораториях, на станциях защиты растений, госинспекциях по карантину растений.
Рекомендованные нами комплексы мероприятий по выявлению, учету и мерам борьбы с фитогельминтозами были внедрены в совхозе "Коммунар" Астраханской области, в колхозах им.В.И.Ленина и им. I Мая Калужской области, колхозе им.16 годовщины Октября и АПФК "Россия" Владимирской области, тепличных хозяйствах "Ессентуки" и "Юбилейный" Ставропольского края, также в хозяйствах Узбекистана, Украины, Литвы.
Апробация работы. Материалы диссертационной работы в виде научных докладов и сообщений были представлены и обсуждены на научны: симпозиумах, конференциях и научно-производственных совещаниях в СССР, России и ряде зарубежных' стран, в том числе на УП, УШ, IX, Х,Х1 Всесоюзных совещаниях по нематодным болезням растений на республиканском симпозиуме нематологов в Республике Куба (1977,1978), на симпозиуме по стеблевым нематодам растений (Воронег, 1983); Всесоюзных совещаниях по проблемам почвенной зоологии и нематологиі (Тарту, 1975; Душанбе, 1979; Петрозаводск, 1980; Ашхабад, 198^; Уфа, 1988); Украинского научного общества паразитологов (Симферополь, 1976; Киев, 1983; Одесса, 1986); Симпозиуме по галловым нематодам сельскохозяйственных культур и'мерам борьбы (Дущгнбе,1979), на чтениях, посвященных памяти А.А.Парамонова (,ЪУ1), Т.С.Скарби-лович (І9У4), К.И.Скрябина (199ь), на Всесоюзных и российских конференциях по карантинным болезням (1982-1995), Всероссийских семинарах для специалистов ФГЛ (1980-1992), на заседаниях НТС МСХ СССР, НТС VZ1 РСФСР.
Публикации. По диссертации опубликовано свыше 100 научных работ в отечественных и зарубежных изданиях, в том числе монография "Карантинные фитогельминтозы" (1995).
ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИНШ НА.ЗАЛИТУ. Защищается содержание самостоятельного раздела фитогельминтологии и защиты растеиий-"эпифитотиологин фитогельнинтозов":
I. Эпифктотиологическая методология, основанная на концепции вп.ифитотичиского процесса, который развивается при наличии источ-
ников возбудителя фитогельминтоза, механизма передачи и восприимчивых растений.
-
Эпифитотиологическая классификация фитогельминтозов, основанная на специфической локализации паразита в растении и соответствующим ей механизмом передачи.
-
Эпифитотиологическая характеристика очагов фитогельиинтозов в биоценозах и агробиоценозах.
-
Фитосанитарный мониторинг за эпифитотическиыи очагами фитогельминтозов, основанный нд комплексном применении традиционных, дистанционных и других современных методов.
-
Алгоритм модели прогноза эпифитотического процесса при фи-тогельыинтозе и практические аспекты применения прогностических компьютерных моделей.
-
Эпифитотиологическое обоснование мероприятий по локализации, ликвидации очагов фитогельминтозов и управление эпифитотичес-кнм процессом при фитогельминтозах.
