Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Традиционные и новые методы защиты растений в снижении пестицидной нагрузки и получении экологически чистой продукции плодоводства
Глава 2. Условия, объекты, программа и методы исследований
2.1. Природно-климатические условия юга Западной Сибири
2.2. Характеристика природно-климатических условий места проведения исследований
2.3. Погодные условия в годы исследований
2.4. Объекты, методы и программа исследований
Глава 3. Использование нового афицидного препарата в садах, питомниках и защищенном грунте
3.1 Роль тлей в агробиоценозах
3.2. Особенности цикла развития и вредоносности тлей в питомниках, промышленных садах Алтайского края на примере зеленой яблонной тли (Aphis pomi Deg.)
3.3. Разработка и испытание эффективности афицидного препарата в лабораторных условиях и промышленных насаждениях яблони...
3.3.1. Активные компоненты и механизм действия афицидного препарата
3.3.2. Испытание афицидного препарата в лабораторных условиях и в промышленных насаждениях яблони
3.4. Эффективность афицидного препарата при защите яблони от зеленой яблонной тли в многолетнем опыте
3.4.1. Развитие яблони на разных фонах обработки при изменении численности зеленой яблонной тли и энтомофагов
3.4.2. Вступление в плодоношение и урожайность
3.4.3. Агрохимические свойства почвы
3.4.4. Биохимический анализ плодов
3.4.5. Токсикологическая оценка урожая и новых препаратов на основе природных биологически активных веществ
3.5. Защита плодовых и ягодных культур от тлей в потребительских садах
3.5.1. Способ защиты плодовых деревьев от тлей
3.5.2. Эффективность различных образцов энтомологического клея
3.5.3. Факторы, определяющие эффективность афицидного препарата на различных садовых культурах
3.6. Особенности борьбы с тлями в условиях защищенного грунта...
3.7. Усовершенствование афицидного препарата и разработка новых афицидных композиций
Глава 4. Обыкновенный паутинный клещ на плодовых и ягодных культурах и оценка эффективности акарицидных препаратов в борьбе с ним
4.1. Особенности биоэкологии тетраниховых клещей в условиях открытого и защищенного грунта на примере обыкновенного паутинного клеща (Tetranychus urticae Koch.)
4.2. Меры борьбы с обыкновенным паутинным клещом в условиях открытого и защищенного грунта
4.3. Разработка акарицидного препарата и проверка его эффективности против обыкновенного паутинного клеща
4.3.1. Эффективность акарицидного препарата против обыкновенного паутинного клеща в условиях защищенного грунта
4.3.2. Эффективность различных модификаций Тетраницида и новых акарицидных композиций
Глава 5. Особенности развития мучнисторосых грибов и меры борьбы с ними в питомнике и защищенном грунте
5.1. Вредоносность, особенности этиологии мучнисторосых грибов и меры борьбы с ними в условиях открытого и защищенного грунта
5.2. Разработка препарата фунгицидного действия и испытание его эффективности в лабораторных условиях
5.3. Испытание эффективности препарата4в в полевых условиях...
5.4. Эффективность препарата 4в в условиях защищенного грунта...
5.5. Разработка новых фунгицидных композиций против мучнисторосых грибов
Глава 6. Перспективные направления в защите насаждений облепихи от облепиховой мухи (Rhagoletis batava obscuriosa Kol.)
6.1. Биоэкология облепиховой мухи в условиях Алтайского края
6.2. Особенности цикла развития и вредоносности облепиховой мухи в 2001-2005 гг
6.3. Меры борьбы с облепиховой мухой
6.3.1. Усовершенствование химического метода защиты урожая облепихи
6.3.2. Разработка биологического метода борьбы с облепиховой мухой
6.3.3. Поиск новых средств защиты урожая облепихи на основе природных биологически активных веществ
6.3.4. Биохимический анализ плодов облепихи на разных фонах обработки
6.3.5. Селекция на устойчивость к облепиховой мухе
Глава 7. Выращивание высококачественного посадочного материала плодовых и ягодных культур на основе использования новых средств и способов обеззараживания растений
7.1. Особенности биоэкологии и мер борьбы с клещами на смородине и облепихе
7.1.1. Смородинный почковый клещ (Eriophyes ribis Nal.)
7.1.2. Облепиховый галловый клещ (Acera hippophaena Nal.)
7.1.3. Листовые клещи: Vasates tibialis Liro и Anthocoptes ribis Nal...
7.2. Перспективные способы обеззараживания посадочного материала черной смородины
7.2.1. Обеззараживание зеленых черенков
7.2.2. Обеззараживание окорененных черенков
7.2.3. Обеззараживание отводков и двулетних саженцев
7.2.4. Вакуумный способ обеззараживания окорененных черенков и саженцев смородины от клещей
7.3. Экологически безопасный способ обеззараживания посадочного материала облепихи
7.3.1. Обеззараживание зеленых черенков
7.3.2. Обеззараживание окорененных черенков
7.3.3. Обеззараживание двулетних саженцев
Глава 8. Экономическая эффективность использования новых препаратов
8.1. Эффективность использования Афидина в промышленных насаждениях яблони и защищенном грунте
8.2. Сравнительная оценка эффективности различных способов обеззараживания посадочного материала смородины от основных вредителей
8.3. Экономическая эффективность водной эмульсии подсолнечного масла при обеззараживании посадочного материала облепихи от галлового клеща
Выводы
Рекомендации производству
Список использованной литературы
Приложения
- Характеристика природно-климатических условий места проведения исследований
- Испытание афицидного препарата в лабораторных условиях и в промышленных насаждениях яблони
- Меры борьбы с обыкновенным паутинным клещом в условиях открытого и защищенного грунта
- Вредоносность, особенности этиологии мучнисторосых грибов и меры борьбы с ними в условиях открытого и защищенного грунта
Введение к работе
Породный и сортовой состав садов Сибири представлен преимущественно ягодными культурами, что в значительной мере определяется природно-климатическими особенностями данного региона. Наиболее благоприятны для развития садоводства южные районы Западной Сибири, включающий обширную территорию Алтайского края, где сады занимают площадь 12 тыс. га.
Наиболее благоприятны для развития промышленного садоводства лесостепная и низкогорная зона Алтая. Здесь же складываются оптимальные условия для развития вредителей и болезней, потенциальные потери урожая от которых составляют 35-90%, а по отдельным сортам и породам достигают 100%.
Среди вредителей массовое распространение имеют тли: зеленая яблонная, крыжовниковая, смородинная галловая, сливовая полосатая, калиновая, в меньшей степени распространены вишневая и малиновая побеговая тля. Эта многочисленная группа фитофагов вредит в основном в питомнике и молодых промышленных насаждениях. В плодоносящих насаждениях ежегодно вредят: крыжовниковая огневка, яблонная плодожорка, боярышница и облепиховая муха. В питомнике систематически вредит смородинная стеклянница, клещи: смородинный почковый и листовой, облепиховый галловый и земляничный. Отмечен единственный случай массового повреждения черной смородины побеговой галлицей в питомнике.
Из возбудителей заболеваний широко распространена рябуха черной смородины. Умеренный вред в лесостепной зоне и более значительный в низкогорьях Алтая приносят пятнистости и мучнистая роса смородины и земляники, а также парша яблони.
Оптимизации фитосанитарного состояния в зонах промышленного садоводства в значительной мере способствует выращивание культур, не требующих использования химических средств защиты и культур, на которых необходимость их применения возникает крайне редко. В настоящее время в садах Сибири возделывают 12 садовых пород. Из них 5: жимолость, черноплодная рябина, груша, калина и виноград выращиваются без применения пестицидов. Поддержанию экологического равновесия сада во многом способствует выращивание сортов, устойчивых к основным вредоносным объектам. Селекционерами НИИ садоводства Сибири имени М.А. Лисавенко выведены сорта смородины с высокой полевой устойчивостью к почковому клещу и мучнистой росе, а также сорта яблони, устойчивые к парше, не требующие химических обработок даже в годы эпифитотий (Калинина, 1985; 1987). Однако, несмотря на значительные достижения наших селекционеров, решить проблему борьбы со всеми вредоносными объектами только за счет создания устойчивых сортов невозможно. Это связано с тем, что в селекции на устойчивость садовых культур к вредителям и болезням отмечается исключительное видовое и расовое многообразие вредных организмов, препятствующее созданию сортов с комплексной устойчивостью к вредоносным объектам. Кроме того, устойчивость сортов к одним объектам, часто сопряжена с высокой восприимчивостью к другим. Устойчивость сортов утрачивается на низком агрофоне и при длительном их возделывании. Как правило, в производственных условиях устойчивые сорта выращиваются в одних массивах с высоковосприимчивыми. Отсутствие дифференцированных посадок вызывает необходимость проведения сплошных обработок, сводя на нет достижения селекционеров.
Для сортов, менее устойчивых к вредоносным объектам, но представляющим интерес по другим хозяйственно-биологическим показателям большое значение имеет выращивание высококачественного, оздоровленного посадочного материала. Это предотвращает распространение целого ряда узкоспециализированных вредителей, борьба с которыми в плодоносящих насаждениях сложна и малоэффективна. Однако эффективные способы обеззараживания посадочного материала смородины и облепихи предусматривают применение пестицидов в концентрациях, превышающих их использование на вегетирующих растениях в 8-10 раз. При отсутствии пространственной изоляции от источников вторичного заражения, а так же в связи с необходимостью проведения защитных мероприятий против тлей - переносчиков рябухи, против мучнистой росы и листогрызущих вредителей в питомниках проводятся многочисленные химические обработки, как правило, высокотоксичными препаратами. Всё это способствует превращению питомников в активные источники загрязнения окружающей среды и вызывает необходимость разработки новых, менее опасных способов и средств обеззараживания посадочного материала плодовых и ягодных культур.
На снижение пестицидной нагрузки в садах были направлены многолетние исследования отдела защиты растений НИИСС. Под руководством д-ра с.-х. наук М.А. Прокофьева для сибирского региона был разработан интегрированный метод защиты плодовых и ягодных культур, основанный на ликвидации очагов опасных вредителей и болезней, рациональном сочетании биологического и химического методов борьбы с применением последнего в случае безусловной необходимости, на основе учета экономических порогов вредоносности.
В условиях Алтайского края надежную сохранность урожая садовых культур обеспечивает лишь химический способ защиты, который постоянно совершенствовался. Препараты длительного действия были заменены на быстроразлагающиеся, позволяющие выращивать садоводческую продукцию с минимальными остаточными количествами пестицидов в пределах ПДК. Однако широкое применение быстроразлагающихся препаратов, преимущественно пиретроидов, привело к значительному обеднению биоценоза садов из-за массового уничтожения узкоспециализированных видов энтомофагов.
Среди многочисленных отрицательных последствий применения химических средств защиты, наиболее значимое при использовании их в садоводстве - остатки пестицидов в плодах и ягодах. Садоводческая продукция, богатая самыми разнообразными биологически активными веществами, предназначена для поддержания жизнедеятельности человеческого организма на высоком энергетическом уровне, очищения от тяжелых металлов и других вредных веществ. Сибирские плоды и ягоды по содержанию токоферолов, витамина С и других биологически активных соединений нередко в 1,5-5 раз превышают показатели сортов, выращиваемых в других регионах мира. Садоводческая продукция используется в свежем виде, для производства детского и диетического питания и поэтому должна быть свободна от остатков пестицидов. Это особенно актуально для облепихи, которая является основной промышленной культурой в сибирском регионе и в настоящее время занимает 80% площадей от всех промышленных садов Алтайского края.
В развитии сибирского садоводства на Алтае большое значение имеют сады потребительского типа. Здесь видовой состав вредителей и болезней мало отличается от промышленных насаждений плодовых и ягодных культур. Для борьбы с ними широко рекомендуется использовать настои и отвары инсектицидных растений, многие из которых далеко не безобидны для здоровья людей (Метлицкий, 2003).
Механические приемы борьбы с вредителями и болезнями в потребительских садах отличаются большой трудоемкостью и могут быть использованы против ограниченного числа вредоносных объектов. Неграмотное применение агротехнических приемов в защите растений часто имеет противоположный ожидаемому результат, особенно в отношении сосущих вредителей: тлей и клещей. В целях получения быстрого результата многие садоводы-любители предпочитают использовать на своих участках химические средства защиты, ассортимент которых для применения на индивидуальных садовых участках в настоящее время включает более 120 наименований. Из рекомендуемых пестицидов 1/3 приходится на долю пиретроидов, негативные последствия использования которых, известны. 10
Выращивание плодов и ягод без остатков пестицидов в потребительских садах особенно актуально, так как продукция с индивидуальных участков используется в основном в свежем виде и является источником легкоусвояемых незаменимых органических кислот, минеральных веществ, «живых» витаминов. Наличие остатков пестицидов в ценнейшей продукции садоводства несовместимо с её основным назначением.
Цель исследований. Оптимизация фитосанитарного состояния плодовых и ягодных культур в промышленных и потребительских садах, в питомниках и защищенном грунте на основе создания новых, экологически безопасных средств защиты растений.
Задачи исследований.
1. Изучить инсектицидную, акарицидную и фунгицидную активность природных биологически активных веществ: растительных липидов, фосфолипидов и маслосмол. Разработать на их основе препараты против тлей, клещей и мучнисторосых грибов.
2. Изучить механизм действия новых препаратов, разработанных в НИИСС и их эффективность в промышленных и потребительских садах, питомниках и защищенном грунте. Определить их действие на полезных насекомых и клещей.
3. Разработать эффективные способы обеззараживания посадочного материала плодовых и ягодных культур на основе использования новых препаратов.
4. Изучить последействие препаратов на рост и развитие растений, их продуктивность, качество урожая и посадочного материала.
5. Испытать различные методы биотестирования для токсикологической оценки новых препаратов и продукции, полученной на основе их применения. 6. Выявить активные компоненты для усовершенствования разработанных препаратов и создания новых, более технологичных средств защиты растений.
7. Усовершенствовать химический и разработать биологический способ защиты облепихи от облепиховой мухи.
8. Разработать методику краткосрочного прогноза численности облепиховой мухи и оценки сортов на восприимчивость к вредителю.
9. Определить экономическую эффективность использования новых препаратов в промышленных насаждениях и питомниках.
Научная новизна. Впервые на основе растительных липидов, фосфолипидов и маслосмол созданы препараты инсектицидного, акарицидного и фунгицидного действия.
Антифидантная, детеррентная и овицидная активность препаратов обеспечивают получение длительного защитного эффекта, особенно в условиях защищенного грунта. Высокая проникающая активность позволяет использовать новые средства защиты растений для обеззараживания посадочного материала плодовых и ягодных культур. Впервые для обеззараживания саженцев использован вакуумный способ воздействия на вредоносные объекты.
Новые препараты обладают избирательным действием по отношению к полезным насекомым и клещам. Нестандартный, физический механизм их действия исключает возможность развития устойчивости у вредных организмов.
Разработана новая методика краткосрочного прогноза численности облепиховой мухи и оценки сортов на восприимчивость к вредителю, основанная на учете динамики лета взрослых насекомых.
Научная новизна исследований подтверждена патентами РФ. 12
На защиту выносятся следующие положения:
1. Природные биологически активные вещества растительные липиды, фосфолипиды и маслосмолы могут быть использованы для разработки экологически безопасных препаратов инсектицидной, акарицидной и фунгицидной активности.
2. Механизм действия новых препаратов основан на физическом воздействии на вредные объекты с конечным эффектом гипоксии, водной депрессии и лизиса, что исключает возможность развития у них устойчивости.
3. Новые средства защиты растений по биологической эффективности превосходят биопрепараты и приближаются к химическим пестицидам. В отличие от последних возможности их использования в питомнике значительно шире.
4. Препараты на основе природных, биологически активных веществ обладают избирательным действием на полезную энтомо- и акарофауну, положительно влияют на рост и развитие растений, повышают их продуктивность, улучшают качество урожая.
5. Использование новых препаратов экономически эффективно и позволяет снизить пестицидную нагрузку в промышленных и потребительских садах, в питомниках и защищенном грунте.
Практическая значимость работы. Использование новых препаратов на основе природных биологически активных веществ обеспечивает биологическое равновесие в агроценозе сада, благодаря избирательному действию на полезную энтомо- и акарофауну.
Высокая эффективность новых препаратов в условиях защищенного грунта позволила полностью исключить необходимость применения химических средств защиты растений в зимних теплиц селекцентра НИИСС.
Налажено полупромышленное производство препарата афицидного действия. Апробирована в потребительских садах опытная партия препарата. Внедрение в производство краткосрочного прогноза численности облепиховой мухи обеспечивает максимальную сохранность урожая и в отдельных случаях позволяет отказаться от использования пестицидов. В 2002 году в насаждениях облепихи «Опытного поля» химическая обработка была отменена на площади 32 га.
Новая методика оценки сортов облепихи на восприимчивость к облепиховой мухе позволяет определить период ее вредоносности на разных сортах и дает возможность дополнительно оценить продуктивность растений и качество урожая. Разработанная автором методика используется для оценки районированных и перспективных сортов облепихи в НИИ садоводства Сибири.
Апробация работы. Основные положения диссертации доложены на Международных конференциях (г. Барнаул, 1997; г. Новосибирск, 1998, 2005; г. Краснодар, 2004; г. Минск, 2005), на Всесоюзном (г. Рига, 1986) и Всероссийском (г, Москва, 1998) совещаниях, на IV межрегиональной научно-практической конференции (г. Бийск, 2006), на научно-практических конференциях (г. Барнаул, 1987, 2000, 2002, 2003, 2005; г. Бийск, 2000; с. Бакчар, 2005), на II Международном симпозиуме по облепихе (г. Барнаул, 1993), на ученом совете НИИ садоводства Сибири (2006).
Публикации. Результаты исследований по теме диссертации и ее основные положения изложены в монографии «Фитосанитарная оптимизация плодовых и ягодных насаждений в условиях Алтайского края» и в 35 опубликованных работах из них 7 патентов РФ.
Личный вклад соискателя. Представленная работа является обобщением результатов исследований за 22 года. Рассматриваемый материал получен автором самостоятельно и в соавторстве, при совместном исследовании с Ал.А. Максимовым и Ан.А. Максимовым. Раздел по токсикологической оценке новых препаратов и продукции, полученной на основе её применения, выполнен в Институте водных и экологических проблем Г.И. Егоркиной, Н.В. Романовой и Г.И. Тушковой, за что автор выражает им глубокую благодарность.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 8 глав, выводов и рекомендаций производству. Список литературы включает 829 наименований, из них 296 зарубежных авторов. Работа изложена на 454 страницах, содержит 108 таблиц, 37 рисунков, 10 приложений.
Автор выражает глубокую благодарность за ценные консультации в проведении исследований академику РАСХН, д-р с.-х. наук И.П. Калининой, д-р с.-х. наук В.И. Усенко, д-р с.-х. наук Э.М. Дроздовскому. Большую благодарность автор выражает И.В. Строевой, Л.В. Наумовой, Л.И. Колесниковой за испытание наших препаратов, а также агроному Н.В. Лудцевой, лаборантам Т.Н. Белоруковой и В.П. Митковской, которые в течение многих лет принимали непосредственное участие в выполнении полевых и лабораторных исследований.
Характеристика природно-климатических условий места проведения исследований
Современные методы защиты сельскохозяйственных культур от вредителей и болезней основаны на преимущественном использовании химических средств защиты растений. Однако в последнее время появилось много сведений об отрицательном действии пестицидов на человека, окружающую среду и защищаемые растения.
В мире используется более 500 тысяч химических веществ. Многие из них - мутагены. Особое место среди них занимают пестициды. Несмотря на то, что они составляют всего 3 % от всех используемых химических соединений, по отрицательному последействию их можно поставить на одно из первых мест из-за высокой токсичности, кумулятивности и непосредственного внесения в среду обитания (Черменский и др., 1989). Большинство пестицидов обладают мутагенной активностью. При исследовании 400 пестицидов, используемых в нашей стране, 97 % из них показали мутагенный эффект (Куринный и др., 1989). Обнаружена достоверная связь между мутагенным и канцерогенным эффектом (Дубинин, Алтухов, 1982).
Основная опасность загрязнения окружающей среды мутагенами состоит в том, что большинство мутаций отрицательно влияют на жизнедеятельность любых организмов, включая человека (Дубинин, Алтухов, 1982). Проникая в клетки живых организмов и поражая их генетические структуры, пестициды способны замедлять или ускорять деление клеток, вызывать хромосомные перестройки, повышать стерильность пыльцы, что приводит к снижению завязываемости семян и в конечном итоге индуцирует изменчивость растений. Это приводит к изменению популяционного и видового состава обрабатываемых растений, как за счет мутагенеза, так и в результате физиологического действия (Кириллова и др., 1982). Быстрое накопление мутаций приводит к вырождению сортов (Мельников, 1987). Под действием пестицидов в растениях происходит временное нарушение физиологических процессов: интенсивности дыхания, накопления хлорофилла, активности ферментов. Как правило, это сопровождается ухудшением пищевой ценности продукции растениеводства (Мельников, 1989), снижением урожайности (De Brujn, 1995).
Последействие пестицидов на защищаемые растения во многом определяется погодными условиями. Высокие и низкие температуры усиливают негативное действие пестицидов (Болдырев, 1995; Танский и др., 1995). Угнетение растений и снижение урожайности от действия пестицидов отмечается на фоне недостатка питания, избытка или недостатка влаги (Танский и др., 1995).
Являясь физиологически активными веществами, пестициды способны изменять обмен веществ в растениях в благоприятную для питания вредных организмов сторону и тем самым способствовать появлению вспышек их массового размножения (Курдюков, 1982). Существует мнение, что пестициды могут непосредственно или через изменение физиологических процессов стимулировать плодовитость вредных организмов (Dittrich и др., 1974). Вспышки массового размножения присущи прогрессирующим видам со сложной популяционной структурой, с большим ареалом, высокой чувствительностью к условиям окружающей среды (Рафес, 1964).
Избирательное действие синтетических пестицидов выражено слабо. Их применение сопровождается массовой гибелью паразитов и хищников, снижением плодовитости и продолжительности жизни выживших энтомофагов (Пестициды... 1994; Classen, 1984; Ambrose, 1999). На фоне многократных химических обработок эффективность полезных насекомых снижается с 41-82 до 0,3-1,2 % (Сторчевая, 2001а).
С каждым вредителем сельскохозяйственных культур сосуществует от 20 до 80 видов паразитов и хищников (Воронин, 1984). Химическая защита разрушает механизмы природной саморегуляции агроценозов, сводя видовое многообразие энтомофагов до единичных видов, в основном представленных семействами Coccinelidae и Chrysopidae, как наиболее устойчивых к инсектицидам, а специализированные паразиты практически исчезают (Сторчевая, 20016). На равновесие популяций членистоногих особенно разрушительно действуют многократные ежегодные обработки пестицидами в плодовых садах (Толстова, 1984). Это способствует необратимому разрушению экосистем и значительному сокращению видового многообразия биоты в многолетних насаждениях.
Избирательное действие на энтомофагов отсутствует не только у инсектицидов, но и у фунгицидов и гербицидов (Hassan, 1994). Кроме того, фунгициды оказывают угнетающее действие на энтомофторные грибы, которые живут за счет растительноядных клещей, в результате чего численность вредителей резко возрастает (Экологическая оценка. ..1992).
При опрыскивании растений только 1% пестицидов расходуется по назначению, остальные загрязняют окружающую среду (Himel, 1969), 7080% пестицидов попадают в почву. Там они долго сохраняются (Спыну и др., 1970; Моложанова, 1980; Borowiec и др., 1975), образуя прочные связи с почвенными коллоидами (Мельников, Белан, 1997; Wright, Cone, 1999).
Попадая в почву, пестициды повышают численность растительноядных нематод и на 70-80 % снижают количество жуков, большинство из которых являются хищниками (Classen, 1984; Holland и др., 2000).
Потенциальные возможности биологической системы очищения почвы не беспредельны (Минеев и др., 1991). На фоне интенсивного применения пестицидов снижается деятельность почвенных микроорганизмов (Богач, 1989; Будрина, Шайкин, 1989), происходит нарушение в сообществах почвообитающих грибов и бактерий. Под действием пестицидов уменьшается численность аммонифицирующих и целлюлозоразлагающих бактерий (Богдановичене, 1982; Ремпе, Коваленко, 1994; Городецкая и др., 1999), возрастает содержание грибов - сапрофитов, в первую очередь из рода Fusarium, многие представители которых являются возбудителями фузариоза растений (Минеев и др., 1991а).
Испытание афицидного препарата в лабораторных условиях и в промышленных насаждениях яблони
В разработке подобных препаратов перспективно использование различных биологически активных веществ (БАВ) природного происхождения, обладающих высокой биологической активностью (Мировой рынок...2001). Среди них наиболее известны БАВ, выделенные из инсектицидных растений. Известны 1180 видов растений, оказывающих токсическое или другое действие на насекомых (Семаков, 1993). Инсектицидные свойства растений обусловлены наличием в них естественных химических соединений: алкалоидов, сапонинов, сложных эфирных масел, пиретроидов и других биологически активных веществ (Токин, 1974; Муравьёва, 1983; Райе, 1986; Schtterer, 1984). Большинство растений, обладающих инсектицидным действием, относятся к группе масличных (Achremowicz, 1995). Некоторые из них используются как предшественники для снижения численности целого ряда вредителей (Mateeva, 1996). Высокую инсектицидную активность проявляют лекарственные растения (Hewage, 1997; Abulakar, 1998). Известно высокое токсическое действие на насекомых биологически активных веществ, выделенных из хвойных деревьев (Стадницкий, Ошкаев, 1986; Семаков, 1989, 1990, 1993; Моге и др. 1989; Буров, Конюхов и др. 1995; Караман, 1988).
Инсектицидные растения нашли широкое применение в потребительских садах в виде порошков, настоев и отваров, которые отличаются кратковременным действием. Более длительным последействием обладают экстракты инсектицидных растений (Буров и др., 1995). Используются метиловый, этиловый, ацетоновый, гексановый и другие экстракты инсектицидных растений (Кабиров, Янюшкина, 1989; Блинцов, Касач, 1990; Eygler, 1966; Mateeva и др., 1966; Bahena и др. 1985; Stein и др. 1988; Flint, Parks, 1989; More и др. 1989; Reed, Jacobson, 1989;; Tanzubil, Caffery, 1990; Barczak, 1994; Vaccorello и др. 1997; Palma, 1997; Kreutzweiser, 2000; Supretman, 2000; Clement Jean Luc, Robert Sylviol, 2001).
Растительные экстракты эффективны не только на вегетирующих растениях, но и против вредителей запасов (Stamopoulos, 1988; Peterson и др. 1989; Ademola, 1990; Su Helen, 1990), с продолжительностью действия некоторых из них до 52 дней (Su Helen, 1989а).
Считается, что инсектицидные растения безопасны для человека и окружающей среды, однако некоторые из них по токсичности для теплокровных не уступают синтетическим пестицидам (Карумидзе, 1960; Гусынин, 1962; Ермоленко и др., 1966). Приготовление настоев и отваров на основе инсектицидных растений требует навыков и небезопасно в домашних условиях, так как часто сопровождается аллергией и другими токсикозами. В связи с этим считается, что использование проверенных, рекомендованных к применению в потребительских садах химических пестицидов в ряде случаев менее опасно в сравнении с ядовитыми растениями (Метлицкий, 2003).
В последнее время внимание ученых привлекли возможности препаратов, полученных на основе биологически активных веществ, выделенных из растений (Семаков, 1995; Shin - Foon, 1989а; Villar и др., 1990; Simon, 1993; Wilson, 1995). Известен препарат растительного происхождения - нимацаль. Это высокоэффективный инсектицид, используемый во многих странах мира против сосущих насекомых и клещей. Механизм его действия заключается в блокировке производства гормона экдизола, в результате чего нарушается развитие личинок и процесс созревания яиц у взрослых особей.
В нашей стране долгое время использовались высокоядовитые препараты на растительной основе: никотин-сульфат, анабазин-сульфат, никотиновые дусты. В защите садовых и овощных культур, а также комнатных растений особенно широко использовались табак и табачная пыль (Васина, 1972; Мосеева, 1967; Смирнова, Карась, 1989). Позднее на основе табачной пыли был создан препарат антитлин. Он показал высокую эффективность против тлей, трипсов, гусениц пилильщиков (Гребенщиков, 1991).
Антитлин считался безвредным препаратом, однако в его состав входит никотин, который легко проникает в организм человека через кожные покровы и вызывает остановку дыхания, прекращение сердечной деятельности (Гусынин, 1962; Бондаренко, 1991; Classen, 1984) в связи с чем этот препарат был запрещен и снят с производства. В некоторых странах никотин до сих пор рекомендуется для широкого применения против многих видов вредителей (Huang Chang-gan, Ren Jian-min, 2001).
Высоким инсектицидным действием обладает хвойная зелень. Биологически активные вещества из хвойных деревьев токсичны для насекомых (Стадницкий, Ошкаев, 1986; Семаков, 1993; Буров и др. 1995). Хвойная зелень содержит комплекс веществ, представляющих все классы органических соединений, пригодных для создания препаратов против различных вредителей (Семаков, 1993). Из хвойной зелени получена бальзамическая паста, обладающая инсектицидной активностью (Рощин и др., 1991), а также препарат СМ-87 репеллентного действия (Семаков, 1993). На основе биологически активных соединений ели получен препарат инсектицидного действия - «Хвойный». Наличие в его составе жирных и смоляных кислот обуславливают его токсическое действие, антифидантную и репеллентную активность в отношении листогрызущих и сосущих насекомых.
В защите растений долгое время использовался растительный препарат пиретрум, полученный на основе далматской ромашки. Пиретрум обладает сильным инсектицидным действием (Шишнев, 1981). Действующее начало препарата - это смесь эфирных масел - пиретринов (Casida, 1973). Механизм его действия состоит в задержке NADH2 - Oxidase митохондриальной дыхательной цепочке, в результате чего создается препятствие в приёме кислорода (Classen, 1984). Обладая высокой токсичностью для вредителей, пиретрум слаботоксичен для теплокровных, не токсичен для птиц, для рыб более токсичен (Карумидзе, 1960; Муравьёва, 1983), быстро разлагается на свету, но обладает дерматогенным и аллергическим действием (Casida, 1973).
Таким образом, инсектицидные растения и препараты на их основе показали высокую эффективность в борьбе с вредителями сельскохозяйственных культур, в том числе в садах и ягодниках (Ермоленко и др., 1966; Чернакова, Старцева, 1990; Верещагин, 1991; Караман, 1988; Смольякова и др., 1998; Mateeva и др., 1996; More, Kodu, 1989; Vaccorello, Weaver, 1997).
Меры борьбы с обыкновенным паутинным клещом в условиях открытого и защищенного грунта
Анализ погодных условий за годы исследований (1984-2005) показал, что 1988, 1989, 1991, 1993, 2002, 2004 годы были наиболее теплыми, но недостаточно увлажненными, с суммой положительных температур 22042804 С и ГТК 0,6-1,1 (приложение 1). Достаточно теплыми и увлажненными были: 1984-1987, 1992, 1994-1996 годы, когда сумма положительных температур составила 2035-2333 С с ГТК 1,2-2,1. Жаркими, сухими и засушливыми были 1997, 1999, 2001, 2003 годы с суммой положительных температур 2395-2804 С и ГТК 0,3-0,8. Остальные годы исследований были среднеобеспеченными по влажности.
Обеспечение влагой в период вегетации растений особенно важно в мае и июне, во время активного роста побегов, цветения и начала формирования урожая. Наиболее неблагоприятными для образования завязей на яблоне были 1998 и 1999 год, с минимальными показателями ГТК в этот период 0,1-0,4 (приложение 2).
Высокая влагообеспеченность в августе очень важна для интенсивного образования корневой системы у саженцев при доращивании их в питомнике. Хотя опытные делянки были расположены на поливных участках, посадочный материал более высокого качества был получен в годы с достаточным увлажнением почвы и воздуха в августе: 1986, 1990, 1992, 1994 и 1995 (приложение 2).
Высокая интенсивность солнечной радиации оказывает отрицательное влияние на окореняемость зеленых черенков плодовых и ягодных культур в условиях защищенного грунта, где температура может подниматься выше 50 С при внешней температуре 31-32 С. Это задерживает образование корневой системы, приводит к появлению ожогов листьев. Вместе с тем эти условия способствуют самооздоровлению зеленых черенков смородины от почкового клеща. Губительные для вредителя условия складывались в защищенном грунте в 1990, 1991, 1994,1998, 2000 и 2001 гг.
Осень большинства лет была теплая, особенно в 1997 году. Максимальная температура в сентябре поднималась до 24-26,5 С, среднедекадная температура октября превышала показатель средней многолетней на 3,3-7,4 С. Ниже нормы среднесуточная температура была лишь в ноябре 1983, 1987 и 1993 гг. Наиболее влажным осенний период был в 1985, 1986 и особенно в 1992 и 1997 гг. с показателями ГТК в сентябре от 3,4 до 13,0 (приложение 2).
Зимы за исследуемый период были в основном сравнительно теплыми (за исключением 1984/1985 гг.). Среднесуточная температура воздуха превышала среднюю многолетнюю на 1,2-8,2 С. Зима 1984/1985 года была суровой: среднесуточная температура в ноябре и декабре была ниже средней многолетней на 2,7-7,7 С. Резкое похолодание в ноябре 1984 года вызвало сильное подмерзание многих плодовых и ягодных культур, за исключением облепихи. Зима 1995/1996 года была очень холодной. Среднемесячная температура в январе была на 2,7 С ниже в сравнении со среднемноголетней. Устойчивый снежный покров установился очень поздно. Во второй декаде ноября слой снега составил 1,1 см, в третьей декаде - 6,2 см и лишь во второй декаде декабря достиг 27,7 см. В связи с поздним установлением снежного покрова и довольно низкими температурами в бесснежный период, почва значительно промерзла. Весной затянулось ее оттаивание и прогревание с последующей задержкой вегетации растений на 8-10 дней. Возвратные весенние заморозки отмечались во второй декаде мая в 1997 году. Понижение температуры воздуха до -3,5 С и на поверхности почвы до -8,5 С привело к гибели цветков и завязей плодовых и ягодных культурах и не нанесли вреда лишь облепихе.
Осень 1997 года и зима 1997/1998 гг были суровыми. В ноябре температура воздуха была ниже среднемноголетних значений на 0,5 С, в январе ниже на 3,4 С. Абсолютный минимум температур отмечен в ноябре — -34,5 С, в декабре — -34,0 0 С и в январе — -35,0 0 С. Количество выпавших осадков было ниже среднемноголетней нормы на 20,4 мм. Низкие отрицательные температуры в ноябре, до установления постоянного снежного покрова, отрицательно сказались на перезимовке плодовых и ягодных культур.
Осень 1998 года была неблагоприятной для садовых культур. В ноябре абсолютный минимум температур опускался до -32,0 С при высоте снежного покрова 0,2 см. Это отрицательно сказалось на перезимовке плодовых и ягодных культур. Подверглись подмерзанию земляника, груша, яблоня, не пострадала облепиха. 56
Опытные участки в питомнике, защищенные с трех сторон сосновым бором, имели равнинный характер, со слабо развитым микрорельефом. Почва представлена черноземами оподзоленными, маломощными, малогумусными, легкосуглинистыми и серыми маломощными песчаными почвами.
Оструктуренность почв слабая, после поливов на поверхности образуется плотная корка, что ухудшает воздушный режим. Почвы неустойчивые к выветриванию. По результатам анализов, проведенных в лаборатории агрохимии НИИСС, содержание гумуса в пахотном слое составляет 1,81 %. Реакция почвы слабокислая и нейтральная, рН = 6,0-6,6. Обеспеченность подвижными формами фосфора очень высокая (30 мг на 100 г почвы), калия - средняя и повышенная (до 15,8 мг). Почвы содержат недостаточное количество азота (8,5 мг нитратного азота), что крайне неблагоприятно для выращивания посадочного материала. В условиях питомника содержание элементов питания в почве, кроме азота, не является лимитирующим фактором при выращивании саженцев. В большей мере развитие растений определяют физические свойства, водный и воздушный режим почвы.
Вредоносность, особенности этиологии мучнисторосых грибов и меры борьбы с ними в условиях открытого и защищенного грунта
Следовательно, в условиях Алтайского края, зеленая яблонная тля является постоянным и массовым вредителем яблони в питомнике и молодых промышленных насаждениях, в связи с чем разработка защитных мероприятий против вредителя является актуальной проблемой. Известно, что все защитные мероприятия, направленные на борьбу с вредителями, в том числе с зеленой яблонной тлей основываются на знании особенностей цикла их развития. В течение многих лет изучением зеленой яблонной тли на Алтае занималась A.A. Попова. Основные положения её научной работы изложены в монографии «Типы приспособления тлей к питанию на кормовых растениях» (1967). Цикл развития зеленой яблонной тли мы представляем, используя данную монографию и наши наблюдения.
Зимуют яйца вредителя у основания почек, в трещинах и складках коры. Отрождение из яиц личинок, как правило, совпадает с началом распускания почек у яблонь алтайской селекции и по нашим наблюдениям приходится на 20 апреля - 19 мая при среднедекадной температуре воздуха 9,1-13,6 С и максимальной 21,8-27,0 С. Личинки проходят четыре линьки, после чего превращаются в бескрылых самок-основательниц. Через 1-2 дня самки- основательницы превращаются в бескрылых живородящих самок первого поколения, каждая из которых производит до 40-50 личинок. Последние, через 10-15 дней, превращаются в самок-девственниц, рождающих личинок. Таким образом, происходит развитие нескольких поколений. По окончанию первой волны роста деревьев, в конце мая - начале июня в колониях бескрылых тлей второго, но чаще третьего поколения появляются крылатые партеногенетические самки, которые перелетают на другие деревья и образуют новые колонии. По нашим наблюдениям крылатые самки появляются 25 мая - 9 июня при среднедекадной температуре воздуха 13,819,9 С, максимальной 23,9-32,5 С. В конце июля - начале августа, после второй волны роста деревьев, в колонии бескрылых самок появляются бескрылые полоноски, которые производят личинок, превращающихся в бескрылых самок и бескрылых самцов. В период окончания роста побегов появляются крылатые полоноски, которые перелетают на другие растения и отрождают личинок будущих половых самок. После спаривания самки откладывают зимующие яйца.
Развитие весеннего поколения длится 10-14 дней, летних 7-10 дней. В различных регионах зеленая яблонная тля развивается в 5-16 поколениях (Матинян, 1983). В условиях Алтайского края вредитель обычно дает 8 поколений (Прокофьев, 1987). По наблюдениям A.A. Поповой (1967) число поколений зависит от погодных условий. В годы с продолжительной и теплой осенью число поколений больше, чем в годы с ранней осенью. Эта особенность подтверждена и нашими наблюдениями. Так, 1997 год характеризуется самым продолжительным вегетационным периодом - 198 дней (средняя многолетняя 165). Среднесуточная температура воздуха в октябре достигала 12,6 С, что значительно превышает показатель средней многолетней (2,8 С). В этот год отмечено развитие еще одного, девятого поколения вредителя. Известно, что для откладки яиц тли выбирают хорошо обогреваемые участки (Voung, 1994). Теплая осень 1997 года способствовала повышению плодовитости самок осенней генерации и более равномерному распределению яйцекладок на деревьях.
Особенностью тлей Западной Сибири является широкая избирательная способность на самом растении, то есть отсутствие строгой локализации колоний. Так, зеленая яблонная тля способна поселятся на листьях, листовых черешках и верхушках побегов. Благодаря широким адаптивным способностям тлей Западной Сибири, не наблюдается заметного угнетения в их развитии ни в засушливые, ни в дождливые годы (Ивановская, 1977а). В дождливые годы отмечается особо массовое развитие тлей (Попова, 1967). Это подтверждено и нашими наблюдениями. Так, в 1995 году количество осадков в летние месяцы вдвое превышало показатель средней многолетней. Этот год отличался массовым размножением тлей. Еще более благоприятным для вредителя был 2002 год, когда суммарное количество осадков в июне достигло 104,5 мм, что почти вдвое превысило показатель средней многолетней (54,1 мм). В этот год колонии тлей были особенно многочисленными, а дожди не помешали массовому заселению вредителем новых растений.
Активное расселение тлей происходит на расстоянии 0,5-5,0 км, пассивное, с помощью ветра — на 300-500 км (Верещагин, Верещагина, 1977). Вместе с саженцами, заселенными яйцами, зеленая яблонная тля способна расселятся на любые расстояния.
Численность зеленой яблонной тли бывает максимальной в первой половине лета. В середине вегетационного периода, по мере затухания ростовых процессов и одревеснения побегов, численность тли снижается. В условиях лесостепи Алтая снижение численности вредителя происходит не только за счет летней депрессии растений, но в основном за счет активной деятельности энтомофагов. На Алтае среди естественных врагов зеленой яблонной тли наиболее распространены кокцинеллиды (СосстеШёае), сирфиды (8угрЫс1ае), златоглазки (СЬгузор1с1ае), галлицы (Сес1с1отупс1ае). Однако, массовое размножение энтомофагов происходит вслед за нарастанием численности вредителя и наступает в тот период, когда тля уже успевает нанести существенный вред растениям.
С тех пор как в садах прекратили применять препараты длительного действия (ДДТ, севин, рогор), губительные для полезных насекомых, а также в связи с сокращением химических обработок в насаждениях яблони до 1 -2 за сезон, тли перестали быть массовыми вредителями в плодоносящих садах Сибири (Прокофьев, 1987а). Однако наши наблюдения показали, что при определенных условиях тли способны принести существенный вред плодовым деревьям. Одним из таких условий является присутствие на участке муравьев.
Роль муравьев в агробиоценозах нельзя оценить однозначно. В лесных биоценозах муравьям из рода Formica принадлежит важная роль в охране лесных массивов от вредных насекомых и регулировании их численности. Другие виды муравьев из рода: Lasius, Myrmica, Lentothoras могут повреждать садовые растения, выгрызая тычинки и пестики цветков яблони, груши, малины, питаясь соком ягод и плодов, повреждая кору и корни как взрослых так и молодых деревьев. При высокой численности муравьи могут вызвать гибель растений. Особенно опасен для сада черный садовый муравей (Lasius nieger L). Излюбленной пищей черного садового муравья является падь - сладкие выделения тлей. Добывая пищу, муравьи заботятся о колониях тлей, оберегают их от хищников (Ахатов, 1992а; Fischer, 1997). В присутствии Муравьёв уничтожение тлей энтомофагами снижается до 90 % (Manuel, Hegern, 1996). Выявлено, что численность колоний зеленой яблонной тли зависит от активности муравьев (Heyer, 1998). Колонии тлей в яблоневых садах, опекаемых муравьями, характеризуются более длительным циклом развития (Manuel, Hegern, 1996).
