Введение к работе
Актуальность проблемы. Одним из факторов, формирующих высокое качество жизни населения, является полноценное питание, которое обеспечивается, в частности, потреблением плодов, ягод и овощей, полученных на основе экологически безопасных технологий возделывания.
Плоды малины считаются «эликсиром здоровья», имеют высокую пищевую ценность, используются в свежем и переработанном виде, в том числе для детского, диетического питания, в лекарственных целях. Культурная малина в России занимает около 30 тыс. га, в том числе до 5 тыс. га – в Сибири, спрос на ягоды удовлетворяется не более чем наполовину (Белых и др., 2005; Ильин, 2007). В Западной Сибири урожайность малины достигает 5 т/га, однако потенциал лучших сибирских сортов превышает 15-20 т/га. Существенным препятствием реализации продуктивного потенциала культуры является комплекс вредителей и болезней, в составе которого малинная побеговая галлица и стеблевые микозы могут вызывать недобор до 80% урожая и более, из-за преждевременного отмирания побегов, при этом до настоящего времени основным методом защиты остается применение химических пестицидов.
Интегрированная защита растений – один из базовых факторов повышения эффективности производства продукции садоводства (Белых и др., 2009). Расширение перспективы возделывания малины в Сибири требует разработки системы мероприятий по защите от вредителей и болезней на основе экологически безопасных методов регулирования жизнедеятельности культурного растения и вредных для него объектов. Снижение пестицидной нагрузки на агроэкосистемы садов в суровых климатических условиях Сибири имеет особое значение, так как способность почв к восстановлению ограничена из-за длительного холодного периода и частых засух летом.
Цель исследований. Фитосанитарная оптимизация, повышение урожая и экологическая стабилизация агробиоценоза малины на основе использования устойчивых сортов, агротехнического и биологического методов защиты от малинной побеговой галлицы и стеблевых микозов.
Задачи исследований.
1. Оценить фитосанитарную ситуацию и выявить комплекс наиболее вредоносных объектов на культурной малине.
2. Изучить этиологию явления преждевременного отмирания плодоносящих побегов малины. Уточнить симптоматику и разработать метод дифференцированной диагностики стеблевых микозов.
3. Определить пространственно-временные параметры естественного растрескивания коры побегов малины как фактора, формирующего доступность пищевого ресурса для малинной побеговой галлицы.
4. Разработать метод долгосрочного прогнозирования уровня развития галлицевого ожога и пурпуровой пятнистости малины.
5. Изучить механизмы устойчивости сортов малины к малинной побеговой галлице и стеблевым микозам.
6. Оценить уровни устойчивости сортов малины к стеблевым микозам и необходимость применения специальных мер их защиты.
7. Разработать эффективные мероприятия по защите насаждений от малинной побеговой галлицы и стеблевых микозов на основе использования экологически безопасных средств и дать дифференцированные по сортам рекомендации по их применению.
Научная новизна. Дано биологическое обоснование применения системы мероприятий защиты от малинной побеговой галлицы и стеблевых микозов для фитосанитарной оптимизации, повышения урожая и экологической стабилизации агроценозов малины.
Уточнены восточные границы ареала малинной побеговой галлицы, зарегистрировано массовое заселение вредителем промышленных насаждений малины в Сибири. С использованием водных и феромонных ловушек изучены биоэкологические особенности галлицы в условиях Западной Сибири. Определены закономерности растрескивания коры побегов малины как фактора формирующего доступность пищевого ресурса для побеговой галлицы.
Выявлен видовой состав грибов (25 видов), заселяющих повреждения стеблей личинками побеговой галлицы, из которых 9 видов ранее на малине не регистрировались. У 13-ти выделенных видов доказана патогенность для малины. Разработаны этиологические системы галлицевого ожога и стеблевой формы пурпуровой пятнистости и метод дифференцированной диагностики стеблевых микозов малины. Установлена зависимость формирования предрасположенности малины к растрескиванию коры и стеблевым инфекциям от погодных условий осеннее-зимнего и весеннего периодов, на основе чего разработан метод долгосрочного прогноза развития заболеваний.
Дана оценка уровней полевой устойчивости 42 сортов малины к стеблевым микозам. Созданы новые относительно устойчивые сорта малины Арочная и Приобская. Выявлены высокоустойчивые сорта к галлицевому ожогу (Вера, Колокольчик, Ранний сюрприз, Сеянец Рубиновой, сортообразец 37-13) и пурпуровой пятнистости (Вера), пригодные к выращиванию без применения специальных мер защиты от стеблевых микозов. Впервые дана комплексная оценка сортов на наличие морфологических и гистологических барьеров устойчивости к побеговой галлице и микозам стеблей.
Впервые предложены агротехнические приемы защиты малины от вредителей и болезней на основе удаления верхнего слоя почвы в рядах, использующие фитосанитарные возможности раздельного выращивания побегов малины. Впервые доказана возможность эффективной биологической защиты малины от побеговой галлицы и стеблевых микозов.
На защиту выносятся следующие положения:
1. Экологическая стабилизация агробиоценоза малины и повышение урожая на основе системы мероприятий, включающей использование устойчивых сортов, долгосрочное прогнозирование, агротехнические приемы и биологические препараты для защиты от малинной побеговой галлицы и стеблевых микозов.
2. Биоэкологические особенности малинной побеговой галлицы. Естественное растрескивание коры побегов как фактор, формирующий доступность пищевого ресурса для фитофага.
3. Этиологические системы стеблевых микозов малины в самостоятельной и сопряженной с побеговой галлицей формах.
4. Сортовые механизмы устойчивости малины к стеблевым микозам, основанные на действии анатомо-морфологических барьеров, включающих цельный эпидермис, суберинизированую перидерму и одревесневшую ксилему.
Практическая значимость. Дифференцированная оценка сопряженных и самостоятельных микозов побегов повышает точность диагностики фитосанитарного состояния насаждений и способствует выбору адекватных мер защиты малины. Использование дифференцированных по сортам рекомендаций по защите от малинной побеговой галлицы и стеблевых микозов способствует снижению пестицидной нагрузки в садах, повышает урожай и позволяет снизить затраты на его получение. Выращивание сортов, обладающих высоким уровнем устойчивости к малинной побеговой галлице и стеблевым микозам, позволяет полностью отказаться от применения специальных мер защиты. Новые, относительно устойчивые сорта малины Арочная (2005 г.) и Приобская (2009 г.) включены в Государственный реестр селекционных достижений РФ и разрешено их практическое использование в регионе Западной Сибири.
Применение методов долгосрочного прогнозирования уровней развития галлицевого ожога и пурпуровой пятнистости дает возможность за 4 месяца до начала вегетации оценить ожидаемый в будущем сезоне вегетации уровень развития болезней и за 1-1,5 месяца до начала заболеваний принять окончательное решение о необходимости проведения защитных мероприятий.
Рекомендуется применять агротехнический и биологический методы защиты от малинной побеговой галлицы и стеблевых микозов, обладающие эффективностью, не уступающей химическому методу, что позволяет отказаться от применения химических пестицидов при выращивании большинства сортов малины.
Разработанные на основе результатов проведенных исследований, технологии выращивания и экологически безопасной защиты насаждений малины от вредителей и болезней утверждены научно-техническим советом Департамента АПК Новосибирской области, рекомендованы к практическому использованию (протокол № 1 от 16 февраля 2006 г., п.1 и п.2; протокол № 1 от 20 февраля 2008 г., п.1) и внедрены в садоводческих хозяйствах региона.
Апробация работы. Основные положения диссертации доложены на: Международных конференциях (Орел, 2000; Краснодар, 2001, 2006; Новосибирск, 2001, 2005; 2010; Сыктывкар, 2003; Conthey (Switzerland), 2003; Москва, 2007; Барнаул, 2008); Всесоюзных (Минск, 1990; Бердск, 1990) конференциях; Всероссийских (Иркутск, 2002; Санкт-Петербург, 2002) конференциях; на научно-практических конференциях (Новосибирск, 1986, 1991, 1993, 1995, 1996; Бердск, 1996, 2005); на VII совещании энтомологов Сибири (Новосибирск, 1989); на IX генетико-селекционной школе ( Новосибирск, 2004); на Первом съезде микологов России (Москва, 2002); на ХIII съезде Русского энтомологического общества (Краснодар, 2007).
Публикации. Результаты исследования по теме диссертации и её основные положения изложены в монографии «Малина красная в лесостепи Приобья», учебном пособии с грифом МСХ РФ «Фитосанитарная оптимизация агроэкосистем плодовых и ягодных культур», в журналах «Микология и фитопатология», «Прикладная биохимия и микробиология», «Защита и карантин растений», «Сибирский вестник сельскохозяйственной науки», «Сельскохозяйственная биология», «АГРО XXI» «BioControl», «IOBC/WPRS Bulletin», материалах международных и Всероссийских съездов, симпозиумов и научно-практических конференций, трудах Новосибирского государственного аграраного университета. По теме диссертации опубликовано 65 работ, в том числе 10 работ в изданиях, рекомендованных ВАК, получено 2 авторских свидетельства на сорта малины и 1 патент на изобретение.
Личный вклад соискателя. Представленная работа является обобщением результатов исследований за 24 года. Рассматриваемый материал получен автором самостоятельно и при совместном исследовании с кандидатом сельскохозяйственных наук, доцентом Шпатовой Татьяной Владимировной и научным сотрудником Баклановой Галиной Ивановной, за что автор выражает им глубокую благодарность.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов и предложений производству. Список литературы включает 504 наименования, из них 163 зарубежных авторов. Работа изложена на 356 страницах, содержит 79 таблиц, 45 рисунков, 8 приложений.
Автор выражает искреннюю благодарность научному консультанту доктору биологических наук, профессору Штерншис Маргарите Владимировне, а также глубокую признательность за оказанную помощь в проведении исследований доктору сельскохозяйственных наук, профессору Сорокопудову Владимиру Николаевичу, кандидатам сельскохозяйственных наук, старшим научным сотрудникам Белых Анатолию Михайловичу, Гончаровой Людмиле Андреевне, Кузьминой Арине Ариановне.
