Багаторічна динаміка та прогноз шкодочинності грушевої плодожерки у східному лісостепу України

Размещено на http://www.allbest.ru/

Харківський державний аграрний університет імені В.В. Докучаєва

УДК 632.782:634.13

Багаторічна динаміка та прогноз шкодочинності грушевої плодожерки у східному лісостепу України

03.00.09 - ентомологія

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата сільськогосподарських наук

Лук'яненко Андрій Петрович

Харків 2000

Дисертація є рукописом

Роботу виконано в Харківському державному аграрному університеті імені В.В. Докучаєва, Мінагропром України.

Захист дисертації відбудеться "28" лютого 2000 р. о 12 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 64.803.02 в Харківському державному аграрному університеті ім. В.В. Докучаєва: 62483, Харківська обл., п/в "Комуніст - 1", ХДАУ, учбовий корпус № 4, аудиторія 407.

З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці Харківського державного аграрного університету ім. В.В. Докучаєва.

Автореферат розісланий "27" січня 2000 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради Білик М.О.

грушевий шкодочинність плодожерка

1. Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. В підвищенні ефективності виробництва плодових культур, зокрема груші, велика роль належить захисту саду від шкідників, хвороб і бур'янів. Відомо, що серед шкідників грушевих насаджень чи не найбільшої шкоди завдає грушева плодожерка. В роки масових розмножень вона може зіпсувати весь урожай груш. Пошкоджені плоди “достигають” раніше непошкоджених і на момент збору урожаю опадають на землю і загнивають, що робить їх непридатними до подальшого вживання та переробки.

В зв'язку з цим гостро постає питання про своєчасність прогнозування шкодочинності грушевої плодожерки. Однак прогнозування за існуючими підходами та методиками пов'язане з значними витратами зусиль та коштів, до того ж вони рідко виправдовуються. Тому розробка методів річного прогнозу шкодочинності грушевої плодожерки є своєчасною і актуальною. Доцільність цих досліджень не викликає сумнівів, оскільки на прогнозах грунтується планування захисних заходів і цілеспрямоване використання інтегрованих систем, концептуальною основою яких є управління динамікою популяцій шкідливих організмів з використанням сучасних методів і засобів захисту рослин.

В науковій літературі відсутні також порівняльні дані про біохімічний склад і масу не пошкоджених і пошкоджених грушевою плодожеркою плодів груші на периферії крони дерева і в її центральній частині.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Тема дисертаційної роботи є складовою головного напрямку роботи кафедри зоології та ентомології Харківського державного аграрного університету ім. В.В. Докучаєва: “Обгрунтувати теорію та розробити прийоми управління динамікою популяцій комах у агробіоценозах на основі екологічних прогнозів різної завчасності”. Номер державної реєстрації 0194U012990.

Мета досліджень полягала у вивченні закономірностей багаторічної динаміки шкодочинності грушевої плодожерки у Східному Лісостепу України та в розробці моделі прогнозу її шкодочинності із завчасністю в один рік.

У відповідності до цього вирішувалися такі завдання:

вивчення особливостей шкодочинності грушевої плодожерки;

ретроспективний аналіз динамічного ряду шкодочинності грушевої плодожерки;

визначення впливу середовищних чинників на динаміку шкодочинності грушевої плодожерки;

вивчення закономірностей багаторічного розвитку шкодочинності грушевої плодожерки;

розробка моделі річного прогнозу шкодочинності грушевої плодожерки.

Наукова новизна результатів досліджень. На основі системного підходу обгрунтовано закономірності багаторічної динаміки шкодочинності грушевої плодожерки у зв'язку та у взаємодії з циклами сонячної активності; визначено сонячну обумовленість низки метеорологічних і біологічних чинників (суми ефективних температур та гідротермічного коефіцієнта за вегетаційний період, урожайності груші). Вперше встановлено сонячну обумовленість багаторічної динаміки шкодочинності грушевої плодожерки. Вивчено особливості шкодочинності грушевої плодожерки з урахуванням не лише кількісних, а й якісних втрат урожаю. Вперше встановлено, що грушева плодожерка в більшій мірі пошкоджує найбільш цінні плоди периферійної частини крони. Вперше одержано порівняльні дані про біохімічний склад і масу не пошкоджених і пошкоджених грушевою плодожеркою плодів на периферійній частині крони. Виконано моделювання шкодочинності грушевої плодожерки з використанням сучасних методів екстраполяційної прогностики.

Практичне значення одержаних результатів. На основі встановлених історичних закономірностей динамічного ряду шкодочинності грушевої плодожерки вперше розроблено модель річного прогнозу її шкодочинності з урахуванням багаторічної динаміки космічних чинників. Вперше визначено агрометеорологічні чинники, які впливають на підвищення шкодочинності грушевої плодожерки: тривалість сонячного сяйва; гідротермічні коефіцієнти періодів реактивації гусениць грушевої плодожерки, залялькування гусениць, льоту метеликів, відкладання яєць та ембріонального розвитку; сума опадів за вегетаційний період. Службі сигналізації і прогнозів України пропонується використовувати у своїй практиці і планувати заходи із захисту грушевих насаджень з урахуванням рекомендацій автора.

Особистий внесок здобувача. Особисто автором уточнено деякі питання шкодочинності грушевої плодожерки; виконано статистичний аналіз багаторічної динаміки її шкодочинності у Східному Лісостепу України; обгрунтовано закономірності багаторічної динаміки шкодочинності грушевої плодожерки; розроблено метод річного прогнозу її шкодочинності з урахуванням космічних чинників.

Апробація роботи. Основні результати досліджень доповідалися автором на засіданнях кафедри зоології та ентомології Харківського державного аграрного університету ім. В.В. Докучаєва у 1996-1999 рр.; на наукових конференціях професорсько-викладацького складу факультету захисту рослин ХДАУ (1996-1999 рр.); на V з'їзді Українського ентомологічного товариства (м. Харків, 1998 р.); на міжнародній конференції “Ноосфера і окультурювання грунтів”, присвяченій пам'яті проф. О.М. Грінченка (м. Харків, 1999 р.).

Публікації. За матеріалами дисертації опубліковано чотири статті: три - в журналі "Известия Харьковского энтомологического общества", одна - в журналі "Вестник зоологии", а також тези доповіді на V з'їзді Українського ентомологічного товариства.

Обсяг та структура дисертації. Дисертаційна робота викладена на 136 сторінках комп'ютерного тексту, складається зі вступу, чотирьох розділів, висновків і пропозицій, містить 14 таблиць, 21 рисунок, один додаток. У бібліографічному списку наводяться 182 літературних джерела, в тому числі 17 іноземних.

2. Основний зміст роботи

Теоретичні основи прогнозування в захисті рослин

Основою для прогнозування чисельності фітофагів або їх шкодочинності у захисті рослин є теорія динаміки популяцій. Однак проблема динаміки популяцій, незважаючи на велику кількість наукових праць, залишається однією з найактуальніших і гостродискусійних в екології. Щодо причин популяційних циклів запропоновано декілька теорій: метеорологічну, взаємодії популяцій, теорію перенаселення, трофічну, стаціальну, біоценотичну та інші. Однак більшість з них є факторіальними: вони не враховують фундаментальної закономірності розвитку, повторюваності (циклічності) у просторі та в часі. В загалі, ці теорії, здатні пояснити флуктуації чисельності та шкодочинності комах лише “post factum” (тобто як факт, який вже відбувся), не виконуючи при цьому прогностичної функції.

Наведено класифікацію видів прогнозів за І.Я. Поляковим (1984). Показано, що багаторічні прогнози не виконують своєї основної функції - прогнозування масових розмножень шкідливих організмів, бо є за сво-єю суттю ресурсними прогнозами. На фактичному матеріалі доводиться, що причиною низької справджуваності прогнозів є оцінка прогнозних показників лише з попереднім роком або середніми рівнями, типовими для регіону, без урахування фундаментальних закономірностей розвитку (повторюваності процесів у просторі та в часі), тобто ігнорування самого процесу розвитку популяцій як складних біологічних систем.

В сучасній науці, факт циклічних змін багатьох природних процесів є загальновизнаним і не викликає заперечень. Багаторічні цикли в природі зараз вивчаються в різних галузях знань при відсутності єдиної екологічної концепції. Проте, на думку А.А. Максимова (1989), існує загальна природна обумовленість формування цих різноманітних циклів. Серед причин коливання багатьох процесів в навколишньому середовищі велика увага приділяється впливу сонячної активності.

Описано сучасні уявлення про формування погоди на певній території. Наведено найбільш розроблені типізації процесів перенесення повітряних мас, які є основою створення погоди. Показано, що зміни типів перенесення повітряних мас відбуваються циклічно, під впливом сонячної активності, а в зв'язку з цим циклічно змінюються температура, кількість опадів і т. ін. Так, в роки підвищення активності Сонця, які характеризуються підсиленням магнітних бур, на Землі змінюються атмосферні процеси, зростає чисельність циклонів та антициклонів, від яких залежить погода. Зниження активності Сонця призводить до циклонічних депресій на значній частині планети. М.В. Ловеліус і Ю.М Грициан (1998) встановили існування на території України 11-річного циклу по опадах та 22-річного циклу по температурі і зробили висновок про сонячну обумовленість цих циклів. Отже, сонячні ритми у великій мірі визначають екологічний стан Землі.

Зроблено висновок про те, що різкі зміни сонячної активності відповідальні за частину переломів багаторічного ходу кліматоутворюючих чинників і метеорологічних елементів, тобто чинників, відповідальних за динаміку чисельності комах. На фактичному матеріалі доведено, що багаторічна динаміка гідротермічних чинників (суми ефективних температур і гідротермічного коефіцієнта за період вегетації), які впливають на динаміку шкодочинності грушевої плодожерки, є сонячно обумовленою.

Наведено дані про циклічність у рослинному світі. Зроблено висновок про сонячну обумовленість цих циклів. На фактичному матеріалі (урожайність груш у радгоспі “Краснокутський”, Краснокутський район за 1958 - 1997 рр.) за допомогою математичної статистики доводиться, що частина зломів і перерв багаторічного ходу урожайності груші сонячно обумовлені. Тобто сонячна активність впливає на багаторічну динаміку урожайності груші, який є одним з факторів динаміки шкодочинності грушевої плодожерки.

Стосовно циклічності у світі комах розглянуто праці вітчизняних і зарубіжних екологів: В.І. Бенкевича (1970, 1984), Є.М.Білецького (1984, 1992, 1993), А.І. Воронцова (1962), Т.М. Гурянової (1986), Ф.Кепена (1870), С.О. Трібеля (1989, 1990, 1998), Н.С. Щербиновського (1952) та ін.

Підкреслюється, що більшість дослідників вважають популяційні цикли сонячно обумовленими. На фактичному матеріалі за допомогою статистичних методів доведено, що динаміка шкодочинності грушевої плодожерки у Східному Лісостепу України є сонячно обумовленою і залежить перед усім від різких змін останньої. Так, у роки її різких змін завжди відбуваються зміни багаторічної динаміки шкодочинності грушевої плодожерки, а в інші роки зміни відбуваються лише в 50-ти випадках зі 100. Сонячна активність впливає на багаторічну динаміку шкодочинності не як рядовий модифікуючий чинник, а як системоутворюючий. Вона впорядковує дію всіх земних факторів, які впливають на комах (Бенкевич, 1984).

Отже, практично всі показники динаміки популяцій тварин взагалі і комах зокрема, від метеорологічних до морфофізіологічних і генетичних, змінюються в просторі і в часі циклічно. При цьому сонячна актив-ність як системоутворюючий чинник здійснює принаймні подвійний ефект: циклічний "фон" природних процесів та його зміни. Перший пов'язаний із циклічністю сонячної активності, другий - з різкими її змінами в 11-річних циклах (Дружинін, Сазонов, Ягодинський, 1974).

Ареал, біологія й екологія грушевої плодожерки

В даному розділі аналізуються літературні дані про поширеність грушевої плодожерки; її біологію, екологію та шкодочинність.

Як свідчать раніше виконані дослідження, після перезимівки гусениці грушевої плодожерки заляльковуються в другій - третій декадах травня при сумі ефективних температур 172-180 0С і порозі +10 0С. За даними М.А. Гонтаренка (1958, 1959), під час реактивації гусениці погано переносять посуху. Заляльковування гусениць, розтягнуте у часі, триває близько місяця. Виліт перших метеликів в умовах Харківської області починається з першої половини червня при сумі ефективних температур 370-400 0С і триває до кінця липня. На другий день після вильоту метелики грушевої плодожерки спаровуються. Самки починають відкладати яйця на третій - шостий день після вильоту. Період відкладання яєць, і за нашими даними, і за даними В.С. Кудрявцева (1969), і В.С. Шелестової (1963), становить 35-40 діб. Ембріональний розвиток триває до шість - вісім днів і залежить від температури повітря. Вихід гусениць з яєць починається в третій декаді червня при сумі ефективних температур 560 0С. Тривалість живлення гусениць грушевої плодожерки становить 19-29 діб. Вихід гусениць з плодів звичайно відбувається в кінці липня - на початку серпня, при сумі ефективних температур 819 0С (літні плоди) - 921 0С (осінні). Окремі гусениці зустрічаються в плодах до середини вересня. Після виходу з плодів гусениці переміщаються в затінені місця, концентруючись в основному в радіусі 1,5 м від штамбу під бур'янами та рослинними рештками, а також у верхньому шарі грунту. В укритті гусениці грушевої плодожерки звивають шовковистий кокон, в якому залишаються на зимівлю.

Загибель гусениць та лялечок від грибних і бактеріальних хвороб є незначною. Від грибних хвороб гине в середньому 1,6-2,2 % гусениць і лялечок, від бактеріальних - до 6,5 % гусениць і до 1 % лялечок. Паразити грушевої плодожерки також не мають особливого значення у зменшенні чисельності. В окремі роки, за даними В.С. Кудрявцева (1969), личинки ухокрутки та чорні мураші грають важливу роль у динаміці чисельності шкідника.

Однак ці дані можливо використовувати лише для складання фенологічних прогнозів. Підкреслюється, що серед дослідників немає єдиної думки, про причини коливання чисельності та шкодочинності грушевої плодожерки в багаторічній її динаміці Не визначені чинники, які можуть використовуватись як предиктори для розробки річних прогнозів. Не визначені особливості шкодочинності грушевої плодожерки в різних частинах крони дерев та їх вплив на якісні втрати врожаю.

Невизначеність цих питань і стала підставою для проведення наших досліджень.

Методологія, методика та місце проведення досліджень

Теоретичні та статистичні дослідження виконані у 1996-1998 рр. на кафедрі зоології та ентомології Харківського державного аграрного університету ім. В.В. Докучаєва. Базою для практичних досліджень було учбово-дослідне господарство ХДАУ. Маршрутні обстеження проводилися в садах Харківської області. Деякі матеріали щодо пошкодженості та врожайності груші було зібрано на Краснокутській дослідній станції інституту садівництва УААН. В цьому розділі охарактеризовано район досліджень, рельєф, гідрографію, природно-кліматичні умови, грунти та рослинність. Для характеристики температури та опадів в районі дослідження було використано дані метеостанції “Рогань”.

Динаміку шкодочинності грушевої плодожерки у Східному Лісостепу України вивчали за методологією системного підходу та системного аналізу (Авер'янов, 1985), розглядаючи прояв шкодочинності грушевої плодожерки у часі як цілісний процес розвитку з урахуванням зв'язку, взаємодії і синхронізації з космічними та кліматичними чинниками, які створюють у біосфері та біогеоценозах циклічний фон (Дружинін, Сазонов, Ягодинський, 1974; Гражданніков, 1988).

Зв'язок, взаємодію і синхронізацію динаміки шкодочинності грушевої плодожерки з циклами сонячної активності встановлювали згідно методики І.П. Дружиніна, Б.І. Сазонова, В.Н. Ягодинського (1974).

Модель якісного прогнозу шкодочинності грушевої плодожерки із завчасністю в один рік розроблено за методом екстраполяційної прогнос-тики у часовій послідовності “минуле - теперішнє - майбутнє” (Дружинін, Хам'янова, 1969; Гражданніков, 1988).

Як роки різких змін сонячної активності визначено екстремуми її прирощення в суміжні роки і розраховано їх за відповідною методикою (Дружинін, Сазонов, Ягодинський, 1974). Як показники активності Сонця використано середньорічні відносні числа Вольфа.

Зв'язок зламів та перерв у багаторічній динаміці шкодочинності грушевої плодожерки та врожайності груші з різкими змінами сонячної активності оцінено за допомогою критерію узгодженості “2”.

Критичні періоди розвитку грушевої плодожерки визначено за методикою Л.А. Макарової та Г.М. Дороніної (1988).

Для визначення змін в біохімічному складі аналізували менш освітлені плоди з центральної частини крони, а також пошкоджені плоди з периферійної частини, порівнюючи їх з непошкодженими плодами з периферії, які були контролем. Аналізи було проведено в біохімічній лабораторії Харківського державного аграрного університету за безпосередньої участі автора. Цукри, макро- та мікроелементи визначено за відповідними методиками (Полуектов, 1967, Лясковський та ін., 1969, 1970).

Статистичну обробку матеріалів виконано на ПЕОМ IBM PC з використанням програмних продуктів “Sigma Stat 2,0” та “Statistica 5,0”.

Прогнозування шкодочинності грушевої плодожерки

У цьому розділі обговорюються проблеми, які виникають перед спеціалістами при складанні прогнозів чисельності та шкодочинності фітофагів, а також помилки, обумовлені ігноруванням цих проблем. Зокрема розглядаються кількісні, методичні та теоретичні (методологічні) помилки, а також способи їх усунення. Ігнорування будь-якої з цих проблем призводить до викривленого уявлення про шкідника та до помилкового прогнозування.

Аналізуються прогнози, складені службою сигналізації появи шкідників сільськогосподарських культур. річних прогнозів шкодочинності грушевої плодожерки практично немає, прогнозування її шкодочинності базувалося на кількості гусениць шкідника, які уходять в зиму. Доведено, що цей показник не визначає шкодочинність грушевої плодожерки у наступному році (коефіцієнт кореляції 0,6), а тому використовувати його як предиктор методично неправильно. До того ж, прогнози будувалися за принципом "краще спрогнозувати підвищення шкодочинності та помилитися, ніж спрогнозувати зменшення та теж помилитися". Тому справджуваність прогнозів за період з 1959 по 1983 рр. склала лише 48 %.

Оскільки інформаційне забезпечення річного прогнозу шкодочинності грушевої плодожерки методологічно застаріло, ми вперше зробили спробу удосконалити методику обліку пошкодженості плодів з метою забезпечення об'єктивності та репрезентативності виборки.

Як показали наші досліди, ступінь пошкодженості плодів груші грушевою плодожеркою у різних частинах крони не однаковий. Більше пошкоджуються плоди верхнього ярусу крони (табл. 1): їх частка становить від 55 до 70 % від загальної кількості пошкоджених плодів. (За нижній ярус крони було прийнято гілки, розташовані на відстані до 2 м від землі, решту гілок - за верхній ярус).

Таблиця 1 Пошкодженість плодів груші грушевою плодожеркою у верхньому та нижньому ярусах крони (учбово-дослідне господарство ХДАУ ім. В.В. Докучаєва)

Роки досліджень	Плоди за стиглістю груш	Пошкоджено плодів, %
		у верхньому ярусі	у нижньому ярусі
	Літні	81,25 ± 3,12	57,25 ± 3,39
1996	Осінні	70,00 ± 2,08	60,00 ± 2,01
	Зимні	35,75 ± 2,47	18,50 ± 2,12
	Літні	83,25 ± 4,27	65,25 ± 3,08
1997	Осінні	74,25 ± 1,30	65,50 ± 1,43
	Зимні	92,25 ± 4,34	87,00 ± 3,18
	Літні	34,00 ± 3,82	23,50 ± 2,08
1998	Осінні	37,00 ± 1,57	16,50 ± 2,93
	Зимні	20,00 ± 1,97	10,50 ± 1,48

Плоди у центрі та на периферії крони також різняться за ступенем пошкодженості (табл. 2).

Таблиця 2 Пошкодженість плодів груші грушевою плодожеркою в центрі та по периферії крони (учбово-дослідне господарство ХДАУ ім В.В. Докучаєва)

Роки досліджень	Плоди за стиглістю груш	Пошкоджено плодів, %
		у центрі крони	на периферії крони
	Літні	63,75 ± 3,69	74,75 ± 2,70
1996	Осінні	57,75 ± 2,40	72,25 ± 1,08
	Зимні	23,50 ± 2,67	30,75 ± 1,67
	Літні	69,25 ± 4,13	79,25 ± 3,10
1997	Осінні	61,00 ± 1,94	78,50 ± 1,45
	Зимні	87,5*	93,50*
	Літні	25,00 ± 2,50	32,25 ± 3,30
1998	Осінні	22,25*	31,25*
	Зимні	11,00 ± 1,63	19,25 ± 2,26

Різниця є статистично значимою при однофакторному дисперсійному аналізі при повній рандомізації

Центральною частиною крони вважалася відстань, починаючи з 50 см від кінця гілок (не враховуючи однорічних приростів) і далі до стовбура, а решта периферією. Грушева плодожерка більше (у середньому в 1,5 - 2 рази) пошкоджує плоди периферійної частини крони.

За результатами біохімічних аналізів плоди периферійної частини крони є більш цінними за вмістом основних біохімічних сполук і макро- та мікроелементів, ніж плоди з центра крони (табл. 3).

Внаслідок живлення гусениць грушевої плодожерки, в пошкоджених плодах зменшується вміст найбільш цінних біохімічних сполук і елементів: моноцукрів - у два рази, загального цукру - на 25 %, кальцію - в 1,5 рази, магнію - в чотири рази. Цей факт встановлено нами вперше.

Отже, збираючи первинну інформацію для розробки річних прогнозів шкодочинності грушевої плодожерки, слід враховувати пошкодженість плодів у різних частинах крони. Для цього ми пропонуємо використовувати розроблену нами методику: оглядати плоди окремо по ярусах крони, враховуючи плоди в центрі та на периферії крони, а також з різних боків світу, або в 16-ти місцях крони.

Таблиця 3 Біохімічний склад плодів груші сорту Любимиця Клаппа з центральної та периферійної частин крони, пошкоджених і не пошкоджених грушевою плодожеркою (учбово-дослідне господарство ХДАУ ім В.В. Докучаєва, 1997 р.)

Показники	Не пошкоджені плодожеркою	Пошкоджені плодожеркою	НІР05
	Периферія крони	Центр крони
Маса абсолютно сухої речовини, %	33,930	27,330	31,80	1,250
Моноцукри, %	30,000	19,700	19,600	0,410
Загальний цукор, %	31,500	23,000	24,500	0,530
Зола, %	2,740	2,460	2,530	0,040
Кальцій, %	0,356	0,235	0,222	0,013
Магній, %	0,117	0,037	0,032	0,011
Азот, %	0,403	0,403	0,403	-
Фосфор, %	0,039	0,039	0,013	-
Калій, %	0,840	0,826	0,728	0,042
Середня маса одного плода, г	128,200	88,340	84,300	6,420

Для розробки моделі залежності шкодочинності грушевої плодожерки від трофічних і метеорологічних чинників попереднього року нами було виділено незалежні змінні (X1, X2, ... Xn), які, на нашу думку найбільш доцільно використовувати як предиктори для розробки річних прогнозів:

X1 - урожайність груші;

X2 - сума ефективних температур за вегетаційний період;

X3 - сума температур за вегетаційний період;

X4 - сума опадів за вегетаційний період;

X5 - гідротермічний коефіцієнт (ГТК) періоду вегетації;

X6 - гідротермічний коефіцієнт періоду реактивації гусениць грушевої плодожерки;

X7 - гідротермічний коефіцієнт періоду заляльковування гусениць грушевої плодожерки

X8 - гідротермічний коефіцієнт періоду льоту метеликів грушевої плодожерки, відкладання яєць та ембріонального розвитку;

X9 - гідротермічний коефіцієнт періоду відходу гусениць на зимівлю;

X10 - тривалість сонячного сяйва у травні-червні.

За даними багаторічної динаміки шкодочинності та її залежності від метеорологічних умов вегетаційного періоду і урожайності груші попереднього року розроблено регресійне рівняння річного прогнозу шкодочинності, яке має вигляд:

Y = -41,08 - 0,14X1 + 10,04X2 +0,16X3 (1);

де: X1 - урожайність груші;

X2 - гідротермічний коефіцієнт періоду відходу гусениць на зимовку;

X3 - тривалість сонячного сяйва у травні-червні.

Найбільший вклад в загальну регресію вносить тривалість сонячного сяйва у травні-червні.

Цей результат має принципове значення, оскільки метеорологічні чинники і урожайність попереднього року можуть значно впливати на шкодочинність грушевої плодожерки в наступному році (R2 = 0,39), але прогностичні якості цього рівняння обмежені.

В роки підвищення шкодочинності грушевої плодожерки її залежність від метеорологічних чинників попереднього року виражається рівнянням:

Y = 115 - 0,5X1 + 17,61X2 + 7,18X3 +11,04X4 + 0,09X5 (2);

де: Х1 - сума опадів за вегетаційний період;

X2 - гідротермічний коефіцієнт періоду реактивації гусениць грушевої плодожерки;

X3 - гідротермічний коефіцієнт періоду заляльковування гусениць грушевої плодожерки;

X4 - гідротермічний коефіцієнт періоду льоту імаго, відкладання яєць та ембріонального розвитку;

X5 - тривалість сонячного сяйва у травні-червні.

Цим рівнянням регресії пояснюється до 93 % дисперсії і в належній мірі описується шкодочинність грушевої плодожерки в залежності від чинників навколишнього середовища попереднього року (рис. 1).

В роки зменшення шкодочинності грушевої плодожерки її залеж-ність від агрометеорологічних чинників попереднього року виражається рівнянням:

Y = 248,56 - 0,34X1 - 0,097X2 - 45,82X3 +8,97X4 (3);

де: Х1 - урожайність груші;

X2 - сума ефективних температур за вегетаційний період;

X3 - гідротермічний коефіцієнт періоду реактивації гусениць грушевої плодожерки;

X4 - гідротермічний коефіцієнт періоду льоту імаго, відкладання яєць та ембріонального розвитку;

Рис. 1 Фактичні та прогнозовані показники у роки підвищення шкодочинності грушевої плодожерки

Дисперсійний аналіз чинників, які впливають на шкодочинність грушевої плодожерки в роки її підвищення та зменшення, показав відсутність статистично значимої різниці між середніми значеннями цих чинників. Щоб визначити, яке рівняння використовувати для прогнозування шкодочинності, виникла потреба в розробці моделі, яка прогно-зує напрямок розвитку процесу, тобто моделі якісного прогнозу.

В кінці кожного року перед прогнозистами виникає одне і те ж питання: яким буде напрямок розглядуваного процесу в майбутньому році. А оскільки прогноз є імовірнісним судженням про тенденції та перспективи розвитку процесу в майбутньому на базі минулого і теперішнього, то, згідно з основними положеннями екстраполяційної прогностики (Гражданніков, 1988), спрогнозувати напрямок розвитку процесу можна на основі виявлених історичних закономірностей розвитку динамічного ряду. Динамічними рядами, або рядами розвитку, називаються ряди кількісних значень, які демонструють зміни явищ в залежності від часу, простору або іншого явища, яке виступає як незалежна змінна.

Для складання прогнозу необхідно визначити імовірності настання певного напряму розвитку процесу або імовірності їх комбінацій.

При цьому, згідно з І.П. Дружиніним, Б.І. Сазоновим, В.М. Ягодинським (1974), кількість напрямків обмежена лише трьома можливостями:

продовжиться сформована в одному або в декількох роках тенденція (підвищення, зменшення, постійності розвитку процесу);

залишаться тіж показники, які були в поточному році, тобто відбудеться перерва серій підйому, спаду, або якщо ці показники були сталими, сформується тенденція стабільного розвитку процесу;

відбудеться злам раніше сформованої тенденції.

Отже, є незначна кількість можливих напрямів розвитку процесу в майбутньому році. Зорієнтуватися в них можна на основі безумовних та умовних імовірностей. Відношення кількості серій заданої тривалості до їх загальної кількості і буде оцінкою безумовної імовірності їх появи.

Загальна кількість серій дорівнює 26 (рис. 2). Дворічних серій в цьому ряду шість (номера 8, 9, 10, 11, 19, 25). Безумовна імовірність їх появи дорівнює 6/26, або 23,1 %. Трирічних серій три (номери 5, 13 і 26). Імовірність їх появи - 3/26, або 11,5 %. Однорічних серій - 17. Імовірність їх появи 17/26, або 65,4 %.

Рис. 2 Динаміка шкодочинності грушевої плодожерки (а), умовна шкала знаків прирощеня шкодочинності у суміжні роки (б) - роки різких змін сонячної активності

На основі цих імовірностей і складається прогноз. Для уточнення прогнозу використовуються умовні імовірності - імовірності змін розвитку шкодочинності в роки різких змін сонячної активності, за рік до них або через рік після них.

Так, в 1998 р. шкодочинності грушевої плодожерки зменшилася і не перевищувала 30 %. В кінці 1998 р. треба спрогнозувати: продовжиться тенденція зменшення шкодочинності грушевої плодожерки чи відбудеться підвищення шкодочинності (злам тенденції зменшення) або перерва у спаді шкодочинності (вона залишиться на рівні поточного року). Оскільки в роки різких змін сонячної активності (а 1999 рік прогнозувався саме таким) імовірність змін багаторічної динаміки шкодочинності дорівнює 100 %, то з цією вірогідністю можна прогнозувати, що у 1999 р. шкодочинність грушевої плодожерки буде не меншою ніж у 1998. При цьому імовірність того, що вона буде більшою, дорівнює 84,6 % (останнє рахується як відношення кількості зламів які відбулися у роки різких змін сонячної активності, до їх загальної кількості).

На підставі розробленого якісного прогнозу стає можливим перехід до прогнозів кількісних. Підставивши значення змінних у регресійне рівняння (2), одержимо шкодочинність грушевої плодожерки в межах 71,61 % (±7,17 %). Наш прогноз виправдався.

Таким чином, використання двоступеневої схеми розробки прогнозів, яка враховує не лише вплив агрометеорологічних чинників, а й закономірності багаторічної динаміки, дозволить будувати прогнози з високим ступенем справджуваності.

ВИСНОВКИ ТА ПРОПОЗИЦІЇ

Довгострокові (річні) прогнози в захисті рослин базуються на порівняльно-екологічному аналізі фітосанітарної інформації минулого і поточного сезонів без урахування закономірностей повторюваності прогнозного фону (зовнішніх умов) і внутрішньої змінної, яка характеризує динаміку прогнозованих популяцій. Такі прогнози звичайно не справджуються.

Критерії річного прогнозу шкодочинності грушевої плодожерки не розроблені, хоч вона має важливе економічне значення. Річний прогноз базується на експертних оцінках стану цього шкідника у минулому сезоні. Перевірка показала повну неспроможність таких прогнозів.

В результаті теоретичного узагальнення та статистичних досліджень нами встановлено сонячно обумовлений зв'язок та взаємодію основних чинників (суми ефективних температур і гідротермічного коефіцієнта за період вегетації, урожайності груші), які впливають на багаторічну динаміку шкодочинності грушевої плодожерки.

Статистичний аналіз багаторічних даних шкодочинності грушевої плодожерки у Східному Лісостепу України дозволив зробити висновок про важливу основних агрокліматичних чинників попереднього сезону роль в динаміці шкодочинності цього шкідника. Перш за все, це тривалість сонячного сяйва як один з показників радіаційного режиму місцевості. Встановлені зв'язки використані для розробки математичної моделі прогнозу (рівняння регресії). На основі моделі прогнозувалася шкодочинність грушевої плодожерки у 1999 році в межах 71,6 ± 7,17 %. Прогноз справдився: прогнозована пошкодженість плодів груші співпала з фактичною.

Вперше встановлено сонячну обумовленість багаторічної динаміки шкодочинності грушевої плодожерки.

Вперше встановлено, що грушева плодожерка в більшій мірі пошкоджує плоди периферійної частини крони, найбільш цінні за своїм біохімічним складом і товарними якостями. До того ж, заселивши більш сприятливі "ніші" (верхній ярус і периферію крони), грушева плодожерка заселяє менш сприятливі - нижній ярус і центр крони.

Показано, що у плодах, покинутих гусеницями після закінчення харчування, а також в тих, де вони, не досягши насіннєвої камери, загинули, вміст цукрів, макро- і мікроелементів значно менший, ніж у непошкоджених плодах. Пошкоджені грушевою плодожеркою плоди значно поступаються масою та товарними якостями непошкодженим плодам.

З метою зменшення кількості систематичних помилок при збиранні первинної інформації, які виникають в зв'язку з різною пошкодженістю плодів у різних частинах крони, службі сигналізації та прогнозів пропонується використовувати розроблену нами методику обліку пошкодженості плодів грушевою плодожеркою, а також модель річного прогнозу її шкодочинності.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Вассилиу В.А., Лукьянченко А.П. Изменения биохимического состава плодов яблони и груши в зависимости от их освещенности и поврежденности плодожорками // Изв. Харьк. энтомол. об-ва. -Т. VI. -Вып. 1. -Харьков, 1998. -С. 137-139. (Особистий внесок здобувача: розроблено методику, отримано експериментальні дані і проведено їх узагальнення).

2. Лукьянченко А.П. Связь резких изменений солнечной активности с многолетней динамикой вредоносности грушевой плододжорки (Carpocapsa pyrivora) // Вестник зоологии / Энтомология в Украине (Тр. V Съезда Украинского энтомологического об-ва, 7-11 сентября 1998 г., г. Харьков). - 1998. -№ 9. - С. 89-91.

3. Лукьянченко А.П. Прогнозирование вредоносности грушевой плодожорки // Изв. Харьк. энтомол. об-ва. -Т. VI. -Вып. 2. -Харьков, 1998. -С. 143-146.

4. Лукьянченко А.П. Грушевая плодожорка в Восточной Лесостепи Украины // V з'їзд Українського ентомологічного товариства: Тези доп. -Ніжин, 1998. -С. 79-80.

5. Лукьянченко А.П. Прогнозирование вредоносности грушевой плодожорки по метеорологическим факторам и урожайности предыдущего года // Изв. Харьк. энтомол. об-ва. -Т. VII. -Вып. 1. -Харьков, 1999.-С. 150-153.

Размещено на Allbest.ru

...