Аналого-статистичний метод прогнозу масового розмноження основних шкідників пшениці в Полтавській області

Размещено на http://www.allbest.ru/

Харківський державний аграрний університет

імені В.В. Докучаєва

УДК 595.7:633.1(477.53) "47"

03.00.09- ентомологія

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата сільськогосподарських наук

Аналого-статистичний метод прогнозу масового розмноження основних шкідників пшениці в Полтавській області

Піщаленко Марина Анатоліївна

Харків 2000

Дисертація є рукописом

Роботу виконано в Полтавському державному сільськогосподарському інституті, Міністерство аграрної політики України.

Науковий керівник - доктор сільськогосподарських наук, професор Писаренко Віктор Микитович, Полтавський державний сільськогосподарський інститут, завідувач кафедри екології і ботаніки.

Офіційні опоненти:

доктор сільськогосподарських наук, старший науковий співробітник Красиловець Юрій Гаврилович, Інститут рослинництва ім. В.Я. Юр'єва УААН, завідувач сектора технології захисту рослин;

кандидат біологічних наук, доцент Грама Віктор Микитович, Харківська державна академія культури, доцент кафедри бібліографознавства.

Провідна установа - Національний аграрний університет, кафедра ентомології та біологічного захисту рослин, Кабмін України, м. Київ.

Захист дисертації відбудеться "29" березня 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 "23" лютого 2000 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради Білик М.О.

Анотації

Піщаленко М.А. Аналого-статистичний метод прогнозу масового розмноження основних шкідників пшениці в Полтавській області.- Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогосподарських наук за спеціальністю 03.00.09- ентомологія.- Харківський державний аграрний університет ім. В.В. Докучаєва, Харків, 2000.

Дисертацію присвячено вивченню питання масових розмножень комах-шкідників озимої та ярої пшениці в Полтавській області на протязі 110 років. У роботі розглянуто основні етапи становлення і розвитку ентомологічних досліджень на Полтавщині в кінці ХІХ на початку ХХ століття. В дисертації показано закономірні зміни фауністичного складу основних шкідників пшеничних агроценозів, їх динаміку чисельності і шкодочинності. Встановлено, що цей процес має циклічний характер у просторі і часі. З'ясовано, що їх багаторічна чисельність змінюється синхронно зі змінами погодно-кліматичних факторів, в залежності від різких змін сонячної активності як глобального чинника. На основі теорії циклічності динаміки популяцій і міжсистемного методу розроблено алгоритми багаторічного прогнозу масової появи основних шкідників пшениці в Полтавській області.

Ключові слова: динаміка чисельності, комахи-шкідники, сонячна активність, циклічність, закономірність.

Пищаленко М.А. Аналого-статистический метод прогноза массового размножения основных вредителей пшеницы в Полтавской области.- Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук, по специальности 03.00.09 -энтомология.- Харьковский государственный аграрный университет им. В.В. Докучаева, Харьков, 2000.

Диссертация посвящена изучению вопроса массовых размножений насекомых вредителей озимой и яровой пшеницы в Полтавской области на протяжении 110 лет. В работе рассмотрены основные этапы становления и развития энтомологических исследований на Полтавщине в конце Х 1Х в начале ХХ века. Подчеркнута роль выдающихся отечественных ученых энтомологов Курдюмова Н.В., Бородина Д.И., Знаменского А.В., в становлении и развитии прикладной энтомологии на Полтавщине. Рассмотрены разработанные ними методы учета вредоносной энтомофауны.

На основе архивных данных по Полтавской губернии конца ХІХ начала ХХ столетия, материалов Первого энтомологического бюро Полтавского губернского земства и энтомологического отдела Полтавской научно-исследовательской сельскохозяйственной станции составлен список наиболее распространенных вредителей сельскохозяйственных культур агроценозов Полтавщины начала ХХ века, который включает в себя 34 вида, среди которых наиболее вредоносными в начале исследуемого периода были саранча, гессенская и шведская овсяная муха, хлебная жужелица, клопы черепашки, хлебный жук кузька, луговой мотылек, озимая совка. В ходе анализа архивных материалов установлено особенности распространения этих вредителей по территории бывшей Полтавской губернии в начале ХХ века.

В ходе выполнения работы показано закономерные изменения фаунистического состава основных вредителей пшеничных агроценозов, их динамика численности и вредоносности. Установлено, что этот процесс имеет циклический характер в пространстве и во времени.

Выяснено, что их многолетняя численность изменяется синхронно с изменениями погодно-климатических факторов в зависимости от резких изменений солнечной активности как интегрального глобального определяющего фактора.

На основании теории цикличности динамики популяций и межсистемного метода предложенного Е.Н. Белецким разработаны алгоритмы многолетнего прогноза массового появления основных вредителей пшеницы в Полтавской области: озимой совки, лугового мотылька, злаковых мух, хлебной жужелицы, клопов черепашек

Ключевые слова: динамика численности, насекомые вредители, популяция, солнечная активность, цикличность, закономерность.

Pischalenko M.A. Analogus statistic method of main pests' of basic wheat mass reproductional prediction in Poltava region. Manuscript.

Thesis for a scientific degree of the Candidate of Agricultural Sciences in speciality 03.00.09-entomology.- Dokuchayev Kharkov agrarian state university, Kharkov, 1999.

This thesis is devoted to the problem of mass reproduction of insects-vermin of winter and spring wheat in Poltava region for a period of the last 110 years. Main stages of entomologial research formation and development in Poltava region at the end of the XIX and the beginning of the XX century are examined in this work. It shows naturally determined changes of faunistic composition of agrocenoses, the basic wheat vermin, their quantity and harmfulness dynamics. It was established that this process has cyclic nature in space and time. It was also elucidated that the vermin quantity of weather and climate factors, subject to sharp changes of solar activity as an integral and global determiner. An algorithm of the forecast for mass appearance of basic wheat vermin in Poltava region was worked out many years. It was developed on the basis of the cyclic recurrence theory and intersystem method.

Key words: quantity dynamics, insects-vermin, population, solar activity, cyclic recurrence, conformity to natural law.

Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. Теоретичне обгрунтування і розробка методів прогнозу масового розмноження основних шкідників пшениці є одним з актуальних і недостатньо вивчених питань екології та захисту рослин, особливо розробка аналого-статистичних методів прогнозування, які базуються на багаторічних даних за минулі роки.

Зв'язок теми з науковими програмами, планами, темами. Тема даної дисертаційної роботи є складовою частиною головного напрямку досліджень кафедри екології та ботаніки Полтавського державного сільськогосподарського інституту з теми "Розробка і впровадження унікальної технології вирощування екологічно чистого високоякісного зерна для виробництва продуктів дитячого і дієтичного харчування", номер державної реєстрації 0198U007120.

Мета дослідження - виконати історико-статистичний аналіз закономірностей динаміки чисельності популяцій основних шкідників пшениці та розробити алгоритми прогнозу масового їх розмноження в Полтавській області.

Основні задачі дослідження:

- вивчити статистичні закономірності зміни динаміки чисельності основних шкідників пшениці на Полтавщині за останні 110 років;

- розробити алгоритми багаторічного прогнозу масового розмноження основних шкідників пшениці в Полтавській області.

Наукова новизна одержаних результатів досліджень заключається в тому, що вперше виконано історико-статистичні дослідження динаміки чисельності основних шкідників пшениці Полтавської області за тривалий період. Вперше розроблено алгоритми регіонального прогнозу масового розмноження основних шкідників цієї культури.

Практичне значення одержаних результатів полягає в можливості їх використання щодо інформаційного забезпечення і складання багаторічного прогнозу масового розмноження основних шкідників пшениці. Матеріали результатів дослідження пропонується використовувати при складанні регіональних багаторічних (стратегічних) прогнозів масового розмноження основних шкідників пшениці, а також в навчальному процесі при викладанні курсів "Сільськогосподарська ентомологія" та "Інтегрований захист рослин" в аграрних вузах.

Особистий внесок здобувача. Автор приймав безпосередню участь у розробці програми і методики досліджень, розробці алгоритму багаторічного прогнозу масових розмножень основних шкідників пшениці в Полтавській області.

Апробація роботи. Результати досліджень постійно доповідалися на засіданнях кафедри екології та ботаніки Полтавського державного сільськогосподарського інституту (Полтава, 1996-1998), кафедри зоології Полтавського державного педагогічного інституту (Полтава, 1996), на науковій конференції молодих вчених і спеціалістів (Полтава, 1997).

Публікації. За матеріалами дисертації опубліковано шість статей, з них чотири - у фахових журналах сільськогосподарських наук (три - у журналі "Известия Харьковского энтомологического общества", одна - в журналі "Вісник Полтавського державного сільськогосподарського інституту").

Обсяг та структура дисертації. Зміст дисертаційної роботи викладений на 188 сторінках машинописного тексту і складається зі вступу, п'яти розділів, висновків, списку використаних літературних джерел, що включає 226 найменувань, у тому числі 24 іноземних та 10 додатків. Робота ілюстрована 31 таблицею та 18 малюнками.

Основний зміст роботи

Теоретичні основи масових розмножень шкідливих комах та їх прогноз.

Проблема масових розмножень комах - шкідників має виключно важливе значення. Знання законів, які керують коливанням чисельності комах-шкідників, необхідні для проведення раціональних заходів по профілактиці і боротьбі з ними, а також для розробки науково обгрунтованих теорій їх прогнозування. Між тим, не дивлячись на велику кількість робіт, до цього часу відсутня єдина думка про причини виникнення популяційно-динамічних циклів. Це викликано тим, що дослідники часто будують свої теоретичні концепції, виходячи з визнання за якою-небудь із ланок комплексу взаємодіючих факторів провідної ролі, не враховуючи інші чинники, які викликають циклічні коливання чисельності популяції.

У роботі наведено коротку характеристику найбільш поширених теорій, які намагаються пояснити причини популяційних циклів. Але переважна більшість цих теорій є факторіальними: вони не враховують фундаментальної закономірності розвитку повторюваності (циклічності) у просторі і часі, а отже не можуть виконувати прогностичної функції (Бенкевич, 1970; Дружинін, Сазонов, Ягодинський, 1974; Поляков 1984; Максимов 1989). Для природних популяцій комах характерні багаторічні, сезонні та річні коливання чисельності. Глобальність і одночасність масової появи багатьох видів комах-шкідників сільського і лісового господарства в різних регіонах, які значно віддалені один від одного і відрізняються особливостями грунтово-кліматичних умов, свідчать про загальну закономірність цього явища. В екології давно дискутується питання про зв'язок популяційних циклів хребетних і безхребетних тварин з багаторічною динамікою сонячної активності. Це питання, яке виросло в теоретичну проблему про можливість використання показників сонячної активності, в якості критерію прогнозу появи шкідників сільськогосподарських культур, завжди зачіпали основи теорії динаміки популяцій комах (Білецький, 1985, 1993, 1997).

Вивчення впливу Космосу на Землю сьогодні переживає друге народження, і багато відомих раніше фактів, які стосувалися цієї проблеми, отримали зараз зовсім інше звучання і набули додаткових наукових обгрунтувань. Багаточисленні, незаперечні факти вказують на те, що циклічні зміни сонячної активності спричиняють значний вплив на характер фізичного режиму Землі (Білецький, 1997; Дружинін, 1969; Чижевський, 1973; Щербиновський, 1964). Отже, якщо циклічність розвитку біосфери та її біогеоценозів визначається циклічністю природних процесів, які так чи інше пов'язані з сонячною активністю, то, знаючи циклічність процесів і явищ, які відбуваються в природі, тенденцію їх розвитку, можна методом екстраполяції прогнозувати досліджуваний біологічний процес, в тому числі і масові появи комах-шкідників. А значить, традиційні підходи, де розглядаються виключно земні умови і відповідно земні причини природних процесів не дають перспектив для багаторічного прогнозування масової появи комах-шкідників (Бенкевич, 1984; Купецький, 1974; Білецький, 1997).

Стосовно циклічності у світі комах розглянуто праці вітчизняних і зарубіжних екологів: В.І. Бенкевича (1970, 1984), Є.М. Білецького (1985, 1993), А.І. Воронцова (1962), М.С. Щербиновського (1952) та ін. Підкреслюється, що більшість вчених-екологів вважають популяційні цикли сонячно-обумовленими. Вплив сонячного фактора найкраще проявляється в атмосферних і земних процесах великого масштабу. В значно менших процесах їх зв'язок з сонячною активністю найчастіше буде завуальованим суто земними явищами, наприклад місцевими гідрометеорологічними умовами. Саме цим, на думку багатьох авторів, можна пояснити протиріччя, які виникають при спробі встановити зв'язок між сонячними явищами, з одного боку, і погодою, кліматом та біологічними явищами в якому-небудь конкретному місці земної поверхні - з іншого. Отже, встановлюючи зв'язок деякого земного процесу з процесами, які відбуваються в Космосі, ми тим самим визнаємо можливість використання космічних носіїв пам'яті для довгострокових прогнозів земних процесів (Максимова, 1989).

Відмічено, що до цього часу не існує теорії сонячної активності, не з'ясована форма перетворення внутрішньої енергії Сонця в енергію сонячної активності. Всі запропоновані нині теорії сонячної активності не дають обгрунтованої відповіді і не пояснюють сам головний феномен - її циклічність. Напевно, і зараз це визнається більшістю вчених, вирішення питання активності Сонця лежить на якомусь поєднанні екзогенних та ендогенних факторів, які визначають перетворення ядерної енергії в енергію нетеплових випромінювань Сонця (корпускулярне, рентгенівське, радіовипромінювання) (Дружинін, Сазонов, Ягодинський, 1974).

У процесі міждисциплінарного синтезу теоретичних уявлень вітчизняних і зарубіжних екологів про зміни чисельності популяцій з позиції системного підходу, аналізу та узагальнення історичних даних про масові розмноження 70 видів шкідників сільського і лісового господарства України та інших регіонів Є.М. Білецьким (1985) була обгрунтована теорія циклічності динаміки популяцій комах. Концептуальна основа теорії - зв'язок, взаємодія і синхронізація розвитку біосфери, біогеоценозів і популяцій з космічними і кліматичними циклами. Циклічність, як загальна властивість розвитку і функціонування будь-якої системи, пояснює закономірності масових розмножень у просторі та часі і виступає об'єктивним критерієм для прогнозування популяційних циклів.

На основі теорії циклічності динаміки популяцій розроблено міжсистемний метод багаторічного прогнозу масового розмноження комах-шкідників. Суть цього методу полягає в тому, що за станом у момент розробки прогнозу або по динаміці однієї системи (прогнозуючої) з цілковитою впевненістю можна передбачити поведінку в майбутньому другої (прогнозованої) системи. При цьому необхідно, щоб обидві системи були пов'язані між собою, як аргумент і функція або хоча б кореляційно, з випередженням (в часі або за параметрами) прогнозуючої системи по відношенню до прогнозованої. Обидві системи повинні входити до складу більш загальної для них надсистеми, бути ізоморфними (мати подібну загальну структуру), мати спільне джерело походження і зв'язки між собою, як прямі так і зворотні, а також давати можливість імітувати зворотний зв'язок від майбутнього до сучасного (Білецький 1985, 1993, 1997).

На основі теорії циклічності динаміки популяцій розроблено міжсистемний метод багаторічного прогнозу масового розмноження комах-шкідників. На фактичному матеріалі (дані за останні 110 років) за допомогою статистичних методів доведено, що динаміка шкодочинності основних шкідників пшениці у Полтавській області залежить передусім від різких змін сонячної активності. Отже, сонячна активність впливає на багаторічну динаміку шкодочинності не як звичайний модифікуючий чинник, а як системоутворюючий. Саме вона впорядковує дію всіх земних факторів, які впливають на комах (Бенкевич, 1984). Тому для розробки прогнозу масових розмножень необхідно використовувати основні положення теорії циклічності динаміки популяцій і міжсистемний метод прогнозування.

Розвиток загальних принципів дослідження ентомофауни агроценозів на Полтавщині в кінці ХІХ на початку ХХ століття.

Одна з перших загальних характеристик видового складу комах-шкідників агроценозів Полтавщини була зроблена В.І. Філіп'євим у 1883 році (Статистический отчет, 1885). Також короткі відомості про шкодочинну ентомофауну з'являлися у щорічних звітах Статистичного бюро Полтавського губернського земства, але ці дані не можна вважати достовірними, оскільки, у зв'язку з відсутністю кваліфікованих фахівців, не завжди правильно визначалася видова належність та шкодочинність шкідника, що в свою чергу призвело до того, що переважна їх більшість дуже довго залишалася поза увагою (Статистический отчет, 1883, 1885, 1889, 1900, 1903). ентомологічний фауністичний комаха шкідник

У вище розглянутий період сільськогосподарської ентомології, як окремої науки, не існувало. Вона була частиною зоології і, відповідно до цього, її завдання зводилися виключно до вивчення біології комах. При чому, біологія комахи вивчалася відірвано від рослини, шкідником якої вона була. А заходи боротьби, які рекомендувалися проти неї проводити, базувалися на висновках, зроблених чисто теоретично, без належної перевірки на практиці. Вимоги, щодо необхідності створення відповідних установ, які б займалися вивченням шкідників та розробкою ефективних методів боротьби із ними були висунуті загалом - ентомологічними земськими з'їздами. Впровадження даної ідеї в життя почалося разом із виникненням ентомологічних станцій та відповідних відділів сільськогосподарських дослідних станцій.

Становлення і розвиток прикладної ентомології на Полтавщині в кінці ХІХ на початку ХХ століття тісно пов'язані з діяльністю Першого ентомологічного бюро Полтавського губернського земства та ентомологічним відділом Полтавської сільськогосподарської науково-дослідної станції. Посаду губернського ентомолога на Полтавщині було ухвалено в 1909 році на чергових Губернських земських зборах. В його обов'язки входило проводити обстеження сільськогосподарських угідь губернії, щодо поширення на їх території шкодочинної ентомофауни та надавати допомогу місцевому населенню в проведенні ефективних заходів боротьби з нею (Бородін, 1914).

Безпосереднім початком вивчення шкідливої ентомофауни агроценозів колишньої Полтавської губернії можна вважати початок роботи (1910 р.) на Полтавській науково-дослідній сільськогосподарській станції видатного вченого-ентомолога М.В. Курдюмова (1886-1917рр.) - засновника вітчизняної прикладної ентомології. Полтавщину можна вважати батьківщиною екологічного напрямку у захисті рослин. Адже саме тут було розпочато розробку агротехнічного методу захисту сільськогосподарських рослин від шкідників, засновником якого по праву вважають М.В. Курдюмова. Саме працівниками ентомологічного відділу Полтавської сільськогосподарської науково-дослідної станції під керівництвом ентомолога М.В Курдюмова на початку ХХ століття було розпочато розробку методів обліку розповсюдження та фенології шкідників, з'ясування причин їх масового розмноження, встановлення впливу окремих агротехнічних заходів на розмноження та виживання комах-шкідників, розробки основ фітосанітарної діагностики у захисті рослин.

Над цими пріоритетними питаннями екології та захисту сільськогосподарських рослин свого часу плідно працювало три покоління вітчизняних видатних вчених-ентомологів М.В. Курдюмов (1886-1917 рр.), О.В. Знаменський (1891-1942 рр.), Г.М. Колобова (1889-1979 рр.).

Крім ентомологічного відділу, на початку ХХ століття, на Полтавщині існувала ще одна установа, яка займалася вивченням шкідливої ентомофауни агроценозів - це Перше ентомологічне бюро Полтавського губернського земства. На той час робота працівників ентомологічного відділу Полтавської сільськогосподарської науково-дослідної станції завоювала собі визнання серед вчених-ентомологів, але не могла повною мірою задовольнити потреби населення у наданні кваліфікованої допомоги у боротьбі з комахами-шкідниками безпосередньо на місцях.

Саме з цією метою на 45 Губернських земських зборах чергового скликання, враховуючи численні прохання великих економій та хліборобських господарств, було порушене питання про створення в колишній Полтавській губернії установи, в обов'язки якої входило б надання безпосередньої допомоги місцевому населенню в боротьбі з масовими шкідниками сільськогосподарських культур у самих господарствах (Бородін, 1914).

Після вирішення цілого ряду організаційних питань у 1914 році, департаментом Полтавського губернського земства було вироблене положення про Перше ентомологічне бюро Полтавської губернії. На місце губернського ентомолога був запрошений спеціаліст Департаменту землеробства з прикладної ентомології Д.М. Бородін. Серед працівників бюро були Боженко Б.А., Дишлер Ф.М., Лебедєва В.Ф.(Бородін, 1914; Гриб, Чуйко, 1991) Ентомологічне бюро Полтавського губернського земства було однією з перших установ такого типу у колишній Російській імперії. За рік своєї роботи працівниками бюро була налагоджена пропагандистська робота серед населення колишньої Полтавської губернії, створена сітка власних кореспондентів (597 чол.), проведено детальне обстеження сільськогосподарських угідь (Бородін, 1914).

Перше ентомологічне бюро Полтавського губернського земства працювало один рік і було створене як самостійна одиниця. Його працівники, разом зі співробітниками ентомологічного відділу Полтавської дослідної станції, працюючи, взаємодоповнюючи та збагачуючи один одного фактичним та теоретичним матеріалом, зробили важливий внесок у розвиток як прикладної, так і безпосередньо сільськогосподарської ентомології. Після закриття ентомологічного бюро вся дослідницька робота щодо розробки методик вивчення шкідливої ентомофауни агроценозів Полтавщини проводилась виключно ентомологічним відділом Полтавської сільськогосподарської науково-дослідної станції.

Місце та умови проведення дослідження

Полтавська область, як і більшість території України, знаходиться в помірному кліматичному поясі. Найбільше значення у формуванні погодних умов і клімату області мають величина і характер сонячного випромінювання, віддаленість території від великих водних мас, її належність до зони дії переважно Атлантичних помірних та Арктичних холодних повітряних мас, рівнинність території. У цілому, і особливо з агрокліматичних міркувань, погодні та кліматичні умови Полтавської області складні, певною мірою навіть несприятливі. До них слід віднести: нерівномірний розподіл опадів у теплий період року, можливість злив під час збирання зернових культур, суховійні явища у південно-східній частині області, малосніжні зими, часті відлиги з подальшим утворенням льодової кірки, (що може привести до загибелі озимих), пізні весняні заморозки. Для пом'якшення негативного впливу погодних і кліматичних умов необхідно направлено спрямувати увесь комплекс агротехнічних заходів.

Грунтовий покрив в області обумовлений помірним континентальним кліматом, лісовою та степовою рослинністю. Грунтоутворюючі породи представлені четвертинними осадовими породами вітрового (лес) та водного походження (алювіальні та делювіальні відклади). Для Полтавської області, яка знаходиться в Середньодніпровському та Східноукраїнському агроентомологічному осередках, для шкідників зернових культур характерна поява деяких елементів степової фауни та зменшення кількості гігрофільних видів (Маца, 1996).

Історико-статистичний аналіз фітосанітарного стану пшеничних агроценозів полтавської області за останні 110 років.

У кінці ХІХ на початку ХХ століття в колишній Полтавській губернії чітко виділялися дві групи повітів: північно-західні і південно-східні, серед яких більш прогресивними по відношенню до системи землеробства була перша група (пар, внесення мінеральних добрив, оптимальні строки посіву) в той час, як у південно-східних переважали екстенсивні форми землеробства (Стат. отчет, 1893, 1900). На початку досліджуваного періоду на Полтавщині переважали посіви ярої пшениці, озимої висівалося дуже мало і в основному в північно-західній її частині.

Основна маса комах-шкідників сільського господарства була зосереджена в південно-східній частині колишньої Полтавської губернії За даними статистичного бюро Полтавського губернського земства за 1900 рік видовий склад шкідливої фауни агроценозів був представлений 34 видами (Бородин, 1914; Стат.отчеты, 1885, 1887, 1893, 1900).

Серед представників шкідливої ентомофауни полів з пшеницею на початку досліджуваного періоду найбільшої шкоди господарям завдавали сарана італійська, хлібний турун, вівсяна шведська муха, хлібний жук кузька, гесенська муха і завершувала цей список озима совка - саме в такому порядку були зображені ці шкідники, які йшли за хліборобом на першій емблемі ентомологічного відділу Полтавської сільськогосподарської науково-дослідної станції (Знаменський, 1926).

В результаті проведеного нами історико-статистичного аналізу фітосанітарного стану пшеничних агроценозів Полтавської області за останні 110 років по відношенню до вищезгаданих шкідників пшеничних агроценозів ми прийшли до висновку, що він змінювався циклічно в залежності від коливання чисельності, розповсюдження та шкодочинності тих чи інших видів шкідників сільськогосподарських культур. Результати дослідження наведені у 31 таблиці.

В ході проведеного дослідження нами було встановлено, що в кінці ХІХ на початку ХХ століття найбільше економічне значення мали саранові, насамперед сарана італійська. Зараз вони втратили оперативне значення, хоча постійно зустрічаються їх поодинокі представники. Їх екологічні ніші зайняли нестадні саранові (кобилки), серед них, за даними Полтавської обласної лабораторії діагностики і прогнозів домінує головним чином трав'янка червононога - 40% від загальної кількості саранових, поширених в агроценозах області (Стат. отчеты, 1885, 1900; Годовые отчеты ПСП, 1950-1992; Обзоры вредителей сельского хозяйства в Полтавской области, 1939, 1947-1998).

Озима совка, яка на початку досліджуваного періоду була шкідником виключно північно-західних територій Полтавщини, зараз зустрічається в області повсюдно. Масове поширення озимої совки по території області почалося з 1939 року, разом із розширенням площ озимої пшениці і досягло свого максимуму в 1954-1957 роках. Основна маса цього шкідника зконцентрована в північно-західних районах Полтавської області (Стат. отчеты, 1885, 1893, 1900; Годовые отчеты ПСП, 1950-1992; Обзоры 1947-1998). Найбільша щільність озимої совки протягом усього досліджуваного періоду, як правило, спостерігалася на парах, цукровому буряку, соняшнику та інших просапних культурах, одночасно з нею шкодять оклична совка та совка - іпсилон.

Не виправдався прогноз деяких ентомологів щодо скорочення чисельності та шкодочинності лучного метелика у зв'язку з інтенсифікацією сільського господарства. Навпаки, цей багатоїдний шкідник і досі циклічно дає спалахи масового розмноження. Так, останні спалахи масового розмноження лучного метелика були на Полтавщині у 1972-1978 та 1986-1988 рр., наступні, згідно нашого прогнозу, очікуються у 2002-2003 роках (Стат. отчеты, 1893, 1900; Годовые отчеты, 1950-1992; Обзоры, 1947-1998).

Не втратили економічне значення злакові мухи - гесенська та вівсяна шведська, хлібний жук кузька, хлібний турун. Їх шкодочинність проявлялася протягом усього досліджуваного періоду (Стат.отчеты, 1885, 1893, 1900, Годовые отчеты ПСП, 1950-1992; Обзоры, 1947-1998).

Наприкінці ХХ століття, а саме з 1999 року, почався наступний популяційний цикл шкідливої черепашки, як в Полтавській області, так і в інших областях Степової та Лісостепової зони України. Черепашки поширені абсолютно на всіх полях Полтавської області, хоча у видовому складі є деякі відмінності. Зокрема, основна маса цих шкідників зосереджена в північно-західних районах області. Тут переважають маврський клоп (80,9%) та шкідлива черепашка (19,1%). У районі Полтави найчастіше зустрічаються гостроголовий та гостроплечий клопи. По області протягом досліджуваного періоду співвідношення клопів-черепашок за даними Полтавської обласної станції захисту рослин і обласної лабораторії діагностики і прогнозів у середньому було таким: у північно-західних районах переважала шкідлива черепашка (63,6 %), у південно-східних австрійський клоп (47,2%) По області гостроголовий клоп (44,4% до загальної кількості шкідливих клопів черепашок). Ягідний та австрійський клопи зустрічалися набагато рідше (Годовой отчет Полтавского ПСП, 1950-1992; Обзоры, 1947-1998).

Серед грунтоживучих шкідників пшеничних агроценозів переважають ковалики, видовий склад яких на території Полтавської області дуже різноманітний. За даними багаторічних осінніх обстежень агроценозів області вони зустрічаються повсюдно, але чисельність і видовий склад їх у межах області неоднакові й залежать, перш за все, від грунтово-кліматичних умов конкретної місцевості та рівня боротьби з ними в окремих господарствах. Найбільш поширені в області: степовий ковалик (Agriotes gurgistanus Fald.) (51 %), посівний ковалик (Agriotes sputator L.) (47,2 %), буроногий ковалик (Melanopus brunnipes Germ.) (1,8%) (Годовые отчеты ПСП 1950-1992; Обзоры, 1947-1998).

В ході проведеного нами історико-статистичного аналізу фауни пшеничних агроценозів Полтавської області за останні 110 років, ми дійшли висновку, що екологічна структура популяцій (динаміка чисельності, зміна ареалу) основних шкідників змінюється циклічно, тобто через різні періоди часу.

Динаміка чисельності найпоширеніших шкідників пшениці в Полтавській області.

Динаміка популяцій являє собою складне явище. Але в той же час пізнання закономірностей популяційної динаміки шкідників і розробка питань її теорії набуває великого практичного значення для прогнозування можливих масових появ цих шкідників. Наведено класифікацію видів прогнозів за І.Я. Поляковим (1984). Багаторічні прогнози масових розмножень комах-шкідників базуються на фундаментальній закономірності повторюваності їх у часі. Для розробки цих прогнозів необхідні довгі ряди хронік масових появ шкідників того чи іншого виду і дані про різкі зміни сонячної активності за ті ж періоди.

Враховуючи, що прогноз масової появи комах-шкідників, являючись формою наукового передбачення, покликаний визначити тенденцію і перспективи розвитку на базі минулого і сучасного, ми виконали історичний аналіз масових розмножень лучного метелика, озимої совки, хлібного туруна, гессенської і шведської мух та шкідливої черепашки в Полтавській області за останні 110 років і розробили алгоритми прогнозу масових появ вказаних шкідників з урахуванням різких змін сонячної активності відповідно до методик, запропонованих Є.М. Білецьким (1985, 1986, 1990, 1993).

Нами були проаналізовані дані про масове розмноження найпоширеніших комах шкідників озимої і ярої пшениці (10 видів комах-шкідників) в Полтавській області за останні 110 років у зв'язку з різкими змінами сонячної активності (сонячні репери) за період з 1854 - 1999 роки. За цей період різкі зміни сонячної активності мали місце в такі роки (з урахуванням знаку): -1854, -1859, -1861, -1862, -1865, (1868), 1870, -1871, -1873, -1875, -1878, 1880, -1886, 1892, -1896, -1899, -1901, 1903, 1905, -1906, 1907, -1908, -1910, 1915, 1917, -1918, -1920, 1925, 1928, -1930, 1936, -1939,-1940, (-1942), 1946, -1947, -1948, -1950, -1952, 1956, -1961, -1964, 1967, -1971, (1972), -1973, -1975, (1978), 1979, -1983, 1985, -1986, 1988, 1990, 1991, -1992, 1993, -1995, -1996, 1998. В дужках вказано умовні репери, коли спостерігалися суттєві підвищення або зниження сонячної активності в окремі місяці всередині року.

Алгоритми прогнозу масових розмножень деяких видів комах шкідників

Алгоритм прогнозу масового розмноження лучного метелика. Для цього шкідника масові розмноження у східній Лісостеповій зоні України відомі з 50-х років ХІХ століття. Вони, безпосередньо, відмічені у 1853-1857, 1864-1869, 1873-1880, 1892-1893, 1900-1903, 1910-1916, 1919-1922, 1929-1932, 1935-1937, 1947-1950, 1956-1957 (локальні спалахи чисельності), 1972-1978 і 1986-1988 рр. За останні 136 років (з 1853-1988 рр.) всього було 13 спалахів масового розмноження цього шкідника з середньою перервою між ними 10,5 років. За тривалістю цей період відповідає сонячному циклу сонячної активності, а сонячна активність, як відомо, спричиняє безпосередній вплив на динаміку погоди, клімату, урожайність сільськогосподарських культур, тобто систему факторів, які визначають динаміку чисельності комах.

За вищезгаданий історичний період різкі зміни сонячної активності (екстремуми) були в наступні роки: 1841, 1845, 1847, 1849, 1850, 1854, 1861, 1862, 1865,1868, 1870, 1871, 1873, 1875, 1878, 1880, 1882, 1883, 1884, 1886, 1890, 1892, 1896, 1899, 1900, 1901, 1903, 1905, 1906, 1907, 1908, 1910, 1913, 1915, 1917, 1918, 1920, 1923, 1925, 1927,1928, 1929, 1930, 1932, 1933, 1935, 1936, 1939, 1940, 1942, 1946, 1947, 1948, 1949, 1950, 1951, 1952, 1956, 1961, 1964, 1966, 1967, 1971, 1972, 1973, 1975, 1977, 1978, 1979, 1982, 1983, 1986, 1988, 1991, 1992, 1993, 1995, 1996, 1998 (прогностичні екстремуми - 1999 і 2003 рр.).

Аналіз масових розмножень лучного метелика з урахуванням екстремумів сонячної активності показують, що із тринадцяти спалахів чисельності, десять починалися точно в роки екстремумів (1873-1880, 1892-1893, 1900-1903, 1910-1916, 1929-1932, 1935-1937, 1947-1950, 1956-1957 1972-1978 і 1986-1988 рр.) дві - за рік до екстремуму (1853-1857, 1864-1869 рр.) і одна через рік після нього (1919-1922 рр.). Розподіл масових розмножень цього шкідника можна представити наступним чином:

Роки від екстремуму СА

- 1 0 + 1

Частоти початку масових розмножень

2 10 1

Ймовірність їх початку, %

19,4 76, 9 7,7

З цього розподілу випливає, що з 77% -ною вірогідністю чергові спалахи масового розмноження лучного метелика почнуться точно в епоху сонячної активності і 100% -ною - в суміжну епоху - за два роки до екстремуму, в його критичній фазі або на один рік пізніше. Чергові масові розмноження лучного метелика у східній частині Лісостепової зони України, а значить і в Полтавській області слід чекати у 2002-2003 роках.

Алгоритм прогнозу масового розмноження озимої совки. Масові розмноження в Полтавській області зареєстровано в 1899-1900, 1907- 1908, 1910-1911, 1915, 1919, 1923-1925, 1936-1941, 1948-1950, 1962-1964, 1973-1975, 1982- 1984 і 1995-1998 роках в середньому з перервою між спалахами чисельності 8 років. Десять масових розмножень (1899-1900, 1907-1908, 1910-1911, 1915, 1923-1925, 1936-1941, 1948-1950, 1962-1964, 1973-1975, 1982-1984 і 1995-1998 рр.) починалися точно у роки різких змін сонячної активності, і два - через рік після них. Розподіл спалахів масових розмножень озимої совки в межах циклів сонячної активності був наступним:

Роки від екстремуму СА

-1 0 +1

Частоти початку масових розмножень

0,0 10 2

Ймовірність їх початку, %

0,0 83,3 16,7

Як видно із розподілення, масове розмноження цих шкідників з 83% -ною вірогідністю можна прогнозувати точно в епоху екстремуму сонячної активності і із 100% -ною через один рік і в епоху екстремуму.

За нашим прогнозом, чергове розмноження озимої совки на полях Полтавської області у масовій кількості можна чекати в Полтавській області в 2003-2004 роках.

Алгоритм масового розмноження гессенської мухи. Відповідно до узагальнених історичних даних, масове розмноження гессенської мухи у східному Лісостепу України мали місце в 1847-1848, 1855-1856, 1874-1876, 1879-1880, 1896-1900, 1908-1913, 1923-1925, 1937-1938, 1947-1948, 1952-1955, 1957-1960, 1968-1969, 1972-1973, 1979-1980, 1986-1987 і 1991-1992 рр. За 146 років (1847-1991 рр) було відмічено 16 масових розмножень, або в цілому через 9 років. Цей цикл відмічений в динаміці сонячної активності, у змінах геомагнітної збудженості, у повторюваності форм атмосферної циркуляції, в кількості опадів, які випали, ході температури повітря і в прирості дерев. Розподіл масових розмножень гессенської мухи в межах циклів сонячної активності був наступним:

Роки від екстремуму СА

-1 0 +1

Частоти початку масових розмножень

0,0 10 6

Ймовірність їх початку, %

0,0 62,5 37,5

Із розподілу випливає, що 62,5% -ною ймовірністю чергове масове розмноження гессенської мухи в Полтавській області слід очікувати точно в епоху екстремуму сонячної активності і із 100% в його критичну фазу або через один рік після нього. Чергове масове розмноження гессенської мухи в Полтавській області прогнозується в 2000-2001 рр.

Алгоритм масового розмнолження вівсяної шведської мухи. З 1880 по 1991 рр. в Полтавській області зареєстровано 13 масових розмножень вівсяної шведської мухи із середньою перервою між ними приблизно у 9 років: 1880-1882, 1890-1892, 1902, 1907-1908, 1911-1912, 1923-1925, 1930-1933, 1949-1950, 1953-1954, 1961-1962, 1973-1975, 1986-1987 і 1991-1992 роки. Масове розмноження вівсяної шведської мухи в часі розподілялися наступним чином:

Роки від екстремуму СА

-1 0 +1

Частоти початку масових розмножень

0,0 10 3

Ймовірність їх початку, %

0,0 76,9 23,1

Із розподілу випливає що з 77%-ною ймовірністю чергове масове розмноження вівсяної шведської мухи слід очікувати точно в епоху екстремуму сонячної активності і із 100% -ною в епоху екстремуму і через один рік після нього.

Отже чергове масове розмноження вівсяної шведської мухи в Полтавській області прогнозується в 2000-2001 році.

Алгоритм масового розмноження хлібного туруна. Масове розмноження цього шкідника в Полтавській області було відмічено в наступні роки: 1879,188, 1923-1925, 1931-1932, 1939-1940, 1946-1947, 1952-1953, 1957-1959, 1964-1967, 1979-1983 і 1991-1991 рр. за 112-ти річний період (1879-1991 рр.) було 10 масових розмножень хлібного туруна, їх повторюваність в середньому реєструвалася через 11 років. Цей цикл є класичним сонячно-зумовленим циклом. Він зареєстрований у динаміці багатьох процесів і явищ, які відбуваються в біосфері. Масове розмноження хлібного туруна в часі було розподілено наступним чином:

Роки від екстремума СА

-1 0 +1

Частоти початку масових розмножень

0,0 7 3

Ймовірність їх початку, %

0,0 70 30

Як видно із розподілу, з 70%-ною ймовірністю черговий спалах масового розмноження хлібного туруна слід чекати точно в епоху екстремуму сонячної активності і із 100% в епоху екстремуму і через один рік після нього. Чергове розмноження хлібного туруна в Полтавській області прогнозується в 2002 році.

Алгоритм масового розмноження шкідливої черепашки. Полтавська область, відповідно до аналізу масових розмножень шкідливої черепашки є периферією цього виду. За останнє століття тут зареєстровано 9 масових розмножень цього шкідника в наступні роки: 1892-1896, 1901-1903, 1909-1911, 1925-1926 (локальні), 1936-1940, 1953-1955, 1972-1973 (локальні), 1982-1983 і 1995-1998 рр. середній період між спалахами дорівнює 11 рокам. Розподіл масових розмножень у часі був наступним:

Роки від екстремуму

-1 0 +1

Частоти початку масових розмножень

0,0 7 2

Ймовірність їх початку, %

0,0 77,7 22,3

Отже, з 78%-ною ймовірністю можна очікувати початок чергового спалаху розмноження шкідливої черепашки точно в епоху екстремуму сонячної активності і із 100% - в епоху екстремуму і через один рік після нього. Чергове розмноження шкідливої черепашки в Полтавській області ми прогнозуємо в 2006-2008 роках.

Розроблений нами багаторічний (стратегічний) прогноз масового поширення лучного метелика, озимої совки, гессенської та вівсяної шведської мух, хлібного туруна та шкідливої черепашки рекомендується використовувати службі захисту рослин Полтавської області для перспективного планування і прийняття оптимальних рішень.

Висновки та пропозиції

1. Проблема масових розмножень шкідливих комах і досі є однією з актуальних і маловивчених проблем сучасної екології та захисту рослин, особливо закономірності популяційних циклів та їх прогнозування.

2. Для успішного вирішення цієї важливої екологічної проблеми необхідна багаторічна історична інформація щодо масових розмножень комах тобто інформаційне забезпечення багаторічних прогнозів.

3. У процесі дослідження нами зібрано і систематизовано багаторічні історичні матеріали з фауни, розповсюдження, шкодочинності та динаміки чисельності основних шкідників пшеничних агроценозів Полтавської області за 110 - річний період.

4. Згідно з історичними даними, на Полтавщині, вперше на Україні, було розпочато розробку методів обліку розповсюдження, вивчення фенології і екології основних шкідників пшениці, встановлення причин їх масового розмноження та виживання; з'ясування впливу окремих агротехнічних заходів на динаміку їх чисельності.

5. Нами вперше показано закономірні зміни фауністичного складу основних шкідників пшеничних агроценозів Полтавської області за останні 110 років, їх динаміку чисельності і шкодочинності. Цей процес має циклічний характер у просторі і часі, а тому дозволяє використовувати цю фундаментальну закономірність щодо передбачення змін фітосанітарного стану в майбутньому.

6. Переважна більшість шкідників має циклічний характер динаміки популяцій, яка змінюється синхронно зі змінами погодно-кліматичних чинників і врожайності сільськогосподарських культур в залежності від різких змін сонячної активності як інтегрального глобального фактора.

7. На основі теорії циклічності та її технологічного вирішення нами вперше розроблено алгоритми багаторічного (стратегічного) прогнозу масового розмноження лучного метелика, озимої совки, гессенської і вівсяної шведської мух, хлібного туруна, хлібного жука кузьки та шкідливої черепашки для Полтавської області.

8. Згідно нашого прогнозу початок наступних масових розмножень у Полтавській області слід очікувати:

лучного метелика в 2002-2003 рр.;

озимої совки - 2003-2004 рр.;

гессенської мухи - 2000-2001 рр.;

вівсяної шведської мухи - 2000-2001 рр.;

хлібного туруна - 2002 р.;

шкідливої черепашки в 2006-2008 рр.

Одержані в ході виконання роботи результати пропонується використовувати спеціалістам служби захисту рослин Полтавської області і України, державним, колективним і фермерським господарствам для уточнення річних прогнозів появи і розповсюдження шкідників сільськогосподарських культур з метою проведення профілактичних заходів щодо захисту рослин.

Основні положення та висновки викладені в наступних працях

1. Пищаленко М.А. Первое энтомологическое бюро бывшей Полтавской губернии //Известия Харьковского энтомологического общества, 1998. - Т.VI -Вып.1 -С. 163-165.

2. Піщаленко М.А. Розвиток популяції озимої совки (Agrotis segetum Schiff.) в Полтавській області за останні 110 років //Известия Харьковского энтомологического общества, 1999.- Т. VII -Вып.1- С.167-171

3. .Писаренко В.М., Піщаленко М.А., Гокунь Т.О. Місце та роль Полтавської державної сільськогосподарської дослідної станції ім. М.І.Вавілова у становленні та розвитку вітчизняної прикладної ентомології //Вісник Полтавського державного сільськогосподарського інституту.-1999.- №4.-С.18-23. (Особистим внеском здобувача є збір і узагальнення матеріалу про історію вивчення шкодочинної ентомофауни пшеничних агроценозів Полтавської області)

4. Піщаленко М.А. Становлення методів боротьби з шкідниками озимої та ярої пшениці в Полтавській області в кінці ХІХ на початку ХХ століття // Известия Харьковского энтомологического общества. 1998. - Т.VI -Вып.1 С.166-167.

5. Піщаленко М.А. Філогенез фауни шкідників зернових культур в Полтавської губернії кінця ХІХ початку ХХ століття //Актуальні проблеми природничих і гуманітарних наук / Збірник наукових праць молодих вчених ПДСГІ. -№ 19. - Полтава, 1997.- С.96-98

6. Піщаленко М.А. Становлення методів боротьби з шкідниками сільськогосподарських рослин Полтавській губернії на початку ХХ століття //Актуальні проблеми природничих і гуманітарних наук /Збірник наукових праць молодих вчених ПДСГІ. -№ 19. - Полтава, 1997.- С.99-101

Размещено на Allbest.ru

...