Оптимизация фитосанитарного состояния агробиоценозов Нижнего Поволжья

4.4 Экологическая структура энтомофаунистического сообщества

Нами установлено, что в горчичных агроценозах обитает 11 групп насекомых. Наиболее богато в энтомофаунистических сообществах представлены группы фитофагов и энтомофагов. Доля растительноядных насекомых составляет 27% от общего состава энтомокомплекса. Фитофаги подразделяются на 6 экологических групп: листогрызущие (47 видов), сосущие (18 видов), вредители генеративных органов (17 видов), вредители корневой системы (15 видов), минеры (5 видов), внутристеблевые (1 вид).

К группе энтомофагов относится 55% выявленных видов. Наиболее разнообразно в составе полезной биоты представлены хищные насекомые - 130 видов. Основное ядро этой группы составляют представители отряда Coleoptera. Среди них в первую очередь необходимо отметить такие семейства как Carabidae и Coccinellidae. Остальные отряды представлены значительно меньшим числом видов.

4.5 Фенология развития основных вредителей

Представлены фенограммы развития наиболее массовых и вредоносных фитофагов в условиях Волгоградской области. Наличие устойчивых средних сроков появления и развития некоторых вредных видов насекомых горчичных агроценозов было подтверждено нашей сводкой многолетних фенологических материалов. Возможность прогнозирования сроков появления и развития насекомых на теоретической основе правила устойчивости многолетних фенодат имеет большое практическое значение для определения сроков проведения мероприятий при работах, связанных с вредными и полезными насекомыми.

4.6 Этапы формирования и изменения энтомокомплексов в период онтогенеза горчицы сарептской

Нами установлено, что численность насекомых заметно изменяется по фенофазам развития горчицы сарептской. В сезонной динамике важнейших вредителей горчицы можно выделить два, в отдельные годы три периода с максимальной численностью вредных насекомых - фазы всходов, цветения и налива семян. Отсюда можно сделать вывод, что мероприятия по борьбе с вредителями необходимо приурочивать к критическому моменту развития растений, т. е. к первым дням их роста и к фазе бутонизации, в целях предупреждения повреждений горчицы в период цветения. В связи с этим практическая ценность инсектицидов должна определяться сочетанием их высоких токсических свойств с продолжительным действием на вредителей.

4.7 Многолетняя динамика численности основных вредителей

Представлены данные по зараженным и обработанным площадям посевов горчицы сарептской в Волгоградской области за период 1960-2008 гг., проанализирована динамика численности популяций наиболее распространенных и вредоносных видов насекомых. Анализируя многолетнюю динамику популяций основных вредителей горчицы в общих чертах можно отметить снижение в последние годы и зараженной площади и численности фитофагов, за исключением рапсового цветоеда и рапсового пилильщика.

5. Популяции фитопатогенов и их взаимосвязь с компонентами агробиоценозов полевых культур

5.1 Патогенный комплекс на посевах зерновых культур и горчицы сарептской

Уточнен видовой состав патогенной микрофлоры на зерновых культурах и горчице сарептской в условиях Волгоградской области, выявлена экологическая роль возбудителей, определены наиболее вредоносные виды.

Общий список выявленных патогенов включает: на пшенице - 22 вида, ячмене - 16 видов. Роль основных микромицетов в зерновых агроценозах выполняют листовые фитопатогены (ржавчинные, мучнисторосяные и др.) и возбудители корневых гнилей.

Список заболеваний, встречающихся на посевах горчицы сарептской, включает «черную ножку» (возбудители - грибы из родов Pythium Pringsh., Rhizoctonia DC, Olpidium A. Br.), черную пятнистость, или альтернариоз (Alternaria brassicae (Berk) Sacc.), мучнистую росу (Erysiphe communis Grev. f. sp. brassicae Hamarl.), ложную мучнистую росу (Peronospora parasitica Gaem.), белую ржавчину (Albugo candida (Pers.) Kuntze). Экономическое значение заболеваний горчицы сарептской в условиях Волгоградской области невелико, защитные мероприятия в отношении их не проводятся.

5.2 Многолетняя динамика патологических процессов в агробиоценозах зерновых культур

Для анализа многолетней динамики наиболее распространенных и вредоносных заболеваний зерновых культур в условиях Волгоградской области были взяты показатели распространенности, развития болезни и процент зараженных площадей по данным отчетов лаборатории прогнозов распространения вредителей и болезней ОблСТАЗР за период 1960-2008 гг.

Развитие корневых гнилей в условиях Волгоградской области достигает в отдельные годы 30-80% и имеет значительные колебания в многолетней динамике (рис. 12). Минимальные и максимальные показатели патологического процесса могут отличаться примерно в 15 раз, что характеризует его нестабильное состояние с уровнем динамического равновесия этих параметров, определяемое величиной развития болезни - 10-15%. Поражение частей и органов растений возбудителями корневых гнилей происходит на соответствующих этапах их формирования (рис. 13). Потери урожая от корневых гнилей значительно выше, чем от других болезней, сильное поражение посевов чаще всего отмечается при низкой культуре земледелия.

Рисунок 12 - Зараженная площадь и распространенность корневых гнилей на зерновых культурах, %

Рисунок 13 - Сезонная динамика развития корневых гнилей яровой пшеницы Саратовская 29 (2003-2005 гг.)

Довольно серьезную угрозу урожаю зерновых культур могут создавать и другие болезни, среди которых прогрессирующее значение имеют головневые заболевания. Увеличилась частота встречаемости в зерновых агроценозах септориза и аскохитоза, ранее малораспространенных патогенов из числа слабых эндемиков. Доля их в комплексе листовых фитопатогенов за последние пять лет увеличилась с 5,5 до 18,4%, что подтверждает возросший вирулентный потенциал возбудителей. Наблюдается также резкое увеличение распространенности листовых гельминтоспориозов на ячмене, мучнистой росы на озимой пшенице.

5.3 Микобиота сорных и дикорастущих растений

Общий список идентифицированных грибов составил 39 видов. Выявленные виды грибов зарегистрированы на 26 видах растений из 24 родов 9 семейств. По числу видов ведущими являются роды Erysiphe, Puccinia и Septoria. Остальные роды представлены 1-2 видами. На пырее ползучем обнаружены возбудители мучнистой росы и бурой ржавчины пшеницы, на щетиннике зеленом и костре кровельном - корневой гнили, на мятлике обыкновенном, бодяке полевом - грибы рода Puccinia. Надземные части вьюнка полевого поражает септориоз, альтернариоз, ржавчина, мучнистая роса. Горец птичий и шероховатый подвержены влиянию патогенов ржавчины, септориоза, мучнистой росы. Следует отметить достаточно высокую распространенность видов Septoria и Erysiphe на вьюнке полевом и горце птичьем. В микофлоре амброзии полыннолистной обнаружены патогены из родов Alternaria, Puccinia, Albugo, Botrytis. Широкая распространенность септориза и мучнистой росы на вьюнке полевом и высокая экологическая пластичность этих возбудителей заболеваний обусловливают дальнейшее изучение их как кандидатов биоконтроля. Перспективным для изучения может быть также Albugo sp.

5.4 Взаимосвязь распространения болезней сельскохозяйственных культур с сорной и дикорастущей растительностью и насекомыми

Повреждения насекомыми часто повышают интенсивность развития различных болезней, что объясняется как нарушением целостности тканей, так и их общим ослаблением. Нами установлена достаточно тесная корреляционная связь (0,8) между развитием корневых гнилей зерновых культур и повреждением стеблей личинками злаковых мух. Травмированные участки тканей остаются живыми в течение нескольких недель, что создает весьма длительно действующие «ворота», облегчающие внедрение возбудителя заболевания в растение. Нами отмечено, что клоп-вредная черепашка и хлебный жук-кузька могут способствовать распространению уредоспор бурой ржавчины и конидий мучнистой росы, злаковые мухи - пыльной головни, полосатая хлебная блошка - мучнистой росы. Пшеничный трипс переносит на себе споры бурой ржавчины и пыльной головни, кокцинеллиды Coccinella septempunctata L., Adolia variegata Gz. - уредоспоры бурой ржавчины, пыльной головни и конидии мучнистой росы.

6. Экологические проблемы применения пестицидов

Систематическое применение пестицидов в Нижнем Поволжье началось с конца 50-х годов. В 70-80-е годы осуществлялся переход от высокотоксичных мышьякосодержащих и фосфорорганических, персистентных хлор-органических препаратов, составлявших ассортимент 60-х годов, к умеренно опасным и быстроразлагающимся в окружающей среде фосфорорганическим препаратам в виде концентратов эмульсий и смачивающихся порошков, что позволило сократить токсическую нагрузку на 1 га защищаемой пашни, а также снизить загрязнение окружающей среды за счет отказа от использования препаратов в виде дустов. В ассортименте второй половины 80-х годов появились препараты новой химической группы - пиретроиды, не проявляющие кумулятивных свойств, с малым сроком персистентности. Необходимо отметить, что ФОС и пиретроиды высокотоксичны для энтомофагов и опылителей, поэтому положительным моментом было появление ряда препаратов из новых химических классов: фенилпиразолов, нереистоксинов, хлорникотинилов, обладающих умеренной или малой опасностью для теплокровных животных, рыб и опылителей и характеризующихся низкими нормами расхода, высоким токсическим эффектом для фитофагов. Дополнили ассортимент конца 90-х годов бактериальные препараты на основе Bacillus thuringiensis и аверсектина С. В годы «химизации» обрабатываемая площадь сельскохозяйственных угодий и культур превышала 2 млн га, применялось до 5,8 тыс. тонн пестицидов, а их нагрузка на 1 га пашни составляла 1,9 кг. В результате реорганизации и перевода сельского хозяйства на рыночные условия объемы применения средств защиты растений сократились, пестицидная нагрузка снизилась до 0,14 кг/га пашни. Общий объем защитных работ в среднем за десятилетний период составлял 628 тыс. га, в том числе против вредителей - 304,2, болезней - 17,6, сорняков - 291,7 тыс. га. В перечень наиболее применяемых инсектицидов в Волгоградской области в период 2000-2008 гг. входят фосфорорганические препараты, составляющие 54,0% от общего количества используемых инсектицидов и синтетические пиретроиды - 22,9%.

6.1 Воздействие пестицидов на микрофлору почвы

Как показывают исследования последних лет, многие пестициды оказывают неоднозначное, часто отрицательное влияние на почвенную биоту.

В ходе исследований нами сравнивались опытные варианты по инкрустации семян горчицы сарептской следующим набором средств: круйзер ОСР 322 к.с; круйзер в сочетании с микробиологическим удобрением флавобактерином; флавобактерин; фурадан (эталон); фурадан в сочетании с флавобактерином. Как показали результаты исследований, лучшие условия для аэробных целлюллозоразлагающих микроорганизмов создавались при использовании флавобактерина, где процесс накопления данной микрофлоры протекал более активно. Обогащение почвы бактериальными клетками оказывало заметное положительное действие на усиление микробиологических процессов в ней (табл. 1). При этом количество цюлозоразлагающих микроорганизмов увеличивалось в 2,5 раза по сравнению с контролем и в 1,9-2,9 раза относительно вариантов с применением химических пестицидов. Изменение численности аэробных целлюлозоразрушающих микроорганизмов на вариантах опыта коррелирует с целлюлозоразлагающей активностью почвы. Наиболее высокая активность разложения льняных полотен наблюдалась при обогащении почвы полезной микрофлорой в варианте с обработкой семян флавобактерином. В варианте, где применялась смесь пестицида и бактериального удобрения также отмечалась активизация целлюлозоразлагающих процессов по сравнению с контролем и химвариантами. Наиболее негативное воздействие на педоценоз, как показали наши исследования, оказывал фурадан. Отпечатки пятен аминокислот наиболее ярко проявились на вариантах: флавобактерин, круйзер+флавобактерин. Почвенная микрофлора при этом активизировалась в слое почвы до 25 см, но особенно интенсивно развивалась в горизонте до 17 см. Отпечатки на ткани с варианта круйзер были бледнее по сравнению с вариантом круйзер+флавобактерин. Однако накопление различных аминокислот при использовании круйзера происходило активнее по сравнению с контрольным вариантом и превосходило соответствующие показатели по варианту с фураданом, льняные полотна с которого оставались практически чистыми.

Таблица 1 - Влияние предпосевной обработки семян горчицы различными средствами на биологическую активность почвы, в среднем 1999-2002 гг.

6.2 Влияние пестицидов на полезную биоту

Как при обработке семян инкрустантами, так и при опрыскивании посевов инсектицидами часть препарата попадает на поверхность почвы и проникает в почву, поэтому в качестве индикаторов побочного действия пестицидов нами были выбраны напочвенные хищные насекомые, в частности жужелицы и пауки. Количественный учет полезной биоты в агроценозе горчицы с предпосевной обработкой семян показал, что наибольшее снижение численности энтомофагов (в 2,2 раза) и пауков (в 4 раза) по сравнению с контрольным вариантом происходило на варианте с инкрустацией семян фураданом. Более мягким воздействием на энтомокомплекс характеризовались варианты с применением круйзера и смесевой композиции круйзера и флавобактерина. Круйзер, при использовании его в чистом виде снижал численность пауков почти в 1,9 раза, чего не наблюдалось на варианте с применением смеси пестицида с удобрением.

Нами установлено, что вегетационные опрыскивания посевов горчицы сарептской микробиологическим инсектицидом бациколом не влияли на численность полезной энтомофауны, тогда как при обработках химическими препаратами (фастак, фуфанон, маврик, актара) происходило снижение численности энтомофагов и опылителей более, чем в 1,5-2 раза по сравнению с необработанным контролем. Из препаратов химического синтеза наименьшим отрицательным воздействием на энтомофагов обладал инсектицид актара, на опылителей - маврик. Меньше всего энтомофагов и опылителей наблюдалось на варианте с обработкой баковой смесью фуфанон+фастак.

7. Экологизация защиты полевых культур

7.1 Влияние лесных полос на численность и пространственное распределение энтомофауны

Поскольку лесомелиоративное обустройство аграрных территорий является одним из определяющих принципов экосистемной защиты растений, необходимо иметь информацию о влиянии лесных полос на численность и распределение насекомых в агроценозах, что позволит получить дополнительные сведения об их экологии и оптимизировать системы защиты сельскохозяйственных культур.

Исследования проводили в полупустынной зоне светло-каштановых почв (Светлоярский район Волгоградской области) в пшеничных и горчичных агроценозах, расположенных в системе вязовых 5-рядных лесополос со смородиной золотой. Анализ многолетних данных свидетельствует о том, что в целом численность вредного комплекса на полях озимой пшеницы и горчицы сарептской в системе лесных полос ниже, чем в открытых агроценозах (табл. 2).

Таблица 2 -Численность членистоногих в лесозащищенных и открытых зерновых и горчичных агроценозах, в среднем за 1996-2000 гг.

Лесомелиоративное обустройство агроценозов озимой пшеницы и горчицы сарептской способствовало снижению численности вредного комплекса в среднем на 18,4% и повышению плотности энтомофагов в 1,5-3,9 раза по сравнению с необлесенными полями. Появление богатой трофической базы для дополнительного питания, сети разнообразных и взаимосвязанных экологических ниш в сочетании с рядом других позитивных факторов создавало оптимальные условия для существования жизнеспособных популяций полезной биоты, что адекватно сказывалось на ее численности. В горчичных лесозащищенных агроценозах численность энтомофагов составляет 25,3-41,4 тыс. экз./га, что в 1,6-3,9 раза превышает аналогичный показатель на необлесенных полях. Следует отметить, что плотность полезной энтомофауны в горчичных агроценозах, особенно паразитов в период цветения культуры, значительно выше по сравнению с зерновыми агроценозами. На цветущей горчице можно встретить многих энтомофагов зерновых культур, таких как Telenomus chloropus Thoms., Trissolcus grandis Thoms., Ooencirtus telenomicida Vass., Collyria coxator Vill., Sphaerorophoria scipta L., Eupteromalus sp., Bracon sp., Syrphus ribesii L., S. аrcuatus Fall., S. luniger Mg., Episyrphus sp. и др.

Нами установлено, что для лесозащищенных полей характерна ярко выраженная агрегированность вредных насекомых в зонах, прилегающих к лесополосам (рис. 14), что свидетельствует о возможности ограничения химической борьбы с ними краевыми обработками посевов. В связи с меньшим отрицательным влиянием краевых обработок на полезную энтомофауну по сравнению со сплошными, следует рассматривать этот прием локального способа применения инсектицидов в экологическом отношении как наиболее приемлемый.

Рисунок 14 - Численность основных вредителей горчицы сарептской в различных зонах поля в фазу розетки, экз./м²

7.2 Агротехнические приемы как экологический фактор регулирования численности и развития вредных объектов.

7.2.1 Роль сорта в оптимизации фитосанитарного состояния агроэкосистем

Оценка энтомоустойчивости и болезнеустойчивости сортов зерновых культур проводилась нами на посевах озимой пшеницы, яровой пшеницы, ярового ячменя в Волгоградском филиале ФГУ «Госсорткомиссия РФ по испытанию и охране селекционных достижений» в естественных условиях при реальных инфекционных нагрузках в период 2000-2006 гг. Проведена оценка поврежденности различных сортов зерновых культур клопом-вредной черепашкой, хлебными жуками, стеблевыми хлебными пилильщиками, злаковыми мухами и пораженности растений бурой ржавчиной, септориозом, мучнистой росой.

Как показали наши исследования, процент поврежденности зерен различных сортов озимой пшеницы клопом-вредная черепашка варьировал в годы исследований от 1,4 до 3,5 (табл. 3).

Таблица 3 - Повреждаемость различных сортов озимой пшеницы вредителями и болезнями (2000-2006 гг.), %

?разности между средними по вариантам в годы исследований статистически доказаны на 5%-ном уровне значимости

Наибольшая поврежденность зерен отмечалась на сортах Волгоградская 84 и Донской Маяк (3,1%), Мироновская юбилейная (3,0%), Прикумская 140 (2,8%). В отдельные годы в сильной степени повреждались Дар Зернограда (3,0%), Дон 93 (2,9%) и Дон 95 (3,6%). Наименьшая поврежденность зерен наблюдалась на сортах Зарница (1,5%) и Ермак (1,6%), относящихся к разновидности эритросперум. Короткостебельные сорта озимой пшеницы повреждались хлебными пилильщиками в большей степени, чем среднерослые. Так, у короткостебельных сортов повреждалось в среднем от 5,3 (Зерноградка 10) до 6,0% (Ермак) стеблей. Наибольшей устойчивостью к стеблевым пилильщикам обладает сорт Прикумская 140. В среднем за 3 года исследований поврежденность стеблей у этого сорта составила 1,3%. Высокая устойчивость этого сорта к внутристеблевым вредителям связана с заполненностью соломины паренхимой, что снижает интенсивность яйцекладки самок и затрудняет питание личинок. Поврежденность среднерослых сортов варьировала в среднем от 4,0 (Волгоградская 84) до 5,3% (Дон 93).

При изучении устойчивости различных сортов озимой пшеницы к листостеблевым инфекциям установлено, что этот показатель варьирует в диапазоне от средней устойчивости до сильной восприимчивости. Восприимчивыми к бурой ржавчине оказались сорта Волгоградская 84 и Мироновская юбилейная (10,0-12,5% пораженных растений). Причем, в годы со слабым проявлением этого заболевания на посевах озимой пшеницы (2002 и 2004 гг.), пустулы ржавчины наблюдались только на этих сортах. В большей степени восприимчивыми к септориозу оказались сорта Прикумская 140 и Мироновская юбилейная, пораженность растений у которых составляла 26,3 и 20,0% соответственно. Большой процент пораженных растений наблюдался на тургидной пшенице Новинка 4 - 25,0%. Сорт Донской Маяк, по данным оригинатора (ВНИИ сорго и других зерновых культур), устойчив к септориозу, что подтверждается нашими исследованиями.

За годы исследований стабильно высоко повреждались клопом-вредная черепашка зерна яровой пшеницы сорта Людмила - до 3,0% (табл. 4). Поврежденность остальных сортов была в 1,3-2,8 раза ниже. Наибольшей устойчивостью отличались сорта Прохоровка (0,9%), Саратовская 70 (1,0%), Альбидум 28 и Альбидум 29 (1,1%). Следует отметить, что среди изучаемых образцов абсолютно неповреждаемых сортов черепашкой не обнаружено.

Таблица 4 - Повреждаемость различных сортов яровой пшеницы вредителями и болезнями (2000-2006 гг.), %

? разности между средними по вариантам в годы исследований статистически доказаны на 5%-ном уровне значимости

Анализируя поврежденность зерен хлебными жуками можно отметить высокий процент поврежденных зерен у сортов твердой пшеницы, таких как Саратовская золотистая (6,0%), Краснокутка 10 (5,9%) и Людмила (5,8%). Наименьшая поврежденность отмечена у сортов Саратовская 70 (3,6%), Прохоровка и Альбидум 188 (3,8%).

Процент поврежденности растений яровой пшеницы различных сортов стеблевыми хлебными пилильщиками варьировал в годы исследований от 0,5 до 10,0. В значительной степени личинками повреждалась растения сорта Краснокутка 10 (7,0%), в наименьшей степени - Альбидум 28 и Саратовская 70 (5,5%). В целом же можно отметить бьльшую поврежденность пилильщиками яровой пшеницы по сравнению с озимой, что связано, видимо, с сопряженностью фенологии развития вредителя и кормового растения. Наши учеты и наблюдения повреждаемости злаковыми мухами различных сортов яровой пшеницы, включенных в Госреестр по Нижневолжскому региону показали, что в большей степени повреждались шведскими мухами растения сортов Альбидум 28 и Альбидум 29 (20,0-20,5%), гессенской мухой - Камышинская 3 (4,5%) и Альбидум 29 (3,8%). Наиболее устойчивым к повреждению злаковыми мухами оказался сорт Саратовская 60.

Среди изученных сортов нами были выделены сорта Камышинская 3, Альбидум 29, Л-503 и Альбидум 28, обладающие значительной (31,3-48,1%) восприимчивостью к бурой ржавчине. Высокой устойчивостью характеризуются сорта Прохоровка и Саратовская золотистая - 1,3 и 2,5% пораженных растений соответственно. Незначительно повреждались растения сорта Краснокутка 10 (3,6%) и Людмила (7,5%). В большей степени восприимчивыми к мучнистой росе оказались сорта Л-503 - 33,3% пораженных растений и Камышинская 3 (28,3%). Незначительные процент поражения растений отмечался у сортов Саратовская золотистая (1,7%) и Краснокутка (3,3%). На растениях сорта Прохоровка признаки поражения мучнистой росой за годы исследований не обнаружены.

7.2.2 Роль удобрений в повышении устойчивости растений к вредителям

Исследования влияния минеральных удобрений на заселенность полей основными вредителями и их вредоносность проводились нами на протяжении 2003-2005 гг. в агроценозах озимой пшеницы. На контрольных вариантах удобрения не вносились, на вариантах с удобрениями проводили припосевное внесение двойного суперфосфата из расчета 20 кг д.в./га и весеннюю подкормку растений в фазу кущения 10 %-ным раствором мочевины.

Как показали наши исследования, на удобренном фоне происходило снижение численности клопа - вредной черепашки в среднем на 19,1% по сравнению с контролем. Заселенность колосьев личинками трипса на вариантах с удобрениями снижалась на 26,9% по сравнению с контрольными. Оценка поврежденности зерна личинками трипса по вариантам опыта показала, что на удобренном фоне отмечена тенденция к сокращению доли поврежденных зерен, а также существенные изменения в структуре поврежденности зерна в направлении увеличения доли слабо поврежденных зерен и сокращения - поврежденных в сильной степени. Увеличение густоты стеблестоя на удобренных вариантах в среднем на 58 продуктивных стеблей/мІ по сравнению с контролем обеспечило достоверное сокращение процента поврежденных стеблей личинками пилильщика (таблица 5). Улучшение условий для роста и развития растений обусловило также и снижение влияния вредителя на массу зерна за счет увеличения устойчивости растений. Так, на вариантах с внесением удобрений поврежденность стеблей оказалась в 1,2 раза ниже, чем в контроле, что позволило снизить влияние пилильщика на массу зерна в 1,6 раза.

Нами установлено положительное влияние микробиологического удобрения флавобактерина на рост, развитие, продуктивность горчицы сарептской. Ввиду более интенсивного развития растений и увеличения их компенсаторных способностей предпосевная обработка семян флавобактерином повышала устойчивость растений к повреждению крестоцветными блошками; на удобренных вариантах численность вредителя снижалась в среднем на 31,0%, поврежденность растений - на 9,6% относительно контроля. Растения на вариантах с удобрением были более развиты, имели большую массу листьев и стебля, продолжительную и интенсивную работу фотосинтетического аппарата по сравнению с контрольными растениями. Прибавка урожая на вариантах с флавобактерином составляла до 0,23 т/га по сравнению с контролем, отмечалось также улучшение качества семян.

Таблица 5 - Влияние минеральных удобрений на поврежденность озимой пшеницы стеблевым хлебным пилильщиком, в среднем за 2003-2005 гг.

7.3 Микробиологический контроль листогрызущих вредителей

Горчица - масличная культура, применение на которой химических средств защиты крайне нежелательно. Нами рассмотрена результативность использования отечественного микробиологического препарата бацикол против листогрызущих вредителей горчицы сарептской. Полученные данные наглядно показывают (табл. 7), что применение бацикола во всех рецептурных формах привело к снижению численности вредителей на уровне, не уступающим химическим инсектицидам.

Таблица 6 - Биологическая эффективность бацикола против листогрызущих вредителей горчицы сарептской, в среднем за 1999-2001 гг., %

С увеличением концентрации бацикола гибель насекомых ускорялась. Очень важно, что растения, обработанные биопрепаратом, не заселялись вредителем, как это происходило на вариантах с применением фастака (рис. 15).

Рисунок 15 - Численность крестоцветных блошек по дням учета после применения пестицидов, экз./м²

7.4 Использование микробиологических фунгицидов и природных индукторов иммунитета растений

На современном этапе большинство пахотных почв Волгоградской области заселены доминирующим возбудителем фузариозно-гельминтоспориозных заболеваний - грибом Bipolaris sorokiniana, вследствие чего зерновые злаковые культуры на значительных массивах возделываются ежегодно на инфекционном фоне различной интенсивности. Ситуация усугубляется характерным для Нижнего Поволжья дефицитом влаги в ранневесенний и летний периоды, что приводит к усилению агрессивности и вредоносности фитопатогенов, и особенно - фузариозно-гельминтоспориозных корневых гнилей, степень развития которых зависит от степени заселенности почв возбудителями. В связи с этим очевидна важность оздоровления почв для снижения отрицательного влияния корневых гнилей на формирование элементов структуры урожая зерновых культур. Эта проблема может быть в значительной мере решена путем использования препаратов на основе бактерий рода Pseudomonas, которые способны подавлять почвенные фитопатогены, тем самым приводя к улучшению фитосанитарной обстановки почвы.

В рамках исследовательской работы в вегетационных сезонах 2003-2006 гг. осуществлено сравнительное испытание препаратов биологического и иммунокорректирующего действия в агроценозах зерновых колосовых культур - на озимой и яровой пшенице, яровом ячмене. Для предпосевной обработки семян и вегетационных опрыскиваний зерновых культур применяли бинорам и биосил. В качестве химических эталонов использовали витасил, суми-8 ФЛО, витавакс 200. В результате исследований установлено положительное влияние используемых биологических средств на рост и развитие растений. Анализ фитосанитарного состояния подземных органов проростков пшеницы и ячменя свидетельствовал об эффективности биопрепаратов против фузариозно-гельминтоспориозных корневых гнилей. Учеты развития корневой гнили в период 2004-2006 гг. показали, что обработки семян зерновых культур бинорамом и биосилом снижали индекс развития болезни первичных корней и колеоптиля в среднем в 1,8-2,1 раза по сравнению с контролем.

Выявлена положительная тенденция снижения развития септориоза и мучнистой росы под влиянием испытываемых средств.

Увеличение урожая яровой пшеницы и ярового ячменя и в среднем за годы исследований на вариантах с бинорамом по сравнению с контролем составило соответственно 0,2 т/га, на озимой пшенице - 0,3 т/га. На вариантах с использованием биосила прибавка урожая составляла: на озимой пшенице - 0,1 т/га, на яровой пшенице и яровом ячмене - 0,2 т/га. Прибавка урожая на вариантах с использованием химических средств защиты была на уровне или несколько ниже, чем при использовании биопрепаратов (рис. 16).

Рисунок 16 - Влияние биопрепаратов и пестицидов на урожайность зерновых культур, в среднем за 2004-2006 гг.

Отмечено положительное влияние биопрепаратов на качественные показатели зерна озимой и яровой пшеницы. Так, содержание клейковины в зерне, собранном с вариантов, обработанных бинорамом, увеличивалось на яровой и озимой пшенице в среднем на 5,2%, биосилом - на 7,2 и 8,5% соответственно по сравнению с контролем. В целом, использование бинорама и биосила способствовало получению зерна 1-го класса.

7.5 Рациональные приемы использования пестицидов в агробиоценозах

7.5.1 Предпосевная обработка семян

Наиболее безопасным в экологическом отношении приемом использования инсектицидов является временная токсикация всходов. Высокая эффективность предпосевной обработки семян пестицидами на фоне удобрений может быть проиллюстрирована нашими исследованиями в агроценозах горчицы сарепской.

Наибольшая эффективность по снижению численности и вредоносности фитофагов отмечена на варианте с применением круйзера - 93,5-97,6% против крестоцветных блошек и 98,4% против восточного горчичного листоеда. Фурадан снижал численность крестоцветных блошек в среднем на 87,1%, восточного горчичного листоеда - в среднем на 83,4%. По истечении 3-х недель после массовых всходов, наибольший защитный эффект проявился на вариантах с использованием круйзера, где численность основных вредителей была в среднем на 48,5% ниже, чем в контроле, тогда как фурадан своего защитного действия в этот период не проявлял.

7.5.2 Краевые обработки посевов

Как показали наши исследования, и краевые, и сплошные обработки посевов озимой пшеницы инсектицидами вызывали снижение численности хищных насекомых. В то же время краевые обработки не оказывали заметного влияния на динамику численности энтомофагов всего поля в целом. Так, при краевых обработках снижение численности полезной энтомофауны наблюдалось только в местах применения инсектицидов, причем она сравнительно быстро восстанавливалась за счет притока из необработанных частей поля, а также из соседних стаций. Иная ситуация складывается при сплошной обработке поля. Здесь на 7-й день после опрыскивания в краевой и серединной его полосе численность хищных членистоногих оказалась ниже по сравнению с контролем соответственно на 73,6% и 75,1%. Спустя 14 дней после обработки в серединной части поля численность хищных видов насекомых восстановилась лишь на 46,6%. Восстановление численности хищников происходило в среднем через три недели.

7.5.3 Комплексное использование пестицидов и биопрепаратов

Стремление к ослаблению неблагоприятного воздействия пестицидов на экосистемы привело к идее одновременного применения химических и биологических агентов в агроценозах зерновых культур и горчицы сарептской.

В своей работе мы проводили испытания смеси бацикола с фастаком при уменьшенной вдвое нормой расхода инсектицида (0,075 л/га) против комплекса листогрызущих вредителей горчицы. Для учета возможного проявления синергического эффекта оценивали также воздействие на популяции насекомых каждого из компонентов смеси отдельно. В результате проведенных исследовании, нами установлено, что смесь бацикола и фастака в малотоксичных дозировках оказалась наиболее результативной из всех вариантов опыта; фактическая смертность вредителей (96,4-99,1%) была гораздо выше расчетной, что свидетельствует о взаимно усиливающем действии препаратов.

При использовании в агроценозах зерновых культур смесевых композиций биопрепаратов биосил, бинорам с химическими протравителями фунгицидного действия (со сниженными на 25% нормами расхода) установлено их положительное влияние на всхожесть, развитие, сохранность растений к уборке, урожайность и качественные показатели продукции (табл. 7).

Выявлена положительная тенденция снижения развития корневых гнилей и листостеблевых инфекций под влиянием используемых баковых смесей. Наибольшей эффективностью отличались в годы исследований композиции с биосилом.

Таблица 7- Элементы структуры и качество урожая озимой пшеницы, в среднем за 2004-2006 гг.

НСР05 2004 г. 2005 г 2006 г.

Озимая пшеница 0,26 0,28 0,26

Яровая пшеница 0,01 0,06 0,04

Яровой ячмень 0,04 0,02 0,10

7.6 Эффективность использования современных инсектицидов для защиты горчицы сарептской от вредителей

Эффективность биологических и химических инсектицидов и их баковых смесей против комплекса вредителей горчицы в годы исследований находилась на уровне 91,3-99,6%. Наибольшую эффективность в отношении комплекса вредителей проявили инсектициды актара и маврик. Урожай, полученных с этих делянок, был наибольшим и составлял в среднем на вариантах с использованием микробиологического удобрения 1,65 и 1,63 т/га, на вариантах без удобрения - 1,39 и 1,38 т/га соответственно. Самая низкая урожайность горчицы была на вариантах с обработкой растений фастаком.

8. Эколого-экономическая оценка эффективности используемых средств защиты растений

С точки зрения экологической оценки использованных приемов и средств, следует отметить, что применение микробиологических удобрений, биологических препаратов фунгицидного действия и природных индукторов иммунитета способствует сохранению биологической активности, супрессивности и фитосанитарного состояния почв, а также направлено на пролонгированный эффект саморегуляции организмов в агроценозах. Агротехнические мероприятия (внесение удобрений, использование устойчивых сортов) формируют неблагоприятные условия для вредных организмов, повышают устойчивость растений и активность природных популяций энтомофагов. Лесомелиоративное обустройство территории способствует поддержанию стабильности биотических сообществ и обеспечению долгосрочной стабилизации фитосанитарной обстановки агроценозов. В системах защиты растений следует отдавать предпочтение препаратам с наименьшим отрицательным воздействием на полезных обитателей агроценозов, а также шире использовать возможности биологического метода борьбы с вредными насекомыми. Для повышения экономической эффективности и снижения негативного влияния на агробиоценозы целесообразно применять смесевые композиции пестицидов с биопрепаратами.

Для расчетов экономической эффективности возделывания зерновых культур и горчицы сарептской были определены производственные расходы на гектар посева в соответствии с технологическими картами. При этом затраты по вариантам различались по стоимости удобрений и пестицидов, числу обработок, норме внесения. Экономическая эффективность используемых средств зависела от величины дополнительных затрат, связанных с применением агрохимикатов и пестицидов, затрат на уборку дополнительного урожая, прибавки урожая и его стоимости. Стоимость дополнительного урожая рассчитывали по закупочной цене реализации 3500 руб. за 1 т маслосемян горчицы, 2800 руб. за 1 т зерна ярового ячменя. Цена реализации озимой и яровой пшеницы рассчитывалась исходя из качественных характеристик, и составляла соответственно в среднем 4484,2 и 3772,5 руб. за 1 т.

С экономической точки зрения, по размеру прибыли в расчете на 1 т продукции большое преимущество имеет обработка семян горчицы сарептской микробиологическим удобрением флавобактерин. При возделывании горчицы в 2001 году наиболее рентабельным был именно этот вариант - 214,32%, обработки инсектицидами против комплекса вредителей, хотя и приводили к повышению урожайности культуры, но уровень рентабельности за счет высоких дополнительных затрат был ниже - от 98,21 до 205,47%. По результатам 1999-2000 гг., характеризующимся среднестатистическими условиями производства, использование всех инсектицидов, кроме маврика, было экономически выгодным. На вариантах с использованием актары, фастака и смесевой композиции бацикол+фастак отмечен наивысший уровень рентабельности. Применение круйзера для инкрустации семян в сложившихся условиях экономически менее выгодно, чем использование вегетационных обработок вышеназванными инсектицидами.

При проведении предпосевной обработки семян зерновых культур против комплекса болезней наилучшие результаты получены на вариантах с применением биологических препаратов бинорам и биосил. Так, использование бинорама на озимой пшенице приводило к увеличению урожайности в среднем на 0,35 т/га и росту качественных характеристик зерна в среднем на 1,7% по сравнению с контролем; уровень рентабельности по чистому доходу составлял 284,6% (в контроле - 262,6%). На втором месте по рентабельности были варианты с применением биосила (предпосевная обработка семян+двукратная вегетационная обработка растений) - 277,5%. Уровень рентабельности на вариантах с использованием химических средств защиты растений (суми-8, витасил) составил в среднем 258,44%. На яровой пшенице и яровом ячмене уровень рентабельности на вариантах с бинорамом составлял 75,7% и 83,0%, биосилом - 67,9% и 82,6%, витасилом - 53,5% и 73,3% соответственно (в контроле 59,8% и 76,0%). Несколько пониженная рентабельность при использовании химических фунгицидов объясняется их стоимостью, а также низким уровнем развития комплекса заболеваний зерновых культур в годы исследований.

Выводы

1. Разработана и обоснована система оптимизации фитосанитарного состояния агроценозов, обеспечивающая активизацию, индукцию механизмов их саморегуляции, повышение адаптивных свойств посевов путем модификации структуры агроландшафта и посредством использования агротехнических мероприятий, биологических средств защиты растений, рационального использования пестицидов. С биоценотических позиций решение проблемы саморегуляции агроценозов и управления их фитосанитарным состоянием невозможно без экологического мониторинга, начальным этапом которого является инвентаризация биотических компонентов, в том числе энтомофаунистических и микрофлористических популяций. Экологической основой фитосанитарной оптимизации агробиоценозов является изучение и использование существующих биоценотических связей и взаимоотношений между их отдельными компонентами.

2. Видовой состав насекомых, выявленных в зерновых агроценозах, представлен 287 видами. Лидирующее по количеству видов место среди экологических групп принадлежит энтомофагам - 191 вид, или 61,72% от общего состава энтомокомплекса и фитофагам - 96 видов, или 33,10%. Наиболее представленными группами среди растительноядных видов являются листогрызущие и сосущие вредители генеративных органов - по 26 видов (27,08% от общего количества фитофагов). К вредителям внутристеблевым и повреждающим корневую систему относится по 14 видов, что составляет 14,58%. Несколько меньше видов относится к грызущим вредителям генеративных органов - 10 видов, или 10,41%. Минирующие мухи (минеры) составляют 6,25% от общего количества фитофагов. Небольшую представленность имеет группа сапрофагов и некрофагов, ее участие в составе энтомокомплексов не превышает 1,72% от общего состава комплекса. Доля прочих видов также незначительна - 3,44%. Среди фитофагов соотношение количества видов по отрядам от общего количества выглядит следующим образом: Coleoptera - 29,16%, Orthoptera - 18,75%, Diptera - 14,58%, Hemiptera - 13,54%, Homoptera - 9,37%, Lepidoptera - 10,41%, Thysanoptera - 3,13%, Hymenoptera - 2,08%.

Установлены доминантные виды вредителей, уточнены их эколого-биологические особенности, встречаемость и вредоносность, фенология развития вредителей и их энтомофагов, проведен анализ сезонной и многолетней динамики численности насекомых. Установлен видовой состав энтомофагов, трофически связанных с основными вредителями в течение совместного пребывания в зерновых агроценозах и выявлены наиболее эффективные в условиях данного региона виды.

3. Видовой состав насекомых, выявленных в горчичных агроценозах, представлен 381 видами. Наиболее представлены группы фитофагов и энтомофагов - 314 видов, или 82,4% от общего количества видов. Доля растительноядных насекомых (103 вида) составляет 27,03% от общего состава энтомокомплекса. Фитофаги подразделяются на 6 экологических групп: листогрызущие (47 видов), сосущие (18 видов), вредители генеративных органов (17 видов), вредители корневой системы (15 видов), минеры (5 видов), внутристеблевые (1 вид). Соотношение количества видов фитофагов по отрядам от общего количества выглядит следующим образом: Coleoptera - 47,57%, Orthoptera - 17,47%, Hemiptera - 14,56%, Lepidoptera - 10,67%, Diptera - 5,82%, Homoptera - 1,94%, Thysanoptera - 0,97%, Hymenoptera - 0,97%. Набольшее число видов энтомофагов (84) относится к отряду Hymenoptera; отряд Coleoptera включает 78 видов, Diptera - 21 вид, Hemiptera - 11. Несколькими видами представлены отряды Neuroptera (3), Mantoptera (2), Orthoptera (2). Определены доминантные виды вредителей, уточнены их эколого-биологические особенности, встречаемость, вредоносность, фенология развития, проведен анализ сезонной и многолетней динамики численности насекомых.

На основании данных вредоносности крестоцветных блошек рекомендуется пересмотреть уровень ЭПВ для этих вредителей в сторону увеличения или рассматривать в качестве показателя, свидетельствующего о необходимости проведения защитных мероприятий повреждение 20-25% листовой поверхности. При этом, безусловно, необходимо учитывать динамику численности и активности жуков, которая во многом определяется погодными условиями, складывающимися в период и...