Введение к работе
Актуальность темы. Паразитизм и хищничество являются неотъемле-мой частью эволюционного процесса в органическом мире. Однако в сель-ском хозяйстве, в садоводстве в частности, паразито-хозяинные взаимоотно-шения вредных организмов и их растений-хозяев приводят к значительному снижению продуктивности насаждений. Знание состава организмов, встреча-ющихся на культуре, их паразито-хозяинных взаимоотношений и факторов, влияющих на изменение их популяций, является исходным моментом в раз-работке мероприятий по защите культуры и, в особенности современного ин-тегрированного управления вредными и полезными организмами.
Большинство членистоногих фитофагов, встречающихся на смородине черной и землянике садовой, являются типичными представителями парази-тических организмов, учитывая многообразие типов и форм проявления па-разитизма по определениям известных ученых (Скрябин и др., 1934; Бекле-мишев, 1964; 1994; Одум, 1986; Скрябин, 1991). Регуляция их численности и снижение вредоносного воздействия на культурные растения является одной из важнейших задач в садоводстве.
В настоящее время для предотвращения потерь урожая от членисто-ногих фитофагов неоднократно приходится применять химические средства защиты в агробиоценозах, в том числе высокоперсистентные синтетические пестициды. Это создает угрозу экологической безопасности выращиваемых фруктов, ягод и продуктов их переработки, особенно при производстве дие-тической продукции, к которой относятся ягоды смородины и земляники. Применение на них пестицидов, из-за опасности отравления ягодами этих культур, имеет серьезное ограничение. Однако без необходимых защитных мероприятий ставится под угрозу даже получение минимального урожая. На-ибольшую опасность при этом представляют ряд трудноподавляемых парази-тов, имеющих несколько поколений в год и непрерывно размножающихся в течение вегетации. К ним относятся почковые и паутинные клещи, галлицы, стеклянница, тли, реверсия, американская мучнистая роса (смородина); зем-ляничный и паутинные клещи (земляника) (Савздарг, 1960; Натальина, 1963; Метлицкий и др., 2005; Зейналов, 2006; McMurty et al., 1978; Labanowska, Gajek, 2001; Easterbrook, 2003).
С другой стороны, частое применение химических средств защиты ра-стений вне зависимости от плотностей популяций вредных организмов и их естественных врагов привели к подавлению полезной фауны, вспышкам вре-доносности ранее малозначимых артропод, отбору резистентных к пестици-дам форм фитофагов и патогенов, первоначально ими подавлявшихся, за-грязнению ягод и окружающей среды токсическими остатками. Возросли по-тери продукции, появились и распространились новые вредные организмы.
Весьма актуальной стала проблема поиска новых подходов и направле-ний в защите смородины и земляники от вредных организмов, в особенности защита насаждений земляники садовой от вредоносных земляничного и пау-тинных клещей, против которых направляется не менее 3/4 обработок прово-димых в борьбе с фитофагами и в связи с крайне ограниченными возможно-стями химической борьбы с ними с помощью допущенных к применению в РФ инсектоакарицидов. Было очевидно, что вредные организмы в агробиоце-нозах следует не уничтожать посредством сильнодействующих неизбира-тельных приемов, а управлять их популяциями с помощью комплекса допол-няющих друг друга методов с предпочтением естественных регулирующих факторов, в том числе использование потенциала природных энтомо-акари-фагов и путем искусственной колонизации паразитоидов и хищников члени-стоногих фитофагов. Для этого требовалась обширная информация не только об отдельных группах фитофагов и патогенов культуры и их антагонистов, но и обо всей их совокупности во взаимодействии с регулирующими их факторами в экосистемах (Бегляров, 1985; Жученко, 1998; Захаренко, 1998).
Возникла необходимость создания системы с прогрессивными элемен-тами природоохранной защиты насаждений смородины и земляники, позвол-яющей повысить урожайность растений, резко снизить пестицидную нагруз-ку и экологизировать системы защиты от вредных организмов.
Цель и задачи исследований. Целью исследований стало изучение па-разито-хозяинных взаимоотношений и разработка научных основ экономи-чески оправданных систем экологически безопасной интегрированной защи-ты смородины черной и земляники садовой от комплекса наиболее опасных членистоногих фитофагов.
В задачи исследований входило:
-
Изучить видовой состав членистоногих на смородине в Нечерноземье, оценить факторы, влияющие на их популяции и распространение в современных условиях.
-
Обобщить и уточнить фитосанитарную значимость и комплексную вредоносность основных групп вредных членистоногих смородины, их взаимоотношение с паразитами, хищниками, патогенами и сорняками.
-
Предложить научно-обоснованную систему комплексного мониторин-га основных вредных организмов.
-
Разработать организационно-агротехнические обоснования для интег-рации мероприятий по регуляции численности членистоногих фитофа-гов в агробиоценозах смородины и уточнить особенности применения и спектр действия основных групп разрешенных к применению на культуре пестицидов.
-
Обосновать и предложить концепцию рациональной биологической ре-гуляции численности фитофагов в агробиоценозах смородины.
-
Определить роль сорной растительности в паразито-хозяинной экосис-теме, пути её подавления и возможности использования микроудобре-ний в системе интегрированной защиты смородины от вредных орга-низмов.
-
Разработать системы экологически безопасной интегрированной защи-ты смородины от вредных организмов с оценкой её биологической и экономической эффективности.
-
Обосновать и разработать высокоэффективную усовершенствованную технологию биологической защиты земляники садовой от землянично-го клеща.
-
Обосновать и разработать методы комплексной биологической регуля-ции численности паутинных клещей на землянике садовой.
-
Оценить экономическую эффективность биологического метода борьбы с земляничным и паутинными клещами на садовой землянике.
Научная новизна исследований. Наиболее полно изучен видовой сос-тав членистоногих на смородине черной в Подмосковье (из 166 видов насеко-мых и клещей – 11 ранее не были зарегистрированы на культуре в мире, 31– в РФ, 56 – в данном регионе) и артропод – фитофагов в Кировской области (95 видов). Определены особенности пищевой и органотропной специализа-ции, фитосанитарный статус обнаруженных членистоногих фитофагов (особо опасные – 17 видов, опасные – 23 вида, спорадически опасные – 18 видов, малозначимые – 44 вида) и динамика развития массовых паразитов сморо-дины черной (Aphididae, Cecidomyiidae, Eriophiidae, Tetranychidae и др.).
Выявлены главнейшие паразиты (20 видов) и хищники (39 видов) чле-нистоногих фитофагов смородины, установлены их паразито-хозяинные вза-имоотношения, взаимоотношения с патогенами и сорной растительностью. Для условий Нечерноземья разработана принципиально новая схема монито-ринга с учетом особенностей агробиоценоза и фенологического развития от-дельных опасных видов (Synanthedon tipuliformis Cl., Dasyneura tetensi Rbs., Resseliella ribis Marik., Cecidophyopsis ribis Westw. и др.) и групп членистоно-гих на смородине черной (клещи, тли, галлицы, листовертки, пилильщики и др.).
Обоснована и предложена концепция интегрированного управления вредными и полезными организмами в агробиоценозах смородины черной, на основе которой разработана система, включающая способы комплексной экологически безопасной защиты культуры от вредных организмов (патент РФ № 2312500), в том числе биологический метод регуляции численности паутинных клещей с использованием Phytoseiulus persimilis (Athias-Henriot) (патент РФ № 2312502) и биологический метод борьбы с тлями на смородине способом расселения паразитического наездника Aphidius colemani (Vier.) (патент РФ № 2312501).
Впервые в РФ предложен «индекс толерантности» для комплексной оценки полевой сортоустойчивости смородины черной к вредным организ-мам и выявлены наиболее устойчивые сорта: Белорусская сладкая, Кипиана, Рахиль, Шаровидная.
Разработана и предложена для условий Нечерноземья экономически обоснованная система биологической защиты земляники садовой открытого грунта от клещей – фитофагов с использованием хищного клеща Neoseiulus cucumeris (Oud.) в борьбе с земляничным клещом Phytonemus pallidus spp. fragariae Zimm. (патент № 2201080), хищных фитосейид Ph. persimilis и N. cucumeris в борьбе с паутинными клещами, а для одновременного подав-ления комплекса указанных фитофагов принципиально новая технология совместного внесения Ph. persimilis и N. cucumeris.
Основные положения, выносимые на защиту:
-
Особенности паразитизма и хищничества, закономерности изменения видового состава и факторы, оказывающие влияние на распростране-ние и популяционные процессы членистоногих в агробиоценозах смо-родины.
-
Биологическая и экономическая значимость наиболее распространен-ных и вредоносных групп членистоногих на смородине и землянике, их хищников и паразитов, паразито-хозяинных взаимоотношений между собой, с растениями-хозяевами и сорняками.
-
Научно-обоснованная система мониторинга и экологически безопасная система защиты смородины и земляники от наиболее опасных видов и групп членистоногих фитофагов.
-
Научно-технологические основы организационно-агротехнических ме-роприятий по регуляции численности фитофагов в агробиоценозах смородины, биологические и технологические особенности примене-ния основных групп пестицидов, разрешенных на смородине.
-
Современная экологически безопасная интегрированная система защи-ты смородины и земляники садовой от наиболее опасных членистоно-гих фитофагов, её биологическая, экологическая и хозяйственно-эконо-мическая эффективность.
Практическая ценность работы. Выявлены видовой состав и парази-то-хозяинные взаимоотношения членистоногих фитофагов и полезной фау-ны, предложены усовершенствованная система визуального фенологического мониторинга основных вредных организмов и методы управления их популя-циями в агробиоценозах смородины (комплексные организационно-агротех-нические, биологические, химические).
Разработана экологически безопасная интегрированная система защиты смородины черной от вредных организмов, обеспечивающая снижение пе-стицидной нагрузки в питомниководстве в 2–2,5 раза, в плодоносящих план-тациях до 5 раз, экологическую безопасность получаемой продукции и окру-жающей среды, продление продуктивного периода эксплуатации промыш-ленных насаждений в 1,5–2 раза, повышение урожайности растений более чем на 50% и рентабельности производства - более чем в 2 раза.
Предложен «индекс толерантности» позволяющий установить степень адаптивности сортов смородины и разработать методы их защиты от вред-ных организмов.
Детально разработана и предложена для практического использования технология применения хищных клещей – фитосейид в борьбе с землянич-ным и паутинными клещами на землянике садовой в условиях Нечерноземья, обеспечивающая снижение численности фитофагов до безопасного уровня и увеличение рентабельности производства до 63%.
На основе мониторинга популяций клещей – фитофагов, погодных условий, учета влияния сортов земляники, потенциала миграции хищников вдоль и поперек плантации подобраны оптимальные сроки, нормы, способы и частота выпуска последних.
Продемонстрирована возможность одновременного подавления земля-ничного и паутинных клещей путем совместного выпуска Ph. persimilis и N. cucumeris, а также хищного клеща неосейулюса, способного питаться как Ph. pallidus, так и Tetranychus spp.
Результаты проведенных исследований использованы при составлении 3-х методических указаний (17, 18, 39) по борьбе с вредными организмами в агробиоценозах смородины и земляники.
Личный вклад автора. Постановка проблемы, цель и задачи исследо-ваний, разработка программы исследований и её методологии, эксперимен-тальные работы, анализ и обобщение полученных результатов выполнены ав-тором лично. Отдельные разделы диссертации выполнены в сотрудничестве (доля участия автора не менее 75%) с с.н.с. Ю.И. Мешковым (ВНИИФ) (при-менение биоагентов против земляничного и почкового клещей на землянике и смородине в 1994-1998 годы) и с.н.с. Т.В. Сенновской (ВСТИСП) (приме-нение микроудобрений на смородине в 2003-2006 годы).
Апробация работы. Основные положения диссертации доложены на Международных конференциях: Новые перспективы в исследовании хитина и хитозана (Москва – Щелково, 1999), Земледельческая механика в растение-водстве (Москва, 2001), Роль сортов и технологий в интенсивном садовод-стве (Орел, 2003), Проблемы устойчивого развития садоводства Сибири (Бар-наул, 2003), Фауна, биология, морфология и систематика паразитов (Москва, 2006); Всероссийских конференциях: Взаимоотношения паразита и хозяина (Москва, 1998), Повышение эффективности садоводства в современных усло-виях (Мичуринск, 2003), Состояние и перспективы развития ягодоводства в России (Орел, 2006) и Всероссийских совещаниях: Молодые ученые садо-водству России (Москва, 1995), Актуальные вопросы теории и практики за-щиты плодовых и ягодных культур от вредных организмов в условиях много-укладности сельского хозяйства (Москва, 1998).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 48 печатных работ, из них 22 в ведущих рецензируемых научных журналах (в том числе 10 работ по биологии), две монографии и три методических указания (в соавторстве), получено 4 патента РФ на изобретения.
Объем и структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 6 глав (52 разделов), выводов и рекомендаций производству, списка использованных источников и 8 приложений.
Материалы диссертации изложены на 385 страницах машинописного текста, содержат 37 таблиц, 47 рисунков; список использованных источников включает 602 наименования, из которых 311 - зарубежная литература.
