Содержание к диссертации
Введение
1. Состояние изученности вопроса - обзор литературы .11
1.1.Экосистемный подход 12
1.2 Изучение сообществ 15
1.3.По пуляционный подход 19
2. Условия проведения, материалы и методы исследований. климатическая характеристика вегетационных сезонов в годы исследований 26
2.1.Материалы и методы исследований 26
2.2. Климатическая характеристика вегетационных сезонов в годы исследований результаты исследований 33
3. Биоэкологические особенности развития и хозяй ственное значение многоядных совок в Дагестане 33
3.1. Видовой состав совок в агроценозах южного Дагестана 33
3.2. Эколого-трофическая специализация и сезонная динамика наиболее вредоносных видов совок в условиях Дагестана, их фенологические особенности и сопряженность с растением -хозяином 39
4. Феромонный мониторинг и численность преимаги-нальных фаз многоядных совок в агроценозах южного Дагестана 84
5. Природные популяции трихограммы естественных биотопов южного дагестана 94
5.1. Определительная таблица Trichogramma pintoi Voegele 96
5.2. Методика применения трихограммы для защиты томата в условиях южного Дагестана 97
6. Экологическоеобоснование технологии применения инсектицидов различных химических классов в программах защиты томата от многоядных совок 102
6.1.Оценка эффективности применения химических и биологических инсектицидов в условиях южного Да
гестана 107
6.2. Совершенствование методов фитосанитарного мониторинга многоядных совок на овощных культурах 113
Заключение 122
Рекомендации производству 127
- Изучение сообществ
- Климатическая характеристика вегетационных сезонов в годы исследований результаты исследований
- Эколого-трофическая специализация и сезонная динамика наиболее вредоносных видов совок в условиях Дагестана, их фенологические особенности и сопряженность с растением -хозяином
- Определительная таблица Trichogramma pintoi Voegele
Изучение сообществ
Главные преимущества экологически безопасного земледелия состоят в том, что оно основано на использовании экосистемного подхода, рассматривает земледелие как один из видов хозяйственной деятельности, ориентируется на использование естественных природообразовательных процессов в повышении плодородия почв. Впервые определение экосистемы как совокупности живых организмов с их местообитанием было дано Тенсли в 1935г. При таком подходе в большей степени учитываются функциональные связи (цепи питания) живых организмов между собой и с окружающей средой, чем видовой состав сообществ и определение редких видов или колебания численности. Экосистемный подход на первый план выдвигает общность организации всех сообществ, независимо от местообитания и систематического положения входящих в них организмов (Макеева В.М. и др. , 1994, Рябинина З.Н.идр.,2011).
Развитие средств и методов борьбы с вредными организмами определяет различие подходов в системе защитных мероприятий. До 30-х годов 20-го столетия применялся исключительно ручной или механический сбор вредных насекомых в качестве метода борьбы. С развитием химии получил широкое распространение популяционно-полевой метод, когда с отдельным вредным объектом борются химическими средствами. При этом гибнут все остальные, зачастую полезные и безвредные, виды и не достигается полное уничтожение вредного объекта, так как вид приобретает новые формы устойчивости, а сама обработка растений является малоэффективной ввиду неточного ("среднего") определения сроков массовой обработки, когда определенный вред посевам уже нанесен.
Наиболее перспективным представляется экосистемный подход к защитным мероприятия, предусматривающий повышение устойчивости агробио-ценозов, их саморегуляцию, сохранение или активизацию механизмов биоценотической регуляции. Ряд исследователей показали, что новые агроцено-зы несущественно отличаются от природных биоценозов (Зубков А.Ф., 1997, Романов Е.М., 1995, Большаков В.Н. и др., 2009). На основе этих открытий внедрялись программы интегрированной системы защиты растений, предусматривающей формирование стабильных агроценозов с обширным исследованием полевых экосистем с целью сохранения саморегулирующихся целостных ранговых агроэкосистем-агробиоценозов. Первой и основной задачей, при этом, является управление или регуляция полевыми агробиоценоза-ми в системе сбалансированных полевых севооборотов. Отдельные аспекты антропогенного воздействия (посадка живых изгородей, лесополос, определенных культур, сортов, выбор агротехнических мероприятий и др.) являются актами регуляции, но не управления агробиоценозами. Борьба со злостными видами на уровне целостной популяции является 2-й основной задачей. Генетическая адаптивность вредных видов и потеря сортовой устойчивости остается постоянным объектом внимания в системе защитных мероприятий. Основными направлениями экосистемного подхода в защите растений являются: 1) организация мероприятий на уровне целостных агробиоценозов; 2) непосредственное воздействие на вредные организмы в элементарных экосистемных единицах; 3) борьба со злостными вредителями и фитопатогенами на популяционно-видовом уровне.
Вместе с тем, в экосистемном подходе находит приложение концепция го-меостаза (саморегуляции), из которой становится понятным, что нарушение регуляторных механизмов может привести к биологическому дисбалансу (Любченко О.В., Мамаев Ю.Ф. , 2002). Такой подход очень важен при разработке научно-обоснованной практики ведения сельского хозяйства. Каждый вредитель, и (или) какой другой вид насекомого проявляет определенные требования к условиям среды. Эти требования обусловлены наследственностью организма, так называемым экологическим стандартом, т.е. способностью вида предъявлять определенные требования к условиям существования. Чем большей приспособленностью обладает вид, тем шире его географическое распространение и тем меньше колебаний численности особей данного вида (Воловник СВ., 2007). У насекомых, равно как и у других живых организмов, наблюдается относительно неравномерное размножение на занятой ими территории. Как правило, лучшие условия для размножения вида находятся в так называемых естественных очагах, тогда как на периферии ареалов распространения вид с трудом поддерживает существование. Таким образом, каждый вид имеет свой жизненный оптимум, который образуется благоприятным сочетанием необходимых условий (температура, свет, влажность и пр.), а также равновесием в биоценозе (обеспеченность пищей, отсутствие естественных врагов и т.п.).
В амплитуде колебаний жизненных факторов различают три составляющих звена: минимум, оптимум и максимум. Размах амплитуды от минимума до максимума показывает экологическую пластичность вида, которая тем больше, чем дальше удалены друг от друга эти точки.
Способность вида к размножению принято называть биологическим потенциалом вида, а природные силы, снижающие этот биотический потенциал - сопротивлением среды, под которым понимается не только влияние экологических условий, но также и влияние естественных регуляторных механизмов и других неблагоприятных факторов (Campbell J.E.,2002, Андреева И.В.,2008).
Климатическая характеристика вегетационных сезонов в годы исследований результаты исследований
Территория южных районов Дагестана пригодна для интенсивного ведения земледелия только в условиях орошения. Рельеф относится к предгорно-низменному с пологим уклоном с Запада на Восток. Северную часть района формирует прикаспийская низменность.
В почвенном покрове Дербентского района преобладает светло-каштановый тип почвы. Почвенный покров относится к каштановому типу почвообразования. По гранулометрическому составу преобладают глинистые и суглинистые почвы. Содержание подвижного азота в почве составляет 4,2-5,6 мг, подвижного фосфора (фосфата) - 6,2-8,6 мг, обменного калия 40-50 мг на 100 г почвы.
В отношении обеспеченности почв названными элементами следует отметить, что по наличию подвижного азота и фосфора они являются, соответственно, слабо и хорошо обеспеченными. Содержание обменного калия является средне повышенным. Содержание гумуса в верхних горизонтах не более 3%, с глубиной его количество постепенно убывает. Почвы слабощелочные, с реакцией почвенного раствора рН 7-7,1. Уровень залегания грунтовых вод доходит в среднем до 1,5-2 м.
Основными почвообразующими породами являются морские и речные аллювиальные отложения с преобладанием суглинистых, глинистых и песчаных разновидностей. Часто встречаются темные серо каштановые слабо суглинистые почвы. Климатические факторы, наряду с энергетическими ресурсами среды, определяемыми состоянием кормовой базы, имеют решающее значение для динамики развития и распространения видов, проявления и интенсивности их вредоносности. Различия в отношении к абиотическим факторам среды часто приводит к неравномерному пределах одного местообитания.
Бассейн Каспийского моря оказывает существенное влияние на климатические условия Дербентского района. Климат южно-плоскостной зоны Дагестана характеризуется мягкой зимой (средняя температура самого холодного месяца в году (января) составляет - 2,6С, безморозный период в среднем составляет 285 дней (первые заморозки обычно отмечаются - 10-20.11., последние 20 - 30.03.), ранней затяжной весной, умеренно-жарким и сухим летом (средняя температура самого жаркого месяца +24,9С) и теплой влажной осенью (средняя температура в ноябре +9 С). Среднее количество осадков за июль - 22 мм, среднее количество осадков в ноябре 62 мм (табл.1). Средняя годовая температура воздуха по Дербентскому району составляет 12-13С. Годовая сумма осадков 350-450 мм. Гидротермический коэффициент до 1,0. Продолжительность периода с температурой воздуха 10С и выше -190-200 дней. Сумма среднесуточных температур выше 3500-4000С. Таблица 1 - Среднемноголетние метеорологические данные в периоды вегетации (по данным гидрометстанции «Дербент»)
Метеоусловия весны 2010-2011гг. в южной зоне Дагестана в целом незначительно отличались от климатической нормы. Однако к концу вегетации 2011 года отмечались значительные отклонения (табл.2). Так, только в первую декаду августа выпало до 40 мм осадков, в третьей декаде тоже отмечались осадки в виде ливней (52 мм). Среднесуточные температуры за тот же период также существенно отличались от предыдущего года. Таблица 2 -Метеорологические данные периода вегетации 2010-2013 годы (данные гидрометстанции «Дербент»)
Метеоусловия весны 2012 г. значительно отличались от среднемноголетних показателей. Так средняя температура воздуха за вторую декаду апреля составляла 15,1 С, при климатической норме 9,0С, в ту же декаду в мае - 20,2С, что на 4,2С выше климатической нормы и 25,3С в июне, при климатической норме 21,0С соответственно. Сложившиеся погодные условия благоприятствовали распространению видов клещей на винограде.
Летов 201 Згода в сравнении с сезоном вегетации 2012г. было немного прохладнее и дождливее. Отмечались периодически выпадаемые незначительные осадки в виде обложных дождей. Средняя температура воздуха за первую и вторую декаду июня составила 24,3 и 25,3С, осадков в сумме в эти же сроки выпало 12,9 и 5,0 мм, что незначительно превышало прошлогодние показатели. 1 и 2 декады июля отличались высокими среднесуточными температурами. Значительных осадков в этот период также не наблюдалось. Однако в третьей декаде их выпало значительно выше нормы. В отношении выпадавших за вегетацию (с апреля по август) осадков можно констатировать, что период был засушлив (табл.2).
Все это, несомненно, сказалось на прохождении фенологических фаз развития овощных растений, которые на 2-3 недели опережали по срокам в сравнении с фенологическими показателями в предыдущие годы. Начало июля характеризовалось наступлением жаркого лета, хотя временами шли кратковременные дожди. Температура днем поднималась до +28С. К концу месяца максимальные температуры доходили до +38С.
Начало августа характеризовалось такой же жаркой погодой, как в июле, иногда шли кратковременные дожди, но жара начала августа способствовала повсеместному усыханию яиц многоядных совок.
Эколого-трофическая специализация и сезонная динамика наиболее вредоносных видов совок в условиях Дагестана, их фенологические особенности и сопряженность с растением -хозяином
Накопление 18000 будет совпадать с началом ухода основной массы гусениц хлопковой совки на окукливание.
Продолжительность периода развития куколки определяется на основании показателей среднесуточной температуры почвы на глубине 5 см, так как оно проходит в почве преимущественно на этой глубине. Квадрат среднесуточной температуры почвы на глубине 5 см, начиная с первого дня массового окукливания, суммируется до 9060, а с начала массовой яйцекладки квадрат суммы температур воздуха (пока развивались гусеницы) и в почве (пока развивались куколки) должен составить 27000. Накопление указанных показателей будет совпадать с началом массовой яйцекладки следующего поколения.
Сроки развития второго и последующих поколений вычисляются таким же образом, как и сроки развития 1-го поколения, с использованием температурных показателей соответствующих периодов на основании данных метеостанции «Дербент», или другой станции, обслуживающий район исследований. Расчет сроков развития основной массы хлопковой совки ведут на основании сведений о температурном режиме 3-4 дня до начала массовой яйцекладки или начала ухода основной массы хлопковой совки на окукливание.
Для организации эффективной борьбы с хлопковой совкой и учёта эффективности от проведенных мероприятий недостаточно иметь данные только о сроках развития основной массы хлопковой совки. Их необходимо дополнить сведениями об интенсивности размножения хлопковой совки в условиях текущего года и факторах, ограничивающих размножение этого вредителя.
Существует взаимосвязь между циклами развития фитофага и возрастным состоянием кормовых растений, в связи с чем, вредитель появляется на полях в определенные фазы развития сельскохозяйственных культур. Первичные очаги вредителя отмечаются на посевах кукурузы, после чего она мигрирует на основные культуры овощного клина. Наблюдениями установлено, что на кукурузе наибольшее количество яиц (47,8%) откладывается в фазе вымётывания и начале цветения метёлок. Бабочки второго поколения хлопковой совки (в июле) откладывают их в основном на метелки (42,8%), листья (32%) и стебли (11,6%); третьего поколения - в фазе цветения початков и молочной спелости на рыльца (43%) и обёртки початков (47%). При низкой влажности и высокой температуре воздуха, большая часть яиц во втором поколении откладывается, так же как и в третьем - на рыльца, а гусеницы с первого возраста питаются рыльцами, со второго - початками. На томатах наблюдается наибольшая избирательность верхушечных листьев (до 80%), менее привлекательны плоды (15,8%) и еще менее привлекательны цветы (4,5%). Тут также заметно влияние температуры и влажности: при сухой и жаркой погоде бабочки до 35% яиц откладывают на плодах.
Нами отмечена достаточно тесная взаимосвязь между пиками численности основных видов фитофагов и фазами развития кормовых растений, позволяющая планировать защитные мероприятия и добиваться их большей эффективности. На основе ежегодно проводимых фенологических наблюдений за семенниками белокочанной капусты получены среднемноголетние данные наступления и завершения каждой фенологической фазы растений. В условиях южного Дагестана начало сева семян под рассаду томата приходится на 8.02 ± 3 суток; массовый сев осуществляется 13.02 ± 3 суток; средне-многолетней датой высадки рассады в открытый грунт является 29.04 ± 6 суток. Массовое формирование стеблей происходит 12.05 ± 3 суток. Начало цветения в условиях Дербентского района отмечается 27.0 5± 3 суток, массовое цветение - 8.06 ± 3 суток. Среднемноголетней датой завязывания плодов является 13.06 ± 6 суток. Начало уборки приходится на 30.06 ± 6 суток, среднемноголетней датой массовой уборки томата является 8.07 ± 3 суток.
Гусеницы первого поколения хлопковой совки появляются на полях в последней декаде мая и достигают максимума во второй декаде июня в период цветения и завязывания плодов томата. Развитие второго поколения вредителя проходит в конце июля, во время массового плодообразования. Третье поколение развивается в августе, достигая максимума в третьей декаде.
Обобщение данных, полученных в различных агроценозах южного Дагестана, показало, что среднемноголетняя дата начала лёта первого поколения хлопковой совки приходится на 17 мая, массовый лёт бабочек отмечается 29 мая, появление 50% яйцекладок, как правило, регистрируется 21 мая. Массовая яйцекладка приходится на 2 июня. Отрождение гусениц 1-го поколения в массе отмечается в районе 5 июня, появление первых куколок — 21 июня, массовое окукливание — 23 июня. Среднемноголетняя дата массового отрождения гусениц 2-го поколения приходится на 14 июля. Средняя продолжительность одного поколения при температуре воздуха 21-25С колеблется от 39 до 42 суток (табл.6).
Определительная таблица Trichogramma pintoi Voegele
С внедрением фитомониторинга заметно повысилась эффективность биометода и сократилась кратность химических обработок из-за точного учёта плотности вредителей. При низкой численности вредителя создание «самцо-вого вакуума» с помощью синтетического аттрактанта может служить методом борьбы. Мы предлагаем разработанную нами методику оценки зависимости между отловом самцов в феромонные ловушки и численностью преимагинальных фаз хлопковой совки в климатических условиях южного Дагестана.
Для разработки научно-обоснованного метода борьбы с хлопковой совкой на томатах с помощью феромонных ловушек нами изучалась динамика лёта самцов, плотность популяции и количество поколений, а также сроки эмбрионального развития насекомого.
Результаты наших полевых опытов по использованию феромонных ловушек хлопковой совки на томатах показали, что при плотности ловушек 5 штук на 1 га среднее число гусениц хлопковой совки составило 50% от числа личинок в контроле, однако, из-за высокой вариабельности различия между результатами оказались недостоверны.
При прогнозировании численности хлопковой совки и сигнализации сроков борьбы с ней с помощью феромонных ловушек большое значение имеет знание зависимости между количеством прилетевших самцов и последующей заселенностью растений вредителем. Согласно литературным данным, одни исследователи считают, что ловушки можно использовать только для выявления начала лёта бабочек и определения приблизительного уровня откладки яиц (Насретдинов К. и др., 1991), другие - что возможна сигнализация сроков химических обработок против гусениц (Slosser J.E.; Witz J.A., Puterka G.J., 1987, Лебедева КБ., 2005 и др.).
В ходе работ (2010-2012годы) нами биологически обосновано применение феромонных ловушек для надзора за имаго хлопковой совки, в том числе для определения начала лёта и изучения поведения и активности имаго. Показана возможность фенологического прогноза для уточнения сроков массового появления численности вредителя.
В некоторых случаях целесообразно использовать ловушки для сигнализации сроков выпуска трихограммы или прогнозирования борьбы с гусеницами, а также отмены химических обработок. Ловушки для выявления вредителя необходимо развешивать на колышках-подставках на высоте 20-25 см над уровнем растительности из расчета 1 ловушка на 3 га, а при наличии очага вредителя - 1 ловушка на 0,5 га. На индивидуальных огородах (арендных участках) ставят не менее 2-х ловушек на участке 100-300 м2. Ловушки можно выставлять и по границам полей и участков, оставляя не менее 2-х ловушек в центральной части.
Массовый вылов самцов бабочек хлопковой совки с помощью дополнительных ловушек наиболее подходит в условиях низкой и средней плотности популяции вредителя. Ловушки просматривали через день до начала лета бабочек, а затем регулярно 2 раза в неделю.
Для вылова бабочек вывешивали 10-30 ловушек на 1 га. Самцы, прилетев на запах аттрактанта, находящегося в ловушке, фиксируются на клеящейся поверхности.
Для просмотра из ловушки вынимали вкладыш с клеем, удаляли пойманных бабочек с клея шпателем или кончиком ножа и регистрировали число бабочек хлопковой совки. Замену вкладышей в этом случае проводили по мере загрязнения, но не реже чем один раз в 5 дней. Если лет бабочек длился долго, заменяли новым также и приманку - феромонный диспенсер (рис.9).
Эффективность действия феромонной ловушки определяется не только феромоном, но и качеством клея, предназначенного для фиксации привлеченных насекомых. Клей должен состоять из доступных компонентов и обладать высокой уловистостью. Кроме того желательны такие свойства как прозрачность, не текучесть при температурах до 50С, стабильность при хранении и эксплуатации в условиях жаркого лета, возможность нанесения на поверхность ловушки методом полива или распыления в виде аэрозоля. Он должен быть малотоксичным, не вызывать раздражение кожи и не обладать репеллентными свойствами в отношении насекомых.
Наблюдения за динамикой лёта. С помощью феромонных ловушек нами велись наблюдения за динамикой развития хлопковой совки в агроценозах МУП а/ф «Татляр» Дербентского района. Учитывали стациональное распределение вредителя с целью прогноза сроков появления и темпов распространения. На основе полученных результатов устанавливали оптимальные периоды и целесообразность инсектицидных обработок на томатах. В период лёта бабочек 1-3 поколения на поле томата площадью 5 га устанавливали 5 феромонных ловушек (1 ловушка на 1 га, между ловушками 70 м). Отлов ленных бабочек учитывали один раз в три дня. Результаты отлова самцов записывали в виде таблицы.
В Дербентском и Сулейман-Стальском районах Дагестана хлопковая совка развивается в трёх чётко выраженных поколениях. Каждая генерация в своём развитии резко отделена от следующей, что значительно облегчает проведение защитных мероприятий.
Лет бабочек первого перезимовавшего поколения обычно наблюдается при среднедекадной температуре воздуха 14,6-, 15,8Си относительной влажности 66-85% во второй половине мая и заканчивается за 17-18 дней. Лёт бабочек 2-го поколения в низменной зоне при среднедекадной температуре воздуха 22-24С и относительной влажности 77% отмечается с конца июня до начала июля и продолжается 15дней. Лёт бабочек третьей генерации при температуре воздуха 26-28С и относительной влажности 62-65% начинается с 22 августа и продолжается в зависимости от климатической зоны 16-19дней.
Во многих руководствах рекомендуют для выявления отдельного вида вредителя использовать ловушки на 1,3,5 и даже 10 га (Митюшев И.М., 2007, Subchev M.,Toth N., 2006). Однако, возникает вопрос, как же быть, если на этой площади ведется учёт сразу нескольких вредителей, половые феромоны которых достаточно похожи по химическому составу? Как близко можно располагать феромонные ловушки для одновременного обнаружения различных видов совок в одном агроценозе? Не произойдет ли взаимное ингибиро-вание? По характеру лёта бабочек на различных культурах нами установлено, что вредителем насыщенны не только поля с паслёновыми культурами, но и другие агробиоценозы. Для краткосрочного прогноза хлопковой совки, нами в течение трёх лет велись наблюдения на стационарных участках Дагестанской опытной станции ВНИИР. После преобразования собранных исходных данных был получен цифровой материал для корреляционного анализа (см. прил.2). В результате проведенного феромонного мониторинга была отмечена положительная корреляция численности преимагинальных стадий от количества самцов, отловленных на феромонные ловушки г = +0,70, что легло в основу разработки технологии использования ловушек для надзора за динамикой численности фитофагов (рис.10).
