Введение к работе
Актуальность проблемы. Картофель (Solarium tuberosum) в России — одна из важнейших овощных сельскохозяйственных культур. Он также используется на кормовые и технические цели. Расчетная потенциальная продуктивность картофеля достигает 60 - 100 т/га. Однако реальная урожайность в хозяйствах разного типа в России в 5 - 10 раз ниже (ЕЛ. Симаков и др., 2008).
Производство картофеля в России все более концентрируется в частном секторе; в фермерских, крестьянских хозяйствах - 3%, в личных подсобных хозяйствах - 92,5%. Эти хозяйства стали основными производителями товарной продукции (ЕЛ. Симаков и др., 2008). Низкая урожайность (9,4 - 11,1 т/га) картофеля во всех категориях хозяйств объясняется тем, что в десятки раз ухудшилось качество посадочного материала. В личных подсобных хозяйствах (ЛПХ) картофель выращивается в монокультуре, игнорируется систематическая борьба с вредителями и болезнями (В.Н. Зейрук, 2000). Это не только сказывается на урожайности и качестве выращиваемой продукции, но подобные посадки картофеля могут являться потенциальными очагами, накопления и распространения вредных карантинных организмов: золотистой картофельной нематоды (ЗКН) Globodera rostochiensis, бледной картофельной нематоды G.pallida,n колумбийской галловой нематоды Meloidogyne chitwoo. Если два последних вида нематод на территории России пока не обнаружены, то ЗКН выявлена в 59 субъектах РФ на площади около 70 тыс. га. (Справочник карантинных фитоса-нитарных зон на территории РФ, 2010). Этот фитопаразит является причиной возникновения глободероза картофеля - широко распространенного и наиболее вредоносного заболевания этой культуры в ЛПХ. В среднем потери урожая составляют 30 %, но известны случаи, когда они достигали 90 %. Кроме прямого ущерба картофельные глободеры наносят косвенный ущерб, вызываемый карантинным запретом или ограничением перевозок продукции из зон заражения (Ю.Ф. Савотиков, АЛ. Шестеперов, 1995; А.С Васютин и др., 2001; JI.A. Еусъкова, Н.В. Назарова, 2004; ЕЛ. Симаков и др,. 2009).
Выведение и внедрение в производство нематодоустойчивых сортов и гибридов сельскохозяйственных культур, устойчивых к вредным организмам наиболее перспективный и реальный путь снижения потерь урожая (В.А. Заха-ренко, ИЛ. Вилкова, 2005; В.А. Захаренко, 2008; В.А. Павлюшин, 2000). Использование нематодоустойчивых сортов является одним из мощных рычагов, с помощью которых возможно многолетнее подавление численности фитогельмин-тов в почве и обеспечение эффективной защиты растений от них без массированного применения химических средств (В.М. Елёз, А.С. Воловик, 1998; Л.И. Еруздева и др., 1999; Л.А. Еусъкова и др., 2010).
Применение противонематодных севооборотов более эффективно при использовании нематодоустойчивых сортов и гибридов картофеля, которые не только дают хорошие урожаи на зараженных участках и полях, но и способствуют обеззараживанию почвы от фитогельминтов. В результате возделывания глободероустойчивых сортов картофеля на полях, зараженных золотистой кар-
тофельной нематодой наблюдали значительное снижение популяции возбудителя глободероза (Г.И. Соловьева и др., 1989).
В настоящее время в Госреестре РФ зарегистрированы 263 сорта картофеля, из них 105 устойчивых к ЗКН, что составляет 40%. Однако, широкого распространения и внедрения глободероустойчивых сортов картофеля не происходит из-за их меньшей адаптивности к условиям выращивания и низких вкусовых качеств клубней (Е.А. Симаков, 2009).
В связи с вышеизложенным изучение глободероза и более активное внедрение глободероустойчивых сортов картофеля в очагах ЗКН является актуальным направлением как в области науки, так и в сельскохозяйственной практике.
Цель и задачи исследований. Целью данной работы являлось разработка методов прогноза развития глободероза и его вредоносности, разработка методологии демонстрационных полевых испытаний нематодоустоичивых сортов картофеля.
Конкретные задачи исследований:
изучить симптомы глободероза, количественную оценку показателей, характеризующих глободероз, построить математическую модель прогноза интенсивности развития глободероза в зависимости от основных количественных показателей, характеризующих пораженные посадки картофеля;
изучить вредоносность золотистой картофельной нематоды и глободероза картофеля и разработать математические и компьютерную модель прогноза потерь урожая в зависимости от интенсивности развития глободероза;
провести демонстрационные полевые испытания нематодоустоичивых сортов в условиях коллективного хозяйства в очаге золотистой картофельной нематоды;
провести демонстрационные полевые испытания нематодоустоичивых сортов в условиях личного подсобного хозяйства в очаге золотистой картофельной нематоды;
разработать методические рекомендации по использованию нематодоустоичивых сортов картофеля в борьбе с золотистой картофельной нематодой.
Научная новизна. Впервые построена математическая модель прогноза интенсивности развития глободероза в зависимости от показателей, характеризующих состояние пораженных посадок картофеля. Эта модель позволила модифицировать и унифицировать субъективную балльную оценку интенсивности развития глободероза.
Впервые для посадок картофеля в личных подсобных хозяйствах Московской и Владимирской областей построены математические модели прогноза потерь урожая в зависимости от предпосадочной плотности популяции золотистой картофельной нематоды в почве и интенсивности развития глободероза.
Впервые разработана компьютерная диалоговая модель (программа) прогноза потерь урожайности картофеля 3-х сортов в зависимости от интенсивности развития глободероза на посадках картофеля.
При проведении демонстрационных производственных испытаний нема-тодоустойчивых сортов картофеля установлено, что их выращивание приводит к значительному снижению численности золотистой картофельной нематоды в почве. При этом испытанные сорта характеризовались разным нематодоустой-чивым эффектом, который зависел от уровня предпосадочной плотности популяции золотистой картофельной нематоды в почве, биологических особенностей растений, сорта, погодных и агрохимических условий в период вегетации.
Практическая значимость. Результаты исследований использованы при подготовке курса лекций спец дисциплин: «Иммунитет растений к вредителям и болезням», «Прогноз развития вредителей и болезней», «Методы выявления и диагностики карантинных объектов», «Вредные нематоды, клещи и грызуны» на агрономическом факультете при подготовке специалистов по защите растений. Разработанная компьютерная модель «Прогноз потерь урожая картофеля в зависимости от интенсивности развития глободероза», используется в учебном процессе при чтении лекций и проведения практических занятий по защите и карантину растений.
Основные результаты работы включены в следующие нормативно-технические документы:
1. «Рекомендации по эпифитотиологическим основам защиты картофеля от
глободероза в коллективных, фермерских, крестьянских и личных подсобных
хозяйствах», которые утверждены Комиссией по нематодным болезням отделе
ния защиты растений РАСХН, и опубликованы в трудах ВИГИС за 2006 год.
Т.43. С. 279-286.
2. «Методические указания по использованию нематодоустойчивых сортов
и гибридов картофеля в борьбе с золотистой картофельной нематодой», кото
рые опубликованы в Вестнике РГАЗУ №3 (8). 2007.
4. «Методические рекомендации по проведению демонстрационных производственных испытаний глободероустойчивых сортов картофеля в очагах золотистой картофельной нематоды» в печати, Российский паразитологический журнал, 2010, №4. С.110-113.
Связь работы с научными программами, планами, темами. Научно исследовательская работа (НИР) выполнялась в рамках тематического плана научных исследований кафедры защиты растений РГАЗУ по теме: «Разработка технологий использования новых сортов земляники, картофеля и цикория с комплексной устойчивостью к вредным организмам в условиях мелкотоварного производства» (2002-2010гг.).
Результаты исследований вошли в отчет НИР № 12-05, выполненный по заказу Минсельхоза (09.12.05.-31.12.05), хоздоговорную тему: «Разработать рекомендации по совершенствованию методов защиты картофеля от почвооби-тающих вредных организмов в условиях мелкотоварного производства», РГАЗУ, г. Балашиха, 2005.
Апробация работы. Результаты исследований доложены и обсуждены на: 2-м Съезде защиты растений (Санкт-Петербург, г. Пушкин, декабрь 2005г.); Научной конференции «Теория и практика борьбы с паразитарными болезня-
ми», Москва, ВИГИС, 27-29 мая 2008г., Научных конференциях РГАЗУ, «РГАЗУ - агропромышленному комплексу», г. Балашиха, РГАЗУ с 2002 по 2010гг.; Международной конференции «3-й Костычевские чтения», г. Балашиха РГАЗУ, 5 февраля 2010г., заседаниях ученого совета агрономического факультета (отчеты аспирантов и соискателей), г. Балашиха, РГАЗУ (2002-2010); Международной научно-практической конференции «Актуальные вопросы развития аграрного образования и науки» (21 октября 2010 года), г. Балашиха, РГАЗУ.
Личный вклад соискателя. Представленная диссертационная работа является результатом 8-летних научных исследований автора. Проведены испытания глободероустойчивых сортов картофеля в очагах глободероза в условиях коллективного хозяйства во Владимирской области и личного подсобного хозяйства Московской области. По результатам исследований опубликовано 19 научных работ, самостоятельно опубликованы 2 статьи, 4 статьи в соавторстве с научным руководителем.
Работа выполнена под научным руководством доктора сельскохозяйственных наук В.А. Дубовика и доктора биологических наук, профессора А.А. Шестеперова, которые оказывали научно-методическую помощь в проведении исследований, анализе полученных результатов, обобщении данных исследований.
Основные положения, выносимые на защиту.
Математические модели прогноза интенсивности развития глободероза в зависимости от основных количественных показателей, характеризующих пораженные посадки картофеля.
Модифицированная, унифицированная (приведенная к единой системе) балльная шкала учета интенсивности развития глободероза.
Компьютерная диалоговая модель прогноза потерь урожайности 3-х восприимчивых сортов картофеля в зависимости от интенсивности развития глободероза.
Методология демонстрационных полевых испытаний нематодоустойчи-вых сортов картофеля и оценка их биологической, хозяйственной и экономической эффективности в условиях коллективного и личного подсобного хозяйства.
Публикации. Основные результаты исследований представлены в 19 научных работах, в том числе 3 работы опубликованы в изданиях, включенных в перечень ВАК РФ.
Структура и объем работы. Диссертация изложена на 182 листах компьютерного текста, включает 42 таблицы, 42 рисунка. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов, результатов исследований и их обсуждения, выводов, предложений производству и приложения. Список литературы содержит 201 источников, в том числе 78 иностранных.
