Особенности формирования консортных связей тлей и продуктивность зерновых агроценоз ов сар а товского заволжья
На правах рукописи
Коробко Татьяна Викторовна
ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ КОНСОРТНЫХ СВЯЗЕЙ
ТЛЕЙ И ПРОДУКТИВНОСТЬ ЗЕРНОВЫХ АГРОЦЕНОЗОВ
САРАТОВСКОГО ЗАВОЛЖЬЯ
Специальность 06.01.07 – защита растений
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
кандидата сельскохозяйственных наук
Саратов 2011
Работа выполнена в федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова»
Научный руководитель – доктор сельскохозяйственных наук,
профессор Еськов Иван Дмитриевич
Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук,
старший научный сотрудник
Маркелова Тамара Сергеевна
кандидат сельскохозяйственных наук,
ведущий научный сотрудник
Степанов Андрей Александрович
Ведущая организация – ФГНУ «Научно-исследовательский и проектно-технологический институт сорго и кукурузы».
Защита состоится « 11 » марта 2011 года в 13 часов на заседании диссертационного совета Д 220.061.05 при ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ» по адресу: 410012, г. Саратов, Театральная площадь, д.1.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ».
Автореферат помещен на сайте www.sqau.ru
(E-mail: [email protected])
Автореферат разослан « » 2011 года
Ученый секретарь
диссертационного совета,
профессор Пронько Н.А.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы . В течение последнего десятилетия в вопросах защиты растений от вредителей, болезней и сорняков все чаще обращается внимание на эколого-биоценотическую концепцию адаптивного земледелия, основой которой является саморегуляция агросистем. В связи с этим возникает необходимость во всестороннем изучении энтомокомплекса региона, что позволит разработать приемы сохранения видового разнообразия энтомофауны, активизировать ее деятельность и значительно снизить затраты на возделывание сельскохозяйственных культур за счет сокращения инсектицидных обработок, что будет способствовать улучшению экологической обстановки в регионе.
В работах Б.С. Якушева, Л.И. Чекмаревой, С.Е. Каменченко и других ученых описаны видовой состав и биоэкологические особенности развития злаковых тлей, влияние на динамику их численности климатических факторов. Однако ими недостаточно освещено пространственно-временное распространение тлей в агроландшафтах, не полностью отражено влияние технологических процессов на сохранность энтомофагов в агроценозах зерновых культур.
На основании вышеизложенного вопросы изучения консорций злаковых тлей приобретают особую актуальность.
Цель и задачи исследований. Целью работы являлось совершенствование приемов защиты посевов пшеницы от злаковых тлей на основе изучения особенностей формирования их консорций в природных условиях Саратовского Заволжья.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
- уточнить видовой состав, биоэкологические особенности развития и сезонную динамику численности тлей и их энтомофагов на территории зерновых агроценозов и прилегающих к ним природных стаций;
- выявить закономерности пространственно-временного распределения компонентов консорта злаковых тлей;
- установить роль энтомофагов в снижении численности злаковых тлей и повышении продуктивности зерновых агроценозов;
- изучить степень влияния наиболее распространенных приемов обработки почвы и пестицидов на сохранность популяций хищников и паразитов злаковых тлей;
- выявить значение сроков применения пестицидов на развитие популяций злаковых тлей и их энтомофагов в агроценозах пшеницы.
- рассчитать экономическую эффективность применения инсектицидов в агроценозах зерновых культур.
Научная новизна. Уточнен видовой состав энтомоценозов природных стаций в Саратовском Левобережье. Установлены трофические связи между комплексом тлей в растительных сообществах и биоразнообразием их энтомофагов. Выявлены аспекты пространственно-временных взаимоотношений среди компонентов консорций злаковых тлей. Изучено влияние способов обработки почвы и применения инсектицидов на сохранность энтомофагов злаковых тлей в агроценозах зерновых колосовых культур. Обоснованы оптимальные сроки применения инсектицидов для снижения численности злаковых тлей в посевах пшеницы и повышения продуктивности культуры.
Практическая значимость и реализация результатов исследований.
Использование уравнений регрессии пространственно-временного распределения злаковых тлей для прогноза динамики их численности на территории ЗАО «Агрофирма «Волга» Марксовского района Саратовской области позволило исключить применение инсектицидов на посевах озимой пшеницы на площади в 2008 г. – 215 га и в 2009 г. – 160 га, что обеспечило снижение производственных затрат на 360 руб/га и 420 руб/га соответственно. Общий экономический эффект составлял в 2008 г. - 77,4 тыс. рублей, в 2009 г. – 67,2 тыс. рублей. На территории ООО «Наше дело» Энгельсского района Саратовской области в результате отмены инсектицидных обработок в посевах яровой пшеницы в 2008 и 2009 гг. на площади 112 га затраты на ее производство снизились на 380 рублей с гектара. Общий экономический эффект составлял 42,6 тыс. рублей ежегодно.
Основные положения, выносимые на защиту:
- особенности видового состава, структура консорта злаковых тлей в условиях Саратовского Левобережья;
- закономерности формирования пространственно-временного распределения компонентов энтомокомплекса тлей и афидофагов в агроландшафтах;
- биологическая и экономическая эффективность способов обработки почвы и сроков применения инсектицидов в системе защиты пшеницы от тлей.
Апробация работы. Основные результаты исследований докладывались на Международных научно-практических конференциях: «Вавиловские чтения» (Саратов, 2005 - 2008); «Экологические проблемы в АПК» (Саратов, 2006), «Агротехнический метод защиты растений от вредных организмов» (Краснодар, 2007); научных конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ им. Н.И. Вавилова» (Саратов, 2004 - 2009).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 9 научных статей, в том числе 2 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК.
Личный вклад автора. Соискатель лично занимался сбором и критической оценкой литературных источников, сбором и обработкой опытных данных. Степень личного участия автора составила 80 %.
Структура и объем диссертации. Работа на 168 страницах компьютерного текста, иллюстрирована 22 таблицами и 34 рисунками, 30 приложениями. Диссертация состоит из введения, 8 глав, выводов, предложений производству. Список использованной литературы включает 372 наименования, в том числе 88 иностранных авторов.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Условия, объекты и методы исследований
Полевые опыты проводились в 2003 - 2006 гг. в крестьянском хозяйстве «Восток» (КХ «Восток») Энгельсского района, а в период с 2006 по 2009 гг. в закрытом акционерном обществе «Агрофирма «Волга» (ЗАО «Агрофирма «Волга») Марксовского района Саратовской области.
Своеобразие климата Саратовского Заволжья состоит в его засушливости, высокой степени континентальности и большой изменчивости погоды от года к году. Сумма активных температур воздуха составляет около 3100°С. Вегетационный период продолжительный (135 - 180 дней). Среднегодовое количество осадков меняется от 350 до 550 мм. В период вегетации основных зерновых культур выпадает 25-30 % от общего количества осадков в теплый период. Повторяемость засух в период весенне-летней вегетации составила в среднем 46 %, т. е. практически каждый второй год отмечаются засушливые явления той или иной интенсивности.
Сложившиеся погодные условия в годы наших исследований имеют существенные различия: 2003 г. был достаточно влагообеспеченным (в период вегетации озимой и яровой пшеницы ГТК > 1,0), 2008 г. – засушливый (в период вегетации озимой пшеницы ГТК = 0,84, яровой пшеницы – ГТК = 0,72), 2006 г. в период вегетации озимой пшеницы характеризуется как засушливый (ГТК = 0,82), а в период вегетации яровой пшеницы как сухой (ГТК = 0,64), период с 2004 по 2006 гг. и 2009 г. были сухими (в период вегетации озимой и яровой пшеницы ГТК = 0,5 – 0,7), 2007 г. - в период вегетации озимой пшеницы характеризуется как сухой (ГТК = 0,61), а в период вегетации яровой пшеницы как острозасушливый (ГТК = 0,44).
Опыты были поставлены в условиях богары на тёмно-каштановых среднесуглинистых почвах. На опытном участке в ЗАО «Агрофирма «Волга» гумусовый слой достигает глубины 45 - 50 см. Содержание гумуса составляет 3,23 %. Обеспеченность почв подвижными формами азота низкая (2,8 - 3,2 мг на 100 г почвы по Грандваль-Ляжу), фосфора – средняя (17,8 - 18,3 мг на 100 г почвы по Мачигину), содержание обменного калия высокое (32 -35 мг на 100 г почвы по Масловой). Реакция почвенного раствора нейтральная или слабощелочная по всему профилю (рН = 7,0-7,2). На опытном участке в КФ «Восток» гумусовый слой достигает глубины 40 - 45 см. Содержание гумуса составляет 2,76 %. Обеспеченность почв подвижными формами азота низкая (3,2 - 3,8 мг на 100 г почвы по Грандваль-Ляжу), фосфора – средняя (17,9 – 18,2 мг на 100 г почвы по Мачигину), содержание обменного калия высокое (27,6 – 29,1 мг на 100 г почвы по Мачигину). Реакция почвенного раствора нейтральная или слабощелочная по всему профилю (рН = 7,0 - 7,4).
Объектами исследований являлись комплексы тлей и их энтомофагов природных стаций полезащитных лесополос и агроценозов озимой пшеницы (сорт Саратовская 90) и яровой пшеницы (сорт Белянка).
Во время исследований проводились полевые опыты:
Опыт №1. «Влияние приемов обработки почвы на сохранность энтомофагов в агроценозах яровой пшеницы». Схема опыта включала следующие варианты: 1. Лущение стерни, 2. Глубокая зяблевая вспашка, 3. Плоскорезная обработка почвы. Расположение делянок проводилось систематизированным методом в 20 кратной повторности, площадь учетной делянки – 0,25 м2.
Опыт №2. «Оптимизация сроков применения инсектицидов для снижения численности злаковых тлей в агроценозах пшеницы». По фактору А схема опыта включала варианты:1. Фаза колошения пшеницы, 2. Фаза цветения пшеницы, 3. Фаза налива зерна (молочная спелость); по фактору В схема опыта включала варианты: 1. Контроль (не обрабатываемые делянки), 2. Фьюри, 10 % ВЭ, 3. Актара, 25 % ВРГ; 4. Ди - 68, 40 % КЭ; 5. Моспилан, 20 % РП; 6. Би - 58 новый, 40 % КЭ (стандарт). Опыт осуществлялся путем опрыскивания делянок, расположенных рендомизированным методом, инсектицидами в 8-ми кратной повторности, площадь учетной делянки 25 м2.
Опыт №3. «Влияние энтомофагов злаковых тлей на повышение продуктивности агроценозов пшеницы» проводился путем определения биологической урожайности пшеницы по вариантам - 1. Естественный фон энтомофагов, 2. Тля в садках. Делянки располагались рендомизированным методом, в 8-ми кратной повторности, площадь учетной делянки 1 м2,
На опытном участке выполнялись все агротехнические мероприятия, предусмотренные для степного Поволжья.
Полевые опыты сопровождались следующими наблюдениями: фенологические наблюдения за развитием пшеницы производились по методике Государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур (1971); изучение видового состава тлей и их энтомофагов в природных стациях определялось методом кошения энтомологическим сачком (Палий, 1970); изучение видового состава злаковых тлей и их энтомофагов в агроценозах пшеницы по методике А.Ф. Зубкова (1971); определение видовой состав флоры, трофически связанной с тлями, определялся по Маевскому (2006); определение видового состава тлей проводилось по методике И.Г. Кирияка (1984) и Определителям вредных и полезных насекомых и клещей зерновых культур (1980); биоэкологические особенности развития объектов исследований и динамику их численности в природных стациях определяли по методике И.Д. Шапиро (1981); биоэкологические особенности развития объектов исследований и динамику их численности в агроценозах пшеницы определяли по методике В.И. Танского (1998); оценка влияния способов обработки почвы на сохранность энтомофагов в агроценозах пшеницы проводилась методом флотации по методике T.J. Heilman (1983); изучение биологической активности инсектицидов осуществлялась согласно методических указаний по регистрационным испытаниям инсектицидов… (2004); учет биологической урожайности производился в период полной спелости зерна путем отбора снопов в 8-ми кратной повторности, рендомизированным методом, площадь учетной делянки 1 м2 (НИИСХ Юго-Востока,1973); биоэнергетические показатели рассчитывались по методике Г.А. Медведева (1994).
Экспериментальные данные обрабатывались с использованием дисперсионного, корреляционного и регрессионного анализов (Доспехов, 1985)
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
Видовой состав консорций злаковых тлей
В результате исследований по выявлению видового состава дикорастущих и сорных растений, связанных с жизненными циклами тлей, было установлено, что тли имеют тесные трофические связи со 122 видами растений, относящихся к 23 ботаническим семействам.
В агроценозах пшеницы имеют распространение только 8 видов из семейств Pemphigidae (1 вид), Callphididae (1 вид), Aphididae (6 видов). Доминирующим видом является большая злаковая тля (Sitobion avenae F.) - 72,3 %.
При изучении энтомофауны агро- и биоценозов на территории Саратовского Левобережья нами было выявлено 41 вид хищников из 10 семейств.
Наибольшим видовым разнообразием характеризуется отряд Colleoptera. К данному отряду относится 14 видов (34,1 %), которые распределены между двумя семействами Coccinellidae - 8 видов и Carabidae – 6 видов. Самым малочисленным является отряд Diptera. Он имеет в своем составе только 8 видов (19,5 %), относящихся к трем семействам :Syrphidae – 6 видов, Chamaemyiidae – 1 вид и Cecydomyiidae – 1 вид. К отряду Neuroptera относится 10 видов (24,4 %) из семейств Chysopidae – 9 видов и Hemepobiidae – 1 вид. Отряд Heteroptera включает 9 видов (22,0 %) из 4 семейств: Nabidae - 4 вида, Anthocoridae – 3 вида, Miridae - 1 вид, Lygaeidae – 1 вид.
В каждом из семейств выявлены доминирующие виды (рис. 1).
Рисунок 1. Видовой состав хищных энтомофагов злаковых тлей
В составе внутренних паразитов злаковых тлей нами были установлены 12 видов насекомых отряда Hymenoptera из семейств Aphidiidae (10 видов) и Aphelinidae (2 вида).
На территории агроценозов пшеницы видовое разнообразие внутренних паразитов злаковых тлей не так велико. Здесь доминирующее положение занимают Aphidius ervi H. (41 %) и Praon volucre Hal. (32 %).
Биологические особенности развития и динамика численности
злаковых тлей и их основных энтомофагов
В Саратовском Заволжье появление первого поколения злаковых тлей в природных стациях происходит в конце апреля (23 – 27 апреля), в агроценозах озимой пшеницы – в начале мая (6 – 10 мая). Нами установлено, что нарастание плотности их популяций продолжается до конца июня (26 – 29 июня). В естественном разнотравье численность фитофагов достигает 3,03 экз./стебель, а на полях озимой пшеницы – 2,34 экз./колос.
Заселение агроценозов яровой пшеницы происходит в конце мая. Пик численности (2,87 экз./колос) наступает во второй декаде июля (13 - 17 июля).
На основании динамики численности злаковых тлей в агроценозах пшеницы нами выявлены зависимости плотности популяции злаковых тлей в фазу налива зерна (молочная спелость) (у) от ее численности на более ранних стадиях развития культуры (х) (рис. 2). Так, в посевах озимой пшеницы численность злаковых тлей в фазу налива зерна (молочная спелость) можно описать с помощью уравнений регрессии: в период трубкования у = 2,3893х - 2,1857 при R2 = 0,9824; в фазу колошения у = 1,6429х + 2,2 при R2 = 0,9269. В агроценозах яровой пшеницы данная зависимость описывается уравнений регрессии: в период трубкования у = 3,1143х - 1,3667 при R2 = 0,8725; в фазу колошения у = 2,6029х + 1,54 при R2 = 0,9224.
Результаты наблюдений за фенологическим развитием доминирующих видов энтомофагов злаковых тлей, их сезонной динамикой численности и пространственно-временное распределение в агроландшафтах представлены в таблице 1.
Изучение биологических особенностей развития энтомофагов в естественных биотопах и агроценозах пшеницы показало, что почти все они развиваются в нескольких перекрывающихся поколениях. Поливольтивность повышает биологическую эффективность энтомофагов, а так же обеспечивает сохранность популяций при неблагоприятных условиях окружающей среды.
Озимая пшеница Яровая пшеница
Рисунок 2. Регрессионная зависимость численности злаковых тлей в агроценозах пшеницы
по фазам развития культуры
Таблица 1. Сезонная динамика численности энтомофагов злаковых тлей
(среднемноголетние данные за период 2003 - 2009 гг.)
| Семейство | Вид | Дата начала заселения стаций | Дата наступления максимальной численности популяций | Максимальная численность популяций, экз../м2 | Количество генераций в год, шт. | ||||||
| Естественные биотопы | Агроценоз зерновых культур | Естественные биотопы | Агроценоз зерновых культур | Естественные биотопы | Агроценоз зерновых культур | ||||||
| озимые | яровые | озимые | яровые | озимые | яровые | ||||||
| Coccinellidae | Coccinella septempunctata L. | 22.04 | 11.05 | 7.06 | 28.06 | 28.06 | 10.07 | 0,060 | 0,036 | 0,049 | 1 |
| Adalia bipunctata L. | 18.04 | 7.05 | 4.06 | 24.06 | 26.06 | 29.06 | 0,056 | 0,029 | 0,040 | 2 | |
| Chysopidae | Chrysopa carnea Steph. | 5.05 | 12.05 | 2.06 | 8.06 | 22.06 | 18.07 | 0,117 | 0,090 | 0,121 | 4 |
| Chrysopa perla L. | 18.05 | 23.05 | 5.06 | 10.06 | 24.06 | 23.07 | 0,059 | 0,071 | 0,075 | 2 | |
| Syrphidae | Platycheirus balteatus Deg. | 6.05 | 14.05 | 3.06 | 30.06 | 22.06 | 16.07 | 0,071 | 0,140 | 0,120 | 3 |
| Sphaerophoria scripta L. | 17.05 | 20.05 | 3.06 | 3.07 | 18.06 | 20.07 | 0,059 | 0,020 | 0,087 | 3 | |
| Cecydomyiidae | Aphidoletes aphidimyza Rond. | 13.05 | 17.05 | 4.06 | 19.06 | 30.06 | 25.07 | 0,089 | 0,104 | 0,107 | 4 |
| Aphidiidae | Aphidius ervi H. Praon volucre Hal. | 30.04 | 11.05 | 2.06 | 18.06 | 10.07 | 19.08 | 0,104 | 0,176 | 0,166 | 8-10 |
Трофические связи, особенности миграции и пространственно-временное распределение тлей и их энтомофагов в агроландшафтах
Саратовского Заволжья
Трофические связи — важнейший формирующий компонент консорций тлей. Среди выявленных нами видов тлей 4 вида являются полифагами, 8 видов – олигофаги, 17 видов (в т.ч. злаковые тли) – монофаги. Эффективность энтомофагов тлей во многом зависит от их пищевой специализации: факультативными олигофагами являются представители семейств Coccinellidae, Syrphidae, Chysopidae, Cecydomyiidae, полифагами - представители семейств Carabidae и Nabidae, в то время как паразитические насекомые семейств Aphidiidae и Aphelinidae относятся к монофагами тлевых.
Нами были установлены закономерности пространственного распространения консорций злаковых тлей на территории Саратовского Заволжья в течение вегетационного периода (рис. 3). Смена стаций злаковыми тлями происходит в последовательности: природные стации агроценоз озимой пшеницы агроценоз яровой пшеницы природные стации. Развитие популяций злаковых тлей в агроценозах озимой пшеницы и в природных стациях происходит синхронно. Скорость заселения полей яровой пшеницы злаковыми тлями и степень их распространения зависят от состояния биоценозов, которое определяется погодными условиями года.
Пространственно-временное распространение энтомофагов злаковых тлей происходило синхронно с вредителем.
На основании проведенных исследований нами была выявлена прямая высокая степень корреляционной зависимости плотности популяций энтомофагов от численности тлей: в природных стациях r = 0,79 - 0,90; в агроценозе озимой пшеницы - r = 0,84 - 0,96; в посевах яровой пшеницы - r = 0,74 - 0,83. Исключением является семейство Syrphidae в агроценозе яровой пшеницы (r = 0,63), что говорит о средней степени зависимости. В то время как у семейства Aphidiidae в том же ценозе подобной связи выявить не удалось. В первую очередь это связано с биологическими особенностями развития энтомофагов данного семейства.
Таким образом, по степени усиления эффективности регуляции численности злаковых тлей в агроценозах энтомофаги располагаются в следующей последовательности на озимой пшенице: галлицы кокцинеллиды сирфиды хризопы, а на яровой пшенице – кокцинеллиды галлицы сирфиды хризопы.
Рисунок 3. Пространственно-временное распределение тлей
Опытным путем нами было доказано, что присутствие энтомофагов тлей в агроценозах пшеницы способствует повышению ее продуктивности. На делянках, где численность злаковых тлей не регулировалась природными популяциями энтомофагов, урожайность культур была ниже, чем на делянках с естественным фоном энтомофагов. В посевах озимой пшеницы наблюдалось снижение урожайности на 0,07 т/га, на яровой пшенице – 0,05 т/га.
Влияние технологических приемов возделывания на сохранность
энтомофагов злаковых тлей в агроценозах зерновых культур
Существующие приемы обработки почвы в ряде случаев негативно влияют на численность энтомофагов тлей (табл. 2).
Таблица 2. - Влияние приемов обработки почвы на численность
основных энтомофагов тлей в агроценозах яровой пшеницы (2003 - 2009 гг.)
| Технологический прием | Вид энтомофага (стадия развития) | ||||||||||
| Сирфиды (куколки) | Галлицы (куколки) | Жужелицы (имаго) | Кокцинеллиды (имаго) | Афидиус (личинки) | |||||||
| Численность экз./100 м2, в слое 0-10см | |||||||||||
| до обработки | на 5 день обработки | до обработки | на 5 день обработки | до обработки | на 5 день обработки | до обработки | на 5 день обработки | до обработки | на 5 день обработки | ||
| Лущение стерни | 28,2 | 13,1 | 16,2 | 7,3 | 4,2 | 3,4 | 3,5 | 3,3 | 32,4 | 21,2 | |
| Глубокая зяблевая вспашка | 13,1 | 8,7 | 7,3 | 4,7 | 3,4 | 1,1 | 0,4 | 0 | 21,2 | 4,2 | |
| Плоскорезная обработка | 22,4 | 20,8 | 16,6 | 15,2 | 3,9 | 4,5 | 0,4 | 0,1 | 28,6 | 26,1 | |
| лущение стерни | Fфак. | 63,3 | 41,43 | 2,79 | 6,05 | 11,92 | |||||
| НСР 0,05 | 2,91 | 2,11 | 1,34 | 0,12 | 5,01 | ||||||
| глубокая зяблевая вспашка | Fфак. | 9,28 | 9,76 | 9,35 | 57,02 | 52,86 | |||||
| НСР 0,05 | 2,25 | 1,28 | 1,26 | 0,08 | 3,55 | ||||||
| плоскорезная обработка | Fфак. | 16,75 | 34,67 | 49,47 | 24,57 | 42,45 | |||||
| НСР 0,05 | 0,61 | 0,36 | 0,13 | 0,10 | 0,60 | ||||||
Примечание: Fт. = 2,21
Было установлено, что наиболее губительное воздействие оказывает глубокая отвальная зяблевая вспашка (снижение численности жужелиц на 67,6 %, сирфид -33,6 %, галлиц -35,6 %, внутренних паразитов злаковых тлей – 80,2 %.) и лущение стерни (снижение численности жужелиц на 19,0 %, сирфид и галлиц –53,5 - 54,9 %, внутренних паразитов тлей – 34,6 %). При использовании безотвальной системы обработки почвы оказывается минимальное влияние на энтомофагов тлей (численности жужелиц увеличивается на 15 %, численность сирфид снижается на 7,1 %, галлиц – 8,4 %, внутренних паразитов тлей – 8,7 %). Единственная группа энтомофагов злаковых тлей, которая избегает воздействия агротехнических приемов возделывания зерновых культур – кокцинеллиды, биологические особенности развития которых позволяют им мигрировать в другие стации до начала механизированных работ по обработке почвы.
Исследования по влиянию инсектицидов на популяцию злаковых тлей показало, что наиболее губительное действие оказал препарат моспилан, 20% РП (табл. 3). Применение данного препарата снижало численность вредителей в посевах озимой пшеницы на 95,4 %, яровой пшеницы – 96,3 %. Наименьшее влияние на численность злаковых тлей в обоих агроценозах оказал препарат фьюри, 10% ВЭ (83,1 % и 80,7 % соответственно).
Таблица 3. – Влияние инсектицидов на численность злаковых тлей
и их энтомофагов в агроценозах озимой пшеницы (среднее 2006 - 2008 гг.)
| Наименование инсектицида | Доза внесения, л (кг)/га | Численность тлей и энтомофагов после применения инсектицидов, % | |||||
| Злаковые тли | Хищные энтомофаги | Паразитические энтомофаги | |||||
| озимая пшеница | яровая пшеница | озимая пшеница | яровая пшеница | озимая пшеница | яровая пшеница | ||
| Фьюри,10%ВЭ | 0,1 | 16,9 | 19,3 | 5,8 | 10,4 | 3,9 | 11,3 |
| Актара, 25%ВДГ | 0,08 | 13,9 | 9,7 | 3,7 | 5,8 | 2,4 | 11,3 |
| Ди-68,40% КЭ | 1,0 | 9,1 | 9,4 | 0,6 | 3,2 | 1,5 | 6,5 |
| Моспилан, 20% РП | 0,05 | 4,6 | 3,7 | 1,7 | 4,8 | 0,9 | 4,8 |
| Би-58 новый, 40% КЭ | 1,2 | 9,6 | 7,9 | 2,1 | 1,4 | 1,3 | 6,5 |
| Fфак. | 40,07 | 61,65 | 21,83 | 16,72 | 11,93 | 11,53 | |
| НСР 0,05 | 2,30 | 2,20 | 1,31 | 2,51 | 1,04 | 2,68 | |
Примечание: Fт. = 3,05
Наименее токсичным в посевах озимой и яровой пшеницы был инсектицид фьюри, 10 % ВЭ. Количество выживших хищных энтомофагов составило 5,8 % и 10,4 %, паразитов злаковых тлей – 3,9 % и 11,3 % соответственно. В то время как при применении других инсектицидов процент выживших хищных энтомофагов был 0,6 % - 5,8 %, паразитирующих энтомофагов – 0,9 % - 6,5 %.
По степени уменьшения токсичности для энтомофагов злаковых тлей исследуемые инсектициды располагаются в следующей последовательности: Моспилан, 20 % РП Ди-68, 40 % КЭ Би-58 новый, 40 % КЭ Актара, 25 % ВДГ Фьюри, 10 % ВЭ.
Проведенные нами наблюдения за динамикой численности злаковых тлей в агроценозах зерновых колосовых культур позволили сделать вывод, что, существующие экономические пороги вредоносности (ЭПВ) в период кущения и трубкования культуры не актуальны, вследствие низкой численности фитофага в условиях Саратовского Левобережья.
На основании этого оценка последействия применения инсектицидов на энтомокомплекс проводилась в фазы колошения, цветения и налива зерна (молочная спелость) озимой и яровой пшеницы (рис. 4 и 5).
а. а.
б. б.
 | -мах численность тлей | - тли | |
| - мах численность хищников тлей | - хищники тлей | ||
| - дата обработки | |||
Рисунок 4. Динамика численности тлей и их энтомофагов в посевах озимой пшеницы при применении инсектицидов в различные стадии развития культуры: а. контроль (без применения инсектицидов); б. в фазу колошения;
в. в фазу цветения; г. в фазу налива зерна (молочная спелость);
Применение инсектицидов в посевах озимой и яровой пшеницы в фазы цветения и налива зерна (молочная спелость) приводит к гибели популяций злаковых тлей и их энтомофагов без последующего их восстановления.
а. б.
в. г.
 | -мах численность тлей | - тли | |
| - мах численность хищников тлей | - хищники тлей | ||
| - дата обработки | |||
Рисунок 5. Динамика численности тлей и их энтомофагов в посевах яровой пшеницы при применении инсектицидов в различные стадии развития культуры: а. контроль (без применения инсектицидов); б. в фазу колошения;
в. в фазу цветения; г. в фазу налива зерна (молочная спелость);
Опрыскивание посевов зерновых колосовых культур инсектицидами в фазу колошения позволяет снизить численность злаковых тлей до незначительной величины. Впоследствии плотность популяции вредителей не поднималась выше ЭПВ. Применение инсектицидов в этот период времени хотя и приводит к снижению численности полезных видов насекомых, но впоследствии наблюдается восстановление плотности их популяции до уровня контроля на яровой пшенице 84,1 % и на озимой пшенице 76,5 % от контроля, что способствует стабилизации энтмокомплекса в агроценозах.
Энергетическая и экономическая оценка эффективности
возделывания пшеницы
По результатам наших исследований наиболее высокую энергетическую эффективность в посевах озимой и яровой пшеницы обеспечивало использование препаратов моспилан, 20 % РП и ДИ-68, 40 % КЭ в фазу колошения культуры. В вариантах с этими препаратами отмечается наибольшее накопление обменной энергии урожая – 84,76 - 85,98 ГДж и 54,80 - 55,51 ГДж/га; наименьшие затраты на возделывание 1 тонны зерна – 0,52 - 0,53 ГДж и 0,72 - 0,74 ГДж. При этом коэффициент энергетической эффективности увеличивался до 8,07 - 8,15 и 5,38 - 5,53 соответственно.
Анализ экономической эффективности применения инсектицидов в агроценозе озимой пшеницы сорта Саратовская 90 показал, что эффективность ее производства мало зависит от сроков применения инсектицидов в борьбе со злаковыми тлями. В агроценозе яровой пшеницы сорта Белянка срок обработки имеет значение. При применении инсектицидов в период колошения по сравнению с фазой налива зерна (молочная спелость) условный чистый доход повышается на 70 - 105 рублей с 1 гектара; себестоимость 1 тонны зерна снижается на 42,9 - 68,8 рублей; а уровень рентабельности увеличивается на 1,7 - 2,7 % (табл. 4).
Самые низкие экономические показатели наблюдались в посевах яровой и озимой пшеницы, где популяции тлей были изолированы от воздействия энтомофагов: условный чистый доход – 520,0 рублей и 1565,0 рублей с 1 гектара; себестоимость 1 тонны зерна – 3073,8 рублей и 2625,7 рублей; уровень рентабельности – 13,9 % и 33,3 % соответственно.
Среди инсектицидов наибольший экономический эффект в посевах озимой и яровой пшеницы наблюдается от применения моспилана, 20 % РП.. В вариантах с этим препаратом в посевах озимой пшеницы достигается наибольший условный чистый доход – 1920,0 - 1955,0 рублей с 1 гектара; наименьшая себестоимость 1 тонны зерна – 2527,4 – 2740,0 рублей; наивысший уровень рентабельности – 37,8 - 38,5 %. В посевах яровой пшеницы этот препарат позволяет получить условный чистый доход – 770,0 рублей с 1 гектара; себестоимость 1 тонны зерна – 2950,0 рублей; уровень рентабельности – 18,5%.
На делянках с естественным фоном численности энтомофагов тлей в агроценозах озимой и яровой пшеницы все экономические показатели находятся на уровне вариантов с применением инсектицидов. В посевах озимой пшеницы условный чистый доход составлял – 1810,0 рублей с 1 гектара; себестоимость 1 тонны зерна – 2526,9 рублей; уровень рентабельности – 38,5 %. В агроценозе яровой пшеницы условный чистый доход равнялся - 695 рублей с 1 гектара; себестоимость 1 тонны зерна - 2952,8 рублей; уровень рентабельности – 18,5 %.
Таблица 4.
Экономическая эффективность применения пестицидов против злаковых тлей в агроценоза пшеницы
(среднее за 2003 – 2009 гг.)
| Фаза развития растений | Наименование препарата | Озимая пшеница | Яровая пшеница | ||||||||||||
| Урожайность, т/га | Прибавка урожайности, т/га | Стоимость зерна, руб../га | Затраты на возделывание культуры, руб../га | Себестоимость 1т зерна, руб. | Условный чистый доход, руб../га | Уровень рентабельности, % | Урожайность, т/га | Прибавка урожайности, т/га | Стоимость зерна, Руб../га | Затраты на возделывание культуры, руб../га | Себестоимость 1т зерна, руб. | Условный чистый доход, руб../га | Уровень рентабельности, % | ||
| Колошение | Естественный фон | 1,86 | - | 6510,0 | 4700 | 2526,9 | 1810,0 | 38,5 | 1,27 | - | 4445,0 | 3750 | 2952,8 | 695,0 | 18,5 |
| Фьюри,10%ВЭ | 1,92 | 0,06 | 6720,0 | 4910 | 2557,3 | 1810,0 | 36,9 | 1,33 | 0,06 | 4655,0 | 3960 | 2977,4 | 695,0 | 17,6 | |
| Актара, 25%ВДГ | 1,93 | 0,07 | 6755,0 | 5040 | 2611,4 | 1715,0 | 34,0 | 1,37 | 0,10 | 4795,0 | 4090 | 2985,4 | 705,0 | 17,2 | |
| Ди-68,40% КЭ | 2,00 | 0,14 | 7000,0 | 5100 | 2550,0 | 1900,0 | 37,3 | 1,40 | 0,13 | 4900,0 | 4150 | 2964,3 | 750,0 | 18,1 | |
| Моспилан, 2% РП | 2,01 | 0,15 | 7035,0 | 5080 | 2527,4 | 1955,0 | 38,5 | 1,40 | 0,13 | 4900,0 | 4130 | 2950,0 | 770,0 | 18,6 | |
| Би-58 новый, КЭ | 1,99 | 0,13 | 6965,0 | 5160 | 2593,0 | 1805,0 | 35,0 | 1,40 | 0,13 | 4900,0 | 4190 | 2992,9 | 710,0 | 16,9 | |
| Тли в садках | 1,79 | -0,07 | 6265,0 | 4700 | 2625,7 | 1565,0 | 33,3 | 1,22 | -0,05 | 4270,0 | 3750 | 3073,8 | 520,0 | 13,9 | |
| Цветение | Естественный фон | 1,86 | - | 6510,0 | 4700 | 2526,9 | 1810,0 | 38,5 | 1,27 | - | 4445,0 | 3750 | 2952,8 | 695,0 | 18,5 |
| Фьюри,10%ВЭ | 1,88 | 0,02 | 6580,0 | 4910 | 2611,7 | 1670,0 | 34,0 | 1,32 | 0,05 | 4620,0 | 3960 | 3000,0 | 660,0 | 16,7 | |
| Актара, 25%ВДГ | 1,90 | 0,04 | 6650,0 | 5040 | 2652,6 | 1610,0 | 31,9 | 1,35 | 0,08 | 4725,0 | 4090 | 3029,6 | 635,0 | 15,5 | |
| Ди-68,40% КЭ | 1,98 | 0,12 | 6930,0 | 5100 | 2575,8 | 1830,0 | 35,9 | 1,38 | 0,11 | 4830,0 | 4150 | 3007,2 | 680,0 | 16,4 | |
| Моспилан, 2% РП | 2,01 | 0,15 | 7035,0 | 5080 | 2527,4 | 1955,0 | 38,5 | 1,40 | 0,13 | 4900,0 | 4130 | 2950,0 | 770,0 | 18,6 | |
| Би-58 новый, КЭ | 1,98 | 0,12 | 6930,0 | 5160 | 2606,1 | 1770,0 | 34,3 | 1,38 | 0,11 | 4830,0 | 4190 | 3036,2 | 640,0 | 15,3 | |
| Тли в садках | 1,79 | -0,07 | 6265,0 | 4700 | 2625,7 | 1565,0 | 33,3 | 1,22 | -0,05 | 4270,0 | 3750 | 3073,8 | 520,0 | 13,9 | |
| Налив зерна. Молочная спелость | Естественный фон | 1,86 | - | 6510,0 | 4700 | 2526,9 | 1810,0 | 38,5 | 1,27 | - | 4445,0 | 3750 | 2952,8 | 695,0 | 18,5 |
| Фьюри,10%ВЭ | 1,87 | 0,01 | 6545,0 | 4910 | 2625,7 | 1635,0 | 33,3 | 1,30 | 0,03 | 4550,0 | 3960 | 3046,2 | 590,0 | 14,9 | |
| Актара, 25%ВДГ | 1,91 | 0,05 | 6685,0 | 5040 | 2638,7 | 1645,0 | 32,6 | 1,35 | 0,08 | 4725,0 | 4090 | 3029,6 | 635,0 | 15,5 | |
| Ди-68,40% КЭ | 1,99 | 0,13 | 6965,0 | 5100 | 2562,8 | 1865,0 | 36,6 | 1,38 | 0,11 | 4830,0 | 4150 | 3007,2 | 680,0 | 16,4 | |
| Моспилан, 2% РП | 2,00 | 0,14 | 7000,0 | 5080 | 2540,0 | 1920,0 | 37,8 | 1,40 | 0,13 | 4900,0 | 4130 | 2950,0 | 770,0 | 18,6 | |
| Би-58 новый, КЭ | 1,98 | 0,12 | 6930,0 | 5160 | 2606,1 | 1770,0 | 34,3 | 1,37 | 0,10 | 4795,0 | 4190 | 3058,4 | 605,0 | 14,4 | |
| Тли в садках | 1,79 | -0,07 | 6265,0 | 4700 | 2625,7 | 1565,0 | 33,3 | 1,22 | -0,05 | 4270,0 | 3750 | 3073,8 | 520,0 | 13,9 | |
Выводы
1. В природных стациях степного Саратовского Заволжья встречаются 29 видов тлей из 4 семейств, способных питаться на 122 видах растений, относящихся к 23 ботаническим семействам. Выявленные энтомофаги тлей относятся к отрядам Hemiptera (3 семейства, 8 видов), Colleoptera (2семейства, 14 видов), Diptera (3 семейства, 8 видов), Hymenoptera (2 семейства, 6 видов), Neuroptera (2 семейства, 10 видов).
2. В природных стациях и агроценозах пшеницы доминируют следующие виды энтомофагов злаковых тлей: Coccinella septempunctata L., Adalia bipunctata L., Chrysopa carnea Steph., Chrysopa perla L., Platycheirus balteatus Deg., Sphaerophoria scripta L., Aphidoletes aphidimyza Rond.
3. В природных стациях и агроценозах зерновых колосовых культур выявлена прямая высокая степень корреляционной зависимости плотности популяций энтомофагов от численности тлей. В природных стациях r = 0,79 - 0,90; в агроценозе озимой пшеницы r = 0,84 - 0,96, а в агроценозе яровой пшеницы r = 0,740 - 0,830. Исключением являются представители семейства Aphidiidae в агроценозе яровой пшеницы у которых данная зависимость не выявлена.
4. По степени усиления эффективности регуляции численности злаковых тлей в агроценозах энтомофаги располагаются в следующей последовательности на озимой пшенице: галлицы кокцинеллиды сирфиды хризопы, а на яровой пшенице – кокцинеллиды галлицы сирфиды хризопы.
5. Безотвальная система обработки почвы оказывает минимальное влияние на сохранность энтомофагов тлей (численности жужелиц увеличивается на 15 %, численность сирфид снижается на 7,1 %, галлиц – 8,4 %, внутренних паразитов тлей – 8,7 %).
6. На популяцию злаковых тлей в агроценозах пшеницы наиболее сильное действие оказывал инсектицид моспилан, 20 % РП. Он снижал численность вредителей в посевах озимой пшеницы - на 95,4 %, яровой пшеницы – 96,3 %.
Наименее токсичным в посевах озимой и яровой пшеницы был инсектицид фьюри, 10% ВЭ. Количество выживших хищных энтомофагов составило 5,8% и 10,4%, паразитов злаковых тлей – 3,9% и 11,3% соответственно. В то время как при применении других инсектицидов процент выживших хищных энтомофагов был 0,6% - 5,8%, паразитирующих энтомофагов – 0,9% - 6,5%.
7. Применение инсектицидов для снижения численности злаковых тлей в посевах озимой и яровой пшеницы в фазу колошения культуры способствует быстрому восстановлению численности энтомофагов.
8. Анализ экономической эффективности показал, что применение инсектицидов для снижения численности злаковых тлей в агроценозах пшеницы экономически не целесообразно. Так как, не смотря на повышение урожайности (озимая пшеница – 0,01-0,15 т/га, яровая пшеница – 0,03-0,13 т/га) наблюдается увеличение расходов на возделывание культур, что приводит к снижению рентабельности производства.
Рекомендации производству
1. При проведении фитосанитарного мониторинга посевов озимой и яровой пшеницы на территории районов Саратовского Левобережья использовать выявленные нами закономерности динамики численности злаковых тлей выраженные в уравнении регрессии для озимой пшеницы по фазе трубкования у = 2,3893х - 2,1857 (r = 0,98); по фазе колошения у = 1,6429х + 2,2 (r = 0,93); для яровой пшеницы по фазе трубкования у = 3,1143х - 1,3667 (r = 0.87); по фазе колошения у = 2,6029х + 1,54 (r = 0.92). Уравнение позволяет на ранних этапах вегетации пшеницы (трубкование и колошение) прогнозировать численность тлей в период ее наибольшей вредоносности – в фазу молочной спелости.
2. Для сохранности и активизации природных популяций энтомофагов злаковых тлей обработку посевов озимой и яровой пшеницы против злаковых тлей проводить в период колошения культуры.
Список опубликованных работ по теме диссертации:
Статьи в изданиях, рекомендованных ВАК
- Еськов, И.Д. Пространственно-этологическая структура популяций злаковых тлей / И.Д. Еськов, Б.С. Якушев, Т.В. Коробко // Вестник Саратовского госагроуниверситета им. Н. И. Вавилова. – 2009. – № 4. – С. 9–13. (0,5 п.л., авторских – 0,17).
- Еськов, И.Д. Кормовые ресурсы листовых тлей и их энтомофагов в Левобережье Саратовской области / И.Д. Еськов, Е.Н. Шевченко, Т.В. Коробко // Вестник Саратовского госагроуниверситета им. Н. И. Вавилова. – 2009. – № 5. – С. 19–23. (0,44 п.л., авторских – 0,15).
Статьи в других изданиях
- Коробко, Т.В. Фенология и динамика численности злаковых тлей и их энтомофагов в Левобережье Саратовской области / Т.В. Коробко // Молодые ученые – агропромышленному комплексу Поволжского региона: сборник научных работ. – Саратов: ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ», 2004.Вып.4. – С.82-85. (0,2 п.л., авторских – 0,2).
- Коробко, Т.В. Основные виды энтомофагов злаковых тлей на яровой пшенице в Саратовской области / Т.В. Коробко // Вавиловские чтения – 2005: материалы конф., посвящ. 118-й годовщине со дня рождения академика Николая Ивановича Вавилова, 23–25 нояб. 2005 г. – Саратов: ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ», 2005. – С. 49–52. (0,19 п.л., авторских – 0,19).
- Еськов, И.Д. Влияние агротехники на численность энтомофагов злаковых тлей / И.Д. Еськов, Б.С. Якушев, Т.В. Коробко // Экологические проблемы в АПК: Сборник материалов Международной научно-практической конференции к 80-летию со дня рождения Н.А. Мосиенко (7-10 февраля 2006 г.). – Саратов-Ухань-Гальвестон: Изд-во СГАУ, 2006. – С.186-188. (0,13 п.л., авторских – 0,04).
- Еськов, И.Д. Взаимоотношения злаковых тлей и их энтомофагов в агроценозе яровой пшеницы / И.Д. Еськов, Т.В. Коробко // Вавиловские чтения – 2006: материалы конф., посвящ. 119-й годовщине со дня рождения академика Николая Ивановича Вавилова, 4-8 декабря 2006 г. – Саратов: ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ», 2006. – С. 12–15. (0,19 п.л., авторских – 0,09).
- Еськов, И.Д. Видовой состав и трофические связи тлей, обитающих на дикорастущей растительности в Левобережье Саратовской области / И.Д. Еськов, Т.В. Коробко // Вавиловские чтения – 2007: материалы конф., посвящ. 120-й годовщине со дня рождения академика Николая Ивановича Вавилова, 26–30 нояб. 2007 г. – Саратов: Научная книга, 2007. – С.139–141. (0,19 п.л., авторских – 0,09).
- Еськов, И.Д. Влияние способов обработки почвы на численность энтомофагов в полевом севообороте Левобережья Саратовской области / И.Д. Еськов, Б.С. Якушев, Т.В. Коробко // Агротехнический метод защиты растений от вредных организмов. Мат. IV межд. науч.-практ. конф. – Краснодар, 2007. – С. 37-38. (0,1 п.л., авторских – 0,03).
- Еськов, И.Д. Видовой состав энтомофагов – паразитов тлей в Левобережье Саратовской области / И.Д. Еськов, Т.В. Коробко // Вавиловские чтения – 2008: материалы международной научно-практической конференции, посвященной 95-летию Саратовского госагроуниверситета. 26–27 ноября 2008 г. – Саратов, 2008. – Ч. 1.– С.146–147. (0,13 п.л., авторских – 0,06).
