На правах рукописи

Скребцова Татьяна Ивановна БИОЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ВРЕДНОЙ ЧЕРЕПАШКИ (EURYGASTER INTEGRICEPS PUT.) И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕР БОРЬБЫ С НЕЙ В ЦЕНТРАЛЬНОМ ПРЕДКАВКАЗЬЕ 06. 01. 11 - защита растений

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Москва, 2009 г.

2

Работа выполнена в ФГОУ ВПО Ставропольский государственный аграрный университет

Научный консультант:

доктор биологических наук, профессор Ченикалова Елена Владимировна

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук, профессор Чернышев Владимир Борисович Кандидат сельскохозяйственных наук, профессор Исаичев Виктор Васильевич

Ведущая организация: ГНУ Ставропольский научно-исследовательский институт сельского хозяйства Россельхозакадемии

Защита состоится 03 июня 2009 г. в 13.00 часов на заседании диссертационного совета Д 220.043.04. при ФГОУ ВПО Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К.А. Тимирязева по адресу: 127550, г.

Москва, ул. Тимирязевская, д. 49.

С диссертацией можно ознакомиться в Центральной научной библиотеке Российской государственной аграрного университета - МСХА имени К.А. Тимирязева Приглашаю Вас принять участие в работе совета или прислать свой отзыв в двух экземплярах, заверенных гербовой печатью, по адресу указанному выше Автореферат разослан 30 апреля 2009 г. и размещен на сайте университета www.timacad.ru.

Ученый секретарь диссертационного совета, А.Н. Смирнов кандидат биологических наук 2 3

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ ИССЛЕДОВАНИЙ. Эффективная защита зерновых культур от вредной черепашки предполагает совершенствование систем прогноза и борьбы с этим вредителем. Несмотря на ежегодно проводимую в регионе борьбу с черепашкой, наблюдается расширение зон ее высокой численности и вредоносности. В изменившихся экологических и хозяйственных условиях требуется изучение влияния разнообразных факторов на популяции вредителя. Это роль изменений климата, внедрение новых сортов, применение новых классов пестицидов и их смесей. Важным рычагом управления популяциями вредителей, в том числе и вредной черепашки, служит оптимизация структуры агроландшафтов, поиску путей, которым в регионе Центрального Предкавказья посвящен раздел нашей работы.

Необходимость всестороннего изучения и регуляции численности вредной черепашки определяет актуальность проведенных исследований.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ. Целью работы было изучение современного состояния популяций вредной черепашки в агроландшафтах Центрального Предкавказья для совершенствования прогноза и борьбы с ней.

При проведении исследований решались следующие задачи:

1. Ретроспективный анализ динамики численности, распространения и вредоносности черепашки в Центральном Предкавказье.

2. Изучение эколого-биологических особенностей вредителя в условиях современных агроландшафтов.

3. Оценка влияния агроприемов и применения инсектицидов на численность и вредоносность ставропольских популяций черепашки.

4. Оценка полевой устойчивости сортов озимой пшеницы к вредителю.

5. Оптимизация прогноза, мониторинга и борьбы с вредной черепашкой в регионе исследований.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА. Впервые изучена многолетняя динамика численности, распространения и вредоносности вредной черепашки за 10-летний период в различных природно-климатических зонах Центрального Предкавказья.

Выявлена роль абиотических и биотических факторов в регуляции численности вредителя в современных агроландшафтах. Оценено влияние агроэкологических факторов возделывания озимой пшеницы на плотность вредителя. Оценена повреждаемость ряда сортов озимой пшеницы вредителем.

Впервые оценена фенетипическая внутрипопуляционная изменчивость ставропольских популяций вредной черепашки за три года, в четырех агроклиматических зонах и на разных сортах озимой пшеницы.

Определена биологическая и экономическая эффективность применения инсектицидов и их баковых смесей против вредной черепашки. Даны рекомендации по прогнозу численности вредителя и система борьбы с ним.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Материалы диссертационной работы доложены на конференциях Ставропольского государственного аграрного университета (2007, 2008, 2009 гг.), Всероссийской и Международных конференциях Ставропольского отделения РЭО РАН (2007, 2008, 2009 гг.), международной научно-практической конференции Биологическая защита растений - основа стабилизации экосистем (Краснодар, 2008), IV международной научнопрактической конференции Naukowym progress na rubiezy tysiacleci - 2008.

(Польша, Przemysl, 2008). По результатам исследований опубликовано 11 работ.

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ И ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ РАБОТЫ. Теоретическое значение проведенных исследований состоит во всестороннем анализе многолетней динамики численности, распространения и вредоносности популяций вредной черепашки в регионе Центрального Предкавказья, выявлении эколого-биологических особенностей вредителя в регионе исследований и оценке его фенотипической изменчивости.

Практическое значение работы заключается в разработке рекомендаций по прогнозу и совершенствованию стратегии борьбы с вредной черепашкой в условиях Центрального Предкавказья. Результаты исследований автора могут быть широко использованы в производстве.

ИЧНЫЙ ВКЛАД СОИСКАТЕЛЯ. Исследования выполнялись лично автором в рамках плана НИР кафедры энтомологии Ставропольского государственного аграрного университета на 2006-2008 гг.

ПУБЛИКАЦИИ. Результаты исследований изложены в 8 статьях и 1 монографии, в том числе две статьи - в рекомендованном ВАК издании и одна в международном сборнике (Przemysl, 2008г.).

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ. Диссертация изложена на 176 страницах текста компьютерного набора, иллюстрирована 41 таблицей и 27 рисунками. Состоит из введения, шести глав, выводов, рекомендаций производству и приложений на 16 страницах. Список источников литературы включает наименований, из них 23 иностранных авторов.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ:

1. Изучены биологические особенности и фенетипический состав популяций вредной черепашки в агроландшафтах Центрального Предкавказья.

2. Определены значения ряда биотических, абиотических и антропогенных факторов влияющих на динамику численности и распространение вредной черепашки.

3. Разработан комплекс мероприятий по совершенствованию системы прогноза, мониторинга и борьбы с вредной черепашкой в условиях Центрального Предкавказья.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

ГЛАВА I. ВРЕДНАЯ ЧЕРЕПАШКА - ВАЖНЕЙШИЙ ВРЕДИТЕЛЬ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР В ЦЕНТРАЛЬНОМ ПРЕДКАВКАЗЬЕ Обзор литературы состоит из 6 разделов, в которых рассмотрена история изучения вредной черепашки в России и за рубежом, морфологические и эколого-биологические особенности, биотические и абиотические факторы влияющие на динамику численности, анализ ее распространения, изучения вредоносности и мер борьбы на территории России и Евразии.

ГЛАВА II. РЕГИОН И МЕТОДЫ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ 2.1. Природные условия климатических зон Ставропольского края. Территория Ставропольского края в географическом отношении принадлежит к Центральному Предкавказью и относится к зоне степей, значительно подвергшихся антропогенному воздействию. Степи Предкавказья - это продолжение южнорусских степей. Но степи здесь неоднородны. Наиболее богатые флористические комплексы локализуются в районе Кавказских Минеральных Вод и на Ставропольской возвышенности. Широко используется подразделение его территории на 4 агроклиматические природные зоны, характеризующиеся сходством погодных и других показателей.

2.2. Методы проведения исследований и схемы опытов. Полевые и лабораторные исследования были проведены на производственных и опытных посевах озимой пшеницы в нескольких базовых хозяйствах четырех агроклиматических зон Ставропольского края, различающихся степенью увлажнения:

- в I - крайне-засушливой зоне - в СПК Владимировский Туркменского района;

- во II - засушливой зоне - в ЗАО Калининское Буденновского района;

- в III зоне - неустойчивого увлажнения - в ОАО Тищенское Изобильненского района;

- в IV зоне - достаточного увлажнения (учебно-опытное хозяйство Ставропольского государственного аграрного университета).

При полевых исследованиях проводили следующие наблюдения и опыты:

Изучение фенологии и динамики численности вредной черепашки. В полевых условиях методом маршрутных обследований посевов изучали фенологию и численность вредной черепашки по общепринятым методикам.

Изучение биоэкологических особенностей черепашки. Выявляли влияние абиотических (погодных) и биотических факторов в разных климатических зонах на перезимовку и динамику численности клопов. Оценивали пораженность клопов мускардинозом и зараженность фазиями.

Анализировали влияние особенностей структуры агроландшафта на заселяемость полей вредителем: динамики роста посевных площадей озимой пшеницы, в том числе ее повторных посевов, роль предшественников, наличия лесополос, сроков сева и норм высева.

Оценка полевой устойчивости сортов озимой пшеницы к черепашке. Определяли численность вредителя на ряде сортов озимой пшеницы в производственных условиях различных природных зон края. В 2006-2008 гг. в экологическом сортоиспытании кафедры селекции и семеноводства Ст ГАУ на 17 сортах озимой пшеницы, высевавшихся на делянках площадью 50 м2 в четырех повторностях, учитывали заселяемость имаго и личинками черепашки, оценивали поврежденность зерна вредителем по 5-балльной методике ВИЗР (Вилкова, Нефедова и др., 2003). На 36 сортах Новоалександровского ГСУ в 2006 г. проведена оценка повреждаемости зерна черепашкой.

Фенетический анализ популяций вредной черепашки Центрального Предкавказья. Анализ фенетической структуры клопов популяций вредной черепашки и процентное соотношение клопов разных морфотипов из разных природно-климатических зон производили, разделяя клопов на 4 морфотипа по окраске и рисунку щитка по методике С.Р. Фасулати (2005):

- морфотип 1 - щиток с четко выраженным контрастным узором, цвет верхней стороны тела серо-коричневый;

- морфотип 2 - щиток с нечетко выраженным малоконтрастным узором, цвет тела серо-желтый;

- морфотип 3 - щиток с четко, цвет серо-коричневый, тон окраски темный;

- морфотип 4 - щиток без узора, цвет серо-желтый, тон окраски светлый.

Анализ биологической эффективности и динамики применения инсектицидов против вредной черепашки. При выполнении работы был проведен ретроспективный анализ применения инсектицидов различных химических классов и их баковых смесей, объемов проведения борьбы с вредной черепашкой на территории Центрального Предкавказья за период от 40 - 50 до 10 лет.

В 2006-2008 гг. в базовых хозяйствах 4-х климатических зон края были заложены однотипные производственные опыты по испытанию различных классов инсектицидов и баковой смеси пиретроида и ФОС для оценки эффективности и совершенствования мер борьбы с вредителем. Опыты закладывали в 3-кратной повторности с площадью вариантов по 5 га. Варианты опыта: Танрек, ВРК (200 г/л) -0.17 л/га, Данадим, КЭ (400 г/л) - 1,0 л/га, Шарпей, МЭ (г/л) - 0.2 л/га, Шарпей, МЭ (250 г/л) +Данадим, КЭ (400 г/л) - 0.1 +0.5 и контроль (без обработки). Биологическую эффективность рассчитывали по обще принятой формуле А. Аббота: С= {(А-В) : А} х 100 (%), где А - численность черепашки до обработки; В - численность черепашки после обработки.

Оценка экономической эффективности борьбы с вредной черепашкой и статистическая обработка данных. При расчете экономической эффективности борьбы с вредной черепашкой применяли общепринятый метод расчета экономической эффективности. При статистической обработке результатов исследований, использовали методы дисперсионного и корреляционнорегрессионного анализов (ЭВ - Ставропольского ГАУ), а также компьютерной программы однофакторного дисперсионного анализа.

ГЛАВА III. ЭКОЛОГИЯ ВРЕДНОЙ ЧЕРЕПАШКИ В УСЛОВИЯХ ЦЕНТРАЛЬНОГО ПРЕДКАВКАЗЬЯ 3.1. Зональные особенности фенологии вредной черепашки в регионе. В 2006-2008 гг. мы фиксировали наступление фенологических фаз черепашки в различных зонах края, связывая их наступление с прохождением озимой пшеницей 12-ти этапов органогенеза (по Ф.М. Куперман, 1977). Подробные фенологические наблюдения нами были проведены в условиях опытного хозяйства СтГАУ, расположенного на границе зон недостаточного и неустойчивого увлажнения. В связи с различиями погодных условий 2006-2008 гг., изменялись и сроки наступления отдельных фаз развития вредителя, хотя сохранялась четкая онтогенетическая сопряженность развития черепашки и растений озимой пшеницы. Длительность периодов нанесения вреда черепашкой и развития ее личинок различаются по годам и по агроклиматическим зонам. В условиях опытной станции период вредоносности был наиболее длительным в 2006 г., - около 100 дней. В 2007 и 2008 гг. этот период был короче, составив лишь дней. Развитие личинок продолжается в среднем 40-50 дней. Наиболее короток этот период в крайне-засушливой зоне, где длится около 40 дней. В остальных зонах он длиннее и достигает 50 дней.

3.2. Многолетняя динамика распространения и численности вредителя.

Вредная черепашка является главным вредителем зерновых культур в Ставропольском крае. Здесь создаются благоприятные условия для ее развития, питания имаго и личинок и перезимовки диапаузирующих клопов.

По многолетним данным до конца прошлого века на территории Ставропольского края районы, относящиеся к крайне-засушливой и засушливой природно-климатическим зонам, заселялись вредителем сильнее, чем районы, расположенные в зонах недостаточного и умеренного увлажнения. В конце прошлого - начале текущего столетия черепашка стала повсеместно многочисленным вредителем в крае, плотность популяций которого ежегодно превосходит ЭПВ.

тыс.га Рисунок 1. Ди I зона намика заселен II зона ности посевов III зона озимой пшеницы IV зона вредной черепашкой по агроклиматическим зонам Ставро1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 польского края в 1997-2007 гг.