Агроэкологическое обоснование защиты посевов яровой пшеницы от цикадок (Cicadinea) в условиях Нижнего Поволжья

На правах рукописи

 

 

 

Калмыков Иван Сергеевич

 

 

 

 

Агроэкологическое обоснование  защиты

посевов яровой пшеницы  от цикадок (Cicadinea) 

в условиях Нижнего Поволжья

 

 

 

 

Специальность 06.01.11. – «Защита  растений»

 

 

 

 

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата сельскохозяйственных наук

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Саратов 2009

Работа выполнена в  Федеральном государственном образовательном  учреждении высшего профессионального  образования «Саратовский государственный  аграрный университет им. Н.И. Вавилова»

 

 

Научный руководитель:	доктор сельскохозяйственных наук, профессор Чекмарева   Людмила Ивановна
Официальные оппоненты:	доктор сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник Маркелова Тамара Сергеевна,
	кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Иванцова Елена Анатольевна
Ведущая организация:	ГНУ «Краснокутская селекционно-опытная  станция»

 

 

 

Защита диссертации  состоится «30» декабря 2009 года в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 220.061.06 при ФГОУ ВПО «Саратовский государственный аграрный университет им. Н.И. Вавилова» по адресу: 410012, г. Саратов, Театральная площадь, 1.

 

 

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ им. Н.И. Вавилова»

 

 

Автореферат разослан «25» ноября 2009 г. и размещен на сайте www. sgau. ru.

 

 

 

 

 

Ученый секретарь

диссертационного совета                                                   Н.Н. Гусакова

 

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТА

 

Актуальность  темы. Зерновое производство является ведущей отраслью засушливого Поволжья. В сельском хозяйстве Саратовской области и России в целом основное место занимает пшеница, ее посевы составляют около 20 % от общей площади пашни. При этом яровая пшеница является одной из наиболее ценных возделываемых зерновых культур. В России площади посевов яровой пшеницы составляют около 17,1 млн га, в Саратовской области – 426,1 тыс. га (Тихомолов, 1995; Жичкина, Каплин, 2001).

Получение высоких урожаев зерна  яровой пшеницы связано с рядом  трудностей, одна из которых – необходимость  снижения потерь от вредителей, болезней и сорняков.

По оценкам экономистов, если не вести борьбу с вредителями, болезнями  и сорняками, то потери зерновых культур  составляют 20–30 % от возможного сбора  урожая. Это означает, что каждый пятый гектар обработанной земли не приносит продукции. Одной из серьезных проблем современной энтомологии является исследование энтомофауны и динамики численности насекомых различных агроценозов, в том числе и таких, которые повреждают зерновые культуры.

Интенсивная технология изменяет экологические условия пшеничных полей, что не может не влиять на видовой состав и динамику численности насекомых, их поведение, ярусное распределение. Для успешной защиты растений от вредных насекомых требуются хорошие знания экологии вредителей. Без этого невозможна рационализация существующих и разработка новых экологически безопасных мер снижения численности вредителей до экономически неощутимого уровня и сохранения естественных регуляторов численности энтомофагов.

В настоящее время в защите растений от болезней и вредителей наиболее перспективным является биоценотический подход, который предполагает сопряженное изучение биологии и экологии популяции доминирующих видов, особенности функционирования агроценозов с целью повышения их устойчивости, обеспечения равновесного состояния за счет процессов саморегуляции (чекмарева, 2004).

Цель работы – изучение экологии вредителей в агроценозе яровой пшеницы и их энтомофагов в Поволжье и выявление устойчивости районированных и перспективных сортов к наиболее опасным и малоизученным вредителям – полосатой и шеститочечной цикадкам в различные по погодным условиям годы.

Задачи исследований:

• выявить видовой состав фитофагов с колюще-сосущим ротовым аппаратом и изучить их экологию на новых сортах яровой пшеницы;
• исследовать фенологию цикадок – вредителей яровой пшеницы с учетом абиотических и биотических факторов;
• проанализировать влияние абиотических и биотических факторов на динамику численности цикадок и их энтомофагов в посевах пшеницы;
• дать оценку устойчивости к цикадкам посевов пшеницы изучаемых сортов Добрыня, Воевода, Л-503, Фаворит;
• рассчитать энергетическую, экономическую эффективность возделывания устойчивых к цикадкам сортов пшеницы;
• разработать на основе проведенных исследований практические рекомендации по подбору для производственных посевов сортов пшеницы, устойчивых к изучаемым вредителям.

Научная новизна. Впервые подробно определены цикадовые (Cicadinea) в посевах новых сортов яровой пшеницы в Саратовском Поволжье. Изучены доминирующие виды – шеститочечная (Macrosteles laevis Rib.) и полосатая (Psammotettix striatus L.) цикадки. Установлены различия в фенологи, динамике численности и поведении насекомых на различных сортах яровой пшеницы.

На основе корреляционного, регрессионного и дисперсионного анализов показана роль абиотических и биотических факторов среды в динамике численности цикадок и их энтомофагов как обитателей агроценозов изучаемых сортов яровой пшеницы. Выявлены различия изучаемых сортов яровой пшеницы по устойчивости к данным вредителям в условиях Саратовского Поволжья.

Практическая значимость. Результаты исследований послужили основой для внесения поправок в значение установленных экономических порогов вредоносности цикадок с учетом абиотических и биотических факторов на изучаемых сортах яровой пшеницы. Использование изучаемых сортов, особенности которых способствуют снижению количества вредителей и активизации энтомофагов, позволяет в отдельные годы отказаться от применения пестицидов. Это имеет большое значение для повышения качества зерна пшеницы и улучшения экологии окружающей среды.

Основные положения, выносимые  на защиту:

• видовой состав, фенология, динамика численности постоянных фитофагов яровой пшеницы – цикадок и их энтомофагов;
• действие абиотических и биотических факторов на численность вредителя;
• параметрические взаимосвязи фитофагов и их энтомофагов при экологическом равновесии их видов и в агроценозе яровой пшеницы;
• реакция различных сортов яровой пшеницы на повреждения цикадками;
• энергетическая и экономическая эффективность возделывания наиболее устойчивых к вредителям сортов пшеницы.

Апробация работы. Основные положения исследований были доложены и обсуждены на конференции «Вавиловские чтения» (Саратов, 2007), на международных, всероссийских, региональных и внутривузовских научно-практических конференциях (Пенза, 2007, 2008), на конференции профессорско-преподавательского состава и аспирантов по итогам научно-исследовательской, учебно-методической и воспитательной работы за 2008 г. (Саратов, 2009).

Реализация результатов исследований. Предложены мероприятия по внедрению их в заволжских хозяйствах: ООО ГИС «АГРОБалаково» на площади 250 га; ГНУ «Краснокутская селекционно-опытная станция» на площади 200 га.

Внедрение предложенного  метода расчета численности фитофагов и энтомофагов, основанного на соотношении количества, на полях Поволжья дает экономический эффект за счет сокращения затрат на борьбу с цикадками и повышения качества продукции. Сочетание предложенного метода с возделыванием сортов, устойчивых к специализированным вредителям пшеницы, дает дополнительный чистый доход 900–1000 руб. с 1 га.

Результаты исследований нашли  отражение в рекомендациях производству (2008–2009 гг.), использованы в учебных  пособиях, применяются при чтении лекций на курсах «иммунитет растений к вредителям», «Сельскохозяйственная энтомология», «Защита растений».

Степень личного участия. Соискателю принадлежит постановка проблемы, разработка программы исследований, выбор объектов и критическая оценка литературных источников, проведение полевых и лабораторных исследований, обработка фактических данных, обобщение результатов исследований, изложение выводов и разработка рекомендаций.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано  9 печатных работ на 3,35 п.л., авторский вклад – 1,5 п.л., в том числе 1 статья в журнале «Вестник Саратовского госагроуниверситета им. Н.И. Вавилова», включенном в Перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий.

Структура и объем  диссертации. Диссертация состоит из введения и семи глав, выводов и рекомендаций производству, рукопись изложена на 155 страницах компьютерного текста. В работе содержится 16 таблиц, 40 рисунков. Список литературы включает 154 наименования, в том числе 22 на иностранных языках.

 

1. Изученность вопроса

 

Особенности экологии, биологии и вредоносности цикадовых подотряда Cicadinea на зерновых культурах изучали в 30-х годах ХХ века (Морошкина, 1936). Влияние энтомофагов на снижение численности цикадок и методы учета изучали Бей-Биенко, Щеголев, Знаменский (1937). В своих работах Бей-Биенко подробно описывал биологию и морфологию цикадок (1954, 1957, 1980). Войтенко и Кубайчик (Украинский НИИЗР) дали морфологическое описание цикадок на зерновых культурах в СССР (1980). Изучением развития цикадок занимался Мигулин (1983).

Методы по определению количественной оценки поврежденности цикадками были описаны Палий, Шапиро и др. (1987); в Азербайджане – Джафаровым (1971), в Белоруссии – Брянцевым (1926), Соловьевым (1926), Ковалевой (1970), Саммерсовым и Якимовичем (1982); на Украине – Дмитриевым (1951), Логвиненко (1957), Виноградовой (1984). Видовой состав и биология цикадок в Нижнем Поволжье описаны Сахаровым (1947), Гривановым (1953, 1958), Якушевым (1983), Чекмаревой (1983, 1987, 1990), в Самарской области – Шакуровым (2005).

 

2. Агроэкологические условия проведения работы

 и методы исследований

 

Исследования по биологии, экологии и вредоносности  цикадовых проводились  на селекционных полях ГНУ «НИИСХ Юго-Востока», Саратовская область). Климат района проведения исследований сухой континентальный. Сумма активных температур – 2500–2700 °С. Среднегодовое количество осадков 392 мм. ГТК – 0,6–0,9. Изначальным количеством осадков характеризовались 2007 и 2009 гг.; 2008 г. можно отнести к достаточно благоприятным для развития яровой пшеницы  и изучаемых цикадовых  (2008 г. был теплым и наиболее влажным; 2007 и 2009 гг. – острозасушливым).

Сбор материала, учет численности, количественное соотношение и процент  доминирования каждого вида цикад  проводили общепринятыми методами полевых и лабораторных исследований (Осмоловский, 1964; Палий, 1970). Основные учеты и опыты проводились  на посевах яровой пшеницы на четырех сортах (Добрыня, Воевода, Л-503, Фаворит) в течение трех лет (2007–2009). Видовой состав энтомофауны определялся специалистами по данной группе насекомых в Бюро определений (Санкт-Петербург), достоверность определения подтверждена. Полезные насекомые (кокцинеллиды и златоглазки) определялись по коллекциям кафедры.

Для определения плотности  заселения растений вредителями  выделяли 5–10 модельных растений в 10 точках (Палий, 1958). Основные моменты биологии (зимовка, фазы развития, количество поколений и др.) цикад изучали в 2007–2009 гг. в лаборатории кафедры энтомологии Саратовского ГАУ, а в природных условиях – на полях ГНУ «НИИСХ Юго-Востока» (Саратовская область) по методике Кожанчикова (1961).

Данные по численности  и видовому составу имаго и  личинок цикадовых получали методом  кошения стандартным энтомологическим сачком 25 взмахов в 4-кратной повторности, один раз в семь дней по фазах  развития яровой пшеницы изучаемых сортов.

При характеристике географического  распространения цикадовых пользовались биогеографическим делением и номенклатурой  ареалов, предложенными Емельяновым (1974). При описании пищевой специализации  выделялись монофаги, узкие и широкие олигофаги, полифаги (Емельянов, 1967).

Энтомофагов – кокцинеллид  на посевах сортов яровой пшеницы  учитывали методом пробных площадок, площадь 1 пробы на 1 м²; златоглазок учитывали методом осмотра 100 растений, учеты проводились каждые 7 дней в период вегетации яровой пшеницы по общепринятой методике.

Всего проведено более 1730 количественных учетов. Обработаны данные более 820 учетов. Определение видового состава собранных насекомых  проводилось и было подтверждено по коллекции насекомых, составленной специалистами по соответствующим группам. Биологическую урожайность определяли методами учетных площадок, хозяйственную – прямым комбайнированием.