Эколого-экономическое обоснование защиты озимой пшеницы от пшени


На правах рукописи

Буканова Людмила Владимировна

Эколого-экономическое обоснование защиты озимой пшеницы от пшеничного трипса (Haplothrips tritici Kurd) в Поволжье

Специальность 06.01.07 – защита растений

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата сельскохозяйственных наук

Саратов – 2013

Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова»

Научный руководитель — Емельянов Николай Архипович,

доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Официальные оппоненты: Каменченко Сергей Емельянович,

доктор сельскохозяйственных наук, ГНУ

НИИСХ Юго-Востока Россельхозакадемии,

ведущий научный сотрудник

Чурикова Вера Геннадиевна,

кандидат сельскохозяйственных наук, филиал

Саратовской научно-исследовательской

лаборатории ГНУ «Всероссийский НИИ

защиты растений» Россельхозакадемии,

младший научный сотрудник

Ведущая организация – ФГБОУ ВПО «Мичуринский ГАУ»

Защита состоится «14» июня 2013 г. в 13 часов на заседании диссертационного совета Д 220.061.05 при федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова» по адресу: 410012, г. Саратов, Театральная площадь, д.1.

Е-mail: HYPERLINK «mailto:[email protected]» [email protected]

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Саратовский ГАУ».

Автореферат разослан «____» _____________ 2013 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Нарушев Виктор Бисенгалиевич

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В последние 15 – 20 лет в хозяйствующих субъектах Поволжья в значительной степени изменилась структура посевных площадей. В связи с недостаточным использованием минеральных удобрений снижается устойчивость растений озимой пшеницы к пшеничному трипсу. Часто нарушается научно – обоснованное чередование культур. Внедряются ресурсосберегающие технологии с отменой послеуборочного лущения и глубокой зяблевой вспашки. Посев проводится по минимальной и нулевой обработке почвы. Все это существенно изменило агроэкологические условия возделывания озимой пшеницы и на ее посевах заметно возросла численность и вредоносность пшеничного трипса.

Степень разработанности. В настоящее время достаточно хорошо изучены биоэкологические особенности пшеничного трипса (Горбунов Н.Н., Дядечко Н.П., Жичкина Л.Н.). Подробно исследованы закономерности динамики численности пшеничного трипса (Шапиро И.Д, Нефедов Н.И, Писаренко В.Н и другие), вопросы вредоносности его личинок на яровой пшенице (Горбунов Н.Н., Гриванов К.П., Нефедов Н.И., Танский В.И., Фисечко Р.Н., Шуровенков Ю.Б.). Однако до настоящего времени вредоносность имаго трипсов остается неизученной. В литературе неоднозначное отношение к вопросам характера заселения посевов фитофагом. Отсутствуют научно – обоснованные экономические пороги вредоносности (ЭПВ) по имаго. Долгое время не изучалась эффективность применения инсектицидов против пшеничного трипса в Поволжье и в связи с этим необходимо уточнение применения современных препаратов.

Цель и задачи исследований. Цель исследований — установить эколого-экономические основы жизнедеятельности трипса и эффективные способы защиты озимой пшеницы от фитофага в современных агроэкологических условиях выращивания культуры.

В этой связи решались следующие задачи:

— установить характер заселения и факторы, определяющие степень заселения посевов трипсом;

— изучить возможность усовершенствования метода фитосанитарного контроля фитофага на посевах;

— разработать методику определения вредоспособности имаго пшеничного трипса и на ее основе определить вредоспособность и вредоносность имаго фитофага на озимой пшенице;

— изучить вредоспособность и вредоносность личинок трипса на озимой пшенице и провести сравнительный анализ вредоспособности и вредоносности имаго и личинок трипса;

— изучить семенные и урожайные качества зерна поврежденного личинками трипса;

— разработать экономические пороги вредоносности имаго и личинок на озимой пшенице;

— определить влияние отвальной вспашки и поверхностной обработки почвы на выживаемость личинок фитофага;

— изучить эффективность современных инсектицидов системного и контактного действия на численность и вредоносность имаго и личинок пшеничного трипса.

Научная новизна. Автором впервые на основе регрессионного анализа определена закономерность расселения имаго и личинок трипсов по посеву озимой пшеницы. Разработан экспресс – метод фитосанитарного контроля фитофага на посевах.

Впервые разработана, научно обоснована и подтверждена практическим опытом методика оценки вредоспособности и вредоносности имаго пшеничного трипса. Для условий Поволжья определена вредоспособность и вредоносность личинок трипса на озимой пшенице.

Проведен сравнительный анализ вредоспособности и вредоносности имаго и личинок, дана их суммарная вредоносность.

Дана оценка семенным и урожайным качествам зерна, поврежденного личинками трипса.

В условиях Поволжье испытаны современные инсектициды контактного и системного действия против пшеничного трипса.

Теоретическая и практическая значимость работы. В теоретическом плане работа обогащает научный опыт по оценке закономерностей заселения посевов, зависимости продуктивности колосьев озимой пшеницы от численности имаго и личинок трипса.

Специалистами защиты растений Саратовского филиала ФГБУ «Россельхозцентра» в 2012 году экспресс-метод фитосанитарного контроля применен на 298 тыс. га посевов озимой пшеницы.

В КФХ «Бенке» Марксовского района Саратовской области на посеве озимой пшеницы в 150 га только краевая полоса в 40 га оказалась заселена фитофагом с численностью выше ЭПВ и применением системного инсектицида Би-58 Новый были предотвращены потери урожая от имаго и личинок пшеничного трипса не менее 0,225 т/га или 90 т зерна.

Методология и методы исследований. Методология опирается на диалектический процесс познания частного явления в его взаимосвязи с многофакторными явлениями природы с применением синтеза, т.е. рассмотрения явления в его целостности и взаимосвязи частей, и анализа – рассмотрение изучаемого явления по составным частям для понимания внутренних закономерностей целостного.

При выполнении экспериментальной работы использовались общепринятые методы полевых и лабораторных исследований.

Основные положения, выносимые на защиту:

— прогноз сезонной динамики численности пшеничного трипса на озимой пшенице и закономерности заселения им посевов;

— экспресс – метод фитосанитарного контроля фитофага на посеве;

— методика определения вредоспособности и вредоносности имаго;

— вредоспособность имаго и личинок на озимой пшенице и ее сравнительный анализ;

— суммарная вредоспособность имаго и личинок в посеве с разным удалением от края поля;

— посевные и урожайные качества зерна, поврежденного личинками трипса;

— прогноз поврежденности зерна (в процентах) и степени повреждения зерновок (в баллах) личинками трипса;

— дифференцированные по густоте продуктивного стеблестоя и температурного режима ЭПВ фитофага на озимой пшенице;

— эффективность отвальной вспашки и поверхностной обработки почвы в снижении численности вредителя и применения современных инсектицидов системного и контактного действия в защите пшеницы от вредителя.

Степень достоверности результатов исследований подтверждается использованием научно–обоснованных методик, широким применением методов математической статистики, сопоставлением отдельных результатов полученных разными методами, производственным опытом.

Апробация работы. Основные результаты исследований докладывались и обсуждались на конференциях «Вавиловские чтения» (Саратов, 2008, 2010, 2012), на внутривузовской конференции СГАУ «Полилог» (Саратов, 2010), на всероссийском конкурсе на лучшую научную работу аспирантов (Оренбург, 2011), на всероссийской конференции в Кубанском ГАУ (Краснодар, 2011).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 5 научных статей, из них 2 в изданиях, рекомендованных ВАК, РФ.

Степень личного участия. Соискатель принимал участие в разработке плана научных исследований, лично анализировал литературные источники, проводил полевые и лабораторные исследования. Анализ работы и заключения проведены автором с редакцией руководителя. Доля личного участия в выполнении работы и написании научных статей 80 %.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 178 страницах компьютерного текста. Включает введение, 4 главы, заключение, выводы и практические рекомендации. Содержит 1 рисунок, 23 таблицы, 8 приложений. Список литературы включает 130 источников, в том числе 8 на иностранном языке.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введении и первой главе дается ретроспективный анализ научных данных по технологии возделывания озимой пшеницы в Поволжье (П.П. Вавилов, 1986; Г.С. Посыпанов, 1997) и пшеничному трипсу (М.А. Володичев, 1989; Н.Н. Горбунов, 1983; К.П. Гриванов, 1938, 1939; Н.П. Дядечко, 1964; Л.Н. Жичкина, 2001; Н.И. Нефедов, 1955; В.И. Танский, 1958, 1975, 1988; Р.Н. Фисечко, 1982; Л.И. Чекмарева, 1985, 1993, 2004), рассмотрены основные методы защиты пшеницы от фитофага (И.М. Беляев, 1965; И.Я. Поляков, 1995; Ю.Б. Шуровенков, 1971; В.Н. Щеголев, 1930).

Во второй главе описываются место, условия и методика проведения исследований.

Работа выполнена в 2008 – 2012 гг. на базе ФГБОУ ВПО «Саратовский государственный аграрный университет им. Н.И. Вавилова». Полевые исследования проводились в КФХ «Бенке» Марксовского района.

Климат зоны исследований отличается континентальностью с дифецитом осадков. Среднегодовая температура воздуха +5,3 ˚С. Годовая сумма осадков 360 мм, в том числе за теплый период (апрель-октябрь) 50% или 180 мм. Почвенный покров представлен южным черноземом.

При уточнении сезонной динамики численности трипсов, степени и характеру заселения посева проводились систематические учеты вредителя по методикам В.И. Танского (1986) и И.Я. Полякова (1988). Отличия нашей методики состоит в распределении мест отбора проб не по диагонали посева, а через каждые 20 м до 120 м от края к центру посева.

Вредоспособность личинок трипсов изучалась на изолированных модельных колосьях (В.И. Танский, 1988).

Вредоспособность имаго трипсов изучалась впервые разработанной методикой автора (Л.В. Буканова, 2012).

Влияние повреждений зерна на посевные и урожайные качества определялось лабораторными анализами (ГОСТ 12038-84) и в полевых и микроделяночных опытах с ручным посевом.

Изучение эффективности отвальной вспашки и поверхностной обработки почвы проводилось методом отбора почвенных проб и анализа заселенности их личинками фитофага (Л.М. Кубьяс, 1974).

В стационарном полевом и производственном опытах (Б.А. Доспехов, 1985) определялась биологическая, хозяйственная и экономическая, а также энергетическая эффективность современных инсектицидов (В.М. Володин, Р.Ф. Еремина и др. 1999).

При обработке материалов исследований применены методы математической статистики (Б.А. Доспехов, 1985, Advance grofer).

В третьей главе отражены основные результаты исследований по вредоносности пшеничного трипса в посевах озимой пшеницы.

Сезонная динамика численности трипса, степень и характер заселения им посевов озимой пшеницы. Методика фитосанитарного контроля вредителя на посевах.

Исследования показали, что сезонная динамика численности трипса в Поволжье, как и в других регионах распространения вредителя, тесно «привязана» к фенологическим фазам озимой пшеницы. Заселение посевов отмечается в начале трубкования растений, максимальная численность имаго достигает в период колошения – цветения и спад начинается в начале налива зерна и заканчивается в молочную спелость.

Первые личинки отрождаются в начале колошения с быстрым нарастанием их численности до начала молочной спелости. Начало спада происходит в фазу тестообразного состояния зерновок и завершается в восковую – начало полной их спелости.

Ежегодно одинаково повторяющаяся сезонная динамика численности дает основание к использованию фенологических фаз растений в качестве фенопрогноза пшеничного трипса.

Степень заселения посевов озимой пшеницы зависит от количества зимующей стадии вредителя и места расположения нового посева от зимовки вредителя.

Установлено, что край посева примыкающий к агроценозу, вышедшему из под яровой или озимой пшеницы заселяется трипсом в 2,4 – 6,4 раза с большей численностью по сравнению с посевом, граничащим с бывшими агроценозами кукурузы, капусты и других культур, не являющихся кормовыми растениями трипсов.

В отличии от сложившегося мнения о равномерном расселении пшеничного трипса по посевам пшеницы нами выявлен другой характер расселения трипсов по посеву. По нашим данным особенность расселения заключается в постепенном, уменьшении плотности трипсов на стеблях, а личинок в колосьях, с удалением от края посева к центру. Отмечаемая закономерность апроксимируется уравнением полинома:

У = 120,5 – 1,07 х + 0,0019 х2; R = 0,889 (1)

У – число особей экз./стебель (имаго) или экз./колос (личинки); х – расстояние от края посева, м.

На основании установленной нами закономерности расселения трипсов по посеву озимой пшеницы разработан экспресс – метод проведения фитосанитарного контроля. Суть метода состоит в том, что в краевой полосе посева 0 – 20 м, отбирается по 8 – 10 образцов верхней части стебля вместе с флаговым листом и колосом. Расчитывается средняя на стебель (колос) численность отдельно особей имаго и личинок. По специально разработанной шкале (табл. 1) определяется плотность вредителя в полосах посева 0 – 20; 20 – 40; 40 – 60 и … 100 – 120 м.

Таблица 1 — Вспомогательная шкала определения численности трипсов

на посевах озимой пшеницы

Расстояние

от края посева, м

Численность имаго и личинок трипсов

%

экз./стебель, экз./колос

0-201005101520253035…14020-408148,112,216,220,324,328,4…113,440-606336,39,512,615,818,922…88,260-80472,44,77,19,411,714,116,5…65,880-100321,63,24,86,48,09,611,2…44,8100-120190,951,92,93,84,75,76,7…26,6

Экспресс метод сокращает объем работ в 40 – 45 раз, повышает оперативность принятия решения о целесообразности проведения защитных мероприятий на той части посева, которая заселена с численностью равной или больше ЭПВ.

Вредоспособность имаго трипсов и научное обоснование методики ее определения.

Повреждая влагалища листовых пластинок, верхушечный лист и колосковые чешуйки трипс вызывает отмирание ткани, снижение ассимиляционной листовой поверхности. По исследованиям И.А. Торчевского (1977) и В.А. Кумакова (1988), в здоровом состоянии верхушечный лист и колосковые чешуйки обеспечивают до 25 % фонда налива зерна. В случае поражения этих органов ржавчиной и, по нашим данным, повреждения трипсами, зерна колоса недополучают определенное количество ассимилятов.

Суть предлагаемого метода определения вредоспособности имаго заключается в следующем:

1. В период максимальной численности вредителя на пшенице (колошение – цветение) по полосам посева 0-20, 20-40 … 100-120 изолируется по 8 – 10 колосьев с верхушечным листом.

2. При созревании зерна колосья с изолятором срезаются. Отдельно в каждом изоляторе и на колосе подсчитываются погибшие особи имаго. Перед обмолотом из верхней или нижней части каждого колоса отделяется 5 зерен.

3. Из них выделяются зерна, не поврежденные личинками трипсов, взвешиваются и определяется средняя масса одной зерновки. Подсчитывается общее число зерен в колосе.

4. Анализом множественной регрессии устанавливается зависимость массы одной неповрежденной зерновки (У) от количества зерен в колосе (х) и количества питавшихся на колосе особей имаго (х1).

У = А + Вх +Сх1 (2)

Частный коэффициент регрессии В показывает изменение средней массы одной зерновки в колосе (мг) при увеличении числа зерен на единицу, а частный коэффициент регрессии С – уменьшение массы одной неповрежденной зерновки (мг) при увеличении количества питавшихся особей имаго на единицу.

Выбор аргумента х1 (мелкие зерновки нижней или верхней части колоса) определяется меньшей вероятностью их повреждения личинками трипсов и идентичностью физиологического развития в разных колосьях.

5. Путем экстраполяции показателя снижения массы одной зерновки на все зерновки в колосе определяется вредоспособность одной особи имаго:

У1 = С х Н, где (3)

У1 – вредоспособность (снижение продуктивности колоса от одной особи имаго), мг; С – снижение массы одной неповрежденной зерновки, мг. Н – количество зерен в колосе, шт.

В 2009 – 2012 гг. путем анализа множественной регрессии определено снижение массы одной неповрежденной личинками трипсов зерновки в колосе, которое варьировало по годам от 0,106 мг до 0,638 мг (табл. 2).

Таблица 2 — Влияние повреждений имаго трипсов на массу одной зерновки

в колосе озимой пшеницы у сорта Мироновская 808

Год

Зависимость массы одной неповрежденной

личинками зерновки (у) от количества зерен

в колосе (х) и количества имаго на колосе (х1)

R

Значимость

Ry*х1, Fф,

F0,5

2009

У=39+0,037х-0,17х1

0,475

Fф ˃ F05

2010

У=29-0,05х-0,47х1

0,861

Fф ˃ F05

2011

У=36-0,1х-0,106х1

0,448

Fф ˃ F05

2012

У=30,8-0,14х-0,638х1

0,502

Fф ˃ F05

При экстраполяции показателей снижения массы одной зерновки на среднее количество всех зерновок в колосе получена вредоспособность имаго (табл. 3).

Таблица 3 — Вредоспособность имаго при повреждении вегетативных

органов озимой пшеницы

Год

Снижение массы одной неповрежденной зерновки, мг

Среднее количество зерен в колосе, шт

Вредоспособность имаго (потери зерна с колоса от одной особи), мг

2009

0,17

28,7

4,88

2010

0,47

32,1

15,1

2011

0,106

37,7

4,0

2012

0,638

41,2

26,3

Среднее

0,346

34,9

12,57

Вредоспособность имаго по годам варьировала от 4 до 26,3 мг потерь с колоса от питания одной особи вредителя.



Столь значительные отличия во вредоспособности имаго по годам объясняются разным температурным режимом в период активного питания вредителя на вегетативных органах растений.

В годы со средней температурой первой декады июня близкой к среднемноголетней (18˚С + 1,8˚ в 2009 г) или (18˚С – 0,6˚ в 2011 г) вредоспособность была минимальной 4,0 – 4,88 мг. В 2010 и 2012 гг. средняя температура первой декады июня была выше среднемноголетней на 4,5˚ и 7,9˚С и вредоспособность была максимальной — 15,1 и 26,3 мг.

Вредоспособность личинок пшеничного трипса.

Множественной регрессией установили зависимость массы зерна в колосе (У) от количества в нем зерен (х) и количества питавшихся личинок (х1). Частный коэффициент при х1 выражает вредоспособность одной личинки. За пять лет исследований при среднем значении 1,91±1,07 мг она изменялась по годам от 1,1 мг до 3,02 мг (табл. 4).

Таблица 4 — Вредоспособность личинок трипса на озимой пшенице

Мироновская – 808

Год

Зависимость массы зерна в колосе (У) от количества в нем зерен (х) и личинок (х1)

R

Fф

F05

R2

2008

У = -70,9+33,7х-1,36х1

0,923

78,2

3,34

0,851

2009

У = -199+39,3х-1,24х1

0,839

158

3,09

0,703

2010

У = 194+27,7х-1,1х1



Страницы: 1 | 2 | Весь текст