Введение

Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цель и задачи исследований, показана научная новизна, практическая значимость работы.

1. Основные сосущие фитофаги яблони на Северо-западе России, особенности методов исследований и статистической обработки данных учётов (обзор литературы)

Проанализированы имеющиеся сведения о видовом составе и значении сосущих вредителей яблони в Северо-западном регионе России. Приводятся существующие методики исследований и указываются их основные недостатки (высокая трудоёмкость и слабая обоснованность закономерностями распределения вредителей, неопределенность учитываемых показателей). Обращено внимание на отличие распределения фитофагов от закона нормального распределения и на необходимость использования адекватных методов статистической обработки при помощи доступных компьютерных программ.

2. Место, условия и методы исследований

Исследования по теме проведены на протяжении 20 лет в 1987 - 2007 г.г. в садах различных категорий в Псковской и Ленинградской областях на базе Великолукской государственной сельскохозяйственной академии (ВГСХА) и ВИЗР. Плодоводческие хозяйства СПК “Ущицы” и учхоз «Удрайское» (Великолукский, Куньинский районы), расположены в южном агроклиматическом районе Северо-западного региона России. Представлена характеристика климата региона и метеорологических условий в г. Великие Луки за последние 20 лет.

Исследования проводились на 238 модельных яблонях 26 сортов в 6 садах в окрестностях г. Великие Луки, маршрутные обследования охватывали ещё 10 садов региона. Пробы для учётов численности медяницы и красного плодового клеща брались по методике Herbert H. J., Butler K. P. (1973), всего 16 или 32 учётных единиц с дерева. Учётными единицами для обоих вредителей являлись здоровые ветви длиной 10 см с плодушками для учётов численности зимующих яиц, и розетки (цветковые и листовые) для учётов личинок медяницы и подвижных особей и летних яиц клещей. Таким образом, объём выборки для каждой повторности составлял 16 или 32 ветви (от 20 до 120 почек). При учётах клещей - 16 розеток (от 40 до 120 листьев). Численность зимующих яиц вредителей определялась в среднем на 10 см плодовой ветви, численность личинок медяницы - на 1 почку или розетку, и численность подвижных особей и летних яиц клещей - на 1 лист. Вычислялись средняя арифметическая (M), её доверительный интервал (Д), среднеквадратическое отклонение (у), нормированные значения (z), медиана (Ме), квартили (Q1, Q3), децили 0,1 и 0,9 (d0.1, d0.9), асимметрия (As) и эксцесс (E). Распределение вредителей внутри кроны дерева, по сортам и по территории сада определялось после приведения численности на разных деревьях к сопоставимому виду - по нормированным значениям (см. например: Смирнов, Дунин-Барковский, 1969).

Повреждённость побегов и листьев тлями учитывалась по методике И. З. Лившица (Лившиц, Петрушова, 1979; Васильев, Лившиц, 1984). Вредоносность медяницы определялась по рекомендациям Н. В. Сокольниковой (1979) и М. А. Прокофьева (1979), однако деревья против парши не обрабатывались. Распространение и развитие парши определялось по традиционной методике (Федорова, 1977). Биологическая эффективность пестицидов вычислялась по формуле Хендерсона - Тилтона.

Определение типа распределения изучаемого признака производилось по показателям вариации, асимметрии и эксцесса. При распределении, близком к нормальному распределению, статистическая обработка осуществлялась методами дисперсионного, корреляционного и регрессионного анализов, сравнения по t-критерию числовых и нормированных значений (Смирнов, Дунин-Барковский, 1969; Микулик, Рейзина, 1991; Шмойлова и др., 2001; и др.). Вычисления проводились с помощью готовых процедур, входящих в пакет анализа Excel.

При других типах распределения вероятность различия выборок определялась по критерию знаков и графически по диаграммам децилей с проверкой ошибок определения децилей (Смирнов, Дунин-Барковский, 1969; Тюрин, 1978). Для изучения связи между признаками использовались непараметрические методы (ранговые коэффициенты корреляции Спирмена, конкордации, медиана Ходжеса-Лемана и др.) (Гаскаров, Шаповалов, 1978; Тюрин, 1978; Шмойлова и др., 2001). Регрессионный анализ производился после преобразования исходных данных путём симметризации по медиане (Сергеев, … 1973). Статистическая обработка проводилась на компьютере Pentium-2 Celeron (266 МГЦ; ОЗУ 192 Мб) 1998 г. выпуска с помощью функций пакета анализа Microsoft Excel 2000 под управлением операционной системы Windows 98 SE.

3. Фенология яблони, главнейшие виды сосущих фитофагов в регионе и их биоэкологические особенности

Сроки учётов основываются на фенологии яблони и изучаемых фитофагов. В связи с некоторым потеплением климата в последние десятилетия, результаты фенологических наблюдений, сделанных в прошлом веке, требуют уточнения. Основные фенофазы яблони и сроки их наступления за период 1987 - 2006 г.г. указаны в таблице 1. По сравнению со сроками, приводимыми Я. С. Нестеровым (1976) и Н. С. Краюшкиной и В. И. Дадыко (1994), даты первых двух месяцев вегетации яблони сейчас наблюдаются в среднем на 1 - 2 недели раньше.

Начало распускания почек яблони в 80 % случаев наблюдается в период с 13 по 29 апреля, прогнозирование по СЭТ неэффективно (ошибка больше, чем при прогнозе по среднему календарному сроку). Это связано с тем, что в начальный период вегетации кроме температуры воздуха на скорость развития растений большое влияние оказывают высота снежного покрова, глубина промерзания и влажность почвы (Виткевич, 1966).

Сроки распускания почек яблони зависят не только от погодных условий, но и от расположения деревьев и их сорта. В наиболее ранние сроки распускание почек происходит в садах, расположенных в пределах города и на южных склонах холмов. В наиболее поздние сроки - на северных склонах, в пониженных участках, в лесной зоне и на крупных возвышенностях. Различия в сроках для разных микроклиматических условий достигают 4 - 10 дней, увеличиваясь в холодную погоду. По сортам яблони различия составляют от 1 до 6 дней, они также увеличиваются при пониженной температуре. Раньше других трогаются в рост Звёздочка, Богатырь и большинство летних сортов яблони, затем - Мелба, Осеннее полосатое, затем - остальные сорта, позже всех - Антоновки и Анисы.

Яблонная медяница являлась наиболее распространённым и многочисленным сосущим фитофагом яблони. В большинстве случаев (69%), численность вредителя превышала рекомендованный ЭПВ (2 - 4 личинки на розетку или 10 - 25 яиц на 10-см побег (Полякова, 1971; Столярова, 1972)). Наиболее высокая численность медяницы отмечена в старых заброшенных садах и в частных садах, в которых редко или вообще не применяются инсектициды.

В результате наших исследований выявлены следующие биоэкологические особенности яблонной медяницы в регионе:

1) отрождение личинок начинается, как правило, не позже 3 дней после начала распускания почек яблони, обычно в третьей декаде апреля, при ранней весне - не ранее второй декады апреля, при поздней весне - в начале мая, основная масса личинок (не менее 90 %) отрождаются в первые 6 дней;

2) гибель яиц и личинок медяницы, вопреки известным литературным данным (Полякова, 1971; Столярова, 1971; Бязденко, … 1975; Рамакаев, 1980) может достигать значительных величин (84 - 94%), основные факторы гибели - недостаток влаги в апреле и внутривидовая конкуренция личинок при высокой плотности популяции (более 15 особей на розетку);

3) окрыление медяницы наблюдается вскоре после цветения яблони - в конце мая или начале июня, имаго медяниц, вопреки устоявшемуся мнению, обитают на деревьях яблони в течение всего лета, лишь частично перемещаясь на травянистую растительность после химических обработок или сильного ветра;

4) яйцекладка медяницы происходит, как правило, в августе, небольшая часть яиц может откладываться в конце июля и в сентябре - начале октября.

Красный плодовый клещ периодически размножался в значительной части садов региона (73 - 84 %). В 25 % случаев наблюдалось превышение принятого ЭПВ (1 - 7 подвижных особей на лист или 50 - 100 «зимних» яиц на 10-см ветвь (Плисе, 1974; Ребеза, … 1988; Корчагин, 1989а, б, в; и др.)). Плотность популяции вредителя, как по различным садам, так и в различные годы, очень сильно изменялась, различия достигали 1000 раз. Во взрослых садах численность вредителя была обычно выше, чем в молодых. Также она была, как правило, выше в садах, обрабатываемых пестицидами, чем в садах, где пестициды не применялись.

В первые годы исследований (1987 - 1990) отмечена высокая численность диапаузирующих яиц клеща (до 1100 на 10-см ветвь), в том числе, несмотря на крайне неблагоприятные погодные условия 1987 г. В последующие годы плотность популяции клеща существенно понизилась и достигала пороговых уровней только после благоприятных для размножения лет (1992, 1994, 1999, 2002).

Распределение клещей по территории сада существенно различалось в годы исследований. В годы депрессии при благоприятных условиях (1992, май 1993, сентябрь 2001, 2002 г.г.) в очагах на отдельных деревьях или ветвях численность клещей в 10 - 20 раз превышала среднюю численность по саду. При неблагоприятных условиях (1990, 1991, август 1993, 2000, июнь 2001, 2003 г.г.) и в годы массовых размножений (1988, 1989 г.г.) подобные различия достигали не более 4 - 5 раз. Поэтому, для правильной оценки численности в годы слабого размножения клещей, но при благоприятных условиях объём выборки необходимо увеличивать.

В результате наших исследований выявлены следующие биоэкологические особенности красного плодового клеща в регионе:

1) 60 - 90 % личинок клеща отрождаются из диапаузирующих яиц перед цветением яблони - в первой или второй декаде мая. Незначительное количество личинок появляется вскоре после откладки диапаузирующих яиц в июле-сентябре (1 - 12%), весной сразу после начала распускания почек (до 5%) и после цветения яблони (2 - 25%);

2) Откладка диапаузирующих яиц в обычных условиях проходит в августе, сентябре и первой декаде октября. При низкой плотности популяции она начинается со второй половины августа, при высокой плотности в естественных условиях до 55% яиц откладывается в июле;

3) Гибель зимующих яиц сильно варьирует и может быть значительной (от 14 до 95 %). Главными причинами гибели яиц являются высокая активность антокорисов в сентябре при среднесуточной температуре воздуха выше + 17°C, сохраняющейся в течение одной-двух недель, и возврат холодов (ниже -16°C) во второй половине зимы после длительной оттепели. Поэтому, в случаях, когда количество красных яиц достигает ЭПВ, требуется обязательная проверка их жизнеспособности после зимовки по методике Н. В. Бондаренко (1961; 1993).

Зелёная яблонная тля встречалась во всех обследованных садах. На молодых яблонях она являлась одним из главнейших вредителей ежегодно. В 1988, 1992, 2000, 2002, 2007 г.г. было отмечено превышение рекомендованных порогов вредоносности (1,5 яйца на 10-см ветвь или 10 - 15% заселённых побегов) (Васильев, Лившиц, 1984; Корчагин, 1989а, б, в; Бергун, Сторчевая, 2003) на взрослых яблонях.

Красногалловая яблонная тля встречалась в единичных экземплярах в большинстве обследованных садов. Как правило, повреждённость ею листьев была значительно ниже 1 % (при рекомендованном ЭПВ 3 - 15 %) (Васильев, Лившиц, 1984; Корчагин, 1989 б, в; Зуев и др., 1989; и др.). Было отмечено 2 вспышки численности вредителя (в 1993 и 1995 гг.).

Запятовидная щитовка отмечена во многих садах региона. В 1987 - 1998 и в 2003 - 2007 гг. её численность в обследованных садах не превышала рекомендованного порога вредоносности 5 - 30 щитков на 10-см ветвь (Васильев, Лившиц, 1984; Корчагин, 1989а; Сидляревич, Болотникова, 1990; и др.). В 1999 - 2002 г.г. численность на уровне ЭПВ или выше отмечена примерно в половине обследованных садов.

Личинки щитовки отрождаются примерно через неделю после цветения яблони (конец мая или начало июня). Вначале личинки появляются на периферии кроны на кончиках плодовых ветвей, затем на скелетных ветвях. Период активного передвижения личинок по коре яблони составляет 4 - 6 дней.

В условиях переуплотнённой популяции в 2002 г. (13 - 140 щитков на 10-см ветвь), когда многие щитки наслаивались друг на друга, на остатки прошлогодних щитков, на мох, лишайники и неровности коры, в процессе зимовки погибали все яйца под 65 - 85% щитков. Гибель яиц под оставшимися щитками, которые плотно прилегали к гладкой коре, не превышала 6 - 13%. Количество яиц под щитками составляло от 14 до 37 шт., а не 50 - 100 шт., как указано в литературе (Васильев, Лившиц, 1984; Корчагин, 1987).

Клещ Шлехтендаля имел в исследованных садах региона ограниченное распространение, он был обнаружен менее чем на 2 % обследованных деревьев.

Обыкновенный паутинный и бурый плодовый клещи ввиду очень низкой численности не имели хозяйственного значения в регионе.

4. Сроки учётов и выбор показателей, определяемых при проведении исследований основных сосущих вредителей яблони

Сроки проведения учётов обосновываются фенологическими сроками развития фитофагов и растения-хозяина (таблица 2).

Как показали наши исследования, на молодых деревьях яблони (до 10 - 14 лет) часто учёты зимующих яиц вредителей не дают достоверных результатов. Корреляция между численностью яиц и личинок для яблонной медяницы и красного плодового клеща была слабой (R² = 0,1 - 0,3, а на взрослых деревьях R² = 0,4 - 0,8). На деревьях среднего и старшего возраста оптимальной длиной плодовых ветвей для учёта на большинстве сортов является 10 погонных сантиметров, включая все разветвления плодушек. Однако на сортах с плодоношением преимущественно на плодовых прутиках (Анис полосатый, Боровинка, Джонатан, Звёздочка, Коричное полосатое, Лобо, Пепин шафранный и некоторых других) необходимо срезать плодовые прутики целиком вместе с местом их прикрепления, численность яиц пересчитывается на 10 см. Ветви берут наугад, отбраковывают только погибшие и с длинными годичными приростами. Расчёт количества яиц на 1 плодовую почку или на 1 почку нецелесообразен, поскольку приводил к увеличению затрат времени на учёт.

Учёт диапаузирующих яиц красного плодового клеща в производственных условиях проводят в начале апреля, остальных вредителей - в любое удобное время в период покоя.

Нами предложено уравнение, при помощи которого можно рассчитать численность щитков запятовидной щитовки на 1 см² коры скелетных ветвей и штамба, шт. (У), по проценту покрытия коры щитками, % (Х), определяемому глазомерно на участках площадью около 100см² под лупой в солнечную погоду.

У = 0,21 * Х ± 2 R² = 0,77

Данный способ позволяет провести этот учёт в 3 раза быстрее, чем при подсчёте количества щитков.

В опытах по изучению вредоносности медяницы нет возможности провести подсчёт личинок в модельных розетках, чтобы не повредить их. Поэтому мы предложили использовать балльную оценку повреждений цветковых розеток. Однако использовать этот балл повреждения следует с обязательным учётом погодных условий, так как они оказывали сильное влияние на степень повреждения розеток при одинаковой численности вредителя. При увеличении численности личинок балл повреждения возрастает, но на сильно повреждённых розетках численность личинок снижается, вероятно, из-за ухудшения условий питания личинок (таблица 3).

Таблица 2 - Основные сосущие фитофаги яблони, сроки их учёта и объём выборки при ожидаемой погрешности 10% и плотности популяции на уровне ЭПВ (в скобках указан объём выборки при погрешности 30%; минимальное значение - погрешность не превысит ожидаемую в половине случаев, максимальное - в 95 % случаев)

Оптимальным методом оценки численности подвижных особей красного плодового клеща является учёт их на 1 лист при взятии листьев розетками. Однако при низкой плотности популяции (в среднем менее 1 особи на лист), листья следует брать по одному с разных ветвей для улучшения репрезентативности выборки, поскольку в разреженной популяции обычно бывает заселено клещами не более 10% розеток и листьев дерева и взятие листьев розетками приводит к существенному смещению оценок, т.е. к получению результата, далёкого от реальности. При высокой же плотности популяции листья заселяются более равномерно, и взятие проб розетками позволяет сократить затраты труда без существенного ухудшения репрезентативности выборки.

Таблица 3 - Определение численности личинок яблонной медяницы по баллу повреждения

Колонии зелёной яблонной тли и листья, повреждённые красногалловой тлёй, учитывают как альтернативные признаки (наличие или отсутствие насекомых или повреждений), подсчитывают количество повреждённых побегов или листьев и общее количество просмотрённых, вычисляют процент повреждения. Поскольку при учёте мы обращаем внимание в первую очередь на повреждённые листья, что приводит к существенному завышению оценки плотности популяции, учётные единицы выбирают не по одной, как при других учётах, а группами не менее 10 - 20 шт., расположенных подряд.

Клещ Шлехтендаля учитывается под бинокулярным микроскопом с увеличением не менее 12 раз только с нижней стороны на части листа, приближенной к черешку, между крупными жилками, где находится большая часть вредителей. Мы рекомендуем для ориентировочной оценки численности в среднем на 1 лист использовать формулу:

M = 10 ^{(b - 0,5)}

где b - средний балл, учитывается по логарифмической шкале:

0 - клещей не обнаружено;

1 - от 1 до 10 шт.;

2 - от 10 до 100 шт.;

3 - от 100 до 1000 шт.;

4 - свыше 1000 шт. на лист.

Полезная фауна может учитываться методом стряхивания в сачок или при анализе розеток листьев. Оба метода показывают примерно одинаковые результаты для всех полезных видов, кроме перепончатокрылых и имаго двукрылых, для которых гораздо предпочтительнее метод стряхивания. При проведении учётов фиксируют час учёта, температуру, влажность, облачность, направление и скорость ветра, осадки в течение нескольких предшествовавших суток. Время учётов с апреля по октябрь с интервалом 1 - 3 раза в месяц, следует стремиться выпускать насекомых снова в крону дерева, в противном случае, их численность при частых учётах на модельных деревьях может быть существенно понижена. Фитосейиды и другие хищные клещи учитываются при учётах вредных клещей на листьях.

Сроки учёта основных характеристик растения-хозяина указаны в таблице 4.

Таблица 4 - Основные биометрические характеристики яблони, сроки их учёта и объём выборки с каждой из 4 сторон дерева при ожидаемой погрешности 10% (в скобках указан объём выборки при погрешности 30%; минимальное значение - погрешность не превысит ожидаемую в половине случаев, максимальное - в 95 % случаев)

Для оценки урожая без влияния и с влиянием посторонних факторов (плодоповреждающие насекомые, птицы, плодовая гниль, кражи урожая, потери при уборке) количество яблок на дереве определяется 3 способами:

1) Фактическое количество плодов (ФП) на дереве к моменту начала созревания (третий учёт завязей).

2) Потенциальное количество плодов (ПП) - в среднем 72 % от количества завязей при втором учёте (вторая половина июля), независимо от других факторов. Количество товарных плодов составляет в среднем 65 % от количества завязей.

3) Расчётное (наиболее вероятное) количество плодов (РП) вычисляется по формуле: