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

Размещено на http://www.allbest.ru

12

На правах рукописи

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата сельскохозяйственных наук

АГРОЭКОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ЗАЩИТЫ ПОСЕВОВ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ ОТ ЦИКАДОК (CICADINEA) В УСЛОВИЯХ НИЖНЕГО ПОВОЛЖЬЯ

06.01.11. - «Защита растений»

Калмыков Иван Сергеевич

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»

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 РАБОТЫ

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. вредитель яровой пшеница сорт

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.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

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.

Результаты полевых исследований обрабатывались математическими методами дисперсионного, корреляционного и регрессионного анализов (Доспехов, 1978, 1985), в программе Advance grofer и Excel.

3. Агроценоз яровой пшеницы изучаемых сортов

Как показали наши исследования, в 2007-2009 гг. на яровой пшенице отмечено 104 вида насекомых, относящихся к 9 отрядам, 27 семействам. Обнаружены и идентифицированы 51 вид насекомых с колюще-сосущим ротовым аппаратом, в том числе отряд Hemiptera (Euryqaster inteqriceps Put., E. maurа L., E. austriacus S. и Aelia acuminate L. - встречаются в незначительных количествах); отряд Homoptera, подотряд Aphidinea (доминирует Sitobion avenae F. - большая злаковая тля, значительно реже встречаются Schizaphis graminum Rond. и Brachycolus noxius Mordv.); отряд пузыреногих или бахромчатокрылых Thysanoptera (среди 20 видов растительноядных трипсов преобладает Haplothrips tritici Kurd. - пшеничный трипс, численность которого была подавляющей при определении процентного соотношения видового состава агроценоза изучаемых сортов).

Цикадки (Homoptera, подотряд Auchenorrhyncha = Cicadinea, надсемейство Cicadoidea, семейство Cicadellidae), обнаруженные на яровой пшенице на территории Саратовской области и Среднего Поволжья, в том числе на изучаемых сортах, относились к 2 видам: полосатая цикадка (Psammotettix striatus L.) и шеститочечная цикадка (Macrosteles laevis Rib.).

При изучении энтомофауны существенного различия в ее видовом составе не выявлено, тем не менее численность цикадок в значительной степени варьирует в зависимости от сорта яровой пшеницы, на котором питался этот фитофаг (рис. 1).

Рис. 1. Соотношение видов фитофагов с колюще-сосущим ротовым аппаратом в энтомофауне сортов яровой пшеницы (фаза колошения, 2007-2009 гг.)

Численность цикадок, выраженная в процентах от общего количества фитофагов, составила на сорте Добрыня 3,5 %, на сортах Фаворит и Воевода 2,3 и 2,0 % соответственно и на сорте л-503 - 1,9 %, то есть 184,0; 107,0; 96,7 и 82,8 экз. на 25 взмахов сачком.

Для сохранения урожая и ограничения химических мер борьбы необходимо исследовать не только видовой состав энтомофагов, но и изучать закономерности механизмов регуляции численности в системах хозяин - жертва в агроценозах, разработать методы сохранения, накопления и использования естественных ресурсов энтомофагов. Учет полезной энтомофауны яровой мягкой пшеницы изучаемых сортов (Добрыня, Воевода, Л-503, Фаворит) проводился в период от всходов до полной спелости (2007-2009 гг.); представлено в процентном соотношении доминирующих хищных насекомых, регулирующих численность фитофага в период максимальной численности цикадок - колошения (рис. 2). В основном на посевах яровой пшеницы находились неспециализированные хищные насекомые отрядов Coleoptera (сем. Coccinellidae, или божьи коровки) и neuroptera (сем. Chrysopidae или златоглазки), обычные для энтомофауны пшеничных агроценозов Поволжья.

Рис. 2. Соотношение видов неспециализированных хищников на сортах яровой пшеницы (фаза колошения, среднее 2007-2009 гг.)

Такие представители энтомофагов, как кокцинеллиды (Coccinella septempunctata, Adalia bipunctata) занимали доминирующее положение, из них заметно преобладал во все годы исследования вид Coccinella septempunctata.

Так, в зависимости от сорта кокцинеллиды составляли от 90,0 % (сорт Фаворит) до 60,5 % (сорт Воевода) от общего числа энтомофагов верхнего и среднего ярусов агроценоза. Процентная доля златоглазок, также питающихся цикадками, на растениях яровой пшеницы варьировала от 0,5 % (сорт Фаворит) до 39, 5 % (сорт Воевода).

4. Ареал обитания и видовой состав цикадок в Саратовской области

Анализ литературы по видовому составу и распространенности цикадовых в Саратовском Поволжье показал, что вопрос недостаточно изучен. Впервые с начала XXI века для Саратовской области в рамках наших исследований был собран материал по видовому составу и распространенности цикадок, питающихся злаковыми культурами и переносящими инфекционные заболевания. На основе собранной информации составлена карта распространения цикадок (рис. 3).

Рис. 3. Ареал распространения цикадок на территории Саратовской области (по данным Чекмаревой Л.И., Калмыкова И.С., 2008-2009 гг.)

Определены 4 зоны вредоносности цикадок. Так, в зоне повышенной (1) вредоносности (балаковский, Ивантеевский и Пугачевский районы) максимальная численность цикадок на посевах зерновых агроценозов составила более 250 экз. на 25 взмахов энтомологического сачка, или 20,8 экз./м² приходилось на фазу трубкования - колошения. Зона средней (2) вредоносности - Ровенский, энгельсский и марксовский районы. Необходимо отметить, что 1 и 2 зоны сосредоточены в Левобережье Саратовской области; в Правобережье численность и вредоносность цикадок не была такой высокой. Зоны малой (3) и очаговой (4) вредоносности (единичные экземпляры цикадок) охватывали соответственно Вольский, Воскресенский, а также Хвалынский, Лысогорский, Екатериновский, ртищевский, Турковский, Аркадакский, Романовский и Балашовский районы. Таким образом, цикадки как ксерофильные организмы сосредоточены в зоне засушливого Левобережья и являются наступающим вредителем, вредоносность которого недооценена.

5. Биоэкологические особенности доминирующих видов цикадок (сем. Cicadellidae) на посевах зерновых агрозенозов Поволжья

Шеститочечные цикадки в условиях Саратовского Поволжья наиболее многочисленны, развиваются в двух - трех поколениях (первое - на озимой пшенице, второе - на озимой и яровой пшенице, третье - наблюдалось в агроценозах яровой пшеницы в 2007 г.), в зависимости от погодных условий. Они могут причинять значительные повреждения посевам зерновых культур, особенно в засушливые годы (рис. 4). ГТК (IV-VIII) 2007-2009 гг. представлены в табл. 1. Весенне-летняя вегетация сортов яровой пшеницы, а также развитие популяции второго поколения цикадок на кормовой культуре приходится на июнь-июль.

Рис. 4. Динамика численности цикадок за вегетацию по годам исследований

Таблица 1

Гидротермические коэффициенты вегетационного периода яровой пшеницы (данные метеостанции НИИСХ Юго-Востока)

Фаза развития растения	Даты учета	ГТК
	декада	месяц	2007 г.	2008 г.	2009 г.
Всходы	1	Май	1,21	0,20	0,49
Кущение	2		0,26	0,39	0,10
Начало трубкования	3		0,01	1,15	2,75
Трубкование	1	Июнь	0,54	0,46	0,53
Колошение	2		0,29	0,04	0,28
Цветение	3		2,03	3,56	0,32
Налив	1	Июль	0,77	2,01	0,65
Молочная спелость	2		1,21	0,08	0,01
Молочно-восковая спелость
Восковая	3		0,41	2,74	0,70
Полная

Показатель ГТК за весь вегетационный период и период развития фитофагов в 2007-2009 гг. 0,75; 1,18 и 0,64 соответственно. Таким образом, можно определить 2007 и 2009 гг. как относительно засушливые, а 2008 г. - умеренно увлажненный (рис. 5, 6). На долю двух доминирующих видов цикадок (шеститочечной и полосатой) приходится свыше 85 % особей от всего видового состава цикадок, встречающихся на посевах зерновых культур Саратовского Поволжья.

Рис. 5. Зависимость численности цикадок от температуры воздуха

Рис. 6. Зависимость численности цикадок от количества осадков

Оба вида цикадок известны как переносчики вирусных заболеваний злаков в разных зонах страны (Ведерников, 1965; Дубовский, 1964; Козаченко, 1972; Якимович, 1982). Однако эпифитотическое значение цикадок и их биология в условиях Саратовского Поволжья не изучены.

Цикадки второй генерации наиболее многочисленны на яровых культурах в период трубкования - колошения (табл. 2).

Таблица 2

Динамика численности цикадок на яровой пшенице в среднем за годы исследований

Фаза развития растения	Даты учета	Численность насекомых на 1 кошение (25 взмахов сачком)
	декада	месяц	2007 г.	2008 г.	2009 г.
Всходы	1	Май	58,0±1,9	67,0±14,7	62,0±0,9
Кущение	2		91,0±13,8	176,0±41,8	110,0±12,1
Начало трубкования	3		109,0±21,2	200,0±25,1	120,0±14,3
Трубкование	1	Июнь	145,0±25,2	217,0±29,8	170,0±23,0
Колошение	2		118,0±27,8	154,0±10,5	127,0±26,3
Цветение	3		54,0±12,7	99,0±9,2	59,0±2,5
Налив	1	Июль	47,0±10,5	89,0±7 6	57,0±107
Молочная спелость	2		42,0±10,6	86,0±14,8	48,0±11,9
Молочно-восковая спелость			26,0±3,8	50,0±12,0	31,0±3,6
Восковая	3		15,0±1,2	23,0±14,2	17,9±1,9
Полная			9,0±0,8	6,0±1,1	10,5±0,9

К концу созревания яровой пшеницы цикадки мигрируют на злаковые травы, где численность их в августе - начале сентября еще остается достаточно высокой. Осенью (конец сентября), с появлением всходов озимых хлебов, цикадки мигрируют на них, где питаются и откладывают зимующие яйца.

5.1 Вредоносность цикадок в агроценозах яровой мягкой пшеницы

Методы, с помощью которых можно было определить количественную оценку поврежденности растений, были описаны Палий, Шапиро и др. (1987).

Одной из причин снижения урожайности пшеницы в Заволжье является вредная деятельность насекомых. Потери урожая от этого достигают в отдельные года 30-35 % (Гриванов, Захаров, 1958). Наиболее существенный ущерб причиняют насекомые, имеющие колюще-сосущий ротовой аппарат. Основной вред (Морошкина, 1936), наносимый цикадками выжившим растениям, заключается в увеличении числа щуплых зерен в колосе, вследствие чего потери урожая в зависимости от сроков сева и степени повреждения растений составляют 20-45 %. Потерю урожая растениями от вредителей выражают коэффициентом вредоносности (%). Вычисляют его по формуле:

K=,

где K - коэффициент вредоносности; а - урожай здорового растения; b - потери от вредителей (масса зерна со здорового растения - масса зерна поврежденного растения).

Так, сравнительные расчеты показали, что коэффициент вредоносности трипсов на устойчивом к нему сорте Добрыня составил 8,1 %, а на относительно неустойчивом Л-503 - 12,9 %, вредоносность цикадок на этих же сортах была несколько выше - достигала 9,0 %.

Повреждение растений трипсами имело сплошной характер, в то время как растения, поврежденные цикадками, встречались очагами и в годы исследований группировались вдоль лесополос и на южных склонах. Кроме того, если коэффициент вредоносности трипсами выражал прямые потери урожая, то в случае с цикадками имеют место косвенные потери, а именно заражение растений яровой пшеницы вирусными болезнями.

Таким образом, степень поврежденности растений цикадками в зависимости от сорта составила 6,9-13,1 % (табл. 3). Скорректированные расчеты показали, что на сортах яровой пшеницы в среднем коэффициент вредоносности цикадок составил от 6,4 % у устойчивого сорта Добрыня до 12,0 % у Л-503, что соизмеримо с вредоносностью специализированного фитофага пшеницы - пшеничного трипса.

Таблица 3

Структура урожайности сортов яровой пшеницы (в среднем за 2007-2009 гг.)

Сорта	Число растений на 1 м2	Число зерен в колосе, шт.	Масса зерна в колосе, г	Масса зерна с 1 м2 , г
	сухой год	влажный год	в среднем
Добрыня	184	330	267	32,8	1,212	324
Фаворит	133	311	224	30,1	1,296	296
Воевода	129	315	222	30,0	1,250	278
Л-503	127	306	216	28,7	1,280	276

6. Биотические факторы динамики популяций неспециализированных хищников на посевах зерновых агрозенозов Поволжья

Влияние энтомофагов на снижение численности цикадок и методы, с помощью которых это определяется, изучали в своих работах Бей-Биенко, Щеголев и Знаменский (1937), Дмитриев (1951), Якимович (1982), Савойская (1981).

В посевах яровой пшеницы был выявлен ряд неспециализированных хищников, среди которых значительное место занимали златоглазки (табл. 4).

Таблица 4

Динамика численности златоглазок на яровой пшенице (в среднем за годы исследований)

Формы развития растений	Даты учета	Засушливые годы	Влажные годы
		численность насекомых, экз. на 100 растений
	декады	месяцы	2007 г.	2009 г.	2008 г.
Всходы	1		0	0	0
Кущение	2	V	0	1,2 ±0,6	0,1±0,01
Трубкование	3		2,3 ±1,0	2,5 ±1,0	0,5 ±0,08
Трубкование	1	VI	2,3 ±1,0	2,5 ±1,0	0,5 ±0,08
Колошение	2		2,7 ±0,8	2,9 ±0,6	0,7 ±0,2
Цветение	3		2,9±0,9	3,0 ±1,2	0,8 ±0,2
Налив зерна	1	VII	1,8 ±0,4	2,4 ±0,5	1,9 ±0,02
Молочная спелость	2		0,5 ±0,1	2,2 ±1,2	2,7 ±0,09
Молочно-восковая спелость			0,4 ±0,01	2,0 ±1,7	3,9 ±0,07
Восковая спелость	3		0,2 ±0,01	0,4 ±0,01	1,8 ±0,08
Полная спелость			0,1 ±0,03	0,05±00,1	0,8 ±0,2

По нашим данным в 2007-2009 гг. доля участия кокцинеллид в снижении цикадок на посевах сортов яровой пшеницы равнялась 30,8 %, златоглазок - 6,8 % (см. табл. 4), неучтенные факторы составили 62,4 %.

На яровой пшенице за все годы исследования (2007-2009 гг.) жуки Coccinellidae обычно появлялись во второй декаде мая, когда пшеница находилась в фазе кущения (табл. 5). В этот период численность жуков была невелика и колебалась в разные годы в среднем от 0,09 до 0,10 экз. на 1 м². Небольшая численность кокцинеллид в этот период обусловливалась трофическими связями, число ее основных жертв (тлей, трипсов и др.) на яровой пшенице в это время было незначительно.

Личинки и имаго цикадок являлись основными жертвами этих неспециализированных хищников в начальный период вегетации яровой пшеницы.

В последующие фазы развития яровой пшеницы на ее посевах наблюдался постепенный рост численности кокцинеллид. Этот рост происходил в основном за счет миграции жуков с посевов озимых культур, который обусловлен увеличением привлекательности посевов яровой пшеницы в связи с интенсивным ростом численности таких насекомых, как тли, трипсы и цикадки. Так, к периоду колошения численность кокцинеллид увеличивалась в отдельные годы более чем в 50 раз.

С периода трубкования наблюдалась четкая связь между ростом численности цикадок и ростом численности кокцинеллид. Снижение численности кокцинеллид отмечалось с фазы налива зерна и в последующие фазы развития пшеницы. Это связано с миграцией их в другие стации, вслед за специализированными фитофагами.

Таблица 5

Динамика численности кокцинеллид на яровой пшенице (в среднем за годы исследований)

Формы развития растений	Даты учета	Засушливые годы	Влажные годы
	декады	месяцы	Численность насекомых на 1 м2
			2007 г.	2009 г.	2008 г.
Всходы	1	V	0	0	0
Кущение	2		0,09 ±0,1	0,1±0,01	0,1±0,01
Трубкование	3		0,4 ±0,02	0,25±0,05	0,2±0,02
Трубкование	1	VI	2,1 ±0,1	1,3±0,1	0,3±0,02
Колошение	2		5,2 ±0,7	2,7±0,2	0,9±0,06
Цветение	3		10,2 ±1,3	5,3±0,1	1,3±0,1
Налив зерна	1	VII	13,5 ±1,0	8,7±1,1	3,7±0,2
Молочная спелость	2		8,2 ±0,6	5,9±0,9	4,5±0,9
Молочно-восковая спелость			4,1 ±0,8	4,0±0,3	1,7±0,4
Восковая спелость	3		0,5 ±0,01	9,7±0,05	1,0±0,05
Полная спелость			0,2 ±0,01	0,1±0,03	0,2±0,01

На этот период в пшеничных агроценозах основными жертвами для оставшихся кокцинеллид становились личинки трипсов, личинки и имаго цикадок в среднем ярусе и незначительное количество в нижнем. В умеренно увлажненные периоды (2008 г.) темпы заселения яровой пшеницы были более медленными, чем в годы с дефицитом влаги (2007 г., 2009 г.).

Таким образом, очевидно, что погодные условия определяли динамику численности фитофагов, а вследствие этого и регулирующую роль кокцинеллид, сдерживая численность цикадок.

Далее происходило постепенное снижение численности кокцинеллид. Это снижение шло параллельно с уменьшением числа основной ее жертвы (тлей) вплоть до полной спелости пшеницы. Исследования показали, что кокцинеллиды могут эффективно регулировать не только численность тлей на посевах яровой пшеницы, но и выступать в роли неспециализированного хищника цикадок начиная с фазы трубкования до молочно-восковой спелости культуры. Снижение количества цикадок хорошо коррелировало с плотностью кокцинеллид. Коэффициенты корреляции колебались от 0,555 до 0,827. Корреляция с плотностью златоглазок была незначительной. Коэффициенты корреляции не превышали 0,206 и 0,271. Зависимость численности цикадки у от количества кокцинеллид х аппроксимировалась следующими уравнениями полинома третьей степени (рис. 7).

Рис. 7. Влияние кокцинеллид на численность цикадок на посевах яровой пшеницы

Исследования показали, что в засушливые годы для снижения количества цикадок со 145 до 80 экз. необходима плотность кокцинеллид до 2 экз./м², а с 170 до 50 экз. - до 6 экз./м². В относительно влажный год соотношение хищника и фитофага было почти таким же. Для снижения численности цикадок с 217 экз. до 20 необходима плотность кокцинеллид 6 экз./м².

Удельная эффективность снижения хищниками численности фитофагов (пищевая активность) составляла в сухие годы 23,8-38,6 экз. цикадок на 1 кокцинеллиду. Во влажный год этот показатель на богаре снижался до 7,9-11,8 экз.

Важную роль в снижении цикадок играют кокцинеллиды, особенно во второй половине вегетации. Применение инсектицидов рекомендуется при достижении численности сосущих вредителей пшеницы уровня экономического и экологического порогов вредоносности и низкой плотности энтомофагов.

Зависимость численности y наиболее эффективного энтомофага цикадок - кокцинеллиды от абиотических факторов, температуры x₁ и осадков х₂ в вегетационный период 2007-2009 гг. характеризовалась уравнением регрессии, с помощью которого можно прогнозировать численность неспециализированного хищника, способного регулировать численность цикадок:

2007 г.: y₁ = -4,49 + 0,24х₁ + 0,25х₂, коэффициент регрессии R = 0,702 (F_факт = 3,88; F_т = 0,07);

2008 г.: y₂ = - 3,29 + 0,25х₁ - 0,01х₂, коэффициент регрессии R = 0,556 (F_факт = 1,79; F_т = 0,23);

2009 г.: y₃ = - 3,60 + 0,33х₁ - 0,01х₂, коэффициент регрессии R = 0,465 (F_факт = 1,10; F_т = 0,38).

Из уравнения очевидно, что температура играет наиболее значимую роль в регуляции численности кокцинеллид по сравнению с осадками.

7. Энергетическая и экономическая эффективность

Расчет энергетической эффективности возделывания яровой пшеницы показал, что устойчивый к повреждениям цикадок сорт Добрыня имел обменную энергию 51,99 ГДж/га при урожайности зерна 3,17 т/га, что больше, чем у других сортов, на 1,6; 3,1 и 6,7 ГДж соответственно.

Различия по энергозатратам при возделывании различных сортов были незначительны, так как пшеница выращивалась по одинаковой технологии. Различие определялось лишь уборкой дополнительного урожая зерна (табл. 6). Коэффициент энергетической эффективности был выше у наиболее устойчивого сорта Добрыня и составил 4,26, что выше, чем у Фаворита, на 0,33 единицы, или 8,4 %. Затраты на выращивание 1 т зерна были ниже у устойчивого сорта Добрыня. Они составили 3,84 ГДж на 1 т зерна, что ниже, чем у сорта Фаворит, на 0,33 ГДж, ниже, чем у сорта Воевода, на 0,50 Гдж и меньше, чем у Л-503, на 0,77 ГДж.

Таким образом, наиболее энергетически выгодным было выращивание устойчивого сорта Добрыня.

Таблица 6

Урожайность зерна различных сортов яровой пшеницы (среднее 2007-2009 гг.), т/га

Сорта	2007 г.	2008 г.	2009 г.	В среднем за 2007-2009 гг.
Добрыня	4,01	4,24	1,27	3,17
Фаворит	3,99	3,89	1,29	3,07
Воевода	3,79	3,89	1,19	2,98
Л-503	3,54	3,59	1,14	2,76
НСР 0,5 Fфакт.	0,033 432,370	0,098 69,215	0,031 47,203	-

Примечание: F_факт.= 3,490

Расчет экономической эффективности подтвердил результаты определения энергетической эффективности. С 1 га посева пшеницы сорта Добрыня по сравнению с сортами Фаворит, Воевода и Л-503 получено продукции больше на 0,45; 1,00 и 2,10 тыс. руб./га соответственно. Условный чистый доход у сорта Добрыня был больше, чем у других сортов, на 0,64; 1,06 и 2,19 тыс. руб./га соответственно. Наименьшая себестоимость зерна отмечена также у сорта Добрыня. Она составила 2,42 тыс. руб./т. У сорта Л-503 себестоимость зерна равнялась 2,54 тыс. руб./т, что выше на 4,9 %. Наибольший уровень рентабельности был также у сорта Добрыня. Он составил 106 %, что выше по сравнению с другими сортами на 9; 14 и 29 % соответственно.

Таким образом, возделывание более устойчивого сорта Добрыня было экономически более эффективно.

ВЫВОДЫ

1. В результате проведенных исследований выявлен комплекс фитофагов и их энтомофагов в агроценозе посевов яровой пшеницы сортов Добрыня, Фаворит, Воевода и Л-503; процентная доля цикадок в годы исследований была не высокой и составляла 1,9-2,5 %.

2. Составлена карта ареала распространения и вредоносности полосатой и шеститочечной цикадок в Саратовской области. Анализ картирования показал, что наибольшая численность цикадок отмечена в северных Левобережных районах области.

3. Установлены особенности биологии цикадок, заселяющих новые перспективные сорта яровой пшеницы. В условиях Саратовской области полосатая и шеститочечные цикадки дают полных два поколения на яровой пшенице с максимальной численностью в фазу трубкования. На динамике численности цикадок сказывались абиотические факторы. Температура влияла на численность цикадок в большей степени, чем осадки во все годы исследований.

4. Выявлена различная степень воздействия энтомофагов - кокцинеллид и златоглазок на динамику численности цикадок. Кокцинеллиды в значительной степени снижали численность фитофага по сравнению со златоглазками.

5. В засушливые годы пищевая активность неспециализированных хищников (кокцинеллид и златоглазок) значительно выше по сравнению с влажными. Температура играет наиболее значимую роль в регуляции численности кокцинеллид по сравнению с осадками.

6. Коэффициент энергетической эффективности был выше у наиболее устойчивого сорта Добрыня и составил 4,26, против 3,93 у Фаворита, 3,79 у Воеводы и 3,58 у Л-503.

7. С 1 га посева пшеницы сорта Добрыня получено зерна больше по сравнению с другими сортами на 0,10-0,41 т/га. Наибольший уровень рентабельности был у сорта Добрыня - 106 %, что выше, чем у других сортов, на 9; 14 и 29 % соответственно.

8. Сорт Добрыня наиболее устойчив к повреждению цикадками, несмотря на высокую численность фитофага. Это объясняется более высокой компенсаторной способностью этого сорта.

Рекомендации производству

Анализируя роль абиотических факторов и заселенность посевов энтомофагами, можно рекомендовать в годы с повышенной температурой в фазу трубкования выращивание яровой пшеницы без химических обработок.

Для снижения количества цикадок до экономического порога вредоносности необходима численность кокцинеллид в посевах пшеницы от 2 до 6 экз./м^2, , а личинок златоглазок - от 4 до 5 экз./м².

Химические обработки посевов яровой пшеницы предлагается проводить исходя из существующих порогов вредоносности цикадок в зависимости от устойчивости к ним высеваемых сортов и фазы развития кормового растения. У слабоустойчивых сортов - 200 личинок/м², у устойчивых - 300 личинок/м² в фазу трубкования яровой пшеницы.

В качестве наиболее перспективного сорта, с высокими компенсаторными способностями, рекомендуем высевать в хозяйствах Поволжья сорт яровой пшеницы Добрыня, как наиболее устойчивый к сосущим вредителям, в том числе цикадкам.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Статьи в изданиях, рекомендованных ВАК РФ

1. Калмыков, И. С. Видовое разнообразие цикадок (homoptera, сем. Cicadellidae) и фенология развития их в посевах зерновых культур в Саратовском Поволжье / л. и. Чекмарева, И. С. Калмыков // Вестник саратовского госагроуниверситета им Н.И. Вавилова. - 2009. - № 1. - С. 40-44.

Статьи в сборниках научных трудов, материалах конференции

2. Калмыков, И. С. Неспециализированные энтомофаги (coccinellidae) вредителей зерновых культур в Поволжье / Л. И. Чекмарева, С. Г. Лихацкая, И. С. Калмыков // Вавиловские чтения - 2007 : материалы конф., посвящ. 120-й годовщине со дня рождения академика Николая Ивановича Вавилова, 26-30 нояб. 2007 ; ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ». - Саратов : Научная книга, 2007. - С. 246-248.

3. Калмыков, И. С. Биотические факторы динамики популяции доминирующих видов цикадок (сем. Cicadellidae) на посевах зерновых агрозенозов Поволжья / и. с. Калмыков, с. г. Лихацкая // Перспективные направления развития апк : сб. науч. работ ; фгоу впо «Саратовский гау». - Саратов. - 2009. - С. 50-52.

4. Калмыков, И. С. Морфологические и биологические особенности доминирующих видов цикадок (сем. Cicadellidae) на посевах зерновых агрозенозов Поволжья / и. с Калмыков, с. г. Лихацкая // Перспективные направления развития апк : сб. науч. работ / фгоу впо «Саратовский гау». - Саратов, 2009. - С. 120-122.

5. Калмыков, и. с. Агроэкологическое обоснование защиты сельскохозяйственных культур от сорных растений / т. а. Лаумкина, г. и. Шестеркин, и. с. Калмыков // Актуальные проблемы экологии, защиты растений и экологического земледелия : материалы Междунар. науч.-практ. конф., посвящ. 15-летию кафедры экологии саратовского госагроуниверситета. - Саратов, 2009. - С. 146-147.

6. Калмыков, и. с. Цикадки, повреждающие хлебные злаки в Саратовском Заволжье / л. и. Чекмарева, и. с. Калмыков // Актуальные проблемы экологии, защиты растений и экологического земледелия : материалы Междунар. науч.-практ. конф., посвящ. 15-летию кафедры экологии саратовского госагроуниверситета. - Саратов, 2009. - С. 259-263.

7. Калмыков, и. с. Сорная растительность и трофические связи фитофагов и энтомофагов в посевах новых сортов яровой пшеницы / Л. И. Чекмарева, И. С. Калмыков, С. Г. Лихацкая // Актуальные проблемы экологии, защиты растений и экологического земледелия : материалы Междунар. науч.-практ. конф., посвящ. 15-летию кафедры экологии саратовского госагроуниверситета. - Саратов, 2009. - С. 263-267.

8. Калмыков, и. с. Агроценоз перспективных сортов яровой пшеницы Саратовского Поволжья / и. с. Калмыков, с. г. Лихацкая. // Перспективные направления развития апк : сб. науч. работ ; фгоу впо «Саратовский гау». - Саратов, 2009 - С. 3-7.

9. Калмыков, и. с. Основные вредители зерновых культур в условиях НИИСХ Юго-Востока / и. с. Калмыков, с. г. Лихацкая // Перспективные направления развития апк : сб. науч. работ ; фгоу впо «Саратовский гау». - Саратов, 2009. - С. 200-204.

Размещено на Allbest.ru