ХАРКІВСЬКИЙ ДЕРЖАВНиЙ АГРАРНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

ІМ. В.В. ДОКУЧАЄВА

ДУНАЄВ Олександр Володимирович

УДК 630*450+630*453:595.78

ЛИСТОГРИЗУЧІ ЛУСКОКРИЛІ КОМАХИ – шкідники дуба

В НАГІРНИХ ДІБРОВАХ Харківської області

(екологія, прогноз, шкодочинність)

03.00.09 – ентомологія

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата сільськогосподарських наук

Харків – 2001

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Українському науково-дослідному інституті лісового господарства та агролісомеліорації ім. Г.М. Висоцького, Державний комітет лісового господарства України.

Науковий керівник - кандидат біологічних наук,

старший науковий співробітник

Прокопенко Микола Іванович,

Харківське головне спеціалізоване

лісозахисне підприємство об'єднання

“Укрлісозахист”, науковий співробітник;

Офіційні опоненти: доктор біологічних наук, професор

Злотін Олександр Зіновьєвич,

Харківський державний педагогічний

університет ім. Г. С. Сковороди,

професор кафедри зоології;

доктор сільськогосподарських наук, доцент

Шелестова Валентина Сергіївна,

Національний аграрний університет,

професор кафедри ентомології та

біологічного захисту рослин.

Провідна установа: Інститут захисту рослин УААН, м. Київ.

Захист відбудеться " 22 " листопада 2001 р. о 12 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради К 64.803.02 у Харківському державному аграрному університеті ім. В.В. Докучаєва: 62483, Харківська обл., Харківський р-н, п/в "Комуніст-1", ХДАУ, учбовий корпус № 4, аудиторія 407.

З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці Харківського державного аграрного університету ім. В.В. Докучаєва.

Автореферат розіслано " 19 " жовтня 2001 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради М.О. Білик

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Недостатня вивченість взаємовідносин між листогризучими лускокрилими комахами-шкідниками та дубом ранньої феноформи, відсутність прогностичних моделей їх масового розмноження та шкодочинності у нагірних дібровах Харківської області визначили актуальність дисертаційної роботи.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Результати дисертації отримані автором у процесі виконання науково-дослідної роботи (НДР) Українського науково-дослідного інституту лісового господарства та агролісомеліорації (УкрНДІЛГА) "Розробити систему лісопатологічного обстеження та технологію застосування нових препаратів для захисту лісу від шкідників та хвороб" (1996–1998 рр.). Номер державної реєстрації 0196U018783.

Мета і завдання досліджень. Мета досліджень – дослідити закономірності динаміки популяцій листогризучих лускокрилих комах – шкідників дуба ранньої феноформи і розробити методи прогнозування їх чисельності і шкодочинності.

Відповідно до цього були поставлені такі завдання: –

визначити видовий склад листогризучих лускокрилих шкідників дуба;–

простежити фенологію домінантного виду листогризучих лускокрилих;–

вивчити трофічні відносини листогризучих лускокрилих і дуба;–

дослідити динаміку розвитку осередків листогризучих лускокрилих в дубових деревостанах на постійних пробних площах (ППП);–

розробити моделі річного та багаторічного прогнозів масового розмноження листогризучих лускокрилих шкідників дуба;–

дослідити вплив листогризучих лускокрилих на приріст деревини та всихання дерев дуба;–

розробити моделі річного та багаторічного прогнозів шкодочинності листогризучих лускокрилих шкідників дуба.

Об'єкт дослідження. – Листогризучі лускокрилі комахи – шкідники дуба ранньої феноформи.

Предмет дослідження. – Популяційна динаміка листогризучих лускокрилих комах – шкідників дуба ранньої феноформи.

Методи дослідження. Фенологічні дослідження за розвитком комах, вивчення їх трофічних відносин з дубом проводилися за методом модельних гілок (Блажиевская, 1971; Гуров, Петренко, 1988; Уткина, Рубцов, 1994).

Для складання річного прогнозу масового розмноження та шкодочинності листогризучих лускокрилих шкідників дуба користувалися методами кореляційного та регресійного аналізів (Лакин, 1990).

Для складання багаторічного прогнозу масового розмноження та шкодочинності листогризучих лускокрилих шкідників дуба користувалися методом "накладання епох" О.Л. Чижевського.

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше для Харківської області виконано аналіз видового складу, динаміки чисельності та шкодочинності листогризучих лускокрилих комах – шкідників дуба ранньої феноформи.

Вперше розроблені річний та багаторічний прогнози масового розмноження листогризучих лускокрилих шкідників дуба у нагірних дібровах Харківської області.

Вперше застосовано метод "накладання епох" для складання багаторічного прогнозу шкодочинності листогризучих лускокрилих шкідників дуба у нагірних дібровах Харківської області та встановлено, що найбільшу шкоду вони спричиняють на гілці спаду сонячної активності в 11-річному циклі.

Практичне значення отриманих даних. Розроблено алгоритм оцінки втрат приросту дуба у нагірних дібровах Харківської області на основі інформації про динаміку їх пошкодження листогризучими лускокрилими.

Запропоновано моделі річного та багаторічного прогнозів шкодочинності листогризучих лускокрилих шкідників дуба у нагірних дібровах Харківської області.

Особистий внесок здобувача. Розробка концептуальної схеми досліджень, вибір методів аналізу, обробка польового матеріалу, результати та висновки, що наведені в роботі, виконані особисто автором. Для аналізу використаний великий експериментальний матеріал, зібраний у процесі багаторічного (1974–1995 рр.) лісоентомологічного моніторингу к.б.н. с.н.с. М.І. Прокопенком, а також польовий матеріал, зібраний особисто автором у 1996–1999 рр. Із семи публікацій шість виконані особисто автором, а одна – у співавторстві з М. І. Прокопенком (виконано аналіз зв'язку між всиханням дуба та пошкодженням його листя листогризучими лускокрилими з використанням даних багаторічних спостережень М.І. Прокопенка).

Апробація результатів дисертації. Результати роботи доповідалися на міжнародних конференціях: "Дуб – порода третьего тысячелетия" (Гомель, 1998), "Лес. Наука. Молодежь" (Гомель, 1999), на засіданнях вченої ради УкрНДІЛГА та Харківського ентомологічного товариства.

Публікації. Основні положення роботи опубліковані в п'яти статтях: чотири статті у журналі "Известия Харьковского энтомологического общества", одна стаття у журналі "Лісівництво і агролісомеліорація". Дві праці опубліковано у збірниках тез наукових конференцій.

Структура та обсяг роботи. Дисертація викладена на 165 сторінках комп'ютерного тексту, складається із вступу, п'яти розділів, висновків, списку використаних джерел у кількості 156 найменувань; має 40 таблиць, 13 малюнків, 7 додатків. Список використаних джерел, таблиці, ілюстрації та додатки займають 54 сторінки.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

ОГЛЯД ЛІТЕРАТУРИ З ТЕМИ ДОСЛІДЖЕНЬ

У розділі подається аналітичний огляд літератури з біоекології, популяційної динаміки листогризучих лускокрилих комах та їх впливу на стан дібров. Підкреслюється, що:–

не досліджені трофічні відносини листогризучих лускокрилих і дуба; –

не розроблені моделі річного та багаторічного прогнозів масового розмноження листогризучих лускокрилих шкідників дуба у нагірних дібровах Харківської області;–

не існує єдиної думки про втрати приросту деревини та розміри всихання дуба в лісостепових дібровах внаслідок пошкодження його крон листогризучими лускокрилими шкідниками;–

не розроблені моделі річного та багаторічного прогнозів шкодочинності листогризучих лускокрилих шкідників дуба в нагірних дібровах Харківської області.

Невивченість цих питань і стала підставою для проведення наших досліджень.

ХАРАКТЕРИСТИКА регіону досліджень і МЕТОДИКА роботи

У розділі наводиться геокліматична характеристика регіону досліджень та лісівнича характеристика пробних площ. Наводяться багаторічні метеорологічні дані за матеріалами трьох метеостанцій регіону досліджень (Харків, Куп'янськ, Приколотне).

Польові дослідження проведені в 1996–1999 рр. на постійних (ППП) і тимчасових (ТПП) пробних площах, що розташовані в лісостеповій зоні Харківської області. Пробні площі закладені переважно в свіжих дібровах (D2). Їх вік складає від 50 до 111 років, повнота – від 0,4 до 0,9. Елемент лісу – дуб звичайний ранньої феноформи. Камеральні дослідження проведені в лабораторії захисту та підвищення стійкості лісів УкрНДІЛГА.

Акцентується, що основні експериментальні дані отримані в процесі обробки результатів багаторічного (починаючи з 1974 р.) лісоентомологічного моніторингу на ППП та особистих спостережень автора в 1996–1999 рр.

У розділі описуються методологія та методики, за якими проводилися дослідження. Методологічну основу роботи склала концепція цикліки природного середовища (Максимов, 1984; Білецький, 1992). Для аналізу використовували два основних методи: співставлення рядів динаміки двох ознак (Лакин, 1990) та "накладання епох" О.Л. Чижевського. Ентомологічні спостереження за комахами проводили згідно існуючих методів (Блажиевская, 1971; Гуров, Петренко, 1988; Уткина, Рубцов, 1994).

Листогризучі лускокрилі КОМАХИ – шкідники дуба

ранньої феноформи У Харківській області

Видовий склад листогризучих лускокрилих комах – шкідників дуба. Як свідчать літературні джерела і результати наших спостережень на ППП, постійну основу комплексу листогризучих лускокрилих шкідників дуба складають листовійки (Тortrіcіdae) та п'ядуни (Geometrіdae).

У 1996–1999 рр. на дубі ранньої феноформи нами відмічено 16 видів листогризучих лускокрилих комах із 5 родин.

Як показує аналіз, у верхній частині крони деревам дуба найбільше шкодять представники листовійок (Тоrtrіcіdae). У 1997–1998 рр. у верхній частині крони їх частка складала 68,6–85,2%, при частці зеленої дубової листовійки T.vіrіdana L. – 43,3–66,4%. У нижній частині крони частка листовійок складала 23,6–55,2%, T.vіrіdana – 18,8–35,8%. У 1999 р. частка листовійок в верхній частині крони складала в середньому 93,2%, при частці T.vіrіdana – 84,8%; у нижній – 72,3%, при частці T.vіrіdanа – 58,8%.

Поряд з зеленою дубовою листовійкою зустрічалися: строкато-золотиста Archips xylosteana L., глодова A. crataegana Hb., розанна A. rosana L., палева Aleіmma loeflіngіana L., кривовуса смородинова Pandemis cerosana Hb. (= P. ribeana Hb.), свинцевосмугаста Ptycholoma lecheana L., всеїдна Archips podana Scop.

У нижній частині крони в 1997 р. переважали вогнівки з р. Acrobasis (Phycitidae) (дубова вогнівка Целера Acrobasis zelleri Rag., дубова бура вогнівка Acrobasis sodalella Z.), де їх частка складала до 70%. До 1998 р. їх частка знизилася до 15–20%, а в 1999 р. – до 5–10%.

із інших видів відмічені: дубова серпокрила міль Сerostoma alpella Schiff., широколистяна серпокрила міль Cerostoma lucella F., (Plutellidae), зимовий п'ядун Operophtera brumata L., п'ядун-обдирало плодовий Erannis defoliaria Cl. (Geometridae), жовто-сіра рання совка Orthosia cruda Shiff., жовто-бура рання совка Orthosia stabilis Shiff. (Noctuidea). Чисельність цих видів у складі комплексу листогризучих лускокрилих комах на дубі ранньої феноформи в 1996–1999 рр. була низька (не перевищувала 5–7%).

Середній ступінь пошкодження крон дуба листогризучими лускокрилими в дубових деревостанах на ППП складав: у 1996 р. – 2,1 бали (32%), у 1997 р. – 1,8 бали (26%), у 1998 р. – 2,0 бали (30%), у 1999 р. – 3,1 бали (52%); деревостанів на ТПП: у 1996 р. – 1,3 бали (16%), у 1997 р. – 1,2 бали (14%), у 1998 р. – 1,5 бали (20%), у 1999 р. – 2,8 бали (46%).

Фенологія T.vіrіdana, за спостереженням у 1996–1999 рр. тісно пов'язана з фенологією дуба ранньої форми. Вихід із яєць відбувається в кінці фази розгортання бруньок, живлення гусениць молодших віків – у фазі розгортання та росту листя, масовий перехід гусениць у 4–5-й віки відбувається після стабілізації лінійних розмірів листка.

Трофічні відносини комах з дубом характеризувалися двома показниками – пошкоджуваністю листя та пошкоджуваністю листкової пластинки. Пошкоджуваність листя визначали як частку (у відсотках) пошкоджених листків у вибірці, а пошкоджуваність листкової пластинки – як середню (у відсотках) пошкоджуваність листкової пластинки у вибірці. Обидва показники мали найвищі значення при більшій щільності комах (табл. 1).

Таблиця 1

Щільність листогризучих лускокрилих та пошкоджуваність ними листового апарату в кронах модельних дерев дуба

Рік, частина Діаметр облікованих Щільність комах Пошкоджу- ваність Пошкоджу-ваність

крони гілок, см гус/100 пагонів гус/1000 листків листя, % листкової пластинки, %

1997 нижня верхня 1998 нижня верхня 1999 нижня верхня 0,6±0,04 0,7±0,03 0,6±0,03 1,0±0,06 0,7±0,02 0,9±0,03 56,1±7,72 82,3±15,07 77,6±5,96 101,6±10,29 92,1±8,26 – 120,5±17,52 195,7±21,48 166,4±14,05 246,1±17,01 228,5±20,23 – 77,6±3,63 95,3±1,45 84,2±2,42 98,1±0,71 96,2±1,28 99,7±0,47 11,8±1,95 20,7±2,23 15,6±1,92 24,7±1,87 30,2±5,41 58,5±6,71

Одержані дані свідчать про те, що для трофічних відносин між листогризучими лускокрилими в роки їх низької чисельності та дубом ранньої форми характерні: достатньо високий рівень пошкоджуваності листя та порівняно низький рівень пошкоджуваності листкової пластинки (див. табл. 1).

Динаміка і прогноз масового розмноження листогризучих лускокрилих КОМАХ – шкідників дуба у нагірних дібровах

Харківської області

Багаторічні спостереження за динамікою чисельності листогризучих лускокрилих комах – шкідників дуба ранньої феноформи та пошкодженням ними дубових деревостанів на постійних пробних площах дають можливість побудувати ряди динаміки пошкодження та використувати їх для складання моделей прогнозів масового розмноження шкідників.

Для розробки річного прогнозу масового розмноження листогризучих лускокрилих шкідників дуба (листовійок та п'ядунів) ми використали багаторічні (1974–1995 рр.) ряди динаміки пошкодження крон дуба, сонячної активності (вираженої у числах Вольфа), середньомісячної температури повітря в квітні. Ряд динаміки пошкодження складався із середніх для дванадцяти ППП значень, а ряд динаміки середньомісячної температури повітря в квітні – з середніх по трьох метеостанціях значень.

Такий підхід нам здається вдалим, так як він враховує не тільки чисельність комах, а й характер трофічних відносин в системі листогризучі комахи – дуб.

Були отримані такі рівняння:

Д3т = 2,429 – 0,0047W + 0,0349Т + Аn(і) , (1)

де Д3т – теоретичний ступінь пошкодження крон дуба, вирівняний за триріччями, в рік n, бал;

W – сонячна активність (СА) в рік n, число Вольфа;

T – середньомісячна температура повітря в квітні в рік n, °°С;

Аn(і) – величина, що відображає різницю між Д3ф і Д3т в межах 11-річного сонячного циклу (СЦ) та використовується для корегування прогностичної моделі (табл. 2).

Дn+1= 3Д3т – (Дn + Дn-1) , (2)

де Дn+1, Дn, Дn-1 – ступінь пошкодження в рік n+1 (прогнозна), в рік n (поточна), в рік n-1 (передуюча), відповідно, бал.

Коефіцієнт кореляції між величинами Д3ф і Д3т, значення якої визначалися за рівнянням (1), дорівнює 0,797 (Р<0,001). Коефіцієнт кореляції між фактичним ступенем пошкодження у рік n+1 Дф і теоретичним ступенем пошкодження у рік n+1 Дn+1 дорівнює 0,412 (Р<0,05). Значення ряду Дn+1 отримані за рівняннями (1), (2).

Таблиця 2

Порівняння середнього фактичного Д3ф та середнього теоретичного Д3т ступенів пошкодження крон дуба, вирівняних за триріччями, в межах СЦ

Роки СЦ –5 – 4 –3 –2 –1 0 1 2 3 4 5 6

Д3ф – 2,4 2,2 2,2 2,1 2,0 2,0 2,2 2,4 3,0 2,8 2,6

Д3т – 2,7 2,6 2,4 2,2 2,0 2,0 2,1 2,4 2,4 2,6 2,8

Аn(і) – –0,3 –0,4 –0,2 –0,1 0,0 0,0 +0,1 0,0 +0,6 +0,2 –0,2

Одержуючи прогностичне значення Дn+1, ми оцінюємо його за шкалою відповідності ступеню пошкодження листя дуба рівню чисельності листогризучих комах, яка будується у вигляді варіаційного ряду. Так як середня ступінь пошкодження листя дуба у нагірних дібровах регіону досліджень коливається в межах 1,3–3,9 бали, то ступеню пошкодження 1,3–2,6 бали відповідає рівень низької чисельності листогризучих лускокрилих шкідників, ступеню пошкодження 2,6–3,9 бали – рівень їх масового розмноження.

Наша модель прогнозу була розроблена в 1999 р. Ретроспективна достовірність прогнозу пошкодження листя дуба виявилася високою. Для 1999 р. прогноз виправдався на 90% (2,8 бали, фактично – 3,1), для 1998 р. – на 80% (2,4, фактично – 2,0), для 1997 р. – на 67% (2,4, фактично – 1,8), для 1996 р.– на 100% (2,1, фактично – 2,1), для 1995 р. – на 74% (3,4, фактично – 2,7). Прогноз пошкодження нагірних дубових деревостанів Харківської області на 2000 р. – 1,8 бали (або 26%) – також виправдався (фактично – 2,0 бали). Наш прогноз на 2001 р. (W = 149, Т = 13,3 (по трьох метеостанціях регіону досліджень), Аn(i) = 0,0, Дn = 2,0, Дn-1 = 3,1): Д3т = 2,429 – 0,0047 х 149 + 0,0349 х 13,3 + 0,0 = 2,2 бали; Дn+1 = 3 х 2,2 – (2,0 + 3,1) = 1,5 бали (20%).

Річний прогноз масового розмноження листогризучих лускокрилих шкідників дуба у нагірних дібровах Харківської області також виправдався: масове розмноження спостерігалося у 1999 р. (Дn+1 = 2,8 > 2,6; Дф = 3,1 > 2,6) та 1995 р. (Дn+1 = 3,4 > 2,6; Дф = 2,7 > 2,6). На 2001 р. ми не прогнозуємо масового розмноження листогризучих лускокрилих шкідників дуба (листовійок та п'ядунів) (Дn+1=1,5 < 2,6).

Методом "накладання епох" ми побудували моделі багаторічного прогнозу пошкодження крон дуба та масового розмноження листогризучих лускокрилих шкідників (листовійок та п'ядунів) у нагірних дібровах (рис. 1). Як видно, найбільший рівень пошкодження слід очікувати на 3 – 6-ий роки зниження сонячної активності (СА) при початковому зростанні ступеню пошкодження в рік +3 та її максимумом у роки +4 – +6 СЦ. Зауважимо, що середній ступінь пошкодження у такі роки СА достовірно вищий, ніж в інші (табл. 3). У роки +4 – +6 СЦ слід очікувати масове розмноження листогризучих лускокрилих шкідників дуба.

Д, РП КО Д, РВ КО

Роки сонячного циклу Роки сонячного циклу

а) б)

Рис. 1. Пошкодження крон дуба листогризучими лускокрилими комахами, річний радіальний приріст деревини (а) та річний відпад дерев (б) дуба в межах 11-річного сонячного циклу

а) – Д, ступінь пошкодження крон дуба листогризучими комахами (бал), –– РП, річний радіальний приріст деревини дуба (мм), – – КО, кількість опадів за листопад – липень (мм); б) – Д, ступінь пошкодження крон дуба листогризучими комахами (бал), –– РВ, річний відпад дерев (%), – – КО, кількість опадів за листопад – липень (мм).

За нашим прогнозом: найбільший рівень пошкодження крон дуба листогризучими лускокрилими (листовійками та п'ядунами) буде спостерігатися в 2003–2006 рр. У роки 2004–2006 буде спостерігатися їх масове розмноження у нагірних дібровах Харківської області.

Таблиця 3

Достовірність різниці між середніми значеннями показників у різні фази сонячного циклу (–4 – +2 та +3 – +6) та у періоди з різним природним відпадом дерев дуба (1976–1981, 1996–1999 та 1974–1975, 1982–1995 рр.)

Показ-ник 1974– 1999 ±±s у фази СЦ tф ±±s у періоди tф –

4 – +2 +3 – +6 1976–1981, 1996–1999 1974–1975, 1982–1995

КО, мм 416 430±±13,47 382±±18,0 2,17 439±±17,14 395±±14,19 1,98

Д, бал 2,4 2,1±±0,13 2,8±±0,18 2,96 2,0±±0,16 2,6±±0,14 2,97

РП, мм 1,29 1,37±±0,08 1,16±±0,09 1,81 1,55±±0,08 1,14±±0,06 4,29

РВ, % 1,8 1,9±±0,39 2,2±±0,30 0,61 0,9±±0,14 2,7±±0,29 4,41

Примітки: 1 – tst (Р = 0,05, k = 24) = 2,06; tst (Р = 0,10, k = 24) = 1,71; 2 – розрахунок середніх значень річного відпаду дерев дуба (РВ) в фази СЦ та періоди проводився з урахуванням року післядії (див. у тексті).

Дані моделі не розраховані на прогноз окремих видів комах. Для відповіді на це питання в роки n, n-1 (річний прогноз) і +1,+2 СЦ (багаторічний прогноз) необхідно завчасно проводити польові дослідження з метою з'ясування співвідношення видів лускокрилих та визначення домінантного, який обумовлюватиме ступінь пошкодження крон дуба в наступні роки.

Господарське значення і прогноз шкодочинності листогризучих лускокрилих комах – шкідників дуба

Вплив листогризучих лускокрилих на приріст деревини дуба. Виявлена тісна лінійна кореляційна залежність між величиною радіального річного приросту (РП) та величиною однократного пошкодження дубового деревостану, що оцінюється значеннями коефіцієнту кореляції (r) та кореляційного відношення (hh). В середньому по 12-ти ППП: r = – 0,64±0,040; hh=0,76±0,038 (hh2 =0,58).

Для визначення втрат приросту під впливом пошкодження листя листогризучими лускокрилими були застосовані два основні методи: перший (1) заснований на регресійній залежності між приростом і пошкодженням, а другий (2) – на залежності між втратами приросту і пошкодженням. Втрати приросту в останньому випадку визначають як різницю між теоретичним, одержаним за рівнянням зв'язку приросту і метеоелементу, який впливає на приріст, та фактичним приростом (Рубцов, Уткина, 1995). Були одержані такі рівняння:

Vрп = 14,9(Д – 1,0); Vрп = 8,8(Д' – 2,0); Vрп = 6,3(Д"– 3,0) ; (3–5)

Vрп = 11,6(Д – 1,0); Vрп = 7,5(Д' – 2,0); Vрп = 6,4(Д"– 3,0) , (6–8)

де Vрп – середні втрати поточного річного приросту дуба, %;

Д, Д', Д" – відповідно, середній (для 12 ППП) ступінь одно-, дво- та трикратного пошкодження крон дуба, бал.

Аналіз моделі динаміки приросту показав, що для визначення втрат приросту деревини дуба від листогризучих лускокрилих у роки +3 – +6 СЦ слід користуватися методом (1) (формули (3–5); у роки –4 – +2 СЦ – методом (2) (формули (6–8). А також, що середні щорічні втрати річного приросту деревини дуба в нагірних дібровах внаслідок пошкодження листя листогризучими лускокрилими складають 20,8%.

Вивчення взаємозв'язку динаміки та цикліки пошкодження крон дуба листогризучими лускокрилими (Д, бал), річного приросту деревини дуба (РП, мм) та метеоелементу, який найбільш суттєво впливає на приріст дуба ранньої форми в нагірних дібровах (кількість опадів за листопад – липень, КО, мм) (див. табл. 3, рис. 1), дозволило зробити такі висновки. Періоди з високим рівнем пошкодження дібров (2,8 бали) співпадають з періодами, несприятливими за зволоженням для вегетації дуба (382 мм) (роки +3 – +6 СЦ). Періоди з низьким рівнем пошкодження (2,1 бали) співпадають з періодами, сприятливими за зволоженням для вегетації дуба (430 мм) (роки –4 – +2 СЦ). Середній річний приріст в роки +3 – +6 СЦ складає 85% від середнього річного приросту в роки –4 – +2 СЦ.

Достовірність різниці між середніми в межах вказаних фаз СЦ значеннями Д, КО і РП доведени статистично (див. табл. 3). Також достовірна різниця між середніми значеннями КО (за даними метеостанції Харкова) з урахуванням 105-річної динаміки в межах фаз +3 – (–5) і –4 – +2 СЦ: tф=2,11 (tst=1,98, Р=0,05, k=103).

Вплив листогризучих лускокрилих на річний відпад дуба. У результаті аналізу зв'язку процесу всихання дуба в деревостанах з процесами їх пошкодження листогризучими лускокрилими ми виявили, що існує позитивна кореляційна залежність між величиною однократного пошкодження крон (Д) та величиною річного відпаду (РВ) дуба в наступні роки. Для 12 ППП: r=0,34±0,049, hh=0,57±0,031 (hh2=0,32).

Відповідно до цього:

РВ = – 0,185 + 0,902Д , (9)

де РВ – поточний річний відпад дерев дуба, %;

Д – ступінь однократного попереднього пошкодження дубового деревостану, бал.

На основі одержаного рівняння регресійної залежності (формула (9) величини річного відпаду від величини пошкодження листя ми визначили, що після однократного суцільного пошкодження на наступний або послідуючий роки може всихати 4–5% дерев дуба.

Якщо підрахувати середній річний відпад дерев у роки періодів, сприятливих для дуба (фаза –4 – +2 СЦ), з урахуванням року післядії (1977–1982, 1987–1992, 1997–1999 рр.), то він дорівнює 1,9% (див. табл. 3). Середній відпад дерев для усіх несприятливих для дуба періодів з урахуванням року післядії (1975–1976, 1984–1986, 1993–1996 рр. – фаза +3 – +6 СЦ) складає 2,2% (різниця не достовірна, див. табл. 3). Однак, якщо врахувати тільки явно сприятливі для дуба періоди (1977–1982, 1997–1999 рр.), які також співпадають з роками –4 – +2 СЦ, то щорічний відпад складе 0,9%; а в явно несприятливі періоди (1975–1976, 1983–1996 рр.) – 2,7%. Статистичний аналіз (див. табл. 3) свідчить про суттєву роль листогризучих лускокрилих у процесі щорічного відпаду дуба.

Прогноз шкодочинності листогризучих лускокрилих комах – шкідників дуба. Шкодочинність листогризучих лускокрилих полягає у тому, що пошкоджуючи листя, вони зменшують приріст деревини та сприяють всиханню дерев. Основою річного прогнозу шкодочинності листогризучих лускокрилих може служити модель річного прогнозу пошкодження ними листя (формули (1), (2), а також рівняння оцінок втрат приросту деревини (формули (3–8) та відпаду дерев (формула (9) дуба внаслідок його пошкодження. Як було показано, річний прогноз пошкодження листя дуба виправдався. У зв'язку з цим, для оцінки шкодочинності листогризучих лускокрилих у наступному році достатньо в формули (3–9) підставити прогностичне значення ступеню пошкодження в рік n+1 (див. формули (1), (2).

При співставленні динаміки пошкодження листя, змін приросту деревини та відпаду дерев дуба в межах 11-річного сонячного циклу відкриваються можливості багаторічного прогнозування шкодочинності листогризучих лускокрилих. Як видно (рис. 1а), мінімум приросту деревини дуба (максимум втрат приросту) можна очікувати в роки +4 – +6 СЦ, коли пошкодження його крон найбільш суттєве. У роки +5 – +6 СЦ (рис. 1б) спостерігається збільшення відпаду дерев дуба, що є безпосереднім наслідком інтенсивного багатократного пошкодження його листя. Збільшення відпаду має місце також у рік піку СА та наступні 1–2 роки, що є результатом тривалої післядії інтенсивного багатократного пошкодження дуба листогризучими шкідниками в фазу +3 – +6 СЦ.

За нашим прогнозом у 2000–2003 рр. на фоні низького рівня пошкодження крон дуба листогризучими лускокрилими буде спостерігатися помітний приріст деревини дуба; на 2004–2006 рр. прийдеться максимальний рівень пошкодження, що співпаде з мінімумом приросту деревини дуба (максимумом втрат приросту); у 2007–2013 рр. буде спостерігатися підняття рівня приросту деревини дуба у нагірних дібровах. У 2005–2006 рр. на фоні сильного пошкодження листя дуба листогризучими лускокрилими буде спостерігатися збільшення відпаду дерев в нагірних дібровах; у 2006–2013 рр. відбудеться сильне всихання дуба ранньої форми у 50–111-річних нагірних дібровах Харківської області.

ВИСНОВКИ

1. Недостатня вивченість взаємовідносин між листогризучими лускокрилими комахами-шкідниками та дубом ранньої феноформи, відсутність прогностичних моделей їх масового розмноження та шкодочинності у нагірних дібровах Харківської області визначили актуальність наших досліджень.

2. У 1996–1999 рр. у складі комплексу листогризучих лускокрилих комах, які пошкоджують листя дуба у регіоні досліджень, нами відмічено 16 видів із 5 родин. Серед них домінувала зелена дубова листовійка Tortrix vіrіdana L. Середній ступінь пошкодження крон дуба листогризучими лускокрилими комахами в дубових деревостанах на ППП складав: у 1996 р. – 2,1 бали (32%), у 1997 р. – 1,8 бали (26%), у 1998 р. – 2,0 бали (30%), у 1999 р. – 3,1 бали (52%); деревостанів на ТПП: у 1996 р. – 1,3 бали (16%), у 1997 р. – 1,2 бали (14%), у 1998 р. – 1,5 бали (20%), у 1999 р. – 2,8 бали (46%).

3. Встановлено, що за низької чисельності листогризучих лускокрилих комах (у верхній частині крони – 82–102 гусениці на 100 пагонів, або 196–246 гусениць на 1000 листків; у нижній – 56–78 гусениць на 100 пагонів, або 120–166 гусениць на 1000 листків) між ними та дубом ранньої форми існують трофічні відносини, для яких характерно: достатньо високий рівень пошкоджуваності листя (у верхній частині крони – 95,3–98,1%; у нижній – 77,6–84,2%) та порівняно низький рівень пошкодженості листкової пластинки (20,7–24,7 та 11,8–15,6, відповідно).

4. Розроблено математичну модель річного прогнозу масового розмноження листогризучих лускокрилих шкідників дуба ранньої феноформи (листовійок та п'ядунів) у нагірних дібровах Харківської області, яка дозволяє як сигналізувати про їх масову появу, так і прогнозувати ступінь пошкодження ними листя дуба. Прогноз масового розмноження листогризучих лускокрилих шкідників дуба виправдався: масове розмноження спостерігалося у 1995 р. та 1999 р. На 2001 р. ми не прогнозуємо масового розмноження листогризучих лускокрилих шкідників дуба (листовійок та п'ядунів). Прогноз пошкодження для 1995–2000 рр. також виправдався. Прогноз пошкодження на 2001 р. – 1,5 бали (або 20%).

5. Розроблено модель багаторічного прогнозу масового розмноження листогризучих лускокрилих шкідників дуба ранньої феноформи (листовійок та п'ядунів) у нагірних дібровах Харківської області. Відповідно до неї масове розмноження має місце у роки +4 – +6 11-річного сонячного циклу.

6. Встановлено, що листогризучі лускокрилі суттєво впливають на приріст деревини дуба. Їх негативний внесок у формування річного кільця складає близько 58%. Середні щорічні втрати річного приросту деревини дуба в нагірних дібровах внаслідок пошкодження листя листогризучими лускокрилими складають 20,8%.

7. Встановлено, що листогризучі лускокрилі сприяють всиханню дуба у нагірних дібровах. Їх внесок у цей процес складає близько 32%. Після суцільного пошкодження крон дуба в дубових деревостанах всихає у середньому 4–5% дерев дуба.

8. На основі встановлених закономірностей взаємодії природних циклів можна зробити висновок, що одним з головних чинників (опосередковано – через дуб), які визначають стан популяцій листогризучих лускокрилих шкідників, є характер зволоження в період з листопаду по липень. У роки з високим зволоженням (фаза –4 – +2 11-річного сонячного циклу) рівень пошкодження лускокрилими дубових деревостанів достовірно нижчий, ніж у роки +3 – +6 (–5) 11-річного сонячного циклу.

9. На основі співставлення природних циклів розвитку листогризучих лускокрилих комах-шкідників та дуба відкриваються можливості якісного багаторічного прогнозування їх шкодочинності у нагірних дібровах. Наш прогноз для Харківської області: у 2000–2003 рр. на фоні низького рівня чисельності комах та слабкого пошкодження ними листя приріст деревини дуба буде підвищеним, всихання практично не буде; в 2004–2006 рр. на фоні максимуму чисельності комах та сильного пошкодження ними крон дуба приріст деревини буде мінімальним (втрати приросту – максимальні); у 2006–2013 рр. буде спостерігатися сильне всихання дуба ранньої феноформи в нагірних дібровах.

РЕКОМЕНДАЦІЇ ВИРОБНИЦТВУ

1. Службі сигналізації та прогнозів при складанні багаторічного прогнозу масового розмноження листогризучих лускокрилих шкідників дуба ранньої феноформи (листовійок та п'ядунів) у нагірних дібровах Харківської області рекомендується враховувати, що їх масове розмноження спостерігається в роки +4 – +6 11-річного сонячного циклу.

2. Пропонується оцінювати поточні втрати річного радіального приросту дуба ранньої форми від листогризучих лускокрилих за такими рівняннями:

Vрп = К(Д – 1,0); Vрп = К'(Д' – 2,0); Vрп = К"(Д"– 3,0) ,

де Vрп – втрати річного приросту деревини, %;

К, К', К" – коефіцієнти, які визначаються з урахуванням діаметру деревостану та років СЦ (табл. 4);

Д, Д', Д" – ступінь одно-, дво-, трикратного пошкодження, бал.

Таблиця 4

Коефіцієнти для визначення втрат річного приросту деревини дуба

Роки СЦ Коефіцієнт Діаметр деревостану, см

16–20 20–24 24–28 28–32 та вище

+3 – +6 (–5) К 10,9 12,5 14,4 15,7

К' 6,8 7,6 8,2 9,4

К" 4,2 5,4 5,9 7,4 –

4 – +2 К 7,2 10,5 12,0 13,5

К' 6,5 6,7 7,6 8,2

К" 5,3 5,4 6,6 6,7

СПИСОК ПРАЦЬ, ОПУБЛІКОВАНИХ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ:

1. Дунаев А.В. О влиянии нестабильного гидротермического режима мая-июня из года в год на динамику численности популяций насекомых-филлофагов, вредящих раннему дубу // Изв. Харьк. энтомол. об-ва. – 1998. –Т.VІ. – Вып.1. – С.125–126.

2. Дунаев А.В. Влияние насекомых-филлофагов ранневесеннего комплекса на годичный радиальный прирост кленово-липовых дубрав 80–90-летнего возраста Харьковской области // Изв. Харьк. энтомол. об-ва. – 1998. –Т.VІ. – Вып.1. – С.127–129.

3. Дунаєв О.В., Прокопенко М.І. Всихання дуба у залежності від пошкодження листя листогризучими шкідниками // Изв. Харьк. энтомол. об-ва. – 1998. – Т.VІ. – Вып.2. – С.132–134.

4. Дунаев А.В. Насекомые-филлофаги ранневесеннего комплекса в дубравах Лесостепи: очаги массового размножения, прогноз дефолиации, роль в ослаблении и усыхании дуба // Изв. Харьк. энтомол. об-ва. – 1999. – Т.VІІ. –Вып.2. – С.151–159.

5. Дунаєв О.В. Прогнозування дефоліації нагірних дібров у зв'язку з динамікою і циклікою температури повітря у квітні // Лісівництво і агролісомеліорація. – 2000. – Вип.97. – С.116–119.

6. Дунаев А.В. Вредители и болезни раннего дуба в связи с метеофакторами // Дуб – порода третьего тысячелетия.– Сб. науч. тр. ин-та леса НАН Беларуси. – Вып.48. – Гомель, 1998. – С.306–308.

7. Дунаев А.В. Консортивные отношения насекомых-филлофагов и дуба в межвспышечные годы // Лес. Наука. Молодежь. – Материалы международной научной конференции молодых ученых (Гомель, 5–7 октября, 1999): В 2-х т.–Гомель: ИЛ НАНБ, 1999. – Т.1. – С.168–169.

Дунаєв О.В. Листогризучі лускокрилі комахи – шкідники дуба в нагірних дібровах Харківської області (екологія, прогноз, шкодочинність ) – Рукопис.

Дисертація на здобуття вченого ступеня кандидата сільскогосподарських наук за спеціальністю 03.00.09 – ентомологія. – Харківський державний аграрний університет ім. В.В. Докучаєва, Харків, 2001.

Недостатня вивченість взаємовідносин між листогризучими лускокрилими шкідниками та дубом ранньої феноформи, відсутність прогностичних моделей їх масового розмноження та шкодочинності у нагірних дібровах Харківської області визначили актуальність дисертаційної роботи.

Дисертацію присвячено питанням екології листогризучих лускокрилих шкідників дуба ранньої феноформи, прогнозу їх масової появи та шкодочинності у нагірних дібровах Харківської області. Під час виконання роботи (1996–1999 рр.) проведено вивчення складу, фенології та трофічних відносин з дубом листогризучих лускокрилих. Проведено аналіз багаторічної динаміки пошкодження крон дуба, як аналогу динаміки чисельності листогризучих лускокрилих, аналіз їх впливу на річний радіальний приріст деревини та річний відпад дерев дуба ранньої феноформи. Визначені ступінь та характер цього впливу. Показано, що листогризучі лускокрилі є основною причиною послаблення та всихання дуба в нагірних дібровах. Розроблено математичні моделі річного та багаторічного прогнозів їх масового розмноження та шкодочинності у нагірних дібровах Харківської області.

Ключові слова: листогризучі лускокрилі шкідники, динаміка пошкодження, прогноз, річний радіальний приріст деревини, річний відпад дерев.

Дунаев А.В. Листогрызущие чешуекрылые насекомые – вредители дуба в нагорных дубравах Харьковской области (экология, прогноз, вредоносность) – Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук по специальности 03.00.09 – энтомология. – Харьковский государственный аграрный университет им. В.В. Докучаева, Харьков, 2001.

Диссертация посвящена вопросам экологии листогрызущих чешуекрылых вредителей дуба ранней феноформы, прогнозу их массового размножения и вредоносности в нагорных дубравах Харьковской области. На основании многолетних данных, накопленных в процессе лесоэнтомологического мониторинга (1974–1995 гг.) и собственных полевых исследований, проведенных в 1996–1999 гг., изучена количественная сторона трофических отношений листогрызущих чешуекрылых и дуба в годы сравнительно слабых (1996–1998 гг.) и сильных (1999 г.) повреждений листового аппарата. Показано, что более высокой плотности насекомых соответствуют и более высокие показатели поврежденности листвы и поврежденности листовой пластинки, причем, при увеличении плотности насекомых наиболее существенно возрастает поврежденность листовой пластинки.

Исследовано влияние листогрызущих чешуекрылых на прирост и усыхание дуба. Показано, что средние ежегодные потери прироста древесины дуба в нагорных дубравах вследствие повреждения листвы листогрызущими чешуекрылыми оцениваются в 20,8%. На второй год сплошного повреждения может усыхать 4–5% деревьев дуба.

Разработана модель годичного прогноза массового размножения листогрызущих чешуекрылых вредителей дуба (листоверток и пядениц) в нагорных дубравах, учитывающая гелиофизический (солнечная активность) и метеорологический (среднемесячная температура воздуха в апреле) факторы, а также степени текущего и предшествующего повреждения. Прогноз оправдался для 1995–2000 гг.: массовое размножение имело место в 1995 г. и 1999 г. Сделан прогноз, что в 2001 г. массового размножения листогрызущих чешуекрылых вредителей дуба не будет.

С использованием метода "наложения эпох" разработана модель многолетнего прогноза массового размножения листогрызущих чешуекрылых вредителей дуба (листоверток и пядениц) в нагорных дубравах, согласно которой массовое размножение следует ожидать на 4–6-ой годы спада солнечной активности в 11-летнем цикле. Сделан прогноз, что в 2004–2006 гг. будет наблюдаться рост численности листогрызущих чешуекрылых вредителей дуба ранней феноформы в нагорных дубравах.

С применением метода "наложения эпох" показано, что явление ослабления и усыхания дуба ранней формы в лесостепных дубравах представляет общеэкологическую проблему, поскольку в природе существуют естественные циклы как изменения численности листогрызущих чешуекрылых вредителей, так и колебания уровня прироста и размеров усыхания дуба, закономерно взаимодействующие друг с другом и с погодно-климатическими и солнечными циклами во времени. В этой связи для условий Харьковской области установлено:–

В фазу –4 – +2 11-летнего солнечного цикла (СЦ) (ветвь подъема, максимум, первые два года ветви спада солнечной активности) наблюдаются незначительный уровень повреждения крон дуба насекомыми (в среднем на 12% ниже среднего многолетнего) и выпадение значительного (достоверно более высокого, чем в другие годы) количества осадков за период с ноября по июль (в среднем на 3% выше среднего многолетнего значения), что благоприятствует вегетации дуба ранней формы в нагорных дубравах. В эту эпоху прирост дуба наиболее высок. Может наблюдаться увеличение отпада, но это по сути процесс досыхания – результат длительного последействия интенсивного многократного повреждения, приходящегося на фазу +3 – +6 (ветвь спада СА) предшествующего СЦ.–

В фазу +3 – +6 СЦ (ветвь спада солнечной активности) наблюдаются ежегодные сильные повреждения крон дуба насекомыми (в среднем на 17% выше среднего многолетнего) и выпадение незначительного (достоверно менее высокого, чем в другие годы) количества осадков за период с ноября по июль (в среднем на 8% ниже среднего многолетнего), что явно не благоприятствует вегетации дуба. В эту эпоху прирост дуба понижен; в годы минимума солнечной активности и смежные годы, как правило, наблюдается рост отпада дуба, что является непосредственным следствием его интенсивного многократного повреждения.

Предложен качественный многолетний прогноз вредоносности листогрызущих чешуекрылых, повреждающих листву дуба ранней феноформы в нагорных дубравах Харьковской области. В 2000–2003 гг. прирост древесины дуба будет выше среднего многолетнего уровня, усыхания практически не будет на фоне низкого уровня повреждения листвы насекомыми; в 2004–2006 г. прирост древесины будет минимальным (потери прироста – максимальными) на фоне максимального уровня повреждения; в 2007–2013 гг. будет наблюдаться сильное усыхание дуба ранней формы.

Ключевые слова: листогрызущие чешуекрылые вредители, динамика повреждения, прогноз, годичный радиальный прирост древесины, годичный отпад деревьев.

Dunaev A.V. The leaf-eating lepidopterous pests of the oak in upland oak stands of the Kharkov region (ecology, prognosis, harmfulness)– Manuscript.

A thesis to obtain the research degree of the Candidate of Agrarian Sciences in the specialization field of 03.00.09 – Entomology. – Kharkov State Agrarian University after V.V. Dokuchayev, Kharkov, 2001.

The dissertation is devoted to the problems of the leaf-eating lepidopterous pests of the oak