бахмут олександр олександрович

удк: 595.7 + 575.1 : 635.1

Стійкість гібридів і сортів кукурудзи до кукурудзяного метелика та багаторічний прогноз його чисельності в лісостепу україни

16.00.10 – ентомологія

автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата сільськогосподарських наук

Київ – 2002

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Інституті захисту рослин Української академії аграрних наук, м. Київ.

Науковий керівник – доктор сільськогосподарських наук, професор

ТРИБЕЛЬ Станіслав Олександрович,

Інститут захисту рослин УААН,

головний науковий співробітник лабораторії

прогнозу та економіки

Офіційні опоненти – доктор сільськогосподарських наук, професор

Шелестова Валентина Сергіївна,

Національний аграрний університет, професор кафедри ентомології

кандидат сільськогосподарських наук

Лапа Олександр Михайлович,

ТОВ “Сингента”, науковий консультант

Провідна установа – Полтавська державна аграрна академія, кафедра екології та ботаніки, Міністерство аграрної політики України, м. Полтава.

Захист відбудеться “17” січня 2003 р. о 10 год. на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.004.02 у Національному аграрному університе-ті за адресою: 03041, м. Київ-41, вул. Героїв оборони, 15, навчальний корпус №3, аудиторія 65.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Національного аграрного університету за адресою: 03041, м. Київ-41, вул. Героїв оборони, 13, навчальний корпус №4, к.41.

Автореферат розісланий |

“12” грудня 2002 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради |

Менджул В.І.

загальна характеристика роботи

Актуальність теми. В інтегрованому захисті рослин важлива роль належить створенню стійких до шкідників сортів сільськогосподарських культур. Посіви стійких сортів менше приваблюють до себе шкідників. На таких плантаціях складаються менш сприятливі екологічні умови і виникають труднощі в здобутті та засвоєнні для нормальної життєдіяльності та розмноження фітофагів енергетичних та пластичних речовин. Тому використання стійких сортів є значним важелем, з допомогою якого можливе довготермінове регулювання чисельності шкідників та забезпечення захисту рослин від них без використання хімічних засобів (Шапиро, 1986).

Головним шкідником кукурудзи в умовах України є кукурудзяний (стебловий) метелик (Ostrinia nubilalis Hbn.). Втрати врожаю зерна від ушкодження цим фітофагом дотепер великі. У багатьох зонах СНД вони в середньому складають 12-15% врожаю, а в роки масового розмноження кукурудзяного метелика вони можуть сягати 25% і більше. Крім прямої шкоди, кукурудзяний метелик, ушкоджуючи рослини кукурудзи, створює умови для проникнення таких збудників небезпечних захворювань, як пухирчаста сажка, фузаріоз і цвіль качана. Злами стебел і качанів, як результат ушкодження рослин гусеницями, ускладнюють механізоване збирання урожаю і є однією з причин втрат урожаю при здійсненні цієї найважливішої операції в технології вирощування культури.

У зв'язку із особливостями біології і труднощами захисту посівів кукурудзи від кукурудзяного метелика, загострюється необхідність створення стійких сортів (гібридів) кукурудзи до цього шкідника. Світовий досвід свідчить, що економічна ефективність використання стійких гібридів і сортів дуже висока. Так, у США широке використання стійких гібридів і сортів до пошкоджень тільки кукурудзяним метеликом оцінюється одержанням щорічно додаткового урожаю на суму 200-250 млн. доларів. Тому селекція кукурудзи на стійкість є важливим народногосподарським завданням. Саме тому у США одними із перших створені трансгенні сорти кукурудзи стійкі до кукурудзяного метелика. В Україні особливо важливим в сучасних умовах є оцінка гібридів та сортів кукурудзи, що мають високу стійкість до шкідливих організмів. Селекція на створення нових високостійких сортів з комплексною стійкістю, неможлива без вивчення механізмів стійкості культури та особливостей біології і екології шкідників.

Зв’язок роботи з науковими програмами. Виконані дослідження були складовою частиною науково-дослідних робіт, що проводилися в Інституті захисту рослин впродовж 1999-2001 рр. лабораторією стійкості сільськогосподарських культур до шкідників: державна науково-технічна програма “Вивчити взаємодію факторів стійкості рослин із шкідниками та обґрунтувати методи їх використання при створенні стійких сортів і гібридів” (№ державної реєстрації 0197V012339); лабораторією прогнозу та економіки (прикладної екології та прогнозу): державна науково-технічна програма “Розробити методи прогнозу поширення та шкодочинності шкідливих організмів в умовах різних форм ведення сільськогосподарського виробництва” (№ державної реєстрації 0197V012338).

Мета і задачі дослідження. Визначення стійкості гібридів і сортів кукурудзи, що проходили державне сортовипробування в період досліджень, до кукурудзяного метелика. На підставі екологічних особливостей і багаторічної динаміки чисельності кукурудзяного стеблового метелика розробити методи багаторічного прогнозування його чисельності.

Поставлена мета досліджень передбачала такі завдання:

-

-

-

Об’єкти дослідження. Гібриди і сорти кукурудзи в державному сортовипробуванні та кукурудзяний стебловий метелик Ostrinia nubilalis Hbn. (Lepidoptera: Pyralidae).

Предмет дослідження. Особливості біології кукурудзяного стеблового метелика, рівні стійкості гібридів і сортів кукурудзи до шкідника, багаторічна динаміка його чисельності та розробка методів її прогнозування, алгоритмів втрат врожаю за чисельністю фітофага і рівнем стійкості гібридів.

Методи дослідження. Для визначення динаміки чисельності та тривалості льоту метеликів використовували метод феромонного моніторингу самців. Обліки заселеності рослин кладками яєць та гусеницями проводили за загальноприйнятими методиками. Вплив пошкодженості рослин на їх продуктивність визначали за різницею урожайності непошкоджених і пошкоджених рослин. Масу зимуючих гусениць шкідника визначали в лабораторії. Для характеристики погодних умов використовували метод зведення, групування та статистичного аналізу. Для встановлення довгострокової динаміки чисельності – метод ретроспективного системного аналізу та комп’ютерного моделювання.

Наукова новизна одержаних результатів. Уточнені біологічні особливості кукурудзяного стеблового метелика в умовах Південного Лісостепу України з урахуванням рівня стійкості кукурудзи та метеорологічних умов вегетаційного періоду. Вперше встановлено зворотну залежність (коефіцієнт кореляції -0,668) багаторічної динаміки чисельності (Y) кукурудзяного метелика від сонячної активності (чисел Вольфа, W), що виражена рівнянням: Y=5,45606+254,898/W+1,035(W-155,1). Вперше включено показник рівня стійкості гібриду (сорту) (Ск) до кукурудзяного метелика, після чого рівняння розрахунку втрат врожаю від комплексу шкідників в посівах кукурудзи набуло вигляду: Вп = Іеіп х Ккор х Ск, це підвищило точність прогнозу до 97,8%.

Практичне значення одержаних результатів. Оцінено 292 гібриди та сорти кукурудзи різних строків дозрівання на стійкість до кукурудзяного метелика, відібрано для практичного використання 36 гібридів за ознаками високого рівня стійкості та найбільшої врожайності, що в середньому дає змогу додатково отримати 0,56 т/га зерна кукурудзи щорічно. Розроблено метод прогнозування багаторічної динаміки чисельності за показниками сонячної активності, що дозволяє прогнозувати роки найбільш вірогідного спалаху розмноження шкідника та завчасно вжити заходи із зменшення втрат врожаю.

Особистий внесок здобувача. Автор безпосередньо брав участь у плануванні, особисто проводив досліди, експерименти та спостереження, обробку даних, аналітичну роботу та підготовку матеріалів до друку.

Апробація результатів дисертації. Результати досліджень доповідались на науково-практичному семінарі молодих вчених та спеціалістів “Вчимося господарювати” (Київ-Чабани, 1999 р.), міжнародному симпозіумі “Нетрадицион-ное растениеводство. Экология. Эниология и здоровье” (Сімферополь, 2000), науковій конференції “Оптимізація структури агроландшафтів і раціональне використання ґрунтових ресурсів" (Київ, 2000 р.), міжнародній науково-практичній конференції “Биологизация защиты растений: состояние и перспективы” (Краснодар, 2001 р.).

Публікації. За матеріалами дисертації опубліковано вісім наукових праць, 4 з яких в фахових виданнях, в яких викладено основні положення дисертації.

Структура та обсяг дисертації. Дисертаційна робота викладена на 164 сторінках комп’ютерного набору. Вона складається із вступу, загальної характеристики роботи, огляду літератури, опису умов та методики проведення досліджень, експериментальної частини, обговорення результатів, висновків, переліку посилань, додатків. У дисертації міститься 28 таблиць, 25 рисунків. Перелік літературних джерел охоплює 256 найменувань, в тому числі 131 іншомовних.

Розділ 1. стан вивченості питання (огляд літератури)

На основі аналізу літературних джерел висвітлені особливості біології та екології кукурудзяного метелика Ostrinia nubilalis Hbn. (Lepidoptera: Pyralidae), історія становлення кукурудзяного метелика шкідником кукурудзи, зв’язок шкідника з органогенезом рослин, фактори, що впливають на динаміку чисельності шкідника, проблеми багаторічної динаміки чисельності, історія вивчення стійкості кукурудзи до кукурудзяного метелика.

розділ 2. Матеріал і методика досліджень

Експериментальна частина роботи виконувалась на базі Кіровоградської обласної державної сортовипробувальної станції (с. Новоселиця, Ульяновського р-ну, Кіровоградської обл.), а також в лабораторії стійкості с.-г. культур до шкідників та лабораторії прогнозу і економіки ІЗР УААН.

Дослідження проводились на південному заході лісостепової зони України, яка характеризується помірно жарким, сухим кліматом. Наведено опис кліматичних умов за роки досліджень.

Оцінку стійкості сортозразків кукурудзи, що проходили сортовипробування в 1999-2001 рр., до кукурудзяного метелика проведено на природному фоні, з врахуванням достатньо високого рівня чисельності і постійної шкодочинності стеблового метелика, перевірку стійкості попередньо відібраних сортозразків - на штучному фоні за методиками ВІЗР (Шапиро, 1980).

Місця резервації та щільність зимуючого запасу кукурудзяного метелика оцінювали восени загальноприйнятими методами маршрутних обстежень полів, зайнятих в попередній вегетаційний період кукурудзою (Поляков, 1964; Омелюта, 1986).

Льотну активність імаго кукурудзяного метелика та расовий склад популяції досліджували за допомогою феромонних пасток з синтетичними аналогами феромону за загальноприйнятою методикою (Бакланова, Чайка, 1986).

Облік яйцекладок кукурудзяного метелика та динаміку відродження гусениць на гібридах та сортах кукурудзи здійснювали візуально, оглядом 10 рослин у 2 рядках, в 4 повторностях в період відкладання яєць та відродження гусениць шкідника.

Спостереження за корисною ентомофауною в агроценозі кукурудзи здійснювали за допомогою жовтих клейових пасток (Holopainen, 1991, Харченко, Рябчинская, 1994).

Досліди щодо визначення ролі і місця кукурудзяного метелика в комплексі домінуючих фітофагів та втрат врожаю від комплексу шкідників на посівах кукурудзи проводили за методиками, розробленими в ІЗР УААН (Васильєв та ін., 1996)

Для визначення домінуючих шкідників кукурудзи, багаторічних фаз динаміки чисельності кукурудзяного метелика, уточнення характеру розповсюдження шкідника в різних регіонах України були використані дані ПСП відділу фітосанітарної діагностики і прогнозів Головної державної інспекції захисту рослин за 1970-2001 рр. та особистих спостережень.

Обробку отриманих даних проводили за методиками статистичного аналізу (Доспехов, 1985), сучасними стандартними (QPro, MS Exel, Statistica, Statgraph та ін.) та оригінальними комп’ютерними програмами.

розділ 3. Результати досліджень

3.1. Ентомокомплекс кукурудзяного поля в зоні досліджень

На підставі аналізу матеріалів Головної державної інспекції захисту рослин та власних спостережень встановлено, що найбільший рівень пошкодженості рослин та шкодочинності кукурудзяного метелика за останні 11 років (1990-2001 рр.) спостерігається в лісостеповій зоні України (Чернівецька, Вінницька, Черкаська, Полтавська, Харківська, Кіровоградська області). В регіонах, де складаються найбільш сприятливі гідротермічні умови для розвитку та розповсюдження шкідника (ГТК 1,1-1,6) (рис. 1).

З метою визначення домінуючих шкідників агроценозів кукурудзи проведено визначення ентомокомплексів, характерних для зони досліджень. В досліджуваних агробіоценозах кукурудзи виявлено представників 9 рядів 65 родин комах. Серед них за чисельністю домінували представники рядів Diptera,

Рис. 1. Зони шкодочинності кукурудзяного метелика на посівах кукурудзи в Україні (1990-2001 рр.)

Homoptera, та Coleoptera (відповідно за видовим складом: мухи-тахіни, попелиці та блішки). Питома частка паразитів та хижаків складала біля 12%. Хижаки та паразити не мали модифікуючого впливу на динаміку чисельності кукурудзяного метелика. Так, сумарна загибель яєць від ентомофагів в наших дослідженнях становить в середньому 5,93%. Домінантами серед фітофагів були дротяники, несправжні дротяники, шведська муха, озима совка, попелиці та кукурудзяний метелик. Відмічається збільшення чисельності домінуючих фітофагів в посівах кукурудзи у 2001 р. в порівнянні з 2000 р., що обумовлено більш сприятливою гідротермічною ситуацією в 2001 році (ГТК за травень-вересень відповідно 1,26 та 1,49). Таким чином, склад ентомофауни агроценозу досить широкий, що певною мірою пов’язано з виключенням використання інсектицидів та фунгіцидів при вирощуванні культури.

3.2. Особливості біології кукурудзяного метелика

За допомогою візуальних та інструментальних (феромонні пастки) методів обліку чисельності встановлено, що в умовах 1999 року кукурудзяний метелик розвивався лише в одному поколінні, у 2000-2001 р. відмічено літ метеликів другого факультативного покоління. Проте, його чисельність незначна і практично не мала впливу на пошкодженість рослин кукурудзи. Сезонний літ метеликів розтягнутий і триває з І декади червня до початку ІІ декади серпня, пік інтенсивного льоту припадає на І-ІІ декаду липня; період яйцекладки – з ІІІ декади червня – до початку ІІ декади серпня, пік – з початку і до середини липня; пік відродження гусениць – з кінця І декади до кінця ІІІ декади липня. Більш ранній літ, яйцекладка та відродження гусениць кукурудзяного метелика, спостерігались в 2001 р., що пояснюється більш сприятливими гідротермічними умовами, що склалися для його розвитку.

Встановлено, що гідротермічні умови вегетаційного періоду впливають не тільки на розвиток та чисельність кукурудзяного метелика, але і на стан зимуючої стадії популяції. Модальний ранг маси в 1999-2000 рр. заходився в межах 80-100 мг, але варіював за роками досліджень (рис. 2).

Рис. 2. Розподіл зимуючих гусениць кукурудзяного метелика за показником маси (КДСВС, Ульяновський р-н, Кіровоградської обл.)

Так, у 1999 році за несприятливих метеоумов (холодна весна, посушливе літо) в зимуючій частині популяції виникла частка гусениць, що характеризувалась підвищеною масою 161-190 мг та більше, ця частина популяції за нашими даними є резервною і має забезпечити виживання виду за тривалих несприятливих умов розвитку. У 2000 році за більш сприятливих умов розвитку частка популяції кукурудзяного метелика із збільшеною масою значно зменшується, а в 2001 році завдяки сприятливим умовам для розвитку основної частини популяції – повністю відсутня.

3.3. Стан популяції кукурудзяного метелика в агроценозах різних за ступенем стійкості гібридів і сортів кукурудзи

Вивчення особливостей біології кукурудзяного метелика на різних за ступенем стійкості гібридах та сортах кукурудзи, а також механічної стійкості рослин кукурудзи в 2000-2001 рр. було проведено на контрастних за рівнем стійкості і стиглості групах кукурудзи – ранньостиглій, середньопізній та цукровій.

Встановлено, що масове відкладання яєць кукурудзяним метеликом на різні групи кукурудзи не залежить від фази розвитку рослин цих груп. Так, в 2000-2001 рр. пік яйцекладки відбувався в період, коли рослини цукрової кукурудзи знаходились в фазі викидання волоті, ранньостиглої – на початку фази викидання волоті, а у середньопізніх гібридів фаза викидання волоті настала через 2 тижні після масового відкладання яєць шкідником. В 2001 році спостерігалось збільшення кількості відкладених яєць, у порівнянні з 2000 р., майже в 2 рази, що, на нашу думку, пов’язано зі сприятливими гідротермічними умовами. Загальний розподіл яєць кукурудзяного метелика на контрастних за строками стиглості групах гібридів кукурудзи перебував на одному рівні, близько 4-х яєць/рослину в перерахунку на всі рослини в 2000 р. та 12-ти яєць/рослину – в 2001 р. Тобто, при відкладці яєць шкідник не віддавав переваги певним групам гібридів кукурудзи. В той же час, на різних за ступенем стійкості гібридах і сортах кукурудзи відмічена менша кількість відкладених яєць порівняно з нестійкими. Так, на високостійких та стійких гібридах показник кількості яєць варіював в межах 1,9-4,35 шт./рослину, а на нестійких гібридах – 5,5-9,8 шт./рослину. У ранньостиглих гібридів найбільше заселявся шкідником недостатньостійкий гібрид Береза МВ, а найменше – стійкий КХ5314. В групі середньопізніх, відповідно, середньостійкий гібрид Євро 401 МВ та стійкий ЗПСК 434. Найбільший відсоток відродження гусені, в період досліджень, спостерігався в посівах гібридів та сортів цукрової кукурудзи. На рослинах ранньостиглих гібридів відсоток відродження гусениць, був майже на одному рівні і складав близько 75% в 2000 році та 90% в 2001 році.

Таким чином, на заселеність рослин кукурудзяним метеликом більше впливають особливості того чи іншого гібриду, ніж тривалість вегетації рослин.

Встановлено, що визначальним фактором впливу на ембріональний розвиток та відродження гусениць, їх виживання є ГТК критичного періоду (ІІІ декада червня – ІІ декада липня), що має перебувати у межах 1,2-1,5. Так, якщо період відкладання яєць метеликом у 2000 році характеризувався низькою кількістю опадів (високий показник ГТК в липні склався за рахунок одноразових опадів в період піку відродження гусениць), то в 2001 році в період відкладання яєць та відродження гусениць висока вологість забезпечувалась частим випаданням невеликих дощів.

З метою встановлення зв’язку між кількістю яєць та пошкодженістю рослин був проведений аналіз цих показників на різних за ступенем стійкості гібридах кукурудзи. Встановлено, що зв’язок між цими показниками у досліджуваних гібридів та сортів дуже низький (r = 0,157). Це пов’язано як із здатністю гусениць кукурудзяного метелика, починаючи з ІІІ-го віку, мігрувати з рослини на рослину в пошуках кращої трофічної бази, так і з визначальною роллю якості корму (антибіотичної стійкості рослин) для розвитку шкідника. Тобто, за однакової кількості яєць на рослину на менш стійких гібридах виживання та розвиток гусениць проходить більш успішно ніж на стійких.

Дослідження механічної стійкості рослин гібридів і сортів кукурудзи контрастних, за рівнем стійкості та стиглості груп, дозволили встановити, що діаметр стебла під 1-м качаном має суттєву різницю для рослин в досліджуваних групах (ранньостиглі – 16,68 мм, середньопізні – 19,2 мм). Найбільше рослин, що мали злами стебла нижче качана, виявляли у групі ранньостиглих; у середньостиглих лише у гібрида Євро 401 МВ виявлено рослини із зламом нижче качана (середній діаметр на зламі 17,5 мм). Як найбільш механічно стійкий (витривалий) виділено гібрид Береза МВ, рослини якого за значного пошкодження кукурудзяним метеликом (пошкоджено 63,3% рослин, бал 2,6) не мали зламів стебла нижче качана.

Осінніми післязбиральним обстеженнями виробничих посівів кукурудзи встановлено, що середнє заселення рослинних решток гусеницями кукурудзяного метелика перебувало в межах 28-47% в 1999 р., 30-51% в 2000 р. та 80% в 2001 р., з середньою чисельністю 1-2 екз. на рослинну рештку. На ділянці сортовипробування заселеність гусеницями варіювала в залежності від гібриду, що вирощувався, від 10 до 100%, а поодинокі рослинні рештки цукрової кукурудзи налічували до 4 екз. на рослинну рештку зимуючих гусениць кукурудзяного метелика. В польових умовах встановлена заселеність рослинних решток кукурудзи кукурудзяним метеликом на різних за строками достигання гібридах та сортах кукурудзи. За показником заселеності зимуючими гусеницями гібриди та сорти кукурудзи розмістилися в такій послідовності: цукрова кукурудза > ранньостиглі > середньоранні > середньопізні > пізні (рис. 3). Спостерігається поступове зменшення заселеності рослинних решток зимуючими гусеницями кукурудзяного метелика із збільшенням періоду вегетації кукурудзи. Це пояснюється тим, що із збільшенням тривалості вегетації рослин кукурудзи, гусениці кукурудзяного метелика більш тривалий час живляться у верхніх міжвузлях стебла, що пізніше закінчують свій ріст. Слід відмітити, що впродовж 2-5 діб після збирання урожаю, за наявності зрізаних стебел на полі, на гібридах більш пізнього строку достигання гусениці активно занурювались в пеньки кукурудзи, внаслідок чого показник зимуючого запасу на різних групах стиглості вирівнювався. З огляду на це, вкрай важливо зразу ж після збирання кукурудзи провести приорювання рослинних решток, особливо для середньо та пізньостиглих гібридів кукурудзи.

Рис. 3. Заселеність рослинних решток кукурудзи зимуючими гусеницями кукурудзяного метелика на ділянках сортовипробування восени (КДСВС, Ульяновський р-н, Кіровоградської обл.)

1 – цукрова кукурудза;

2 – ранньостиглі (ФАО 100-199);

3 – середньоранні (ФАО 200-299);

4 – середньостигла (ФАО 300-399);

5 – середньопізні (ФАО 400-499);

6 – пізні (ФАО 500-599).

3.4. Оцінка рівня стійкості гібридів і сортів кукурудзи до кукурудзяного метелика

В умовах 1999-2001 рр. проведена польова оцінка 292 гібридів та сортів кукурудзи на стійкість до кукурудзяного метелика. З усього масиву досліджуваних гібридів і сортів кукурудзи високостійкими виявилися 11 гібридів, стійкими 25 гібридів (табл. 1). Найбільш сприйнятливими до пошкоджень кукурудзяним метеликом є ранньостиглі гібриди кукурудзи (ФАО 100-199). Так, частка недостатньостійких і нестійких гібридів та сортів кукурудзи в цих групах сягала близько 70-80%. Із збільшенням тривалості вегетації прослідковується тенденція до зниження пошкодженості рослин кукурудзи фітофагом, тобто збільшується частка стійких гібридів. Так, найбільша частка стійких гібридів – 40% належить до групи середньопізніх гібридів (ФАО 400-499).

Таким чином, на пошкодженість кукурудзи гусеницями метелика впливає не тільки рівень стійкості рослин, але й тривалість їх вегетаційного періоду.

Таблиця 1

Розподіл гібридів різних груп стиглості кукурудзи за показником стійкості кукурудзи до кукурудзяного метелика (КДСВС, Ульяновський р-н, Кіровоградської обл., 1999-2001 рр.)

Група стиглості | Рівень стійкості | Разом

високостійкі | стійкі | серед-ньостійкі | недостатньо стійкі | нестій-кі

Цукрова

кукурудза | 0 | 0 | 1 | 1 | 6 | 8

Ранньостиглі

(ФАО 100-199) | 0 | 1 | 13 | 30 | 14 | 58

Середньоранні

(ФАО 200-299) | 2 | 9 | 53 | 42 | 11 | 117

Середньостиглі

(ФАО 300-399) | 1 | 4 | 29 | 27 | 6 | 67

Середньопізні

(ФАО 400-499) | 7 | 8 | 16 | 5 | 1 | 37

Пізні

(ФАО 500-599) | 1 | 3 | 0 | 1 | 0 | 5

Разом | 11 | 25 | 112 | 106 | 38 | 292

З врахуванням ступеня стійкості, а також урожайності за групами стиглості з усього масиву досліджуваних гібридів та сортів кукурудзи, доцільно вирощувати в зоні підвищеної шкодочинності кукурудзяного метелика: цукрова кукурудза – Джубілі; ранньостиглі - КХ 5314, Планета 180, ХО769; середньоранні - ЛГ 2289, КХ 8399, Титан 220 СВ, ЛЗМ 148/31 та РМ 997; середньостиглі - Одеський 385 МВ, Блок МВ, ОдМа 310 та 38Р05; середньопізні - Кадр 443 СВ, ЗПСК 434, СЕ 6580 та Аполон МВ; пізні – Балкан та Перекоп СВ. Ці гібриди мають достатній рівень стійкості до пошкоджень кукурудзяним метеликом, високу урожайність, або навіть за більш значного пошкодження кукурудзяним метеликом характеризуються високим рівнем витривалості у порівнянні з середнім у групі.

Додатково проведені в 2000 р. дослідження попередньо відібраних гібридів різної стійкості до кукурудзяного метелика при штучному заселенні шкідником дозволили встановити, що в умовах зони досліджень найбільш технологічно проводити оцінку стійкості кукурудзи на природному фоні, що забезпечується постійними високими показниками чисельності та шкодочинності фітофага. Так, всі відібрані гібриди кукурудзи виявили однакову стійкість, як за природного, так і за штучного заселення кукурудзяним метеликом.

Дослідження шкодочинності кукурудзяного стеблового метелика дозволили встановити, що в середньому урожайність непошкоджених рослин високостійких та стійких гібридів була на 0,1-0,34 т/га більшою ніж пошкоджених, середньостійких – 0,46-0,68 т/га, а нестійких – 0,74-1,4 т/га відповідно. Отже, вирощування стійких гібридів в 1999-2001 рр. в умовах підвищеної чисельності кукурудзяного метелика забезпечило збереження 9-11% врожаю, що в абсолютному виразі в середньому складає 0,56 т/га зерна кукурудзи, у порівняні з вирощуванням недостатньо або нестійких гібридів.

Таким чином, стійкі гібриди та сорти в агроценозі кукурудзи відіграють суттєву модифікуючу роль стосовно кукурудзяного стеблового метелика.

3.5. Вплив абіотичних факторів на багаторічну динаміку чисельності кукурудзяного метелика

При проведенні аналізу даних щодо впливу сонячної активності на чисельність кукурудзяного метелика та пошкодженість ним рослин кукурудзи встановлено, що за середніми показниками по Україні спостерігається слабкий зв’язок між цими явищами (r=0,15). Тому для визначення впливу абіотичних факторів на багаторічну динаміку чисельності кукурудзяного метелика, пропонується використовувати показники на більш низькому рівні усереднення. Для встановлення залежності багаторічної динаміки чисельності кукурудзяного метелика в зоні досліджень було проаналізовано дані Ульяновського ПСП за період 1970-2000 рр. В результаті досліджень встановлена нелінійна залежність між чисельністю кукурудзяного метелика і сонячною активністю, коефіцієнт нелінійної кореляції становив -0,668. Різке збільшення чисельності кукурудзяного метелика за період 1970-2000 р. відбувалось в роки низької сонячної активності, але спостерігається й деяке підвищення чисельності шкідника і в періоди максимуму сонячної активності. Додатковий статистичний аналіз зв’язку заселеності посівів кукурудзи кукурудзяним метеликом від сонячної активності в періоди мінімуму дозволив встановити тісний зв’язок між явищами (коефіцієнт кореляції становив -0,79) (рис. 4).

Вище викладене дало змогу визначити залежності між заселеністю рослин шкідником, як найбільш прийнятного показника, та сонячною активністю, за відповідного рівняння:

Y=5,45606+254,898/W+1,035(W-155,1) (1)

де Y – заселеність рослин, %

W – сонячна активність, числа Вольфа.

Для періодів мінімуму сонячної активності, за результатами досліджень, отримано таке рівняння залежності:

Y = 408,087W-1,07712 (2)

Рис. 4. Залежність заселеності рослин кукурудзяним метеликом від сонячної активності в періоди мінімуму (Ульяновський р-н, Кіровоградської обл., 1970-2001 рр.)

3.6. Оперативний прогноз втрат врожаю від комплексу шкідників

В результаті досліджень щодо оперативного прогнозування втрат врожаю кукурудзи від комплексу шкідників, проведених в 2000-2001 рр., для району досліджень встановлені такі сезонні комплекси шкідників, що мають економічне значення:

-

-

-

Ґрунтуючись на попередніх дослідження, проведених в ІЗР УААН та на власних дослідженнях щодо стійкості гібридів і їх ролі в збереженні урожаю від пошкоджень кукурудзяним метеликом, удосконалений алгоритм розрахунків втрат врожаю за показниками чисельності шкідників. Вперше включено показник рівня стійкості сорту (Ск), після чого рівняння розрахунку втрат урожаю набуло вигляду:

Вп = Іеіп х Ккор х Ск, (3)

де Вп – втрати врожаю від шкідників, %;

Іеіш – інтегральний економічний індекс шкодочинності;

Ккор – коефіцієнт корекції, що враховує хвильову залежність зростання втрат врожаю при збільшенні чисельності популяцій шкідників.

Ск – коефіцієнт стійкості.

В польових умовах було проведено перевірку комплексних рівнів шкідливості фітофагів кукурудзи з врахуванням рівня стійкості гібриду до кукурудзяного метелика. На дослідних полях з високим рівнем агротехніки вирощування кукурудзи, за використання наведеного методу оцінки втрат врожаю від комплексу шкідників та врахуванням стійкості рослин до кукурудзяного метелика розбіжність прогнозованих та реальних втрат складала лише 0,7-1,0% (табл. 2).

Таблиця 2

Співставлення розрахункових та облікових втрат урожаю зерна кукурудзи

(КДСВС, Ульяновський р-н, Кіровоградської обл., 2001 р.)

Варіанти | Урожайність зерна,

т/га | Зниження врожаю відносно еталону | Розрахункові втрати врожаю від шкідників, % | Розбіжність розрахункових та облікових показників,

%

т/га | %

Застосування фунгіцидів та гербіцидів* | 7,98 | 1,33 | 14,3 | 15,3 | -1,0

Застосування фунгіцидів, гербіцидів та інсектицидів** | 9,31 | 0 | 0 | - | -

Контроль (пестициди не застосовувались) | 5,99 | 3,32 | 35,7 | 15,7 | -

* обробка насіння вітаваксом 200 ФФ (3,0лт), внесення перед посівом прімекстри (5,0 л/га), у фазу 3 - 5 листків обприскування тітусом (40 г/га);

** обробка насіння вітаваксом 200 ФФ та прометом 400 (25 л/т), внесення перед посівом прімекстри (5,0 л/га), обприскування у фазу 3 - 5 листків тітусом (40 г/га), у фазу викидання волотей обприскування карате (0,2 л/га);

Розділ 4. Обговорення результатів досліджень

В результаті обговорення результатів досліджень, їх порівнянні з літературними даними щодо стійкості кукурудзи до кукурудзяного метелика, багаторічного прогнозування його чисельності та шкодочинності встановлені результати проведених досліджень, що є удосконаленням, або підтвердженням щодо вже існуючих відомостей, а також нові розробки, які раніше не проводились. До них відносяться: багаторічний прогноз чисельності кукурудзяного метелика на основі сонячної активності, використання показника стійкості рослин кукурудзи до кукурудзяного метелика при визначенні втрат врожаю від комплексу шкідників.

висновки

1. В південній частині лісостепової зони України найбільш поширеним і шкодочинним є кукурудзяний метелик, заселеність яким рослин кукурудзи, в середньому за 1990-2000 рр. у Чернівецькій, Вінницькій, Кіровоградській, Черкаській, Полтавській і Харківській областях вдвічі перевищує поріг шкідливості. На долю цих областей припадає 33,4% посівних площ культури в державі.

2. Чисельність кукурудзяного метелика та його шкодочинність залежать від метеорологічних умов (травень-вересень), зокрема, зволоженості (ГТК) у межах 1,1-1,6.

3. За допомогою феромонних пасток в зоні досліджень встановлена така залежність чисельності самців в період піку їх льоту від зволоженості: 1999 р. (ГТК за липень 0,52) – 18 екз./пастку за 10 діб; 2000 р. (1,17) – 23,8; 2001 р. (1,63) – 25,3.

4. Сезонний літ метеликів розтягнутий і триває з І декади червня до початку ІІ декади серпня; пік льоту припадає на ІІІ декаду червня – І декаду липня; період відкладання яєць – з ІІІ декади червня – до ІІ декади серпня; відродження гусениць – з кінця І декади липня до середини серпня. Ці строки розвитку стадій фітофага необхідні для своєчасного проведення заходів захисту культури.

5. У польових умовах при оцінці стійкості гібридів кукурудзи до кукурудзяного метелика не відмічено модифікуючого впливу ентомофагів на чисельність шкідника. Так, в 2000 році, за середньої щільності яєць 4,07 шт./рослину загинуло від хижаків і паразитів 6,67%, а в 2001 р. відповідно 11,97 шт./рослину – 8,5%.

6. Встановлена суттєва модифікуюча роль в регулюванні чисельності кукурудзяного метелика строків дозрівання кукурудзи. Так, в середньому за 2000-2001 рр. було заселено рослинних решток зимуючими гусеницями шкідника: цукрової кукурудзи – 75%, ранньостиглих гібридів – 73,5%, середньоранніх – 68%, середньопізніх – 44%, пізніх – 40%.

7. Проведена у 1999-2001 рр., в умовах Кіровоградської обласної державної сортовипробувальної станції, польова оцінка 292 сортозразків кукурудзи на стійкість до кукурудзяного метелика, з яких високостійкими виявилися 11 гібридів, стійкими 25 гібридів. Встановлено, що найбільше пошкоджуються фітофагом рослини цукрової кукурудзи, найменше середньопізні та пізні гібриди, які і доцільно вирощувати в зоні підвищеної шкодочинності кукурудзяного метелика. Вони мають достатній ступінь стійкості до пошкоджень кукурудзяним метеликом, високий рівень урожайності.

8. Вирощування стійких гібридів в 1999-2001 рр., за підвищеної чисельності кукурудзяного метелика дозволило щорічно зберігати 9-11% врожаю, що в абсолютному виразі в середньому складає 0,56 т/га зерна кукурудзи, у порівняні з вирощуванням нестійких гібридів.

9. Встановлена висока залежність між чисельністю кукурудзяного метелика і сонячною активністю. Різке збільшення чисельності кукурудзяного метелика за період 1970-2000 рр. відбувалось в роки низької сонячної активності, що дало змогу визначити залежності між заселеністю рослин шкідником (Y), як найбільш прийнятного показника, та сонячною активністю (числами Вольфа, W), за відповідного рівняння залежності: Y = 408,087W-1,07712.

10. В результаті оцінки ролі стійкості гібридів в збереженні урожаю від пошкоджень кукурудзяним метеликом удосконалений алгоритм розрахунків втрат врожаю за показниками чисельності шкідників. Вперше включено показник рівня стійкості сорту (Ск), після чого рівняння розрахунку втрат врожаю набуло вигляду: Вп = Іеіп х Ккор х Ск.

11. В польових умовах із застосуванням пестицидів (інсектицидів, фунгіцидів та гербіцидів) визначено комплексні рівні шкідливості фітофагів, хвороб кукурудзи і бур’янів. На дослідних полях КДСВС (с. Новоселиця, Ульяновського р-ну, Кіровоградської обл.) з високим рівнем агротехніки вирощування кукурудзи, за використання наведеного методу оцінки втрат врожаю від комплексу шкідників кукурудзи, з урахуванням стійкості рослин до кукурудзяного метелика, розбіжність прогнозованих та реальних втрат складала лише 0,7-1,0%, а точність прогнозу 97,7-97,8%.

Пропозиції виробництву

1. В роки низької сонячної активності, прогнозувати заселеність рослин кукурудзи в умовах Кіровоградської області за рівняння залежності:

Y = 408,087W-1,07712,

де Y – прогнозована заселеність рослин посівів кукурудзи, %

W – число Вольфа.

2. Для запобігання втрат врожаїв зерна кукурудзи в зоні підвищеної шкодочинності кукурудзяного метелика (Чернівецька, Вінницька, Кіровоградська, Черкаська, Полтавська і Харківська обл.) доцільно вирощувати такі гібриди кукурудзи: цукрової – Джубілі; ранньостиглої – КХ 5314, ХО769, Планета 180; середньоранньої – ЛГ 2289, КХ 8399, Титан 220 СВ, ЛЗМ 148/31 та РМ 997; середньостиглої – Одеський 385 МВ, Блок МВ, Одма 310 та 38Р05; середньопізньої – Кадр 443 СВ, ЗПСК 434, СЕ 6580 та Аполон МВ, пізньої – Балкан та Перекоп СВ.

3. Для більш точного обчислення ймовірного рівня втрат врожаю (Вп) слід користуватись рівнянням:

Вп = Іеіп х Ккор x Ск,

де Іеіп – інтегральний економічний індекс для комплексу шкідників;

Ккор – коефіцієнт кореляції для врахування закономірностей залежності між зростанням чисельності популяцій шкідників і зниженням врожаю.

Ск – коефіцієнт стійкості, що складає для стійких гібридів - 0,91. При використанні сортів з комплексною стійкістю цей коефіцієнт змінюється у відповідності з даними щодо відсотку збереження урожаю від пошкоджень цільовими шкідниками.

Список опублікованих основних праць

за темою диСертації

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

Бахмут О.О. Стійкість гібридів і сортів кукурудзи до кукурудзяного метелика та багаторічний прогноз його чисельності в Лісостепу України. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогосподарських наук за спеціальністю 03.00.09 – ентомологія. – Національний аграрний університет, Київ, 2002.

Визначено вплив стійких гібридів та сортів кукурудзи, строків вегетації культури на чисельність та шкодочинність кукурудзяного метелика. Встановлені особливості біології фітофага в залежності від ступеня стійкості гібридів і сортів кукурудзи до нього. Визначено рівні стійкості 292 гібридів і сортів кукурудзи, що проходили державні сортовипробування, з яких виявлено 11 високостійких та 25 стійких гібридів, що в умовах південного Лісостепу України мають високу стійкість та урожайність. Встановлено закономірності багаторічної динаміки чисельності кукурудзяного метелика в умовах Кіровоградської області. Розроблено математичну модель багаторічного прогнозу фітофага в залежності від сонячної активності (чисел Вольфа). Удосконалено методику визначення втрат урожаю кукурудзи від комплексу шкідників за рахунок використання показника стійкості гібридів і сортів до кукурудзяного метелика

Ключові слова: стійкість, кукурудза, кукурудзяний метелик, прогноз, втрати врожаю.

Бахмут О.О. Устойчивость гибридов и сортов кукурузы к кукурузному мотыльку и многолетний прогноз его численности в Лесостепи Украины. – Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук по специальности 03.00.09 - энтомология. – Национальный аграрный университет, Киев, 2002.

Определено влияние устойчивых гибридов и сортов кукурузы, сроков вегетации культуры на численность и вредоносность кукурузного мотылька. Подтверждено, что на вредоносность кукурузного мотылька помимо уровня устойчивости гибрида или сорта кукурузы, существенное влияние имеет длительность вегетационного периода растений кукурузы. Так, на гибридах кукурузы более позднего срока созревания кукурузный мотылек наносит значительно меньший вред по сравнению с гибридами и сортами кукурузы более раннего срока созревания. Из 42 среднепоздних и поздних гибридов кукурузы 19 проявили себя в период исследований как высокоустойчивые и устойчивые к кукурузному мотыльку, а среди исследованных 165 раннеспелых и среднеранних гибридов устойчивыми были лишь 12 гибридов. Аналогичное влияние длительности вегетационого периода установлено и при изучении степени заселенности растительных остатков кукурузы после уборки урожая. Так, и в этом случае исследуемые группы гибридов и сортов кукурузы по заселенности гусеницами разместились в такой последовательности: сахарная кукуруза > раннеспелые гибриды > среднеранние > среднеспелые > среднепоздние > поздние гибриды.

Определены особенности биологии фитофага в зависимости от степени устойчивости гибридов и сортов кукурузы к нему. Установлены уровни устойчивости 292 гибридов и сортов кукурузы, которые проходили государственное сортоиспытание. Определены 11 высокоустойчивых и 25 устойчивых гибридов, которые в условиях юга Лесостепи Украины имеют высокую устойчивость и урожайность и могут быть использованы при выращивании культуры в условиях высокой численности и вредоносности в зоне с одним поколением вредителя. Определены закономерности многолетней динамики численности кукурузного мотылька в условиях Кировоградской области. Установлено, что резкие подъемы численности