НАЦІОНАЛЬНИЙ АГРАРНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
МОСТОВ’ЯК СВІТЛАНА МИКОЛАЇВНА
УДК 634.7.632.7
МІКРОЕЛЕМЕНТИ В СИСТЕМІ ЗАХИСТУ ЧОРНОЇ СМОРОДИНИ ВІД ШКІДНИКІВ В УМОВАХ ПРАВОБЕРЕЖНОГО ЛІСОСТЕПУ УКРАЇНИ
16.00.10 – ентомологія
АВТОРЕФЕРАТ
дисертації на здобуття наукового ступеня
кандидата сільськогосподарських наук
Київ – 2004
Дисертацією є рукопис
Робота виконана в Уманському державному аграрному університеті Міністерства аграрної політики України
Науковий керівник – | кандидат біологічних наук, доцент
Шевченко Жанна Петрівна,
Уманський державний аграрний університет, завідувач кафедри захисту рослин |
Офіційні опоненти: | доктор сільськогосподарських наук, старший науковий співробітник,
Дрозда Валентин Федорович,
Національний аграрний університет доцент кафедри захисту лісу
кандидат сільськогосподарських наук,
Лошицький Володимир Павлович,
Інститут садівництва УААН, старший науковий співробітник
Провідна установа – | Полтавська державна аграрна академія, кафедра екології і ботаніки, Міністерство аграрної політики України, м. Полтава
Захист відбудеться „29”жовтня 2004 р. о 12 год. на засіданні спеціалізованої вченої ради Д. 26.004.02 у Національному аграрному університеті 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 „28” вересня 2004 р.
Вчений секретар
спеціалізованої вченої ради Мороз М.С.
ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ
Актуальність теми. Чорна смородина – одна з провідних ягідних культур. В насадженнях ягідників України вона займає понад 9 тисяч гектарів, що становить близько 30% їх площі.
У 90-х роках минулого століття валові збори ягід чорної смородини в Україні становили близько 1,5 тис. тонн за середньої врожайності культури 20,4 ц/га (Горьовий, 1994). В той час, як потенціал її врожайності становить 80–150 ц/га (Ковтун, Копань, 1986), у деяких господарствах України врожайність чорної смородини навіть не перевищувала 12–16 ц/га. Серед факторів, що значною мірою впливають на продуктивність рослин даної культури є пошкодження її шкідниками, зокрема, смородиновою склівкою, смородиновою вузькотілою златкою, звичайним павутинним кліщем, попелицями та листокрутками. Захист чорної смородини від них в основному полягає у застосуванні переважно хімічних засобів, і тому є однобічним. До того ж вони згубно впливають на ентомофагів і акарифагів, і є потенційними забруднювачами навколишнього природного середовища. Стійких до шкідників сортів, які можна було б культивувати і таким чином зменшити застосування пестицидів, обмаль. Отже, виникає необхідність пошуку засобів і заходів, які давали б можливість компенсувати вміст тих речовин, які піддаються деструкції внаслідок пошкодження рослин шкідниками, тобто мобілізовувати захисні сили рослинного організму. Це може сприяти збереженню продуктивності рослин і таким чином зменшенню втрат урожаю. Виходячи з цього, в програмі досліджень пріоритетними напрямами були визначені вивчення дії мікроелементів, як речовин високої фізіологічної активності, що здатні впливати на основні фізіолого-біохімічні процеси рослин, і цим самим збільшувати їх компенсаторні можливості при пошкодженні членистоногими; вивчення видового складу та фенології найбільш поширених шкідників чорної смородини та реакції рослин на заселення даними фітофагами; вивчення найбільш дієвих ентомофагів личинок лускокрилих шкідників.
Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Роботу виконано в рамках державної програми: “Оптимальне використання природного і ресурсного потенціалу агроекосистеми правобережного Лісостепу України”(номер державної реєстрації 0101U004495), де автор була безпосереднім виконавцем як аспірант.
Мета і завдання досліджень. Головною метою роботи було встановити ефективність позакореневого застосування сполук мікроелементів, як таких, що здатні підвищувати компенсаторні можливості рослин чорної смородини при пошкодженні їх шкідниками, а також вивчити особливості перебігу фізіолого-біохімічних процесів у рослинах даної культури при застосуванні мікроелементів; виявити наявність антифідантних властивостей у рослин, оброблених розчинами сполук мікроелементів відносно комах-фітофагів.
Відповідно до поставленої мети передбачалося вирішити такі задачі:–
уточнити видовий склад і поширення найбільш шкідливих на чорній смородині фітофагів та деяких їх ентомофагів в умовах правобережного Лісостепу України; –
вивчити фенологію основних видів шкідливих комах на чорній смородині;–
виявити здатність мікроелементів сприяти підвищенню компенсаторних можливостей рослин чорної смородини при пошкодженні їх шкідниками;–
у рослинах чорної смородини, оброблених мікроелементами, прослідкувати перебіг фізіолого-біохімічних процесів що здатні зумовлювати підвищення їх компенсаторних можливостей при пошкодженні фітофагами;–
провести оцінку економічної та енергетичної ефективності застосування мікроелементів як окремо, так і на фоні обробок інсектицидами.
Об’єкт дослідження – фенологія основних видів шкідливих комах та фізіолого-біохімічні процеси, що відбуваються в рослині чорної смородини сорту Минай Шмирьов при застосуванні мікроелементів на фоні інсектицидів.
Предмет дослідження – шкідники та деякі їх ентомофаги, розчини сполук мікроелементів міді, марганцю, цинку, бору, молібдену, рослини чорної смородини сорту Минай Шмирьов.
Методи дослідження. Польовий – спостерігали проходження фенологічних фаз окремих шкідників чорної смородини, визначали ефективність впливу мікроелементів, що застосовувалися окремо і на фоні обробок інсектицидами на продуктивність рослин при заселенні і пошкодженні їх шкідниками; лабораторний – вивчали активність ферментів, накопичення хлорофілу у листках, вміст цукрів, аскорбінової кислоти, фенольних сполук у листках і ягодах та кислотність ягід, заселеність листокруток паразитами та зараження хворобами; математично-статистичний – під час планування досліджень, аналізу отриманих результатів з метою визначення вірогідності даних на певному рівні значущості; розрахунково-порівняльний – для встановлення економічної і енергетичної ефективності застосування мікроелементів у системі захисту чорної смородини від шкідників.
Наукова новизна одержаних результатів. Вперше в умовах правобережного Лісостепу України уточнено видовий склад найбільш поширених фітофагів чорної смородини та деяких їх природних ворогів (ентомофагів). Встановлено, що в даних умовах найбільш дієвими етомофагами личинок, які паразитують на смородиновій кривовусій листокрутці є їздці представники надродини Ichneumonoidea, родин Ichneumonidae і Brakonidae.
Із родини Brakonidae, найбільш поширеними були Basus rufides Nees, Meteorus ictericus Nees, Macrocentrus linearis Nees. З родини Ichneumonidae зустрічались представники роду Lissonota dubia Holmgr.
Доведено, що позакоренева обробка рослин чорної смородини розчинами сполук міді, марганцю, цинку, бору і молібдену сприяє підвищенню компенсаторних можливостей рослин при пошкодженні фітофагами завдяки підвищенню вмісту у лисках фенольних сполук, хлорофілу, цукрів; зростанню активності окисно-відновних ферментів. Встановлено, що поліпшується якість сформованого врожаю ягід, це проявляється у зростанні вмісту у них цукрів, фенольних сполук, сухих речовин, аскорбінової кислоти. Крім того, виявлено, що застосування мікроелементів, як компенсаторних речовин, має високий економічний та енергетичний ефект.
Практичне значення держаних результатів. Уточнення видового складу шкідників чорної смородини і їх шкідливості в умовах правобережного Лісостепу України, результати вивчення їх ентомофагів та застосування позакореневої обробки рослин чорної смородини сполуками міді, цинку, марганцю, бору, молібдену дає можливість оптимізувати систему інтегрованого захисту чорної смородини від шкідників. Обприскування рослин чорної смородини розчинами сполук названих мікроелементів може бути одним з елементів системи інтегрованого захисту культури від шкідливих організмів та сприяти збільшенню врожайності і якості ягід.
Результати даних досліджень пройшли виробничу перевірку в умовах СВК „Дружба” Новомиргородського району Кіровоградської області на площі 2 га з високою економічною ефективністю.
Особистий внесок здобувача. Дисертанткою особисто зібрано і проаналізовано літературу за темою дисертаційної роботи, сплановано і проведено експериментальні дослідження, проаналізовано і узагальнено отримані результати, здійснено їх статистичну обробку з формулюванням наукових положень, висновків і рекомендацій виробництву.
Апробація результатів досліджень. Результати досліджень, що викладені в дисертації, оприлюднені та обговорені на засіданнях кафедри захисту рослин Уманського державного аграрного університету. Основні їх положення було викладено в матеріалах Міжнародного симпозіуму „Агроекологічні і економічні проблеми хімізації АПК України – (Умань, 1997), на V з’їзді Українського ентомологічного товариства (Харків, 1998), на VI з’їзді Українського ентомологічного товариства (Біла Церква, 2003).
Публікації. За темою дисертаційної роботи опубліковано 7 наукових праць у фахових виданнях: 2 в наукових журналах і 3 в збірниках наукових праць, 2 – тези доповідей V і VI з’їздів Ентомологічного товариства України.
Структура та обсяг дисертації. Дисертаційна робота, викладена на 136 сторінках комп’ютерного друку, складається зі вступу, п’яти розділів, висновків і рекомендацій виробництву. Роботу проілюстровано 43 таблицями та 12 рисунками. Список використаних джерел включає 170 позицій, в тому числі 15 – іншомовних. Додатки включають 36 таблиць.
ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ
ШКІДЛИВА ЕНТОМОФАУНА ЧОРНОЇ СМОРОДИНИ ТА ЗАХОДИ БОРОТЬБИ З ОСНОВНИМИ ЇЇ ВИДАМИ
(ОГЛЯД ЛІТЕРАТУРИ)
У розділі подається короткий огляд літератури, в якому узагальнено результати досліджень відносно поширення шкідливої і корисної ентомофауни в агробіоценозі „чорна смородина”, продуктивності рослин при пошкодженні окремими шкідниками. При цьому як узагальнення, вказується на те, що мало вивченим залишається питання впливу застосування мікроелементів на фоні інсектицидів на ентомофагів та на здатність рослин не зменшувати продуктивності при пошкодженні фітофагами, які мешкають у даному агроценозі. Останнє і було темою досліджень, результати яких покладено в основу дисертаційної роботи.
УМОВИ І МЕТОДИКА ДОСЛІДЖЕНЬ
Дослідження з вивчення ефективності позакореневого застосування сполук мікроелементів шляхом обприскування рослин чорної смородини проводились в НДГ "Родниківка" Уманського державного аграрного університету та в умовах ПСП „Колос”, Гайсинського району Вінницької області. З метою вивчення видового складу фітофагів обстеження проводили і в насадженнях розміщених поблизу сіл Цибулів і Зюбриха Монастирищенського району Черкаської області. Всі господарства розміщені в південній частині правобережного Лісостепу України.
Ґрунти під насадженнями чорної смородини, де проводились дослідження – чорнозем опідзолений важкосуглинковий на лесі з вмістом гумусу 3,2–3,5%. Ґрунт характеризується середнім вмістом рухомих форм фосфору і калію та недостатнім – лужногідролізованого азоту.
Погодні умови в роки досліджень загалом були сприятливими для росту та розвитку чорної смородини, хоча окремі періоди і роки різнилися як за кількістю опадів, так і за температурним режимом, що дало змогу краще встановити вплив досліджуваних факторів на формування врожаю ягід. Зокрема, у 1997 році спостерігалось значне перевищення середньої суми опадів, що позначалось на розвитку популяцій шкідників, у 1999 році відносна вологість у літні місяці не піднімалася вище 67%, що сприяло розмноженню і розвитку сисних шкідників, зокрема попелиць.
Схема досліду включала такі варіанти: контроль; сульфат міді (0,5 кг/га); сульфат марганцю (0,5 кг/га); сульфат цинку (0,5 кг/га); борна кислота (0,5 кг/га); молібдат амонію (0,5 кг/га); актеллік, 50% к.е. (1,5 л/га); золон, 30% к.е. (2 л/га); шерпа, 25% к.е. (0,3 л/га); застосування названих мікроелементів на фоні актелліку 50% к.е. (1,5 л/га); застосування названих мікроелементів на фоні золону 30% к.е. (2 л/га);, застосування названих мікроелементів на фоні шерпи 25% к.е. (0,3 л/га).
Досліди закладалися методом рендомізованих повторень, згідно наведеної схеми. Повторність – триразова. Кожен варіант досліду включав п’ять модельних і дві захисних рослини. Схема посадки 1х4 м.
Обстеження насаджень чорної смородини, з метою визначення заселеності шкідниками проводили згідно існуючих у ентомології методик (Омелюта та ін., 1986). Видовий склад листокруток та заселеність їх паразитами і ураженість хворобами визначали за методиками, описаними у Б.В. Добровольського (1969). Ентомофагів ідентифіковано у відділі систематики ентомофагів та екологічних основ біометоду Інституту зоології ім. І.І. Шмальгаузена.
Активність окисно-відновних ферментів визначали за методиками викладеними у Х.М. Починка (1976), вміст хлорофілу за методиками викладеними у Д.П. Вікторова (1983). Вміст цукрів у листках і ягодах – за методом Бертрана (1987). Загальну кислотність ягід чорної смородини визначали шляхом титрування (Широков, 1974). Вміст фенольних сполук – за допомогою реактиву Фоліна-Деніса (Самородова-Біанкі, Куликова, 1976). Загальний вміст аскорбінової кислоти в листках і ягодах чорної смородини та загальну кислотність ягід визначали за методиками описаними у Є.П. Широкова (1974), а вміст сухих речовин у ягодах – рефрактометричним методом викладеним у Є.П. Широкова). Площу листків визначали за методикою В.Ф. Мойсейченка (1992).
Економічну ефективність застосування мікроелементів визначали згідно калькуляції затрат, та діючих нормативів у цінах 2003 року за методикою О.М. Шестопаля (2002). Статистичну обробку даних проводили дисперсійним та кореляційним методами з використанням ЕОМ Pentium III.
РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕНЬ
Видовий склад та фенологія розвитку найбільш поширених видів шкідників чорної смородини в роки досліджень. В результаті уточнення видового складу шкідників чорної смородини та їх ентомофагів нами було виявлено, що найпоширенішими шкідниками насаджень чорної смородини в роки досліджень були смородинова склівка (Aegeria tipuliformis Cl.), смородинова вузькотіла златка (Agrillus viridis L.), смородинова кривовуса листокрутка (Pandemis ribeana Den), агрусова пагонова попелиця (Aphis grossulariae Kalt.), звичайний павутинний кліщ (Tetranychus urticae Koch.).
Протягом періоду досліджень заселеність рослин смородиновою склівкою змінювалась мало (з 2 особин на рослину в 1996 р. до 2,5 у 1999 р.), а заселеність смородиновою вузькотілою златкою поступово знижувалась (1,5 – 1996 р., 0,73 – 1999 р.). Ступінь заселення даним шкідником не перевищував економічного порогу шкідливості (5–8 жуків на розвинуту рослину)
Серед листокруток виявлено розанову (Archips rosana L.), кривовусу вербову (Pandemis heparana Den.), всеїдну (Arhips podana Scop.), смородинову кривовусу ( Рandemis ribeana Hb.). Проте переважну більшість, від 84 до 96%, залежно від місця відбору зразків, мала смородинова кривовуса листокрутка. Інші види листокруток становили від 4 до 16%.
Крім уточнення видового складу листокруток визначено ступінь їх виживання залежно від впливу природних регуляторів. У результаті лабораторних досліджень було встановлено, що незалежно від місця відбору зразків, стадії імаго досягали не більше 40% комах, які були проаналізовані. При цьому було виявлено, що найдієвішими ентомофагами були представники надродини Ichneumonoidea, родин Ichneumonidae і Brakonidae. Із родини Brakonidae найбільш поширеними були Basus rufides Nees, Meteorus ictericus Nees, Macrocentrus linearis Nees. З родини Ichneumonidae зустрічались представники роду Lissonota dubia Holmgr.
Насадження чорної смородини залежно від місця її вирощування, по-різному заселялися аґрусовою пагоновою попелицею (Aphis grossulariae Kalt.). Так, на початку травня на рослинах зустрічалися поодинокі особини. Частота відлову сонечок і золотоочок становила відповідно 0,05 і 0,1 особини на рослину. До кінця червня заселеність рослин попелицею значно зростала, до 2,75 балів (с. Зюбриха); 2,65 балів (НДГ „Родниківка”) і 1,75 балів (с. Цибулів), а частота відлову сонечок і золотоочок зростала до 6,3–6,7 особин на рослину. Подібні тенденції спостерігалися у всіх насадженнях незалежно від місця проведення досліджень.
В насадженнях чорної смородини, що вирощувалась у різних місцевостях, заселеність її звичайним павутинним кліщем була не однаковою. Зокрема, у насадженнях НДГ „Родниківка” (Уманський район Черкаської області) даного шкідника не було виявлено. Заселеність рослин чорної смородини звичайним павутинним кліщем в умовах Монастирищенського району Черкаської області (с. Цибулів, с. Зюбриха) і Гайсинського району Вінницької області (с. Куна) була майже однаковою і досить високою (20,6–24,7 рухомих особин на листок). Пояснити таку різницю можна не однаковими умовами вирощування даної культури, близькістю доріг, утриманням міжрядь.
Шкідливість найбільш поширених фітофагів у роки досліджень. Встановлено, що пошкодження рослин чорної смородини смородиновою вузькотілою златкою і смородиновою склівкою негативно впливає на кількість і якість врожаю ягід. Середній врожай з однієї непошкодженої рослини за чотири роки становив 4,77 кг, а з пошкодженої – 1,20 кг. Продуктивність рослин зменшувалася в середньому на 66 %. Це відбувалося за рахунок зменшення кількості і маси ягід. Середня маса 100 ягід з непошкоджених рослин становила 55,4 г, з пошкоджених – 17,8 г, а зменшення середньої маси 100 ягід становило 68 %.
Заселення рослин листокрутками значно погіршує приріст пагонів, який в середньому за чотири роки зменшився на 6–7 см.
Як зазначають А.К. Ольховська-Буркова (1972) та С.І. Антонюк (1988), стійкість плодових і ягідних культур до пошкоджень листокрутками – складне біологічне явище, що залежить від анатомо-морфологічної будови листків, плодів, їх біохімічного складу. Нами визначався вміст у листках аскорбінової кислоти. При цьому було встановлено, що внаслідок пошкодження листків рослин чорної смородини листокрутками, він значно зменшувався. Так, непошкоджені листокрутками листки містили вітаміну С від 169,8 до 192,7 мг%, а пошкоджені на 30–35 мг% менше. Вміст цукрів у непошкоджених листках був у межах 7,6–8,1%, а у пошкоджених – на 4,5% менше.
Внаслідок змін у перебігу фізіолого-біохімічних процесів у листках пошкоджених листокрутками рослин зменшилась маса 100 ягід на 15,8 г, а маса ягід з однієї рослини – на 1,5 кг.
Зі збільшенням інтенсивності заселеності рослин аґрусовою пагоновою попелицею значно зменшувались приріст пагонів, середня маса 100 ягід та продуктивність рослини в цілому. Так, в середньому за чотири роки, при заселеності в один бал приріст пагонів зменшувався на 0,9 см, маса 100 ягід на 15,6 г, а продуктивність однієї рослини на 1,78 кг, при заселеності в три бали ці показники становили відповідно 6,8 см, 27,1 г та 2,83 кг. Зменшення продуктивності рослин стало наслідком їх загального пригнічення. Зокрема заселеність рослин попелицями негативно позначалася на площі листкової пластинки. В середньому за чотири роки площа листкової пластинки у незаселених рослин становила 181,2 см2, а при балі заселення один вона зменшувалась на 5,9 см2, два – на 28,5 см2, при балі заселення три – на 47,1 см2.
Вміст хлорофілу у листках, при балі заселення один, знижувався на 0,35%, а при балі заселення три – на 0,57 % сухої речовини. Вміст цукрів у листках, заселених аґрусовою пагоновою попелицею порівняно із незаселеними також значно зменшувався. Послаблення життєвих процесів привело до значного зменшення середнього приросту пагонів, який вже при балі заселення один становив 39,2 см, що на 0,9 см менше, ніж у незаселених попелицею рослин. Отже, заселеність рослин чорної смородини аґрусовою пагоновою попелицею значно погіршує процеси життєдіяльності рослин та зменшує кількість і якість врожаю.
Пошкодження рослин чорної смородини звичайним павутинним кліщем також значно погіршувало їх продуктивність. Так, у середньому за чотири роки маса 100 ягід зменшувалась на 49 %, що спричиняло загальне зменшення продуктивності однієї рослини на 3,12 кг, або на 71 %. Все це відбувалося внаслідок негативного впливу заселення павутинним кліщем на вміст у листках хлорофілу і таким чином опосередковано – на загальний вміст у листках цукрів, а також на синтез аскорбінової кислоти. Так, у листках незаселених шкідником, вміст хлорофілу становив у середньому 1,75% на суху речовину, заселені фітофагом листки містили його лише 1,28% на суху речовину. Зменшення вмісту хлорофілу привело до зниження загального вмісту цукрів. У середньому за чотири роки він становив 8,4% на абсолютно суху речовину. У заселених кліщем листках даний показник протягом усього періоду досліджень був значно меншим і становив 3,4% на абсолютно суху речовини. Пошкодження звичайним павутинним кліщем також негативно позначалось на синтезі та накопиченні аскорбінової кислоти у листках рослин чорної смородини.
Фізіолого-біохімічні процеси, що відбуваються в рослинах чорної смородини при застосуванні мікроелементів на фоні інсектицидів і без них.
Загальновідомо, що селекція рослин на кращу продуктивність веде до зменшення стійкості до несприятливих зовнішніх чинників, у т.ч. до пошкоджень шкідливими організмами. Зміни чисельності фітофагів є реакцією на зміну кормової якості рослин (Solomon, 1972). Антибіоз починає впливати на шкідників після встановлення між ними тісних контактів (Фадєєв, Новожилов, 1985). Факторами антибіозу є наявність речовин вторинного обміну з високою фізіологічною активністю (продукти перетворень фенолів, хінонів) та особливості структури основних біополімерів рослини і ступінь їх доступності для засвоєння фітофагами. До цих факторів відносяться також ростові процеси, перебіг фізіолого-біохімічних процесів та інше (Новоселова, Севрова, Волгина, 1966; Туманова, 1972).
Одним із завдань наших досліджень було виявити вплив таких біологічно активних речовин як мікроелементи на перебіг фізіолого-біохімічних процесів у листках рослин чорної смородини, які, як відомо можуть бути факторами впливу на компенсаторні властивості при пошкодженні її фітофагами.
Результати досліджень показали, що вміст хлорофілу в листках чорної смородини, обприсканих розчинами мікроелементів, значно збільшувався порівняно з контролем. Найвищим він був у листках рослин тих варіантів, де використовували сульфат міді – 1,58, сульфат цинку – 1,55, молібдат амонію – 1,56 % на суху речовину, що відмічалось в усі роки досліджень (Мостов’як, ).
Хлоропласти, як відомо, є місцем синтезу водорозчинних фенольних сполук (Запрометов, 1973). Cаме продукти незворотнього окислення фенолів мають захисну дію в рослинних органах. Мова іде про захисну роль системи “поліфеноли – поліфенолоксидази”, продукти якої негативно впливають на живлення і травлення комах-фітофагів.
Рис 1. Вміст фенольних сполук (мг/сиру речовину) в листках рослин чорної смородини при обприскуванні їх розчинами сполук мікроелементів (НДГ „Родниківка” ), середнє за 1996–1999 рр.
У варіанті, де використовували сульфат міді, вміст фенольних сполук в листках був значно менший ніж у листках інших варіантів (рис. 1). Це явище відмічав і В.М. Найченко зі співавторами (1984).
Як вже зазначалося, впливаючи на вміст хлорофілу у листках чорної смородини, мікроелементи опосередковано здійснюють вплив на активність фотосинтезу. Позакореневе застосування мікроелементів мало позитивну дію на вміст цукрів у листках. При цьому істотне збільшення вмісту цукрів відмічалось у варіантах де застосували сполуки міді, цинку, молібдену, загальний їх вміст порівняно із контролем збільшувався на 1,5 % на абсолютно суху речовину при значенні НІР0,5 0,50–0,94 (табл.1).
Таблиця 1 – Вміст цукрів у листках рослин чорної смородини при обприскуванні їх розчинами сполук мікроелементів, % до абс. сухої речовини (НДГ “Родниківка”),
Рік | Мікро
елементи не застосо
вували (контроль) | Сульфат міді |
Сульфат марганцю | Сульфат цинку | Борна кисло-
та | Моліб-дат
амонію | НІР0,95
1996 | 6,1 | 6,6 | 6,4 | 7,5 | 5,1 | 7,1 | 0,5
1997 | 6,4 | 7,8 | 8,0 | 7,7 | 6,1 | 7,8 | 0,9
1998 | 6,2 | 7,1 | 6,4 | 7,3 | 5,3 | 7,2 | 0,7
1999 | 6,3 | 7,9 | 8,0 | 8,5 | 6,5 | 8,5 | 0,9
Середнє | 6,3 | 7,3 | 6,6 | 7,8 | 5,8 | 7,7 | -
Всі без винятку мікроелементи сприяли зростанню активності окисно-відновних ферментів, при тому – в усі роки досліджень. Так, наприклад, у варіанті із застосуванням молібдату амонію, сульфату цинку та борної кислоти у 1996 р. активність каталази в листках рослин чорної смородини становила відповідно 70; 69 та 67 мкмоль розкладеного Н2О2. Щодо ферменту пероксидаза, були отримані такі показники: в листках рослин чорної смородини, оброблених розчинами сульфату цинку, борної кислоти і молібдату амонію активність її становила відповідно 490; 492; 501 мкмоль окисленого гваяколу (1996 р.).
Активність поліфенолоксидази в листках рослин усіх дослідних варіантів була досить високою у всі роки досліджень. Так, наприклад у 1996 р. у варіанті із застосуванням сульфату міді вона становила 139 мкмоль окисленої аскорбінової кислоти порівняно з 108 мкмоль у контрольному варіанті.
Одним із факторів, що контролюють стійкість рослин до пошкоджень шкідниками, як зазначають у своїх працях Є.Н. Ніколаєва (1969) та А.К. Ольховська-Буркова (1971) є вміст у їх органах аскорбінової кислоти. Одержані нами дані показали, що у рослин чорної смородини, оброблених сполуками мікроелементів загальний вміст аскорбінової кислоти у листках значно збільшувався порівняно з контролем. При цьому було помічено, що накопичення її у листках рослин чорної смородини значно відрізнялося за роками, причиною чого могли бути абіотичні фактори.
Найменшим вміст вітаміну С був у 1996 р. (319,7 мг%), а найбільшим у 1999 р. (365,6 мг%). У листках чорної смородини, яку обприскували розчином сульфату марганцю, цей показник в середньому за період досліджень становив 408,4 мг%, у варіантах із сульфатом цинку та молібдатом амонію – 381,5 та 401,7 порівняно з 340,3 мг% у листках контрольного варіанту.
Отже, застосування сполук мікроелементів шляхом обприскування сприяє активізації основних окисно-відновних ферментів у листках рослин чорної смородини, збільшенню вмісту хлорофілу, цукрів, а також сприяє накопиченню у них аскорбінової кислоти.
Заселеність рослин чорної смородини шкідниками при застосуванні інсектицидів та обприскуваннях розчинами мікроелементів. У результаті вивчення дії мікроелементів на фоні застосування інсектицидів (актеллік 50% к.е., золон 35 % к.е., шерпа 25% к.е.) і без них, було встановлено, що в роки, які відрізнялися за погодними умовами, біологічна ефективність названих інсектицидів у обмеженні чисельності шкідників була в основному на одному рівні, винятком був варіант із застосуванням інсектициду шерпа. Цей препарат мав найвищу біологічну ефективність до всіх комах-фітофагів, які вивчались нами на чорній смородині. Водночас цей показник був найбільшим стосовно попелиць і становив 91% порівняно з 62% у варіантах із застосуванням актелліку і золону.
Біологічна ефективність досліджуваних інсектицидів стосовно шкідників, личинки яких живуть у середині пагонів (смородинова вузькотіла златка, смородинова склівка), була незначною. Щодо смородинової склівки, то цей показник становив до 43%, а стосовно смородинової вузькотілої златки – близько 80%. Очевидно таку різницю в ефективності можна пояснити тим, що імаго шкідників додатково живляться на різних об’єктах.
В результаті обприскування рослин чорної смородини розчинами сполук мікроелементів зменшувалась заселеність (табл. 2–4) листогризучими (листокрутки) і сисними (попелиці) шкідниками.
Згідно одержаних даних, у варіантах без застосування мікроелементів на фоні інсектицидів, заселеність попелицею збільшувалась до 1–2 балів.
У варіантах, де мікроелементи застосовували, на рослинах зустрічалися лише поодинокі особини і бал заселеності наближався до нуля.
Таблиця 2 – Заселеність рослин чорної смородини шкідниками при застосуванні мікроелементів на фоні обприскування актелліком (НДГ„Родниківка”), середнє за 1996–1999 рр.
Шкідник | Актеллік, (фон) | Фон+
сульфат міді | Фон+
сульфат марганцю | Фон+
сульфат цинку | Фон+
борна кисло
та | Фон+
моліб-дат амонію
Листокрутка, особин/рослину | 0,55 | 0,53 | 0,49 | 0,44 | 0,43 | 0,51
Попелиця, бал | 1,0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0
Златка,
особин/рослину | 0,9 | 0,88 | 0,8 | 0,81 | 0,8 | 0,8
Склівка,
особин/рослину | 1,5 | 1,48 | 1,51 | 1,45 | 1,47 | 1,5
Так, на фоні актелліку, застосування мікроелементів показало зменшення заселеності листокрутками на 0,04–0,11 особин на рослину. Заселеність попелицею у варіанті із застосуванням актелліку становила один бал, а при застосуванні на цьому фоні мікроелементів вона наближалась до нуля.
Таблиця 3 – Заселеність чорної смородини шкідниками при застосуванні мікроелементів на фоні обприскування золоном(НДГ „Родниківка”), середнє за 1996–1999 рр.
Шкідник | Золон, (фон) | Фон+
сульфат міді | Фон+
сульфат марганцю | Фон+
сульфат цинку | Фон+
борна кисло-
та | Фон+
молібдат амонію
Листокрутка, особин/ рослину | 0,5 | 0,4 | 0,5 | 0,5 | - | -
Попелиця, бал | 1,0 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5
Златка,
особин/рослину | 0,9 | 1,1 | 0,9 | 0,8 | 0,8 | 0,8
Склівка, особин/рослину | 1,40 | 1,42 | 1,38 | 1,42 | 1,44 | 1,40
Застосування мікроелементів на фоні золону і шерпи показало аналогічні результати. Рослини, які були обприскані розчинами борної кислоти та молібдату амонію, були заселені аґрусовою пагоновою попелицею поодиноко.
Обприскування розчинами мікроелементів на фоні застосування шерпи показало, що заселеність листокрутками зменшувалась, зокрема на 0,1 особини на рослину. Заселеності рослин попелицею у дослідних варіантах, крім фону, не спостерігали.
Таблиця 4 – Заселеність чорної смородини шкідниками при застосуванні мікроелементів на фоні обприскування шерпою (НДГ „Родниківка”), середнє за 1996–1999 рр.
Шкідник | Шерпа
(фон) | Фон+
сульфат міді | Фон+
сульфат марганцю | Фон+
сульфат цинку | Фон+
борна кисло
та | Фон+
моліб-дат амонію
Листокрутка, особин/рослину | 0,4 | 0,38 | 0,33 | 0,3 | 0,3 | 0,3
Попелиця, бал | 0,18 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0
Златка, особин/рослину | 0,91 | 0,9 | 0,89 | 0,93 | 0,86 | 0,93
Склівка, особин/рослину | 1,20 | 1,20 | 1,16 | 1,25 | 1,09 | 1,14
Обприскування рослин чорної смородини розчинами сполук мікроелементів, на заселеність златкою і склівкою не впливало. Вона залишалася на рівні контролю (табл. 2–4), що очевидно пов’язано із способом їх життя.
Урожайність і якість продукції насаджень чорної смородини при обприскуванні рослин розчинами сполук мікроелементів. Найнижчою врожайність була у насадженнях чорної смородини, у разі коли вони не доглядались, вона становила 16,91 ц/га (табл. 5). При дотриманні агротехнічних заходів без застосування пестицидів, урожайність культури зростала до 26,4 ц/га, в той час як потенційна урожайність сорту Минай Шмирьов може становити до 147 ц/га (Ковтун та ін., 1986). В наших дослідженнях при застосуванні мікроелементів без пестицидів урожайність чорної смородини в середньому за чотири роки збільшувалась на 2,42–2,63 ц/га, що мало місце, на наш погляд, завдяки покращенню процесів життєдіяльності рослин, зокрема за рахунок підвищення активності окисно-відновних ферментів, збільшення вмісту у листках хлорофілу та накопичення аскорбінової кислоти.
Урожайність культури при застосуванні інсектицидів, зокрема актелліку, золону та шерпи збільшувалась порівняно із контролем відповідно на 26; 26,27 та 27,51 ц/га. Порівняно із насадженнями, які не доглядались спостерігалось зростання урожайності на 40-45 ц/га.
Таблиця 5 – Урожайність чорної смородини при обприскуванні рослин розчинами сполук мікроелементів, (НДГ „Родниківка”), ц/га
Варіант | 1996 р. | 1997 р. | 1998 р. | 1999 р. | Середнє за 1996-1999 рр
Насадження не доглядались | 18,20 | 16,30 | 19,20 | 13,90 | 16,91
Мікроелементи не застосовувались (контроль) | 30,80 | 28,60 | 26,40 | 20,90 | 26,40
Сульфат міді | 32,86 | 30,39 | 29,56 | 22,47 | 28,82
Сульфат марганцю | 32,58 | 30,25 | 28,36 | 22,62 | 28,70
Сульфат цинку | 32,46 | 30,40 | 30,32 | 22,36 | 28,90
Борна кислота | 33,26 | 30,90 | 29,09 | 22,87 | 29,03
Молібдат амонію | 32,97 | 30,59 | 28,72 | 22,58 | 28,70
НІР 0,5 | 1,35 | 1,29 | 0,98 | 1,43 | -
У варіантах, де застосовувались мікроелементи на фоні інсектицидів, прибавка врожайності на всіх дослідних ділянках становила 5,07–7,37 ц/га. Врожайність у даних варіантах становила від 57,7 до 61,5 ц/га.
Зважаючи на те, що чорна смородина є цінним джерелом аскорбінової кислоти, ми визначали її вміст у ягодах, зібраних із різних дослідних варіантів. При цьому виявилося, що у варіанті, де інсектициди і мікроелементи не застосовували (контроль 1), ягоди містили 180 мг% аскорбінової кислоти, у варіанті, де застосовувались інсектициди, а мікроелементи не застосовували (контроль 2), даний показник був аналогічний тим, що мали місце у контролі 1. При застосуванні мікроелементів на фоні інсектицидів вміст аскорбінової кислоти у ягодах перевищував 190 мг%, що свідчить про підвищену активність накопичення вітаміну С в ягодах внаслідок застосування мікроелементів.
Вміст у ягодах цукрів є важливим показником якості одержаного урожаю. При застосуванні лише інсектицидів вміст цукрів порівняно із контролем збільшувався на 1,1%.
Показники вмісту сухих речовин у ягодах чорної смородини при застосуванні мікроелементів відрізнялися від показників контролю у бік незначного збільшення. Так, у варіантах із застосуванням сульфату цинку, борної кислоти та молібдату амонію без інсектицидів, вміст сухих речовин становив відповідно 14,6; 14,7 та 14,7%, тоді як в контрольному варіанті цей показник становив 13,4%. У варіантах із застосуванням мікроелементів на фоні інсектицидів, найвищий вміст сухих речовин відмічено при застосуванні сульфату цинку, борної кислоти, молібдату амонію. Він становив відповідно 14,6%; 14,7%; 14,7% порівняно із контролем (мікроелементи не застосовували) 14,2%. В разі застосування інсектицидів без мікроелементів, вміст сухих речовин збільшувався порівняно із контролем, на 0,8 – 0,9%.
Важливим показником якості ягід чорної смородини, як зазначає Є.П. Широков (1974), є кислотність, яка у поєднанні з цукрами та фенолами визначає смакові якості продукції. У варіантах із застосуванням мікроелементів кислотність ягід, порівняно із контролем (без інсектицидів та мікроелементів), помітно знижувалась.
Вміст фенольних сполук у ягодах чорної смородини, як зазначали у своїх роботах Г.Б. Самородова-Біанкі та С.М. Фаталієва (1964), є дуже важливим показником, що має вплив на їх смакові якості. Наші дослідження показали, що у варіанті, де мікроелементи не застосовували (контроль), вміст фенольних сполук був незначним – 66,9 мг на сиру речовину, у варіантах, де мікроелементи застосовувались він становив від 70,19 до 73,8 мг на сиру речовину. Винятком був варіант із застосуванням сульфату міді, тут даний показник не перевищував 60,3 мг на сиру речовину. Як повідомляли П.А. Власюк (1969) і П.І. Анспок (1978), застосування мікроелемента міді як при внесеннях в грунт так і при обприскуванні рослин, значно підвищує активність поліфенолоксидази, внаслідок чого зменшується вміст фенольних сполук, що ми і спостерігали у своїх дослідженнях.
Отже, обприскування рослин чорної смородини розчинами сполук мікроелементів позитивно впливало на основні показники, які сумарно формують якість. Збільшення вмісту цукрів, сухих речовин, фенольних сполук, аскорбінової кислоти, зниження загальної кислотності значно поліпшує смакові якості і цінність їх як продукту харчування та сировини для переробних галузей промисловості.
Економічна та енергетична ефективність застосування мікроелементів на чорній смородині. Виробнича перевірка результатів досліджень. Оцінка показників економічної ефективності позакореневого застосування розчинів сполук мікроелементів на чорній смородині на фоні обприскування рослин інсектицидами, дає підставу зробити висновок про те, що їх застосування було рентабельним у всі роки досліджень, за значного збільшення врожайності. Найвищі показники врожайності було одержано при застосуванні борної кислоти та молібдату амонію на всіх досліджуваних фонах. Так, урожайність у варіанті із застосуванням актелліку становила – 52,4, золону – 52,67 та шерпи – 53,91 ц/га, і перевищувала контроль відповідно на 26,0; 26,3 та 27,5 ц/га.
Застосування мікроелементів на фоні інсектицидів сприяло збільшенню урожайності на 5,1–7,4 ц/га порівняно з варіантами, де мікроелементи не застосовували.
Застосування мікроелементів як окремо, так і на фоні інсектицидів у насадженнях чорної смородини в умовах правобережного Лісостепу України сприяло зменшенню собівартості 1 ц ягід, підвищенню додаткового прибутку і окупності додаткових затрат. Так, у варіанті із застосуванням борної кислоти та молібдату амонію на фоні актелліку додатковий прибуток становив відповідно 6038,14 та 5853,93 грн, золону – 6092,00 і 5915,40 та шерпи – 6391,30 і 5466,70 грн.
Зниження собівартості одиниці продукції впливало на підвищення рентабельності виробництва ягід. У контрольному варіанті (рослини не обприскували) собівартість становила 124,27 грн/ц, а при обприскуванні борною кислотою та молібденово кислим амонієм на фоні застосування актелліку, вона була відповідно 56,65 і 57,64 грн/ц. Застосування цих мікроелементів на фоні золону забезпечувало зниження собівартості продукції на 56,4 і 57, грн/ц.
Розрахунок даних енергетичної ефективності позакореневого застосування мікроелементів на чорній смородині показує, що енергоємність виробництва одиниці продукції знижувалась. Так, на контролі вона становила 0,032 ГДж, при застосуванні актелліку (мікроелементи не застосовували) – 0,021 ГДж, золону – 0,02 ГДж, шерпи – 0,019 Гдж. При застосуванні мікроелементів на всіх фонах енергоємність становила від 0,017 до 0,019 ГДж. Коефіцієнт енергетичної ефективності становив 10,36 – 10,57 порівняно з контрольним варіантом 6,04.
ВИСНОВКИ
У дисертації наведено теоретичне узагальнення і нове вирішення питання підвищення витривалості рослин чорної смородини до пошкоджень найпоширенішими шкідниками, шляхом позакореневого застосування мікроелементів у системі її інтегрованого захисту.
1. В умовах правобережного Лісостепу України у роки досліджень (1996–1999) в насадженнях чорної смородини найпоширенішими були такі шкідники: смородинова вузькотіла златка, смородинова склівка, смородинова кривовуса листокрутка та агрусова пагонова попелиця. Супутні види помітного господарського значення не мали.
2. В умовах правобережного Лісостепу України найбільш дієвими ентомофагами листокруток були їздці представники надродини Ichneumonoidea, родин Ichneumonidae і Brakonidae. Із родини Brakonidae, найпоширенішими були Basus rufides Nees, Meteorus ictericus Nees, Macrocentrus linearis Nees. З родини Ichneumonidae зустрічались представники роду Lissonota dubia Holmgr.
3. Заселеність рослин чорної смородини аґрусовою пагоновою попелицею спричиняло зменшення у їх листках вмісту цукрів на 0,7%, хлорофілу – на 0,35–0,57% на суху речовину, та зниження маси 100 ягід на 59,2%.
4. Внаслідок пошкодження чорної смородини листокрутками, продуктивність однієї рослини зменшувалась удвічі з 4,38 до 2,42 кг, крім того значно зменшувався вміст аскорбінової кислоти у листках на 10,2 мг% і цукрів на 4,3% на абсолютно суху речовину .
5. Обприскування рослин чорної смородини розчинами сполук мікроелементів сприяло активізації перебігу окремих фізіолого-біохімічних процесів. Зокрема, вміст фенольних сполук зростав на 2,18–5,03 мг на сиру речовину. Водночас підвищувалась активність таких окисно-відновних ферментів як пероксидаза (від 421–423 у контролі до 492–494 та 501–503 у варіантах із використанням борної кислоти та молібдату амонію відповідно), поліфенолоксидаза (108–110 у контролі до 136–138 у варіанті із застосуванням молібдату амонію ) і каталаза (із 43–45 у контролі до 67–69 при застосуванні сульфату цинку), зростав вміст хлорофілу на 0,07–0,14 пунктів.
6. Внаслідок застосування мікроелементів на фоні
