НАЦІОНАЛЬНИЙ АГРАРНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

ДОМАШНЄВА Олена Вікторівна

УДК 633.16.632.773.4/477/

ЕКОЛОГІЧНЕ ОБҐРУНТУВАННЯ СИСТЕМИ ЗАХИСТУ ЯРОГО ЯЧМЕНЮ

ВІД ШВЕДСЬКИХ МУХ (OSCINELLA PUSILLA MG., OSCINELLA FRIT L.)

В ПІВНІЧНОМУ СТЕПУ УКРАЇНИ

16.00.10 – ентомологія

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата сільськогосподарських наук

Київ – 2006

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Дніпропетровському державному аграрному університеті

Міністерства аграрної політики України

Науковий керівник –

Офіційні опоненти:

Провідна установа – | доктор біологічних наук, професор

РЯБЧЕНКО Микола Олександрович, Дніпропетровський державний аграрний університет, професор кафедри садово-паркового господарства

доктор сільськогосподарських наук, старший науковий співробітник

ДРОЗДА Валентин Федорович,

Національний аграрний університет, доцент кафедри захисту лісу

кандидат сільськогосподарських наук НОВОСЕЛЬСЬКА Тетяна Григорівна,

Інститут захисту рослин УААН, старший науковий співробітник відділу інтегрованого захисту сільськогосподарських культур лабораторії ентомології

Уманський державний аграрний університет Міністерства аграрної політики України, кафедра захисту рослин, м. Умань

Захист відбудеться “24” лютого 2006 року о 20 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.004.02 у Національному аграрному університеті за адресою: 03041, м. Київ, вул. Героїв оборони, 15, навчальний корпус № 3, аудиторія № 65

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

Автореферат розісланий “20” cічня 2006 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Мороз М.С.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Істотне значення в зерновому і кормовому балансі України має ярий ячмінь, який тільки в Дніпропетровській області вирощується на площі 0,5 млн. га. Для отримання високих врожаїв цієї культури важливим чинником є зниження втрат від шкідників, серед яких домінують шведські мухи. У північному Степу України вони щорічно завдають істотної шкоди (0,5-3,7 ц/га). Застосування тільки хімічних обробок в системі захисту ячменю від шведських мух не показало високої ефективності дії інсектицидів у зв'язку з прихованістю способу життя і розтягненістю періоду льоту імаго мух. Все це викликало необхідність розробки системи захисту цієї культури від шведських мух, яка достовірно знизить їх шкідливість і дасть змогу уникнути забруднення навколишнього середовища інсектицидами. Відомості про захист ярого ячменя від шведських мух в умовах північного Степу України в літературі відсутні. Тому вивчення цих питань в даному регіоні представляє науковий і практичний інтерес.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дослідження виконані згідно з тематичним планом Дніпропетровського державного аграрного університету (ДДАУ) в рамках державної науково-технічної програми “Захист рослин” і завдань “Розробити зональні системи інтегрованого захисту рослин від шкідливих організмів, що забезпечують оптимізацію фітосанітарного стану агроценозів і зниження втрат врожаю” (№ д.р. 0197 U 012341) і “Сформувати асортимент нових пестицидів, розробити та удосконалити технології їх застосування” (№ д.р. 0197 U 012336).

Мета і завдання досліджень. Мета досліджень – теоретичне і методичне обґрунтування прийомів системи захисту ярого ячменю від шведських мух в умовах північного Степу України. Вивчення біологічних особливостей шведських мух в плані наукового обґрунтування способів і методів регулювання динаміки їх чисельності та збереження ентомофагів для побудови природоохоронної системи захисту. Для реалізації поставленої мети були визначені наступні завдання:

1. Уточнити видовий склад злакових мух на ярому ячмені в умовах Дніпропетровської області.

2. Визначити кількісні і якісні показники шкідливості шведських мух на ярому ячмені.

3. Удосконалити агротехнічний, біологічний і хімічний методи захисту ярого ячменю від шведських мух з метою створення екологічної системи захисту.

Об'єкт досліджень – ячмінна і вівсяна шведські мухи та їх ентомофаги на ярому ячмені.

Предмет досліджень – обґрунтування і удосконалення природоохоронної системи захисту посівів ярого ячменю від шведських мух.

Методи досліджень. Для досягнення мети і виконання поставлених завдань використовували лабораторні і польові методи досліджень.

Лабораторні дослідження проводили згідно з загальноприйнятими методиками для визначення біохімічних метаболітів в здорових і пошкоджених шведськими мухами рослинах ячменю, а також для отримання ентомофагів цих шкідників.

Польові дослідження проводилися за методиками постановки цих досліджень, діагностики, обліку і визначення ефективності методів (агротехнічного, біологічного і хімічного) захисту ярого ячменю від шведських мух на дослідних полях Дніпропетровського державного аграрного університету і Ерастівської сільськогосподарської дослідної станції Інституту зернового господарства УААН.

Наукова новизна одержаних результатів. Розроблено систему захисту ярого ячменю від шведських мух на основі концепції системи триотрофу (рослина – комаха-фітофаг – ентомофаг).

При вивченні взаємовідносин, які еволюційно склалися між шкідниками і кормовими рослинами, був визначений видовий склад злакових мух (6 видів) і кількісні показники шкідливості шведських мух в агроценозах ярого ячменю. Так, втрати зерна по 10 сортах варіювали від 0,5 ц/га (Донецький 10) до 2,7 ц/га (Донецький 14).

Вперше визначено вплив шведських мух на накопичення фізіолого-біохімічних метаболітів в рослинах ячменю і встановлено їх морфофізіологічну роль в регулюванні архітектоніки агроценозу.

Досліджено вплив агротехнічного методу захисту (попередники, сівозміна, добрива та ін.) на стійкість рослин ярого ячменю до шведських мух.

Встановлено високу ефективність дії інсектицидів Карате, 5% к.е. (91,3-92,7%), Сумі-альфа, 5% к.е. (87,4-89,5%), Базудину, 60% к.е. (77,4-78,1%) на “пом’якшеній” воді при зменшенні на 25% їх дозування, а також при використанні на різних по стійкості сортах ячменю.

Визначено видовий склад ентомофагів шведських мух (7 видів, які належать до 4 родин) з домінуванням видів Rhoptromeris heptoma Htg. та Trichomalus posticus Wesm., які знижували чисельність цих шкідників на 13,3-19,5%. Серед хвороб шведських мух були виділені Pseudomonas septica, Bacillus cereus і Beauveria bassiana. Так, загибель личинок шведських мух від Pseudomonas septica склала 2,3-7,9%, лялечок – 1,4-5,1% та імаго – 1,7-9,2%.

Обґрунтовано і реалізовано у виробництві функціональну схему раціональної взаємодії різних методів в системі захисту ярого ячменю від шведських мух.

Практичне значення одержаних результатів. Визначено доцільність агротехнічного методу захисту від шведських мух в агроценозах ярого ячменю (ранні терміни сівби з нормою висіву 4,5 млн. всхожого насіння на гектар, з глибиною сівби 6 см, сівба по нестерньових попередниках і кукурудзі, з основним внесенням мінеральних добрив в дозі N40Р80К40 кг/га д.р. і припосівному внесенні Р15 і ін.).

Серед 20 випробуваних сортів ячменю високі імунологічні показники мав Донецький 12, який в 2005 році вирощувався в Дніпропетровській області на площі понад 100 тисяч гектарів.

Встановлено тенденцію підвищення динаміки чисельності і активності хижих жужелиць і ентомофагів шведських мух в агроценозах ячменю при плоскорізному обробітку ґрунту у порівнянні із зяблевою оранкою.

Обґрунтовано екологічну і економічну ефективність хімічного методу захисту ячменю від шведських мух при 25% зменшенні дозування інсектицидів (Базудин, Карате, Сумі-альфа) на “пом’якшеній” воді.

Для підвищення достовірності імунологічної оцінки сортів ярого ячменю на стійкість до злакових мух пропонується використовувати в усіх селекцентрах України розроблену нами методику (Київ, 2002) з діагностики ушкоджень зернових культур цими прихованостебловими шкідниками.

Основні практичні положення відображені в рекомендаціях по інтегрованій системі захисту зернових культур від злакових мух (Дніпропетровськ, 2005).

Система захисту ярого ячменю від шведських мух була впроваджена в 1997 році в навчально-дослідному господарстві “Самарський” ДДАУ на площі 580 га, а в 1998 році на Ерастівській дослідній станції Інституту зернового господарства УААН на 167 гектарах. Основні результати досліджень були включені в обласний план пропаганди і впровадження науково-технічних досягнень і передового досвіду в сільськогосподарське виробництво Дніпропетровської області на 1999 рік. В тому ж році система захисту ярого ячменю від шведських мух була впроваджена в господарствах області на площі 1200 гектарів.

Особистий внесок здобувача. Здобувачем особисто узагальнено результати вітчизняних і зарубіжних досліджень, розроблено план проведення досліджень і здійснено його щорічне корегування, проведено лабораторні і польові дослідження, аналіз і математичну обробку одержаних даних, підготовлено матеріали до друку. Дисертаційну роботу оформлено автором самостійно.

Апробація результатів досліджень. Результати досліджень були викладені на науково-практичній конференції ДДАУ “Підвищення виробництва продукції рослинництва у Придніпровському регіоні” (Дніпропетровськ, 1995); на науково-практичній конференції молодих вчених і спеціалістів “Шляхи раціонального використання земельних ресурсів України” (Чабани, 1995); на Першій міжнародній науково-практичній конференції “Стійкий розвиток: забруднення навколишнього середовища і екологічна безпека” (Дніпропетровськ, 1995); на науково-практичній конференції молодих вчених і фахівців, присвяченій 50-річчю Інституту захисту рослин УААН (м. Київ, 1996); на Ш міжнародній науково-виробничій конференції “Проблемы сельскохозяйственного производства на современном этапе и пути их решения” (Бєлгород, 1999); на Першій Всеукраїнській науково-практичній конференції “Україна наукова 2001” (Дніпропетровськ, 2001); на науковій конференції, присвяченій 80-річчю ДДАУ (Дніпропетровськ, 2002).

Публікації. Результати досліджень з теми дисертаційної роботи опубліковані в п'яти монографіях (у співавторстві), 35 статтях і 11 тезах.

Структура та обсяг дисертації. Дисертаційна робота викладена на 168 сторінках машинописного тексту. Складається зі вступу, восьми розділів експериментальної частини, висновків та рекомендацій виробництву, переліку посилань. У дисертації міститься 63 таблиці, 10 рисунків. Список використаних літературних джерел включає 430 найменувань, в тому числі 101 найменування зарубіжних авторів.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

РОЗВИТОК І СУЧАСНИЙ СТАН КОНЦЕПЦІЇ СИСТЕМИ ЗАХИСТУ РОСЛИН ВІД ШКІДНИКІВ

Виходячи з положення, що взаємодія шкідника і рослини розглядається як складна біологічна система, нами була визначена роль інтегрованого захисту в регулюванні динаміки чисельності шкідливого консумента. На підставі проведеного аналізу літературних джерел і своїх міркувань ми виділили два періоди в розвитку досліджень по інтегрованій системі захисту рослин від шкідників.

У перший період дослідження багатьох вчених (Курдюмов Н.В., 1913; Троицкий Н.И., 1925; Знаменский А.В., 1926; Жуковский А.П., 1932; Чесноков П.Г., 1936; Беляев И.М., 1938; Щеголев В.Н., 1956) були присвячені вивченню окремих прийомів, які надалі стали основою системи заходів захисту від шкідників. Ця система припускала застосування всіх прийомів захисту рослин від шкідників не розрізнено, а в певній послідовності. Початок другого періоду характеризувався системним підходом, при якому і виникла інтегрована система захисту рослин від шкідників. Вона є науково-обґрунтованою системою регуляції чисельності шкідливих видів, пов’язаною з їх популяційною динамікою і навколишнім середовищем, і поєднує сумісну техніку боротьби для утримання шкідливих видів нижче за рівень, що заподіює економічні втрати (Becker H.,1972; Brader L., 1974; Day E., 1974; Franz J., 1978; Granham J., 1978; Фадеев Ю. Н., 1975; Фадеев Ю.Н., Воронин К.Е., 1981). В даний час інтегрована система захисту рослин від шкідників розглядається з позицій тріотрофу (кормова рослина-шкідник-ентомофаг). У науковій літературі з приводу теоретичних основ інтегрованої системи захисту є різні уявлення. Ми в своїй роботі дотримуємося теоретичних поглядів школи академіка К.В. Новожилова.

МІСЦЕ, УМОВИ ПРОВЕДЕННЯ І МЕТОДИКА ДОСЛІДЖЕНЬ

Експериментальні дослідження по дисертаційній роботі проводилися в 1995-2001 рр. в польових і лабораторних умовах одночасно в Дніпропетровському державному аграрному університеті і Ерастівській сільськогосподарській дослідній станції Інституту зернового господарства УААН. Дослідні поля ДДАУ знаходяться в навчально-дослідному господарстві “Самарський” Дніпропетровського району Дніпропетровської області. Ґрунти дослідної ділянки представлені чорноземом звичайним середньозмитим на лесовидних суглинках. Вміст гумусу менше 5%, рухомого фосфору в середньому по горизонтах 102 мг, азоту 225 мг і калію 1450 мг на 1 кг ґрунту, що свідчить про середню його родючість. Клімат Дніпропетровської області характеризується континентальністю як в зимовий період, так і у весняно-літній, з невисокою кількістю випавших опадів. Так, середня (1995-2001 рр.) щорічна сумарна кількість опадів склала 350 мм, і вона змінювалася в межах від 280 до 420 мм.

Погодні умови 1995-2001 рр. відрізнялися високою варіабельністю як температурного режиму, так і опадів у весняний і літній періоди. Вони мали істотний вплив на проходження основних етапів органогенезу ярого ячменю, а в результаті – і на врожайність цієї культури.

Видовий склад злакових мух, які пошкоджували ярий ячмінь, визначений автором і перевірений професором Е.П. Нарчук в Інституті зоології АН Росії. Ентомофаги шведських мух визначив кандидат біологічних наук В.Г. Маршаков (ВІЗР, м. Санкт-Петербург).

Визначення шкідливості шведських мух проводили за методиками В.І. Танського і ін. (1981); М.О. Рябченка (1984). Збір ентомофагів здійснювали за допомогою фотоеклекторів згідно з методикою Г.А. Вікторова (1969), а уражених захворюваннями яєць, личинок і імаго – при візуальних обстеженнях виробничих посівів.

Розглядаючи рослину як цілісну ростову саморегулюючу систему, для її вивчення використовували метод морфогенетичного аналізу (З.А. Морозова, 1983, 1986). Для біохімічних аналізів відбирали 50 здорових і 50 пошкоджених рослин ячменю. Визначення метаболітів в рослинах проводили за наступними методиками: вуглеводів – за Х.І. Починком (1976); аскорбінової кислоти – за С.М. Прокошевим (1957); хлорофілу і каротиноїдів – за Х.І. Починком (1976).

У зерні із здорових і пошкоджених шведською мухою рослин ячменю визначали амінокислотний склад на амінокислотному аналізаторі Н-1200Б. Кількісні показники шкідливості встановлювали шляхом етикетування здорових і пошкоджених рослин в агроценозі, а оцінку їх продуктивності, з урахуванням одержаного травмування, – за наступними методиками: Е.А. Judenko (1973); В.І. Танського і ін. (1981); М.О. Рябченка (1984).

Оцінка стійкості зернових культур до шведських мух проводилася за методиками І.Д. Шапиро і ін. (1988); П.І. Сусідка, М.О. Рябченка (1987, 1988) на провокаційних фонах, створених за методиками П.Г. Чеснокова (1953) і П.І. Сусідка, М.О. Рябченка (1987, 1988). Визначення етапів органогенезу ярого ячменю проводилося за методикою Ф.М. Куперман (1961).

Облікова площа польових дослідів 100 – 150 м2, повторність – чотирикратна, а виробничих – 10-145 га при двократній повторності.

Статистична обробка експериментальних даних проводилася методами дисперсійного, регресійного і квантильного аналізів (И.А. Ойвин, 1960; Н.А. Плохинский, 1961; Б.А. Доспехов, 1965; С.В. Васильев, 1989).

ЕКОЛОГО-ФАУНІСТИЧНИЙ АНАЛІЗ ПРИХОВАНОСТЕБЛОВИХ ШКІДНИКІВ ЗЕРНОВИХ КУЛЬТУР ПІВНІЧНОГО СТЕПУ УКРАЇНИ

Встановлено, що на посівах ярого ячменю видовий склад прихованостеблових шкідників представлений ячмінною шведською мухою (Oscinella pusilla Mg.), вівсяною шведською мухою (Oscinella frit L.), гессенською мухою (Mayetiola destructor Say.), великою стебловою хлібною блішкою (Chaetосnema aridula Yull.), малою стебловою хлібною блішкою (Chaetосnema horttensis Yeoffr.), меромізою хлібною (Meromyza nigriventris Mcq.), зеленоочкою (Chlorops pumilionis Bjerk.), стебловою мухою (Elachiptera cornuta Fll.), звичайним хлібним пильщиком (Cephus pygmaeus L.) і лазиозіною (Lasiosina cinctipes Mg.).

Домінантним видом протягом всієї вегетації культури була ячмінна шведська муха (52,6%), а субдомінантним – вівсяна шведська муха (18,7% від загальної кількості прихованостеблових шкідників в пробах). Їх зустрічаємість склала 54,2-56,3% і 14,9-22,0%, а індекс рясності відповідно 60,2-60,6% і 19,8-27,8%, решта видів була відмічена низькими показниками зустрічаємості і індексом рясності.

На основі аналізу багаторічних спостережень за фенологією рослин і прихованостеблових шкідників в посівах ячменю нами виділено три періоди в розвитку рослин, кожному з яких відповідає специфічний комплекс фітофагів: І період (фаза розвитку рослини – від висіву насіння до трубкування) – в посівах ячменю виявлені наступні шкідники: ячмінна і вівсяна шведські мухи, гессенська муха, стеблова муха, велика стеблова хлібна блішка, мала стеблова хлібна блішка; ІІ період (вихід рослин в трубку - колосіння) – зеленоочка, мероміза; ІІІ період (цвітіння – воскова і повна стиглість) – друге покоління вівсяної шведської мухи, хлібний пильщик.

В умовах північного Степу України відмічено чотири покоління шведських мух, з яких перше і друге завдають шкоди ярому ячменю, третє – дикорослій злаковій рослинності і падалиці зернових культур, а четверте – озимим зерновим культурам. Тривалість розвитку першого покоління склала 38 днів, а другого – 34. На посівах ярого ячменю спостерігаються два максимальні періоди льоту шведських мух: перший – з кінця квітня і до середини-кінця травня; другий – з середини червня і до початку липня.

ШКІДЛИВІСТЬ ШВЕДСЬКИХ МУХ В ДНІПРОПЕТРОВСЬКІЙ ОБЛАСТІ

Широкий набір протеолітичних ферментів личинок шведських мух свідчить про великі можливості цього фітофага в утилізації основних біополімерів рослини. У рослинах, пошкоджених шведською мухою, посилюється інтенсивність дихання, що призводить до витрати вуглеводів. Так, в листі пошкоджених рослин ячменю сортів Донецький 10 і Донецький 8 знижувався вміст суми вуглеводів на 21,5% при пошкодженні центрального стебла, на 16,1% – двох бічних стебел і на 26,9% – трьох бічних порівняно з непошкодженими.

У стійкості ячменю до пошкодження шведськими мухами важливе місце займає аскорбінова кислота, фізіологічне значення якої обумовлене її окислювально-відновними властивостями. Так, в листі рослин ярого ячменю, пошкоджених шведською мухою, знижувався загальний вміст аскорбінової кислоти у сорті Донецький 10 до 18,4%, а у сорті Донецький 8 – до 27,4%.

Завдяки енергії сонячного проміння, хлорофіл бере участь в основному окислювально-відновному процесі, що призводить до утворення органічних сполук. Нами встановлено зниження суми хлорофілів в листі ячменю сорта Донецький 10 на 32,4% при пошкодженні шведською мухою центрального стебла, на 22,6% – двох бічних стебел і на 27,2% – трьох бічних стебел.

Синтез амінокислот у злакових культур відбувається в листі, а з нього вони поступають в конус наростання. У зв'язку з потребою в окремих амінокислотах при живленні личинки шведської мухи в конусі наростання, було встановлене зниження цих амінокислот в пошкоджених рослинах. Визначення незамінних амінокислот в зерні ярого ячменю з пошкоджених рослин сорту Донецький 10 показало їх зниження на 18,9%, а у менш стійкого сорту Донецький 8 – на 24,1% (табл. 1).

Таблиця 1 – Вміст незамінних амінокислот в зерні ярого ячменю, г на 100 г сирої речовини (середнє за 1995-1997 рр.)

Амінокислоти | Донецький 10 | Донецький 8

непошкоджені | пошкоджені | непошкоджені | пошкоджені

Триптофан

Лізин

Валін

Метеонін

Ізолейцин | 1,57

4,81

5,29

0,34

3,89 | 1,55

2,64

4,85

0,31

3,59 | 1,47

3,25

4,53

1,71

3,58 | 1,42

1,27

4,41

1,35

3,49

Лейцин

Фенілаланін

Сума | 8,91

6,32

31,13 | 8,54

3,75

25,23 | 7,19

5,45

27,18 | 7,02

1,68

20,64

Найважливішою особливістю біології шведських мух є еколого-генетична пристосованість живлення їх личинок ембріональними тканинами конуса наростання злакових культур, які вже мають ознаки первинної гістологічної диференціації. Сильні пошкодження спостерігаються, коли личинка досягає конуса наростання, що знаходиться на ІІ етапі органогенезу. Якщо конус наростання знаходиться на ІІІ-IV або пізніших етапах органогенезу, то відбувається часткове його пошкодження. На посівах ярого ячменю сорту Донецький 10 в умовах Дніпропетровської області коефіцієнт шкідливості при пошкодженні головного стебла склав 63,1%, стебел першого порядку – 24,8%, другого – 23,2% і підгону – 5,9%. Залежність між врожайністю і відсотком пошкоджених личинками шведської мухи стебел виражається в наступному вигляді: у = 49,4 – 0,257x, де у – врожайність ячменю в ц/га; х – відсоток пошкоджених стебел шведською мухою.

Аналогічні розрахунки, проведені на основі рішення рівнянь регресії, відображають зв'язок чисельності вівсяних шведських мух другого покоління з пошкодженням зерен ячменю: у = 1,37 + 0,005х; r = 0,84, і зв'язок відсотка пошкоджених зерен з втратою урожаю: у = 39,07 – 0,42х; r = – 0,72.

ЕКОЛОГІЧНИЙ АНАЛІЗ АГРОТЕХНІЧНОГО МЕТОДУ ЗАХИСТУ ЯРОГО ЯЧМЕНЮ ВІД ШВЕДСЬКИХ МУХ

За допомогою агротехнічних прийомів (терміни сівби, норми висіву, способи обробітку ґрунту, збалансована система добрив і ін.) можна створити такі регульовані рослинні екосистеми, при яких захисний імунологічний механізм рослини буде здатний сам себе захистити від комах.

Попередники мають важливий вплив на вираженість генотипу рослини з імунологічних позицій, який залежить не тільки від різного чергування культур, але і чергування під цими попередниками певної системи добрив, якісних показників обробітку ґрунту, мікро- і макроумов, які значною мірою і визначають ріст і розвиток подальшої культури. В результаті досліджень встановлено, що якнайменша пошкодженість рослин ярого ячменю шведськими мухами відмічена по попередниках чорний пар, еспарцет і горох, а найбільша – при розміщенні ярого ячменю після озимої пшениці (табл. 2).

Таблиця 2 – Вплив попередників на пошкодженість ярого ячменю

Одеський 100 шведськими мухами

Попередники | Пошкоджено рослин, %

1995 р. | 1996 р. | 1997 р. | 1998 р.

Чорний пар після соняшника | 6,8±0,47 | 7,1±0,57 | 9,8±0,76 | 7,3±0,52

Еспарцет на зелений корм | 8,4±0,52 | 8,7±0,48 | 10,2±1,14 | 9,2±0,83

Злакобобова суміш на зелений корм | 7,1±0,46 | 7,3±0,53 | 9,6±0,82 | 7,4±0,37

Горох на зерно | 9,3±0,62 | 6,1±0,34 | 10,3±1,05 | 8,7±0,65

Кукурудза на зерно | 14,3±1,24 | 9,1±0,67 | 12,7±1,52 | 10,5±1,18

Озима пшениця після чорного пару | 18,5±1,65 | 12,5±1,32 | 18,4±1,74 | 16,4±1,27

Озима пшениця після зайнятого пару | 20,7±1,92 | 14,3±1,57 | 16,5±1,36 | 15,3±1,06

Р<0,02

Виявилося, що пошкодженість рослин ярого ячменю корелює (r = 0,86 – 0,93) з інвазійними тлами шведських мух по різних попередниках. Так, по стерньових попередниках чисельність шкідника склала 52,3 імаго на 100 помахів ентомологічного сачка, а по чорному і зайнятому парах відповідно 26,8 і 29,4.

Науково-обґрунтована система обробітку ґрунту повинна погіршувати умови онтогенезу шкідників і створювати сприятливі умови для розвитку рослин і підвищення їх стійкості до шкідливих консументів (И.Д. Шапиро и др., 1986; Н.А. Рябченко, 1992). Плоскорізний обробіток ґрунту в умовах Дніпропетровської області має низьку ефективність в боротьбі з шведськими мухами: личинки в ґрунті зимують, і весною спостерігається нормальний виліт мух, який і забезпечує високе інвазійне тло (рис. 1).

Відвальна зяблева Плоскорізний

оранка обробіток

1995 р.

1996 р.

1997 р.

1998 р.

24 16 8 0 8 16 24 32

Чисельність шкідника

Рис.1. Початковий запас шведських мух (особин на 1 м2) в ґрунті при різних способах його обробітку (навчально-дослідне господарство “Самарський”, ДДАУ)

Виробнича перевірка плоскорізного обробітку в навчально-дослідному господарстві “Самарський” ДДАУ на площі 127 га в 1997 році показала також зниження урожаю ярого ячменю на 2,6 ц/га, а пошкодженість рослин збільшилася відповідно на 8,9 %.

Мінеральні добрива нерівнозначно впливають на життєдіяльність комах. Вивчення впливу різних доз і співвідношень мінеральних добрив на ячмені показало, що по всіх варіантах відмічена менша пошкодженість рослин шведськими мухами порівняно з контролем. Особливо виділився варіант з повним внесенням добрив N120P120K120 кг/га д.р., у якому пошкодженість рослин ячменю склала 5,8 % проти 14,5% (контроль) з підвищенням врожайності в середньому на 9,0 ц/га.

Одержана негативна кореляція між дозами азоту і органогенезом ячменю на перших етапах (r = –0,72), пов'язана зі скороченням тривалості 2-3 етапів органогенезу, і позитивна – при підвищенні доз азотних добрив (r = 0,76), тобто подовження етапів органогенезу. По фосфорно-калієвих добривах виявлена сильна негативна кореляція зі стійкістю (r від –0,85 до –0,92). Кореляційний аналіз показав позитивний зв'язок між тлами мінеральних добрив і кількістю личинок на 1 м2 (r в 1995, 1996 і 1997 рр. склав відповідно 0,76; 0,81 і 0,69).

Впливу термінів сівби на пошкодженість зернових культур шведськими мухами присвячено багато досліджень, які вказують на різні відхилення в зв'язаності розвитку комах і рослин. Проведеними нами дослідженнями показано зниження пошкодженості рослин ячменю ранніх посівів на 7,2% порівняно з пізніми (табл. 3).

Це пояснюється різною синхронністю в зв'язаності онтогенезу шведських мух з “ентомокритичними” етапами органогенезу ярого ячменю.

Таблиця 3 – Вплив термінів посіву на пошкодженість ярого ячменю сорту Донецький 9 шведською мухою (1999-2000 рр.)

Термін сівби | Кущистість | Пошкоджено

рослин, % | Коефіцієнт

шкідли-вості | Врожай-

ність,

ц/га | Втрати урожаю

загаль-на | продук-

тивна | % | ц/га

1999 р.

Ранній

Середній

Пізній | 1,93

2,16

2,35 | 1,84

1,76

1,65 | 2,97±0,19

6,28±0,27

9,53±0,68 | 10,41

14,76

16,82 | 28,4

26,1

24,7 | 0,39

0,79

1,28 | 0,11

0,19

0,32

НІР05, ц/га 1,32;

Р, % 2,68 Р<0,01

2000 р.

Ранній

Середній

Пізній | 1,68

1,84

1,98 | 1,52

1,67

1,78 | 3,15±0,21

7,36±0,43

12,47±1,25 | 9,85

13,77

18,21 | 35,7

33,8

31,4 | 0,35

0,68

1,49 | 0,12

0,23

0,48 | НІР05, ц/га 1,76;

Р, % 2,88 Р<0,01 |

Розраховані рівняння регресії показали сильний позитивний зв'язок між пошкодженням рослин і термінами посіву ячменю. Коефіцієнт кореляції в середньому за три років дорівнював 0,82, а коефіцієнт детермінації – 0,712. Це говорить про те, що 71,2% змін в стійкості ярого ячменю до шведських мух залежить від термінів посіву.

Нами встановлено, що в умовах Дніпропетровської області оптимальною нормою висіву ярого ячменю є 4,5-5 млн. всхожого насіння на 1 га. Пошкодженість стебел шведською мухою при цій нормі знижується в 2-2,5 рази в порівнянні з прорідженим посівом (норма висіву – 2 млн./га) (табл. 4).

Таблиця 4 – Вплив норм висіву ярого ячменю на його пошкодженість

шведськими мухами (сорт Донецький 8, середнє за 1998-2000 рр.)

Норма висіву (млн. насін-

ня/га) | Пошкоджено стебел, % | Р

всього (М±m) | головних | додаткових

2

3

4

4,5

5

6 |

42,5±1,87

31,3±2,32

26,1±3,12

20,2±1,39

17,8±2,18

11,6±1,25 |

10,8

5,3

3,8

1,9

1,7

1,3 |

31,7

26,0

22,3

18,3

16,1

10,3 |

<0,01

<0,02

<0,05

<0,01

<0,05

<0,01

7

НІР0,05 | 10,5±0,97

3,5 | 0,9

1,7 | 9,6

2,3 | <0,01

Рівняння регресії у = 18,93 – 2,14х, складене на основі середніх даних показує, що із збільшенням норми висіву насіння на 1 млн./га число пошкоджених стебел знижується на 5,3-6%. Коефіцієнт кореляції між нормою висіву і пошкодженістю стебел склав 0,91, що свідчить про наявність тісного кореляційного зв'язку.

Глибина дії нових сортів на шкідників обумовлюється інтегрованою дією самих різних чинників. Кожен сорт – це нова якість їжі, інші умови її пошуку, захоплення, гідролізу і подальшої її утилізації. Це інші топічні можливості для розміщення комах на рослинах (імаго, яєць, личинок і лялечок); інші тимчасові зв'язки шкідливих організмів з рослиною; інші мікрокліматичні умови на посівах, інший рівень агротехніки і особливості мінерального живлення рослин.

Пошкодженість стебел шведською мухою у різних по стійкості сортів ярого ячменю в 2001 році знаходилася в межах 5,8-32,4% (рис. 2).

max

40 – Q75

30 – Q50 (Ме)

20 – Q25

min

10 –

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Сорти

Рис 2. Квантильний аналіз стійкості сортів ярого ячменю до шведських мух.

1 – Донецький 4; 2 –Донецький 12; 3 – Донецький 10; 4 – Зерноградський 73;

5 – Одеський 100; 6 – Харківський 84; 7 – Символ; 8 – Ельгіна; 9 – Донецький 14

БІОЛОГІЧНИЙ МЕТОД, ЙОГО ЕФЕКТИВНІСТЬ І ПРИРОДООХОРОННЕ ЗНАЧЕННЯ

В даний час при розробці природоохоронного захисту рослин важливе значення має біологічний метод, що базується на цілеспрямованому використанні існуючих в природі взаємовідносин між паразитичними, хижими і рослинними організмами (В.П. Тряпицин и др., 1982). У весняно-літній період чисельність шведських мух на посівах ярого ячменю стримується на певному рівні корисною ентомофауною, паразитами і хижаками (Н.А. Рябченко и др., 1997).

Поширеними паразитами шведської мухи є Rhoptromeris heptoma Htg. і Trichomalus posticus Wesm., які становлять відповідно 61,2% і 39,8% від загальної кількості особин, що вилетіли з пупаріїв (табл. 5).

Таблиця 5 – Видовий склад паразитів шведських мух на посівах ярого ячменю (Ерастівська сільськогосподарська дослідна станція Інституту зернового господарства УААН, середнє за 1995-1997 рр.)

Родина | Вид | Кількість пупаріїв

шт. | заселена паразитами, %

Eucoiliidae

Pteromalidae | Rhoptromeris heptoma Htg.

Trichomalus posticus Wesm. | 814

492 | 61,2

39,8

Braconidae

Pteromalidae

Pteromalidae

Pteromalidae

Diapriidae | Chorebus cyclops Hixon

Callitula bicolor Spin.

Halticoptera circulus Wesm.

Eupteromalus micropterus Lindeman

Loxotropa crassiclava Kieff. | 197

129

184

123

148 | 3,2

2,3

0,9

0,2

0,2

Як показали проведені дослідження, оцінка діяльності ентомофагів на основі відсотка знищеного ними господаря не може слугувати достатнім критерієм їх ефективності (Н.А. Рябченко, В.Д. Кандауров, 1986).

Ефективність ентомофагів ми оцінювали по коефіцієнтах інтерференції (m) (модель М.Р. Наssеl, Y.Y. Vаrleу, 1969) і пошукового потенціалу (q) (модель В.Г. Маршакова, 1983). Виявилося, що вид паразита з меншим значенням m і більшим значенням q можна оцінити як потенційно ефективніший. У нашому випадку кращими показниками володіли Rhoptromeris heptoma (m = – 0,217 і q = 0,598) порівняно з Trichomalus posticus (m = – 0,298 і q = 0,512) (Н.А. Рябченко, Е.В. Домашнева, В.Д. Кандауров, 1997).

Заселеність пупаріїв першого покоління шведських мух ентомофагом Rhoptromeris heptoma Htg. склала в середньому (1995-1997 рр.) 5,6%, другого – 8,8%, а Trichomalus posticus Wesm. – відповідно 3,1 і 6,1%.

Результати проведених досліджень наочно показали, що ентомофага Rhoptromeris heptoma Htg. бажано використовувати для біологічного методу захисту зернових культур від шведських мух.

Хвороби комах широко поширені в природі і відіграють істотну роль в регулюванні їх чисельності. В умовах північного Степу України загибель личинок шведських мух від Pseudomonas septica склала 2,3-7,9%, лялечок –1,4-5,1% та імаго – 1,7-9,2% (табл. 6).

Таблиця 6 – Ураження шведських мух мікроорганізмами у ячмінному агроценозі, % ((Ерастівська сільськогосподарська дослідна станція Інституту зернового господарства УААН)

Рік |

Pseudomonas septica

(Stutz. et Wsor.) | Bacillus cereus Fr. | Beauveria bassiana

(Bals) Vuill.

личинки |

лялечки |

імаго |

личинки | лялечки |

імаго | личинки |

лялечки |

імаго

1995

1996

1997

М±m

Р | 7,9

5,8

2,3

5,3±1,48

<0,05 | 5,1

3,4

1,4

3,3±1,21

<0,1 | 9,2

6,9

1,7

5,9±1,62

<0,05 | 5,3

3,5

1,2

3,3±1,48

<0,2 | -

-

- | 7,5

4,4

1,5

4,5±1,47

<0,1 | -

-

- | 4,3

3,1

0,5

2,4±1,29

<0,02 | 5,4

3,8

0,7

3,3±1,18

<0,1

ШЛЯХИ ЕКОЛОГІЗАЦІЇ ХІМІЧНОГО МЕТОДУ ЗАХИСТУ

ЯРОГО ЯЧМЕНЮ ВІД ШВЕДСЬКИХ МУХ

Порівняльна дешевизна, висока ефективність, швидкість дії, що викликає 80-100%-ну загибель шкідливих комах протягом декількох годин, створили велику популярність інсектицидам, сприяли швидкому впровадженню хімічного методу захисту в сільськогосподарське виробництво.

Захист навколишнього середовища від забруднення пестицидами потрібно здійснювати в декількох напрямках. Першим напрямком при використанні хімічного методу повинні бути крайові обробки посівів інсектицидами проти шведських мух. Високу ефективність дії показало крайове обприскування ярого ячменю (при економічному порозі шкідливості 30 імаго на 100 помахів ентомологічного сачка) інсектицидами: Сумі-альфа, 5% к.е. (0,2 л/га) – 96,5%; Карате, 5% к.е. (0,2 л/га) – 94,2% і Децисом, 2,5% к.е. (0,25 л/га) – 94,1%.

На розчинність інсектицидів у воді впливає її жорсткість, обумовлена різними солями (Н.А. Рябченко и др., 1998). Застосування „пом'якшеної” води без цих солей, одержаної з котельних установок, сприяло збільшенню розчинності препаратів, що і зумовило зменшення дозувань інсектицидів. Так, результати проведених досліджень показали, що зменшення на 25% гектарної норми витрати інсектицидів, розчинених в цій воді, істотно не впливало на їх ефективність дії.

ПРИРОДООХОРОННА СИСТЕМА ЗАХИСТУ ЯРОГО ЯЧМЕНЮ

ВІД ШВЕДСЬКИХ МУХ

Природоохоронний захист ярого ячменю від пошкоджень шведськими мухами передбачає науково-обґрунтоване поєднання агротехнічного, біологічного і інших методів з раціональним використанням хімічного методу (А.К.Ольховская-Буркова и др., 1983; В.Ф.Самерсов, 1983; В.Н. Писаренко, 1985; Н.А. Рябченко, 1998). Основним його завданням є створення стабільного депресивного стану в розмноженні шкідників на основі регулюючої дії цих методів (Ю.Н. Фадеев и др., 1981; Ю.Н. Фадеев, К.Е. Воронин, 1981; Н.А. Рябченко, 1997).

Розроблена нами природоохоронна система захисту ярого ячменю від шведських мух в умовах північного Степу України включає: посів ячменю по нестерньових попередниках і кукурудзі, внесення основного і припосівного мінерального добрива, зяблевий обробіток ґрунту, рання сівба з оптимальною нормою і глибиною сівби відносно стійкими сортами, обробіток посівів у фазу кущення ячменю сумішшю гербіциду з інсектицидом на „пом'якшеній” воді проти бур'янів і весняного покоління шведських мух.

Упровадження вказаної системи захисту дозволило знизити пошкодженість шведською мухою стебел ячменю на 19,1%, колосів – на 3,5% і підвищити врожайність культури по менш стійкому сорту Донецький 14 на 3,9 ц/га, а по стійкому сорту Донецький 10 – на 2,6 ц/га.

Впровадження природоохоронної системи захисту ярого ячменю від шведських мух в Дніпропетровській області забезпечить отримання надбавки урожаю мінімум 2 ц/га, а в масштабах області – 50 тис. тонн зерна.

ВИСНОВКИ

У дисертації отримані науково-обґрунтовані теоретичні і експериментальні результати, які в сукупності забезпечили суттєвий внесок у розвиток напрямку з природоохоронної системи захисту ярого ячменю від прихованостеблових шкідників. Вирішення цього наукового завдання полягає в підвищенні ефективності захисту завдяки теоретичному обґрунтуванню і практичній реалізації екологічних принципів агротехнічного, біологічного та хімічного методів, а також в удосконаленні і розробці принципової схеми природоохоронної системи захисту ярого ячменю від шведських мух.

1. Прихованостеблові шкідники на ярому ячмені в умовах північного Степу України представлені 10 видами, що відносяться до 4 родин, серед яких домінує Chloropidae з 6 видами. Найпоширенішими і шкідливішими є ячмінна і вівсяна шведські мухи (Oscinella pusilla Mg. і Oscinella frit L.).

2. В умовах регіону шведські мухи дають чотири покоління, з яких два – на ярому ячмені, третє – на дикорослій злаковій рослинності і четверте – на озимих зернових культурах. Розвиток поколінь відбувається за 34-42 дні.

3. У зв'язку з щорічними посівами ярого ячменю по стерньових попередниках і кукурудзі в Дніпропетровській області створилися сприятливі умови для масового розмноження шведських мух. По стерньових попередниках інвазійне тло шкідників склало 52,3 і по кукурудзі на зерно – 41,8 імаго на 100 помахів ентомологічного сачка.

4. Пошкодженість рослин ярого ячменю за 1995-1998 роки склала 6,5-20,7%, а зерен в колосах 1,9-3,6%. Втрати зерна по 10 сортам ячменю варіювали від 0,5 (Донецький 10) до 2,7 (Донецький 14) ц/га.

5. Шкідливість шведських мух на посівах ячменю полягала не тільки в зниженні кількісних, але і якісних показників в накопиченні основних метаболітів рослиною. Зокрема, вміст незамінних амінокислот зменшився по сорту Донецький 10 на 18,9% і по сорту Донецький 8 – на 24,1%.

6. Застосування агротехнічного методу захисту (дотримання сівозміни, збалансоване внесення мінеральних добрив, проведення зяблевої оранки, ранній термін посіву з оптимальною нормою висіву і глибиною) в 1,7-2,3 рази знизило чисельність шведських мух на посівах ярого ячменю.

7. У регулюванні чисельності популяції шведських мух мають значення 7 видів ентомофагів, що відносяться до 4 родин, а з хижаків – 4 види жужелиць, серед яких домінували представники роду Pterostishus Bon. Найчисленнішими ентомофагами є Rhoptromeris heptoma Htg. і Trichomalus posticus Wesm., які знижували чисельність шведських мух на 13,3-19,5%. Гибель личинок шведських мух від Pseudomonas septica склала 2,3-7,9%, лялечок – 1,4-5,1% та імаго – 1,7-9,2%.

8. З інсектицидів проти шведських мух ефективні Золон, 35% к.е., Базудин, 60% к.е., Децис, 2,5% к.е., Карате, 5% к.е. і Сумі-альфа, 5% к.е. на звичайній воді, які знизили чисельність фітофагів на 82,6-97,8%. На „пом'якшеній” воді їх дозування були зменшені на 25% і ефективність дії склала: Карате, 5% к.е. – 91,3-92,7%; Сумі-альфа, 5% к.е. – 87,4-89,5%; Базудину, 60% к.е. – 77,4-78,1%.

9. Застосування системи захисту ярого ячменю від шведських мух, з урахуванням її екологічного обґрунтування, дозволило в умовах північного Степу України підвищити врожайність стійкого сорту Донецький 10 на 2,6 ц/га, а менш стійкого сорту Донецький 14 – на 3,9 ц/га і одержати додатковий чистий прибуток 26,38 та 44,25 грн./га відповідно.

РЕКОМЕНДАЦІЇ ВИРОБНИЦТВУ

На підставі результатів проведених досліджень по застосуванню природоохоронної системи захисту ярого ячменю від пошкоджень шведськими мухами на площі 580 га в навчально-дослідному господарстві „Самарський” Дніпропетровського державного аграрного університету вважаємо за доцільне рекомендувати:

1. Посів ярого ячменю проводити в ранні терміни відносно стійкими сортами Донецький 10, Донецький 12 і Одеський 100 по нестерньових попередниках і кукурудзі.

2. Обов'язкове внесення при посіві 15 кг/га (по діючій речовині) суперфосфату з метою збільшення антибіотичних властивостей рослин ячменю у фазу кущення до пошкодження личинками шведських мух.

3. У місцях концентрації імаго шведських мух, при економічному порозі їх шкідливості, слід проводити крайові обробки інсектицидом Сумі-альфа, к.е. зі зменшеним на 25% дозуванням на „пом'якшеній” воді.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Рябченко Н.А., Орендарчук П.М., Домашнева Е.В. Иммунитет зерновых культур к шведским мухам: Монография. – Днепропетровск: Полиграфист, 1997. – 206 с. (Особистий внесок здобувача 40%. Проведення дослідів, формулювання висновків).

2. Рябченко Н.А., Домашнева Е.В., Орендарчук П.М. Интегрированная защита зерновых культур от злаковых мух: Монография. – Днепропетровск: Пороги, 1998. – 130 с. (Особистий внесок здобувача 40%. Проведення дослідів, формулювання висновків).

3. Рябченко Н.А., Домашнева Е.В., Самерсов В.Ф., Лошак А.И. Индуцированный иммунитет: Монография. – Днепропетровск: Пороги, 1998. – 214 с. (Особистий внесок здобувача 40%. Проведення дослідів, формулювання висновків).

4. Рябченко Н.А., Домашнева Е.В., Лошак А.И., Дудник Г.В. Шведская муха: Монография. – Днепропетровск: Пороги, 1999. – 220 с. (Особистий внесок здобувача 50%. Проведення дослідів, формулювання висновків).

5. Рябченко Н.А., Коцюбинская Н.П., Домашнева Е.В., Рябченко А.Н., Мочалов В.В., Асеева Т.В. Адаптогенез растений к пестицидам: Монография. – Днепропетровск: Пороги, 2000. – 193 с. (Особистий внесок здобувача 30%. Проведення дослідів, формулювання висновків).

Статті в наукових виданнях

6. Сусидко П.И., Рябченко Н.А., Дудка Е.Л., Домашнева Е.В. Эколого-генетические основы индуцированного иммунитета растений // Бюллетень Института кукурузы, 1995. – № 80. –С.32-37. (Особистий внесок здобувача 40%. Проведення дослідів, формулювання висновків).

7. Рябченко Н.А., Домашнева Е.В., Комаров Г.П. Толерантность сортов зерновых культур // Защита и карантин растений. – 1997. – № 9. – С.22-23. (Особистий внесок здобувача 50%. Проведення дослідів, формулювання висновків).

8. Сусидко П.И., Рябченко Н.А., Домашнева Е.В., Кандауров В.Д. Пестицидный мониторинг в зерновом агроценозе // Интегрированная защита растений. – Днепропетровск: Наука и образование, 1997. – С. 18-22. (Особистий внесок здобувача 40%. Проведення дослідів, формулювання висновків).

9. Рябченко Н.А., Домашнева Е.В., Орендарчук П.М. Безвредные повреждения растений, вызываемые вредителями // Интегрированная защита растений. – Днепропетровск: Наука и образование, 1997. –