ІНСТИТУТ ЗАХИСТУ РОСЛИН УААН

КОЗАК ГАННА ПЕТРІВНА

УДК 595.7-152.6+632.7

ВПЛИВ ЕКОЛОГІЧНИХ ЧИННИКІВ НА СТАН ПОПУЛЯЦІЙ

КОМАХ – ФІТОФАГІВ ОЗИМОЇ ПШЕНИЦІ

В ЛІСОСТЕПУ УКРАЇНИ

03.00.16 – екологія

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата сільськогосподарських наук

Київ-2007Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Інституті захисту рослин Української академії аграрних наук в лабораторії прогнозів

Науковий керівник - |

доктор сільськогосподарських наук, професор

ЧАЙКА ВОЛОДИМИР МИКОЛАЙОВИЧ,

Інститут захисту рослин УААН,

старший науковий співробітник лабораторії прогнозів

Офіційні опоненти: | доктор сільськогосподарських наук, професор

БУБЛИК ЛЮДМИЛА ІВАНІВНА,

Інститут захисту рослин УААН,

завідувач лабораторії аналітичної хімії пестицидів

кандидат сільськогосподарських наук

РИЖЕНКО НАТАЛІЯ ОЛЕКСАНДРІВНА,

Інститут екогігієни і токсикології

ім. Л.І. Медведя Міністерства охорони

здоров`я України,

науковий співробітник лабораторії екотоксикології і гігієни агрохімікатів

Провідна установа – | Інститут агроекології Української академії аграрних наук, м. Київ.

Захист відбудеться „_16_” лютого____ 2007 року о _10_ годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.376.01 в Інституті захисту рослин УААН за адресою: 03022, м. Київ – 22, вул. Васильківська, 33, корпус № 1, зал засідань

З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці Інституту захисту рослин УААН за адресою: 03022, м. Київ – 22, вул. Васильківська, 33, корпус № 1, 4-й поверх, кім. № 65

Автореферат розісланий „_11_” січня____________ 2007 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Охрімчук В.М.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Інтенсивність розвитку, розмноження та по-ширення фітофагів, їх шкодочинність в значній мірі залежать від бага-тьох факторів навколишнього середовища, серед яких найбільш суттє-вими є агрокліматичні чинники та застосування заходів із захисту рос-лин.

Численними дослідженнями вчених багатьох країн світу встановле-но, що на Землі спостерігається глобальне потепління, визначено пара-метри підвищення температури атмосфери та зроблено прогнози щодо подальших його змін і впливу на екологічні й економічні умови різних країн світу (Кіотський протокол, 1992). Як показали дослідження украї-нських вчених, клімат України має значну чутливість до глобальних змін. Зміни річної температури в Поліссі та Лісостепу за 100-річний пе-ріод порівняні зі змінами глобальної температури і складають 0,7-0,90 С, в Степу – 0,2-0,30 С в сторону потепління (Барабаш М.Б., 1991; ВМО и глобальное потепление, 1990).

Відомо, що потепління клімату оптимізує для комах характерис-тики екологічних чинників довкілля, сприяє їх розмноженню та поши-ренню (Макарова Л.А., Доронина Г.М., 1998; Чайка В.М., 2001; Kingsolver J.G., 1989). Про це свідчить динаміка фітосанітарної ситуації - в 2002 році ареал клопа шкідливої черепашки суттєво розширився на північ України, клоп проявив високу шкідливість в Лісостепу (Вінниць-ка, Харківська області). Якщо брати до уваги висновки міжнародних екс-пертів щодо зміни клімату, то в Україні потепління триватиме ще як міні-мум сто років (Ліпінський В.М. та ін., 2003). Негативними наслідками потепління можуть бути поширення шкідників і хвороб (Кульбіда М.І., 2005). З метою зменшення впливу кліматичних чинників на сільськогос-подарське виробництво у 1997 році було розроблено та затверджено по-становою Кабміну „Кліматичну програму України”.

На фоні зміни клімату в Україні відбувається реформа агропроми-слового комплексу, яка порушила стабільність системи землеробства. За даними Головдержзахисту, у зв’язку з економічною скрутою, щорічні обсяги застосування засобів захисту рослин в Україні за останні 10 років складають 15-30% від показників 1986 року. Порушення агротехніки та зменшення обсягів заходів із захисту рослин також суттєво вплинуло на фітосанітарний стан агроценозів.

Під дією комплексу чинників довкілля фітосанітарний стан агро-ценозів України суттєво погіршився. Тому надзвичайно актуальним є визначення ключових екологічних чинників, які обумовлюють поточний фітосанітарний стан, аналіз поширення та шкодочинності популяцій ко-мах-фітофагів в умовах сьогодення. Ці дослідження будуть сприяти вдо-сконаленню роботи Головдержзахисту в плані складання надійних про-гнозів та проведення моніторингу фітосанітарного стану посівів озимої пшениці в Лісостепу України.

Зв`язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота виконана в рамках програми лабораторії прогнозів Інституту захисту рослин за завданням „Обґрунтувати наукові основи та розробити рекомендації по оптимізації інтегрованого захисту сільсько-господарських культур як органічної складової екологічно орієнтовано-го землеробства”, № держреєстрації 0101V003859.

Мета і завдання дослідження. Метою роботи було вивчення ба-гаторічної динаміки поширення, чисельності та шкідливості ентомологі-чного комплексу фітофагів озимої пшениці в Лісостепу України на фоні комплексу екологічних чинників, які впливають на фітосанітарний стан агроценозів.

Для досягнення поставленої мети виконували такі завдання:

- створення багаторічної бази даних чисельності, поширення та шкодочинності основних шкідників озимої пшениці в Лісостепу Украї-ни;

- обґрунтування оптимальних методів дослідження впливу поте-пління на фітосанітарний стан посівів культури;

- експериментальне визначення середньої похибки розрахунку потенційних втрат урожаю озимої пшениці від комплексу шкідників за результатами фітосанітарного моніторингу;

- дослідження багаторічної динаміки чисельності шкідників ози-мої пшениці в Лісостепу України;

- проведення еколого-статистичного аналізу поширення та шко-дочинності комах – фітофагів озимої пшениці в Лісостепу України;

- обґрунтування групи основних шкідників – економічних домі-нантів озимої пшениці в лісостеповій зоні України;

- екологічний аналіз впливу ключових чинників на поширення та шкодочинність домінуючих комах – фітофагів озимої пшениці в Лісо-степу України.

Об’єкт дослідження: формування ентомокомплексу шкідників озимої пшениці під впливом основних екологічних чинників (показників ГТК, потепління клімату та обсягів застосування хімічних заходів захис-ту рослин).

Предмет дослідження: динаміка чисельності, структури, поши-рення та шкодочинність комплексу основних комах-фітофагів озимої пшениці в Лісостепу України в сучасних умовах.

Методи дослідження. Лабораторні та польові дослідження прово-дились за загальноприйнятими методиками (Трибель С.О., 2001; Лісо-вий М.П., 1999; Васильєв В.П., 1993; Омелюта В.П., 1987; Васильев В.П., 1989; Васильєв В.П., 1997). Для обгрунтування константних видів комах-шкідників використовували методику Дюрьє (DuRietz G.E., 1931). Отримані експериментальні дані обробляли статистично за стандартни-ми програмами за допомогою персонального комп’ютера.

Наукова новизна одержаних результатів. Встановлено, що до групи екологічно константних видів (Х-й клас константності) комах-шкідників озимої пшениці лісостепової зони України відносяться: зла-кові попелиці – звичайна злакова, велика злакова; шкідливі клопи – шкі-длива черепашка, маврський клоп, австрійський клоп, гостроголовий клоп; хлібні жуки – жук - кузька, жук - красун, жук - хрестоносець; трипс пшеничний, совка озима, хлібна жужелиця, дротяники та неспра-вжні дротяники, злакові мухи - шведські, гессенська, озима, опоміза, пшенична, останні з яких є економічними домінантами, тобто їх чисель-ність за останні 10 років стабільно перевищує порогові рівні, що робить доцільним застосування хімічного захисту рослин.

Встановлено, що чисельність популяцій основних шкідників ози-мої пшениці має помітний та сильний кореляційні зв`язки як із показни-ками потепління, так і з обсягами застосування засобів захисту рослин. За останні 10 років серед видів шкідливого ентомокомплексу культури в зоні Лісостепу суттєво збільшилась середня шкодочинність опомізи, клопів черепашок, пшеничного трипсу. Але майже в два рази зменши-лась шкодочинність злакових попелиць, хлібної жужелиці, помітно – шведських, гессенської та озимої мух. Шкідливий ентомокомплекс посі-вів поповнився таким видом як пшенична муха, чисельність якої більше ніж в 3 рази перевищує пороговий рівень.

Незважаючи на постійне вдосконалення асортименту пестицидів та технології їх застосування за останні 25 років потенційні втрати вро-жаю озимої пшениці достеменно не змінилися. Обґрунтовано, що за останні 10 років потепління могло відбитися на видовій структурі, зміні рівнів домінування та шкідливості різних видів ентомокомплексу озимої пшениці.

Практичне значення одержаних результатів. Дослідження пока-зників шкодочинності комплексу комах-фітофагів озимої пшениці в умовах Лісостепу дозволяють уточнити перелік об’єктів фітосанітарного ентомологічного моніторингу посівів культури, спостереження за якими з урахуванням зон шкідливості повинно обов’язково входити до плану роботи районних пунктів сигналізації і прогнозів (ПСП). Це буде сприя-

ти вдосконаленню роботи Головдержзахисту в плані організації та про-ведення фітосанітарного моніторингу з мінімальними трудовитратами.

Запропонований алгоритм прогнозу комплексної шкодочинності основних комах-фітофагів озимої пшениці в умовах Лісостепу України дозволяє з високою вірогідністю визначати потенційні втрати урожаю та економічну доцільність хімічного захисту культури за поточної фітоса-нітарної ситуації на посівах озимої пшениці.

Особистий внесок здобувача. Приймала безпосередню участь у спостереженнях, підготовці й проведенні дослідів та експериментів, ана-літичній роботі, обробці дослідних даних, обґрунтуванні переліку групи економічних шкідників – домінантів озимої пшениці в Лісостепу Украї-ни, інтерпретації результатів та підготовці матеріалів до друку.

Апробація результатів дисертації. Основні положення дисерта-ційної роботи доповідалися на конференціях „Екологічно обґрунтований захист рослин” (Інститут захисту рослин УААН, Київ, 2005р.), „Загальна і прикладна ентомологія в Україні” (Державний природознавчий музей НАНУ, Львів, 2005р.), на засіданнях Вченої Ради Інституту захисту рос-лин (звітних) та методичній комісії ІЗР УААН 2003-2005 років, розши-реному засіданні лабораторії прогнозів.

Публікації. Основні положення дисертаційної роботи опублікова-ні в 6 наукових працях, 4 з яких у фахових виданнях.

Структура та обсяг роботи. Дисертаційна робота викладена на 157 сторінках комп’ютерного тексту, складається із вступу, 6 розділів, висновків, рекомендацій виробництву, списку використаних джерел та додатка. Містить 26 таблиць та 45 рисунків. Список літератури включає 195 джерел, у тому числі - 19 зарубіжних авторів.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

ОГЛЯД ЛІТЕРАТУРИ

В огляді літератури проаналізовано біологічні особливості та рівні шкодочинності основних комах-фітофагів на озимій пшениці в умовах Лісостепу України, вплив різних екологічних чинників на стан їх попу-ляцій. Світовою наукою встановлено, що на планеті відбувається глоба-льне потепління клімату. Цей факт зафіксовано міжнародними конвен-ціями, які прийнято під егідою ООН. Зміни річної температури в Лісо-степу за останні 100 років становлять 0,7-0,90С у бік потепління. Режим зволоження в цілому збільшився порівняно з початком ХХ-го століття на 70-100 мм, що перевищує середньорічну норму на 20%.

Вивчення впливу зміни клімату на стан популяцій комах-фітофагів озимої пшениці в Лісостепу України є актуальною і важливою пробле-мою, вирішення якої можливе за допомогою еколого-статистичного ана-лізу багаторічних баз даних щодо їх чисельності та поширення.

УМОВИ ТА МЕТОДИКА ПРОВЕДЕННЯ ДОСЛІДЖЕНЬ

Дослідження проводили в 2003-2005 роках в лабораторії прогнозів Інституту захисту рослин УААН.

Досліди на посівах озимої пшениці були проведені на базі госпо-дарства “Пуща-Водиця” відділення “Совки” Києво-Святошинського ра-йону Київської області, яке розміщене в лісостеповій зоні, клімат – по-мірно-континентальний, ґрунти – темно-сірі опідзолені, частково вияв-ляються чорноземи. Сорти озимої пшениці, які вирощуються в госпо-дарстві: Мерлебен, Поліська – 90, Олеся, Селянка, Циганка.

Шкідливість комах – фітофагів вивчалася за допомогою методу хімічного контролю на трьох варіантах у чотирьохкратній повторювано-сті за існуючими методиками. Площа одного варіанту досліду становила 25 м2 (5х5), а всі варіанти досліду займали 300 м2.

Протягом вегетаційного періоду було проведено вивчення видово-го складу ентомофауни та обліки чисельності популяцій виявлених шкі-дників за загальноприйнятими методиками (Лісовий М.П., 1999; Василь-єв В.П., 1993; Омелюта В.П., 1987).

Для розрахунків усереднених економічних індексів (Іе) за спосте-реженнями ПСП в лісостеповій зоні використовували відношення серед-ньорічної чисельності шкідника до показника його економічного порогу шкодочинності (ЕПШ) (Омелюта В.П., 1987). Загальну шкоду від комах визначали за допомогою розрахунку інтегрального індексу шкідливості - сумою економічних індексів кожного виду з поправочним коефіцієнтом, що відображає особливості реакції культури на пошкодження різними видами шкідників. Алгоритм цього розрахунку наступний: Іеін = Іе1 К + Іе2 К + ... + Іеш К, де К – коефіцієнт пропорційності, що відповідає типу реакції культури на пошкодження даним видом – для компен-саційного К=1,3; для лінійного К = 1,0; для десенсибілізаційного К= 0,8.

Для обчислення прогнозних втрат продукції (Вп) використовували таке рівняння: Вп = Іеін Ккор 3, де: Вп ? втрати продукції, %; Іеін ? інтегральний економічний індекс; Ккор ? коефіцієнт корекції; 3 ? умов-ний показник втрат урожаю (%) від шкідників за чисельністю на рівні ЕПШ (Васильєв В.П., 1993).

Клас екологічної константності комах-шкідників посівів озимої пшениці в умовах Лісостепу України визначали за методом Дюрьє. При цьому до I класу екологічної константності відносили види, які були ви-явлені в результаті фітосанітарного моніторингу посівів озимої пшениці у виборках комах від 0 до 10% випадків, до ІІ класу – 11-20%, до ІІІ класу – 21-30% і так далі.

Статистичну обробку даних проводили за допомогою персональ-ного комп`ютера за стандартними програмами.

В дослідженнях було використано аналітично-синтетичний та екс-периментальний методи. Проаналізовано літературні джерела, дані щодо поширення й чисельності шкідників, наведених в щорічних оглядах від-ділу фітосанітарної діагностики й прогнозів Головної державної інспек-ції захисту рослин, бази даних Держкомстату та Гідрометеоцентру Укра-їни, а також результати польових дослідів.

РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕНЬ

БАГАТОРІЧНА ДИНАМІКА ЧИСЕЛЬНОСТІ ШКІДНИКІВ ОЗИМОЇ ПШЕНИЦІ В ЛІСОСТЕПУ УКРАЇНИ

Аналіз багаторічних баз даних свідчить, що популяціям основних шкідників озимої пшениці в Лісостепу України притаманні циклічні ко-ливання чисельності, які в окремі роки збільшувалися до 10 разів неза-лежно від економічного стану сільського господарства. Багаторічні ко-ливання чисельності популяцій шкідників обумовлені перш за все еко-логічними чинниками, які визначають стан популяцій комах-фітофагів.

За останні 10 років на посівах озимої пшениці в Лісостепу України збільшилась чисельність опомізи, пшеничної мухи, клопів черепашок (рис. 1), пшеничного трипсу, хлібних жуків. Але зменшилась чисель-ність популяцій злакових попелиць, хлібної жужелиці, шведських та гессенської мух. Шкідливий ентомокомплекс поповнився пшеничною мухою (рис. 2). Зміна фітосанітарної ситуації відбувається на фоні гло-бального потепління.

ОБГРУНТУВАННЯ МЕТОДУ АНАЛІЗУ

ЕКОЛОГІЧНИХ БАЗ ДАНИХ

Структура економічного домінування окремих видів спільноти шкідливого ентомокомплексу озимої пшениці в Лісостепу України дуже динамічна і залежить від погодних умов сезону вегетації. Так, за неспри-ятливих погодних умов 2003 року найбільш чисельними й шкідливіши-ми були клопи черепашки та сліпняки, за агрометеорологічних умов 2004 року – злакові попелиці та мухи, 2005 року – клопи сліпняки, зла-кові попелиці та пшеничний трипс.

Рис. 1. Динаміка чисельності клопів черепашок

в Лісостепу України

(за даними Головдержзахисту)

Рис. 2. Динаміка чисельності пшеничної мухи

в Лісостепу України

(за даними Головдержзахисту)

Дворічна експериментальна перевірка розрахункового методу про-гнозу потенційних втрат урожаю озимої пшениці від комплексу шкідни-ків за допомогою методу хімічного контролю в умовах Лісостепу пока-зала, що середній показник похибки прогнозу за результатами двох ро-ків досліджень становить 4,5% (табл.1). Відповідно, вірогідність розра-хункового методу прогнозу потенційних втрат урожаю становить 95,5%. Такий показник свідчить про високу надійність алгоритму прогнозу комплексної шкідливості комах, що дозволяє використовувати економі-чний індекс (Іе) – відношення поточної чисельності шкідника до рівня його ЕПШ - для системного аналізу динаміки та шкідливості ентомоко-мплексу посівів озимої пшениці, а також для прийняття рішення щодо оптимальних заходів його покращення.

Розрахунок економічного індексу є також надійним методом пере-творення екологічного аспекту фітосанітарного стану – поширення та чисельності шкідливих фітофагів, в економічні категорії – ймовірні втрати врожаю, що відкриває можливість аналізу впливу чинників різної природи на еколого-економічні системи, якими є агроценози.

ЕКОЛОГО-СТАТИСТИЧНИЙ АНАЛІЗ ПОШИРЕННЯ ТА ШКОДОЧИННОСТІ КОМАХ – ФІТОФАГІВ ОЗИМОЇ ПШЕНИЦІ В ЛІСОСТЕПУ УКРАЇНИ

Аналіз багаторічної динаміки чисельності основних шкідників озимої пшениці за допомогою розрахунку економічного індексу (Іе) до-зволив дослідити структуру економічних домінантів у спільноті комах-фітофагів культури, особливості їх регіонального розподілу в зоні Лісо-степу та розрахувати потенційні втрати врожаю від комплексу шкідни-ків.

Середні економічні індекси кожного шкідника слугували показни-ком рівня шкодочинності. Порівнювали значення середніх економічних індексів різних видів та середні розрахункові втрати врожаю за два дис-кретних періоди – 1981-1990 та 1996-2004 років, що дозволило проаналі-зувати вплив еколого-економічних чинників різної природи на фітосані-тарний стан озимої пшениці (табл. 2).

Таблиця 1 – Порівняння прогнозних та облікових втрат урожаю озимої пшениці від шкідників

(господарство “Пуща-Водиця” відділення “Совки” Києво-Святошинський р-н, Київська обл.)

Варіанти

досліду | 2004 рік | 2005 рік

Прогнозні втрати врожаю від шкідників,

% | Урожай-ність зерна,

ц/га | Зниження врожаю відносно еталону | Розбіжність показників прогнозних та облікових, % | Прогнозні втрати врожаю від шкідників,

% | Урожай-ність зерна,

ц/га | Зниження врожаю відносно еталону | Розбіжність показників прогнозних та

облікових,

%

ц/га | % | ц/га | %

Застосування фунгіцидів та гербіцидів | - | 64 | 15,8 | 19,8 | -6,8 | - | 59,9 | 13,6 | 18,5 | -2,2

Застосування фунгіцидів, гербіцидів та інсектицидів

(еталон) | - | 79,8 | 0 | 0 | - | - | 73,5 | 0 | 0 | -

Контроль (пестициди не застосовували) | 13 | 48,2 | 31,6 | 39,6 | - | 16,3 | 40,9 | 32,6 | 44,4 | -

Таблиця 2 – Комахи-фітофаги – економічні домінанти в посівах озимої пшениці в Лісостепу України

(за даними Головдержзахисту)

Фенофаза

(сезон) | Шкідники | Середній економічний індекс шкодочинності

1981-1990 | 1996-2004

Сходи-

кущіння

(осінь) | Опоміза | 3,63 ± 1,01 | 6,07 ± 1,01

Шведські мухи | 7,8 ± 1,12 | 5,86 ± 0,63

Гессенська муха | 3,2 ± 0,54 | 3,02 ± 0,38

Озима муха | 2,7 ± 1,05 | 1,97 ± 0,26

Пшенична муха | 0 | 3,37 ± 0,57

Озима совка | 0,34 ± 0,06 | 0,41 ± 0,05

Дротяники та несправжні дротяники | 0,18 ± 0,01 | 0,22 ± 0,01

Хлібна жужелиця | 0,53 ± 0,04 | 0,4 ± 0,05

Кущіння

(ранньо-

весняний) | Злакові п`явиці | 0,02 ± 0,00 | 0,02 ± 0,00

Хлібна жужелиця | 0,35 ± 0,03 | 0,18 ± 0,02

Вихід у трубку | Клопи черепашки | 0,19 ± 0,01 | 0,19 ± 0,02

Злакові п`явиці | 0,02 ± 0,01 | 0,03 ± 0,00

Колосіння-

цвітіння

(ранньо-літній) | Злакові попелиці | 1,06 ± 0,16 | 0,61 ± 0,06

Пшеничний трипс | 0,19 ± 0,02 | 0,26 ± 0,03

Налив-

молочно-воскова

стиглість

(літній) | Клопи черепашки | 0,25 ± 0,03 | 0,44 ± 0,04

Злакові попелиці | 0,42 ± 0,07 | 0,38 ± 0,05

Хлібні жуки | 0,15 ± 0,03 | 0,2 ± 0,02

Пшеничний трипс | 0,1 ± 0,01 | 0,15 ± 0,02

Середні розрахункові втрати врожаю, % | 8,91±0,79 | 7,51±0,81

До економічних домінантів на посівах озимої пшениці в Лісостепу України нами віднесено ті види комах-шкідників, чисельність яких ста-більно перевищує порогові рівні за роки спостережень. До них відно-ситься тільки комплекс злакових мух: опоміза, шведські, гессенська, озима, пшенична.

За останні 10 років серед видів шкідливого ентомокомплексу ози-мої пшениці в зоні Лісостепу суттєво збільшилась середня шкодочин-ність опомізи, клопів черепашок, пшеничного трипсу. Шкідливий енто-мокомплекс посівів поповнився таким видом як пшенична муха, чисель-ність якої у фазу сходи-кущіння в середньому в 3,37 рази перевищує по-роговий рівень. Але майже в два рази зменшилась шкодочинність злако-вих попелиць (у фазу колосіння - цвітіння), хлібних жужелиць, помітно – комплексу злакових мух.

На підставі багаторічних баз даних Держкомстату України та ре-зультатів фітосанітарного моніторингу Головдержзахисту нами була проаналізована динаміка врожайності озимої пшениці та розрахункових втрат урожаю від комплексу фітофагів в регіональному аспекті та в се-редньому по зоні Лісостепу.

В Лісостепу найшкідливішими є шведські мухи, а менш – злакові п`явиці та хлібна жужелиця. Для озимої пшениці найурожайнішими були 1997 та 2004 роки, менш урожайним – 2003 рік. Найменші розрахункові втрати врожаю спостерігались в 1998 році, а найбільші – в 2004. Динаміка врожайності та розрахункових втрат урожаю в більшості випадків були протифазні, що свідчить на користь екологічної обґрунтованості.

Потенційну шкодочинність комплексу комах – фітофагів озимої пшениці аналізували з урахуванням основних агрометеорологічних по-казників за сезон вегетації в різних регіонах Лісостепу України. За цими даними нами створені комп`ютерні карти розповсюдження та рівня не-безпечності кожного шкідника.

Найбільш шкідливими в Лісостепу за спостереженнями 1996-2004 років є злакові мухи: опоміза, пшенична (рис. 3), шведські, гессенська й озима мухи. Шведські мухи, озима совка, дротяники та несправжні дро-тяники, злакові попелиці, пшеничний трипс і клопи черепашки (рис. 4) – це види, які розповсюджені в Лісостепу скрізь. Шкідливість пшеничної та гессенської мух, хлібних жуків, клопів черепашок тісно пов`язана з жаркою посушливою, злакових попелиць – з помірно теплою вологою погодою, пшеничного трипса та дротяників і несправжніх дротяників – суттєво не змінюється в залежності від погодних умов.

ЕКОЛОГІЧНИЙ АНАЛІЗ КЛЮЧОВИХ ЧИННИКІВ ФІТОСАНІТАРНОГО СТАНУ ОЗИМОЇ ПШЕНИЦІ

В ЛІСОСТЕПУ УКРАЇНИ

Динаміку чисельності шкідників ентомокомплексу озимої пшениці аналізували з урахуванням багаторічних значень гідротермічного коефі-цієнту (ГТК), природних змін середньорічних показників температури та обсягів застосування засобів захисту рослин.

Зв`язок стану популяцій комах з основними еколого-економічними чинниками наведено в табл. 4. Кореляційна залежність чисельності шкід-ників з показниками ГТК виявилася сильною для озимої совки (r = - 0,8), помірною – для пшеничної (r = - 0,447) та гессенської мух (r = 0,326), слабкою – для інших шкідників ентомокомплексу.

Рис. 3. Зони шкідливості пшеничної мухи в Лісостепу України

(за даними Головдержзахисту)

Рис. 4. Зони шкідливості клопів черепашок в Лісостепу України

(за даними Головдержзахисту)

Таблиця 4 – Кореляційний зв`язок чисельності популяцій основних комах-шкідників озимої пшениці з еколого-економічними чинника-

ми різної природи в умовах Лісостепу України

(середні показники за 1981-1990 та 1996-2004 рр.)

Шкідники | Показники коефіцієнтів кореляції

ГТК | Потепління, 0С | Обсяги застосування засобів захисту рослин, тис. га

Хлібна жужелиця | 0,235 | -0,541 | 0,366

Злакові попелиці | -0,074 | -0,605 | 0,476

Пшеничний трипс | -0,078 | 0,492 | -0,355

Хлібні жуки | -0,071 | 0,379 | -0,249

Опоміза | -0,270 | 0,281 | -0,460

Шведські мухи | 0,050 | -0,459 | 0,349

Пшенична муха | -0,447 | 0,632 | -0,286

Гессенська муха | 0,326 | -0,198 | 0,057

Озима муха | 0,098 | -0,112 | 0,113

Озима совка | -0,800 | 0,122 | -0,004

Злакові п`явиці | -0,077 | 0,338 | -0,062

Дротяники та несправжні дротяники | 0,085 | 0,782 | -0,500

Клопи черепашки | -0,133 | 0,582 | -0,641

Показники потепління сильно вплинули на стан популяцій дротя-ників та несправжніх дротяників (r = 0,782), помітно – на чисельність пшеничної мухи (r = 0,632), злакових попелиць (r = - 0,605), клопів чере-пашок (r = 0,582) й хлібної жужелиці (r = - 0,541), помірно – на пшенич-ного трипса (r = 0,492), шведських мух (r = - 0,459), хлібних жуків (r = 0,379), злакових п`явиць (r = 0,338) та слабко – на інших шкідників ози-мої пшениці.

Аналіз процесів динаміки популяцій з показниками обсягів засто-сування засобів захисту рослин свідчить, що цей зв`язок помітний для клопів черепашок (r=-0,641), помірний – для дротяників і несправжніх дротяників (r= - 0,5), злакових попелиць (r = 0,476), опомізи (r = - 0,46), хлібної жужелиці (r = 0,366), пшеничного трипса (r = - 0,355), шведських мух (r=0,349), для інших представників шкідливого ентомокомплексу – слабкий.

Дослідження кореляційних зв’язків між показниками чисельності різних видів шкідників та основними чинниками, які впливають на стан популяцій фітофагів в останні роки, дали можливість визначити ключові еколого-економічні чинники та розробити математичні рівняння, які ілюструють залежність чисельності (Y) основних шкідників озимої пше-ниці лісостепової зони України від показників середньорічної темпера-тури (Х) та обсягів застосування заходів захисту рослин (Х1).

Усереднені показники економічних індексів шкодочинності різних видів комах-фітофагів озимої пшениці дозволили розрахувати втрати врожаю від комплексу шкідників. За період 1981-1990 років середня врожайність культури поступово збільшувалась від 30 до 43 ц/га. На цьому фоні втрати врожаю поступово зменшувались від 9 до 5%. В останні роки спостерігається великий рівень флуктуації показників уро-жайності та втрат урожаю, що може бути пов’язано зі збільшенням час-тоти кліматичних аномалій, які супроводжують потепління. Наприклад, урожайність коливалась від 27 ц/га у 1996 до 35 ц/га у 2004 роках (2003 взагалі був аномальним). При цьому на фоні помітних флуктуацій про-дуктивності посівів показники втрат урожаю поступово збільшувались від 7% у 1996 до 9% у 2004 роках.

Середні показники розрахункових втрат урожаю свідчать, що за 25 років потенційні втрати врожаю майже не змінилися. Так, наприклад, за період 1981-1990 рр. вони складали 8,91±0,79%, тоді за період 1996-2004 – 7,51±0,81%. Як бачимо, різниця не достеменна.

Нами були розраховані коефіцієнти кореляції між динамікою роз-рахункових втрат урожаю культури від комплексу фітофагів, динамікою обсягів застосування заходів із захисту рослин та динамікою потепління клімату. Щорічні втрати врожаю значно коливаються, мають сильний обернено пропорційний зв`язок (r=-0,73) із показниками потепління та помітний (r=0,68) з обсягами застосування засобів захисту рослин. Ви-щезгадане підтверджує той факт, що екологічні чинники різної природи впливають на шкодочинність комах сукупно, тому однозначно визначи-ти роль кожного з них за короткий історичний період дуже проблемати-чно. На їх шкодочинність суттєво впливає також багаторічна динаміка внутрішнього стану популяцій (Чайка В.М., 2004).

Складність взаємозалежності процесів, які спостерігаються в еко-лого-економічних системах можна пояснити також значними флуктуаці-ями щорічних агрометеорологічних показників погоди, які періодично створюють сприятливі та несприятливі умови для розвитку шкідників. Оскільки частота щорічних погодних аномалій збільшується (Ліпінський В.М., 2003), щорічні флуктуації фітосанітарної напруги в подальшому також будуть збільшуватись. В свою чергу, динаміка розрахункових втрат урожаю переконливо свідчить, що на фоні зростання обсягів захо-дів із захисту рослин в період з 1980 по 1989 роки щорічні втрати вро-жаю зменшувались. Починаючи з 1996 року щорічні обсяги заходів із захисту рослин стабілізувались, а чисельність та поширення деяких ви-дів спільноти шкідників в Україні суттєво збільшились. Це може свідчи-ти на користь впливу потепління.

На даному етапі дослідження впливу зміни клімату на шкодочин-ність фітофагів на озимій пшениці в Лісостепу України дозволяють стверджувати, що за останні 10 років потепління могло відбитися на ви-довій структурі ентомокомплексу – через зміну домінування (прояву шкодочинності пшеничної мухи), збільшення шкодочинності одних фі-тофагів (опомізи, клопів черепашок, пшеничного трипса, хлібних жуків) та зменшення інших (злакових попелиць, хлібних жужелиць, традицій-ного комплексу злакових мух). Це пояснює той факт, що сукупні втрати врожаю озимої пшениці від комплексу шкідників в умовах Лісостепу України за останні 25 років поки що достеменно не змінилися.

ВИСНОВКИ

В результаті досліджень вивчено багаторічну динаміку поширен-ня, чисельності та шкідливості популяцій комах-фітофагів на озимій пшениці в Лісостепу України під дією комплексу екологічних чинників, які визначають фітосанітарний стан агроценозів.

1. Популяціям основних комах-шкідників озимої пшениці в Лісо-степу України притаманні циклічні коливання чисельності, які в окремі роки збільшувалися до 10 разів незалежно від економічного стану сільсь-кого господарства. Це свідчить, що багаторічні коливання їх чисельності, в першу чергу, обумовлені внутрішньопопуляційними механізмами.

2. За допомогою методу хімічного контролю встановлено, що в умовах Лісостепу середній показник похибки розрахунку потенційних втрат урожаю озимої пшениці від комплексу шкідників складає 4,5%. Відповідно, вірогідність прогнозу можливих втрат урожаю сягає 95,5%. Це дозволяє використовувати алгоритм прогнозу комплексної шкодо-чинності комах для системного аналізу ентомологічних баз даних: до-сліджувати динаміку структури домінантних видів, порівняльні рівні їх шкодочинності, а також потенційні втрати врожаю озимої пшениці від шкідливого ентомокомплексу в умовах Лісостепу України, визначати економічну доцільність хімічного захисту культури в умовах поточної фітосанітарної ситуації.

3. За результатами досліджень за останні 10 років до групи еколо-гічно константних видів (Х-й клас константності) комах-шкідників ози-мої пшениці лісостепової зони України відносяться: злакові мухи - шведські (Oscinosoma frit L. і Oscinella pusilla Mg.), гессенська (Mayetiola destructor Say), озима (Hylemyia coarctata Flln), опоміза (Opomyza Florum F.), пшенична (Phorbia securis Tiensum); злакові попелиці – звичайна злакова (Schcizaphis graminum Rond.), велика злакова (Sitobion avenae F.); шкідливі клопи - шкідлива черепашка (Eurygaster integriceps Put.), маврський клоп (E. maura L.), австрійський клоп (E. austriacus Schr.), го-строголовий клоп (Aelia acuminata L.); хлібні жуки – жук - кузька (Anisoplia austriaca Hrbst.), жук - красун (А. segetum Hrbst.), жук – хрес-тоносець (A. agricola Poda.); трипс пшеничний (Haplothrips tritici Kurd.), совка озима (Agrotis segetum Schiff.), хлібна жужелиця (Zabrus tenebrioides Geoze.), дротяники та несправжні дротяники.

4. До групи комах-шкідників економічних домінантів посівів ози-мої пшениці лісостепової зони України, чисельність яких за останні 10 років стабільно перевищує порогові рівні, що робить доцільним засто-сування хімічних засобів захисту рослин, відносяться злакові мухи: опоміза (Іе 6,07), шведські (Іе 5,86), пшенична (Іе 3,37), гессенська (Іе 3,02), озима (Іе 1,97).

5. Аналіз кореляційних зв`язків чисельності основних шкідників озимої пшениці лісостепової зони зі змінами ГТК, динамікою потеплін-ня та обсягами застосування засобів захисту рослин свідчить, що ком плекс еколого-економічних чинників впливає на популяції сукупно, але для різних видів комах ключовими є різні чинники. Так, чисельність озимої совки найбільш тісно пов`язана з ходом ГТК (r= - 0,8). Потеп-ління суттєво зменшило чисельність хлібної жужелиці (r= - 0,541) та злакових попелиць (r= - 0,605). Зменшення обсягів застосування засобів захисту рослин найбільш помітно вплинуло на чисельність дротяників і несправжніх дротяників (r= - 0,5) та клопів черепашок (r= - 0,641).

6. Наші дослідження свідчать, що незважаючи на постійне вдос-коналення асортименту пестицидів та технології їх застосування, за останні 25 років потенційні втрати врожаю озимої пшениці достеменно не змінилися. Так, наприклад, за період 1981-1990 років вони складали 8,91±0,79%, тоді як за період 1996-2004 – 7,51±0,81%, що не суперечить дослідженням, які було виконано в 60-тих роках ХX століття.

7. Дослідження впливу потепління клімату на шкодочинність фі-тофагів на озимій пшениці в Лісостепу України свідчать, що за останні 10 років воно відбилося на видовій структурі ентомокомплексу – через зміну рівней домінування, що призвело до збільшення шкодочинності одних фітофагів: опомізи (Ie = 6,07 проти 3,63), клопів черепашок (Ie = 0,44 проти 0,25), пшеничного трипса (Ie = 0,26 проти 0,19) та зменшення інших: злакових попелиць (Ie = 0,61 проти 1,06 у фазу колосіння-цвітіння), хлібної жужелиці (Ie = 0,18 проти 0,35). Шкідливий ентомо-комплекс посівів поповнився таким видом як пшенична муха, чисель-ність якої у фазу сходи-кущіння більше ніж в 3 рази перевищує порого-вий рівень.

8. Динаміка чисельності та шкодочинності основних комах-фітофагів на посівах озимої пшениці в Лісостепу України в умовах зміни клімату переконливо свідчить щодо необхідності оптимізації існуючих систем хімічного захисту культури до нової фітосанітарної ситуації.

ПРОПОЗИЦІЇ ВИРОБНИЦТВУ

1. Для вдосконалення роботи ПСП Головдержзахисту із фітосані-тарного моніторингу посівів озимої пшениці особливу увагу в Лісостепу України необхідно звертати на таких шкідників як: злакові мухи – швед-ські, гессенська, озима, опоміза, пшенична; злакові попелиці – звичайна та велика; шкідливі клопи - шкідлива черепашка, маврський, австрійсь-кий, гостроголовий; хлібні жуки - кузька, красун, хрестоносець; пшени-чний трипс, совка озима, хлібна жужелиця, дротяники та несправжні дротяники.

2. З метою запобігання втратам урожаю озимої пшениці від осно-вних шкідників в умовах Лісостепу доцільний хімічний захист посівів від злакових мух – повсюдно; злакових попелиць – у Вінницькій; клопів черепашок – у Харківській; хлібної жужелиці - у Сумській областях. Ін-ших основних шкідників – в залежності від поточного стану популяції.

3. Лабораторіям фітосанітарної діагностики та прогнозів обласних станцій захисту рослин в зоні Лісостепу пропонується використовувати алгоритм прогнозу потенційних втрат урожаю озимої пшениці від ком-плексу основних шкідників для визначення економічної доцільності хі-мічного захисту озимої пшениці за умов поточної фітосанітарної ситуа-ції: Іеін = Іе1 К + Іе2 К + ... + Іеш К, де К – коефіцієнт пропорцій-ності, що відповідає типу реакції культури на пошкодження даним ви-дом – для компенсаційного К = 1,3; для лінійного К = 1,0; для десенсибі-лізаційного К = 0,8.

Для визначення прогнозних втрат продукції (Вп) рекомендовано використовувати таке рівняння: Вп = Іеін Ккор 3, де: Вп ? втрати продукції, %; Іеін ? інтегральний економічний індекс; Ккор ? коефіцієнт корекції; 3 ? умовний показник втрат урожаю (%) від популяції шкідни-ків за чисельністю на рівні ЕПШ. За умов, коли вартість збереженого урожаю озимої пшениці перевищує витрати на обробку посівів пестици-дами, хімічний захист культури від комплексу шкідників є доцільним (рентабельним).

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Козак Г.П., Сядриста О.Б., Чайка В.М. Шкодочинність фі-тофагів на озимій пшениці в Лісостепу України в умовах глобального потепління клімату // Захист і карантин рослин: Зб. наук. пр. – К., 2004. – Вип. 50. – С. 21-28.

2. Козак Г.П. Розрахунковий метод прогнозу шкодочинності комах – фітофагів на озимині в Лісостепу України // Захист і карантин рослин: Зб. наук. пр. – К., 2005. – Вип. 51. – С. 154-162.

3. Козак Г.П. Шкідливий ентомокомплекс озимої пшениці в Лісостепу України в умовах зміни клімату // Землеробство: Міжвід. тем. наук. зб. – К., 2005. – Вип. 77. – С. 65 - 72.

4. Чайка В.М., Сядриста О.Б., Козак Г.П. Багаторічна динаміка чисельності шкідників озимини в Лісостепу // Карантин і захист рослин. – 2005. - № 6. – С. 11-13.

5. Козак Г.П. Зміна чисельності деяких комах – фітофагів ози-мини в Лісостепу України під впливом потепління клімату // Екологічно обгрунтований захист рослин: Тези доповідей конференції молодих уче-них. – Київ: Колобіг, 2005. – С. 42-48.

6. Козак Г.П., Сядриста О.Б., Чайка В.М. Шкодочинність ком-плексу комах – фітофагів на озимій пшениці в Лісостепу України // За-гальна і прикладна ентомологія в Україні: Тези доповідей наукової ен-томологічної конференції. – Львів, 2005. – С. 110-111.

КОЗАК Г.П. Вплив екологічних чинників на стан популяцій комах-фітофагів на озимій пшениці в Лісостепу України. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогос-подарських наук за спеціальністю 03.00.16 – екологія. – Інститут захисту рослин УААН. – Київ, 2006.

Проведені дослідження дозволили обґрунтувати групу екологічно-константних видів комах-шкідників озимої пшениці в Лісостепу Украї-ни, серед яких присутні економічні домінанти. Запропоновано алгоритм розрахунку комплексної шкодочинності для системного аналізу баз да-них. Перевірка його надійності в польових умовах Лісостепу України показала, що вірогідність розрахунків становить 95,5%.

Аналіз кореляційних зв`язків чисельності основних шкідників озимої пшениці лісостепової зони України з показниками ГТК, динамі-кою потепління та обсягами застосування хімічного захисту рослин сві-дчить, що комплекс еколого-економічних чинників впливає на популяції сукупно, але для різних видів комах ключовими є різні чинники.

На підставі отриманих даних створені комп`ютерні карти розпо-всюдження та рівня небезпечності кожного шкідника посівів озимої пшениці в Лісостепу.

Ключові слова: екологічні фактори, комахи-фітофаги, потепління клімату, озима пшениця, захист рослин.

КОЗАК А.П. Влияние экологических факторов на состояние популяций насекомых-фитофагов озимой пшеницы в Лесостепи Украины. – Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохо-зяйственных наук по специальности 03.00.16 – экология. – Институт за-щиты растений УААН. – Киев, 2006.

Проведенные исследования позволили обосновать группу эколо-гически-константных видов вредоносных насекомых озимой пшеницы Лесостепи Украины, среди которых присутствуют экономические доми-нанты. Для системного анализа баз данных предложено алгоритм расче-та комплексной вредоносности. Проверка его надёжности в полевых условиях Лесостепи Украины показала, что вероятность расчетов соста-вляет 95,5%.

Обосновано, что за последние 10 лет потепление является одним из факторов изменения видовой структуры, уровней доминирования и вредоносности разных видов энтомокомплекса озимой пшеницы: суще-ственно увеличилась средняя вредоносность опомизы, клопов черепа-шек, пшеничного трипса; в то же время заметно снизилась вредонос-ность злаковых тлей, хлебной жужелицы (почти в два раза), шведских, гессенской и озимой мух. Вредоносный энтомокомплекс посевов попо-лнился таким видом как пшеничная муха, численность которой превы-сила пороговый уровень в 3,4 раза.

Анализ кореляционных связей численности основных вредителей озимой пшеницы лесостепной зоны Украины с показателями гидро-термического коэффициента, динамикой потепления и объёмами приме-нения химической защиты растений свидетельствует о том, что ком-плекс эколого-экономических факторов влияет на популяции совокупно, но для разных видов насекомых ключевыми будут различные факторы. Так, численность озимой совки наиболее тесно связана с показателями ГТК, хлебной жужелицы и злаковых тлей – с показателями потепления климата, проволочников и ложнопроволочников, а также клопов чере-пашек – с объёмами применения химической защиты растений.

На основании полученных данных созданы компьютерные карты распространения и уровня вредоносности основных вредителей посевов озимой пшеницы в Лесостепи.

Ключевые слова: экологические факторы, насекомые-фитофаги, потепление климата, озимая пшеница, защита растений.

KOZAK A.P. Influence of the ecological factors on a state of the in-sect – phytophages populations of the winter wheat in the Forest-Steppe of Ukraine. - Manuscript.

The dissertation to confer a scientific degree of candidate of the agricul-tural sciences on speciality 03.00.16 - ekology. - Institute of Plant Protection UAAN. - Kiyv, 2006.

The carried out studies have allowed to ground the group of the ecol-ogically constant species of the insect-pests of the winter wheat in the Forest-Steppe of Ukraine, among those the economic dominants are presented. The algorithm for calculation of the complex harmfulness for system analysis da-tabase was offered. Check its reliability in field in the Forest-Steppe of Ukraine has shown that probability calculation forms 95,5%.

The Analysis of the correlative connections of the main insect-pests densities of the winter wheat in the Forest-Steppe of the Ukraine with indices of hydro-thermal coefficient, dynamics of the grow