ХАРКІВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ АГРАРНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

імені В.В. ДОКУЧАЄВА

САМЕР Махмуд Мухамад Хасан

УДК 632.914:[632.7:634.11

Закономірності багаторічної динаміки популяцій

та прогноз масових розмножень яблуневої

плодожерки у східному лісостепу україни

03.00.09 - ентомологія

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата сільськогосподарських наук

Харків - 2000

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Харківському державному аграрному університеті імені В.В. Докучаєва, Міністерство аграрної політики України

Науковий керівник - доктор біологічних наук, професор БІЛЕЦЬКИЙ Євген Миколайович, Харківський державний аграрний університет ім. В.В. Докучаєва, завідувач кафедри зоології та ентомології.

Офіційні опоненти: доктор сільськогосподарських наук, старший науковий співробітник ЧУМАК Віктор Олексійович, Інститут ефіроолійних та лікарських культур УААН, завідувач лабораторії захисту та імунітету рослин;

доктор сільськогосподарських наук, доцент ШЕЛЕСТОВА Валентина Сергіївна, Національний аграрний університет, професор кафедри ентомології та біологічного захисту рослин.

Провідна організація - Мліївський інститут садівництва ім. Л.П. Семеренка УААН, (сгт. Мліїв, Городищенський р-н, Черкаська обл.).

Захист дисертації відбудеться "28" листопада 2000 р. о 12 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 64.803.02 в Харківському державному аграрному університеті ім. В.В. Докучаєва: 62483, Харківська обл., п/вКомуніст - 1" ХДАУ, учбовий корпус № 4, аудиторія 418.

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

Автореферат розіслано "27" жовтня 2000 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради М.О. Білик

Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. Серед шкідників плодів яблуні одним з розповсюджених і шкодочинних є яблунева плодожерка (Carpocapsa = Laspeyresia pomonella L.), її гусениці часто пошкоджують від 50 до 90урожаю яблук, пошкодженість в урожаї 4-5плодів означає для садоводів зменшення прибутку.

Цьому шкіднику притаманні масові розмноження, які повторюються циклічно та виникають одночасно в різних регіонах. Однак до теперішнього часу закономірності масових розмножень шкідливих комах, в тому числі яблуневої плодожерки, вивчені недостатньо. Як свідчить огляд літературних джерел популяційна динаміка яблуневої плодожерки в Україні не вивчена та не розроблені теоретичні засади її довгострокового та багаторічного прогнозів. В останні роки, в зв'язку з переходом до інтегрованого управління динамікою популяцій шкідливих та корисних організмів у агроекосистемах садових насаджень на основі прогнозів і спрямованого використання методів та засобів захисту рослин, виникла гостра потреба регіонального вивчення багаторічної динаміки популяцій яблуневої плодожерки, розробки теоретичних основ і методів прогнозу масового розмноження цього шкідника. Це одна з актуальних проблем, без вирішення якої неможливий екологічно орієнтований захист плодових насаджень від шкідливих комах.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Тема дисертаційної роботи є складовою головного напрямку роботи кафедри зоології та ентомології Харківського державного аграрного університету ім. В.В. Докучаєва "Обгрунтувати теорію та розробити прийоми управління динамікою популяцій комах у агробіоценозах на основі екологічних прогнозів різної завчасності". Номер державної реєстрації 0100U003469.

Мета і завдання досліджень. Мета досліджень – обгрунтувати закономірності популяційної динаміки яблуневої плодожерки та розробити багаторічний прогноз масового розмноження цього шкідника у Східному Лісостепу України.

У відповідності до цього вирішувалися такі завдання:

· обгрунтувати зв'язок масових розмножень яблуневої плодожерки з космічними та кліматичними чинниками;

· вивчити фенологію та динаміку чисельності яблуневої плодожерки на стаціонарних ділянках Харківського пункту сигналізації та прогнозів в залежності від метеорологічних чинників;

· розробити регіональний багаторічний прогноз масового розмноження яблуневої плодожерки.

Об'єкт дослідження – багаторічна динаміка популяцій яблуневої плодожерки.

Предмет дослідження – закономірності динаміки популяцій яблуневої плодожерки у Східному Лісостепу України.

Методи дослідження. Статистичний – для виявлення закономірностей масових розмножень яблуневої плодожерки; аналого-історичний метод – для аналізу масових розмножень цього шкідника в минулому; міжсистемний метод прогнозування – для розробки багаторічного регіонального прогнозу масового розмноження яблуневої плодожерки на основі теорії циклічності динаміки популяцій з використанням у якості предиктору різких змін сонячної активності; метод екстраполяційного прогнозування початку наступного масового розмноження яблуневої плодожерки; польовий метод – для вивчення фенології і сезонної динаміки чисельності яблуневої плодожерки на стаціонарних ділянках.

Наукова новизна результатів досліджень. В процесі системних досліджень вперше виявлено циклічність масових розмножень яблуневої плодожерки в Східному Лісостепу України; вперше виділені сторічні популяційні цикли цього шкідника. Доведена залежність масових розмножень яблуневої плодожерки від різких змін сонячної активності, посух і форм атмосферної циркуляції. Ці результати є теоретичною основою щодо розробки багаторічного прогнозу масового розмноження яблуневої плодожерки. На основі виконаної експертної оцінки нами вперше показана неспроможність річних кількісних прогнозів чисельності яблуневої плодожерки та причини їх помилковості як в Україні, взагалі, так і в Харківській області, зокрема.

На відміну від існуючих уявлень щодо популяційної динаміки яблуневої плодожерки, обгрунтовано залежність її, насамперед, від тривалості сонячного сяйва, коливань температури повітря, опадів, які функціонально пов'язані з різкими змінами сонячної активності в 11-річних циклах.

Доведено циклічність пошкодженості плодів яблуні гусеницями плодожерки, яка синхронізована з різкими змінами сонячної і геомагнітної активності (критерій узгодженості відповідно ?2 = 8,45, р < 1; ч2 = 9,55, р < 

Вперше, з урахуванням різких змін сонячної активності, розроблено багаторічний прогноз масового розмноження яблуневої плодожерки у Східному Лісостепу України.

Практичне значення одержаних результатів. На основі встановлених закономірностей динаміки чисельності яблуневої плодожерки вперше розроблено багаторічний прогноз її масових розмножень, який пропонується використовувати Службі сигналізації і прогнозів в якості фонового для розробки річних прогнозів розвитку яблуневої плодожерки у Східному Лісостепу України.

Особистий внесок здобувача. Особисто автором обгрунтовано тему дисертаційної роботи, розроблено програму та методику досліджень. Виконано історико-статистичний аналіз масових розмножень яблуневої плодожерки, обгрунтовано зв'язок її масових розмножень з космічними та кліматичними чинниками, проведено стаціонарні дослідження фенології і динаміки чисельності цього шкідника. Сумісно з керівником професором Є.М. Білецьким розроблено багаторічний прогноз масового розмноження яблуневої плодожерки у Східному Лісостепу України.

Апробація роботи. Основні результати досліджень доповідалися автором:

· науково-теоретичних конференціях професорсько-викладацького складу факультету захисту рослин ХДАУ (1998-1999 рр.);

· на Всеукраїнський конференції молодих вчених (м. Харків, 2000 р.).

Публікації. За матеріалами дисертації опубліковано три статті в журналі "Известия Харьковского энтомологического общества" і тези в матеріалах Всеукраїнської конференції молодих вчених "Агроекологія як основа стабільності сільського господарства".

Обсяг та структура дисертації. Дисертаційна робота викладена на 141 сторінках комп'ютерного тексту, складається зі вступу, чотирьох розділів, заключення, висновків, списку використаних літературних джерел в кількості 211 найменувань, одного додатку, містить 19 таблиць. Таблиці, список використаних літературних джерел, та додаток займають 27 сторінок.

Основний зміст дисертації

Спалахи масового размноження комах.

Закономірності, теоретичне обгрунтування та прогноз

Масові розмноження комах давно відомі людству. Окремі спалахи чисельності інколи охоплюють площі в десятки й тисячі квадратних кілометрів, наносячи при цьому велику шкоду народному господарству. Причини та сутність спалахів масового розмноження комах, які складають близько 80 % тваринного світу, це одне з складних екологічних питань. Перш за все, не всяке збільшення щільності популяцій виду є спалахом. Під час масового розмноження, внаслідок гетерозису в найбільшому ступені проявляється генетичний поліморфізм, що сприяє добору в популяціях.

Сутність і причини масових розмножень комах до теперішнього часу вивчені недостатньо, особливо одночасність спалахів одного або декількох видів шкідників на великій території та в різних регіонах.

Синхронізацію масових розмножень у різних видів і одночасну їх появу намагались пояснити існуванням в природі загальної, а саме кліматичної причини цього явища. Однак більшість екологів вважає таке пояснення однобоким і наводять в зв'язку з цим чисельні приклади, які суперечать кліматичній концепції синхронності спалахів чисельності багатьох видів тварин, в тому числі, комах.

Щодо багаторічних прогнозів масового розмноження комах, наводиться аналітичний огляд літератури. Підкреслюється, що теоретичні концепції динаміки популяцій комах, які описують і пояснюють річні або сезонні зміни чисельності на основі одного – двох екологічних факторів не можуть бути підгрунтям складання прогнозу їх масового розмноження. Для розробки багаторічного прогнозу необхідні інформаційні матеріали щодо масових розмножень шкідливих комах у минулому. Ці хроніки масових розмножень заключають в собі інформацію про інтегральний вплив всіх екологічних чинників на кінцеву чисельність комах, в тому числі яблуневої плодожерки.

Огляд літератури дозволяє зробити висновок про недостатню вивченість закономірностей популяційної динаміки яблуневої плодожерки та відсутності методів прогнозу її чисельності. Виключення складають роботи В.С. Шелестової (1995, 1996, 1997) та деяких інших дослідників, які дозволяють відповісти на актуальне питання прогностики в захисті рослин: коли слід очікувати початок наступного масового розмноження яблуневої плодожерки в Північному та Північно-західному Лісостепу України.

Оцінюючи в цілому результати досліджень екології яблуневої плодожерки з часів С.А. Мокржецького робиться висновок про те, що закономірності масових розмножень цього шкідника вивчені ще недостатньо, особливо у відношенні умов, за яких виникає її масове розмноження та можливість прогнозу цього складного екологічного явища, а також повторюваність масових розмножень у просторі та часі.

Обгрунтування напрямку досліджень.

Методика досліджень.

Місце та умови досліджень

Значення прогнозування в захисті рослин швидко зростає, особливо передбачення масових розмножень шкідливих організмів. Дослідження його методологічних і технологічних засад є досить актуальним питанням. Прогнозування появи шкідливих організмів має справу із складними біологічними системами, тому що елементи прогнозування, а саме, упереджене відображення дійсності притаманні складним біологічним системам.

Дослідження закономірностей масового розмноження яблуневої плодожерки виконували згідно методології системного підходу (Авер'янов, 1985), розглядаючи масові розмноження як цілісний процес розвитку та функціонування популяцій у просторі та часі з урахуванням зв'язку, взаємодії та синхронізації з космічними та кліматичними чинниками, які створюють у біосфері та біогеоценозах циклічний фон (Дружинін, Сазонов, Ягодинській, 1974).

Історичні дані щодо масових розмножень яблуневої плодожерки аналізували за допомогою статистичного методу, який дозволяє виділити закономірності популяційних циклів і їх зв'язок з різкими змінами сонячної активності (Білецький, 1992, 1995).

Повторюваність посух і масових розмножень яблуневої плодожерки у Східному Лісостепу України оцінювали з позицій концепції природної циклічності А.О. Максимова (1984), як зміну фаз прироного циклу. При цьому посухи розглядали, як один з елементів фази, у зв'язку зі змінами радіаційного фону місцевості, яким характеризується тривалість сонячного сяйва.

Вивчення фенології та сезонної динаміки чисельності яблуневої плодожерки проводили згідно методики прийнятої для пунктів сигналізіції та прогнозів України.

Теоретичні та статистичні дослідження виконано у 1996-1998 рр. на кафедрі зоології та ентомології Харківського державного аграрного університету ім. В.В. Докучаєва. Дослідження сезонної динаміки яблуневої плодожерки проводили в саду учбово-дослідного господарства ХДАУ ім. В.В. Докучаєва та на стаціонарних ділянках Харківського ПСП.

Багаторічний прогноз масового розмноження яблуневої плодожерки розроблено за методикою Є.М. Білецького (1992).

Динаміка популяцій яблуневої плодожерки

Важливість досліджень динаміки популяцій у просторі та часі швидко зростає, що пов'язане з необхідністю прогнозування появи шкідників сільського господарства.

Яблунева плодожерка відноситься до групи полівольтинних видів зі сталим сезонним ритмом динаміки чисельності в зв'язку з повторенням ритмів умов існування.

Проаналізовано різноманітний характер відповідності розвитку яблуневої плодожерки з погодними умовами в роки проведення досліджень. Показано, що в сезонній динаміці яблуневої плодожерки серед чинників навколишнього середовища значне місце займає тривалість сонячного сяйва, яка впливає на строки проходження шкідником фенофаз.

Так, у 1996 році в саду учбово-дослідного господарства ХДАУ ім. В.В. Докучаєва початок залялькування гусениць яблуневої плодожерки, що перезимували, відмічено 30 квітня, в 1997 р. – 29 квітня, у 1998 р. – 2 травня. Початок льоту метеликів у 1996 р. – 13 травня, 1997 р. – 11 травня і 1998 р. – 16 травня. Початок відродження гусениць першого покоління в 1996 і 1998 рр. практично співпав з сумою ефективних температур (СЕТ) 230 0С, що відповідає даним В.П. Васильєва, І.З. Лівшиця (1984), але в 1997 р. відродження гусениць відбулося при СЕТ 184 0С. На наш погляд це пов'язано з тим, що в Харківському районі в ці роки (1996-1999 рр.) відмічені відхилення від середньої багаторічної норми в тривалості сонячного сяйва (ТСС). Як показав аналіз, ТСС на протязі вегетаційного періоду закономірно змінювалась. Так, у 1996 році загальна сума ТСС за вегетаційний період (квітень-вересень) склала 1488 год., 1997 р. – 1287 год. і у 1998 р. відповідно 1888 год. Середня багаторічна норма ТСС у Харківському районі складає 1453 год. За кількісними даними 1996 р. за ТСС був в межах середньої багаторічної норми, 1997 р. – з недобором 166 год., а 1998 р. відзначався аномально високою тривалістю сонячного сяйва (+435 годин).

Отже, індивідуальний розвиток яблуневої плодожерки і її окремих стадій тісно пов'язані не лише з температурою, але й із тривалістю сонячного сяйва. Очевидно, цим можна пояснити співпадання масових розмножень яблуневої плодожерки з роками посух. Як відомо, в роки посух, як правило, збільшується ТСС, як одного з чинників радіаційного режиму місцевості (Русін, 1979), а радіаційний режим визначає біологічні ритми комах і знаходиться в причинно-наслідковому зв'язку з сонячною активністю. Більш того М.П. Русін (1979) вважає, що у комах та інших пойкілотермних тварин радіаційний режим, окрім температурного, прямо або опосередковано визначає час їх появлення, умови розвитку і загибель.

Таким чином, в динаміці чисельності яблуневої плодожерки важливу роль відіграють відхилення температури повітря, суми опадів і тривалості сонячного сяйва, функціонально пов'язані з різкими змінами сонячної і геомагнітної активності.

Про це свідчать дані щодо пошкодженості плодів яблуневою плодожеркою в Харківській області у 1966-1984 рр. і її зв'язки з різкими змінами сонячної і геомагнітної активності. За період 1966-1984 рр зафіксовано 8 років з різкими змінами СА (1967, 1971-1973, 1975, 1978-1979, 1983). В роки різких змін СА відбулося 7 (87,5змін у динаміці шкодочинності яблуневої плодожерки; в інші роки (11 років) відбулося лише дві зміни (18,2За названий період відбулося 14 різких змін геомагнітної активності (1965-1969, 1971, 1975, 1977-1983 рр.), в роки геомагнітних реперів відмічено 13 змін в динаміці пошкодженості плодів гусеницями яблуневої плодожерки, або 92,8в інші роки (5 років) відбулася лише одна зміна, або 20Критерії узгодженості хі-квадрат склали відповідно ?2 ,45, р < 1і ?2 ,55, р < 1

Згідно С.А. Мокржецькому (1902), яблунева плодожерка є космополітом, вона сильно шкодить яблуні в Європі, США, Південній Америці, Південній Африці, Індії, Австралії, Новій Зеландії, Канаді, Тасманії. Цьому шкідникові, як тепер відомо (Хасан Самер, 1999), притаманні спалахи масових розмножень, які можуть одночасно виникати на великій території, в різних країнах і регіонах (табл. 1). Крім того, вони повторювались циклічно через 2-3, 4-7, 9, 11, 16-18, 23 та 66 років.

Таблиця 1

Хроніки масових розмножень яблуневої плодожерки

в різних регіонах світу

Роки масових розмножень Регіони

1735 Голландія

1746 США (Массачусетс)

1822 Австрія

1840-1844 Південна Австралія, Південна Америка, США (штат Нью-Йорк), Південна Африка, Індія, Тасманія, Нова Зеландія, Санкт-Петербургська губернія

1855-1856 Південна Австралія, Південна Америка, Південна Африка, Тасманія, США (штат Віктория), Україна

1861 Тасманія

1868-1870 Бразилія, Новая Зеландія, Росія, США (штати Мічиган та Ютта), Україна

1874 Каліфорнія, Новая Зеландія

1879-1880 США (штат Мічиган), Україна

1885-1886 Південна Австралія, Південна Африка, США (штати Іллінойс, Каліфорнія), Україна

1888-1890 США (штати Мічиган, Каліфорнія, Канзас, Мен), Украина

1892-1896 Німеччина, США (штати Нью-Йорк, Небраска), Україна

1912-1913 Молдавія, Росія (Поволзька та Чернігівська губернії), США (штат Нью-Йорк)

1922-1926 Україна (південь і схід)

1933-1937 Вірменія, Башкирія, Білорусія, Казахстан, Центрально-Черноземна область, Татарстан, Киргизстан, Средня Азія, Україна

1944-1945 Средня Азія

1950-1952 Україна

1955-1958 Австрія, Австралія, Болгарія, Німеччина, Канада, Румунія, Україна, Франція

1960-1963 Болгарія, Україна

1986-1987 Україна

1993-1997 Україна

Примітка: підкреслені дати – глобальні спалахи масового розмноження яблуневої плодожерки

Циклічність масових розмножень яблуневої плодожерки та їх синхронність на великій території має фундаментальне значення для теорії та практики прогнозування наступних спалахів чисельності на декілька років вперед.

За кордоном неодноразово намагались встановити закономірності масових розмножень та пов'язати їх із чергуванням посушливих та вологих періодів, з посухами та сонячною активністю. При цьому чітких зв'язків встановити не вдалося.

З метою запобігання попередніх помилок, за рекомендацією А.І. Воронцова (1962), було використано сучасне вчення щодо типів макросиноптичних процесів та багаторічних коливань загальної циркуляції атмосфери.

Нами вперше проведено аналіз масових розмножень яблуневої плодожерки в різних регіонах світу в зв'язку з формами атмосферної циркуляції: західною (W), східною (E) та меридіональною (C) за 264 роки (табл. 2).

Таблиця 2

Масові розмноження яблуневої плодожерки в різних регіонах світу

та зміна форм атмосферної циркуляції

Роки масових розмножень Форма циркуляції Період існування форми циркуляції, роки

1735 С 1731-1735

1746 C 1741-1747

1822 C 1818-1826

1840-1844 W 1840

C 1841-1844

1855-1856 C 1854-1857

1861 W 1861-1864

1868-1870 C 1865-1868

W 1869-1870

1874 W 1873-1874

1879-1880 C 1875-1880

1885-1886 W 1881-1885

C 1886-1891

1888-1890 C 1886-1891

1892-1896 W 1892

E 1893-1894

W 1895-1896

1912-1913 C 1910-1914

1922-1926 C 1920-1924

1933-1937 C 1930-1935

1944-1945 E 1936-1939

1950-1952 E 1950

W 1951

C 1952-1955

1955-1958 W 1956

E 1957-1958

1960-1963 E 1960

W 1961

C 1962-1965

1986-1988 C 1983-1988

1993-1997 W 1990

Як свідчать дані таблиці, з 21 масового розмноження яблуневої плодожерки 12 (57,1розпочинались за меридіональною формою атмосферної циркуляції, 6 (28,6– за західною та 3 (14,3– за східною формою.

Аналогічні результати одержані нами й для України (табл. 3). Так, із 13 масових розмножень яблуневої плодожерки в Україні 7 (53,8починались за меридіональною формою циркуляції, 4 (30,8– за східною та 2 (15,4– за західною формою.

Таблиця 3

Масові розмноження яблуневої плодожерки в Україні та зміна форм атмосферної циркуляції

Роки масових розмножень Форма циркуляції Період існування форми циркуляції, роки

1855-1856 C 1854-1857

1868-1869 C 1865-1868

W 1869-1870

1879-1880 C 1875-1880

1885 W 1881-1885

1888-1890 C 1886-1891

1894-1896 E 1893-1894

W 1895-1896

1898-1899 C 1897-1903

1936-1937 E 1936-1939

1950-1952 E 1950

W 1951

C 1952-1955

1955-1956 C 1955

W 1956

1960-1961 E 1960

W 1961

1986-1987 C 1983-1988

1993-1997 W 1990-1996

Таким чином, переважна більшість спалахів масового розмноження цього шкідника (71,4для всього світу та 84,6– для України) спостерігались за антициклонічною погодою (С та Е форми атмосферної циркуляції).

Відомо, що антициклонічна погода супроводжується підвищеням температури та відсутністю опадів, тобто такі роки є посушливими. В зв'язку з цим нами виконані статистичні дослідження синхронності масових розмножень яблуневої плодожерки та посух в Україні (табл. 4).

Таблиця 4

Синхронність масових розмножень яблуневої плодожерки з роками посух в Східному Лісостепу України

Роки масових розмножень Роки посух

1855-1856 1855-1856

1868-1869 1868

1879-1880 1878, 1880

1885 1885

1888-1890 1888-1890

1894-1896 1894-1896

1898-1899 1898-1899

1936-1937 1936-1937

1950-1952 1950-1952

1955-1956 1953-1956

1960-1961 1959, 1961

1986-1987 1984-1986

1993-1997 1991-1996

c2 = 8,1 p < 1

Так, з 13 масових розмножень яблуневої плодожерки 12 (92,3починались точно в роки посух або через один рік після них. І лише одне масове розмноження 1993-1997 року відбулося дещо пізніше, однак цей спалах тривав 5 років, із яких 3 роки (1994-1996) були в регіоні гостро посушливими. Посухи ж, як відомо (Дружинін Сазонов, Ягодинський, 1974), функціонально пов'язані з сонячною активністю і, перш за все, її різкими змінами. Таким чином, для багаторічного прогнозу масового розмноження яблуневої плодожерки необхідно використовувати сонячну активність, яка є системоутворюючим чинником.

Методи прогнозу динаміки популяцій комах

В захисті рослин використовуються чотири види фітосанітарних прогнозів: багаторічні – на період п'ять і більше років; довгострокові (на один-два роки, на сезон); короткострокові (на термін до одного місяця); сигналізація (Поляков, Персов, Смирнов, 1984).

Проведено оцінку сучасних методів прогнозу динаміки популяцій шкідливих комах. Показано, що серед існуючих підходів переважають кількісні методи, які базуються на статистичному аналізі динамічних рядів цифрових показників таких як середні показники щільності шкідника на одиницю площі, об'єму, дерево і т.д., коефіцієнти розмноження та заселеності, середні температури або їх сума, опади. Такі прогнози, як свідчить проведений нами аналіз, не мають передбачувальної сили й ними не можливо користуватися, оскільки вони виправдовуються на 30 % для України і 35– для Харківської області.

Помилковість кількісних прогнозів динаміки популяцій шкідливих комах, у тому числі й яблуневої плодожерки, полягає в тому, що до теперішнього часу при прогнозуванні використовується застаріла, безсистемна методологія, яка потребує заміни. В її основі – оцінка зовнішніх чинників середовища, без врахування внутрішньої активності популяцій, які володіють історичною пам'яттю (Пригожин, Николис, 1973, Пригожин, 1985) і здатні циклічно давати спалахи масового розмноження.

Важливою причиною помилковості прогнозів динаміки чисельності яблуневої плодожерки, а можливо й інших шкідливих комах, є недостовірність вихідних кількісних даних. Це накладає деякі обмеження на розробку кількісних прогнозів, оскільки вміст у вихідній інформації гіпотетичних частин забезпечує в прогнозах елементи невизначеності.

Звідси витікає важливий методологічний та практичний висновок: при прогнозуванні в захисті рослин мають справу зі складними біологічними системами, що не піддаються математичному опису та передбаченню їх поведінки в майбутньому, методи кількісного прогнозу на сучасному рівні знань і якості інформації, яку отримують, поки що не ефективні.

Прогнози в захисті рослин повинні будуватися на засадах якісних закономірностей динаміки популяцій з урахуванням її циклічності і відповідно циклічності прогнозного фону.

Розробка теоретичних засад і методів багаторічного прогнозу масових розмножень шкідливих комах – одна з актуальних проблем екології популяцій. В зв'язку з цим справедливим є вислів В.С. Шелестової (1995) про те, що багаторічний прогноз яблуневої плодожерки та інших видів листовійок на засадах ритмічності, синхронності та циклічності з космічними чинниками має концептуально-стратегічний і тактичний характер щодо захисту яблуневого саду, оскількі здійснення механізмів контролю чисельності шкідників цієї групи є дуже важливим питанням, тому що яблунева плодожерка й інші садові листовійки складають групу не тільки найбільш злісних шкідників яблуні, але й найбільш складних біологічних об'єктів, які мають скритий характер існування.

Аналізуючи чисельність яблуневої плодожерки в Київській області В.С. Шелестовою (1995) було показано, що динаміка популяцій цього шкідника має 10-11-ти річний цикл. При цьому роки її високої чисельності співпадають з роками підвищеної сонячної активності, а роки дипресії спостерігаються в роки "спокійного Сонця". В той же час роки поступового збільшення або зменшення чисельності яблуневої плодожерки співпадають з роками висхідної або низхідної гілок сонячної активності.

Нами отримані інші дані. Так, за останні 139 років (1855-1993) в Україні зареєстровано 13 масових розмножень яблуневої плодожерки з яких 7 (53,8починались точно в мінімумі сонячної активності, 5 (38,5– на низхідній гілці і лише одне масове розмноження (7,8 %) відбулося на підйомі сонячної активності. Неспівпадання даних пояснюється тим, що нами проаналізовано вибірку за 139 років і в цілому для України, в той час як В.С. Шелестова (1995) аналізувала вибірку лише за 23 роки для Київської області. Для різних регіонів світу нами отримані аналогічні результати. Так, з 21 масового розмноження яблуневої плодожерки за період 258 років (1735-1993), 10 (47,6починались точно в рік мінімуму сонячної активності, 8 (38,1– на низхідній гілці і лише 3 (14,3відбулося на підйомі сонячної активності. Тому ми не рекомендуємо використовувати в якості предикторів багаторічного прогнозу фази сонячних циклів і, перш за все, мінімуми сонячної активності, тому що помилка прогнозу може скласти 52,4,8

В 1996 році В.С. Шелестовою та М.Н. Мапезуане (1996) вперше для Київської області було розроблено багаторічний прогноз масового розмноження яблуневої плодожерки з використанням сонячної активності в якості предиктору. Крім того авторами було розроблено модель річного прогнозу чисельності яблуневої плодожерки у вигляді регресійного рівняння, де сонячну активність було введено як рядовий модіфікуючий чинник, разом із середньорічною температурою та сумою опадів.

Однак, в світлі сучасних уявлень, сонячна активність не являє собою рядовий модифікуючий чинник. Вона здійснює вплив на біосферу, біогеоценози та популяції, упорядковує, регулює вплив окремих модифікуючих чинників в динаміці популяцій. При цьому вона здійснює по меншій мірі подвійний ефект: "циклічний фон" змін земних процесів та частину переломів багаторічної динаміки, які викривляють цей циклічний фон (Дружинін, Сазонов, Ягодинский, 1974).

Враховуючи сказане, ми використовували в якості предиктору прогнозу масового розмноження різкі зміни сонячної активності (табл. 5).

Таблиця 5

Масові розмноження яблуневої плодожерки в Україні

і роки різких змін сонячної активності

Роки масових розмножень Роки різких змін сонячної активності

1855-1856 1854 – 1855

1868-1869 1867, 1868

1879-1880 1878, 1880

1885 1885, 1886

1888-1890 1887, 1889, 1890

1894-1896 1894, 1896

1898-1899 1899, 1900

1936-1937 1936-1937

1950-1952 1950-1952

1955-1956 1954, 1956

1960-1961 1961

1986-1987 1986

1993-1997 1993, 1995-1996

По історичним даним наведеним в табл. 5 виконується групування років масових розмножень яблуневої плодожерки в Україні відносно років різких змін сонячної активності:

Роки від екстремуму сонячної активності

-1 0 +1

Частоти початку масових розмножень

2 8 3

Імовірність їх початку, %

15,4 61,6 23,0

З цього розподілу випливає, що з імовірністю 84,6можна прогнозувати наступне масове розмноження яблуневої плодожерки в Україні точно в рік різкої зміни сонячної активності або через рік після реперу. Лише в 15випадків може бути допущено помилку прогнозу із-за деякого випередження популяційною динамікою шкідника різких змін сонячної активності.

Наступне масове розмноження яблуневої плодожерки у Східному Лісостепу України ми прогнозуємо в 2003 року, тобто в рік різкої зміни сонячної активності в 23 циклі.

Висновки

1. Теоретичні узагальнення та результати особистих досліджень свідчать про те, що причини масових розмножень яблуневої плодожерки до теперішнього часу вивчені недостатньо і не розроблені концептуальні основи багаторічного їх прогнозу.

2. Аналіз багаторічної і сезонної динаміки популяцій та вивчення фенології яблуневої плодожерки показали, що суми ефективних температур придатні лише в якості критерію щодо сигналізації строків відродження гусениць і проведення хімічних обробок, а також пояснення сезонної, але не багаторічної динаміки чисельності плодожерки.

3. Масові розмноження яблуневої плодожерки в Україні й інших регіонах світу циклічні, тобто повторюються через 2-3, 4-5, 6-7, 9, 11, 16-18, 23 і 66 років. Аналогічні цикли виділені вченими в динаміці сонячної та геомагнітної активності, атмосферній циркуляції, температурі повітря, атмосферних опадів та інших процесів і явищ.

4. Нами вперше виділені сторічні цикли масових розмножень яблуневої плодожерки: 1822 і 1922-1926 рр.; 1840-1844 і 1944-1945 рр.; 1855-1856 і 1955-1958 рр.; 1861 і 1960-1963 рр.; 1885-1887 і 1986-1987 рр.; 1892-1896 і 1993-1997 рр..

5. Шкодочинність яблуневої плодожерки також циклічна і синхронізована з різкими змінами сонячної і геомагнітної активності. Ця закономірність підтверджена критеріями узгодженості хі-квадрат (c2=8,45, p<1,0; c2=9,55, p<1,0

6. Порівняльний аналіз масових розмножень яблуневої плодожерки в залежності від форм атмосферної циркуляції показав, що більшість (84,6масових розмножень плодожерки мали місце за меридіональною та східною формами атмосферної циркуляції, які створюють антициклонічний тип погоди і лише 15,4їх відбулося за західною формою циркуляції, яка несе вологе повітря на континент.

7. Вперше обґрунтовано синхронність масових розмножень яблуневої плодожерки з роками посух у Східному Лісостепу України. Із 13 масових розмножень плодожерки 12 (92,3розпочиналися точно в роки посух, або через один рік після них. Виключення склав спалах масового розмноження в 1993-1997 рр., коли спостерігалося деяке його запізнення, однак це масове розмноження тривало 5 років, три з яких (1994-1996 рр.) були в названому регіоні гостропосушливими.

8. В результаті проведеної експертної оцінки нами показано, що кількісні прогнози чисельності яблуневої плодожерки в Україні та Харківській області на наступний рік виправдалися лише на 30-35Такі прогнози не мають прогностичної сили тому ними не можна користуватися з практичною метою. Показано причини помилковості річних прогнозів яблуневої плодожерки.

9. Прогнози масових розмножень яблуневої плодожерки рекомендується розробляти на основі сонячно-земних зв'язків і теорії циклічності динаміки популяцій. Такі прогнози дозволяють відповісти на питання, коли треба очікувати початок наступного масового розмноження цього шкідника.

10. З урахуванням різких змін сонячної активності розроблено багаторічний прогноз масового розмноження яблуневої плодожерки у Східному Лісостепу України. Початок чергового масового розмноження цього шкідника в названому регіоні слід очікувати з 2003 року. Цей прогноз пропонується використовувати для організації і проведення захисту яблуневих садів від цього небезпечного шкідника.

Список опублікованих праць за темою дисертації

1. Хасан Самер, Белецкий Е.Н. Цикличность массовых размножений яблонной плодожорки // Изв. Харьковск. энтомол. об-ва. -1997. -Т. 5. -Вып. 2. -С. 153-155. (Доля участі здобувача: узагальнено масові розмноження яблуневої плодожерки в різних регіонах та літературний огляд).

2. Белецкий Е.Н., Хасан Самер, Худжейри Хуссейн Популяционные циклы насекомых // Изв. Харьковс. энтомол. об-ва. -Т. 6. -Вып. 2. -1998. -С. 150-153. (Доля участі здобувача: теоретичне узагальнення закономірностей масових розмножень яблуневої плодожерки).

3. Хасан Самер. Засухи и массовые размножения яблонной плодожорки в Восточной Лесостепи Украины // Изв. Харьковск. энтомол. об-ва. -1999. -Т. 7. -Вып. 1. -С. 149-151.

4. Самер М.М. Хасан. Вплив типів атмосферної циркуляції на багаторічну динаміку яблуневої плодожерки // Агроекологія як основа стабільності сільського господарства: Матер. Всеукр. конф. молодих вчених (Харків, 11-13 жовтня 2000 р.) / Харк. держ. аграр. ун-т. –Харків, 2000. –С. .

Самер Махмуд Мухамад Хасан. Багаторічна динаміка популяцій та прогноз масових розмножень яблуневої плодожерки у Східному Лісостепу України. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеню кандидата сільськогосподарських наук зі спеціальності 03.00.09 - ентомологія. -Харківський державний аграрний університет ім. В.В. Докучаєва, Харків, 2000.

Теоретичні узагальнення свідчать про те, що причини масових розмножень яблуневої плодожерки до теперішнього часу вивчені недостатньо і не розроблені концептуальні основи багаторічного їх прогнозу.

Нами показано, що суми ефективних температур придатні лише в якості критерію щодо сигналізації строків відродження гусениць і проведення хімічних обробок, а також пояснення сезонної, але не багаторічної динаміки чисельності плодожерки.

Обґрунтовано синхронність масових розмножень яблуневої плодожерки з роками посух у Східному Лісостепу України. Показано, що більшість масових розмножень плодожерки мали місце за меридіональною та східною формами атмосферної циркуляції, які створюють антициклонічний тип погоди.

Масові розмноження яблуневої плодожерки в Україні й інших регіонах світу циклічні і синхронізовані у часі. Основний синхронізатор – сонячна активність і її різкі зміни, як один із глобальних екологічних чинників. Фактичні і прогностичні показники сонячної активності можна використовувати у якості системоутворюючого чинника для пояснення закономірностей циклічності динаміки популяцій і прогнозу масових розмножень яблуневої плодожерки.

На основі теорії циклічності динаміки популяцій і міжсистемного методу прогнозування, вперше розроблено багаторічний прогноз масового розмноження яблуневої плодожерки у Східному Лісостепу України. Початок чергового масового розмноження цього шкідника в названому регіоні слід очікувати з 2003 року.

Ключові слова: яблунева плодожерка, динаміка популяцій, циклічність, сонячна і геомагнітна активність, прогноз.

Самер Махмуд Мухамад Хасан. Многолетняя динамика популяций и прогноз массовых размножений яблонной плодожорки в Восточной Лесостепи Украины. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук по специальности 03.00.09 - энтомология. Харьковский государственный аграрный университет им. В.В. Докучаева, Харьков, 2000.

До настоящего времени причины массовых размножений яблонной плодожорки изучены недостаточно. Кроме того, остаются неразработанными концептуальные основы многолетнего их прогноза.

Проведенные теоретические обобщения и результаты собственных исследований показали, что суммы эффективных температур пригодны лишь в качестве предиктора для сигнализации сроков отрождения гусениц яблонной плодожорки и проведения мероприятий по защите сада, но не для многолетнего прогноза массовых размножений этого вредителя.

Обоснована синхронность массовых размножений яблонной плодожорки с годами засух в Восточной Лесостепи Украины. Показано, что из 13 массовых размножений 92,3начинались точно в годы засух или через один год после них и только 7,7произошло в другие годы.

Впервые показано, что большинство массовых размножений этого вредителя (84,6 происходило при меридиональной и восточной формах атмосферной циркуляции, которые создают антициклонический тип погоды. И только 15,4их происходило при западной форме циркуляции, которая несет на континент влажный воздух.

Показано, что большое значение в динамике популяций яблонной плодожорки имеют отклонения продолжительности солнечного сияния, температуры воздуха и осадков, которые функционально связаны с резкими изменениями солнечной активности в 11-летних циклах.

Показано, что динамика популяций яблонной плодожорки циклична и зависит от циклических изменений солнечной и геомагнитной активности, которые прямо или опосредованно регулируют все процессы в биосфере, в том числе климатообразующие факторы и метеорологические элементы, которые оказывают влияние на развитие популяций насекомых. Так, массовые размножения яблонной плодожорки повторялись через 2-3, 4-5, 6-7, 9, 11, 16-18, 23 и 66 лет. Нами впервые выявлены вековые (столетние) циклы в многолетней динамике этого вредителя: 1822 и 1922-1926 гг.; 1840-1844 и 1944-1945 гг.; 1855-1856 и 1955-1958 гг.; 1861 и 1960-1963 гг.; 1885-1887 и 1986-1987 гг.; 1892-1896 и 1993-1997 гг.

Вредоносность яблонной плодожорки также циклична и синхронизирована с резкими изменениями солнечной и геомагнитной активности. Эта закономерность подтверждена критериями согласия хи-квадрат (c2=8,45, p<1,0 %; c2=9,55, p<1,0 %).

Рекомендуется разрабатывать прогнозы массовых размножений яблонной плодожорки на основе солнечно-земных связей и теории цикличности динамики популяций.

С учетом резких изменений солнечной активности разработан прогноз массового размножения яблонной плодожорки в Восточной Лесостепи Украины. Начало очередного массового размножения этого вредителя в названном регионе следует ожидать с 2003 года. Этот прогноз рекомендуется использовать для организации и проведения защитных мероприятий в насаждениях яблони от этого опасного вредителя.

Ключевые слова: яблонная плодожорка, динамика популяций, цикличность, солнечная и геомагнитная активность, прогноз.

Samer Mahmud Muhamad Hasan. Many-year populations dynamics and prognosis of mass reproduction of Codling Moth in the Eastern Forest-Steppe Zone of Ukraine. - Manuscript.

The thesis is presented to complete for the degree of a candidate of science, speciality 03.00.09 - entomology. Kharkov State Agrarian University, Kharkov, 2000.

Theoretical generalizations carried out testify to the fact the reasons of mass populations of Carpocapsa pomonella have not been sufficiently studied up to the present time and not concept basis of their many-year prognosis has been worked out.

We have found out that the sums of effective temperatures are valid as a criterion of signalizing the regeneration of caterpillars to carry out chemical treatment, they can also be helpful in accounting for seasonal dynamics of this pest's dynamics but fail to explain many-year dynamics of populations of this pest.

Coincidence of mass population of Carpocapsa pomonella with draught years in the Eastern Forest-Steppe Zone of Ukraine was based on. It has been shown that muss of this pest's mass population occurred during Meridium and Eastern Types of atmosphere circulation which form anticyclonic type of weather.

Mass population of the Carpocapsa pomonella both in Ukraine and other parts of the world are cyclic in character and synchronized in time. The main synchronizing – solar activity and its sharp changes – is one of global ecological factor.

Actual and prognostic indices of solar activity can be used as a system-forming factor to account for natural law of cyclicity of population dynamics as well as to make prognosis of the pest's mass population.

Basing on the theory of cyclicity of population dynamics and viewing the intersystem method of prognosing it has been worked out for the first time a many-year prognoses of the Carpocapsa pomonella mass populations for the Eastern Forest-Steppe Zone of Ukraine.

The beginning of the next coming mass population of this pest is to be expected from 2003.

Key words: Carpocapsa pomonell, population dynamics, cyclicity, solar and geomagnetic activity, prognosis.