Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Биологические особенности колорадского жука и защита картофеля от фитофага в лесостепи Новосибирского Приобья

ВАК РФ 06.01.07, Плодоводство, виноградарство

Автореферат диссертации по теме "Биологические особенности колорадского жука и защита картофеля от фитофага в лесостепи Новосибирского Приобья"

На правах рукописи

ЧУЛИКОВА Наталья Сергеевна

БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ КОЛОРАДСКОГО ЖУКА И ЗАЩИТА КАРТОФЕЛЯ ОТ ФИТОФАГА В ЛЕСОСТЕПИ НОВОСИБИРСКОГО ПРИОБЬЯ

06.01.07 - защита растений

Автореферат

диссертации на соискание учёной степени кандидата сельскохозяйственных наук

10 ОКТ 2013

Новосибирск - 2013

005534794

Работа выполнена на кафедре энтомологии и биологической защиты растений Новосибирского государственного аграрного университета в 2007-2011 гг.

Научный руководитель: кандидат сельскохозяйственных наук, доцент

Цзеткова Вера Павловна

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, старший научный

сотрудник

Ильиных Александр Васильевич

кандидат сельскохозяйственных наук Орлова Елена Арнольдовна

Ведущее учреждение: Кемеровский государственный

сельскохозяйственный институт

Защита состоится 29 октября 2013 г. в Ю00 часов на заседании диссертационного совета ДКМ 220.048.02 при Новосибирском государственном аграрном университете (630039, г. Новосибирск, ул. Добролюбова, 160; тел/факс: (383)267-05-10)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Новосибирского государственного аграрного университета

Автореферат разослан ■Л6 сентября 2013 г.

Учёный секретарь диссертационного совета

Широких П. С.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. В Новосибирской области с населением 2,7 млн. человек, картофель в настоящее время возделывается на площади 53 ООО га с урожайностью, не превышающей 10-11 т/га. Одной из причин этого является недобор урожая картофеля до 100% от повреждений, наносимых колорадским жуком. Столь опасным этого вредителя делает чрезвычайная экологическая пластичность вида, позволяющая ему легко адаптироваться к изменениям условий среды обитания, сохраняя при этом высокую потенциальную жизнеспособность, высокий коэффициент размножения и вредоносность, что способствует быстрому приспособлению к изменениям биотических факторов, закреплению и активному размножению вида в новых географических зонах (Глёз, Черкашин, 2002).

Актуальность данных исследований обусловлена малой изученностью биологии колорадского жука на территории лесостепи Приобья. Особый интерес представляет выяснение влияния абиотических факторов среды на вредителя и адаптации мер борьбы с ним в условиях региона. В связи с этим возникла необходимость в уточнении биологических особенностей жука, определении его вредоносности на разных сортах картофеля, оценке эффективности препаратов для снижения его численности.

Цель исследований - изучение влияния погодно-климатических и трофических связей на биологические особенности колорадского жука и оптимизация защитных мероприятий в условиях лесостепи Новосибирского Приобья

В задачи исследований входило:

1. Выявить особенности сезонного цикла развития, динамику численности колорадского жука и степень повреждения, наносимую им растениям, на сортах картофеля различных групп спелости в зависимости от абиотических факторов;

2. Определить прожорливость личинок и имаго на разных сортах картофеля;

3. Оценить эффективность химических и биологических инсектицидов против колорадского жука на сортах различных групп спелости;

4. Дать экономическое обоснование целесообразности применения инсектицидов против колорадского жука.

Научная новизна. Впервые в условиях лесостепи Новосибирского Приобья выявлены особенности сезонного цикла развития колорадского жука: начало весеннего выхода имаго из почвы, длительность фаз развития фитофага в течение сезона в зависимости от температуры воздуха и почвы, количества осадков и условий зимнего периода. Определена численность и прожорливость вредящих стадий фитофага, и эффективность инсектицидов на сортах картофеля различных групп спелости.

Основные положения, выносимые на защиту:

- сезонный цикл развития, динамика численности колорадского жука и интенсивность повреждений, наносимых им растениям картофеля различных

сортов, обусловленные погодно-климатическими и трофическими факторами;

- зависимость прожорливости личинок и имаго от возрастных особенностей

фитофага и сортовых свойств картофеля;

- эффективность химических и биологических инсектицидов, снижающих численность колорадского жука на сортах различных групп спелости.

Практическая значимость и реализация результатов исследований. Высокая эффективность последовательной химической обработки посадок картофеля против колорадского жука подтверждена производственной проверкой на Искитимском Государственном сортоиспытательном участке (Искитимский район Новосибирской области). Биологическая эффективность препаратов составила 90%, урожайность - 17,5 т/га, прибавка урожая от защитных мероприятий — 36%. Результаты исследований вошли в рекомендации «Сорт картофеля, как способ оптимизации фитосанитарного состояния посадок культуры в отношении колорадского жука» (Малюга и др., 2012).

Материалы диссертации использованы для разработки интегрированной системы защиты картофеля от колорадского жука.

Апробация работы. Основные результаты исследований были представлены на Учёном совете агрономического факультета ФГБОУ ВПО «Новосибирский государственный аграрный университет» (Новосибирск, 2009-2012 гг.); на Всероссийском конкурсе на лучшую научную работу среди студентов, аспирантов и молодых ученых высших учебных заведений Минсельхоза России (Новосибирск, 2009 г., 2011 г.; Москва, 2009 г.; Орёл, 2011 г.); на научной конференции аспирантов НГАУ на немецком языке (Новосибирск, 2010 г.); на Международной научной конференции «Фито санитарная безопасность агроэкосистем» (Новосибирск, 2010 г.); на П дискуссионной площадке СО Россельхозакадемии «Инновационное развитие агропромышленного комплекса Сибири на основе современных достижений науки» в рамках Ш ММИФ «Мегга 2011» Всероссийского фестиваля науки Ассамблеи молодых учёных (Краснообск, 2011 г.); на V Международной научно-практической конференции «Новейшие направления развития аграрной науки в работах молодых учёных» (Новосибирск, 2012 г.).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 13 печатных работ, из них 4 статьи в рецензируемых журналах.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов, рекомендаций производству. Работа изложена на 152 страницах, содержит 28 таблиц, 16 рисунков, 4 приложения. Библиографический список включает 245 наименований, в том числе 36 иностранных авторов.

1. Обзор литературы

Описано влияние абиотических факторов внешней среды на жизнедеятельность колорадского жука, сортовых особенностей картофеля на прожорливость имаго и личинок. Представлен опыт применения химической и биологической защиты картофеля от вредителя. Установлено отсутствие данных по влиянию погодных условий во время зимовки и в период вегетации на биологические особенности колорадского жука и эффективности биологических и химических средств борьбы на территории лесостепи Приобья в отличие от Европейской части России.

2. Объекты, условия и методы проведения исследований

Полевые опыты по изучению биоэкологических особенностей колорадского жука и эффективности химических и биологических инсектицидов проводили в 2007-2011 гг. на посадках картофеля ГСУ «Искитимский» Искитимского района Новосибирской области. Почва опытного участка - чернозем выщелоченный среднесуглинистый. Гидротермические условия вегетационных периодов отличались по годам: 2007 и 2009 гг. характеризуются как умеренно-увлажнённые (коэффициент увлажнения (Ку) равен 1,06-1,12), а 2008 и 2010-2011 гг. -умеренно-дефицитные (Ку = 0,98-1,00). Зимние периоды также отличались своими условиями, наиболее мягкая зима была в 2007-2008,2011 гг. (средняя температура воздуха - -9,4...-9,7°С, максимальная глубина промерзания почвы - 62-63 см, средняя высота снежного покрова - 44-49 см), а суровая в 2009-2010 гг. (средняя температура воздуха - -16,0.. ,-23,5°С, средняя высота снежного покрова - 46-52 см, максимальная глубина промерзания почвы - 72-108 см).

Объектами изучения являлись: колорадский картофельный жук (Leptinotarsa decemlineata Say.), сорта картофеля различных групп спелости: ранний - Любава; среднеранний — Сафо; среднеспелые — Луговской, Хозяюшка, Югана; а также инсектициды: химические - Шарлей, МЭ (250 г/л), Танрек, ВРК (200 г/л) и биологические - Фитоверм, КЭ (2 г/л), Битоксибациллин, П (БА-1500 ЕА/мг).

Эксперименты были организованны согласно методике полевых исследований (Доспехов, 1979). Варианты опытов размещали рендомизированно, в 3-х кратной повторности, площадь делянки — 25 м2. Густота посадки — 40,8 тыс. растУга, схема посадки - 0,7*0,35 м. Предшественник - картофель. При закладке опытов подготовку почвы, посадку и уход за растениями осуществляли согласно общепринятой технологии возделывания картофеля для данного района (Бурлака, 1978).

Исследования по определению биологической эффективности препаратов против имаго и личинок I-IV возраста проводили на 5 исследуемых сортах. В лабораторных условиях определяли биологическую эффективность БТБ, П (БА-1500 ЕА/мг) с нормой расхода 4 кг/га и Фитоверм, КЭ (2 г/л) с нормой расхода 0,3 и 0,4 л/га. В полевых условиях, препараты использовали при численности вредителя превышающей экономический порог вредоносности (ЭПВ). Последовательное применение химических инсектицидов было проведено по схеме: 1-я обработка - Танрек, ВРК (200 г/л), 2-я - Шарпей, МЭ (250 г/л). Норма расхода, в обоих случаях, составляла 0,1 л/га с расходом рабочей жидкости 300 л/га. Биопрепараты применяли 2-х кратно: Фитоверм, в концентрации 0,1% с интервалом 20-22 дня с нормой расхода - 0,3 л/га; БТБ, П (БА-1500 ЕА/мг) с интервалом 6 дней с нормой расхода - 4 кг/га.

В полевых условиях проводили наблюдения за фенологией, динамикой численности колорадского жука и степенью повреждения им растений картофеля (Методика исследований ..., 1967; Методические рекомендации по проведению..., 2001; Методические рекомендации по индикации..., 2005). Фенологические календари колорадского жука для каждого сорта картофеля и биоклимограмма развития фитофага были построены на основе учётов и наблюдений за вредителем (Поляков и др., 1984; Исачев, 2002). Подсчет сумм эффективных (СЭТ) и активных

температур (CAT) проводили в течение вегетации для каждой фазы развития колорадского жука, начиная с устойчивого перехода среднесуточной температуры через +10°С (Павлова, 1968; Лосев, 1994). Прожорливость фитофага оценивали согласно методическим рекомендациям по оценке устойчивости картофеля к колорадскому жуку (1987). Определение толщины листа, железистого опушения и биохимического состава листьев картофеля проводили в соответствии с общепринятыми методиками (Методика исследований..., 1995; ГОСТ Р ...., 2000; Методы оценки..., 2003). Биологическую эффективность инсектицидов оценивали согласно методике A.C. Степановских (1990), М.В. Штерншис (2000). Нормы расхода препаратов выбраны в соответствии со «Списком пестицидов и агрохимикатов, разрешенных к применению на территории Российской Федерации» (2007-2011 гг.). Полученные данные обрабатывали методами дисперсионного и корреляционного анализа (число пар — 20) (Доспехов, 1979), многомерным ранжированием объектов (сортов, животных и т.д.) с использованием пакета прикладных программ СНЕДЕКОР (Сорокин, 1992). Расчёт экономической эффективности проводили по общепринятым методикам р использованием соответствующих нормативов (Типовые нормы выработки и расхода топлива ..., 2000; Организация производства ..., 2002).

3. Биологические особенности колорадского жука в лесостепи Приобья

3.1. Влияние абиотических факторов на весенний выход колорадского жука из почвы

Исследованиями было установлено, что дата выхода имаго напрямую зависела от температуры почвы в этот период (г = 0,98±0,05) и воздуха (г = 0,54±0,20), CAT (г = 0,69±0,17) и имела обратную зависимость от суммы осадков (г = -0,86+0,12) и ГТК (г = -0,78±0,15). Кроме того, влияние оказывала влагообеспеченность периода перед началом появления имаго: при избытке (ГТК>1,8) и недостатке (ГТК<1) выход насекомых затягивался.

Таблица 1. Влияние абиотических факторов на весенний выход имаго

Год Дата появления Температура воздуха, °С Температура почвы (0-20 см), °С Сумма весенних осадков, мм СЭТ, °С CAT, "С ГТК

2007 16. VI +15,5 +14,7 +14,7 117 102,4 88,4 532,7 2,1

2008 15. VI +15,1 +15 89 178,6 578 1,4

2009 13.VI + 12,0 +14,6 101,1 138,4 501,9 1,8

2010 25 .VI +15,3 +18 47 174 584,8 0,9

среднее 17. VI +14,5 15,6 88,5 144,8 549,3 1,5

Начало весеннего выхода колорадского жука из почвы наблюдали при средней температуре воздуха +14,5°С и почвы +14,7°С (на глубине 0-20 см), при среднем количестве осадков и ГТК около 102 мм и 1,8, соответственно. Значение CAT и СЭТ, должно было составлять не менее +500°С и +88°С, соответственно (табл. 1).На весенний выход имаго оказывали влияние условия зимнего периода, особенно в критические периоды диапаузы фитофага: промерзание почвы и

недостаточное количество снега в 1П декаде ноября - I декаде декабря (Я - 0,99 ±0,03) и глубина промерзания почвы в марте (г = 0,90±0,10).

3.2. Продолжительность развития фаз фитофага в зависимости от температуры и относительной влажности воздуха

Существует прямая зависимость между датой начала откладки яиц с температурой воздуха и СЭТ (Я = 0,7±0,17), а также с температурой и влажностью воздуха (Я = 0,8±0,14). Продолжительность яйцекладки зависела от температуры и влажности воздуха, СЭТ (Я = 0,9±0,10). В среднем, на всех изучаемых сортах, откладка яиц начиналась с 21 июня ±7 дней при среднесуточной температуре воздуха +15,0±6°С и СЭТ= 156,5±8,3°С и относительной влажности воздуха 75±10%. Продолжительность яйцекладки в среднем составляла 21 день, минимальная была на сорте Югана -19 дней и максимальная на сорте Луговской -23 дня. СЭТ за этот период составляла +117,6±50°С. Относительная влажность воздуха была стабильна (71±16%).

Установлено, что длительность развития личинок напрямую зависела от температуры воздуха и СЭТ в этот период (Д = 0,97±0,06), и имела обратную связь с относительной влажностью воздуха (г = -0,6±0,19). Так, продолжительность нахождения личинок с I по IV возраст на картофеле составляла 29±5 дней при среднесуточной температуре и относительной влажности воздуха — +17,7±1,0°С и 73±16%, соответственно. В среднем по всем сортам за этот период была накоплена СЭТ +220,7±96,9°С. Меньше всего личинки находились на сорте Любава - 25±5 дней, а больше всего на сортах Луговской, Сафо и Хозяюшка - 30-31±5 дней, что объяснимо скороспелостью сортов. Так, на раннем сорте Любава, старение листьев происходит быстрее, и они становятся менее питательными для личинок вредителя (снижается содержание хлорофилла, белков, нуклеиновых кислот), чем на среднеспелых сортах (Картофель России, 2003, Полевой, 1989). Согласно этому, минимальное количество накопленной СЭТ было на сорте Любава — +188,8±80,7°С, а максимальное на выше перечисленных сортах — +229,3.. .+233,7±100,9°С.

Отмечена тесная связь между продолжительностью нахождения на посадках картофеля имаго летнего поколения со среднесуточной температурой воздуха и СЭТ (к = 0,9±0,10), а также с относительной влажностью воздуха (г = 0,8±0,14). От момента выхода имаго летнего поколения из почвы и до уборки картофеля фитофаг присутствовал на посадках в среднем 27±2 дней при среднесуточной температуре воздуха 17,3±6,1 °С и СЭТ +145,7±13°С, и влажности воздуха 77±18%. Меньше всего имаго находились на сортах Югана и Сафо - 25±10 дней, а больше на сорте Луговской - 29±6 дней. Максимальное количество СЭТ необходимое для развития имаго летнего поколения на сорте Луговской составляло +162,3±56,4°С, а минимальное на сорте Югана — +136,4±43,8°С.

Определено, что продолжительность развития летнего поколения колорадского жука (от яйпд до имаго) тесно связано с температурой воздуха и СЭТ (Я = 0,9±0,10) и не зависит от относительной влажности воздуха (г = 0,1±0,23).

Так, полный цикл развития колорадского жука в лесостепной зоне, проходил в среднем за 34±3 дня при среднесуточной температуре воздуха +14,8±8,6°С и СЭТ=^253,6±108°С, и относительной влажности воздуха 72±17% (табл. 2).

Таблица 2. Длительность развития летнего поколения колорадского жука на разных сортах картофеля (в среднем за 2007-2010 гг.)

Сорт Длительность развития, дни Среднесуточная температура воздуха, °С СЭТ, °С Относительная влажность воздуха, %

Любава 32±2 14,8±6,2 245,3±111 72±17

Сафо 35±3 14,8±6,2 262,4± 111 72±17

Луговской 33±3 14,8±6,3 235,3±97 72±17

Хозяюшка 35±3 14,8±6,2 262,4±111 72±17

Югана 35±3 14,8±6,2 262,4±111 72±17

Среднее по сортам 34±3 14,8±6,2 253,6±108 72±17

НСР05 4,0 9,5 150,1

Существенных различий по длительности прохождения полного цикла развития вредителя от яйца до имаго, при одинаковых погодных условиях, на растениях различных сортов не отмечено.

Установлены гидротермические границы развития фитофага (рис. 1) в

6 --г-------:-V-:------------

54 56 58 60 62 64 66 68 70 72 74 76 78 80 82 84 86 88

Относительная влажность воздуха, % Условные обозначения: А - Условия существования популяции колорадского жука по литературным данным Б - Условия существования популяции колорадского жука на территории лесостепи Новосибирского Приобья - лимиты (наши данные)

С - Условия существования популяции колорадского жука на территории лесостепи Новосибирского Приобья - средние (наши данные)

--имаго ............... — яйцекладка - • - • - - личинка

Рис. 1. Биоклимограмма развития колорадского жука

лесостепи Новосибирского Приобья: температура и влажность воздуха составляют +8,6.. ,+23,4°С и 55...89%, соответственно Наиболее благоприятными условиями являются температура +12,8...+21°С и относительная влажность воздуха 71...78%. Таким образом, данные показатели для популяции вредителя находился соответственно ниже на 4-9°С и 8.. .9%, чем в Европе.

Таким образом, колорадский жук адаптировался к климатическим условиям региона, так как для его развития не требовалось высоких температур воздуха, и при этом он формировал полное поколение, а продолжительность развития вредителя в условиях лесостепной зоны короче на 25 дней в сравнении с северными районами Европы, и на 9 дней с южными.

3.3. Фенология колорадского жука

Ранее представлялось невозможным обитание колорадского жука в условиях Западной Сибири, в частности Новосибирской области из-за неблагоприятных климатических условий: низкая температура воздуха, глубина промерзания почвы. Однако к 2003 г. вредитель полностью заселил территорию области (Гербер, Цветкова, 2003; Малюга и др., 2011).

Установлено, что в условиях лесостепи Приобья колорадский жук развивался в одном - двух поколениях (2-е - неполное). Было отмечено, что количество поколений варьировало по годам в зависимости от погодных условий вегетационного периода, а также от сорта картофеля.

Так, для развития фитофага требовалось разное количество СЭТ. Выход перезимовавшего имаго на разных сортах начинался при СЭТ +142...+144,9°С во П-Ш декадах июня. Откладка яиц фиксировали через несколько дней после появления имаго, во П-Ш декадах июня при СЭТ +152°С (сорта Хозяюшка, Югана) и до +168,6°С (сорт Любава). Для прохождения эмбрионального периода на разных сортах требовалась своя определенная СЭТ. Так, на сорте Югане она составила +101,1°С, а на сорте Луговской - +133,1°С. Начало отрождения личинок в среднем, на всех сортах проходило в П1 декаде июня - I декаде июля при +206,8°С. По сортам различие СЭТ в период роста личинок было не значительное и составляло от +222,3°С на Хозяюшке и до +233,7°С на Луговском. Минимальное количество накопленных эффективных температур для развития личинок потребовалось на Любаве (+188,8°С), что обусловлено ускоренным процессом старения листьев на раннем сорте, поэтому развитие личинок проходит быстрее (1егту, Бапп^ег, 1955; Ларченко, 1958 б; Венгорек, 1958 б; Юревич, 1975; Колорадский картофельный жук ..., 1981). На окукливание личинки уходили с 1-П декады июля. Выход имаго летнего поколения в зависимости от погодных условий начинался со П-Ш декады июля по I декаду августа при СЭТ от +281,8°С до +582,9°С. Таким образом, в зависимости от сорта, для развития первого поколения колорадского жука, требовалась СЭТ от +235,3°С, как на Луговском, и до +262,4°С, как на сортах Сафо, Хозяюшка и Югана (табл. 3).

После непродолжительного периода питания, имаго летнего поколения приступали к откладке яиц в Ш декаде июля -1 декаде августа при СЭТ +371,8°С в 2007, 2009-2010 гг. и при +603,5°С в 2008 г. В засушливых условиях I декады августа 2008 г. из уже отложенных яиц, личинки фитофага не отрождались. В

зависимости от условий года, отрождение личинок фитофага второго поколения наблюдали в I декаде августа при СЭТ от +381,1°С до +512,1°С. В среднем, за годы исследований, на момент скашивания надземной части картофеля, на растениях преобладали личинки Ш-ІУ возрастов, 28 и 21%, соответственно. На сортах Луговской, Сафо преобладали личинки Ш возраста — 38-42%, на Югане и Любаве — личинки IV возраста — 23-24%, на сорте Хозяюшка развития личинок IV возраста не наблюдали, а личинки Ш возраста составляли — 23%.

Таблица 3. Суммы эффективных температур, необходимые для развития одного поколения колорадского жука на разных сортах картофеля (в среднем за 2007-2010 гг.)

Показатели Необходимое количество СЭТ, °С

Луговской Любава Сафо Хозяюшка Югана

Выход имаго 144,9 144,1 144,9 142,0 142,0

Начало яйцекладки 154,9 168,6 154,9 152,0 152,0

Период развития эмбрионов 133,1 115,3 117,8 120,6 101,1

Отрождение личинок 206,8 206,8 206,8 206,8 206,8

Развитие личинок от I до IV возраста 233,7 188,8 229,3 229,3 222,5

Развитие одного поколения 235,3 245,3 262,5 262,4 262,4

Соответственно, формирование второго неполного поколения колорадского жука было отмечено на сортах Луговской и Сафо в 2007, 2009-2010 гг., на Югане в 2007 и 2009 гг. и Любаве в 2009-2010 гг. Только на сорте Хозяюшка преобладало моновольтинное развитие (2007-2008, 2010 гг.). Различия в количестве поколений колорадского жука на разных сортах, могут быть обусловлены изменяющимся под воздействием абиотических факторов биохимическим составом кормового растения, что затрудняет переваривание и усвоение пищи (Опбоп, 1947, 1957; Умаров, 2009). Таким образом, более предпочтительными для развития вредителя являются сорта Луговской и Сафо (преобладает второе не полное поколение), а менее — сорт Хозяюшка (преобладает моновольтинное развитие).

При анализе значений СЭТ, полученных в условиях региона, с аналогичными данными других авторов, было установлено, что СЭТ = +30,0°С необходимая для начала яйцекладки жука, в лесостепи Приобья набиралась в среднем к середине II декады мая, когда имаго вредителя ещё не вышли из почвы. Для выхода имаго из почвы весной, откладки яиц, развития эмбрионов и личинок в данных условиях требовался более высокий показатель СЭТ, который превышал значения других исследователей в 2,4-4,8 раза. Однако, в среднем по всем сортам для формирования одного поколения колорадского жука в условиях региона требовалась СЭТ +253,6°С (Чуликова и др., 2012 в), что в 1,2-1,5 раза меньше ранее установленных другими авторами (табл. 4). От момента откладки яиц перезимовавшими имаго и до уборки картофеля в наших условиях в среднем накапливалось +391,6±92°С, т.е. второе поколение вредителя развивалось на 70%

(в среднем, до личинок Ш и IV возраста), при условии, что для развития 2-х полных поколений, по данным других исследователей, необходимо +720°С.

Таблица 4. Суммы эффективных температур, необходимые для развития одного поколения колорадского жука (средние по сортам, 2007-2010 тт.)

Показатели Необходимое количество СЭТ, "С

литературные данные в условиях лесостепи Новосибирского Приобья разница между собственными и литературными данными

1йп X °С раз

Выход имаго 30,0 '-60,0 2 88,4-178,6 143,6 +113,6...+83,6 4,8-2,4

Выход имаго и начало яйцекладки 30,0'-60,0г 88,4-218,6 156,5 +126,5...+96,5 5,2-2,6

Период развития эмбрионов 50,0' 93,3-171,3 117,6 +67,6 2,3

Отрождение личинок нет данных 140,4-327,7 206,8 - -

Развитие личинок с I до IV возраста 180,0' 119,0-344,7 220,7 +40,7 1,2

Развитие одного поколения 310,03-335,04-360,01А6-390,02 143,0-364,0 253,6 -56,4...-81,4... -106,4...-136,4 1,2-1,5

'Источник заимствования: данные 1 -К.И Ларченко (1958 а, б); 2-В. Венгорек (1958 б); 3 - Д.В. Капуспсин (2009); 4 - А. А1&Ш (1946, 1949); 5 - К.В. Калинина (2007); 6-Н.В. Мацишина (2011 а, 2012).

Полученные результаты подтверждают адаптацию вредителя к низким температурам Западно-Сибирского региона, соответственно, территория лесостепи Приобья относится ко 2-й зоне инвазии фитофага - к зоне натурализации (Гербер, Цветкова, 2003; Малюга и др., 2011).

3.4. Динамика численности колорадского жука и степень повреждения картофеля разных сортов

На протяжении 4-х вегетационных периодов колорадский жук присутствовал на посадках картофеля от всходов до скашивания надземной части. Заселение и степень повреждения сортов вредителем было различно. Выход имаго из почвы на растениях картофеля всех сортов начинался во II декаде июня. Максимальное количество особей присутствовало на сорте Луговской - 0,12 экз./куст, минимальное - на сорте Хозяюшка (0,03 экз./куст), растения были не повреждены. Постепенно количество вредителя увеличивалось за счёт отрождающихся личинок. На среднеспелых сортах пик численности фитофага приходился на I декаду июля (Луговской - 2,1 экз./куст, Югана - 1,76 и Хозяюшка - 1,40 экз./кусг), а степень повреждения растений увеличилась до 33-43% (рис. 2). На среднераннем сорте Сафо максимальная численность вредителя приходилась на П декаду июля (1,19 экзУкуст), а степень повреждения была равна 49,1%.

Нарастание количества фитофага на раннем сорте Любава имело продолжительный характер, и максимум численности наблюдался в Ш декаде июля (0,58 экз./куст) при повреждении 62,6% куста.

-Луговской ----Югана --Сафо

* Хозяюшка —•—Любава —ЭПВ (0,05-0,1 экз./куст)

Рис. 2. Динамика численности колорадского жука на посадках картофеля разных сортов (в среднем за 2007-2010 гг.)

НСРоз по фактору сорт - 0,52

Данное увеличение численности объясняется некоторыми особенностями органогенеза растений, в данном случае, коротким периодом между цветением и отмиранием ботвы и коротким периодом вегетации в целом. Поэтому, к моменту появления личинок младшего возраста листья ранних и среднеранних сортов были уже менее питательными и не обеспечивали полноценное нажировочное питание. С конца ІП декады июля на всех сортах начинался выход жуков нового поколения. Массовое появление имаго наблюдался в I декаде августа на среднеспелых сортах (Луговской - 0,83 экз./куст, Югана -0,45 и Хозяюшка - 0,52 экз./куст), а повреждение растений было 50-69,6%; на ранних и среднеранних сортах во II декаде августа (Любава — 0,81 и Сафо — 0.87 экз./куст), повреждение растений составило от 75 до 82,2%.

Таким образом, на сортообразцах среднеспелой группы (Луговской, Югана, Хозяюшка) увеличение численности вредителя шло более интенсивно, чем на сортах ранней и среднеранней групп спелости (Любава и Сафо) (Чуликова, 2012). Сорт Луговской являлся самым заселяемым, а менее всего -сорт Любава. Однако, степень повреждения растений не всегда зависела от численности колорадского жука. Так, при минимальной численности вредителя на сорте Любава (2,6 экз./куст), степень повреждения составляла 56,1% и была близкой к сильно заселённым сортам Луговской (6,61 экз./куст) и Сафо (5,2 экз./куст).со степенью повреждения - 58,1-58,4%. На сортах Хозяюшка и Югана

при достаточно высокой численности фитофага в течение вегетации, степень повреждения растений была минимальной 43,7-48,6%.

3.5. Влияние сортовых особенностей картофеля на прожорливость вредителя

Прожорливость личинок и имаго характеризует пищевые предпочтения фитофага к отдельным сортам картофеля. Установлено, что на прожорливость вредителя влияют следующие факторы: морфологические признаки сорта — опушение и толщина листовой пластинки (доля влияния 92,7%), фаза развития колорадского жука (доля влияния 84,2%), возраст личинок (доля влияния 76,4%).

Максимально прожорливы личинки II возраста были на листьях сортов Сафо и Луговской, а минимально - на Югане и Любаве. В то же время, личинки III возраста были более прожорливы при питании на сорте Сафо, а менее - на Любаве и Хозяюшке. Для питания личинок IV возраста также был более предпочтителен сортообразец Сафо, а менее Югана. Имаго летнего поколения больше поедали листву сорта Луговской, а меньше - на Сафо. В среднем по сортам за сутки один экземпляр фитофага съедал 3,5 см2 листовой поверхности. Более прожорливыми были личинки IV и III возраста, а менее -имаго и личинки II возраста (табл.5). Наиболее предпочтительны для питания личинок и имаго были листья сортов картофеля Сафо и Луговской, а менее -Хозяюшка, Югана и Любава.

Таблица 5. Прожорливость колорадского жука на разных сортах картофеля (в среднем за 2009-2010 гг.)

Сорт Съеденная листовая поверхность, см2/1 экз. в сут.

имаго летнего поколения личинки, возраст средние по сортам

II III IV

Сафо 2,5±0,7 2,7±0,7 4,8±1,0 7,0±1,4 4,2±2,1

Луговской 3,4±1,3 3,1±1,0 4,0±1,3 4,9±1,0 3,8±0,8

Хозяюшка 2,8±0,7 1,8±0,6 3,5±1,3 4,5±0,6 3,2±1,1

Югана 3,2±0,7 1,3±0,5 4,1±1,3 4,1±1,3 3,2±1,3

Любава 3,0±0,7 1,6±0,6 3,2±0,7 4,5±0,6 3,1±1,2

Средние по фазам развития з,о±о,з 2,1±0.8 3,9±0,6 5,0±1,1 3,5±0,5

НСРоз по факторам: сорт - 0,8; фаза развития - 0,7; частные средние - 1,6

Таким образом, прожорливость личинок II возраста ограничена таким фактором, как опушённость листа (г = -0,74±0,16); для личинок ПІ и IV возраста -толщина листа (г = -0,91±0,10 и г = -0,64±0,18, соответственно). На питание имаго данные показатели не влияли (г = 0,2±0,23 и г = 0,3±0,22, соответственно).

Определено, что в основном, на рост массы насекомого при питании влияли сортовые особенности картофеля (доля влияния фактора 80-83 %), тогда как возраст личинок и фаза развития фитофага оказывали среднее влияние (доля влияния фактора 17-20%).

По сортам, значительный прирост массы вредителя (имаго и личинки) наблюдали при питании на Любаве и Луговском (0,042-0,046 г/1 экз. в сут.), и

наименьший - на Югане (0,004 г/1 экз. в сут.). Личинки П возраста максимально прибавляли массу тела при поедании листьев сорта Любава (0,048 г/1 экз. в сут.), тогда как на сорте Югана - всего 0,002 г/1 экз. в сут. Наибольший прирост массы личинок старшего возраста наблюдали при питании их на сортах Луговской и Любава (0,05-0,056 г/1 экз. в сут.), а наименьший - на Югане (0,004 г/1 экз. в сут.). Значительную прибавку массы у имаго отмечали на Луговском (0,038 г/1 экз. в сут.), а минимальную - на сорте Югана (0,006 г/1 экз. в сут.).

Установлено, что увеличение массы тела личинок зависело только от биохимического (углеводного) состава листьев (г = -0,9±0,10). Однако для имаго, этот показатель зависел не только от качества (г = -0,8±0,14), но и от количества потреблённого корма (г = 0,6±0,19). Было установлено, что при питании фитофага сортами Югана и Сафо, где концентрация сахарозы в листьях высокая (массовая доля 7,7-8,9%), прирост массы вредителя составлял 0,004-0,013 г/1 экз. в сут. Тогда как, питание листьями сорта Луговской с низким содержанием углевода (массовая для 4,1%) приводило к увеличению массы тела вредителя на 0,046 г/1 экз. в сут.

Таким образом, вне зависимости от сорта картофеля более прожорливыми являются личинки IV и Ш возраста, а менее — имаго и личинки П возраста.

При анализе полученных данных выделены группы сортов по их устойчивости к фитофагу. Так, относительно устойчивыми по отношению к колорадскому жуку среди изученных сортов оказались Хозяюшка и Югана (сумма рангов - 14,5), при достаточно высокой численности вредителя и его прожорливости, степень повреждения и потери урожая составляли 43,7-48,6% и 2,3-5,9%, соответственно. К среднеустойчивой группе относится сорт Любава (сумма рангов - 21,5). При минимальной численности и прожорливости колорадского жука (по отношению к остальным сортам), степень повреждения и потери урожая были 56,1% и 24,1%, соответственно. Сорта Луговской и Сафо можно отнести к группе неустойчивых (сумма рангов — 26,0). На этих сортообразцах данные показатели достигали максимального значения, а потери урожая составляли 45,5-55,6%.

4. Биологическая эффективность инсектицидов против колорадского жука на разных сортах картофеля

В годы исследований, все сорта картофеля были заселены вредителем на 100%. Численность личинок и имаго составляла от 2,9 до 17,9 экз./куст и от 0,1 до 0,3 экзУкуст, соответственно. По группам спелости личинками [-IV возрастов были более заселены среднеспелые сорта (Луговской, Хозяюшка, Югана) - 15,1 экзУкуст, менее всего раннеспелые (Любава) - 2,9 экзУкуст (рис. 3).

. Препарат Танрек существенно снижал численность личинок на среднеспелых сортах. Вторая обработка посадок картофеля Шарпеем позволяла полностью уничтожить имаго колорадского жука на ранних сортах, а также уменьшить численность личинок на сортах ранней и среднеранней групп спелости до 0,2-0,4 экз./куст, и 0,5-2,9 экз./куст на среднеспелых. Биологическая эффективность препарата Танрек в среднем по всем сортам составляла 56% (на раннем сорте — 73%, на среднераннем и среднеспелых — 41-68%), а после

повторной обработки - Шарпеем в среднем по всем сортам она составляла 84%, по группам спелости - 82 и 75-95%, соответственно. Разновременность откладки яиц на разных сортах и отсутствие овицидного действия у препарата Танрек обусловило его низкую эффективность на некоторых сортообразцах.

Определено, что при последовательном применении химических инсектицидов остаточные количества действующих веществ препаратов в клубнях картофеля обнаружены в 10 раз меньше ПДУ (менее 0,005 мг/кг).

В лабораторных условиях установлено, что Фитоверм (0,3 и 0,4 л/га) и БТБ (4 кг/га) более эффективны против личинок младших возрастов (в среднем 92,2%), на личинках старших возрастов эффективность препаратов снижалась в 1,2 раза (в среднем 77,1%), а на имаго в 1,6 раза (в среднем 57,7%). Большей эффективностью обладал Фитоверм с нормой расхода 0,3 л/га - 85,3%, а меньшей - БТБ (72,5%). Таким образом, для проведения защитных мероприятий вполне обоснованно было использование меньшей нормы расхода препарата Фитоверм - 0,3 л/га, что экономически более целесообразно.

Полевую оценку эффективности БТБ (4 кг/га) и Фитоверм (0,3 л/га) проводили при численности фитофага - 2,42-3,01 экзУкусг. На 7-е сутки биологическая эффективность этих препаратов против всех питающихся фаз составляла 72%. Численность фитофага снижалась в 3,5 раза. Фитоверм был более эффективен против личинок младших возрастов (92,6%). В отношении имаго и личинок старших возрастов эффективность была на уровне 64,7-72,5%. Биологическая эффективность БТБ на личинках I-IV возрастов составляла 71,3%, а на имаго - 64%. В среднем по сортам, эффективность Фитоверма составляла 77% (на раннем сорте - 70%, на среднераннем - 69 и среднеспелых -73-90%), а БТБ -69% (по группам спелости - 65, 63 и 68-71%, соответственно). Высокой биологической эффективностью обладал Фитоверм за счёт большего количества личинок младших возрастов, особенно на сортах Хозяюшка и Югана (84-89%).

Различия в эффективности биоинсектицидов в лабораторных и полевых условиях в среднем по всем сортам составляли 8,3% (Фитоверм) и 3,5% (БТБ).

Таким образом, для организации эффективной защиты картофеля от колорадского жука необходимо руководствоваться уязвимой фазой вредителя и его численностью. Обработку химическими препаратами целесообразно проводить на ранних сортах по имаго фитофага, тогда как на среднеранних и среднеспелых - по личинкам, при численности превышающей ЭПВ.

Биологическая эффективность изученных биологических препаратов БТБ и Фитоверм высокая и сопоставима с этим показателем у препаратов Танрек и Шарпей. Это позволяет заменять или чередовать их с химическими инсектицидами, тем самым, снижать пестицидную нагрузку на окружающую среду, сохраняя полезную энтомофауну и равновесие в природе и уменьшать риск возникновения резистентности к пестицидам.

5. Экономическая эффективность использования инсектицидов при возделывании картофеля

Рентабельность производства картофеля с последовательным применением инсектицидов Танрек и Шарпей в зависимости от сорта составляла

от 161,3% (Луговской) до 360,6% (Любава), а себестоимость полученной продукции - от 1953,93 (Любава) до 3444,37 руб. (Луговской). Прибыль от реализации продукции с гектара была получена от 73,9 (Луговской) до 165,2 тыс. руб. (сорт Любава). Различия данных экономических показателей по сортам, обусловлена их урожайностью, которая зависела от степени повреждения, наносимой колорадским жуком (Малюга и др., 2012) (табл. 7).

Таблица 7. Экономическая эффективность возделывания картофеля с

использованием 2-х последовательных химических обработок __(2007-2011 гг., в ценах 2011 г.)__

Вариант Урожайность, т/га Себестоимость 1 т клубней, руб. Рентабельность производства, % Прибыль производства с 1 га, тыс. руб.

Любава 23,45 1953,93 360,6 165,2

Сафо 18,55 2469,81 264,4 121.1

Хозяюшка 18,18 2520,06 257,1 117,8

Югана 16,73 2738,39 228,7 * 104,7

Луговской 13,3 3444,37 161,3 73,9

При использовании препарата КГБ рентабельность производства, прибыль от реализации продукции с 1 га и себестоимость 1 т клубней, соответственно составляли 142,58 %, 67,2 тыс. руб. и 3710,12 руб. Данные показатели на 43,27 % и 17,9 тыс. руб. меньше, а себестоимость больше на 561,58 руб. чем при использовании инсектицидов Танрек и Шарпей. Такая разница в экономической эффективности между БТБ и химическими инсектицидами обусловлена нормой расхода биопрепарата (4 кг/га) и соответственно затратами на проведение защитных мероприятий. Так, по сравнению с БТБ, последовательное опрыскивание препаратами Танрек и Шарпей было дешевле в 4,7 раза.

При использовании препарата Фитоверм рентабельность производства, прибыль от реализации продукции с 1 га и себестоимость 1 т клубней, соответственно составляли 142,47%, 66,4 тыс. руб. и 3711,74руб. Эти показатели, на 10% и 3,4 тыс. руб. меньше, а себестоимость выше на 146,78 руб., чем при использовании инсектицидов Танрек и Шарпей. В данном случае, различия показателей экономической эффективности в основном зависят от цены препаратов, так последовательное опрыскивание инсектицидами Танрек и Шарпей в 3,2 раза дешевле, а различия в урожайности были не значительными - 0.3 т/га.

Таким образом, при защите картофеля от колорадского жука экономически рентабельно использовать препараты Танрек, Шарпей. и менее -БТБ и Фитоверм. Особенно рентабельно использование препаратов Танрек и Шарпей при выращивании раннего сорта Любава. Но в плане экологической безопасности, целесообразно применять биопрепараты БТБ и Фитоверм.

выводы

1. Установлено, что весенний выход имаго колорадского жука в условиях лесостепи Новосибирского Приобья лимитировали такие абиотические факторы, как высота снега и глубина промерзания почвы в Ш декаде ноября — I декаде декабря и в марте (Я = 0,99±0,03 и г = 0,90±0,10), температура почвы (г = 0,98±0,05) и воздуха (г = 0,54±0,20), количество осадков (г = -0,86±0,12) на момент появления имаго.

2. Выявлено начало выхода колорадского жука из почвы, которое отмечалось при температуре воздуха +14,5°С и почвы +14,7°С, количестве осадков около 102 мм и ГТК=1,8, САТ и СЭТ не менее +500°С и +88°С, соответственно. При избытке (ГТК>1,8) и недостатке (ГТК<1) влаги в почве выход насекомых задерживался.

3. Установлена адаптация колорадского жука к погодно-климатическим условиям региона. Развитие фитофага проходило при температуре воздуха от +8,6 до +23,4°С и влажности воздуха от 55 до 89%, но наиболее благоприятными условиями являлись температура воздуха +12,8...+21°С и относительная влажность воздуха 71...78%.

4. Формирование одного поколения колорадского жука проходило при накоплении СЭТ, равной +253,6±108°С за 34±3 дня, при средней температуре воздуха +14,8±6,2°С. Второе поколение вредителя развивалось на 70% при накоплении к моменту скашивания растений СЭТ, равной +391,6±92°С.

5. Установлено, что более предпочтительными для развития вредителя и неустойчивыми к повреждениям наносимым им, являлись сорта Луговской и Сафо: максимальная численность фитофага в течение вегетации - 5,2-6,6 экз./куст, прожорливость личинок и имаго на этих сортах - 3,8-4,2 см , потери урожая - 45,5-55,6%. К среднеустойчивому сорту относилась Любава: максимальная численность фитофага в течение вегетации 2,6 экз./куст, прожорливость личинок и имаго — 3,1 см2, потери урожая 24,1%. Относительно устойчивыми сортами являлись Хозяюшка и Югана, при численности вредителя 4,39-5,48 экз./куст и прожорливости 3,2 см2, потери урожая составили 2,3-5,9%

6. Определено, что более прожорливыми были личинки IV и III возраста, а менее - имаго и личинки II возраста. Суточная съеденная площадь листа и прибавка массы тела одного экземпляра насекомого соответственно составляла: IV возраст - 5,0 см2 и 0,028 г, III возраст - 3,9 см2 и 0,030 г, II возраст - 2,1 см2 и 0,024 г, имаго летнего поколения - 3,0 см2 и 0,020 г. Прожорливость личинок II возраста ограничивала опушённость листа (г = -0,74±0,16), личинок III и IV возраста - толщина листа (г = -0,91±0,10 и г = -0,64±0,18, соответственно). Для имаго, данные показатели не имели существенного значения. Прибавка массы тела насекомого, в большей степени, зависела от сорта картофеля (доля влияния фактора 80-83%) и его углеводного состава (г = -0,9±0,10). Наибольшее увеличение массы тела личинок насекомого наблюдалось при содержании сахарозы в листьях картофеля от 4,1 до 5,9%.

7. Оценена биологическая эффективность инсектицида Танрек по сортам,

которая составляла от 41 до 73%, а при использовании Шарпея - от 75 до 95%.

8. Биологическая эффективность биопрепаратов БТБ и Фитоверм против всех вредящих фаз колорадского жука была 72-91%.

9. Установлено, что экономическая эффективность производства картофеля зависела от выращиваемого сорта и применяемого препарата. Прибыль производства с использованием препаратов Танрек и 'Шарпей варьировала от 74 до 165 тыс. руб./га. Более рентабельно использование инсектицидов при выращивании раннего сорта Любава (361%) и менее - сорта Луговской (161%). Прибыль от применения биопрепаратов Фитоверм и БТБ составляла 66,4 и 67,2 тыс. руб./га, рентабельность - 142%.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

С целью снижения численности колорадского жука и вреда наносимого им на посадках картофеля, предлагается возделывать относительно устойчивые, высокопродуктивные, районированные на территории Западно - Сибирского региона сорта: Любава и Хозяюшка.

Проводить обработку растений химическими инсектицидами Танрек (200 г/л) и Шарпей (250 г/л) с нормой расхода 0,1 л/га на раннем сорте Любава по имаго, на среднераннем сорте Сафо и среднеспелых сортах — Луговской, Хозяюшка и Югана по личинкам, при численности превышающей ЭПВ.

Для снижения пестицидной нагрузки на окружающую среду эффективно использовать биопрепараты: БТБ (БА-1500 ЕА/мг, титр не менее 20 млрд. спор/г) с нормой расхода 4 кг/га и Фитоверм (2 г/л) с нормой расхода 0.3 л/га по имаго и личинкам всех возрастов.

ПУБЛИКАЦИИ ИЗ ПЕРЕЧНЯ РОССИЙСКИХ РЕЦЕНЗИРУЕМЫХ НАУЧНЫХ ЖУРНАЛОВ

1. Чуликова, Н.С. Биологическая эффективность химических инсектицидов и биопрепаратов против колорадского жука на различных сортах картофеля в условиях Сибири / Н.С. Чуликова, В.П. Цветкова, Л.В. Семерикова. A.A. Малюга.// Вестник-защиты растений. - 2012. - № 3. - С. 50-53.

2. Чуликова, Н.С. Фенология колорадского жука в условиях Новосибирской области / Н.С. Чуликова, A.A. Малюга, В.П. Цветкова / Вестник НГАУ. - 2012. - Т. 2. - № 23. - С. 33-37

3. Чуликова, Н.С. Влияние температуры и влажности окружающей среды на весенний выход колорадского жука из почвы в условиях Новосибииской области / Н.С. Чуликова, A.A. Малюга, В.П. Цветкова // Вестник НГАУ. -2012.-Т. 4.-№25.-С. 35-39.

4. Малюга, A.A. Выбор оптимального срока обработки картофеля против колорадского жука / Малюга A.A., Чуликова Н.С., Омельченко H.A. // Защита и карантин растений. - 2013. - №6. - С. 34-37.

Публикации в других изданиях

5. Чуликова, Н.С. Биологическая и экономическая эффективность инсектицидов против колорадского жука на картофеле / Н.С. Чуликова,

В.П. Цветкова // Основы рационального природопользования: материалы П Междунар. науч.-практ. конф. - Саратов, 2009. - С. 192-195.

6. Чуликова, Н.С. Влияние препарата Танрек на гибель колорадского жука (Leptinotarsa decemlineata Say.) на разных сортах картофеля / Н.С. Чуликова, В.П. Цветкова // Фитосанитарная безопасность агроэкосистем: материалы Междунар. науч. конф. (Новосибирск, 7-9 июля 2010 г.). - Новосибирск, 2010. - С. 286-288.

7. Цветкова, В.П. Сортовая избирательность колорадского жука и эффективность инсектицидов в Западной Сибири / В.П. Цветкова, Н.С. Чуликова, М.В. Штерншис // Биологическая защита растений - основа стабилизации агроэкосистем: материалы Междунар. науч.-практ. конф. (Краснодар, 21-24 сентября 2010 г.). - Вып. 6: Биологическая защита растений, как основа экологического земледелия и фитосанитарной стабилизации агроэкосистем. — Краснодар, 2010. - С. 670-672.

8. Чуликова, Н.С. Влияние особенностей развития колорадского жука на эффективность инсектицидов в Новосибирской области / Н.С. Чуликова, В.П. Цветкова, АА. Малюга // Аграрная наука - сельскохозяйственному производству Сибири, Монголии, Казахстана и Болгарии: материалы XIV Междунар. науч.-практ. конф. (Красноярск, 25-28 июля 2011 г.). Красноярск, 2011. -Ч. 1.-С. 296-299.

9. Малюга, A.A. Устойчивость и толерантность сортов картофеля к колорадскому жуку в условиях Западной Сибири / A.A. Малюга, Н.С. Чуликова, H.A. Омельченко // Агротехнический метод защиты растений от вредных организмов: материалы V Междунар. науч.-практ. конф., (Краснодар, 13-17 июня 2011 г.). - Краснодар, 2011. - С. 364-367.

10. Малюга, A.A. Сорт картофеля, как способ оптимизации фитосанитарного состояния посадок культуры в отношен колорадского жука: рекомендации / A.A. Малюга, Н.С. Чуликова, H.A. Омельченко. - Новосибирск, 2012.-16 с.

11. Чуликова, Н.С. Динамика численности колорадского жука на разных сортах картофеля / Н.С. Чуликова // Новейшие направления развития аграрной науки в работах молодых учёных: тр. V Междунар. науч.-практ. конф. мол. учёных, посвящ. 10-летию её проведения (п. Краснообск, 20 апреля 2012 г .) / СО Россельхозакадемии. - Новосибирск, 2012. - С. 214-217.

12. Цветкова, В.П. Повреждаемость сортов картофеля колорадским жуком в лесостепи Приобья / В.П. Цветкова, Н.С. Чуликова // Биологическая защита растений - основа стабилизации агроэкосистем: материалы Междунар. науч.-практ. конф. (Краснодар, 25-27 сентября 2012 г.). - Вып. 7: Современные мировые тенденции в производстве и применении биологических и экологически малоопасных средств защиты растений. - Краснодар, 2012. - С. 434-436.

13. Цветкова, В.П. Влияние гидротермических условий на развитие колорадского жука (Leptinotarsa decemlineata Say.) в лесостепной зоне Новосибирской области / В.П. Цветкова, Н.С. Чуликова // Продуктивность культурных растений в зависимости от погодных условий: сб. тр. Междунар. науч. -практ. конф. (Новосибирск, июль 2012 г.). - Новосибирск, 2012. - С. 229-234.

Подписано в печать 19.09.2013 г. Формат 60x84 'Л6. Объем 1 п. л. Заказ № 64. Тираж 100 экз.

Отпечатано в ГНУ СибНСХБ Россельхозакадемии 630501, Новосибирская обл., пос. Краснообск

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Чуликова, Наталья Сергеевна, Новосибирск

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ

ФЕДЕРАЦИИ

ФГБОУ ВПО «НОВОСИБИРСКИИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ

УНИВЕРСИТЕТ»

На правах рукописи

ЧУЛИКОВА Наталья Сергеевна

БИОЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ КОЛОРАДСКОГО ЖУКА И МЕРЫ ЗАЩИТЫ ОТ НЕГО В УСЛОВИЯХ ЛЕСОСТЕПИ ПРИОБЬЯ

СМ

ю 00

СО 00

со £

СО Й

__ . Диссертация

06.01.07 - защита растений

СМ

на соискание ученой степени

ц^ кандидата сельскохозяйственных наук

V О

ТГ

Научный руководитель: кандидат с.-х. наук Цветкова В.П.

Новосибирск -2013

Содержание С.

ВВЕДЕНИЕ 4

1. ОБОСНОВАНИЕ НАПРАВЛЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ 8

1.1 Влияние абиотических факторов внешней среды на 8 жизнедеятельность колорадского жука

1.2 Влияние сортовых особенностей картофеля на прожорливость 20 фитофага

1.3 Химическая и биологическая защита картофеля от фитофага 22

2. ОБЪЕКТЫ, УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ И МЕТОДЫ 29 ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1. Объекты исследований 29

2.1.1. Систематическое положение и биоэкологические особенности 29 колорадского картофельного жука (Leptinotarsa decemlineata Say.)

2.1.2. Характеристика сортов картофеля использованных в работе 32

2.1.3. Характеристика использованных инсектицидов 34

2.2. Место и условия проведения исследований 41

2.3. Методики полевых экспериментов 57 2.3.1. Оценка эффективности химических инсектицидов Танрек, 59

Шарпей против колорадского жука на разных сортах картофеля

2.3.2 Оценка эффективности препаратов Фитоверм и 59 Битоксибацгшлин против колорадского жука

2.3.3. Определение биологической эффективности инсектицидов 60

2.3.4. Оценка заселенности и степени повреждённости растений 60 картофеля, сортов различных групп спелости колорадским

жуком

2.3.5. Влияние абиотических факторов на колорадского жука 62

2.3.6. Графическое отображение развития колорадского жука 64

2.4. Методики лабораторных исследований 65 2.4.1. Определение поедаемости листьев различных сортов картофеля 65

колорадским жуком

2.4.2. Клубневой анализ картофеля на остаточные 66

количества пестицидов

2.5. Расчёт экономической эффективности производства картофеля с 66 использованием инсектицидов

3. БИОЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ КОЛОРАДСКОГО 68 ЖУКА В НОВОСИБИРСКОЙ ОБЛАСТИ

3.1. Влияние абиотических факторов на весенний выход 68 колорадского жука из почвы

3.2. Продолжительность развития фитофага в зависимости от 71 температуры и относительной влажности воздуха

3.3. Фенология колорадского жука 77

3.4. Динамика численности колорадского жука и степень 91 повреждения, наносимая им растениям картофеля разных сортов

3.5. Влияние сортовых особенностей картофеля на прожорливость 94 вредителя

4. БИОЛОГИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИНСЕКТИЦИДОВ 102 ПРОТИВ КОЛОРАДСКОГО ЖУКА НА РАЗНЫХ СОРТАХ КАРТОФЕЛЯ

5. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ 107 ИНСЕКТИЦИДОВ ПРИ ВОЗДЕЛЫВАНИИ КАРТОФЕЛЯ ВЫВОДЫ 111 Предложения производству 113 Библиографический список 114 Приложение 1 142

2 146

3 147

4 148

ВВЕДЕНИЕ

До начала 1990-х годов большая часть картофеля выращивалась и потреблялась в Европе, Северной Америке и странах бывшего Советского Союза. Позднее значительно увеличилось производство картофеля и спрос на него в странах Азии, Африки и Латинской Америки. Объем производства в этих странах увеличился с менее чем 30 млн. тонн в начале 1960-х годов до 165 млн. тонн в 2007 (Мир картофеля: Производство ..., 2011).

Тем не менее, Российская Федерация остается «картофельным гигантом», уступая по объему производства в 2007 г. лишь Китаю, а каждый россиянин в среднем потребляет ежегодно внушительное количество картофеля - 130 кг.

Серьёзной проблемой картофелеводства в мире являются вредители и заболевания: не менее 4 млн. тонн картофеля оказываются потерянными ежегодно в результате отрицательного воздействия колорадского жука, фитофтороза и вирусов (Мордкович, 2000; Мир картофеля: Европа, 2011).

В Новосибирской области с населением 2,7 млн. человек, картофель в настоящее время возделывается на площади 53 000 га, из них свыше 90% в хозяйствах различных форм собственности (фермерские, крестьянские, частные, подсобные и т.д.). По среднемноголетним данным урожай картофеля в области не превышает 10-11 т/га. Причинами этого отставания являются отсутствие налаженной системы семеноводства, нужного объема семенного материала элитных и высших репродукций, а также несоблюдение зональной агротехники и технологии выращивания, оптимальных севооборотов, сокращение защитных мероприятий против болезней и вредителей (из-за отсутствия и дороговизны химикатов и техники для их применения) (Система защиты картофеля..., 2003).

Потери урожая картофеля от колорадского жука достигают 100%. Он занимает особое положение среди вредителей сельскохозяйственных культур. Стремительное завоевание им новых территорий и многократное нарастание численности этого вида классифицируется как уникальный по своим масштабам и последствиям «экологический взрыв» (Слобожанина, Степановских, 2003; Черкашин и др. 2001).

Столь опасным этого вредителя делает чрезвычайная экологическая пластичность вида, позволяющая ему легко адаптироваться к изменениям условий среды обитания, сохраняя при этом высокую потенциальную жизнеспособность, высокий коэффициент размножения и вредоносности популяции. Это способствует выживанию насекомого в экстремальных агроклиматических условиях, быстрому приспособлению к новым суточным и сезонным изменениям биотических факторов, закреплению и активному размножению в новых географических зонах (Глёз, Черкашин, 2002).

Актуальность темы обусловлена малой изученностью колорадского жука на территории лесостепи Приобья (Новосибирская область). Особый интерес представляет выяснение влияния абиотических факторов среды на популяцию вредителя и адаптации мер борьбы с ним в условиях региона. В связи с этим возникла необходимость в уточнении биоэкологических особенностей жука, определении его вредоносности на разных сортах картофеля, оценке эффективности препаратов для снижения его численности.

Цель исследований - изучение влияния погодно-климатических и трофических связей на биологические особенности колорадского жука и оптимизация защитных мероприятий в условиях лесостепи Приобья

В задачи исследований входило:

1. Выявить особенности сезонного цикла развития, динамику численности колорадского жука и степень повреждения, наносимую им растениям, на сортах картофеля различных групп спелости в зависимости от абиотических факторов;

2. Определить прожорливость личинок и имаго на разных сортах картофеля в лабораторных условиях;

3. Оценить эффективность химических и биологических инсектицидов против колорадского жука на сортах различных групп спелости;

4. Дать экономическое обоснование целесообразности применения инсектицидов против колорадского жука.

Научная новизна. Впервые в условиях лесостепи Приобья выявлены особенности сезонного цикла развития колорадского жука: весенний выход имаго из почвы, длительность развития фаз фитофага в течение сезона в зависимости от температуры воздуха и почвы, количества осадков и условий зимнего периода. Определена численность и прожорливость вредящих стадий фитофага на сортах картофеля различных групп спелости.

Практическая значимость и реализация результатов исследований. Высокая эффективность последовательной химической обработки посадок картофеля против колорадского жука была подтверждена производственной проверкой на Искитимском Государственном сортоиспытательном участке Новосибирской области. Биологическая эффективность препаратов составила 90%, урожайность - 17,5 т/га, прибавка урожая от защитных мероприятий - 36%.

Результаты исследований вошли в рекомендации «Сорт картофеля, как способ оптимизации фитосанитарного состояния посадок культуры в отношении колорадского жука» (Малюга и др., 2012).

Материалы диссертации использованы для разработки интегрированной системы защиты картофеля от колорадского жука.

Апробация результатов. Основные положения диссертации докладывались на Учёном совете агрономического факультета ФГБОУ ВПО «Новосибирский государственный аграрный университет» (г. Новосибирск, 2009-2012 гг.); на I и II этапах Всероссийского конкурса на лучшую научную работу среди студентов, аспирантов и молодых ученых высших учебных заведений Минсельхоза России (г. Новосибирск, 20 и 23 марта 2009 г.); на III этапе Всероссийского конкурса на лучшую научную работу среди студентов, аспирантов и молодых ученых высших учебных заведений Минсельхоза России (г. Москва, 26-27 мая 2009 г.); на научной конференции аспирантов НГАУ на немецком языке (г. Новосибирск, 20 апреля 2010 г.); на Международной научной конференции «Фитосанитарная безопасность агроэкосистем» (г. Новосибирск, 7-9 июля 2010 г.); на I и II этапах Всероссийского конкурса на лучшую научную работу среди студентов,

аспирантов и молодых ученых высших учебных заведений Минсельхоза России по Сибирскому федеральному округу (г. Новосибирск, 23 и 28 апреля 2011 г.); на III этапе Всероссийского конкурса на лучшую научную работу среди студентов, аспирантов и молодых ученых высших учебных заведений Минсельхоза России (г. Орёл, 24-26 мая 2011 г.); на II дискуссионной площадке СО Россельхозакадемии «Инновационное развитие агропромышленного комплекса Сибири на основе современных достижений науки» в рамках III ММИФ «Interra 2011» Всероссийского фестиваля науки Ассамблеи молодых учёных (п. Краснообск, 22 сентября 2011 г.); на V Международной научно-практической конференции «Новейшие направления развития аграрной науки в работах молодых учёных» (Новосибирск, 20 апреля 2012 г.).

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в журналах: Вестник НГАУ, Вестник защиты растений. Всего опубликовано 12 печатных работ, в том числе 3 в изданиях, рекомендуемых ВАК для публикации материалов диссертации.

Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, 5 глав, рекомендаций производству, приложений и библиографического списка из 245 наименований, в том числе 36 иностранных авторов. Диссертация изложена на 150 страницах, содержит 15 рисунков, 28 таблиц и 4 приложения.

Работа выполнена на кафедре энтомологии и биологической защиты растений ФГБОУ ВПО «Новосибирский государственный аграрный университет», на стационаре ГСУ «Искитимский» Новосибирской области в 2007-2010 гг. под руководством заведующей кафедрой энтомологии и биологической защиты растений, кандидата сельскохозяйственных наук Цветковой Веры Павловны.

Автор выражает искреннюю благодарность научному руководителю, кандидату сельскохозяйственных наук Цветковой Вере Павловне, заведующей ГСУ «Искитимский» Семиряковой JI. В., доктору сельскохозяйственных наук Малюга A.A., академику РАСХН Власенко А.Н., доктору биологических наук, профессору Власенко Н.Г.

1. ОБОСНОВАНИЕ НАПРАВЛЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1. Влияние абиотических факторов внешней среды на жизнедеятельность колорадского жука

Все известные абиотические факторы внешней среды (температура, влажность, свет и др.) в связи с пойкилотермностью насекомых оказывают прямое или косвенное влияние на них. Указанные факторы в сочетании с трофическими связями, влияют на все стороны их индивидуального развития, как в период активной жизнедеятельности (развитие, питание, размножение), так и в период покоя. Действие отдельных факторов на организм не изолированно, и роль каждого из них меняется в зависимости от интенсивности действия другого или других факторов.

Колорадский жук, имея высокую экологическую пластичность, приспособился к существованию в широком диапазоне температуры и влажности воздуха, при этом именно эти показатели в значительной мере определяют уровень численности вредителя (Колорадский картофельный жук..., 1981; Вольвач, 1987).

Многие ученые занимались установлением влияния абиотических факторов на существование и развитие фитофага. Так, на весенний выход насекомых влияют условия их зимовки. Колорадский жук в отличие от многих видов насекомых, зимующих в местах, относительно хорошо защищенных от действия низкой зимней температуры и резких ее колебаний, не обладает высокой холодоустойчивостью. На основании полевых наблюдений многие авторы пишут, что зимующие жуки хорошо переносят низкие температуры в местах зимовки. (Саи-азсЫ, Онбоп, 1939; РаЬег, 1949; 1егту, 8аги^ег, 1955; Венгорек, 1958 б). Так в опытах Т. .1егту и в. 8агн^ег (1955) 4-х дневная экспозиция при температуре -4°С, не оказывала отрицательного влияния на имаго. Найденные в почве жуки, поверхность которых была покрыта кристаллами льда, при переносе в теплое помещение, быстро оживали.

Однако сведения о размерах холодоустойчивости жуков противоречивы. Так, в опытах Е. Cairaschi и Р. Grison (1939) 100%-ная смертность жуков наблюдалась только после пребывания их при температуре -8,0°С в течение 3-х суток, в то время как, по данным Е. Leib (1951), действие температур в пределах -5,1 ...-5,5°С вызывает гибель жуков уже после 6-8-часовой экспозиции. В природе полную гибель жуков эти авторы наблюдали после того, как температура почвы в течение недели держалась около -6,0°С.

В исследованиях же В. Н. Журавлева (1964 а, б) по холодостойкости зимующих жуков, установлено, что реакция отдельных особей одного поколения и одного срока ухода в почву на низкие температуры неодинакова. Различие в устойчивости к низким температурам у жуков наблюдалось также в зависимости от продолжительности нахождения их в диапаузе. В ноябре наблюдалась почти полная, 90%-ая гибель жуков после 2-х часовой экспозиции при температуре -5...-6,1°С, тогда как в январе, при действии более низкой температуры -5,8...-8,2°С в течение 7 часов смертность составила только 60%. При равных температурах и экспозициях гибель жуков была выше 40% при высокой влажности почвы - 62-71% от полной влагоёмкости, при низкой же влажности (26-27%) гибель особей составляла около 20%.

По мнению К. PieKarczyK (Колорадский картофельный жук..., 1981), летальной для жуков является температура почвы -9°С и основной причиной высокой смертности жуков во время зимовки является не охлаждение почвы, а ее высокая влажность. Сильно увлажненная почва препятствует проникновению жуков в более глубокие и, следовательно, более теплые горизонты почвы. Жуки задерживаются в поверхностных слоях и при промерзании почвы погибают. Это подтверждено исследованиями многих учёных. Установлено, что в период зимовки вредителя в суглинистой влажной почве гибель жуков составляет 67,1%, тогда как в супесчаной -55,1%. Это связано с интенсивностью метаболизма у жуков, зимующих в глинистой почве, которая на протяжении всей зимовки выше, чем в

песчаной, что и является причиной их более высокой чувствительности к действию неблагоприятных факторов.

Выживаемость фитофага в зимний период также зависит от глубины его залегания в почве. Так, в южной части ареала, где средняя глубина залегания большинства зимующих жуков составляет 25-40 см, выживаемость имаго при перезимовке составляет 70-90%. В европейской же части ареала, наоборот, жук зимует на глубине 50-80 см, а количество выживших насекомых в 2-3 раза меньше южной части (Миндер, 1966; Миндер, Козаржевская, 1966; Петрова, 1966; Ушатинская, 1966; Журавлев, 1964 а, б; Колорадский картофельный жук, 1981; Hiiesaar etc., 2006; Кахаров, 2008).

G.A. Mail и R.W. Salt (1933), установили, что колорадский жук во время зимовки не выдерживает замерзания, и действие на них температуры ниже точки максимального переохлаждения, приводит жуков к гибели. Авторами также было выявлено, что температура максимального переохлаждения варьирует в пределах -4,3...-11,6°С. Но низкая температура, не оказывает вредного влияния при малых экспозициях, и только при более длительном воздействии может привести организм к гибели. Опыты, проведенные с зимующими жуками в Закарпатье (Миндер, 1969; Миндер, Чеснек, 1971), показали, что температуры, близкие к интервалу максимального переохлаждения, жуки переносят вполне благополучно. Даже после длительного воздействия на них в течение 7 суток температурой -3.. .-5°С у большинства жуков наблюдалось полное восстановление жизненных функций, а смертность была главным образом обусловлена дискоординацией процессов метаболизма. Действие на имаго более низкой температурой (-9.. .-11°С) вызывало гибель насекомых уже после 9-часовой экспозиции, смертность их колебалась в разные месяцы от 50 до 100%, а причиной гибели явилось их замерзание. Также было установлено, что жуки не способны переносить образование кристаллов льда в тканях, поэтому обязательным условием повышения холодоустойчивости и его выживаемости, является уменьшение количества воды в теле с 60 до 48,5-50% (Ушатинская, Чеснек, 1974; Hiiesaar etc., 2006).

Таким образом, смерть фитофага вследствие действия отрицательных температур не обязательно вызывается замерзанием. При длительном действии на организм температур, близких к температуре переохлаждения, смерть наступает в результате нарушения физиологических функций организма, а также от влажности по