Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Биологическое обоснование защиты фасоли от вредителей в условиях Краснодарского края

ВАК РФ 06.01.11, Защита растений

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата биологических наук, Анцупова, Тамара Егоровна, Краснодар

, л А О О -У "/

1

КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

НА ПРАВАХ РУКОПИСИ

АНЦУПОВА ТАМАРА ЕГОРОВНА

БИОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ЗАЩИТЫ ФАСОЛИ ОТ ВРЕДИТЕЛЕЙ В УСЛОВИЯХ КРАСНОДАРСКОГО КРАЯ

специальность 06.01.11 - защита растений

ДИССЕРТАЦИЯ

на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Научный руководитель -

кандидат биологичсеких наук

ДЕВЯТКИН А.М.

КРАСНОДАР, 1999

СОДЕРЖАНИЕ:

ВВЕДЕНИЕ.....................4-6

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ...............7-30

1.1. Видовой состав, распространение и вредоносность основных вредителей фасоли . 7-14

1.2. Устойчивость фасоли к фасолевой зерновке .14-18

1.3. Влияние биотических и абиотических факторов среды на вредоносность фасолевой зерновки.................18-24

1.4. Энтомофаги основных вредителей фасоли . . 24-26

1.5. Защита фасоли от фасолевой зерновки, гороховой тли и обыкновенного паутинного клеща..................26-30

2. МАТЕРИАЛЫ, МЕТОДЫ, УСЛОВИЯ И МЕСТО ПРОВЕДЕНИЯ

ИССЛЕДОВАНИЙ ................. 31-47

2.1. Характеристика места и условий проведения опытов..................31-32

2.2. Методика проведения исследований.....32-47

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ . . . ........48-115

3.1. Видовой состав и динамика численности основных вредителей фасоли . .......48-57

3.2. Динамика численности сосущих вредителей фасоли..................58-75

3.3. Изучение^'а^иотических и биотических факторов среды на потери зерна фасоли при хранении

от фасолевой зерновки .......... 76-85

3.4. Сравнительная повреждаемость сортов фасоли фасолевой зерновкой............86-92

л

3.5. Влияние сроков сева фасоли на заселенность фасолевой зерновкой ........... 92-98

3.6. Роль афидиуса в снижении численности Гороховой тли на фасоли ........ 98-103

3.7. Эффективность нима (мелии) индийского (Azadirachta indica L.) в борьбе с фасолевой зерновкой при хранении . . . .103-106

3.8. Результаты испытания биостата в борьбе с фасолевой зерновкой при хранении . . . .107-108

3.9. Эффективность синтетических пестицидов в Борьбе с комплексом вредителей фасоли . 109-113

4. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ЗАЩИТНЫХ МЕРОПРИЯТИЙ

В БОРЬБЕ С ВРЕДИТЕЛЯМИ ФАСОЛИ........114-116

ВЫВОДЫ.....................117-120

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ..............120

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ............... 121-149

ПРИЛОЖЕНИЯ...................150-152

ВВЕДЕНИЕ

Фасоль - ценная высокобелковая культура, имеющая многостороннее использование в народном хозяйстве. Основное ее назначение - продовольственное: семена и бобы употребляют в пищу в свежем и консервированном виде (22). Фасоль используют, как кормовое, лекарственное и декоративное растение (28).

В семенах фасоли содержится от 17 до 32% белков, от 2 до 3,5% жиров. В фасоли содержится 11-13% сухих веществ, сумма Сахаров 1-2%, крахмал - 2%, клетчатка -1,2-1,5%, сырой белок 2,2-4% в пересчете на сырое вещество. Энергетическая ценность 100г фасоли составляет 134 кДж. Фасоль содержит витамины: С, каротин, Вх, В2, Вб, В с, РР, в связи с чем фасоль может быть использована как сырье для получения лимонной кислоты.

Мука из фасоли богата белками, которые имеют высокое содержание аминокислот: тирозина - 0,53-0,61, триптофана - 0,17-0,70, лизина - 0,68-2,18, аргинина - 1,472,66, гистидина - 0,50-0,73, цистина - 0,31-0,50, ме-тионина - 0,42-0,45 г на 100 муки.

Важным резервом повышения урожайности фасоли является широкое осуществление мероприятий по ее защите от вредителей и болезней, которые в настоящее время причиняют значительный ущерб этой культуре (4 9).

Потери урожая зернобобовых культур от основных вредителей составляют от 5 до 100%. Экономический потенциал опасности вредителей фасоли, в том числе вредителей хранящихся продуктов, складывается не только от потерь урожая, но и от ухудшения его качественных характери-

стик: снижения всхожести, ухудшения качества семян, загрязнения личиночными шкурками и экскрементами насекомых .

Расширение площадей, занятых фасолью, лимитируются большим разнообразием и высокой вредоносностью вредителей, а так же отсутствием эффективных мер защиты культуры. Решение этой проблемы актуально. Фасоль теплолюбивая южная культура, широко возделываемая на Северном Кавказе (Ставропольский край, Ростовская область, Краснодарский край), выращивается в основном в индивидуальном секторе и фермерами. Фасоль в настоящее время широко используется в тепличных хозяйствах с целью размножения хищного клеща фитосейулюса для борьбы с обыкновенным паутинным клещом.

Целью работы было изучение видового состава, динамики численности основных вредителей фасоли и разработка биоэкологически обоснованных приемов регулирования их численности.

В задачи исследований входило изучить:

- видовой состав вредителей фасоли;

- динамику численности основных вредителей и взаимосвязь вредящих стадий с фазами развития культуры;

- исследовать влияние абиотических и биотических факторов среды на потери фасоли при хранении от фасолевой зерновки;

- провести оценку устойчивости различных сортов фасоли к фасолевой зерновке;

- определить потери фасоли в зависимости от сроков сева, окраски семян, степени поврежденности;

- определить эффективность различных препаратов, их сроков применения в борьбе с вредителями фасоли в период вегетации растений и при хранении зерна фасоли .

Научная новизна. Впервые в условиях Краснодарского края изучен видовой состав вредителей фасоли, выделены наиболее распространенные и вредоносные виды в различные фазы вегетации культуры.

Установлена взаимосвязь численности вредителей с фазами развития фасоли и определены оптимальные сроки проведения защитных мероприятий. Впервые проведена оценка поврежденности фасолевой зерновкой 39 сортов фасоли и выделены сорта, не повреждающиеся вредителем при хранении. Разработаны параметры температуры и влажности, обеспечивающие максимальную защиту зерновой и семенной фасоли от фасолевой зерновки. Впервые изучена эффективность растительных препаратов в борьбе с фасолевой зерновкой, что позволяет разработать экологически безопасную систему защиты культуры.

Основные положения, выносимые на защиту.

• Изучение вредной и полезной биоты в агробиоценозе фасоли и их динамики численности.

• Влияние абиотических и биотических факторов среды и сортов фасоли на вредоносность фасолевой зерновки.

• Оптимизация защитных мероприятий в регулировании численности доминирующих вредителей фасоли и разработка экологически малоопасных приемов борьбы с ними.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Видовой состав, распространение и вредоносность основных вредителей фасоли

Растения фасоли повреждаются, как многоядными, так и специализированными вредителями. По данным К.Я.Калашникова, И.Д.Шапиро, 3.H.Халеевой, А.Н.Кокорина (1963), Н.Р.Иванова (1961), в России многоядные вредители в годы массовых размножений представляют серьезную угрозу для посевов фасоли. Из этой группы вредителей фасоль повреждается личинками щелкунов, чернотелок, минирующих и ростковых мух, гусеницами подгрызающих и листогрызу-щих совок, галловой нематодой (Meloidogyne marioni Cornu.), жуками долгоносиками, тлями, клопами. Щелкуны представлены многими видами: посевной, полосатый, темный, блестящий, широкий. Чернотелки - песчаный, степной и кукурузный медляк. Подгрызающие совки - озимая, восклицательная; листогрызущие совки - совка-гамма, люцерновая, капустная, гороховая и хлопковая. Тли - гороховая и свекловичная; клопы - полевой, люцерновый, свекловичный, хлебный; обыкновенный паутинный клещ, клубеньковые долгоносики, пятиточечный долгоносик. Специализированные вредители представлены следующими видами: фасолевая зерновка, бобовая зерновка, гороховая плодожорка, акациевая огневка (26,22).

По данным К.Я.Калашникова, И.Д.Шапиро, 3.H.Халеевой, А.Н.Кокорина (1963) в колхозах и совхозах Ленинградской, Новгородской, Минской и других областях нечерноземной полосы, поврежденность семени фасоли проволочни-

Г

ками составляет от 4 до 32%. В 1962 году наиболее частые повреждения посевов серым многоядным долгоносиком зернобобовых культур имели место в Горьковской, Тамбовской, Курской, Новосибирской областях, в Алтайском и Краснодарском крае; средняя численность вредителя составила 24 и более особей на 1 м2. Поврежденность гороха, фасоли и кормовых бобов минирующими мухами составила от 10 до 73%.

Полевой, люцерновый, свекловичный, хлебный и другие виды клопов вредят посевам фасоли повсеместно, достигая пяти особей на одно растение, вредоносность от 5 до 25% поврежденной листовой поверхности. При этом побеги искривляются, листья скручиваются, бутоны и цветы опадают, урожай зеленой массы и семян снижаются (26).

Повреждения многоядными вредителями растений фасоли, могут оказать существенное влияние на потери урожая. В литературе имеются данные о влиянии ручной дефолиации на урожай фасоли обыкновенной, которые можно сравнить с такой же степенью повреждения растений насекомыми. Удаление двух первых листьев при их появлении вызывает снижение урожайности на 71%. При многократной дефолиации на 50% еженедельно, снижение урожая составляет 28%. Наиболее чувствительны растения фасоли к однократной дефолиации в период цветения и завязывания плодов (через пять недель после посева) (204).

Самый опасный вредитель фасоли, повреждающий семена, как в поле, так и в зернохранилищах - фасолевая зерновка (19, 22, 26, 27, 32, 43, 51, 52, 184). Вредитель повреждает зерновку фасоли, загрязняет массу экскрементами, зерно теряет всхожесть и пищевую ценность. В связи

с этим, потери при хранении фасоли в отдельные годы достигают 80-100%.

По данным Н.А.Онищенко (1993) всхожесть семян фасоли зависит от степени повреждения - количества летных отверстий и может колебаться от 42 до 100% (32) . Ruedell I. (1974) при детальном изучении влияния количества летных отверстий на всхожесть семян фасоли разделил их на четыре класса: 1-3 летных отверстия - первый класс; 4-6 - второй класс; 7-10 - третий класс; более 10 -четвертый класс. Семена первого и второго класса теряют всхожесть на 22-25 и 34% соответственно, семена последних (третьего и четвертого класса) полностью теряют всхожесть (184).

Е.А.Шаврина (1987) указывает на косвенный характер влияния повреждений фасолевой зерновки на всхожесть. По ее мнению, она определяется вторичным поражением поврежденных семян микрофлорой. Снижение всхожести семян под влиянием условий хранения и вредной микрофлоры создает массирующий эффект вредоносности насекомого. Степень его проявления находится в прямой зависимости от исходного уровня внутренней бактериальной инфекции и степени благоприятности режима хранения для его развития (51) . Cipollini Martin L., Stilos Edmund W. (1991) указывают, что жизнеспособность семян страдает от заражения фасолевой зерновкой независимо от их размера, поскольку почти всегда повреждается зародыш (74). Косвенно размерно-селективный характер повреждения зерновкой семян фасоли сказывается, как на урожайности, так и на жизнеспособности потомства вредителя (74).

Y

Наряду с фасолевой зерновкой фасоль повреждается бобовой зерновкой - Bruchus rufimanus Boh. По данным Woiciech, Zuranska (1986), бобовая зерновка в Польше в Ольштынском воеводстве в 197 6-197 8 гг снижала урожайность бобовых на 16%, при этом зараженность бобов варьировала от 1,5 до 7%. Энергия прорастания поврежденных семян на 14% ниже, чем неповрежденных, кроме того прорастание задерживалось на два дня. Повреждения семян отрицательно сказалось на размерах и биомассе выросших растений (219).

В отношении вредоносности карантинных видов зерновок на фасоли, в литературе имеются противоречивые сведения. В частности Н.Р.Иванов (1961), Г.А.Закладной (1973), Н.Н.Шутова (1970) указывают на высокую вредоносность китайской зерновки Callosobruchus chinensis L. и четырехпятнистой зерновки С. maculatus Fabr. Шаар Га-зи Халед (1997), Smitanoud Bougotrat, Tanaka Kaoru, Honda Hiroshi, Vamamoto Izuzu (1990) в своих исследованиях показывают, что С. chinensis и С. maculatus успешно развиваются в бобах многих растений. Однако в бобах Phaseolus vulgaris личинки этих жуков, выводящиеся из отложенных яиц не растут, а погибают уже на первой возрастной стадии (179, 23, 49, 54, 201). Фактор антибиоза определялся биотестированием на С. chinensis: после откладки жуками яиц в искусственные бобы из муки чувствительного к вредителю вида фасоли (Ph. angularis), с добавлением в нее химически составляющих бобов фасоли обыкновенной. С использованием препаративных и аналитических методов экстракции, хромотографии и электрофореза из бобов устойчивого вида выделен ингибитор роста

личинок, представляющий собой гликопротеин с молекулярной массой приблизительно 4 8 ООО и изоэлектрической точкой (4,46). Бобы фасоли обыкновенной содержат 0,6% токсичной для личинок фракции, которая оказывает инги-бирующие действие на а-амилазу, но не обладает ингиби-рующей трипсин активностью (4 9, 2 01).

По данным Наде1 О.Т. (1978), клопы рода Ъудиэ снижают количество стручков растений фасоли и наносят повреждения, выражающиеся в виде ямчатости семян; одна особь на растение снижает урожай с 276 до 242 стручков на 10 растений (102).

Основные виды клопов, распространенные в Вашингтоне Ь. ЬезрегиБ, Ъ. еИэив и Ь. Ипео1аг1з. Питание в течение одного дня на бутонах фасоли двух взрослых клопов приводит к деформации цветков или к их опадению. Две нимфы пятого возраста или одно имаго (независимо от пола) уменьшают число цветков после трех дней питания. При питании личинок третьего возраста не наблюдается уменьшения числа цветков. Предположительно деформация и опадение цветков связаны с повреждением клопами семяпочек, в частности клеток, вырабатывающих ауксины. Личинки третьего возраста имеют короткий хоботок и не способны механически или с помощью энзимов слюны нарушать ауксинвыделяющие клетки семяпочки (122).

Повреждения фасоли, вызываемые клопом Мегага viridula Ь., приводят к образованию пустых бобов и снижению урожая, всхожести семян и увеличению случаев возникновения пятнистости фасоли, вызываемой грибом Ыеша-•Ьоброга согуШ.

Питание цикадки Empoasca fabae Herris. оказывает существенное влияние на рост побегов фасоли. Установлено, что побеги, на которых питались цикадки, были в среднем на 6,4 см, короче, по сравнению, с неповрежденными. Питание цикадок оказывает заметное влияние на круговое вращение растущего побега. Период ритма кругового вращения был больше, а амплитуда меньше у побегов, с питающимися на них цикадками. Продолжительность питания при фотопериоде 15:9 (свет : темнота) была наибольшей в световую фазу и наименьшей в темноте (216).

Обыкновенный паутинный клещ Tetranychus urticae Koch, оказывает влияние на гистологию листьев бобовых, у заселенных листьев наблюдается уменьшение слоев мезо-фила. Поврежденные клетки не имеют какого-либо содержимого и вследствие этого разрушаются. У прилегающих к ним неповрежденных клеток протопласт коагулирует и при дальнейшем повреждении происходит дегенерация структуры хлоропласта. Следовательно, при питании клеща повреждаются не только проколотые клетки, но и клетки всего мезофилла (147). По данным Kropczynska D. (1986) повреждение клещом приводит к снижению количества стручков и снижению массы семян. Различные сорта фасоли проявляют устойчивость к паутинному клещу. Сорта Saxa, Astra, Fana и Белая особая заселялись по-разному. Наибольшая плотность наблюдалась у сорта Astra, у сортов Fana и Белая особая наблюдалось уменьшение количества сформированных стручков у растений, заселенных клещом, у сорта Astra - небольшое увеличение (125).

Гороховая тля, удаляя сок флоэмы и воду из клеток растений, уменьшает ток пластических веществ к корням.

Снижает ацетиленредуцирующую деятельность бактерий на 8 6сухой вес растения на 74, вес азотфиксирующих клубеньков и их количество на 77, содержание азота в тканях растений на 84%. Воздействие тли на растение пропорционально ее численности (156).

По данным Мал^ек1 А. (1985), гороховая тля, при заселении фасоли и гороха до открытия цветков или позднее, приводит к снижению продукции сухого вещества, повышенному количеству опавших цветков и бобов, сниженному количеству бобов на растении и количеству семян в бобе, повышению процента пустых бобов, снижению массы 1000 семян и урожая семян, а также веса азотфиксирующих клубеньков. Однако ее повреждения не оказывают влияние на содержание белков в семенах. Посевы гороха от гороховой тли необходимо защищать в течение 2-3 недельного периода, начиная с момента формирования бобов. Экономический порог вредоносности в фазе цветения составляет 9-12 тлей на один взмах энтомологического сачка, что эквивалентно 2-3 тлям на кончик стебля (137) .

По данным КЬаШЬа В.М. и др. (1985), наиболее значителен вред, наносимый бобовой тлей на фасоли при, 6 особях насекомых на одно растение. Значительное снижение средней длины центрального побега, продуцирования цветков, бобов, зерен, веса зерен на одно растение, наблюдается при заселении растений перед цветением и в период цветения. Кроме этого, следует иметь в виду, что даже при низких уровнях первоначального заселения, численность тли может быстро нарастать, так как активно растущие части растений содержат свободные аминокислоты, доступные для тли (121).

Storms I.I. (1971) установил, что слюна Tetranyc