Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Экспертная система по защите капусты от вредителей и возможности ее совершенствования

ВАК РФ 06.01.11, Защита растений

Автореферат диссертации по теме "Экспертная система по защите капусты от вредителей и возможности ее совершенствования"

На правах рукописи

РГ6 ол ' - НОЯ 1995

/Ь

/1' ТОМИЛОВА

Оксана Григорьевна

УДК 632,937:681.518

ЭКСПЕРТНАЯ СИСТЕМА ПО ЗАЩИТЕ КАПУСТЫ ОТ ВРЕДИТЕЛЕЙ И ВОЗМОЖНОСТИ ЕЕ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ

06.01.11 - защита растений

г-

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Новосибирск - 1995

Диссертационная работа выполнена в Новосибирском государственном аграрном университете.

Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор М.В. Штерншис

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук,

с.н.с. И.Б. Кнор

кандидат биологических наук, доцент Л.А. Литвина

Ведущее учреждение: Государственный научный центр "Вектор"

Защита состоится " ко JL íggs г. в \ О часов на заседании диссертационного совета Д.120.32.01 при Новосибирском государственном аграрном университете по адресу: 680039, Новосибирск, ул. Добролюбова, 160, зал заседаний ученого совета.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Новосибирского государственного аграрного университета.

Автореферат разослан " ¿p^C^LjzS'iü <2. 1995 г.

Ученый секретаре диссертационного совета

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Одним из перспективных путей доведения современных научных знаний и передового опыта до рядовых работников сельского хозяйства является создание и распространение экспертных систем (ЭС), представляющих собой объединение возможностей высококвалифицированных специалистов-экспертов проблемной области и персонального компьютера (Блинов и др., 1990; Самерсов, 1991).

Актуальность создания ЭС по защите растений обусловлена целым рядом причин. Во-первых, накоплен богатый фактический материал, описывающий несколько тысяч видов вредных организмов, которые наносят ущерб сельскому хозяйству страны, требующий тщательного структурного анализа в целях практического использования собранной информации и поиска направлений дальнейшей исследовательской деятельности, имеющей первостепенное значение. Во-вторых, решения по защите растений часто приходится принимать в условиях некоторой неопределенности, так как целесообразность защитных мероприятий зависит от множества факторов. В-третьих, предполагаемые изменения в организации службы защиты растений (постепенное насыщение компьютерами СТАЗР и сельскохозяйственных предприятий) вызывают необходимость разработки программного обеспечения для решения самых разнообразных задач в данной сфере деятельности человека (Владиславов, 1986; Чертова, 1995).

Создание ЭС по защите растений позволит объединить весь фактический материал по защите определенной культуры, выявить пробелы в знаниях, наметить пути решения первоочередных проблем и обеспечить выбор оптимального варианта обработки, целесообразного с экономической и экологической точек зрения.

Цель и аадачи исследования. Цель настоящей работы - разработка действующего варианта экспертной системы по защите капусты от вредителей, позволяющего упростить получение рекомендаций для конкретных фитосанитарных ситуаций и обеспечить эффективную защиту данной культуры при минимальном использовании химических инсектицидов. В связи с этим необходимо было решить следующие задачи:

- обобщить и проанализировать имеющийся материал пц защите капусты с точки зрения базы знаний ЭС;

- структурировать исходную информацию с акцентом на приоритет биологических методов защиты растений;

- составить логические решающие правила, являющиеся основой

базы знаний разрабатываемого варианта 3С;

- проверить и скорректировать работу исходного прототипа ЭС на модельных ситуациях;

- провести опытную эксплуатацию полученного в процессе тестирования действующего варианта ЭС;

- показать возможности дальнейшего развития ЭС по защите капусты от вредителей.

Научная новизна исследования. Обоснованы новые методологические подходы построения защитных мероприятий с использованием экспертной системы, повволяющие обеспечить защиту капусты от вредителей, целесообразную с экономической и экологической точек зрения. Выявлены баковые смеси минеральных удобрений с бактериальными инсектицидами, эффективные против комплекса вредителей капусты, включающего листогрызущих чешуекрылых насекомых и капустную тлю. Показана возможность использования полученных результатов исследований для дальнейшего совершенствования разработанной ЭС.

Практическая ценность. Показана целесообразность использования экспертной системы по защите капусты от вредителей, позволяющей оптимизировать работу растениеводов овощеводческих хозяйств.

ЭС может служить инструментом в обучении студентов и повышении квалификации специалистов по защите растений.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на научно-практической конференции по проблемам науки и производства в условиях аграрной реформы (Новосибирск, 1993), конференции молодых ученых, аспирантов и студентов НГАУ (Новосибирск, 1994), Всероссийской конференции по интродукции микроорганизмов в окружающую среду (Москва, 1994), Всероссийском научно-производственном совещании по экологически безопасным и беспестицидным технологиям получения растениеводческой продукции (Краснодар, 1994) и научно-практической конференции ученых НГАУ и Гумбольдтского университета (г. Берлин).

Публикации результатов исследований. По материалам диссертации опубликовано 7 работ.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, выводов, практических рекомендаций, приложений, списка литературы из 205 наименований, в том числе 56 иностранных авторов. Работа изложена на 123 страницах машинописного текста, иллюстрирована 11 таблицами и 11 рисунками.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Состояние вопроса (обзор литературы)

Приведены общие сведения о понятии, структуре и принципах действия экспертных систем. Показаны направления и возможности использования ЭС в защите растений в нашей стране и за рубежом.

В качестве элементов базы знаний ЭС для экологизации защиты растений рассматриваются приемы повышения эффективности биопрепаратов за счет введения различных активаторов и возможности совмещения обработок бактериальными препаратами с внекорневыми подкормками минеральными удобрениями, обладающими инсектицидным действием.

Материалы и методы исследования

Объектами исследований служили: комплекс хозяйственно значимых вредителей капусты; бактериальный препарат лепидоцид; минеральные удобрения (аммиачная селитра, карбамид, двойной суперфосфат и нитроаммофос).

Работу по созданию и проверке ЭС осуществляли по методологии Уотермана (Уотерман, 1975; Попов, 1987) с использованием ПЭВМ типа 1ВМ РС/АТ, ХТ, которая включает следующие этапы: идентификацию, концептуализацию, формализацию, выполнение, тестирование, опытную эксплуатацию и модификацию системы.

Опытную эксплуатацию действующего варианта ЭС осуществляли в течение 3-х лет в АСХП "Морское" Новосибирской области на посадках капусты среднепозднего и позднего сроков созревания площадью 2,0 га. Учет численности вредителей на опытном участке проводили по общепринятым методикам (Осмоловский, 1964; Лахи-дов, 1976). Результаты работы системы оценивали, определяя прибавку урожая и хозяйственную эффективность путем сопоставления урожайности (в пересчете на 1 га), полученной с площади, где проводили рекомендуемые системой мероприятия по защите капусты от вредителей, с урожайностью на контрольном участке

Лабораторные эксперименты по изучению влияния минеральных удобрений на инсектицидную активность бактериального препарата проводили на гусеницах капустной совки, капустной белянки и лугового мотылька лабораторной и природных популяций. В чашки Петри или в садки помещали по 10-15 гусениц одного возраста и зараженный корм (3 г искусственной питательной среды с добавлением 1 мл исследуемой суспензии или листья капусты, обработан-

ные суспензией) (Штерншис и др., 1990).

В качестве активаторов биопрепарата испытывали 1%-ные вод ные вытяжки и растворы минеральных удобрений. Лепидоцид исполь зовали в пониженных концентрациях, обеспечивающих гибель гусе ниц на уровне 30-60%, для чего в предварительных опытах уста навливали ЛК50 по формуле Кербера (Штерншис, 1986). Наличие си кергического эффекта в действии смесей оценивали методом Колб (Журмунская, 1986).

Полевые испытания смесей лепидоцида с минеральными удобре ниями осуществляли на делянках капусты площадью 25 м2 в 4-: кратной повторности. Размещение вариантов рендомизированное Опрыскивание проводили в вечернее время ранцевым опрыскивателе! ЭРА-1 с расходом рабочей жидкости 300-400 л/га. Учет вредителе] осуществляли путем визуального осмотра в день обработки и чере; 3, б, 7 и 10 суток после обработки.

Биологическую эффективность определяли по формуле Аббот; (Гар, 1963; Штерншис, 1988), статистическую обработку экспериментальных данных проводили методом дисперсионного анализ; (Доспехов, 1985) с использованием персонального компьютера "YAMAHA".

Разработка экспертной системы по защите капусты от вредителей

Исходя из задач исследования для разработки ЭС по завдте растений от вредителей выбрана белокочанная капуста, так как эта культура занимает ведущее место среди овощных в Сибири. Учитывая, что биопрепараты имеют важное значение в регуляции численности вредителей капусты, разрабатываемая нами ЭС была нацелена на обеспечение первоочередного использования экологически безопасных средств защиты растений.

Построение схеми-"дерева". Для успешного применения микробиологических препаратов необходимо учитывать множество факторов, влияющих на эффективность: вид, возраст и численность вредителя; погодные условия (температура воздуха, облачность, наличие осадков); степень заселения энтомофагами и т.д. На основании перечисленных факторов и принципа приуроченности комплекса вредителей к определенным фенологическим фазам культурного растения составлена схема-"дерево" ЭС. Информация по защите капусты от вредителей сгруппирована по фазам развития капусты в открытом грунте. Выделено 5 основных фаз: 3-5 дней после высадки рассады в открытый грунт;' 7-9 листьев; розетка листьев; рых-

Ч

иый кочан; уплотненный кочан.

Для каждой фенологической фазы выписан комплекс наиболее эпасных вредителей с соответствующими экономическими порогами вредоносности (ЭПВ) и мерами борьбы. При этом информация построена таким образом, чтобы ориентировать пользователя на биологическую защиту капусты и лишь в тех случаях, когда это невозможно по тем или иным причинам (низкая температура воздуха, Эолыпой возраст гусениц) приводятся данные по использованию альтернативных методов. Исключение составляют те вредители, против которых еще не разработаны биопрепараты.

Экологическая направленность данной системы выражается не только в приоритете биометода, но и в приводимых для инсектицидов санитарно-гигиенических характеристиках (срок ожидания до уборки, максимальная кратность обработок, МДУ остатков в продукции, токсичность для полезных насекомых и рыб) и дифференцированных нормах расхода препаратов в зависимости от погодных условий.

Составление логических решающих правил. Отобранная информации была преобразована в логические решающие правила (ЛРП) типа "если А и В то С", которые выстроены по принципу постепенной' конкретизации знаний. Например:

1. "ЕСЛИ период уплотненный кочан - ТО ЭПВ капустной совки 2-3 шт/растение при заселении растений 10%, ЭПВ капустной белянки 5-10 шт/растение при заселении растений 10%, ЭПВ капустной моли 5-10 шт/растение при заселении растений 25%, ЭПВ лугового мотылька 12-15 шт/кв.м, ЭПВ капустной тли 20-25%."

2. "ЕСЛИ период уплотненный кочан, заражение капустной белянкой - более 10 шт/растение, заселение растений капустной белянкой -более 10%, возраст гусениц капустной белянки - 1-2, температура воздуха - выше 13°С, количество дней до уборки - более 20 - ТО биологическая защита против капустной белянки."

3. "ЕСЛИ период уплотненный кочан, биологическая защита против капустной белянки - ТО препараты безопасны для окружающей среды, использовать вентиляторные опрыскиватели, норма расхода рабочей жидкости 300-500 л/га, или препарат битоксибациллин сух.п., или препарат лепидоцид конц. и т.д."

4. "ЕСЛИ биологическая защита против капустной белянки, препарат лепидоцид конц., температура воздуха 25°С - ТО норма расхода лепидоцида конц. 0,75 кг/га, повторение обработки через 7-8 дней, обработка днем в пасмурную погоду или вечером, срок ожидания до уборки 1 день, МДУ не устанавливается."

Благодаря наличию в ЭС подсистемы приобретения знаний при

необходимости можно легко удалить или модифицировать имеющие« правила либо ввести новые. От количества правил во многом зависит качество получаемых рекомендаций, поэтому по мере совершенствования ЭС база правил постоянно расширяется. К моменту написания работы количество ЛРП увеличилось до 900.

Проверка экспертной системы на модельных ситуациях и в полевых условиях. На основе составленной нами базы знаний при программном обеспечении на языке . Турбо-Паскаль, разработанной специалистами лаборатории интеллектуальных систем (СИНТЕЛ), была построена экспертная система по защите капусты от вредителей "Интегрон".

Проверку и корректировку исходного прототипа осуществляли на модельных ситуациях. Для диалога с машиной в базу исходных данных нами введены вопросы, позволяющие получить необходимую для анализа ситуации информацию.

Какой период развития растений?

Какой вредитель?

Степень заселенности растении?

Какой возраст вредителя?

Какова температура воздуха?

Сколько дней до уборки урожая?

Какой препарат будете использовать?

Если лет бабочек дугового мотылька, то их количество?

Сколько мух-сирфид при наличии тли?

Был ли посев укропа в начале высадки рассады?

Применялись ли против листогрызов только биопрепараты?

После ответа на перечисленные вопросы система анализирует заданную ситуацию и выдает рекомендации по проведению защитных мероприятии.

В процессе тестирования исходного прототипа на модельных ситуациях были выявлены и устранены погрешности в работе, в результате чего получен действующий вариант ЭС, который проходил опытную эксплуатацию в течение трех лет (1992-1994 гг.) в АСХП "Морское".

Результаты постоянных наблюдений ва погодными условиями и динамикой численности подвергались анализу с помощью ЭС. Исходя из наличия препаратов в хозяйстве, на основании полученных рекомендаций строились защитные мероприятия. Рекомендации системы (на примере капустной моли, 1992 г.) выглядели следующим образом:

Исходные данные: Период розетка листьев,

Заражение капустной молью 5 шт/растение,

Заселение растений капустной молью 18%, Возраст гусениц капустной моли 2,

Температура воздуха 27°С,

Количество дней до уборки 82 дней,

Препарат Лепвдоцид ст.п.

Ответ системы: Биологическая защита против капустной моли, Опрыскивание в период вегетации, Препараты безопасны для окружающей среды, Использовать штанговые или вентиляторные опрыскиватели, Норма расхода рабочей жидкости 300-500 л/га,

Норма расхода Лепидоцида ст.п. 0,5-0,63 кг/га,

Повторение обработки через 5-7 дней.

Или обработка днем в пасмурную погоду, Или обработка вечером,

Срок ожидания до уборки 1 день,

МДУ не устанавливается,

Или препарат Битоксибациллин сух.п. и т.д.

ЭПВ капустной мухи, заселение 10% 5-10 шт/растение,

ЭПВ капустной совки, заселение 5% 1-2 шт/растение,

ЭПВ капустной белянки, заселение 10% 3-5 шт/растение,

ЭПВ капустной моли, заселение 10% 3-5 шт/растение,

ЭПВ капустной тли 5-10%

Проведение рекомендуемых экспертной системой обработок способствовало сдерживанию численности основных вредителей капусты на безопасном уровне. При этом применение химических инсектицидов сведено до минимума, что положительно сказалось на выживании знтомофагов. При вскрытии гусениц 5-го возраста капустной совки было установлено, что заражение эндопаразитами на опытном участке составило 28-32% (на участке, где проводили только химические обработки - 11-16%). Зараженность же гусениц капустной белянки 2-го поколения на опытном участке составила 75-83%, в то время как при использовании пиретроидов - 48-60%.

С помощью рекомендаций ЭС удалось обеспечить высокую эффективность биологических обработок, получить прибавку урожая в среднем за 1992-1994 гг. 10 -12 т/га, что соответствует хозяйственной эффективности 20-25%, а также повысить качество выращенной продукции.

Возможности совершенствования экспертной системы

Неотъемлемым свойством ЭС является возможность постоянного совершенствования за счет пополнения базы знаний. Работа над созданием ЭС и опытная эксплуатация ее в полевых условиях позволили выявить пробелы в знаниях решаемой проблемы и в соответствии с этим провести эксперименты с целью получения новых данных, необходимых для дальнейшего развития системы.

Созданный нами вариант ЭС нацелен на построение защитных мероприятий против одного из вредителей, встречающихся на капусте. Однако анализ фитосанитарных ситуаций показал, что очень часто в поле можно обнаружить одновременно несколько хозяйственно значимых видов вредителей. В связи с этим, одним из важнейших направлений дальнейшего развития ЭС явились исследования по расширению спектра действия биопрепаратов, что позволило бы ЭС оценивать сложные ситуации с комплексом вредителей.

Влияние минеральных удобрений на инсектицидную активность бактериальных препаратов. Мы обратили внимание на тот факт, что минеральные удобрения, с одной стороны, способны увеличивать инсектицидную активность бактериальных препаратов против чешуекрылых вредителей (Иванов и др., 1982; Челяев, 1983), с другой стороны, снижают численность капустной тли (Болов, 1974). Опираясь на данные литературы, нами исследована возможность совмещения обработок бактериальными инсектицидами с внекорневыми подкормками минеральными удобрениями с целью выбора баковых смесей, эффективных против комплекса вредителей капусты. Подбор таких смесей позволит перейти к построению более сложного варианта ЭС, сохранив при этом экологическую направленность системы.

Для исследований выбраны минеральные удобрения, обладающие прямым токсическим действием на различные виды насекомых: аммиачная селитра, карбамид, двойной суперфосфат и нитроаммофос. Перечисленные удобрения широко используются в растениеводстве, легкодоступны и практически всегда имеются в наличии в большинстве хозяйств.

Введение в питательную среду для воспитания насекомых водных растворов и вытяжек минеральных удобрений показало, что все испытанные удобрения снижают жизнеспособность гусениц младших возрастов чешуекрылых вредителей капусты (табл.1). Гусеницы оказались более чувствительны к действию аммиачной селитры и карбамида. Такой эффект можно объяснить тем, что образующиеся при диссоциации данных удобрений ионы ДОз", СОг-2. МН4+ являют-

ся, согласно исследованиям Персина (Персии, 1977), наиболее токсичными для насекомых, они легче проникают через покровы, вызывая нарушение концентрации ионов.

Таблица 1

Влияние минеральных удобрений на гусениц II возраста

Вариант опыта Гибель гусениц через 3 суток, X

луговой мотылек капустная совка капустная белянка

Аммиачная селитра Карбамид Нитроаммофос Двойной суперфосфат Контроль 20,0 16,6 6,6 10,0 3,3 23,3 20,0 10,0 13,3 0 36,6* 30,0* 23,3* 16,6 3,3

Рфакт / Ртабл < 1 < 1 > 1

Примечание: концентрация минеральных удобрений - 0,5 %

Установлено, что токсический эффект неодинаков по отношению к гусеницам различных видов. Изменение химического состава корма вызвало существенное снижение жизнеспособности гусениц капустной белянки, которая является узкоспециализированным вредителем. Менее чувствительны к включению в состав питательной среды минеральных удобрений гусеницы капустной совки и лугового мотылька, относящиеся к полифагам. Следовательно, существует зависимость между трофической специализацией вредителя и его чувствительностью к постоянству биохимического состава кормового растения.

Для изучения активирующего действия минеральных удобрений выбран наиболее перспективный отечественный бактериальный препарат лепидоцид. Заражение гусениц различных видов чешуекрылых вредителей капусты лепидоцидом в смеси с минеральными удобрениями показало, что испытанные удобрения повышают инсектицидную активность препарата. Причем, добавление аммиачной селитры и карбамида существенно усиливают эффект смеси по отношению к препарату в чистом виде (табл.2). Аналогичные результаты получены в опытах с гусеницами капустной белянки и лугового мотылька.

Минеральные удобрения, помимо прямого токсического дейс-

твия, приводящего к гибели насекомых, влияют через изменения физиологического состояния и обмена веществ на чувствительность насекомых к действию инсектицидов (Самерсов, Горовая, 1976). Они также активизируют развитие энтомопатогенов в ослабленном организме насекомого (Карпов, Карабаш, Золотаренко, 1976), чем обусловлено наличие синергического эффекта действия смесей бактериального препарата с минеральными удобрениями (табл.2).

Чувствительность насекомых к Bacillus thuringiensis не оказала заметного влияния на действие исследуемых активаторов. Сравнивая гибель гусениц различных по чувствительности к Вас. thuringiensis видов между вариантами с чистым лепидоцидом и его смесями, можно убедился, что эффект смесей аналогичен действию непосредственно введенных в корм минеральных удобрений (рис.1). Следовательно, насекомые с ограниченным кругом кормовых растений более чувствительны к действию активирующих добавок такого рода.

Таблица 2

Гибель гусениц капустной совки 3-го возраста через 48 часов после заражения

Вариант опыта Среднее процент синергич.

количество общей эффект

погибших гибели Е2 / Ei

гусениц, особ.

Лепидоцид 0,4% 3,66* 36,6 > 1

Лепидоцид +

аммиачная селитра 1% 6,33** 63,3 > 1

Лепидоцид +

карбамид 5,66** 56,6 > 1 '

Лепидоцид +

дв. суперфосфат 1% 4,33* 43,3 > 1

Лепидоцид +

нитроаммофос 1% 4,66* 46,6

Аммиачная селитра 1% 1,66 16,6

Карбамид 1% 1,0 10,0

Дв. суперфосфат 1% 0,66 6,6

Нитроаммофос IX 0,33 3,3

Контроль 0 0

HCPos = 1,66; HCPoi =2,28 10

50

45

40

35

30

25

20

15

10

5

101

90

80

70

60

50

40

30

20

10

.1Ь

36,6

30,0

20,0

23,3

20,0

16,6

3,3

3,3

луговой капустная капустная мотылех совка белянка

85

86,6

И

65

ш

65

35

60

луговой капустная капустная мотылек совка белянка

Рис. 1. Гибель гусениц П возраста % А - ах удобрений в чистом виде Б - от лепидацида и сто смссеЯ

Ц КОНТРОЛЬ

□ КАРБАМИД

Щ АММИАЧНАЯ СЕЛИТРА

□

ЛЕПИДОЦИД

ЛЕПИДОЦЙД + КАРБАМИД ЛЕПИДОЦИД+ 1 АММИАЧНАЯ СЕЛИТРА

Палевые испытания баковых смесей лепидоцида с минеральны»! удобрениями. На основании результатов лабораторных исследований проведены испытания баковых смесей лепидоцида с минеральными удобрениями против вредителей капусты в полевых условиях. В первые два года (1992-1993 гг.) в качестве активаторов лепидоцида испытывали 4 удобрения: аммиачную селитру, карбамид, двойной суперфосфат и нитроаммофос. В 1994 г. испытывали смеси лепидоцида с наиболее эффективными активаторами.

Опыты проводили на посадках капусты сорта Сибирячка-60 среднепозднего срока созревания и Амагер-611 позднего срока созревания в АСХП "Морское", оценивали биологическую эффективность и урожайность.

Основным объектом регуляции численности явилась капустная совка - наиболее опасный и распространенный вредитель капусты. Численность капустной совки значительно превышала ЭПВ. Обработки проводили в период розетки листьев к моменту отрождения гусениц из яйцекладок.

Результаты показали, что включение в рабочие суспензии лепидоцида минеральных удобрений в 1%-ной концентрации повышает эффективность бактериального препарата (табл.3). Использование в качестве активаторов лепидоцида аммиачной селитры и карбамида позволяет на 19-22% повысить биологическую эффективность обработок и получить прибавку урожая 6-8 т/га по сравнению с использованием лепидоцида в чистом виде. ' .

Двойной суперфосфат и нитроаммофос повышают эффективность обработок на 5-10%, что соответствует прибавке урожая 2-3 т/га. Эффект, обусловленный присутствием данных удобрений, значительно ниже в сравнении с азотными удобрениями. Однако благодаря высокому инсектицидному действию фосфорных удобрений по отношению к капустной тле, баковые смеси лепидоцида с двойным суперфосфатом и нитроаммофосом можно использовать на поздних стадиях развития капусты против комплекса вредителей, включающего чешуекрылых насекомых и капустную тлю.

Таким образом, минеральные удобрения можно использовать в технологических процессах не только как источник дополнительного питания, но и как средство защиты растений. Обоснованное совместное применение минеральных удобрений с инсектицидами обеспечивает благоприятные условия регуляций численности вредителей путем воздействия на систему триотрофа (растение - насекомое - патоген).

Составление логических решающих правил для совершенствования экспертной системы по защите капусты от вредителей. Возмож-

ность совмещения биообработок против чешуекрылых вредителей с внекорневыми подкормками минеральными удобрениями против капустной тли позволила перейти к построению экологически безопасных защитных мероприятий против комплекса вредителей на поздних фазах развития капусты, что особенно важно из-за близости сроков уборки урожая.

Таблица 3

Полевая оценка смесей лепидоцида с минеральными удобрениями Капуста сорта Сибирячка-60, АСХП "Морское" Новосибирской области, 1992-1993 гг.

Вариант опыта Кол-во гусениц кап. совки до об-ки на 100 раст. Биологическая эффективность по суткам, X Ур-ть, т/га Г факт ¥ табл

3 5 7 10

Контроль 66 - - - - 36,1 -

Лепидоцид 67 45,3 53,2 55,8 57,8 44,4 > 1*

Лепидоцид +

аммиачная селитра 84,5 57,1 66,8 74,7 79,9 52,6 >

Лепидоцид +

карбамид 81,5 56,6 63,6 71,9 76,9 50,4 > 1*

Лепидоцид +

нитроаммофос 76,5 49,3 55,8 62,8 64,3 46,5 > 1*

Лепидоцид +

дв. суперфосфат 89 54,4 62 66,3 66,6 47,4 > 1*

Примечание: Концентрация лепидоцвда-0,4-0,52, минеральных удобрений - 1%, *сравнение с контролем, **сравнение с лепидоцидом.

Вариант ЭС для анализа сложных ситуаций будет включать как уже вошедшие в базу знаний ЛРП, так и дополнительные, описывающие ситуации с комплексом вредителей.

Пример ЛРП для анализа ситуаций с комплексом вредителей

ЕСЛИ

Период розетка листьев, Заражение капустной молью Заселение растений капустной молью Возраст гусениц капустной моли Заражение капустной совкой

более 5 шт/раст. более 10%, 1-2,

более 1 шт/раст.

Заселение растений капустной совкой более 5%, Возраст гусениц капустной совки 1-2,

Температура воздуха более 13°С,

ТО

Биологическая защита против комплекса вредителей. ЕСЛИ

Период розетка листьев,

Биологическая защита против комплекса вредителей ТО

Или препарат Лепидоцид конц. + аммиачная селитра 1%, Или препарат Лепидоцид ст. п. + аммиачная селитра 1%, Или препарат Лепидоцид конц. + карбамид IX, Или препарат Лепидоцид ст.п. + карбамид 1% и т.д.

Проведенные исследования и составленные на их основе новые ЛРП наглядно показывают каким образом ЭС может постоянно расширятся и модифицироваться по мере появления новых рекомендаций по защите капусты. Использование ЭС обеспечит доступ пользователя к новейшим разработкам и поднимет представление среднего специалиста до уровня высококвалифицированных экспертов.

ВЫВОДЫ

1. Обобщена, проанализирована и структурирована имеющаяся информация по защите капусты от вредителей для создания экспертной системы.

2. Построены логические решающие правила по принципу постепенной конкретизации знаний, составляющие базу знании ЭС. К моменту написания работы количество ЛРП составило 900 штук.

3. Разработан исходный прототип ЭС по защите капусты от вредителей, проверку и корректировку которого осуществляли на модельных ситуациях.

4. В результате тестирования получен действующий вариант ЭС, позволяющий упростить получение рекомендаций для конкретных фитосанитарных ситуаций и обеспечить первоочередное включение биологического метода защиты растений.

5. Проведение защитных мероприятии на опытном участке, согласно рекомендациям ЭС, позволило сдержать развитие основных вредителей капусты на безопасном уровне, что обеспечило прибавку урожая в среднем за 1992-1994 гг. 10-12 т/га, соответствующую хозяйственной эффективности 20-25Х.

6. Опытная эксплуатация действующего варианта ЭС в процес-

се анализа ситуаций, сложившихся в полевых условиях, выявила направления дальнейшего развития системы по пути расширения спектра действия бактериальных инсектицидов и повышения их эффективности за счет активаторов.

7. Для совершенствования разработанной ЭС проведены эксперименты по использованию баковых смесей лепидоцида с минеральными удобрениями (аммиачной селитрой, карбамидом, двойным суперфосфатом и нитроаммофосом) в условиях использования последних в качестве внекорневых подкормок.

8. Установлена зависимость между трофической специализацией вредителя и его чувствительностью к изменению биохимического состава корма, вызванного присутствием минеральных удобрений. Токсическое действие активирующих добавок, влияющих на постоянство биохимических свойств кормового растения, выше для узкоспециализированных фитофагов.

9. Обнаружено, что смеси минеральных удобрений с лепидоци-дом проявляют синергический эффект, что обусловлено комплексным влиянием удобрений на систему триотрофа (растение - вредитель -патоген).

10. Наиболее эффективными активаторами лепидоцида, по результатам полевых испытаний, являются аммиачная селитра и карбамид. Введение 1%-ных растворов данных удобрений в рабочие суспензии биопрепарата позволило на 19-22% повысить эффективность обработок против чешуекрылых вредителей капусты и получить прибавку урожая 6-8 т/га (в сравнении с обработкой чистым лепидоцидом).

11. Использование в качестве активаторов двойного суперфосфата и нитроаммофоса повышает эффективность биопрепарата на 5 - 10%, что соответствует прибавке урожая 2-3 т/га. Данные баковые смеси целесообразно применять на поздних фенологических фазах развития капусты, при наличии в комплексе вредителей капустной тли, так как фосфорные удобрения обладают высоким инсектицидным действием по отношению к этому насекомому.

12. На основании проведенных исследований составлены дополнительные логические решающие правила для включения их в разработанную ЭС, что позволит перейти к анализу сложных ситуаций с комплексом вредителей, сохранив при этомвкологическую направленность системы. ^

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

При решении задач экологически безопасной защиты капусты

от вредителей рекомендуется;

1. В работе растениеводов овощеводческих хозяйств, а также районных учебно-консультационных центров фермерских хозяйств, использовать экспертную систему "Интегрон", обеспевающую приоритетное и высокоэффективное использование микробиологических препаратов.

2. Использовать данную ЭС в учебном процессе при подготовке студентов и специалистов, повышающих квалификацию, с целью приобретения навыков построения защитных мероприятий с максимальным включением биологических методов защиты растений.

По материалам диссертации опубликованы следующие работы:

1. Штерншис М.В., Томилова О.Г. Экспертная система по защите капусты от вредителей //Защита растений. - 1993. - N12. -с.30-31.

2. Томилова О.Г., Штерншис М.В. Проверка экспертной системы -по защите капусты от вредителей в полевых условиях //Проблемы науки и производства в условиях аграрной реформы: Тез. докл. науч.-практ. конф. НГАУ.-Новосибирск, 1993.- с. 54-55.

3. Томилова О.Г., Штерншис М.В. Структурирование информации для экспертной системы "Интегрон" и ее проверка //Проблемы науки и производства в условиях аграрной реформы: Материалы науч.-практ. конф. НГАУ.- Новосибирск, 1994.- с.55-60.

4. Томилова О.Г. Минеральные удобрения как активаторы бактериальных препаратов //Анализ современных аграрных проблем: Сб. науч. тр. молодых учен, и аспирантов НГАУ.- Новосибирск, 1994.- с. 133-138.

5. Томилова О.Г., Штерншис М.В. Влияние минеральных удобрений на активность энтомопатогенных бактерий //Интродукция микроорганизмов в окружающую среду: Тез. докл. науч. конф. -Москва, 1994.- с. 105-106.

6. Штерншис М.В., Томилова О.Г. Роль экспертных систем в экологизации защиты растений //Экологические безопасные и бес-пестицидные технологии получения растениеводческой продукции: Материалы Всерос. науч.-произв. совещания.- Краснодар, 1994.-Ч.1.- с. 36-38.

7. Томилова О.Г. Совершенствование экспертной системы по аЗвдте капусты от вредителей //Анализ современных аграрных проблем: "Тез. докл. науч.-практ. конф. ученых НГАУ и Гумбольд. ун-та (г. Берлин).-Новосибирск, 1995.- с. 42-43.