Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Формирование популяций колорадского жука на различных сортах картофеля в условиях лесостепи Приобья и оптимизация мер борьбы с ним

ВАК РФ 06.01.07, Плодоводство, виноградарство

Автореферат диссертации по теме "Формирование популяций колорадского жука на различных сортах картофеля в условиях лесостепи Приобья и оптимизация мер борьбы с ним"

На правах рукописи

005535435

ОМЕЛЬЧЕНКО Николай Анатольевич

ФОРМИРОВАНИЕ ПОПУЛЯЦИЙ КОЛОРАДСКОГО ЖУКА НА РАЗЛИЧНЫХ СОРТАХ КАРТОФЕЛЯ В УСЛОВИЯХ ЛЕСОСТЕПИ ПРИОБЬЯ И ОПТИМИЗАЦИЯ МЕР БОРЬБЫ С НИМ

06.01.07 - защита растений

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

г 4 ОКТ 2013

Новосибирск — 2013

005535435

Работа выполнена в Научно-исследовательском центре по защите растений Государственного научного учреяздения Сибирский научно-исследовательский институт земледелия и химизации сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ СибНИИЗиХ Россельхозакадемии).

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук,

Мал юга Анна Анатольевна

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук,

доцент Беляев Анатолий Аркадьевич, заведующий кафедрой фитопатологии и систем защиты растений НГАУ

кандидат сельскохозяйственных наук, Орлова Елена Арнольдовна, заведующая лабораторией иммунитета Сибирского НИИ растениеводства и селекции сельскохозяйственных культур

Ведущая организация: Омский государственный аграрный университет

Защита диссертации состоится 12 ноября 2013 г. в 10 часов 00 минут на заседании диссертационного совета ДКМ 220.048.02 при Новосибирском государственном аграрном университете по адресу: 630039, г. Новосибирск, ул. Добролюбова, 160, тел./факс: (383)267-05-10

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Новосибирского государственного аграрного университета

Автореферат разослан « ' » ЬИХЯиь^' 2013 г.

Ученый секретарь диссертационного совета ____ Широких П.С.

Общая характеристика работы

Актуальность проблемы. В последние десять лет реальной угрозой для картофелеводства Западной Сибири стал колорадский жук. В настоящее время им заселено практически 80% посадок картофеля, а недобор урожая составляет от 1040%, а местами урожай уничтожается полностью (Картофель, 1999; Глез, Черка-шин', 2002; Власенко, Иванов, 2003; Павлюшин и др., 2009).

Структура и биоэкологические особенности популяций колорадского жука, его вредоносность и особенности борьбы с ним в разных зонах инвазии могут иметь значительные различия, что необходимо учитывать при разработке и совершенствовании систем защиты картофеля от данного вредителя в условиях конкретного региона. Однако биология и экология колорадского жука, а также специфика защиты картофеля от данного вредителя в Западной Сибири, включая лесостепь Приобья, остаются слабоизученными. В связи с этим, изучение особенностей развития и вредоносности вредителя в данном регионе является одним из важных вопросов, от решения, которого зависит рациональное применение защитных приемов с целью оптимизации фитосанитарного состояния посадок культуры.

Ускоренное протекание микроэволюционных процессов формообразования у колорадского жука и высокие темпы адаптациогенеза, приводят к тому, что использование отдельных защитных мероприятий малоэффективно. В этом случае необходим комплексный подход в борьбе с вредителем, включающий в себя использование устойчивых сортов, агротехнических мероприятий, и инсектицидов нового поколения. Однако, сорт, как способ оптимизации фитосанитарного состояния посадок культуры в отношении колорадского жука в регионе используют недостаточно из-за отсутствия характеристик их устойчивости к местным фитофагам. В настоящее время площади занятые устойчивыми сортами по РФ не превышают 15%, а из 48 сортов районированных в Западной Сибири, только у 7 известна устойчивость к колорадскому жуку, и та определена для европейских популяций вредителя (Жученко, 2000; Павлюшин и др., 2009; Государственный реестр..., 2013).

Так как в силу биологических особенностей вредителя, полностью устойчивых сортов картофеля к данному фитофагу нет, то порой необходимы дополнительные мероприятия по снижению численности колорадского жука, в том числе и на наименее поражаемых сортах, что может быть достигнуто обработкой посадок инсектицидами. Однако, выбирая средства и методы для контроля численности фитофага, необходимо учитывать, что различные сорта требуют адаптивного подхода при выборе приемов агротехники, в том числе и защитных мероприятий, т.к. они по-разному реагируют на вред, наносимый им фитофагами (Жученко, 1997, 1999; Захаренко, 1997; Власенко, 2004). В связи с этим разработка системы защиты для каждого сорта картофеля должна базироваться на изучении факторов, лимитирующих урожай (погодные условия, минеральное питание, предшественники и т.д.) и фитосанитарной ситуации, которая во многом определяет его величину и качество.

Цель работы: определение характера адаптированности колорадского жука к условиям региона исследований и оценка фитосанитарного состояния посадок сортов картофеля разных групп спелости для усовершенствования систем защиты культуры от колорадского жука в условиях лесостепи Приобья.

Задачи исследований:

1. Изучить динамику распространения колорадского жука в регионе исследований и определить этап его инвазии;

2. Выявить полиморфизм рисунка переднеспинки колорадского жука;

3. Изучить особенности формирования фитосанитарной ситуации в посадках картофеля на районированных сортах различных групп спелости при обработке культуры инсектицидом и без его использования;

4. Выявить привлекательность и толерантность районированных сортов различных групп спелости к колорадскому жуку;

5. Дать оценку недобора урожая различных районированных сортов, вызванных вредителем.

Научная новизна работы. Впервые в условиях лесостепи Приобья дана оценка привлекательности и толерантности различных сортов картофеля ранней (Жуковский ранний, Любава, Agata, Arosa, Scarlet), среднеранней (Лина, Невский, Свитанок киевский, Сафо, Adretta, Nikita, Santé), среднеспелой (Луговской) и среднепоздней (Зарево, Cardinal) групп спелости к колорадскому жуку. Выявлено влияние сортовых особенностей на формирование фитосанитарной ситуации в отношении данного вредителя в посадках картофеля и выбор срока применения инсектицидов в условиях региона. Определена экономическая эффективность выращивания сортов различной степени привлекательности для колорадского жука без применения инсектицидов и с их использованием. Установлены сроки оптимального применением инсектицидов контактного действия с учетом особенности сортов картофеля.

Основные положения, выносимые на защиту:

Особенности формирования фитосанитарного состояния посадок в отношении колорадского жука в зависимости от сорта возделываемого картофеля.

Привлекательность картофеля для колорадского жука.

Оптимальные сроки использования инсектицидов при выращивании сортов картофеля.

Отзывчивость сортов картофеля на применение инсектицидов.

Практическая значимость работы. Установлена малая привлекательность и толерантность сортов Жуковский ранний, Adretta, Свитанок киевский, Nikita и Scarlet для колорадского жука, что позволяет снижать объемы применения инсектицидов в период вегетации картофеля. Выделен ряд сортов (Santé, Зарево), которые, неся существенные потери фитомассы вследствие повреждения их фитофагом, имеют достаточно высокую урожайность без использования средств защиты. На основании установленных закономерностей развития фитофага на сортах различных групп спелости и отзывчивости сортообразцов на внесение инсектицидов, обоснованы сроки проведения защитных мероприятий на картофеле, которые обеспечивают наименьшую численность вредителя и стабильную урожайность

культуры. Выявленная привлекательность различных сортов позволяет эффективно использовать метод приманочных посадок картофеля в отношении колорадского жука.

Апробация работы. Ъсновные результаты исследований докладывались на 8-м Межрегиональном совещании энтомологов Сибири и Дальнего Востока с участием зарубежных ученых «Энтомологические исследования Северной Азии (Новосибирск, 4-7 октября 2010), на 5-й Международной научно-практической конференции «Агротехнический метод защиты растений от вредных организмов» (Краснодар, 13-17 июня 2011 г.), на П дискуссионной площадке СО Россельхоза-кадемии «Инновационное развитие агропромышленного комплекса Сибири на основе современных достижений науки» в рамках Ш ММИФ «Interra 2011» Всероссийского фестиваля науки Ассамблеи молодых учёных (п. Краснообск, 22 сентября 2011 г.), на ученых советах ГНУ СибНИИЗиХ и ежегодных областных и районных совещаниях с демонстрацией полевых опытов.

Публикации результатов исследований. Основные результаты исследований опубликованы в 5 научных работах, в том числе 2 - в изданиях, рекомендованных списком ВАК.

Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, 5 глав, выводов, рекомендаций производству и библиографического списка из 190 наименований, в том числе 31 иностранных авторов. Диссертация изложена на 120 страницах, содержит 11 рисунков, 20 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ 1. Колорадский жук: биологические особенности и меры борьбы Приведены результаты исследований, затрагивающие вопросы распространенности, вредоносности и биоэкологических особенностей колорадского жука. Прослежена взаимосвязь фенотипической структуры популяции колорадского жука с его резистентностью к химическим инсектицидам. Освещены вопросы устойчивость сортов картофеля к вредителю и ее факторы. Представлены меры борьбы с фитофагом и сроки их проведения. Проанализированная информация позволяет сделать вывод, о том, что слабая изученность данных вопросов в условиях региона затрудняет разработку систем защиты картофеля в лесостепи При-обья. Делается вывод о том, что для эффективного подавления численности колорадского жука необходимо учитывать стадию развития насекомых, их численность, а также фенологическую фазу растений картофеля и группу спелости сорта, что позволит эффективно оптимизировать фитосанитарную ситуацию при производстве картофеля.

2. Объекты, условия и методы проведения исследований В связи с целью и задачами исследований объектами изучения явились: колорадский жук (Leptinotarsa decemlineata Say.) и картофель (Solanum tuberosum L.) 15 сортов различных групп спелости (ранние: Жуковский ранний, Любава, Agata, Arosa, Scarlet; среднеранние: Лина, Невский, Свитанок киевский, Сафо, Adretta, Nikita, Santé; среднеспелые: Луговской и среднепоздние: Зарево, Cardinal).

Эксперименты проводили в 2009-2011 гг. в лабораторных условиях и двух-факторных полевых экспериментах, заложенных согласно методике опытного де-

ла (Доспехов, 1985) на поле стационара ГНУ СибНИИЗиХ в ОПХ «Элитное» Новосибирской области, расположенном в лесостепи Приобья.

Гидротермические условия вегетационных периодов отличались по годам. Сезон 2009 г. характеризовался как умеренно увлажненный с умеренной тепло-обеспеченностью. Увлажнение периода 2010 г. было пониженным, а теплообеспе-ченность - близкой к среднемноголетней. Вегетационный период 2011 года был умеренно засушливый. Почвенный покров стационара представлен типичным черноземом выщелоченным среднесуглинистым с агрохимической характеристикой пахотного слоя почвы (0-30 см): гумус (по Тюрину) 5,0%, общего азота 0,34% (по Кьельдалю), фосфора и калия (по Чирикову) 29,0 и 13,0 мг на 100 г почвы соответственно, рН = 6,7-6,8.

Для решения поставленных задач были проанализированы и обобщены годовые производственные отчеты о работе Госинспекции по карантину растений МСХ СССР и РФ по Новосибирской области за 1978-2000 гг., Прогноз распространения главнейших вредителей и болезней сельскохозяйственных культур в Новосибирской области и рекомендации по защите растений за 1996-2009 гг., Агрометеорологические бюллетени Западно-Сибирского территориального управления по гидрометеорологии и контролю природной среды за 1984-1994 гг.

Лабораторные эксперименты. Определение привлекательности сортов картофеля для колорадского жука проводили по методике ВИЗР (Павлюшин и др., 2005). Оценку поедаемости растений картофеля колорадским жуком в лабораторных условиях проводили в летнее время (июнь-июль) согласно «Методическим рекомендации по оценке устойчивости картофеля к колорадскому жуку (1987). Изучение структуры природных популяций колорадского жука проводили согласно методу, предложенного С.Р. Фасулати (1988,1998).

Полевые эксперименты. Опыт закладывали по паровому предшественнику. Основные элементы технологии возделывания картофеля соответствовали общепринятым для данного района (Бурлака, 1978). Густота посадки 35,7 тысУга, схема посадки 0,7x0,4 м. В полевом эксперименте определяли привлекательность и выносливость сортов картофеля различных групп спелости к колорадскому жуку. Для этого половина площади сортовых посадок была обработана инсектицидом на основе альфа-циперметрина (Цунами, КЭ, норма расхода препарата 0,1 л/га, норма расхода рабочей жидкости 300 л/га) (Список пестицидов... , 2009). Повторносгь опыта 3 х-кратная. Выделение и отбор толерантных к вредителю сортов растений проводили путем сравнительного анализа оцениваемых образцов по показателям численности фитофага и степени поврежденности ими растений, которые для различных сортообразцов определяли на фоне естественного заселения вредителями имеющихся сортовых посадок. Наблюдения за фенологией и динамикой численности колорадского жука проводили в полевых условиях по общепринятым методикам (Методика исследований ..., 1967; Методические указания по оценке ..., 1980; Белова, 1990; Методические рекомендации по проведению..., 2001; Шпаар, 2004; Методические рекомендации по индикации..., 2005). Привлекательность сортов для колорадского жука описывали с помощью показателя количества насекомо-дней, который является более полной характеристикой

жизнедеятельности насекомых в агроценозе (Ruppel, 1983). Этапы формирования популяций вредителя определяли согласно следующим показателям: появление (единичное явление, первичное поражение), оно отмечается в ту календарную дату, когда разовьётся 10% от общей численности популяции; 2 - подъём численности (экспоненциальный рост, начало явления), когда наблюдается 25% общей численности популяции; 3 - максимальная численность (массовое прохождение) 50% общей численности; 4 - спад численности - 75% общей численности; 5 -окончание развития - 90% общей численности (Поляков, Пекарчик, 1982; Горбунов, Собакарь, Тимохина, 1983). Расчёт биологической эффективности инсектицида проводили по формуле Эббота (Abbot, 1925; Дезинфекция. Методы..., 2003). Расчёт экономической эффективности проводили по производственным затратам, рассчитанным по технологической карте для каждого сорта, составленной с помощью соответствующих нормативов (Типовые нормы выработки и расхода ..., 1989; Типовые нормы выработки на расходы топлива ..., 2000) по общепринятым методикам (Организация производства ..., 2002). Полученные данные обрабатывали методом дисперсионного, корреляционного анализов и многомерного ранжирования с использованием пакета прикладных программ С НЕДЕ КОР (Сорокин, 1992; 2004). Экономическая эффективность мероприятий рассчитывалась в ценах 2011 года.

3. Распространение и вредоносность колорадского жука

В Новосибирскую область колорадский жук впервые завезен в 1978 году. К 1990 г. колорадский жук встречался уже в 14 районах области, очаги были локальны и непостоянны, их площадь варьировала от 0,15 (1986 год) до 11,08 га (1990 год). В 1994 г. площадь очагов уже составляла 58 га, что говорит об увеличении количества вредителя. К 2000 г. колорадский жук встречался в 20 районах на 159 га. К 2003 г. вредитель полностью заселил территорию области, очаги зафиксированы во всех 30 районах, и их площадь составила 11 тысяч га (Малюга, Омельченко, Похлебин, 2011). Вред, наносимый колорадским жуком, который проявляется в недоборе получаемой продукции варьировал в среднем в 2009-2011 гг. от 19 до 80%.

Таким образом, в Новосибирской области колорадский жук обитает более 30 лет, из них массово - более 10 лет. Вредитель адаптировался к местным природно-климатическим условиям и антропогенным факторам, его распространение имеет сплошной или условно сплошной характер, а численность и вредоносность стабильно высокие. Все это говорит о том, что данная территория относится к зоне натурализации, а не вселения и акклиматизации.

4. Фенотипическая структура популяций колорадского жука

Выявлена внутривидовая гетерогенность популяций колорадского жука на территории Новосибирской области, что подтверждается наличием девяти морф, известных для других районов распространения вредителя. Среди них в основном превалирует феноморфа 1 (22-30% особей), далее по частоте встречаемости идут феноморфы 2, 3, 9 и 6 (10-18% особей). Распространенность остальных феноморф не превышает 6%. Популяция вредителя в целом по области является толерантной к пиретроидным и фосфорорганическим инсектицидам (морфа № 3 составляет

более 15%). Преобладание фена № 1, также свидетельствует об устойчивости популяции к голоданию, и к группе фосфорорганических инсектицидов. В регионе также преобладают группы фенотипов, отличающиеся повышенной толерантностью к устойчивым сортам картофеля (феноморфы 1, 2) и применяемым инсектицидам (феноморфы 3,6).

Таким образом, зная встречаемость феноморф, можно заблаговременно по перезимовавшим жукам или жукам летнего поколения принять решение о обоснованному выбору инсектицидов в конкретных агроценозах, разработать тактику их применения и формировать ассортимент при закупке химических средств.

5. Формирование популяций колорадского жука на различных сортах картофеля и оптимизация мер борьбы с ним В течение периода развития колорадского жука на растениях картофеля его популяция является динамической комбинацией различных стадий вредителя. Изучение закономерностей формирования популяции колорадского жука в развитии применительно к каждому сорту, позволяет обоснованно использовать оперативные приемы защиты растений. Считается, что на фазе подъёма численности популяции идёт интенсивное нарастание биомассы и вредоносности у имаго и замедленное проявление этих процессов на стадии личинки и данная фаза развития популяции оптимальна для начала работ по защите растений, а их биологическая эффективность 75-90% (Поляков, Пекарчик, 1982; Горбунов, Собакарь, Тимохина, 1983; Горбунов, Шадрина, 1995). Поэтому для определения оптимальных сроков применения инсектицидов и обеспечения их высокой эффективности необходимы постоянные наблюдения за численностью фитофага и его возрастным составом, а также сопряженности данных показателей с фазами развития культуры.

5.1. Динамика численности колорадского жука на различных сортах картофеля и выбор оптимального срока обработки инсектицидом Первые имаго появлялись на всех сортах одновременно, когда растения находились в фазе полных всходов. Исключение составила группа среднепоздних Зарево и Cardinal, где вредитель начал заселять растения в начале бутонизации. Сезонная динамика имаго колорадского жука чаще всего имела двухвершинный характер, в некоторых случаях наблюдали и третий пик (Зарево, Кардинал, Люба-ва). Первый пик отражал максимальную численность перезимовавших имаго, а второй и третий - молодого поколения. Наступление вышеуказанных пиков различалось по времени у разных сортов.

В большинстве случаев максимум численности имаго перезимовавшего поколения на различных сортообразцах приходился на период бутонизации, однако, на Луговском наибольшую численность перезимовавших жуков наблюдали в фазе полных всходов, а на сортах Сафо и Agata первый пик был растянут, и приходился соответственно на фазы полных всходов-начала бутонизации и полных всходов-массовой бутонизации (табл. 1). Второй пик, когда появлялись жуки первого поколения, у основной массы сортов был приурочен к фазе созревания. Но у некоторых сортообразцов его наблюдали в фазу массового цветения (Зарево) и полного цветения (Cardinal, Любава). У этих же трех сортов был также отмечен и третий пик численности, который приходился на период созревания.

Таблица 1-Максимальная численность и срок заселения картофеля перезимовавшим

Фаза растения Сорт Численность, экз./раст.

Полные всходы Луговской 0,3

Полные всходы - начало бутонизации Сафо 0,4

Полные всходы - массовая бутонизация Agata 0,2

Начало бутонизации Nikita 0,2

Santé 0,5

Scarlet 0,6

Лина 0,4

Любава 0,3

Невский 0,1

Свитанок киевский 0,2

Массовая бутонизация Adretta 0,3

Cardinal 0,2

Жуковский ранний 0,4

Зарево 0,1

Полная бутонизация Arosa 1,5

НСР05 0,4

I 1 СОЛОИ V IVlVAj T1U "IflVJlVllXlVVlU »IV^VJIIIUWK»»/-«"!« J---- --------

картофеля, невелика, можно отказаться от применения химических средств защиты растений в этот период. Их использование в данный момент наиболее целесообразно только на copre Arosa в целях дальнейшего снижения численности личинок, которые отродятся из отложенных имаго яиц.

Откладка яиц самками начиналась в фазу полных всходов (на 25-32 сутки после посадки), исключение составили сорта Жуковский ранний и Adretta, где этот процесс фиксировали в начале бутонизации культуры (на 24 и 27 день после посадки, соответственно). Сортовые отличия также оказывали влияние на плодовитость вредителя. Так, на сортах Adretta, Agata, Cardinal, Nikita, Жуковский ранний, Свитанок киевский численность яйцекладок составила 0,6-0,8 шт./раст., а на остальных - от 1 до 1,3 шт./расг. Количество яиц в яйцекладке также варьировало от 16,4 до 33,5 шт.

Пик численности личинок у различных сортов также наступал в разные фазы развития растений и не был связан со скороспелостью (табл. 2).

Массово личинки появлялись, начиная с 30 дня после посадки (Свитанок, Сафо), и в зависимости от сорта данный показатель менялся. У Santé, Зарево, Невского, Nikita, Лины, Arosa, Agata он составил 31-32 дня; Любавы, Жуковского раннего, Scarlet, Adretta - 33-34 и Луговского - 35 дней. В основном этот период у основной массы сортов приходился на начало бутонизации. Но у таких сортооб-разцов как Луговской, появление личинок наблюдали в фазу полных всходов, на Scarlet, Любаве - в начале бутонизации, а на Жуковском раннем и Adretta - в период массовой бутонизации.

Количественный расчет фаз сезонной динамики численности личинок и имаго колорадского жука (табл. 3, рис.) позволил выделить наиболее оптимальные

периоды проведения защитных мероприятий против вредителя.

Таблица 2 — Срок появления и максимальная численность личинок колорадского жука _в зависимости от сорта (средние за 2009-2011 гг.)_

Фаза растения Сорт Численность, экз./раст.

Массовая бутонизация Зарево 26,8

Полная бутонизация Arosa 31,5

Nikita 20,5

Лина 25,6

Сафо 40,1

Начало цветения Луговской 18,2

Невский 30,2

Массовое цветение Adretta 21,2

Cardinal 30,7

Santé 29,7

Scarlet 24,5

Свитанок киевский 26,6

Созревание Agata 29,5

Жуковский ранний 26,6

Любава 23,8

НСР05 20,1

Таблица 3 — Срок наступления этапа формирования популяции колорадского жука (личинки) на различных сортах, дней после посадки (средние за 2009-2011 гг.)

Сорт Этап

Появление Подъем Максимум Спад Конец

Личинки

Сафо 34 39 43 50 55

Луговской 35 43 52 60 68

Cardinal/ Зарево 34/35 40/40 46/47 52/55 65/64

Nikita/Sante/Лина 37/36/37 43/41/46 50/50/48 58/57/57 66/66/68

Arosa 39 43 49 56 64

Невский 37 41 46 57 68

Agaía/Свитанок киевский 42/38 46/42 54/48 60/56 66/62

Adretta/Scarlet/Любава 39/40/40 44/44/45 50/50/51 58/57/59 68/65/70

Жуковский ранний 43 48 55 61 68

Имаго

Зарево 45 48 66 75 83

Arosa 45 62 69 76 81

Cardinal 48 51 59 73 78

Sante/Любава 54/45 62/54 69/67 74/77 77/84

Adretta/ Scarlet/ Жуковский ранний/ Невский 55/54/52/52 63/61/ 63/59 69/67/69/ 68 77/74/ 76/75 81/81/ 80/80

Agata/Nikita/JlHHa/ Луговской/Сафо/ Свитанок киевский 58/57/58/59 /55/56 64/64/ 63/62/ 61/64 70/72/70/ 71/70/70 76/78/ 78/78/ 80/77 80/82/ 83/83/ 85/81

Таким образом, защитные мероприятия против личинок на сорте Сафо необходимо начинать в фазу массовых всходов, на Луговском — в начале бутонизации картофеля, на Cardinal, Nikita, Santé, Зарево, Лина — в период массовой бутонизации, на Arosa и Невский - в период полной бутонизации, на Agata и

Свитанок киевский — в начале цветения, на Adretta, Scarlet и Любава - в период массового цветения, а на Жуковском раннем - в период полного цветения.

Сафо

а)

Зарево

б)

1 — прорастание клубней; 2 — начало всходов; 3 - массовые всходы; 4 — полные всходы; 5 - начало бутонизации; 6 - массовая бутонизация; 7 - полная бутонизация; 8 — начало цветения; 9 — массовое цветение; 10 — полное цветение; 11 — созревание Рис. Этапы формирования популяции колорадского жука (а - личинки, б - имаго) на различных сортах (средние за 2009-2011 гг.)

Борьба с имаго колорадского жука (первое летнее поколение) целесообразна на сорте Зарево в начале цветения культуры, на сорте Cardinal — в фазу полного цветения, на остальных сортообразцах в период созревания. Биологическая эффективность препарата в первом случае составляла 93,5-100%, во втором — 98-100%.

5.2. Привлекательность различных сортов картофеля для колорадского жука и прожорливость вредителя на них Исследования по привлекательности растений в лабораторных условиях не выявили значительных предпочтений вредителя относительно какого либо сорта или группы спелости. Численность имаго на листьях не имела достоверных различий, а корреляция между признаками была невелика (г=0,3±0,22) (табл. 4).

Изучение данного показателя в полевых условиях выявило, что за весь период вегетации наиболее привлекательным для имаго были Cardinal и Зарево, наименее - Agata (табл. 5). Можно предположить, что подобные предпочтения имаго вредителя объясняются биологическими особенностями групп сортов. Так, более ранние сорта быстрее проходят фазы развития, и имеют менее мощную вегетативную массу, чем более поздние (Нургалиева, Браун, 2009). Так у сорта Agata, как наиболее скороспелого среди изученных, к моменту выхода жуков первого летнего поколения надземные части растений уже усыхали и не представляли интереса для вредителя, как источник питания. В то время как Cardinal и Зарево, относясь к среднепоздним сортам, к появлению нового поколения имаго имели вегетативную массу, привлекательную в качестве пищи. Наиболее комфортны для существования и питания личинок оказались сорта — Arosa и Свитанок киевский, наименее — Santé. В полевых условиях для имаго более привлекательны сортообразцы среднепоздней группы, тогда как для личинок — ранней и среднепоздней.

Таблица 4 — Привлекательность различных сортов для перезимовавших имаго в

лабораторных условиях (средние за 2009-2011 гг.)

Сорт Группа спелости Численность на листьях, шт.

Adretta среднеранние 2,4

Agata ранние 4,2

Arosa ранние 5,8

Cardinal среднепоздние 5,7

Nikita среднеранние 5,7

Santé среднеранние 4,9

Scarlet ранние 4,6

Жуковский ранний ранние 3,3

Зарево среднепоздние 5,2

Лина среднеранние 5,7

Луговской среднеспелые 4,0

Любава ранние 4,1

Невский среднеранние 4,5

Сафо среднеранние 4,1

Свитанок киевский среднеранние 3,8

I HCPoi

Таблица 5 - Привлекательность сортов картофеля для колорадского жука в полевых условиях (средние за 2009-2011 гг.)_

Сорт Количество насекомо-дней

перезимовавшие имаго и имаго летнего поколения личинки

Adretta 134.0 516,7

Agata 24,8 507,5

Arosa 94,9 728,5

Cardinal 288,5 588,5

Nikita 117,5 531,4

Sante 136,2 317,0

Scarlet 135,4 515,0

Жуковский ранний 101,7 547,2

Зарево 178,0 613,1

Лина 86,5 468,2

Луговской 64,4 402,1

Любава 57,2 583,7

Невский 51,2 540,2

Сафо 76,1 562,7

Свитанок киевский 66,9 626,8

Таким образом, в полевых условиях была выявлена средняя зависимость привлекательности сортов для имаго от группы спелости (г=0,57±0,22) и не прослеживалось предпочтения личинок относительно какой либо из групп (г=0,06±0,23). Внутри каждой подобной группы различия также присутствовали.

Наименее привлекательные для перезимовавших имаго сорта Adretta, Жуковский ранний и Свитанок киевский, сорта были и наименее поедаемы^вредите-лем (съеденная листовая поверхность за 1 сутки, составила 1,48-2,26 см /экз. фитофага). Тогда как, на наиболее привлекательных - Лина, Arosa, Cardinal и Nikita данный показатель был наибольшим 4,56-5,52 см2/экз. фитофага, что в 2,2-3,4 раза больше, чем в первом случае. Корреляция вышеуказанных признаков была высокой и составила г=0,83±0,2.

В среднем по фазам развития вредителя наиболее прожорливыми были личинки Ш возраста, далее личинки IV возраста и имаго летнего поколения. Менее всего прожорливыми были перезимовавшие имаго и личинки II возраста. Соответственно, съеденная листовая поверхность за 1 сутки, составила 20,31, 10,3314,32 и 3,39-3,79 см2/экз. фитофага. Имаго летнего поколения менее всего поедало'сорта Adretta и Cardinal (3,62-4,16 см2/экз. фитофага), более предпочтителен для питания был сорт Невский, где данный показатель составил 21,42 см /экз. фитофага. Изучение прожорливости личинок разных возрастов не выявило каких-либо предпочтений к определённым сортам. Так, личинки П возраста менее всего поедали листья сортообразцов Свитанок киевский и Agata более всего -Жуковский ранний, Лина, Любава, Cardinal и Nikita. Соответственно, съеденная листовая поверхность за 1 сутки, составила 0,79-1,36 и 4,57-6,53 см2/экз. фитофага. Личинки III возраста менее всего поедали такие сорта, как Невский, Сафо и Scarlet, а более всего - Arosa и Santé. В первом случае съеденная листовая поверхность за 1 сутки, составила 12,5-14,07 см2/экз. фитофага, а во втором - 26,45-

28,78 см /экз. фитофага. Личинки IV возраста менее всего поедали сорт Зарево (6,94 см /экз. фитофага), а более всего - Любава (21,17 см2/экз. фитофага). По остальным сортам данный показатель составил 9,88-17,94 см2/экз. фитофага.

В среднем за 1 сутки наименее прожорливым колорадский жук (имаго и личинки всех возрастов) был на сорте Сафо (7,40 см2/экз. фитофага), а наиболее на сорте Arosa (13,77 см2/экз. фитофага). На остальных сортообразцах данный показатель варьировал от 8,29 до 12,62 см2/экз. фитофага.

В среднем наименее питательными для вредителя были сорта Жуковский ранний, Сафо, Свитанок киевский, Adretta, Santé и Cardinal. На сорте Жуковский ранний наблюдали убыль массы колорадских жуков, на Сафо масса тела фитофага была неизменна, тогда как на сортообразцах Adretta, Santé, Cardinal и Свитанок киевский прирост массы за 1 сутки был наименьшим среди всех сортов -0,001-0,008 г/1 экз. Наиболее питательными были Arosa и Луговской, где данный показатель составил 0,026-0,031 г/1 экз. В среднем по фазам развития вредителя более всего увеличивали массу тела личинки II и Ш возрастов, где прирост за сутки составил 0,026-0,032 г/1 экз. Менее всего возрастала масса тела у имаго (0,005 г/1 экз.). У личинок IV возраста наблюдалась убыль массы (- 0,014 г/1 экз.). На таких сортах, как Adretta, Santé, Жуковский ранний и Свитанок киевский, стабильно наблюдается либо снижение массы тела вредителя за 1 сутки, либо минимальное её увеличение. У имаго данный показатель варьировал от -0,004 до +0,006 г/1 экз., у личинок П возраста прибавка составила от +0,012 до +0,016 г/1 экз., а у личинок П1 возраста-от-0,012 до+0,016 г/1 экз. У личинок IV возраста практически на всех сортах, за исключением Adretta, Santé, Луговской и Зарево, наблюдается снижение массы тела в связи с физиологическими изменениями (подготовка к окукливанию).

Таким образом, наименее привлекательны для перезимовавших имаго сорта Adretta, Жуковский ранний и Свиганок киевский (численность вредителя варьировала от 2,5 до 3,8 экз./лист), они же были и наименее поедаемы вредителем (съеденная листовая поверхность за 1 сутки, составила 1,48-2,26 см2/экз. фитофага). Имаго летнего поколения менее всего поедало сорта Adretta и Cardinal (3,62-4,16 см /экз. фитофага). Наиболее комфортны для существования и питания личинок сорта - Arosa и Свитанок киевский (728 и 627 насекомо-дней, соответственно), наименее - Santé (317 насекомо-дней). В среднем по сортам для имаго и личинок наименее питательными были сорта Жуковский ранний, Сафо, Свитанок киевский, Adretta, Santé и Cardinal.

5.3. Недобор урожая культуры от колорадского жука в зависимости от биологических особенностей различных сортов картофеля

Особенности сортов, влияющие на заселяемость и поедаемость растений картофеля вредителем, обусловили их выносливость по отношению к фитофагу. Степень повреждаемости растений картофеля в полевых условиях варьировала в зависимости от сорта. Наименее поедался вредителем сорт Adretta, степень его повреждения составила 34%. В несколько большей степени повреждались Жуковский ранний и Свиганок киевский - на 38 и 41%, соответственно. Для остальных сортов данный показатель был выше 44%, и достигал 60% (табл. 6).

Таблица 6 — Зависимость недобора урожая культуры от колорадского жука в зависимости от биологических особенностей различных сортов картофеля

Сорт Прожорливость, см/экз. фитофага за 1 сутки Степень повреждения^ Всего яиц на 1 растении, шт. Количество насекомо-дней Урожайность, т/га Недобор урожая, %

имаго личинки обработано инсектицидом без обработки инсектицидом

Adretta 9,02 33,9 12,60 134,0 516,7 33,0 21,4 35,1

Agata 10,52 59,9 15,33 24,8 507,5 28,5 10,8 62,1

Aroza 13,77 53,7 27,17 94,9 728,5 42,3 18,0 57,4

Cardinal 9,88 43,8 18,96 288,5 588,5 34,6 16,9 51,5

Nikita 12,62 48,0 14,46 117,5 531,4 29,0 16,3 43,8

Santé 11,62 49,0 25,00 136,2 317,0 46,6 25,9 44,4

Scarlet 8,63 45,2 19,68 135,4 515,0 36,7 18,2 50,4

Жуковский ранний 10,92 37,9 12,96 101,7 547,2 32,3 22,3 30,9

Зарево 9,01 49,2 31,50 178,0 613,1 66,1 29,0 56,1

Лина 10,94 49,9 38,50 86,5 468,2 42,4 16,0 62,3

Луговской 9,52 53,7 26,95 64,4 402,1 26,0 9,7 62,7

Любава 11,08 51,5 40,20 57,2 583,7 37,6 18,1 51,9

Невский 11,35 51,3 23,88 51,2 540,2 50,8 19,8 61,0

Сафо 7,40 52,9 22,55 76,1 562,7 41,4 18,0 56,5

Свитанок киевский 8,29 40,7 18,27 66,9 626,8 30,8 17,7 42,5

НСР05 4,77 по факторам: оорт-8.2; защита расгений-3,0 частных средних - 11,6

Недобор урожая в поле в большей мере был связаны со степенью повреждения растений (г=0,85±0,1), чем с прожорливостью колорадского жука (г=0,05±0,18).

Наиболее выносливыми по отношению к колорадскому жуку среди изученных сортов оказались Жуковский ранний и Adretta - недобор урожая здесь составил 30,9-35,1%. Средневыносливыми были сорта Свитанок киевский, где данный показатель составил - 42,5% и Nikita, Santé (недобор урожая 43,844,4%). Также выделился ряд сортов (Santé, Зарево), которые, неся существенные потери фитомассы вследствие повреждения их фитофагом, все же имели в этом случае достаточно высокую урожайность без использования средств защиты. Остальные сортообразцы можно отнести к неустойчивым.

Ранжирование объектов по совокупности признаков в основном подтвердило выводы о выносливости тех или иных сортов к вредителю. Наиболее толе-рантны к фитофагу оказались сорта Adretta, Жуковский ранний, Свитанок киевский, Nikita и Scarlet. В группу средне выносливых к вредителю были отнесены Сафо, Agata, Невский, Cardinal и Луговской. В группу наименее устойчивых к фитофагу были выделены сортообразцы Santé, Любава, Зарево, Лина и Aroza. 5.4. Эффективность привлекательного для колорадского жука сорта картофеля в качестве приманочных посадок культуры в производственных условиях С целью уменьшения кратности обработок инсектицидом, можно создавать приманочные посадки, используя для этих целей привлекательные для вредителя сорта, высаженные одновременно с основным массивом картофеля. Малопривлекательный сорт Adretta не был заселен колорадским жуком, тогда как на привлекательном (с. Лина), средняя численность перезимовавших имаго составила 0,3 экз./1 раст., количество яйцекладок - 1,3 шт./1 раст., численность личинок - 23,1 экз./l раст., степень повреждения растений - 45%. Эффективность однократной обработки посадок Лины препаратом Децис Профи, ВДГ составила 85%. Урожайность сорта Adretta была 10,2 т/га, у Лины - ниже на 12% (9 т/га). Таким образом, использование в производстве двух сортов разной степени привлекательности позволяет сократить объемы применения инсектицидов, и получать экологически безопасную продукцию. 6. Экономическая эффективность использования сорта и инсектицидной обработки, как методов борьбы с колорадским жуком в посадках картофеля

Наиболее рентабельны при возделывании без защитных мероприятий были сортообразцы Зарево (рентабельность 158%, прибыль 88,7 тыс. руб./га), Santé (рентабельность 138%, прибыль 75,0 тыс. руб./га), Жуковский ранний (рентабельность 113%, прибыль 59,2 тыс. руб./га) и Adretta (рентабельность 107%, прибыль 55,2 тыс. руб./га). Использование инсектицида Цунами, КЭ доходно на всех изученных сортах. Максимальная рентабельность и прибыль в этом случае наблюдали у сорта Зарево, соответственно 319% и 251,7 тыс. руб./га, минимальная - у Луговской, Agata, Nikita, Свитанок киевский, Жуковский ранний и Adretta (рентабельность 138-180%, прибыль 75,3-106,1 тыс. руб./га). Наиболее эффективно его использование на сортах Зарево (дополнительная прибыль составила 163,0 тыс. руб./га), Невский (136,2 тыс. руб./га), Лина (115,9 тыс. рубУга),

Aroza (106,7 тыс. рубУга) и Сафо (106,7 тыс. руб./га). Наименьшая отдача от защитных мероприятий у сортообразцов Жуковский ранний, Adretta, Nikita и Сви-танок киевский, где данный показатель в 2-4 раза ниже. Остальные сорта находились в группе средних, и дополнительная прибыль в данном случае варьировала от 71,5 до 90,9 тыс. руб./га.

Совместное выращивание сортов различной степени привлекательности для колорадского жука более рентабельно. Оно позволяет сократить затраты на приобретение и применение инсектицида. Рентабельность выращивания малопривлекательного сорта Adretta составила 856%, а привлекательного (с. Лина) с использованием инсектицида - 575%. Себестоимость продукции в первом случае была ниже на 261,43 руб. за тонну продукции, а прибыльность выше на 8,8 тыс. руб. с гектара.

Выводы

1. Колорадский жук адаптировался к природно-климатическим условиям региона и антропогенным факторам, его распространение имеет сплошной или условно сплошной характер, численность и вредоносность стабильно высокие, и следовательно, Новосибирская область относится к зоне натурализации вредителя.

2. В условиях Новосибирской области в популяции колорадского жука встречаются все известные морфотипы. Среди них в основном превалирует фе-номорфа 1 (24% особей), далее по частоте встречаемости идут феноморфы 2, 3 (17-18% особей) и 9, 6 (10-13%). Распространенность остальных феноморф не превышает 6%. Следовательно, потенциал изменчивости у изученных популяций велик, что позволяет поддерживать высокую численность данного вредителя в различных экологических условиях.

3. В целом по Новосибирской области популяция вредителя является толерантной к инсектицидам (морфа № 3 составляет более 15%). Однако в Татарском и Сузунском районах она остается чувствительной, т.к. численность жуков с морфой № 3 составляет менее 15%, тогда как в Ордынском - резистентной (численность имаго с морфой № 3 более 20 %).

4. Преобладание в целом по области фена № 1 и 3, может свидетельствовать об устойчивости популяции к группам пиретроидных и фосфорорганических инсектицидов.

5. Наименее привлекательны для перезимовавших имаго сорта Adretta, Жуковский ранний и Свитанок киевский (численность вредителя от 2,5 до 3,8 экз./лист), наиболее привлекательными - Лина, Arosa, Cardinal и Nikita (5,7-5,8 экз./лист). Наиболее комфортны для существования и питания личинок сорта Arosa и Свитанок киевский (728 и 627 насекомо-дней, соответственно), наименее — Santé (317 насекомо-дней). Более привлекательны для вредителя сортообразцы среднепоздней группы спелости.

6. Наиболее выносливыми по отношению к колорадскому жуку среди изученных сортов оказались Жуковский ранний и Adretta - недобор урожая здесь составили 31-35%. Средневыносливыми были сорта Свитанок киевский, где данный показатель составил - 42% и Nikita, Santé (недобор урожая 44%).

7. Ряд сортов (Santé, Зарево), неся существенные потери фитомассы вследствие повреждения их фитофагом, все же имеют достаточно высокую урожайность и их можно возделывать без использования средств защиты.

8. Начало проведения защитных мероприятий определяется особенностями сорта. Первая обработка инсектицидом по личинкам у сорта Сафо требуется в фазу массовых всходов, у Луговского - в начале бутонизации картофеля, у Зарево, Cardinal, Santé, Nikita, Лина - в период массовой бутонизации, у Arosa и Невский — в период полной бутонизации, у Свитанка киевского и Agata - в начале цветения культуры, у Scarlet, Adretta и Любава - в период массового цветения, а на Жуковском раннем - в период полного цветения. Борьбу с имаго колорадского жука (первое летнее поколение) на сорте Зарево надо проводить в начале цветения культуры, на сорте Cardinal — в фазу полного цветения, на Adretta, Agata, Aroza, Nikita, Sante, Scarlet, Жуковский ранний, Лина, Луговской, Любава, Невский, Сафо, Свитанок киевский - в период созревания. Биологическая эффективность препарата в первом случае составляла 93,5-100%, во втором - 98-100%.

9. Наиболее отзывчивы на использование инсектицида Цунами, КЭ (0,1 л/га) такие сорта как Зарево (дополнительная прибыль от защитных мероприятий составила 163 тыс. руб./га), Невский (136 тыс. руб./га), Лина (116 тыс. руб./га), Aroza и Сафо (107 тыс. руб./га); наименее - Жуковский ранний (44 тыс. руб./га), Adretta (51 тыс. руб./га), Nikita (56 тыс. рубУга) и Свитанок киевский (57 тыс. руб./га). У остальных сортов средняя отдача от защитных мероприятий от 71,5 до 90,9 тыс. руб./га.

10. Наиболее целесообразно возделывать без защитных мероприятий сорта Зарево (рентабельность 158%, прибыль 89 тыс. руб./га), Sante (рентабельность 138%, прибыль 75 тыс. руб./га), Жуковский ранний (рентабельность 113%, прибыль 59 тыс. рубУга) и Adretta (рентабельность 107%, прибыль 55 тыс. руб./га). Экономически не выгодно выращивать без применения инсектицидов сорта Agata и Луговской (соответственно рентабельность 19 и 8%, а прибыль 9 и 4 тыс. рубУга).

11. Одновременное выращивание двух сортов разной степени привлекательности позволяет сократить объемы применения инсектицидов, получить экологически безопасную продукцию, а также повысить рентабельность и прибыльность производства. Рентабельность выращивания малопривлекательного для колорадского жука сорта Adretta составила 856%, прибыльность - 54,8 тыс. руб./га, соответственно у привлекательного сорта Лина с использованием инсектицида - 575% и 46 тыс. рубУга.

Практические рекомендации

Для снижения численности колорадского жука и вызываемого им недобора урожая картофеля целесообразно возделывать районированные, высокопродуктивные сорта, обладающие разными механизмами устойчивости к колорадскому жуку и не снижающие урожай даже при отсутствии инсектицидной обработки: Зарево, Nikita, Sante, Жуковский ранний, Свитанок киевский и Adretta.

Для борьбы с колорадским жуком можно использовать контактные инсектициды в соответствии с особенностями сорта. Так первую обработку по ли-

чинкам у сорта Сафо необходимо проводить в фазу массовых всходов, у Лугов-ского - в начале бутонизации картофеля, у Зарево, Cardinal, Santé, Nikita, Лина - в период массовой бутонизации, у Arosa и Невский - в период полной бутонизации, у Свитанка киевскиого и Agata - в начале цветения культуры, у Scarlet, Adretta и Любава - в период массового цветения, а на Жуковском раннем - в период полного цветения.

Борьбу с имаго колорадского жука (первое летнее поколение) на сорте Зарево надо проводить в начале цветения культуры, на сорте Cardinal- в фазу полного цветения, на остальных сортообразцах (Adretta, Agata, Aroza, Nikita, Sante, Scarlet, Жуковский ранний, Лина, Луговской, Любава, Невский, Сафо, Свитанок киевский) - в период созревания.

Рекомендуется проводить регулярный фенотипический анализ структуры популяции вредителя для выявления появления устойчивых к сортам и применяемым инсектицидам популяций колорадского жука.

Рекомендуется выращивать в одном хозяйстве сорта с разной степенью привлекательности, для сокращения объемов применения инсектицидов, и получения экологически безопасной продукции.

Публикации по материалам диссертации

1. Омельченко H.A. Фенотипическая структура популяции колорадского жука в условиях Новосибирской области / H.A. Омельченко, A.A. Малюга // Энтомологические исследования Северной Азии: материалы VIII Межрегионального совещания энтомологов Сибири и Дальнего Востока с участием зарубежных ученых (Новосибирск, 4-7 октября 2010 г.). - Новосибирск: Товарищество научных изданий КМК, Учреждение РАН ИСиЭЖ СО РАН, 2010. -С. 156-157.

2. Малюга A.A. Колорадский жук: по пути на восток / A.A. Малюга, H.A. Омельченко, Похлебин Ю.Н. // Защита и карантин растений. - 2011. -№ 8. - С. 20-23.

3. 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. (г. Краснодар, 13-17 июня 2011 г.). - Краснодар, 2011. - С. 364-367.

4. Малюга A.A. Сорт картофеля, как способ оптимизации фитосанитарно-го состояния посадок культуры в отношении колорадского жука / A.A. Малюга, Н.С. Чуликова, ILA. Омельченко.-Новосибирск, 2012. - 16 с.

5. Малюга A.A. Выбор оптимального срока обработки картофеля инсектицидом от колорадского жука в зависимости от сорта в лесостепи Приобья / A.A. Малюга, Н.С. Чуликова, НА. Омельченко//Защита и карантин растений. -2013.-№6.-С. 34-36.

Подписано в печать 02.10.2013 г. Формат 60x84 '/16. Объем 1 п. л. Заказ № 61. Тираж 100 экз.

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

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Омельченко, Николай Анатольевич, Новосибирск

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК ГОСУДАРСТВЕННОЕ НАУЧНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ СИБИРСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ЗЕМЛЕДЕЛИЯ И ХИМИЗАЦИИ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА

На правах рукописи

04201365844

ОМЕЛЬЧЕНКО Николай Анатольевич

ФОРМИРОВАНИЕ ПОПУЛЯЦИЙ КОЛОРАДСКОГО ЖУКА НА РАЗЛИЧНЫХ СОРТАХ КАРТОФЕЛЯ В УСЛОВИЯХ ЛЕСОСТЕПИ ПРИОБЬЯ И ОПТИМИЗАЦИЯ МЕР БОРЬБЫ С НИМ

06.01.07 - защита растений

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Научный руководитель: д.с.-х.н. А.А. Малюга

Новосибирск - 2013

Содержание

стр.

Введение 4

Глава 1. Колорадский жук: биологические особенности и меры борьбы 10

1.1. Распространенность колорадского жука 10

1.2. Вредоносность колорадского жука 15

1.3. Фенотипическая структура популяции колорадского жука и взаимосвязь эколого-физиологического полиморфизма с его 16 устойчивостью к химическим инсектицидам

1.4. Устойчивость сортов к колорадскому жуку и определяющие её ^ факторы

1.5. Меры борьбы с колорадским жуком и сроки их проведения 29 Глава 2. Объекты, условия и методы проведения исследований 35

2.1. Объекты исследований 35

2.1.1. Ботаническая характеристика картофеля и биологические ^ ^ особенности сортов

2.1.2. Колорадский картофельный жук 44

2.2. Условия и место проведения исследований 46

2.3. Материалы и методы исследований 49

2.3.1. Лабораторные эксперименты 50

2.3.1.1. Определение привлекательности сортов картофеля к поеданию ^ колорадским жуком

2.3.1.2. Определение прожорливости сортов картофеля колорадским ^ ^ жуком

2.3.1.2. Морфотипический анализ у колорадского жука 52

2.3.2. Полевые эксперименты 53

2.3.2.1. Определение привлекательности и выносливости сортов ^ картофеля различных групп спелости к колорадскому жуку

2.3.2.2. Испытание привлекательности сортов для колорадского жука в ^ производственных условиях

2.4. Расчёт экономической эффективности производства картофеля 58

2

Глава 3. Распространение и вредоносность колорадского жука 59

Глава 4. Фенотипическая структура популяций колорадского жука 64

Глава 5. Формирование популяций колорадского жука на различных ^ сортах картофеля и оптимизация мер борьбы с ним

5.1. Динамика численности колорадского жука на различных сортах ^ картофеля и выбор оптимального срока обработки инсектицидом

5.2. Привлекательность различных сортов картофеля для колорадского ^ жука и прожорливость вредителя на них

5.3. Недобор урожая культуры от колорадского жука в зависимости от биологических особенностей различных сортов картофеля

85

5.4. Эффективность привлекательного для колорадского жука сорта картофеля в качестве приманочных посадок культуры в 89 производственных условиях

Глава 6. Экономическая эффективность использования сорта и инсектицидной обработки, как методов борьбы с колорадским жуком в 91 посадках картофеля

6.1. Экономическая эффективность использования сортов различной степени привлекательности для колорадского жука с использованием 91 инсектицида и без

6.2.Экономическая эффективность выращивания

малопривлекательного для колорадского жука сорта картофеля в 95 производственных условиях

Выводы 97

Практические рекомендации 100

Библиографический список 101

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность проблемы. В последние десять лет реальной угрозой для картофелеводства Западной Сибири стал колорадский жук, хотя ранее его обитание здесь считалось невозможным. В настоящее время его акклиматизацию в Западной Сибири следует считать свершившимся фактом, им заселено практически 80% посадок картофеля (Картофель, 1999; Глез, Черкашин, 2002; Власенко, Иванов, 2003; Павлюшин и др., 2009), а недобор урожая при отсутствии эффективной борьбы составляет от 10 до 40% в зависимости от зоны, и даже при проведении защитных мероприятий нередко достигает 30%, местами урожай уничтожается полностью. Столь опасным этого вредителя делает чрезвычайная экологическая пластичность вида, позволяющая ему легко приспосабливаться к различным условиям среды обитания и закрепляться в новых ареалах, сохраняя при этом высокие жизнеспособность, коэффициент размножения и, следовательно, потенциальную вредоносность (Глез, 2003).

Структура и биоэкологические особенности популяций колорадского жука, его вредоносность и особенности борьбы с ним в разных зонах инвазии могут иметь значительные различия. Это необходимо учитывать при разработке и совершенствовании систем защиты картофеля от данного вредителя в условиях конкретного региона. Однако биология и экология колорадского жука, а также специфика защиты картофеля от данного вредителя в Западной Сибири, включая лесостепь Приобья, остаются слабоизученными.

Изменение экономической ситуации в стране, повлекшее за собой изменение фитосанитарной обстановки в агроценозах картофеля, привело к активному расселению и увеличению численности и вредоносности колорадского жука в Западной Сибири. В связи с этим, изучение особенностей развития и вредоносности вредителя в лесостепи Приобья является одним из важных вопросов, от решения, которого зависит

рациональное применение защитных приемов с целью оптимизации фитосанитарного состояния посадок культуры.

В связи ускоренным протеканием у колорадского жука микроэволюционных процессов формообразования и высокими темпами адаптациогенеза, использование отдельных защитных мероприятий малоэффективно. В этом случае необходим комплексный подход в борьбе с ними, включающий в себя использование устойчивых сортов, агротехнических мероприятий, и инсектицидов нового поколения. Использование этих базовых элементов позволит оптимизировать фитосанитарную ситуацию при производстве картофеля в условиях Западной Сибири.

Выращивание устойчивых сортов обеспечивает экологическую безопасность агроценозов и является экономически выгодным приемом, позволяющим снизить затраты при возделывании картофеля и получать стабильные урожаи качественных клубней, т.к. 25% урожая определяется генетическим потенциалом растений (Яшина, 1986). Однако в настоящее время площади занятые устойчивыми сортами, как по РФ, так и по Западной Сибири невелики, а их удельный вес не превышает 15% (Жученко, 2000; Павлюшин и др., 2009; Государственный реестр..., 2013). Из 48 сортов районированных в Западной Сибири, только у 7 определена устойчивость к колорадскому жуку, и та определена для европейских популяций вредителя (Павлюшин и др., 2009). Для Западной Сибири подобные характеристики не всегда бывают правомочны (Дорожкин, 2004). Таким образом, сорт как способ оптимизации фитосанитарного состояния посадок культуры в отношении колорадского жука в регионе используют недостаточно из-за отсутствия характеристик их устойчивости к местным фитофагам.

Так как в силу биологических особенностей вредителя, полностью

устойчивых сортов картофеля к данному фитофагу нет, то порой необходимы

дополнительные мероприятия по снижению численности колорадского жука,

в том числе и на наименее поражаемых сортах, что можно осуществить

5

путем применения различных агроприемов, а также достигнуто обработкой посадок инсектицидами. Однако, выбирая средства и методы для контроля численности фитофага, необходимо учитывать, что различные сорта требуют адаптивного подхода при выборе приемов агротехники, в том числе и защитных мероприятий, т.к. они по-разному реагируют на вред, наносимый им фитофагами, фитопатогенами, и потребление питательных веществ (Жученко, 1997, 1999; Захаренко, 1997; Власенко, 2004). В связи с этим разработка агротехники для каждого сорта картофеля должна базироваться на изучении факторов, лимитирующих урожай (погодные условия, минеральное питание, предшественники и т.д.) и фитосанитарной ситуации, которая во многом определяет его величину и качество.

Исходя из вышеизложенного, целыо работы является определение характера адаптированности колорадского жука к условиям агроландшафтов региона исследований и оценка фитосанитарного состояния посадок сортов картофеля разных групп спелости для усовершенствования систем защиты культуры от колорадского жука в условиях лесостепи Приобья. Задачи исследований:

1. Изучить динамику распространения колорадского жука в регионе исследований и определить этап его инвазии;

2. Выявить полиморфизм рисунка переднеспинки колорадского жука;

3. Изучить особенности формирования фитосанитарной ситуации в посадках картофеля на районированных сортах различных групп спелости при обработке культуры инсектицидом и без его использования;

4. Выявить привлекательность и толерантность районированных сортов различных групп спелости к колорадскому жуку.

5. Дать оценку недобора урожая различных районированных сортов, вызванных вредителем;

Научная новизна работы. Впервые в условиях лесостепи Приобья дана

оценка привлекательности и толерантности различных сортов картофеля

ранней (Жуковский ранний, Любава, Agata, Arosa, Scarlet), среднеранней

6

(Лина, Невский, Свитанок киевский, Сафо, Adretta, Nikita, Santé), среднеспелой (Луговской) и среднепоздней (Зарево, Cardinal) групп спелости к колорадскому жуку. Выявлено влияние сортовых особенностей на формирование фитосанитарной ситуации в отношении данного вредителя в посадках картофеля и выбор срока применения инсектицидов в условиях региона. Определена экономическая эффективность выращивания сортов различной степени привлекательности для колорадского жука без применения инсектицидов и с их использованием. Установлены сроки оптимального применением инсектицидов контактного действия с учетом особенности сортов картофеля.

Основные положения, выносимые на защиту:

• особенности формирования фитосанитарного состояния посадок в отношении колорадского жука в зависимости от сорта возделываемого картофеля;

• привлекательность картофеля для колорадского жука;

• оптимальные сроки использования инсектицидов при выращивании сортов картофеля;

• отзывчивость сортов картофеля на применение инсектицидов. Практическая значимость работы. Установлена малая

привлекательность и толерантность сортов Жуковский ранний, Adretta, Свитанок киевский, Nikita и Scarlet для колорадского жука, что позволяет снижать объемы применения инсектицидов в период вегетации картофеля. Выделен ряд сортов (Santé, Зарево), которые, неся существенные потери фитомассы вследствие повреждения фитофагом, имеют достаточно высокую урожайность без использования средств защиты. На основании установленных закономерностей развития фитофага на сортах различных групп спелости и отзывчивости сортообразцов на внесение инсектицидов, обоснованы сроки проведения защитных мероприятий на картофеле, которые обеспечивают наименьшую численность вредителя и стабильную

урожайность культуры. Выявленная привлекательность различных сортов позволяет эффективно использовать метод приманочных посадок картофеля в отношении колорадского жука.

Результаты работы вошли составной частью в рекомендации «Сорт картофеля, как способ оптимизации фитосанитарного состояния посадок культуры в отношении колорадского жука» (2012). Эффективность малопривлекательного сорта Adretta, как фактора стабилизации фитосанитарной обстановки в посадках картофеля в отношении колорадского жука подтверждена производственной проверкой в крестьянско-фермерском подсобном хозяйстве Зайцева A.B., Ордынского района Новосибирской области. Материалы диссертации могут быть использованы для разработки интегрированной системы защиты картофеля от колорадского жука.

Апробация работы. Основные результаты исследований докладывались на 8-м Межрегиональном совещании энтомологов Сибири и Дальнего Востока с участием зарубежных ученых «Энтомологические исследования Северной Азии (Новосибирск, 4-7 октября 2010), на 5-й Международной научно-практической конференции «Агротехнический метод защиты растений от вредных организмов» (Краснодар, 13-17 июня 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 ученых советах ГНУ СибНИИЗиХ и ежегодных областных и районных совещаниях с демонстрацией полевых опытов.

По теме диссертации опубликовано 5 работ, в том числе 2 - в изданиях, рекомендованных списком ВАК.

Основные положения диссертационной работы представлены в

журнале «Защита и карантин растений» (2011, 2013), материалах

международных и межрегиональных форумов, совещаний и научно-

8

практических конференций (2010-2011 гг.).

Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, 5 глав, выводов, рекомендаций производству и библиографического списка из 190 наименований, в том числе 31 иностранных авторов. Диссертация изложена на 121 страницах, содержит 11 рисунков, 20 таблиц.

Выражаю глубокую благодарность научному руководителю доктору сельскохозяйственных наук Малюга Анне Анатольевне, а также директору ГНУ СибНИИЗиХ, академику Россельхозакадемии, профессору, доктору сельскохозяйственных наук Власенко Анатолию Николаевичу и заместителю директора по научной работе, член-корреспонденту, профессору, доктору биологических наук Власенко Наталии Григорьевне за предоставленную возможность проведения научно-исследовательских работ, и всем сотрудникам лаборатории интегрированной защиты картофеля от болезней и вредителей, за помощь и поддержку при выполнении данной работы.

Глава 1. Колорадский жук: биологические особенности и меры

борьбы

1.1. Распространенность колорадского жука

Первые серьёзные повреждения картофеля колорадским жуком были отмечены в 1855 году в США (штат Небраска). Несмотря на все меры предосторожности, новый вредитель быстро распространился по Северной Америке, а в 1876-77 гг. с грузами попал в Европу (г. Лейпциг).

После этого колорадского жука ещё несколько раз завозили на европейский континент, но его очаги удавалось ликвидировать, пока в 1918 году, во время Первой мировой войны, ему не удалось образовать очаг в районе Бордо (Франция), откуда жук начал свое шествие по странам Европы.

Продвигаясь на восток по ходу преобладающих в летние месяцы ветров, в 1949 году жук достиг границ СССР и до 1958 г. его очаги носили локальный и непостоянный характер. Первые его очаги на территории СССР были обнаружены в Львовской области Украины в 1949 году, а затем в 1953 году он появился одновременно в Калининградской, Волынской, Брестской и Гродненской областях. Наконец в 1958 г. из Венгрии и Чехословакии произошел массовый залет колорадского жука в Закарпатскую область; и одновременно на побережье Литвы и Калининградской области было принесено морскими волнами огромное количество вредителя из Польши. С этого времени и началось массовое расселение колорадского жука по России.

В 1949 г. колорадский жук был впервые отмечен на территории СССР, где до 1958 г. его очаги носили локальный и непостоянный характер. Формирование сплошного ареала вредителя в нашей стране отмечается с 1960 года. Жук активно расселялся на восток и северо-восток со средней скоростью в различные периоды от 70 до 200 км в год и несколько медленнее - на север, юг и юго-восток. В наши дни жук уже обитает в европейской части РФ, на Урале, в Закавказье и ряде областей Казахстана. В 2011 году заселение жуком было отмечено на площади 339,5 тыс. га (Обзор фитосанитарного состояния ...,2012).

Долгое время считалось, что в Сибири (кроме южных и юго-западных районов) по причине полного вымерзания и гибели колорадского жука зимой, в связи с охлаждением почвы на глубине 20 см до минус 5°С и ниже, постоянное обитание вредителя невозможно (Ушатинская, Пирковский, 1976; Васютин, Сметник, Мордкович, 2000; Павлюшин В.А. и др., 2009).

Однако в 1982-1984 гг. образовались многочисленные очаги фитофага на территории Западной Сибири (Тюменская, Омская, Новосибирская области) от степной зоны до северной лесостепи. Процесс освоения жуком данных территорий достиг кульминации в 1988 году, когда им было заселено более 3,3 тыс. га (Иванов, Власенко, 2003). По сообщениям специалистов СТАЗР, отдельные очаги вредителя сформировались и в Восточной Сибири, вплоть до Хакасии (Колорадский картофельный жук..., 1981; Коренев, Подгорный, Щербак, 1990; Картофель, 1999).

Акклиматизация колорадского жука в Западной Сибири в настоящее время считается свершившимся фактом. Вредителем заселено практически 80% посадок картофеля, а процент недобора урожая в зависимости от зоны при отсутствии эффективной борьбы составляет от 10 до 40% и даже при проведении защитных мероприятий нередко достигает 30%).

Согласно общим представлениям о биологических инвазиях, адаптация популяций колорадского жука во многом зависит от продолжительности периода его постоянного обитания в той или иной зоне с момента вселения, который оп�