Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Степень опасности пиретроидов для почвобитающих беспозвоночных картофельного агроценоза

ВАК РФ 06.01.11, Защита растений

Автореферат диссертации по теме "Степень опасности пиретроидов для почвобитающих беспозвоночных картофельного агроценоза"

гц

о»

»0*1001

На правах рукописи

БОГДАНОВ Марат Робертович

СТЕПЕНЬ ОПАСНОСТИ ПИРЕТРОИДОВ ДЛЯ ПОЧВООБИТАЮЩИХ БЕСПОЗВОНОЧНЫХ КАРТОФЕЛЬНОГО АГРОЦЕНОЗА

06.01.11- защита растений

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 1997

Работа выполнена в Отделе биохимии и цитохимии Уфимского научного центра РАН

Научный руководитель: кандидат биологических наук,

старший научный сотрудник М.Г. Мнгранов

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

доктор сельскохозяйственных

наук, профессор

Г.И. Сухорученко

ВИЗР РАСХН

доктор биологических наук,

А.М. Ямалеев

БНИИЗИС РАСХН

Институт биологии Уфимского научного центра РАН

Защита диссертации состоится « 20 » НолЬП-Л. 1997 г. в /о час, на заседании диссертационного совета Д 620.01.01. при Всероссийском научно - исследовательском институте защиты растений РАСХН по адресу: 189620, г. Санкт-Петербург-Пушкин-6, шоссе Подбельского, 3. ВИЗР.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Всероссийского научно-исследовательского института защиты растений.

Автореферат разослан в «_»_1997 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Г.А. Наседкина

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Основным методом контроля численности насекомых-вредителей в настоящее время остается применение инсектицидов. За последние 25 лет число разрешенных к применению в России инсектицидов возросло с 95 до 157, количество представленных групп - с 7 до 10. Количество препаративных форм продолжает расти и все плюсы и минусы этого еще предстоит оценить. Конец XX столетия характеризуется тем, что в практике защиты растений доминируют фосфорорганиче-ские инсектициды (ФОИ) и синтетические пиретроиды: если в 1972 г. хлорорганические инсектициды и ФОИ в сумме составляли 80% от всех препаратов, то уже к 1992 г. на лидирующие позиции вышли ФОИ и пиретроиды, процент которых составляет 68. Пик патентования новых пи-ретроидных действующих веществ пришелся на начало 80-х годов, однако, и по сей день по этому показателю пиретроиды обгоняют ФОИ и кар-баматы. Объем продаж пиретроидов в 1987 г. в мире достиг рекордной величины - 1 млрд. 345 млн. долл., причем 85% из них предназначалось для обработки сельхозкультур. К 1992 г. их мировое потребление составило 2800 т (Каспаров и др., 1992). Специалисты отмечают, что в ближайшие годы пиретроиды по-прежнему будут занимать лидирующее положение, а объем их потребления будет неуклонно расти.

Обеспечение экологической чистоты биогеоценозов требует изучения реакций экосистем на воздействие токсикантов. Критерии допуска препаратов к применению в большинстве стран практически не затрагивают их воздействия на экосистемы различного уровня, в том числе и на почвенную биоту агроценозов. Между тем роль почв агроценозов как элемента биосферы не менее важна, чем ее непосредственная сельскохозяйственная продуктивность.

Почва, являясь природным адсорбентом и нейтрализатором многих химических соединений, своей способностью к самоочищению и поддержанию потенциального плодородия во многом обязана жизнедеятельности почвенной биоты, в том числе почвенной фауны. Почвенные беспозвоночные, не являясь непосредственными объектами при инсектицидных обработках, могут также становиться мишенями при их попадании в почву. Наряду с инструментальными методами исследований состояния окружающей среды, дающими количественную оценку, необходим мониторинг загрязнения биоценозов пестицидами и другими хими ческими соединениями путем наблюдения за видовым спектром и динамикой живых организмов (Степанов, 1988). Экотоксикологическая экспертиза препаратов на почвенных беспозвоночных - одна из важнейших

мер на пути экологизации современного сельского хозяйства.

Возможно, одной из причин слабого внимания к биоте почв со стороны официальных программ является недостаточно разработанная методология. В исследования почти не включаются критерии опасности, что сильно затрудняет сравнительную интерпретацию и практическое применение полученных данных, вследствие чего большинство экспертных заключений о степени экологической опасности препаратов для почвенной биоты базируется, в основном, на нормах расхода и персистент-ности инсектицидов.

В последние годы для защиты растений от сельхозвредигелей широко применяются синтетические пиретроиды. Проблемы, связанные с их побочным действием на нецелевые объекты, в частности, на б йоту почвы, изучены пока недостаточно.

Цель и задачи исследований. Исходя "из вышеизложенного нами была поставлена цель: на примере обработки картофеля против колорадского жука оценить степень побочного воздействия на почвообитающих беспозвоночных современных синтетических пиретровдов с помощью экологических критериев. В задачи исследований входило:

1. Изучить основные группы почвенных беспозвоночных картофельных ценозов различных типов почв Южного Предуралья.

2. Дать оценку прямой опасности пиретроидов для некоторых представителей почвенных беспозвоночных картофельного ценоза и эн-томофагов колорадского жука.

3. Определить степень опасности пиретроидов для сообщества почвообитающих беспозвоночных в условиях картофельного агроценоза.

Научная новизна. Изучена структура населения и видовой состав почвообитающих беспозвоночных картофельных агроценозов разных типов почв Южного Предуралья. С помощью критериев экологической опасности исследовано побочное действие пиретроидов на основные группы мезофауны картофельных ценозов. Разработана оригинальная программа пробит-анализа зависимости «доза-эффект» на языке программирования Delphi 2.0 for Windows 95.

Практическая ценность работы. Оценена степень опасности ряда пиретроидных препаратов для почвообитающих беспозвоночных картофельного агроценоза. Полученные данные позволяют более обоснованно подойти к выбору пиретроидных инсектицидов для борьбы с колорадским жуком в южноуральском регионе. Разработанная программа расчета ток синологических параметров (приложение под Windows 95) позволяет очень быстро обрабатывать большие массивы экспериментальных данных, имеет дружественный графический интерфейс пользователя, обла-

дает широкой совместимостью с современными базами данных и электронными таблицами.

Апробация работы. Материалы диссертации были представлены на конференциях «Энтомологические исследования на Урале» (Миасс, 1995), «Леса Башкортостана: современное состояние и перспективы» (Уфа, 1997).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано и направлено в печать 9 работ.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 178 страницах машинописного текста, включая 24 таблицы и 15 рисунков, и состоит из введения, 5 глав, выводов, приложений и списка литературы, включающего 322 источников, в том числе 197 иностранных.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

Приводится история синтеза пиретроидных действующих веществ, начиная от первых аналогов природных пиретринов до современных высокоэффективных, обладающих широким спектром инсектоакари-цидной активности синтетических пиретроидов. Показано, что препараты на основе пиретроидов в настоящее время широко используются в практике химической защиты растений от насекомых-вредителей.

Рассмотрены положительные и отрицательные аспекты применения пиретроидов, их побочное действие на полезную энтомофауну и проанализирована литература по их воздействию на разные группы почво-обитающих беспозвоночных.

Глава 2. ОБЪЕКТЫ, МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.

Объекты исследований. В качестве объектов исследований были выбраны почвенные организмы, характерные для агроценоза картофеля: микро- (коллемболы) и мезофауна (основные группы почвообигающих беспозвоночных, такие как личинки и имаго жесткокрылых, двукрылых, паукообразные, многоножки, дождевые черви и энхитреиды).

Лабораторные исследования реакции представителей микро- и мезофауны на пиретроидные инсектициды проводились с коллемболой Folsomia candida, двух представителях хищных почвообитающих жуков -жужелицах волосистой (Pseudoophonus rufipes) и медной (Pterostichus

cupreus) и двух жуках-энтомофагах колорадского жука - божьих коровках семиточечной (CocciпеНа septempunctata) и двуточечной (Adalia bipunctata).

Полевые исследования по оценке опасности пиретроидов проводили на таких регулярно отмечавшихся в наших пробах при почвенно-зоологических раскопках представителях мезофауны, как личинки и имаго жесткокрылых, двукрылых, паукообразные, многоножки, дождевые черви и энхитреиды. Оценка опасности пиретроидов для поверхностно-активных членистоногих проводилась на примере жужелиц (пять видов), стафилинидах (один доминантный вид) и паукообразных.

Инсектициды. В работе было использовано 5 пиретроидных инсектицидов: перметрин (амбуш, 25% к.э., 50 г д.в./га), циперметрин (циперкилл, 25% к.э., 40 г/га), фенвалерат (сумицидин, 20% к.э., 60 г/га; баверсан, 20% к.э., 60 г/га), дельтаметрин (децис, 2,5% к.э., 7,5 г/га), X-цигалотрин (карате, 10% к.э., 5 г/га) и один ФОИ фоксим (волатон, 50% к.э., 750 г/га), взятый в качестве эталона. Производственные концентрации (ПК) инсектицидов в почве, используемые далее в экспериментах и вычислениях, рассчитывались исходя из максимальной разрешенной нормы расхода препаратов против колорадского жука (Список..., 1993) и из допущения равномерного распределения вносимого инсектицида в 10 см слое почвы.

Методика почвенно-зоологических исследований. При изучении биоты почв с целью выявления ее количественных и качественных характеристик использовали стандартные методы почвенно-зоологических исследований. Для учета почвенной мезофауны применяли стандартный метод послойной раскопки и разборки проб вручную (Гиляров, 1941, 1975). Размер пробы составлял 50x50 см, глубиной, при необходимости, до 40 см. Мелких беспозвоночных, отмечавшихся в пробах, сортировали по группам и фиксировали в 70% спирте в специально приготовленных для этих целей мелких пробирках объемом 5 мл, крупные формы помещали в пенициллиновые пузырьки.

Наряду с почвенными раскопками на тех же участках применялся и метод почвенных ловушек. Ловушками служили жестяные банки из-под сгущенного молока емкостью 0,4 л, заливавшиеся на 1/4 4% раствором формалина или водой. Выборка материала из ловушек производилась при фаунистических исследованиях не реже, чем через каждые 5 дней, а при токсикологических исследованиях ловушки устанавливались на сутки перед обработкой, спустя две недели и месяц после обработки.

Методы токсикологических исследований. Лабораторные исследования токсичности инсектицидов для коллемболы F. candida проводили в чашках Петри, в которые вносили по 10 г воздушно-сухой почвы (чернозем выщелоченный), просеянной через сито с ячейкой диаметром 1 мм. Почву увлажняли и уплотняли поверхность шпателем. На таком субстрате легко вести учет тест-объекта невооруженным глазом или, при необходимости, под бинокулярным микроскопом. Культура коллемболы F. candida велась по методике, предложенной A.R. Thompson и F.L. Gore (1972). Опыты закладывались в четырех повторностях. В каждую чашку Петри подсаживали не менее 10 особей F. candida. Токсикологические параметры (СК50) определяли методом пробит-анализа (Беленький, 1963). Помимо СК50 определялась и величина смертности (Вс, %) при производственной концентрации (ПК).

Токсичность пиретроидов для представителей почвообитающих хищных жужелиц - активных энтомофагов колорадского жука (Р. rufipes, P. cupreus) и для энтомофагов колорадского жука - божьих коровок (С. septempuncata, A. bipunctata) оценивали на имаго вышеназванных насекомых топикальным методом. Растворы наносили микрошприцем марки МШ-1 между переднеспинкой и переднегрудью имаго с вентральной стороны. На жужелиц наносился 1 мкл рабочего раствора инсектицидов, а на кокцинеллид - 0,5 мкл/особь. Все соединения были испытаны в 5-6 концентрациях, полученных по «логарифмической» схеме разведения. После обработки насекомых рассаживали в чашки Петри по 10 особей на одну концентрацию неменее чем в трех повторностях. Учет гибели обработанных жуков проводили в зависимости от реакции конкретного вида спустя 72 часа или на шестые сутки (Методические рекомендации..., 1982).

Критерии опасности. Анализ полученных материалов проводился с привлечением ряда предварительно отобранных индексов, в качестве которых использовали коэффициент безопасности (КБ) Ю.В. Круглова (1980, 1991), который рассчитывался по формуле: КБ=СК5о/ПК. Шкала коэффициента безопасности выглядит следующим образом: КБ>100 -инсектицид безопасен, 1<КБ<100 - инсектицид умеренно опасен, КБ<1 -инсектицид высоко опасен (Круглов, 1980).

Коэффициент избирательности (КИ) отражает отношение СК50 для полезного организма к СК50 для вредителя (Сухорученко, Толстова, 1981). Для расчетов КИ мы использовали СК50, для личинок различных возрастов и имаго колорадского жука.

Величина смертности (ВС) является наиболее простым индексом, однако шкалы, используемые для его интерпретации, весьма разно-

образны. Мы использовали две такие шкалы. S.A. Hassan et al. (1983) трактуют ВС следующим образом: 1) ВС< 60%-безопасный препарат; 2) 50%<ВС<80% - малоопасный препарат; 3) 80%<ВС<99% - умеренно опасный; 4) ВС>99% - опасный. Друтую шкалу предлагают Г.И. Сухору-ченко и С.С. Толстова (1990): 1)ВС<20% - нетоксичный препарат; 2) 20%<ВС<40% - слаботоксичный; 3) 40%<ВС<60% - среднетоксичный; 4) 60%<ВС<80% - токсичный; 5) В080% - высокотоксичный.

Для интеграции коэффициента безопасности мы использовали функцию желательности (D), которая рассчитывалась по следующей формуле (Сахаров, Ильяш, 1982):

flO,КБ > 100

D=Vd>ck..& d г

>/КБД < КБ < 100 1, КБ < 1

где О - качество отклика (желательность), а <1,- частная функция желательности, определяемого для отдельного ¿-го параметра (1<О^Ю, где 1 - наихудшая, 10 - наилучшая величина).

Степень опасности инсектицидов для мезофауны в полевых условиях оценивали по критерию Г.И. Сухорученко (Сухорученко, Недиров, 1985): снижение численности учитываемых организмов до 20% в течение 10 суток - малоопасное, от 21 до 50% - в течение 10 суток - умеренно опасное, снижение более, чем на 50% в течение 20 суток - опасное соединение.

Глава 3. ПОЧВООБИТАЮЩИЕ БЕСПОЗВОНОЧНЫЕ КАРТОФЕЛЬНЫХ АГРОЦЕНОЗОВ ПРЕДУРАЛЬЯ БАШКИРИИ.

Первый этап исследований проводили в различных районах Пре-дуралья Башкирии на трех основных типах почв: серой лесной, черноземе карбонатном и черноземе выщелоченном. Изучались численность и видовой состав основных групп почвообитающих беспозвоночных (мезофауна) картофельных ценозов. Помимо почвенных раскопок часть материала (поверхностно-активные формы) добывалась с помощью ловушек. Всего на обследованных участках отмечено 69 видов, относящихся к разным таксономическим группам. Из всех насекомых во всех типах почв доминировали жужелицы и стафилиниды, составлявшие от 60 до 78,5% от всех видов. Среди жужелиц доминировали два вида: Р. сиргеиь и Р. гиррез. Их встречаемость была выше 40% от общего обилия карабид.

В таблице 1. представлен групповой состав и средняя численность почвенной фауны под картофелем трех вышеназванных типов почв. Из нее видно, что основными группами мезофауны являются насекомые, дождевые черви, энхитреиды и многоножки. Сопоставление численности этих групп между различными типами почв наглядно показывает, что более богатыми в количественном отношении являются серые лесные почвы. Средняя численность насекомых в них составляет около 150 экз./м2, что превышает заселенность этой группой двух других типов почв в 3 раза . По обилию дождевых червей и многоножек на первый план выходит чернозем выщелоченный, в котором их средняя численность составила около 90 экз./м2. Численность энхитреид была выше в черноземе карбонатном, по сравнению с другими почвами. Таким образом, мы можем сказать, что в целом, по количеству основных групп мезофауны, кроме дождевых червей, наиболее богатыми являются серые лесные почвы. Черноземы выщелоченный и карбонатный близки между собой по численности основных групп педобионтов, за исключением дождевых червей и многоножек, обилие которых гораздо выше в черноземе выщелоченном.

К вышесказанному можно добавить, что основная масса (более 50%) мезофауны во всех типах почв сосредоточена в верхнем слое до 10 см и лишь незначительная часть, главным образом, дождевые черви, энхитреиды и личинки жужелиц встречаются в слоях глубже 20 см.

Ввдовой список был обработан в соответствии с методиками, принятыми в геоботанике с использованием программы SYNTAXON. Мы выделили группы видов, встречающихся как во всех типах почв (так называемые эвритопные виды с широким ареалом), так и виды, тяготеющие к определенному типу почв и виды, обнаруженные на конкретных участках (Миркин, 1985; Наумова, 1995). По результатам анализа можно выделить группы видов, характерных для определенных биотопов и их сочетаний. В табл. 2. приведены группы видов, тяготеющие к определенным почвенным условиям. Видами, характерными для всех представленных биотопов являются: Pseudoophonus rufipes, Pterostichus cupreus, Bembidion lampros, B. andreae, Platysthetus capito, Agriotes obscurus, Se-latosomus latus, Si tona crinitus, Set ara sp., Agonum graci lipes, Dolichopus sp. Представители этой эврибионтной группы видов являются, как правило, наиболее мно гочисленными и доминируют в большинстве биогеоценозов лесостепного Предуралья. Характерными дляобоих типов чернозема бы ли восемь видов: Calatus melanocephalus, Harpalus smaragdinus, Ophonus calceatus, Oxytelus nitidulus, Trox sabulosus., Ludius ferrugineus, Selatosomus aeneus, Pterostichus punctulatus. Характерными для серой

Таблица 1.

Групповой состав и средняя численность (экз/м2) почвенных беспозвоночных картофельных ценозов

разных типов почв Предуралья Башкирии

Группы Серая лесная Чернозем Чернозем

беспозвоночных почва выщелоченный карбонатный

Насекомые: всего 149,3 48,7 44,9

Жесткокрылые: всего 80,1 30,1 20,8

В том числе жужелицы 29,2 8,8 5,7

Стафилиниды 18,9 6,3 7,9

Щелкуны 8,0 11,8 4,7

Долгоносики 2,4 3,2 2,5

Двукрылые 23,3 9,3 3,6

Чешуекрылые - 0,8 1,7

Прочие насекомые 45,9 8,5 18,8

Дождевые черви 5,7 89,0 2,2

Энхшреиды 17,2 29,9 51,9

Многоножки з,з 49,4 5,3

Всего беспозвоночных 175,5 217 104,3

Приуроченность представителей мезофауны картофельных ценозов к различным типам почв

Все типы почв

Agonum gracilipes, Pterostichus cupreus, Pseudoophonus rufipes, Bembidion andreae, Bembidion lampros., Platysthetus capito, Agriotes obscurus, Selatosomus. Latus, Si tona crinitus, Dolichopus sp.. Sei ara sp.

Серая лесная почва Чернозем выщелоченный Чернозем карбонатный

Amara aenea, Harpalus tardus, Pterostichus angustatus, Dioctria rufipes

Amara consularis, Amara equestris, Carabus cancellatus, Broscus cephalotes, Bryocharis sp., Harpalus affinis, Loricera pilicornis, Pterostichus melanarius, Aleochara bipustulata, Acylophorus sp., Coprophilus sp., Philonthus atratus, Philonthus fuscipennis, Stilicus simillis, Actenicerus sjelandicus, Cryptophypnus quadripustulatus, Tabanus sp. Calatus melanocephalus, Harpalus smaragdinus, Ophonus calceatus, Pterostichus punctulatus, Oxytelus nitidulus, Ludiusferrugineus, Selatosomus aeneus. Trox sabulosus

Amara apricaña, Carabus denticolle, Ophonus punctatulus, Pterostichus lepidus, Anthicus antherinus, Cantharis rustica, Aphodius planus, Stenus clavicornis, Platyprosopus sp., Echthistus rufinervis, Melanotus crassicolis, Amphimallon solstitialis, Tachiporus abdominalis, Neoitamus cyanurus, Athous sp. Hister bipustulatum, Harpalus zabroides, Heterothops dissimilis, Pterostichus sericeus, Notoxus monoceros, Pedinus femoralis, Oxypoda sp., Calosoma investigator, Synuchus nivalis, Calatus halensis, Belopus procerus

Примечание. ВетЫсИоп диас^птасиЫит, ТЪеге\па Бр. - общие для серой лесной почвы и чернозема

карбонатного

лесной почвы и чернозема выщелоченного оказались 4 вида: Pterostichus angustatus, Harpalus tardus, Dioctria rufipes, Amara aenea, Только для серой лесной почвы характерны 17 видов, для чернозема карбонатного -16 и чернозема выщелоченного -11 видов.

Исходя из учетов имаго жужелиц и стафилинид почвенными ловушками нам удалось проследить сезонную и суточную динамику численности этих групп. Для их сезонной динамики характерны два пика численности, приходящиеся на весну и осень, причем, весенние пики более ярко выражены. Для суточной динамики жужелиц характерен более ярко выраженный ночной и менее выраженный дневной пики активности. У стафилинид максимум активности приходится на вечерние, а минимум - на ночные часы.

Глава 4. ТОКСИЧНОСТЬ ПИРЕТРОИДОВ ДЛЯ НЕЦЕЛЕВЫХ ОБЪЕКТОВ КАРТОФЕЛЬНОГО АГРОЦЕНОЗА.

На втором этапе исследований мы оценивали прямую опасность пиретроидов для выявленных по первому этапу двух доминантных видов жужелиц - Р. ruß pes и P. cupreus и для двух видов кокцинеллид - А. bipunctata и С. septempunctata, отмечавшихся в большом количестве на картофельных полях в год исследований, чем мы не могли не воспользоваться. Необходимо отметить, что все эти виды являются активными эн-томофагами колорадского жука. В качестве еще одного представителя почвенной фауны, характерного для агроценозов, и широко использующегося в мировой практике токсикологических исследований была взята ногохвосгка F. candida. Параллельно с оценкой токсичности пиретроидов для нецелевых объектов, мы определяли их токсичность и для целевого объекта - личинок II, IV возрастов и имаго колорадского жука.

Результаты оценки опасности пиретроидов для вышеуказанных нецелевых объектов приведены в таблицах 3-6. Прежде, чем приступить к анализу степени опасности исследованных инсектицидов, необходимо отметить, что, исходя из прямой токсичности, выражен ной в СК50 (мг/л) и проранжированной с помощью медианы (Me) для всех нецелевых объектов (Табл. 3) мы можем, с одной стороны, расположить препараты по уровню их инсектицидной активности, в порядке ее возрастания следующим образом: наименее токсичным является перметрин, затем вдут ци-перметрин, баверсан, сумицидин, Х-цигалотрин и наиболее токсичный -дельтаметрин; с другой стороны, мы можем выстроить нецелевые объек ты по уровню их чувствительности к указанным пиретроидам. Наиболее чувствительной является A bipunctata, затем следуют С. septempunctata,

Токсичность пиретроидов (СК50, мг/л) для нецелевых объектов

Инсектицид F. Candida Р. cupreus Р. rufipes С. septempunctata A. bipunctata Me

Перметрин 400±30 118,0±7,2 106,0+9,5 21,0±1,26 1,96±0,14 106

Циперметрин 7011 64,0±5,3 52,0±4,7 18,0+1,22 1,5410,13 52

Фенвалерат (баверсан) 90±3 26,0±0,2 20,0±0,13 9,2±0,7 1,5410,09 20

Фенвалерат (сумицидин) 8012 24,ОМ,2 18,0±0,12 8,0±0,6 1,4010,08 18

Х-цигалотрин 6213 7,0±0,5 б,0±0,4 2,2±0,2 0,5410,04 6

Дельтаметрин 45±4 6,0±0,4 5,0±0,4 1,8±0,14 0,3110,03 5

Фоксим 33±3 4,0±0,3 4,0±0,3 1,0±0,08 0,4910,04 4

Me 70 24 18 8 1,4

Таблица 4.

Интерпретация величин смертности, полученных для нецелевых объектов методом шкалирования

Инсектицид ВС, %

1 2 3 4 5 (х)

Я-цигалотрин 0 0 0 0 4 0,8

Пермефин 0 0 0 2 И 2,6

Дельтаметрин 0 0 0 2 11 2,6

Циперметрин 0 0 0 1 12 2,6

Фенвалерат (баверсан) 0 2 2 3 17 4,8

Фенвалерат (сумицидин) 0 2 2 3 19 5,2

Фоксим 9,6 18 21 38 100 37,3

Шкала Hassan et al., в баллах

Шкала Сухорученко-Толстовой, в баллах

1- F. Candida, 2-P. cupreus, 3-P. rufipes, 4- С. septempuncta

а, 5 -A. bipunctata, (х) - средняя арифметическая.

з

4

2

4

Таблица 5.

Коэффициент безопасности пиретроидов для нецелевых объектов и его оценка с помощью частной и

интегральной функций желательности

Инсектицид F. candida Р. cupreus Р. ruflpes С. septempunctata A. bipunctata Me D (1-10)

Кб di Кб di Кб di Кб di Кб di

Перметрин 8000 10 2360 10 2120 10 420 10 39,2 6,3 2120 9,1

Циперметрин 1750 10 1600 10 1300 10 450 10 38,5 6,2 1300 9,1

А.-цигалотрин 12400 10 1400 10 1200 10 440 10 108 10 1200 10

Дельтаметрин 6000 10 800 10 666 10 237 10 40 6,3 666 9,1

Фенвалерат (баверсан) 1500 10 433 10 333 10 153 10 25,6 5,1 333 8,7

Фенвалерат (сумицидин) 1333 10 400 10 300 10 133 10 23,3 4,8 300 8,6

Фоксим 44 6,6 5,3 2,3 5,3 2,3 1,33 1,15 0,66 1 5,3 2,1

Ме 3875 1100 933 328,5 38,85

D(1-10) 10 10 10 10 6.26

КБ>100 - инсектицид безопасен, 1<КБ<100 - умеренно опасен, КБ<1 - высокоопасен

Таблица 6.

Коэффициенты избирательности (КИ) пиретроидов для нецелевых объектов относительно личинок II возраста колорадского жука

Инсектицид F. candida Р. cupreus Р. rufipes С. septempunctata A. bipunctata Me

Циперметрин 104 95,5 77,6 26,87 2,31 77,6

Х-цигалотрин 729 82,3 70,6 25,88 6,42 70,6

Перметрин 177 52,2 46,9 9,29 0,87 46,9

Дельтаметрин 150 20,0 16,7 5,93 1,03 16,7

Фенвалерат (баверсан) 72 20,8 16,0 7,36 1¿3 16

Фенвалерат (сумицидин) 56 16,8 12,6 5,59 0,98 12,6

Фоксим 0,19 0,02 0,02 0,0058 0,0029 0,02

Ме 104,5 20,8 16,7 7,36 1,03

КИ<1 - препарат опасен, КИ>1 - препарат безопасен.

P. rufipes, P. cupreus и наиболее устойчива к ним коллембола F. салеМаРассматривая токсичность препаратов, выраженную в Вс при ПК и прошкалированную по критериям Hassan и Сухорученко - Толстовой (Табл. 4) можно отметить, что все пиретроиды практически безопасны для всех нецелевых объектов. ФОИ фоксим можно отнести к категории безопасных для F. candida и Р. cupreus, безопасных (по шкале Hassan) и слаботоксичных (по шкале Сухорученко-Толстовой) для P. rufipes и С. septempunctata и опасных (высокотоксичных) (по обеим шкалам) для А. bipunctata. Ранжировка препаратов от наименее к наиболее опасным с помощью средней арифметической дает нам следующий ряд: X-цигалотрин, перметрин, дельтаметрин, циперметрин, фенвалерат (баверсан), фенвалерат (сумицидин).

Включая в анализ Кб Круглова (Табл. 5) и интерпретируя опасность пиретроидов для нецелевых объектов с помощью частной (di) и интегральной (D) функций желательности в диапазоне от 1 до 10, где 10 -наилучшая, а 1 - наихудшая величина, можно утверждать, что практически для всех нецелевых объектов, кроме A. bipunctata все пиретроиды безопасны, что, очевидно, связано с повышенным уровнем их природной устойчивости (толерантности). Особняком стоит A. bipunctata, для которой, лишь ^.-цигалотрин, благодаря очень низкой рекомендованной для производственного применения норме расхода (5 г/га), можно отнести к разряду безопасных (Кб>100). Остальные пиретроиды являются для нее умеренно опасными (Кб в пределах 23,3 - 40). В целом, показатель интегральной функции желательности D для всех пиретроидов в отношении коровки двуточечной равен 6,26, что характеризует их, как умеренно опасные препараты для данного объекта. ФОИ фоксим в отношении к А. bipunctata и С. septempunctata можно считать высокоопасным: Кб для первого объекта меньше 1, а для второго близок к ней. В отношении остальных нецелевых объектов фоксим проявил себя как умеренно опасный инсектицид.

Интеграция частных функций желательности di для всех нецелевых объектов в отношении пиретроидов как по вертикали, так и по горизонтали, не может дать нам четкой картины ранжировки препаратов. Исходя из абсолютных значений Кб, применив Me, мы смогли проранжиро вать пиретроиды в порядке возрастания их опасности для всех объектов и получили следующий ряд: перметрин, циперметрин, Я.-цигалотрин, дельтаметрин, фенвалерат (баверсан), фенвалерат (сумицидин). Кроме того, с помощью Me мы определилистепень опасности всех пиретроидов для каждого объекта. Наиболее уязвимым для них является A bipunctata. Для остальных объектов при данных ПК пиретроиды практически безопасны.

Фоксим умеренно опасен для F. candida, Р. cupreus, Р. rufipes и опасен для двух видов коровок.

Оценка селективности действия препаратов для нецелевых организмов в сравнении с личинками II, IV возрастов и имаго колорадского жука, проведенная с использованием КИ, и проранжированная с помощью Ме, свидетельствует о том, что значения КИ, полученные в отношении имаго и личинок IV возраста заметно ниже, чем для II возраста целевого объекта. Учитывая тот факт, что обработки картофеля против колорадского жука в условиях Южного Предуралья ведут по массовому II-III возрасту личинок, мы ограничимся анализом КИ, рассчитанных для нецелевых объектов в отношении II возраста вредителя (Табл. 6). Отметим лишь, что общие тенденции изменения величин КИ не зависят от фазы развития целевого объекта. Во всех вариантах значения КИ для всех препаратов, а значит, и селективность в отношении целевого объекта, убывают в ряду F. candida - A. bipunctata. Что касается селективности действия пиретроидов для каждого нецелевого объекта и, в целом, для группы видов можно заметить, что самые низкие значения КИ получены для обоих препаратов на основе фенвалерата. На первом и втором местах с достаточно высокими величинами КИ стоят, соответственно, циперметрин и Х-цигалотрин, а третью и четвертую позицию занимают перметрин и дельтаметрин.

Подводя итог вышеизложенному, можно сделать следующее заключение. Оценка прямого воздействия пиретроидов с помощью ВС, КБ и КИ свидетельствует об их безопасности для всех нецелевых объектов кроме A. bipunctata. Для нее по КБ безопасен лишь Х-цигалотрин, остальные - умеренно опасны. По КИ в отношении личинок II возраста колорадского жука для нее наиболее безопасны Х-цигалотрин и циперметрин, близки к опасным дельтаметрин и баверсан, высокоопасны - суми-цидин и перметрин.

Итоговое ранжирование пиретроидов по степени опасности в лабораторных условиях по всем критериям для всех нецелевых объектов выглядит следующим образом: наиболее безопасными являются X-цигалотрин и перметрин, а наиболее опасными - препараты на основе фенвалерата: баверсан и сумицидин. Циперметрин и дельтаметрин занимают промежуточное положение.

Глава 5. ВЛИЯНИЕ ОБРАБОТОК ПИРЕТРОИДАМИ ПРОТИВ КОЛОРАДСКОГО ЖУКА НА ОСНОВНЫЕ ГРУППЫ ПОЧВООБИ ТАЮЩИХ БЕСПОЗВОНОЧНЫХ КАРТОФЕЛЬНОГО АГРО-ЦЕНОЗА.

На третьем, заключительном, этапе исследований оценивалась опасность пиретроидов для основных групп почвообитающих беспозвоночных в условиях агроценоза после обработки картофеля против колорадского жука.

Исследования для получения более полной картины проводились двумя взаимодополняющими методами: учет поверхностно-активных форм ловушками (главным образом, имаго) и почвенные раскопки на глубину до 15 см (гл. образом, личинки). Полученные данные оценивали по критерию Г.И. Сухорученко.

Результаты учетов ловушками приведены на рисунке 1. Даже при беглом взгляде на приведенные диаграммы можно отметить, что спустя неделю после обработки лишь амбуш и карате не вызывали заметного изменения численности учетных групп беспозвоночных. Остальные пи-ретроиды резко ее снизили. Наиболее отчетливо это проявилось в варианте с децисом, где численность беспозвоночных упала практически до нуля. Спустя 3 недели почти во всех вариантах произошло некоторое восстановление численности членистоногих. Лишь обилие пауков в вариантах с амбушем, карате и циперкиллом осталось примерно на том же уровне. ФОИ волатон также, как и децис, проявил высокий негативный эффект в отношении пауков. По критерию Г.И. Сухорученко в отношении жужелиц малоопасными являются амбуш и карате, остальные пиретрои-ды умеренно опасные.

Для стафилинид также малоопасны амбуш и карате, остальные, кроме дециса, умеренно опасны. Децис для них опасен. Больше всего пострадали пауки: для них опасны почти все препараты, кроме амбуша и карате, проявивших умеренную токсичность.

Результаты почвенных раскопок представлены на рисунках 2 и 3. Из них видно, что для почвенных форм беспозвоночных пиретроиды не так опасны, как для поверхностно-активных, о чем свидетельствует тот факт, что по критерию Г.И. Сухорученко ни один из них нельзя отнести к категории опасных. Лишь ФОИ волатон близок к ней (категории опасных). Как и в случае учетов ловушками, к малоопасным можно отнести амбуш и карате, остальные препараты были умеренно опасны.

Подытоживая полевые исследования, можно сказать, что пиретроиды сильнее подавляли поверхностно-активные, нежели внутрипочвен-

Карате Децис

Рис. 1. Изменение численности доминирующих групп мезофауны по сравнению с контролем спустя 1 и 3 недели после обработки картофеля пиретроидами: ж - жужелицы, с- стафшшниды, п - пауки. Ловушки

Численность, %

100

Волатон

Амбуш

Сумицидин

Баверсан

Циперкилл

3 недели 1 неделя

Карате

Децис

Рис. 2. Изменение численности основных групп мезофауны по сравнению с контролем спустя 1 и 3 недели после обработки картофеля пиретроидами: ж-жужелицы, с-стафилиниды, д-двукрылые.Почвенные раскопки. 0-15 см.

Амбуш

Сумицидин

Рис. 3. Изменение численности основных групп мезофауны по сравнению с контролем спустя 1 и 3 недели после обработки картофеля гшретроидами: э-энхитрсиды, ч-дождевые черви, м - многоножки. Почвенные раскопки. 0-15 см.

ные группы беспозвоночных, а наиболее подвержены их негативному воздействию пауки. Ранжировка препаратов по степени опасности для мезофауны выглядит следующим образом: малоопасные для всех (умеренно опасные для пауков) - амбуш и карате, умеренно опасные для всех (опасные для пауков) - циперкилл, баверсан и сумиццдин, децис проявил высокую токсичность в отношении поверхностных, но был умеренно опасен для почвенных групп беспозвоночных.

ВЫВОДЫ:

1. Из трех исследованных типов почв под картофелем наиболее богатой по численности и видовому составу является серая лесная почва. По видовому составу более близки между собой два типа черноземов: карбонатный и выщелоченный.

2. По количеству представленных видов среди почвообитающих беспозвоночных картофельных ценозов преобладают насекомые, заселяющие, главным образом, верхние горизонты почвы (до 10-15 см). Из всех насекомых во всех типах почв доминируют жужелицы и стафилини-ды, являющиеся одними из основных мишеней нецелевого воздействия пиретроидов.

3. Оценка токсичности пиретроидов для нецелевых объектов свидетельствует об их относительной природной устойчивости. Лишь коровка двуточечная (Adalia bipunctata) оказалась чувствительной к ним.

4. Анализ опасности пиретроидов в лабораторных условиях с помощью различных критериев выявил их безопасность для всех нецелевых объектов, кроме Adalia bipunctata, для которой безопасны по разным критериям лишь >*-цигалотрин и циперметрин.

5. Оценка опасности пиретроидов в полевых условиях свидетельствует о том, что они сильнее подавляют поверхностно-активные, нежели внутрипочвенные формы беспозвоночных, а наиболее подвержены их негативному воздействию пауки.

6. Итоговая оценка степени опасности пиретроидов для нецелевых объектов картофельного агроценоза указывает на их относительную безопасность исходя из лабораторной оценки, малую и умеренную опасность в полевых условиях, а их окончательная ранжировка выглядит таким образом: и по лабораторным, и по полевым оценкам наиболее безопасными являются перметрин (амбуш) и Х-цигалотрин (карате), затем идет циперметрин (циперкилл). Дельтаметрин (децис) и препараты на основе фенвалерата (баверсан и сумгащдин) в тех или иных условиях являются менее безопасными или умеренно опасными.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ

1. Для снижения побочного воздействия инсектицидных обработок против колорадского жука на наиболее массовые хищных жесткокрылых (главным образом, энтомофагов колорадского жука) и в целом на почвообитаюгцих беспозвоночных, исходя из фенологии этого вредителя в Южном Предуралье, сроков борьбы с ним, а также сезонной и суточной динамики его энтомофагов необходимо применять пиретроиды не ранее третьей декады июня и желательно в вечернее время.

2. При применении пиретроидов в борьбе с колорадским жуком на картофеле необходимо учитывать степень их опасности для почвооби-тающих беспозвоночных картофельного агроценоза. Исходя из наших исследований более предпочтительны, с точки зрения воздействия на нецелевые объекты, пиретроиды на основе таких действующих веществ как перметрин и А.-цигалотрин, менее предпочтительны препараты на основе циперметрина и дельтаметрина и лишь в отсутствие выбора можно использовать фенвалератсодержащие пиретроиды.

Основное содержание диссертации изложено в следующих работах:

1. Богданов М.Р., Беньковская Г.В. Возможность формирования кросс-резистентности к ингибиторам синтеза хитина у резистентных к ФОС и пиретроидам линий комнатной мухи //Современное положение с резистентностью вредителей, возбудителей болезней растений и сорняков к пестицидам: тез. докл. восьмого совещ. (2-5 марта 1992 г., Уфа). Уфа: УОП БНЦ УрО РАН, 1992. С. 37-38.

2. Богданов М.Р., Мигранов М.Г. Методы контроля резистентности членистоногих вредителей //Агрохимия. 1994. №12. С. 96-105.

3. Богданов М.Р., Мигранов М.Г. Ротация инсектицидов как способ подавления резистентности членистоногих вредителей //Агрохимия. 1995. №1. С. 119-123.

4. Николенко А.Г., Мигранов М.Г., Ханисламова Г.М., Богданов М.Р., Кунцевич Ю.Г. Действие инсектицидов на почвенную энтомофауну агроценоза //Энтомологические исследования на Урале: тез. докл. конф. (Миасс, окт., 1995). Екатеринбург, 1995. С. 37.

5. Мигранов М.Г., Богданов М.Р. Возрастная чувствительность колорадского жука к пиретроидам //Энтомологические исследования на Урале: тез. докл. конф. (Миасс, окг., 1995). Екатеринбург, 1995. С. 44.

6. Богданов М.Р., Мигранов М.Г. Механизм действия нейроток-сичных инсектицидов//Агрохимия. 1996. №12. С. 110-121.

7. Богданов М.Р., Мигранов М.Г., Николенко А.Г. Почвооби-тающие беспозвоночные - нецелевой объект пиретроидных обработок //Агрохимия. 1997. №7. С. 94-99.

8. Мигранов М.Г., Богданов М.Р. Почвообитающие беспозвоночные картофельных ценозов лесостепной зоны Республики Башкортостан //Леса Башкортостана: современное состояние и перспективы: Тез. докл. науч. - практ. конф. Уфа, 1997. С. 203.

9. Мигранов М.Г., Беньковская Г.В., Богданов М.Р. О репродуктивном потенциале самок колорадского жука (Coleóptera, Leptinotarsa decemlineata Say) //Зоол. ж. (в печати).

© ГП ПРИНТ, Уфа, 1997. Зак. 3116. Тир. 100 экз. Гарнитура «Тайме». 1 усл. печ. л.