Сельскохозяйственная биология, 2009, № 5, с. 94-102.

УДК 633.11:632:914

ОБ ОЦЕНКЕ КОМПЛЕКСНОЙ ВРЕДОНОСНОСТИ ОСНОВНЫХ ФИТОСАНИТАРНЫХ ОБЪЕКТОВ НА ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЕ В УСЛОВИЯХ ЮГО-ВОСТОКА ЦЕНТРАЛЬНО-ЧЕРНОЗЕМНОЙ ЗОНЫ РОССИИ

А.М. ШПАНЕВ¹, Б.А. ДОРОХОВ²

На тестовых посевах озимой пшеницы сорта Круиз с применением регрессионного анализа определили вредоносность основных фитофагов, фитопатогенов и сорных растений и потери урожая от них (индивидуально и в комплексе с учетом взаимоотношений в агробиоценозе). Выявлены объекты, требующие постоянного мониторинга и применения средств защиты растений.

Ключевые слова: фитосанитарные объекты, комплексная вредоносность, потери урожая.

В полевых условиях на сельскохозяйственную культуру оказывают совместное влияние фитофаги, фитопатогены и сорные растения, то есть комплекс вредных организмов. При их взаимодействии, результат которого проявляется в потере урожая, эффект каждого и всех может либо усиливаться (1, 2), либо, наоборот, ослабляться (3, 4). Следовательно, общий причиняемый ущерб нельзя оценивать простым суммированием. В то же время определение реального индивидуального вклада объектов, входящих в комплекс, затруднено их значительным видовым разнообразием. Поэтому, по нашему мнению, наиболее адекватные результаты может дать оценка комплексной вредоносности.

Озимая пшеница — основная зерновая продовольственная культура Центрально-Черноземной зоны России, занимающая ежегодно 15-20 % посевных площадей. Для этого региона возделывания хорошо известен перечень основных видов вредных организмов, способных вызвать значительные потери урожая. Большая часть работ по видовой оценке вредоносности была выполнена в 1980-х годах в период применения интенсивных технологий возделывания. В современных условиях, когда регламенты обработки почвы нередко нарушаются, дозы вносимых минеральных удобрений сокращаются, а защитные мероприятия в течение ряда лет не проводятся, оценка фитосанитарного состояния посевов и определение ущерба от наиболее распространенных вредоносных видов и их комплекса чрезвычайно актуальны.

Мы определили комплексную вредоносность основных фитосанитарных объектов на посевах пшеницы с учетом взаимоотношений в агробиоценозе.

Методика. Исследования проводили на озимой пшенице сорта Круиз в Каменной Степи на полях НИИ сельского хозяйства Центрально-Черноземной полосы им. В.В. Докучаева в 2001-2006 годах. Ежегодно на тестовом поле выделяли 30 постоянных площадок (в 2001 году — 52) размером 0,1 м², на которых без нарушения условий произрастания растений пшеницы в фазы выхода в трубку, налива зерна и полной спелости выполняли учеты (соответственно 1-й, 2-й и 3-й) основных фитофагов, фитопатогенов и сорных растений (общее число постоянных площадок — 202), а также состояния и урожайности культуры. После уборки проводили структурный анализ урожая. Для расчета комплексной вредоносности использовали корреляционный, множественно-регрессионный и детерминационный анализы. Сбор данных по фитосанитарным объектам с использованием постоянных учетных площадок и дальнейший алгоритм расчета комплексной вредоносности проводили согласно методическим указаниям А.Ф. Зубкова (5).

Результаты. Обнаруженные в посевах фитофаги оказались традиционными для зоны возделывания (полосатая хлебная и стеблевые блошки, шведская, озимая, гессенская и минирующая мухи, опомиза, зеленоглазка, цикадки, пьявицы, клопы-черепашки, остроголовый, хлебный, полевой и травяной клопы, тли, трипсы, кузнечики, кобылки, листовой и стеблевой хлебный пилильщики, озимая и обыкновенная зерновая совки, хлебный жук кузька). Большая часть этих видов характеризуется невысокой численностью и принадлежит к группе второстепенных. Например, доля стеблей с флаговым листом, на котором наблюдали следы питания личинок минирующей мухи, равнялась 0,50 %, представителей прямокрылых — 0,20 %, листового пилильщика — 0,60 %. Основные из перечисленных фитофагов — полосатая хлебная и стеблевые блошки, злаковые мухи (шведская, озимая, опомиза), пьявицы, клопы-черепашки, тли, трипсы, стеблевой хлебный пилильщик (табл. 1). Степень повреждения листьев полосатой хлебной блошкой была средней, жуками пьявиц — незначительной, личинками — несколько выше (чаще их обнаруживали на флаговом листе). Перезимовавшие клопы-черепашки редко прокалывали стебли растений пшеницы в фазу выхода в трубку, чаще — эмбриональный колос в фазы стеблевания и колошения, следствием чего стала частичная или полная белоколосость (1,90 % колосьев). Максимум численности тлей фиксировали в фазу налива зерна: плотность заселения растений — 35,0 экз. на 0,1 м² (3,2 особи на стебель при доле заселенных 19,60 %). Высокой оказалась численность личинок трипсов: в период максимума в фазу молочно-восковой спелости — 30,4 экз. на колос.

Болезни, поражающие озимую пшеницу в условиях региона, — мучнистая роса, септориоз, бурая ржавчина, твердая головня, корневые гнили. Учет, проведенный в фазу налива зерна, показал, что септориоз характеризуется наибольшей степенью развития, у бурой ржавчины она несколько ниже, у мучнистой росы — заметно меньше; наиболее стабильным было развитие корневых гнилей (см. табл. 1).

Список видов сорных растений, которые встречаются на озимой пшенице, включает 61 наименование, наиболее распространенных из года в год — 10: горец вьюнковый, марь белая, фиалка полевая, подмаренник цепкий, пикульник ладанниковый, латук дикий, чистец однолетний, дрема белая, ежовник обыкновенный, щетинник сизый. Засоренность посевов была достаточно высока (см. табл. 1), причем однолетники значительно превосходили многолетние виды как по численности, так и по величине проективного покрытия.

Посевы озимой пшеницы также служат кормовой базой для мышевидных грызунов. Причиняемый ими ущерб при осеннем заселении полей и пребывании на них до уборки может быть значительным, в случае низкой численности вследствие заселения в период созревания культуры — небольшим (как в наших исследованиях — всего 0,60 %) (см. табл. 1).

Средняя урожайность посевов по годам наблюдения составляла 46,3 ц/га. Детерминационный анализ показал, что на 53 % урожайность определялась числом продуктивных стеблей на единицу площади. Значительно меньшим был вклад массы зерна с колоса и одной зерновки (соответственно 22 и 31 %), а также числа зерен в колосе (10 %).

Представление о возможной роли вредных объектов в формировании урожая озимой пшеницы дает анализ корреляционной матрицы. Отрицательную связь выявили между урожайностью и численностью полосатой хлебной блошки (r = –0,24, Р = 0,99), злаковых мух (r = –0,26, Р = 0,99), стеблевых блошек (r = –0,10, Р = 0,85), обыкновенной зерновой совки (r = –0,09, Р = 0,79), мышевидных грызунов (r = –0,16, Р = 0,98), развитием бурой ржавчины (r = –0,10, Р = 0,84), твердой головни (r = –0,12, Р = 0,90).

Известно, что в зависимости от состояния посевов и фазы развития растений у большинства фитосанитарных объектов в той или иной степени проявляется избирательность действия (6-13).

Так, на разреженных участках посева, которые лучше прогреваются, и растениях, отстающих в развитии, предпочитали питаться жуки полосатой хлебной блошки. Мы наблюдали отрицательную корреляцию между степенью повреждения ими листьев и густотой посева (r = –0,36, Р = 0,99), а также высотой растений (r = –0,29, Р = 0,99). Жуки пьявиц, наоборот, выбирали для питания и размещения яиц участки с большим числом стеблей (r = 0,15, Р = 0,97) и хорошо развитыми растениями (r = 0,11, Р = 0,87).

Более высокую частоту повреждения зачатков стеблей личинками злаковых мух фиксировали на площадках с меньшей густотой посева пшеницы (r = –0,16, Р = 0,98). Коэффициенты корреляции между поврежденностью стеблей личинками стеблевых блошек и плотностью стеблестоя в начале мая, а также высотой растений озимой пшеницы были отрицательными (соответственно r = –0,14 и r = –0,18 при Р = 0,95 и Р = 0,99). Листовой пилильщик, очевидно, также предпочитал более разреженные посевы (r = –0,13, Р = 0,90) и растения, которые несколько отстают в развитии (r = –0,13, Р = 0,91). Заселению тлями в большей степени подвергались участки с разреженным стеблестоем (r = –0,16, Р = 0,97) и более крупные колосья (r = 0,15, Р = 0,95). Значения r для зависимости между численностью личинок трипсов на колосе и густотой стеблестоя, а также длиной колоса составили соответственно –0,14 (Р = 0,96) и –0,09 (Р = 0,79).

Стеблевой хлебный пилильщик проявлял четко выраженную избирательность по отношению к более развитым и потенциально более продуктивным стеблям, о чем свидетельствуют коэффициенты корреляции между числом заселенных стеблей и их высотой (r = 0,13, Р = 0,94), а также длиной колоса (r = 0,27, Р = 0,99).

Поражение бурой ржавчиной усиливалось при разреженности (r = –0,22, Р = 0,99), корневыми гнилями — при загущении посева (r = 0,19, Р = 0,99).

Большинство обнаруженных видов сорных растений произрастало на участках с меньшей плотностью растений пшеницы. Такой характер пассивной избирательность отмечали у горца вьюнкового (r = –0,09, Р = 0,81), подмаренника цепкого (r = –0,12, Р = 0,91), вероники ключевой (r = –0,11, Р = 0,87). Наоборот, на площадках с большей плотностью чаще встречались пикульник ладанниковый (r = 0,18, Р = 0,99), пастушья сумка (r = 0,12, Р = 0,91), неслия метельчатая (r = 0,11, Р = 0,87).
Для оценки вредоносности фитосанитарных объектов необходимо учитывать особенности их биоценотических взаимодействий с культурными растениями.

В наших наблюдениях по этому признаку к 1-й группе отнесли виды, способные повлиять на все структурные элементы урожая (густоту стеблестоя, число зерен в колосе, массу зерна с колоса и массу зерновки). В нее вошли полосатая хлебная блошка, злаковые мухи, жуки пьявиц, перезимовавшие клопы-черепашки, стеблевые блошки, мышевидные грызуны, возбудители твердой головни, корневых гнилей и сорные растения (табл. 2). Абсолютное большинство этих объектов воздействует на культурные растения с начальных этапов их онтогенеза (чем раньше, тем на большем числе элементов проявляется эффект).

При оценке вредоносности объектов этой группы для устранения влияния фактора избирательности на показатели как на популяционном, так и на организменном уровне из признаков зерновой культуры в уравнение множественной регрессии следует вводить показатели густоты стеблестоя и высоты стеблей на начало выхода в трубку (соответственно Х₁₁ и Х₅₁), а также общей фитомассы (сорняки + культурные растения, Х_0^) при уборке озимой пшеницы. Это позволяет «уравнять» разнообразие условий в агробиоценозе: включением первого показателя статистически элиминируется эффект числа стеблей культурных растений, второго — избирательности вредных организмов по отношению к степени развития растений пшеницы, третий представляет собой интегративную характеристику условий произрастания культурных и сорных растений.

В результате в 1-й группе полученный стандартизированный коэффициент регрессии (p_0k.L) у злаковых мух уменьшился в 3,7 раза по сравнению с парным коэффициентом корреляции, у полосатой хлебной блошки обратная зависимость сменилась прямой и участие в снижении урожайности посевов озимой пшеницы перестало выявляться. У жуков пьявиц коэффициенты
p_0k.L, несколько снизившись по сравнению с коэффициентами корреляции, в целом остались положительными. У клопов-чере-пашек четко проявилась роль в уменьшении урожайности. Для мышевидных грызунов, избирательность которых по отношению к состоянию посева практически не выражена, стандартизированный коэффициент регрессии существенно не отличался от коэффициента корреляции. У возбудителя твердой головни также произошла корректировка значений стандартизированных коэффициентов регрессии, в случае корневых гнилей связь с урожайностью стала носить более отрицательный характер. По сорным растениям произошли ожидаемые изменения, обусловленные их пассивной избирательностью при произрастании на поле.

Ко 2-й фитосанитарной группе отнесли виды организмов, которые вследствие срока воздействия и степени повреждений или поражений влияют на урожайность главным образом за счет изменения массы зерновки. Это личинки пьявиц, минирующая муха, кузнечики, кобылки, листовой и стеблевой хлебный пилильщики, тли, личинки трипсов, жук кузька, обыкновенная зерновая совка, личинки и имаго клопов-черепашек при питании на созревающем зерне, хлебный, полевой и травяной клопы, возбудители мучнистой росы, септориоза, бурой ржавчины (см. табл. 2).

У перечисленных видов (2-я группа) наиболее интенсивное питание приурочено к более поздним фазам онтогенеза зерновой культуры, начиная с колошения и заканчивая полной спелостью зерна. Их влияние на число зерен в колосе, свойственное объектам 1-й группы, маловероятно. Основной причиной включения личинок пьявиц, минирующей мухи, прямокрылых и листового пилильщика в эту группу послужила низкая степень повреждения ими листового аппарата. Известно, что уменьшение площади листовой поверхности может сказаться на фотосинтетической активности и накоплении сухого вещества зерном без изменения озерненности колоса (14-16).

Для выяснения эффекта вредных организмов 2-й группы на урожайность озимой пшеницы целесообразно ввести в уравнение множественной регрессии в качестве X_L, кроме густоты стеблестоя зерновой культуры при 2-м учете (Х₁₂), приближенном по времени к их непосредственному воздействию, длину колоса (Х₆) и число зерен на учетной площадке (Х_3*). Включение первого показателя позволяет статистически устранить фактор избирательности в отношении более и менее продуктивных стеблей, второго — оценить влияние фитосанитарных объектов на урожайность на основании массы зерновки, поскольку возможность определения через изменение числа зерен статистически исключается.

Расчет стандартизированного коэффициента у личинок пьявицы, повреждающих флаговый лист, позволил выявить вредоносность, которую не удалось обнаружить при использовании коэффициента корреляции. Наоборот, заметно меньшую роль стали играть листовой пилильщик, прямокрылые, минирующая муха. Нейтральной оказалась реакция по отношению к культуре у тлей, слабой и не всегда отрицательной — связь с урожайностью для жука кузьки и стеблевого хлебного пилильщика. Значительно изменилась степень зависимости величины урожая от поражения растений озимой пшеницы болезнями.

Кроме избирательности, на показатели индивидуальной вредоносности фитосанитарных объектов влияет то, что они воздействуют на культуру совместно. Учесть это взаимодействие при оценке роли каждого объекта позволяет множественно-регрессионный анализ, когда в уравнение, кроме X_L, включают по одному из показателей всех основных объектов.
Оказалось, что в агробиоценозе озимой пшеницы вредоносность многолетних и однолетних сорных растений уменьшалась в результате совместного влияния на культуру (снижение натуральных коэффициентов вредоспособности соответственно с –0,65 до –0,41 и с –0,09 до –0,06 г на 0,1 м²). Возможная причина — конкурентные взаимоотношения не только с культурными растениями, но и друг с другом. Повреждения злаковыми мухами также были менее вредоносными при совместном воздействии с сорными растениями (натуральный коэффициент вредоспособности уменьшался с –0,28 до –0,21 г на 0,1 м²). У возбудителя твердой головни этот показатель возрастал при совместном воздействии на культуру с сорными растениями (с –1,08 до –1,38 г на 0,1 м²) и злаковыми мухами (с –1,08 до –1,25 г на 0,1 м2). Взаимозависимость вредоносности была свойственна однолетним сорнякам и возбудителям корневых гнилей (уменьшение показателей при комплексном воздействии соответственно с –0,09 до –0,06 и с –0,15 до –0,09 г на 0,1 м²).

По результатам расчетов с использованием уравнений множественной регрессии мы получили показатели вредоспособности основных видов и оценили потери урожая от каждого и в целом от всего их комплекса (табл. 3).

Таким образом, общие потери урожайности зерна озимой пшеницы за период исследований от объектов 1-й и 2-й групп составили 13,7 ц/га, или 23,1 % от потенциальной величины 60 ц/га. Наибольший вклад вносили вредные насекомые (7,6 ц/га, или 12,9 %), сорные растения (4,2 ц/га, или 6,9 %) и фитопатогены (1,7 ц/га, или 2,8 %), наименьший — мышевидные грызуны (0,3 ц/га, или 0,5 %). Следовательно, в условиях юго-востока Центрально-Черноземной зоны России повышение урожайности озимой пшеницы могут обеспечить, в первую очередь, мероприятия по уничтожению сорной растительности в посеве (при средней и высокой засоренности). Из вредителей реальную угрозу представляют злаковые мухи, личинки трипсов и клопов-черепашек. Однако применение средств защиты против них целесообразно только в годы, когда наблюдается превышение пороговых значений их численности. Устранить потери урожая от твердой головни и частично от корневых гнилей позволяет протравливание семенного материала.

Л и т е р а т у р а

1. К о р о б о в  В.А. Защита мягкой яровой пшеницы от комплекса специализированных вредителей в Западной Сибири и Северном Казахстане. Автореф. докт. дис. Новосибирск, 2006.
2. К о с т р о м и т и н  В.Б. О вредоносности полосатой и стеблевой хлебных блошек. Защита растений, 1974, 10: 14.
3. Т а н с к и й  В.И. Вредоносность насекомых и методы ее изучения. М., 1975.
4. Т а н с к и й  В.И.,  Н а у м о в а  И.П.,  Г а п о н о в а  А.Г. Комплексная вредоносность тлей и бурой ржавчины пшеницы. Защита и карантин растений, 1997, 11: 38.
5. З у б к о в  А.Ф. Методические указания по оценке вредоносности комплекса вредных организмов при помощи путевого регрессионного анализа. Л., 1981.
6. Ч е р н о в  В.Е. Экологическое обоснование систем защиты полевых культур от вредителей в Центральном Предкавказье. Автореф. докт. дис. Ставрополь, 1996.
7. З у б к о в  А.Ф. Биоценотическая оценка комплексной вредоносности организмов на полевых культурах. С.-х. биол., 1989, 3: 114-123.
8. Б е л я е в  И.М. Вредители зерновых культур. М., 1974.
9. П а в л о в  И.Ф. Экология основных видов скрытностеблевых вредителей хлебных злаков и борьба с ними в условиях черноземной полосы. Автореф. докт. дис. М., 1961.
10. В о л о д и ч е в  М.А. Вредоносность насекомых, повреждающих семена, корневую систему и стебли колосовых культур. М., 1980.
11. Т а н с к и й  В.И. Биологические основы вредоносности насекомых. Автореф. докт. дис. Л., 1983.
12. Б а й б а к о в а  О.В. Мучнистая роса пшеницы в Воронежской области. В сб.: Биологические и химические методы защиты растений. Воронеж, 1982: 30-31.
13. Р я б ч и к о в а  В.В. Влияние способов возделывания зерновых культур на поражаемость их корневой гнилью. В сб.: Совершенствование полевых севооборотов ЦЧП. Воронеж, 1984: 89-95.
14. В о л о д и ч е в  М.А. Вредоносность красногрудой пьявицы в Воронежской области. В сб.: Интегрированная защита растений в условиях интенсивного сельскохозяйственного производства. Воронеж, 1990: 146-154.
15. В о л о д и ч е в  М.А. Пьявица: прогнозирование и организация борьбы. Защита растений, 1990, 4: 16-18.
16. Г у р о в а  В.П. Вредоносность пьявицы красногрудой на зерновых колосовых культурах. В сб.: Защита сельскохозяйственных культур от вредителей, болезней и сорняков. Краснодар, 1990: 74-78.

ABOUT ESTIMATION OF COMPLEX INJURIOUSNESS OF PLANT PESTS ON WINTER WHEAT IN THE CONDITIONS OF THE SOUTH-EAST OF CENTRAL CHERNOZEM ZONE OF RUSSIA

A.M. Shpanev¹, B.A. Dorokhov²

On the test sowings of winter wheat of the Kruiz variety with the use of regression analysis the authors studied the injuriousness of main phytophages, phytopathogens and undesirable plants and the crop loss (individually and fully, taking into account their interrelations in agrobiocenosis). The plant pests were revealed which require the permanent monitoring and application of the means of plant protection.

Key words: phytosanitary objects, complex harmfulness, losses of a crop.

Оформление электронного оттиска