Russian Federation
Russian Federation
The purpose of the study is to analyze the response of the modern spring wheat assortment to intensification means in terms of the prevalence and taxonomic composition of pests. Objectives: to study the effect of the use of nitrogen fertilizer, the predecessor and modern means of protection, both separately for backgrounds and in a complex way. The experimental part of the work was carried out in 2021–2022 on the basis of the UNPK Borsky of the Sukhobuzimo District of the Krasnoyarsk Region. The objects of study are 13 varieties of soft spring wheat included in the State Register of Breeding Achievements of the Russian Federation and approved for cultivation in the Krasnoyarsk Region. The station is located in the forest-steppe zone of the Krasnoyarsk Region. The experiment was laid according to the method of competitive variety testing. Steam and grain were chosen as predecessors. The results of the agrochemical analysis of the soils of the station revealed a high K2O, an increased P2O5 and a low N-NO3. In this regard, ammonium nitrate (34.4 %) at a dose of 70 kg a.i. was introduced for presowing cultivation per 1 ha. Before sowing, the seeds were treated with “Lamador” and “Gaucho Evo”. In the tillering phase of the culture, the herbicides “Velocity Power” and “Bio Power”, the insecticide “Decis Expert” were used, in the phase of the appearance of the first leaf, the fungicide “Soligor” was used. The research backgrounds selected are as follows: steam and cereals; steam and grain fertilized; steam and cereals with a complex of pesticides and steam and cereals with all elements of intensification. Plant protection products had the maximum impact on the taxonomic composition of pests in the Sukhobuzimo District. In the variants with means of protection in the composition of pests, there was an increase in the proportion of the Swedish fly by almost 1.5 times (from 41 to 60 %), while a decrease in the proportion of wheat thrips by 1.4 times (from 51 to 36 %) and the proportion of stem flea in 2.1 times (from 8 to 4 %).
spring wheat, pests, insecticides, nitrogen fertilizers, predecessors, swedish fly, wheat thrips, stem flea
Введение. Одним из главных факторов получения высоких урожаев высококачественной пшеницы является ее защита от вредителей, болезней и сорняков. Известно, что продуктивность этой культуры определяется изначально сортовыми особенностями и погодными условиями периода вегетации, а затем – наличием и количеством патогенов [1, 2]. Их видовой состав и обилие меняются в зависимости от географического положения места исследований, фазы вегетации и условий возделывания (агротехники в широком смысле – сорта, предшественника, уровня минерального питания и т. д.) [3]. Продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединенных Наций (ФАО) констатирует, что 30–35 % урожая пшеницы в мире погибает каждый год из-за вредителей, болезней и сорняков, а в некоторых развивающихся странах этот показатель превышает 50 % [4].
Первоначально в борьбе с патогенами в основном использовали химический метод, так как он был эффективен в борьбе с вредителями. Однако в последнее время появление устойчивых популяций вредителей в природе под влиянием пестицидов привело к нарушению баланса биологической цепи, негативно повлияло на биоразнообразие, в связи с этим резко увеличились виды сорняков, вредителей и болезней [5–8]. В системе адаптивно-ландшафтной защиты яровой пшеницы и других культур от вредных организмов агротехнический способ является наиболее оптимальным и экологически безвредным для окружающей среды [9, 10]. Установлено, что если проводить агротехнические мероприятия (севооборот, удобрение, своевременные основные и предпосевные почвенные обработки, соблюдать оптимальный водный и воздушный режимы, использовать сидераты) и делать это вовремя и качественно, все равно нельзя оставлять без внимания и химический метод [6, 11–12]. Без этого метода невозможно получить высокую эффективность от других методов. Однако при выборе того или иного метода борьбы с вредоносными насекомыми очень часто возникают проблемы [13, 14]. Поэтому данное исследование направлено на изучение различных элементов агротехнологий с целью разработки методов управления численностью вредителей в агроценозе мягкой яровой пшеницы на основе его комплексного обследования.
Цель исследования – анализ реакции современного сортимента яровой пшеницы на средства интенсификации в части распространенности и таксономического состава вредителей.
Задачи: определить численность вредителей в зависимости от применения полного комплекса средств защиты растений и аммиачной селитры в зернопаровом звене севооборота суммарно по изучаемым сортам; определить таксономический состав вредителей в разных вариантах интенсификации предшественников по отношению к общей численности насекомых.
Объекты и методы. Опыты проведены в 2021–2022 гг. в лесостепной зоне Красноярского края в Сухобузимском районе на стационаре УНПК «Борский» ФГБОУ ВО Красноярского ГАУ.
Объектами эксперимента являлись сорта мягкой яровой пшеницы, которые включены в Госреестр селекционных достижений РФ и допущены к использованию товаропроизводителями в Красноярском крае.
В качестве предшественников выбраны паровой и зерновой. Результаты агрохимического анализа почв стационара выявили высокое содержание K2O, повышенное P2O5 и низкое N-NO3. В связи с этим под предпосевную культивацию была внесена аммиачная селитра (34,4 %) в дозе 70 кг д.в. на 1 га. Перед посевом семена были протравлены препаратами «Ламадор», КС в дозе 0,15 л/т, и «Гаучо Эво», КС в дозе 1,5 л/т.
В фазу кущения культуры от злаковых и широкодольных сорняков применялись гербициды «Велосити Пауэр», ВДГ в дозе 0,33 л/га, и «Био Пауэр», ВРК в дозе 0,73 л/га. От листостебельных болезней в фазу появления первого листа применяли препарат «Солигор», КЭ в дозе 0,8 л/га, и от вредителей использовали инсектицид «Децис эксперт», КЭ в дозе 0,125 л/га в фазу кущения.
Таким образом, были проведены учеты и наблюдения на сортах мягкой яровой пшеницы Алтайская 70, Алтайская 75, Свирель, Красноярская 12 и Курагинская 2, Новосибирская 15, Новосибирская 16, Новосибирская 29, Новосибирская 31, Новосибирская 41, Памяти Вавенкова. Фоны исследований выбраны следующие: пар и зерновые; пар и зерновые удобренные; пар и зерновые с комплексом пестицидов и пар и зерновые со всеми элементами интенсификации.
Статистическую значимость различий между вариантами опыта по численности и таксономическому составу вредителей проверяли по критерию χ2. В качестве теоретического распределения принимали численность и таксономический состав вредителей, которые наблюдались бы при отсутствии влияния изучаемых факторов (предшественника, удобрения и комплекса пестицидов) на данные показатели, т. е. в случае равномерного распределения вредителей по вариантам опыта. В качестве наблюдаемого распределения принимали реальные значения численности вредителей в учетах. В качестве программного обеспечения для сравнения теоретического и наблюдаемого распределения использовали пакет StatSoft STATISTICA 8.0.
Результаты и их обсуждение. Насекомые-вредители были представлены преимущественно шведской мухой (Oscinella sp.) (50 %), трипсом пшеничным (Haplothrips tritici) (44) и стеблевой хлебной блошкой (Chaetocnema aridula) (6 %).
Суммарная численность вредителей в Сухобузимском районе в разных вариантах опыта статистически значимо (p < 0,001 по критерию χ2) различалась. Численность вредителей в вариантах зернового и парового предшественников, а также при интенсификации парового предшественника удобрениями превышала среднюю численность вредителей по всему опыту соответственно на 20; 10 и 24 %. В свою очередь, численность вредителей в вариантах зернового предшественника с удобрениями, зернового предшественника с комплексом пестицидов и при его полной интенсификации уступала средней численности вредителей по всему опыту соответственно на 13; 37 и 9 %. Максимально оздоровленным в этом плане был паровой предшественник, обработанный современными средствами защиты растений (рис. 1).
Рис. 1. Численность вредителей в разных вариантах опыта в Сухобузимском районе
в сумме по сортам
Многие исследователи утверждают, что лучшим предшественником пшеницы является чистый пар. Он позволяет не только сберечь влагу, повысить плодородие почвы, но и оптимизировать фитосанитарную обстановку [15, 16]. Однако, по нашим данным, его использование без комплекса современных средств защиты влечет за собой увеличение численности вредителей, поэтому мы рекомендуем для максимальной оздоровленности культуры применять инсектициды (рис. 2).
На основе анализа роли предшественников в распространенности вредителей установлено, что на паровом предшественнике их было больше (p < 0,01 по критерию χ2), чем на зерновом, на 14 %.
Рис. 2. Численность вредителей в зависимости от предшественника
в Сухобузимском районе в сумме по сортам и вариантам
Влияние удобрения на численность вредителей было также статистически значимым (p < 0,01 по критерию χ2) и проявилось в увеличении численности вредителей в удобренных вариантах в сравнении с неудобренными (на 15 %) (рис. 3). Такие результаты объясняются тем, что усиленное азотное питание влечет за собой истончение клеточных стенок и разжижает клеточный сок. В связи с этим растения, удобренные аммиачной селитрой, становятся более сочными, что способствует быстрому и беспрепятственному проникновению ротовых аппаратов насекомых в клетку и делает культуру более привлекательной в плане питательности. Калий, входящий в состав клеточной стенки, в свою очередь усиливает и повышает ее прочность, следовательно, препятствует повреждению клеточной стенки ротовым аппаратом вредителей. Несмотря на высокое содержание в данных агрочерноземах калия, доступность его растениям слабая, что обусловлено спецификой погодных условий в районе исследования.
Рис. 3. Численность вредителей в зависимости от удобрения в Сухобузимском районе
в сумме по сортам и вариантам опыта
Эффект средств защиты растений (СЗР) проявился в статистически значимом (p < 0,001) снижении численности вредителей в вариантах с применением полного комплекса пестицидов, который уменьшил их количество на 23 % (рис. 4).
Рис. 4. Численность вредителей в зависимости от применения средств защиты растений
в Сухобузимском районе в сумме по сортам и вариантам
При комплексной оценке вариаций предшественников и эффективности СЗР не установлено статистически значимого влияния на численность насекомых. В то же время удобрение оказало влияние на эффективность СЗР. На неудобренных вариантах применение СЗР статистически значимо (p < 0,001) снизило численность вредителей на 60 %, а на удобренных вариантах СЗР вообще не оказало воздействия на численность вредителей.
Стимулирующий эффект удобрения в отношении численности вредителей зависел от предшественника. Если на паровом предшественнике применение удобрения привело к статистически значимому (p < 0,001) увеличению числа вредителей (на 37 %), то на зерновом предшественнике удобрение не оказало статистически значимого влияния на число вредителей.
Таксономический состав вредителей в Сухобузимском районе статистически значимо (p < 0,001) зависел от варианта опыта (рис. 5).
Анализ по критерию χ2 показал, что данные различия обусловлены как предшественником, так и наличием удобрения и применением СЗР. На паровом предшественнике отмечено существенное преобладание доли шведской мухи в общем числе вредителей (56 % против 42 % на зерновом).
Рис. 5. Таксономический состав вредителей в Сухобузимском районе в разных вариантах
в сумме по сортам, % от общей численности вредителей в каждом варианте
Кроме того, на паровом предшественнике в 2 раза выше доля стеблевой хлебной блошки (8 % против 4 % на зерновом), а на зерновом предшественнике существенно выше доля трипса пшеничного (54 % против 36 % на пару). Различия в таксономическом составе вредителей на паровом и зерновом предшественнике статистически значимы на уровне p < 0,001. Несколько меньшее, но тоже статистически значимое влияние на таксономический состав вредителей оказало удобрение. В вариантах с удобрением среди вредителей была выше доля шведской мухи (55 % против 44 % без удобрения) и ниже доля трипса и стеблевой хлебной блошки (соответственно 41 % против 49 % и 4,30 % против 8 %).
Максимальное влияние на таксономический состав вредителей в Сухобузимском районе оказали средства защиты растений. В вариантах с СЗР в сравнении с вариантами без СЗР в составе вредителей произошло увеличение доли шведской мухи почти в 1,5 раза (с 41 до 60 %) при одновременном снижении доли трипса пшеничного на 40 % (с 51 до 36 %) и доли стеблевой хлебной блошки в 2,1 раза (с 8 до 4 %). Можно предположить, что данное изменение таксономического состава отражает разную чувствительность насекомых-вредителей к применявшимся средствам защиты растений.
Заключение. На основании проведенного исследования установлено, что максимальную оздоровленность в плане наличия вредителей имеет паровой предшественник с использованием инсектицидов. Применение комплекса современных средств защиты снижает количество патогенов на 60 %, в то время как применение аммиачной селитры увеличивает их содержание в посевах. Таксономический состав существенно различается в зависимости от интенсификации предшественника: на зерновом увеличивается доля трипса (54 %), на паровом повышается количество шведской мухи (56 %) и также оно увеличивается при удобренности фона (55 %).
1. Litovchenko Zh.I., Dolgopolova N.V. Vliyanie srokov poseva zernovyh kul'tur po predshestvennikam // Vestnik Kurskoy gosudarstvennoy sel'skohozyaystvennoy akademii. 2022. № 3. S. 6–13.
2. Thiabendazole vs difenoconazole in chemical control of seed-borne toxigenic fungi affecting wheat quality / K.V. Kukushkina [et al.] // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science: III International Scientific Conference: AGRITECH-III-2020: Agribusiness, Environmental Engineering and Biotechnologies, Volgograd, Krasnoyarsk / Krasnoyarsk Science and Technology City Hall of the Russian Union of Scientific and Engineering Associations. Volgograd, Krasnoyarsk: Institute of Physics and IOP Publishing Limited, 2020. P. 82096. DOI:https://doi.org/10.1088/1755-1315/548/8/082096. EDN HQLSDT.
3. Naas H.A., Hamza Hadi H.M., Prisnyy A.V. Nasekomye vrediteli pshenicy v Belgorodskoy oblasti (Rossiya) // Nauchnye vedomosti Belgorodskogo gosudarstvennogo universiteta. Ser. Estestvennye nauki. 2014. № 23 (194). S. 70–75. EDN THQXPJ.
4. Hilevskiy V.A. Osnovnye vrediteli ozimoy pshenicy v stepnoy zone Predkavkaz'ya // Simvol nauki: mezhdunarodnyy nauchnyy zhurnal. 2015. № 9-2. S. 42–45. EDN UJZYRJ.
5. Boltayev B., Boltayev S. Management of Municipal Facilities and Sustainable Energy Technologies // International Scientific Conference on Energy. 2021. T. 24419.
6. Strigun A.A. Koncepciya po ekologizacii integrirovannoy zaschity pshenicy ozimoy ot vrediteley pri intensivnoy tehnologii vozdelyvaniya // Problemy sovremennoy biologii. 2014. № 11. S. 45–48. EDN RXATOB.
7. Ocenka biologicheskoy i hozyaystvennoy effektivnosti sovremennyh maloopasnyh himicheskih fungicidov protiv zheltoy rzhavchiny v usloviyah Krasnodarskogo kraya / I.P. Matveeva [i dr.] // Mezhdunarodnyy nauchno-issledovatel'skiy zhurnal. 2020. № 3-1 (93). S. 95–99.
8. Buga S.F., Zhukovskiy A.G., Krupen'ko N.A. Razvitie issledovaniy v laboratorii fitopatologii v 1971–2021 gg. // Zaschita rasteniy. 2022. № 45. S. 104–115.
9. Effektivnyy sposob zaschitit' ozimuyu pshenicu ot osnovnyh vrediteley / N.N. Glazunova [i dr.] // Sovremennye problemy nauki i obrazovaniya. 2015. № 6. S. 644. EDN TGBJRM.
10. Shabatukov A.H., Hromova L.M., Kimova D.A. Vidovoy sostav i chastota vstrechaemosti fitopatogenov na posevah ozimoy pshenicy // Izvestiya Kabardino-Balkarskogo nauchnogo centra RAN. 2022. № 4 (108). S. 74–83.
11. Ogranichivayuschie faktory i perspektivy ustoychivogo povysheniya urozhaynosti pshenicy v Tadzhikistane / M.G. Otambekova [i dr.] // Vestnik Kazanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2020. T. 15, № 3 (59). S. 31–36. DOI:https://doi.org/10.12737/2073-0462-2020-31-36. EDN LNOJNR.
12. Otambekova M.G., Solihov B.T., Husenov B.Yu. Itogi fitosanitarnogo monitoringa posevov zernovyh kul'tur za 2011–2015 gody // Doklady Tadzhikskoy akademii sel'skohozyaystvennyh nauk. 2016. № 3 (49). S. 17–21. EDN YICJTH.
13. Sovkoobraznye – vrediteli sel'skohozyaystvennyh kul'tur i lesnyh nasazhdeniy / K.S. Artohin [i dr.]. Rostov n/D., 2017.
14. Vliyanie intensifikacii fonov vozdelyvaniya na rasprostranennost' hischnogo griba-nematofaga Arthrobotrys oligospora na kornevoy sisteme pshenicy / V.V. Keler [i dr.] // Vestnik KrasGAU. 2021. № 7 (172). S. 82–91. DOI:https://doi.org/10.36718/1819-4036-2021-7-82-91. EDN YIUUED.
15. Mihno L.A. Biologicheskoe obosnovanie immunogeneticheskih priemov zaschity ozimoy pshenicy ot kompleksa fitopatogenov na chernozeme vyschelochennom: dis. … kand. s.-h. nauk / Saratov. gos. agrar. un-t im. N.I. Vavilova. Saratov, 2019.
16. Razina A.A., Zaycev A.M., Boyarkin E.V. Vliyanie sposobov poseva i udobreniy na fitosanitarnoe sostoyanie posevov zernovyh kul'tur // Sovremennoe sostoyanie i perspektivy innovacionnogo razvitiya obrabotki pochvy v Vostochnoy Sibiri: mat-ly Vseros. nauch.-prakt. konf., posvyasch. 90-letiyu pamyati nauchnoy shkoly po probleme obrabotki pochvy v Vostochnoy Sibiri, k. s.-h. nauk, professora Aleksandra Georgievicha Belyh (p. Molodezhnyy, 25–26 fevralya 2019 g.) / Irkut. gos. agrar. un-t im. A.A. Ezhevskogo. p. Molodezhnyy, 2019. S. 58–65.
