Обоснование системы мероприятий по защите лугового клевера

Министерство сельского хозяйства и продовольствия РФ

ФГОУ ВПО

Белгородская государственная сельскохозяйственная академия

Кафедра растениеводства

Курсовая работа по «защите растений»

Тема: Обоснование системы мероприятий по защите лугового клевера клеверного семяеда, клубенькового долгоносика, люцернового клопа; антракноза, рака клевера, мучнистой росы и аскохитоза

Выполнила: студентка 3 курса

агрономического факультета

Руководитель: д.с.н., профессор Наумкина Л. А.

Белгород 2008

Введение

Роль вредителей и болезней с/х растений в производстве растениеводческой продукции

1. Общая часть

1.1 Понятие о вредителях. Классификация насекомых. Вредные и полезные насекомые. Типы повреждения растений вредителями

1.2 Строение и развитие вредителей (насекомых, клещей, нематод)

1.3 Экология вредителей (среда обитания; общие закономерности факторов внешней среды; абиотические факторы — климат и микроклимат, вода, почва и др.; биотические факторы — фазовая изменчивость насекомых; внутривидовые отношения; вредители и растения; строение и динамика биоценозов)

1.4 Понятие о болезни. Принципы классификации болезней растений

1.5 Неинфекционные болезни и инфекционные болезни (грибы и их классификация; бактерии; фитоплазмы; вирусы и вироиды; паразитические и полупаразитические цветковые растения)

1.6 Понятие об иммунитете растений

1.7 Методы учета болезней и вредителей

1.8 Прогноз развития и распространения вредителей и болезней

1.9 Основные принципы и методы защиты растений

2. Специальная часть

2.1 Биология вредителей клевера

2.2 Биология возбудителей болезней клевера

2.3 Обоснование системы защитных мероприятий клевера от вредителей и болезней Заключение Литература

Введение

Роль вредителей и болезней с/х растений в производстве растениеводческой продукции

Производство продуктов питания было и остается одной из глобальных проблем человечества. Конец XX в. ознаменовался появлением 6-миллиардного жителя нашей планеты, а через 50 лет по расчетам демографов численность населения земного шара достигнет 10 млрд. А это означает, что производство продукции растениеводства необходимо увеличить почти в два раза. Реально ли решить эту задачу? На этот вопрос ученые отвечают положительно и не без основания. Путь к этому пролегает через радикальное изменение существующих технологий на основе современных достижений генной инженерии, приведение в действие ресурсов, которым до сих пор не уделялось должного внимания. Важную роль призвана сыграть защита растений от вредителей, болезней и сорняков. Сотнями миллиардов долларов оценивается в мировом земледелии ежегодный ущерб, наносимый этими извечными врагами человечества. Каждый пятый гектар пашни в мире является их безраздельной собственностью. Вся беда в том, что человечеству не удалось оставить за порогом третьего тысячелетия эти бесчисленные полчища, противостоять которым можно только путем использования интегрированной системы защиты растений, которая получила всеобщее признание.

Защита растений изучает причины и закономерности возникновения, развития и распространения, вредителей и болезней, разрабатывает прогноз их появления, изучает их вредность и потери, причиняемые ими, фото иммунитет, карантин, методы, средства и организацию борьбы.

Многие организационно-хозяйственные мероприятия могут служить одновременно и мерами борьбы с теми или иными болезнями сельскохозяйственных культур. Так, некоторые подавляются правильным размещением культур в севообороте, обработкой почвы, регулированием сроков посева, внесением удобрений и т. п. Повышение эффективности комплекса мероприятий по защите растений от вредителей и болезней как одного из факторов интенсификации сельскохозяйственного производства служит получению стабильных, высоких урожаев.

Знание биологии вредителей и возбудителей заболеваний растений помогает правильно построить систему мероприятий и тем самым уменьшить вредность вредителей и заболеваний.

Из сказанного и перечисленного выше вытекает цель курсовой работы: на основе знаний биологии вредителей и возбудителей болезней составить и обосновать систему мероприятий по защите сельскохозяйственных культур от указанных вредных организмов.

Основными задачами курсовой работы являются:

1. изложить теоретические знания принципов и методов защиты растений от вредителей и болезней, в том числе цели и задачи интегрированной защиты растений;

2. описать методы учёта вредных организмов, виды и цели прогнозов их распространения и развития;

3. показать знание систематики, особенности морфологии и биологии вредителей и возбудителей болезней растений;

4. научиться составлять систему мероприятий по защите сельскохозяйственных культур от вредителей и болезней.

Защита растений играет важную роль в выращивании сельскохозяйственных культур. Защита растений изучает причины и закономерности возникновения, развития и распространения, вредителей и болезней, разрабатывает прогноз их появления, изучает их вредность и потери, причиняемые ими, фото иммунитет, карантин, методы, средства и организацию борьбы.

В повреждённых вредителями и болезнями растениях из-за нарушения физиологических процессов наступают патологические изменения, в результате чего происходит полная или частичная гибель урожая или ухудшение его качества.

Совместно с потерями урожая, происходит и ухудшение качества получаемой продукции. Из-за этого продукцию сельскохозяйственного производства нельзя потреблять ни человеку, ни животным, т. к. может произойти отравление организма.

В системе мероприятий по защите растений от вредителей и болезней используют следующие методы — агротехнический, биологический, физический, механический и химический отдельно или в сочетании.

Эффективное применение химических и биологических средств, внедрение в практику передовых агротехнических приёмов и других мероприятий, квалификации кадров, приобретение знаний о биологии вредных организмов, способах их определения, диагностики повреждений растений вредителями и болезнями, мерах борьбы с ними — вот главные задачи, чтобы не допустить массовых вспышек заболеваний и размножения вредителей. В результате массовых вспышек заболеваний и размножения вредителей происходит гибель практически всего урожая.

1. Общая часть

1.1 Понятие о вредителях. Классификация насекомых. Вредные и полезные насекомые. Типы повреждения растений вредителями

Вредители — это живые существа в результате, чьей деятельности наносится существенный вред сельскохозяйственным растениям. Среди вредителей сельскохозяйственных растений подавляющее большинство относится к насекомым. Большой вред оказывают также клещи, нематоды, слизни и грызуны. Они поражают листья, стебли, зерно растения. В настоящее время насчитываются 1,5 миллиона насекомых. Также известно много полезных насекомых в качестве опылителей, уничтожающих вредных для сельского хозяйства насекомых, санитары природы уничтожающие трупы.

Слизни относят к типу моллюсков, классу брюхоногих. Тело их состоит из головы туловища и ноги. На голове помещаются рот и 2 пары щупалец. Верхние щупальца несут глаза. Шея короткая, на её правой стороне находится половое отверстие. Ногой называется мускулистая брюшная часть тела. На верхней стороне тела, ближе к переднему концу, лежит овальный щиток, называемый мантией.

Слизни гермафродиты, то есть каждая особь имеет как мужские, так и женские половые органы, но для размножения необходимо спаривание. Они откладывают от 90 до 830 яиц под комки почвы, камни и т. д. Зимуют яйца, а также молодые и взрослые слизни. Развиваются в одном или двух поколениях.

Слизни повреждают всходы озимой ржи и озимой пшеницы, бобовые и крестоцветные культуры, морковь. Они выгрызают полости в корнеплодах и клубнеплодах и отверстия в листьях капусты. Вредят в защищённом грунте, повреждая рассаду и всходы овощных культур, а также рассаду табака.

Грызуны — преимущественно мелкие растительноядные млекопитающие с коротким циклом развития и высокой плодовитостью; большинство — норные животные. Главные морфологические особенности грызунов — наличие одной пары мощных долотообразных резцов в верхней и нижней челюстях, отсутствие клыков и обширный промежуток (диастема) между резцами и коренными зубами. Среди около 150 видов грызунов отечественной фауны 50 способны вредить сельскому хозяйству.

По многим признакам с грызунами близок отряд зайцеобразных (Lagomorpha), отличающийся прежде всего наличием двух пар резцов в верхней челюсти, причем, вторая пара значительно меньше и расположена позади первой. Представители отряда зайцы и кролики также могут наносить вред сельскому хозяйству.

Нематоды — отличаются от более примитивных плоских червей наличием сквозного кишечника, червеобразным и круглым в сечении телом, облеченным жесткой кутикулой.

Известно много полезных насекомых (например, яйцеед — трихограмма). Отмечены случаи успешной борьбы с сорными растениями с помощью специально заведённых насекомых. К числу полезных насекомых относятся пчёлы — поставщики мёда и воска, в шелководстве используют коконы из шёлковых нитей, вырабатываемые гусеницами бабочек тутового шелкопряда. Широко известна роль насекомых в качестве опылителей растений и «санитаров природы», уничтожающих трупы.

Классификация насекомых

Классификация бесчисленного множества насекомых, различающихся по многим признакам, возможна по принципу иерархии. Объединяя отдельные виды в роды, рода в семейства, семейства в отряды, отряды в классы и т. д., мы получаем иерархическую систему соподчиненных групп (таксонов), характеристики которых обобщают все свойства включенных в эти группы объектов.

В основу классификации насекомых положены наличие крыльев и их строение, типы метаморфоза или превращения, строение ротового аппарата, типы ног и придатков брюшка.

В настоящее время наиболее популярна следующая классификация насекомых Г. Я. Бей-Биенко:

I. Подкласс низшие, или первичнобескрылые, — Apterygota А. Инфракласс энтогнатные — Entognatha

1. Отряд протуры, или бессяжковые, — Protura

2. Отряд подуры, или ногохвостки, — Podura

3. Отряд диплуры, или двухвостки, — Diplura Б. Инфракласс тизануровые — Thysanurata

4. Отряд тизануры, или щетинохвостки, — Thysanura

II. Подкласс высшие, или крылатые, — Pterygota А. Инфракласс древнекрылые — Palaeoptera

5. Отряд поденки — Ephemeroptera

6. Отряд стрекозы — Odonatoptera Б. Инфракласс новокрылые — Neoptera

Отдел с неполным превращением — Hemimetabola Надотряд ортоптероидные — Orthopteroidea

7. Отряд таракановые — Blattoptera

8. Отряд богомоловые — Mantoptera

9. Отряд термиты — Isoptera

10. Отряд веснянки — Plecoptera

11. Отряд эмбии — Embioptera

12. Отряд гриллоблаттиды — Grylloblattida

13. Отряд палочники — Phasmoptera

14. Отряд прямокрылые — Orthoptera

15. Отряд гемимериды — Hemimerida

16. Отряд кожистокрылые — Dermaptera ,

17. Отряд зораптеры — Zoraptera Надотряд гемиптероидные — Hemipteroidea

18. Отряд сеноеды — Psocoptera

19. Отряд пухоеды — Mallophaga

20. Отряд вши — Anoplura

21. Отряд равнокрылые — Homoptera

22. Отряд клопы — Hemiptera

23. Отряд трипсы — Thysanoptera Отдел с полным превращением — Holometabola

Надотряд колеоптероидные — Coleopteroidea

24. Отряд жуки — Coleoptera

25. Отряд веерокрылые — Strepsiptera Надотряд нейроптероидные — Neuropteroidea

26. Отряд сетчатокрылые — Neuroptera

27. Отряд верблюдки — Raphidioptera

28. Отряд большекрылые — Megaloptera Надотряд мекоптероидные — Mecopteroidea

29. Отряд скорпионовые мухи — Mecoptera

30. Отряд ручейники — Trichoptera

31. Отряд бабочки — Lepidoptera

32. Отряд перепончатокрылые — Hymenoptera

33. Отряд блохи — Aphaniptera

34. Отряд двукрылые — Diptera

Без объединения насекомых в отряды невозможно разобраться в их разнообразии. Систематика отражает сущность связей в природе и источники их развития.

Типы повреждения растений вредителями:

Повреждение листьев: наносится вредителями с грызущим ротовым аппаратом: съедается подряд мякоть листа и жилки (саранчовые, гусеницы многорядных бабочек — вредители бобовых культур — боярышница, златогузка и др.)

Дырчатое выгрызание: в листьях выгрызаются отверстия (гусеницы капустной совки, жуки клеверного долгоносика — семяеда)

Выедание окошечек: выгрызаются участками листовая ткань с нижней или верхней поверхности листа, но эпидермис с противоположной стороны остаётся нетронутым (гусеницы капустной моли);

Фигурное объедание: по краям листьев бобовых культур выедаются небольшие овальные выгрызы (жуки клубеньковых долгоносиков).

Скелетирование: выедание тканей листа, все жилки остаются нетронутыми (вишневый слизистый пильщик)

Минирование: выедание ходов в листовой паринхиме между обоими слоями эпидермиса (личинки свекловичной мухи); свертывание листьев в трубку (жук липовый трубковерт).

Повреждение, которые наносят вредители с колюще — сосущим ротовым аппаратом: деформация листьев (тли); изменение окраски листьев: появляются пятна или сплошное обесцвечивание или покраснение (паутиный клещ, красноголовая тля). Образование галлов: в результате раздражения при питание вредителей ткань листьев разрастается в виде шаровидного или лепёшковидного вздутия, иногда в виде войлока и т. д.(яблоковидная фехотворка, галловые клещи). Повреждения, которые наносят вредители с грызущим ротовым аппаратом: выедание ходов внутри стебля или под корой (хлебные стеблевые пилильщики, личинки усачей и короедов); подгрызание стебля (гусеницы подгрызающих совок). Повреждения, которые наносят вредители с колюще — сосущим ротовым аппаратом: увядание, или отмирание стеблей, вследствие уколов и высасывания (черепашки); деформация побегов (кровяная тля).

Повреждения корней:

1) вредители с грузущим ротовым аппаратом: объедание коры (личинки майского жука); выедание ходов внутри корней (личинки капустной мухи); выедание клубеньков на корнях бобовых (личинки клубеньковых долгоносиков);

2) вредители с колюще — сосущей аппаратом: галлы на корнях (виноградная филлоксера).

Повреждения генеративных органов:

1) вредители с грызущим ротовым аппаратом: выедание бутонов (лощинка жука яблонного цветоеда); выедание семян (гороховая зерновка, люцерновая толстоножка); минирование плодов (гусеница яблонной плодожорки).

2) вредители с колюще — сосущими аппаратами: высасывание зерен (черепашка, пшеничный трипс).

1.2 Строение и развитие вредителей (насекомых, клещей, нематод)

Класс насекомые — Insecta

Насекомые — весьма мелкие существа, поэтому площадь поверхности их тела по отношению к его объему и массе весьма существенна. Ведь поскольку возрастание массы происходит пропорционально кубу линейных размеров, а площади поверхности — их квадрату, сокращение размеров ведет к относительному возрастанию площади поверхности, а следовательно, и площади контакта с внешним миром. При этом резко возрастает значение внешних факторов, например температуры и влажности. Насекомые быстрее нагреваются на солнце, но и быстрее остывают в тени, поэтому без специальных приспособлений покровов тела они высохли бы в считанные минуты.

Тело насекомого образовано тремя отделами: головой, грудью и брюшком, которые в соответствии с их назначением и преобладающими функциями можно было бы назвать: рецепторным отделом, воспринимающим пищу и информацию о внешней среде (голова); локомоторным отделом, обеспечивающим перемещение организма в пространстве (грудь); висцеральным отделом, вместилищем внутренностей насекомого, — кишечника, полового аппарата, жирового тела и прочих органов, осуществляющих метаболические процессы (брюшко).

Благодаря относительно большой поверхности тела при его малой массе насекомые испытывают значительное влияние трения и вязкости воздуха и не разбиваются, упав с высоты. Может сложиться впечатление, что они обладают относительно большей силой, но сила их мышц такая же, как у более крупных животных, — 8 — 10 кг на 1 см² поперечного сечения мышцы. Уменьшенные до размеров муравья, мы также обрели бы способность перетаскивать предметы, во много раз превышающие нашу собственную массу. Именно поэтому жук — навозник способен поднимать груз, масса которого в 90 раз больше его собственной.

С малыми размерами связаны способность использовать мелкие укрытия и крошечные частички пищи, а также исключительно высокие интенсивность обмена веществ, энергия размножения, скорость развития, а также многое другое. В частности, мелкие организмы обнаруживают не только явные преимущества внешнего скелета, но и связанные с ним ограничения. Так, длина самого крупного насекомого (тропический палочник), не превышает 30 см, самого мелкого (наездники — яйцееды и орехотворки) составляет 0,3 мм, преобладают же 5−7 миллиметровые виды. Масса самого тяжелого насекомого всего 40 г.

Между тем клетки тканей и органов насекомых не мельче, чем у других животных, просто их меньше. У особенно мелких насекомых число клеток постоянно и каждая из них специализирована. Малое число нервных клеток, казалось бы, должно ограничивать способности насекомых и препятствовать развитию сложных форм поведения, между тем некоторые из них вряд ли уступают в этом отношении земноводным и рептилиям. Если же оценивать относительные способности отдельных нейронов, особенно тех, которые участвуют в воспитании внешних стимулов, то с насекомыми вряд ли могут сравниться даже млекопитающие.

Если предположить, что с одним биением сердца проносится 50 лет, то в этом масштабе измерения вся история человечества сведется к одному часу, а для истории существования насекомых потребуется не менее пяти лет.

К началу планомерной хозяйственной деятельности человека насекомые расселились по всем доступным местообитаниям и, видимо, вполне освоились с ролью важнейших поселенцев суши — исконных хозяев лесов и лугов.

В настоящее время существует не менее 10¹⁸ отдельных особей насекомых. Ежегодно описывают и регистрируют более 7 ^. 10³ новых видов.

Многие исследования, определившие современный уровень развития биологии, были выполнены на насекомых, но еще большее число работ направлено на изыскание средств ограничения численности тех видов, которые уничтожают или повреждают значительную часть производимой человеком продукции, принуждая его к обременительным затратам.

Внутреннее строение насекомых

гол — голова; I, II, III — последовательные сегменты грудного отдела; 1—7 — прегенитальные; 8, 9— генитальные; 10, 11 — постгенитальные сегменты брюшка; крл — крылья; нг — ноги; пол. пр — половые придатки; пер — перки; рот. пр — ротовые придатки; ан — анальное отверстие; cm — стигмы.

Мышечная система. Насекомые имеют хорошо развитую и дифференцированную мышечную систему. Наиболее мощной мускулатурой обладает грудной отдел, особенно у летающих насекомых. Это обеспечивает большую частоту взмахов крыла. Абсолютная сила скелетных мышц насекомых приближается к абсолютной силе мышц человека, но относительная сила очень велика.

Пищеварительная система. Состоит из кишечного канала и функционально с ним связанных желез. Кишечный канал начинается ротовым отверстием в голове, проходит вдоль тела и заканчивается анальным отверстием на конце брюшка. Канал состоит из трех отделов: передней, средней и задней кишки.

Обработка пищи ферментами часто наблюдается еще до поступления ее в полость кишечного канала.

Кровеносная система. У насекомых она незамкнутая. Состоит из расположенного в верхней части брюшка спинного сосуда, или сердца, переходящего затем в аорту, которая открывается в голове. Сердце состоит из ряда камер. Кровь насекомых состоит из жидкой фазы, или гемолимфы, и кровяных клеток, или гемоцитов.

Дыхательная система. Дыхание осуществляется через систему трахей, пронизывающих все тело. Трахеи представлены полыми трубками, выстланными хитином в виде спиральных утолщений внутри. Поступление воздуха в трахейную систему происходит чаще всего активно, путем дыхательных движений брюшка. Дыхание представляет собой окислительный процесс, идущий за счет потребления кислорода воздуха и сопровождающийся выделением углекислого газа.

Выделительная система. Выделение разнообразных веществ из организма насекомого складывается из 3 различных процессов — экскреции, секреции и инкреции. Мальпигиевы сосуды являются основными органом выделения.

Секреция — процесс выделения веществ — секретов, нужных организму. Секреты выделяются различными железами, называемыми экзокринными.

Нервная система. У насекомых различают центральную, периферическую и симпатическую нервные системы. Головной мозг устроен наиболее сложно. Он состоит из 3 слившихся ганглиев.

Органы чувств. У насекомых в той или иной мере развиты осязание, обоняние, вкус, слух и зрение.

Более сложными формами поведения являются таксины и инстинкты.

Органы размножения. Почти все насекомые являются раздельнополыми и популяции состоят из самцов и самок.

Органы размножения самки состоят из парных яичников, парных яйцеводов, непарного яйцевода, парных придаточных желез.

Органы размножения самца состоят из парных семенников, парных семяпроводов, непарного семяизвергательного канала, придаточных половых желез и копулятивного органа.

Класс паукообразные — Arachnida

Современные представители класса весьма многочисленны (более 35 000 видов) и разнообразны. Их система включает 13 отрядов, из которых наибольший интерес для нас представляют собственно два отряда клещей — акариформных (Acariformes) и паразитиформных (Parasitiformes).

Клещи не представляют собой естественной токсономической группы. Это собирательное название для представителей трех отрядов. Общими для них являются следующие параметры: мелкие размеры, шестиногая личинка, восьминогие взрослые особи и эволюционная тенденция к измельчанию с утратой расчленения тела. В разных отрядах клещей сходны не примитивные, а высшие формы, специализированные в одинаковом направлении. Имеет место конвергенция, облегчаемая родством.

Основой для понимания эволюции клещей служит их миниатюризация. Они буквально «пролезли во все щели» и освоили разнообразнейшие биотопы. При этом они достигли огромного разнообразия строения и привлекли особое внимание исследователей — акарологов, как весьма опасные паразиты, переносчики болезней и вредителей сельскохозяйственных культур.

Отряд Acariformes объединяет около 12 000 видов, распределяемых по 300 семействам и двум подотрядам — Sarcoptiformes и Trombidiformes. В основном это очень мелкие формы (0,2 — 0,3мм) с телом, разделенным на две тагмы: переднюю — протеросому, включающую сегменты двух первых пар ног, и заднюю — гистеросому. Кроме того, их отличает расположение стигм (если они есть) в передней части тела.

Многие из акариформных клещей — вредители растений (галловые, паутинные, тарзонемиды, бриобииды и др.), продуктов сельскохозяйственного производства (тироглифоидные амбарные), однако есть хищники (кунаксиды, анистиды и др.) и паразиты (перьевые, волосяные, чесоточные, краснотелки).

Внутреннее строение клещей

Пищеварительная система. Кишечный канал состоит из 3 отделов — передней, средней и задней кишки. Наибольшие изменения у различных групп клещей наблюдаются в строении средней кишки и зависят главным образом от характера питания.

Кровеносная система. У клещей она незамкнутая, лакунарная. Большинство видов, за исключением некоторых наиболее примитивных групп, не имеет не только сосудов, но и сердца. Кровь клещей бесцветная и омывает все органы тела.

Дыхательная система. У многих групп клещей развиты трахеи, открывающиеся наружу обычно парой дыхалец, которые расположены на брюшной стороне тела сбоку от тазиков у паразитоидных и сверху на гнатосоме или между гнатосомой и проподосомой у более крупных видов клещей.

Выделительная система. Изучена слабо. У растительноядных видов экскреторные функции целиком или частично переходят к задней кишке и клеткам соединительной ткани.

Нервная система и органы чувств. У взрослых клещей ганглии центральной нервной системы сильно сближены друг с другом и представляют единую массу нервной ткани, окружающую пищевод. Из органов чувств известны органы механического чувства, химического чувства и органы зрения.

Органы размножения. Все клещи раздельнополые и часто обладают половым диморфизмом. Половая система самца состоит из пары семенников, парных семяпроводов, семяизвергательного канала, придаточных желез и совокупительного органа. Половая система самки состоит из яичников (чаще непарных), парных яйцеводов, непарного яйцевода, влагалища и придаточных желез.

Класс нематоды — Nematodа

Представители класса нематод, относящегося к типу круглых червей, освоили, вероятно, все среды обитания, но практическое значение среди них имеют паразиты растений, животных и человека. Свободноживущие формы (морские, пресноводные и почвенные) отличаются микроскопическими размерами и включают пантофанов, хищников, сапрофогов и др. столь же мелкие фитопаразиты связаны с растениями, главным образом с высшими. Зоопаразиты бывают и мелкими, и очень крупными (до 1м).

Нематоды отличаются от более примитивных плоских червей наличием сквозного кишечника, червеобразным и круглым в сечении телом, облеченным жесткой кутикулой.

Секретирующая ее гиподерма объединяется с подстилающими тяжами мышц в кожно-мускульный мешок, ограничивающий первичную полость тела, заполненную жидкостью. Наряду с поддержанием внутреннего давления и упругости тела эта жидкость выполняет транспортные и запасающую функции. Ротовое отверстие расположено на переднем конце тела, а анальное — на вентральной стороне. Пищеварительная система образована передней, средней и задней кишками и пищеводными железами. Нервная система оформлена в 10−12 продольных стволов, связанных с окологлоточным кольцом. Органы чувств включают хеморецепторы, осязательные бугорки и щетинки в головной части тела, реже — примитивные фоторецепторы и одноклеточные хвостовые железы — фазмиды. У самцов половое и анальное отверстия открываются в клоаку. Половая система самок с трубчатыми гонадами без желточников заканчивается вульвой. Личинки нематод, как и взрослые формы, лишены ресничек и при переходе от стадии к стадии совершают линьку. Всего у нематод пять стадий и четыре линьки.

В классе нематод два подкласса (афазмидиевые и фазмидиевые) с темя десятками отрядов. Число описанных видов достигает 20 000.

Внутреннее строение нематод

Органы чувств. К ним относятся — органы механического, химического и сверхчувствительные органы.

Выделительная система. Представлена выделительными каналами. К производным кожным покровам относятся и кожные железы.

Пищеварительная система. Ротовая полость является началом отдела кишечника. Стенки стомы могут быть гладкими или вооруженными неподвижными зубовидными придатками или подвижными — зубами. За ротовой полостью следует пищевод, средняя кишка.

Половая система. Нематоды раздельнополые животные с выраженным половым диморфизмом, характеризующихся наличием вторичных половых органов. К совокупительным самца относят парные спикулы и рулек, направляющий их движение.

1.3 Экология вредителей (среда обитания; общие закономерности факторов внешней среды; абиотические факторы — климат и микроклимат, вода, почва и др.; биотические факторы — фазовая изменчивость насекомых; внутривидовые отношения; вредители и растения; строение и динамика биоценозов)

Экология исследует взаимодействия организмов со средой и друг с другом, устанавливает общие принципы этих взаимодействий и на их основе стремится организовать рациональное использование природных ресурсов.

Экология оперирует взаимодействиями трех переменных, а именно: меняющихся условий существования с пространственными и временными аспектами организации жизни.

Среди абиотических факторов к основным по взаимодействию на живую природу можно отнести излучение Солнца, температуру и влажность атмосферы, к второстепенным — влияние ветра, давления атмосферы.

Климат и микроклимат:

Совместное влияние климатических факторов определяет условия существования и жизнедеятельности насекомых в самых общих чертах. В этом смысле можно утверждать, что климат Заполярья, например, слишком суров для колорадского жука, вредоносность которого проявляется в более теплых районах.

Наряду с метеорологическими условиями для насекомых ввиду их малых размеров и подвижности особое значение приобретают микроклимат, то есть климат на уровне организма, реальные условия существования, которые определяют биологические реакции насекомого в данное время и в данном месте.

Обычные агротехнические приемы существенно меняют микроклимат пашни, который становится более суровым после жатвы и вспашки.

Солнечное излучение. Все процессы в биосфере обеспечиваются излучением Солнца, но солнечная энергия распределяется по поверхности Земли неравномерно, и, кроме того, наблюдаются ее сезонные и суточные колебания, особенно контрастные в умеренных и высоких широтах.

Определяя температуру воздуха и различных субстратов, солнечная радиация приводит к изменениям влажности и атмосферного давления Действие света на насекомых проявляется, во-первых, через фотосинтез, в процессе которого создается органическое вещество, во-вторых, через изменения других экологических факторов. Однако примеров непосредственного воздействия света на жизнедеятельность

Температура. Температура — первичный периодический фактор, действующий на живой организм непосредственно и через изменения других факторов среды.

Свойства поверхности объекта — его цвет, структура, площадь — определяют интенсивность поглощения и излучения тепла, а масса объектов их теплоемкость. При уменьшение размеров объекта его теплоемкость меняется быстрее, чем способность к восприятию и передаче тепла.

В связи с тем, что насекомые очень малы, они быстрее, чем другие животные, согреваются солнечными лучами, но быстрее и остывают в тени. Не имея постоянной температуры тела, они в значительной большей степени зависят от состояния среды, и излучение тепла для них существеннее, чем температура воздуха.

Влажность. Отделить влияние влажности от воздействия других факторов трудно, а порой невозможно. Если имеются доступные источники влаги, насекомые легко переносят сухость воздуха, и лишь формы, постоянно обитающие в водоемах (гидробионты), гибнут на суше.

Сухопутных насекомых подразделяют на гигрофилов, обитающих во влажных местах, мезофиллов, менее требовательных к влажности атмосферы, и ксерофилов, приспособленных к постоянному дефициту влажности.

Влияние влажности на длительность и скорость развития обычно определяется воздействием температуры. У комнатной и зеленой падальной мухи обнаружена линейная зависимость между скоростью развития и дефицитом влаги, а перелетной саранчи скорость развития возрастает при повышение относительной влажности до 70%. При более высокой влажности развитие саранчи тормозиться и многие особи поражаются грибными и бактериальными болезнями.

Второстепенные факторы. При сильном ветре насекомые, не успевшие укрыться в убежищах, разносятся на далекие расстояния. Оказавшись в непривычных для себя условиях, они гибнут или приспосабливаются к этим условиям.

Пониженное атмосферное давление стимулирует окрыление некоторых видов бабочек и веснянок. Кроме того, насекомые при миграциях как бы следуют за снижением давления, устремляясь в те районы, где значения его ниже. Они также восприимчивы к ионизации атмосферы до и после грозы, во время лесных пожаров и электрических разрядов молний.

Биотические факторы. Особенность биотических факторов среды состоит прежде всего в том, что они взаимодействуют с подверженными их влиянию популяциями и зависят от их свойств. Если одни из этих факторов жизненно необходимы для насекомых (симбионты, половой партнер, источник пищи и др.), то действие других (конкуренты, паразиты, хищники и др.), напротив, отрицательно. Однако хищники, например, могут косвенным образом содействовать благополучию популяций за счет уничтожения ослабленных и больных особей.

Фазовая изменчивость насекомых

Всем видам вредителей свойственно изменять свою численность в течение определённого периода времени. Выделяют пять фаз популяционной изменчивости, которые обусловлены соответствующими экологическими факторами среды.

Первая фаза — депрессия. В этой фазе популяция очень малочисленна и занимает те места, где она может выжить.

Вторая фаза — расселение. Экологические условия существования популяции в тех местах, где она находится, и за их пределами изменяются в лучшую сторону, что способствует её размножению и расселению по территории.

Третья фаза — массовое размножение. На этом этапе при наличии энергетических ресурсов, благоприятных климатических условий и в отсутствии природных регуляторов численности вредитель максимально реализует свои потенциальные возможности.

Четвертая фаза — пик численности. Под действием неблагоприятных факторов среды, таких как: ухудшение кормовой базы, массовое размножение энтомофагов и возбудителей болезней фитофагов, неблагоприятные климатические условия, рост численности популяции прекращается.

Пятая фаза — спад численности. Ещё сильнее усиливается влияние негативных факторов окружающей среды. Смертность преобладает над появлением новых особей. Популяция быстро сокращается и возвращается к своему первоначальному состоянию — депрессии.

Главная цель прогноза — подавить вредителя на фазе выхода из депрессии, пока он занимает ограниченную площадь. Это прежде всего относится к чрезвычайно опасным вредителям, таким как луговой мотылёк.

Внутривидовые отношения. Наиболее явный пример внутривидовых отношений — взаимодействия половых партнеров.

Эффект группы. Объединение насекомых в группы нередко содействует их выживанию и размножению.

Массовый эффект. В отличие от эффекта группы массовый эффект, вызванный перенаселением среды, часто обусловливает сокращение популяций. Массовый эффект можно наблюдать на примере вредителей запасов, заселяющих элеваторы и мукомольные предприятия.

Внутривидовая конкуренция. Конкурентные отношения между особями одного вида проявляются в территориальном поведении, содействующем равномерному использованию имеющихся ресурсов, во внутрипопуляционной иерархии, а также в некоторых особых формах взаимодействия особей.

Межвидовые отношения. Влияния, оказываемые разными видами друг на друга, могут быть положительными и отрицательными, обоюдными и односторонними. Различают отрицательные формы взаимодействий между видами, к которым относятся аменсализм, конкуренция, хищничество и паразитизм, а также положительные формы — мутуализм, синойкия, комменсализм, сотрудничество.

Конкуренция. Конкурирующие виды противодействуют друг другу в борьбе за пищу, укрытия, места откладки яиц. Следует отличать непосредственные влияния (аменсализм), когда присутствие одного вида невыносимо для другого из-за выделяемых им метаболитов или из-за агрессивных форм его поведения, от конкуренции, или соперничества, за источники существования и воспроизводства.

При активном соперничестве, именуемом также интерференцией видов, один из них лишает другого доступа к источникам пищи и возможным местообитаниям.

Пассивная конкуренция, или эксплуатация, развивается при совместном использовании ресурсов. В этом случае более конкурентоспособный вид постепенно вытесняет соперника.

Хищничество и паразитизм. При этих формах взаимодействия популяций агрессивных хищников и паразитов противостоят способности их жертв к самозащите и усиленному воспроизводству.

Отличия хищников от паразитов состоят в том, что первые используют свою жертву однократно и умерщвляют ее, вторые более «расчетливы»; не заинтересованные в быстрой гибели хозяина, они пользуются им долговременно. Хищники, как правило, крупнее своей добычи; паразиты обычно мельче хозяев и нередко существуют в их теле, получая не только корм, но и защиту.

В реальных условиях при резком сокращении числа жертв многие хищники и некоторые паразиты переключаются на другие виды и тем самым избегают последствий собственной прожорливости. Их численность остается стабильной. На этом основано утверждение о том, что видовое разнообразие сообществ сопряжено с их стабильностью и всякое нарушение стабильности биоценоза провоцирует выделение доминирующих видов при общем сокращении видового разнообразия.

Хищничество — обычное явление среди насекомых; к их жертвам, как правило, относятся другие насекомые. Однако крупные тропические богомолы легко справляются с мелкими ящерицами, плотоядные личинки стрекоз ловят мелких рыбок, а некоторые осы, вступая в единоборство с пауками, уносят их в свои гнезда в парализованном состоянии. Даже среди таких типично растительноядных форм, как бабочки, имеется не менее 60 хищных видов.

Значение хищничества кроме показанного выше определяется влияниями на популяции жертв. Особи, избежавшие воздействия хищничества, дают начало потомкам, наследующим способности своих родителей и передающих их, в свою очередь, своим потомкам. Среди популяций хищников также происходит отбор: выживают и оставляют потомство только те из них, которые сумели настигнуть свои жертвы и победить их в борьбе.

Явление паразитизма значительно сложнее, чем хищничество. Существует несколько форм взаимодействия паразита с хозяином; самая распространенная — облигатный паразитизм. К ним относятся — пухоеды, вши, блохи и веерокрылые, которые вообще не способны существовать без хозяев, оказывая на их организм воздействие. Обычно паразит угнетает активность хозяина, но иногда, наоборот, содействует более интенсивному потреблению пищи или провоцирует его к таким действиям, которые выгодны самому паразиту.

Подавлению защитных сил пораженного организма способствует выбор наименее устойчивых к заражению фаз развития хозяина. В начале онтогенеза, когда форменные элементы гемолимфы представлены лишь прогемоцитами, защитных соединительных капсул не образуется. Поэтому выбор для заражения яиц и личинок младших возрастов гарантирует паразиту относительно спокойное существование.

Мутуализм или симбиоз, представляет собой взаимовыгодное, часто необходимое сосуществование разных видов. Пример: симбиоз термитов с населяющими их кишечник жгутиконосцами. Утратив симбионтов, термиты гибнут от голода, не имея собственных ферментов для переваривания клетчатки. Сами симбионты вообще не способны существовать во внешней среде и в организме других насекомых, кроме некоторых тараканов.

Симбиотические организмы отмечены у многих равнокрылых, у некоторых жуков, чешуекрылых, двукрылых и перепончатокрылых. При этом их передача от поколения к поколению гарантируется трофоллаксисом, поеданием зараженных экскрементов и оболочек яиц, или трансовариальным переносом из клеток жирового тела через стенку яичника в формирующиеся яйца.

Синойкией или сожительством, называют отношения, полезные для одного вида, но безразличные или необременительные для другого. Многие термитофилы и мирмекофилы, находящие приют в термитниках и муравейниках, обретают в них надежную защиту от врагов и неблагоприятных климатических условий. К ним относятся клещи и ногохвостки, двукрылые, жуки и другие насекомые-сапрофаги, питающиеся разлагающимися растительными остатками и мицелием грибов.

Своеобразное проявление синойкии — форезия, то есть использование других видов для расселения. Например, многие мучные клещи используют насекомых как средство передвижения, а ногохвостки избирают для транспорта грызунов, не причиняя им никаких неудобств.

Комменсализм, или нахлебничество, — это использование одним видом пищевых запасов другого вида, имеющихся в избытке. Не достигающее уровня конкуренции и не ощущаемое партнером, это взаимодействие сближается, с одной стороны, с синойкией, а с другой — с паразитизмом или хищничеством. Например, муха получает от термитов ту же пищу, которой они делятся со своими сородичами. Постоянно обитая в термитнике, эта муха утратила ненужные здесь крылья и стала гермафродитом, не нуждающимся в половом партнере.

Вредители и растения. Взаимодействия насекомых с растениями оформились на самых ранних этапах эволюции и в дальнейшем совершенствовались параллельно. Растения развивали средства при;

влечения насекомых-опылителей и устойчивость к наносимым ими повреждениям; в свою очередь, насекомые совершенствовались как фитофаги. Важнейший результат этих взаимодействий — современное разнообразие покрытосеменных и обилие связанных с ними насекомых, сравнимых по характеру связей с комменсалами, симбионтами и паразитами и лишь в редких случаях — с хищниками. В целом эти взаимоотношения следует признать положительными и весьма важными не только для отдельных биоценозов, но и для всей биосферы.

Подавляющее большинство (до 80%) высших цветковых растений опыляется при участии насекомых, другие вторично приспособились к опылению ветром и самоопылению. Трудно переоценить значение этого факта — все многообразие цветов предназначено для насекомых.

В свою очередь, насекомые приобрели замечательные приспособления для сбора пыльцы и нектара, особенно характерные у пчелиных и бабочек-бражников. Погружая длинные хоботки в глубину нектарника, они касаются тычинок и затем переносят на другие цветки приставшую к телу пыльцу.

Взаимоотношения растений и насекомых нередко достигают предела специализации. Например, люцерну опыляют одиночные пчелы, цветки какао — мелкие мокрецы, инжир — перепончатокрылые Blastophaga psenes L. Бескрылые самцы этого вида оплодотворяют крылатых самок в полом цветоложе короткопестичных цветков неплодоносящих деревьев — каприфиг. Перелетая на длиннопестичные цветки плодоносящих деревьев (фиги), самки переносят на них пыльцу с каприфиг, но так как они имеют короткий яйцеклад, то не могут здесь же откладывать яйца. Они возвращаются на каприфиги, перезимовывают в их цветках и спариваются с самцами.

Специализация насекомых как фитофагов проявляется в наносимых ими повреждениях. Наряду с повреждениями, не требующими предварительной подготовки кормового субстрата, некоторые насекомые сначала скручивают листья в узкие трубочки (тли, жуки-трубковерты и др.), внутри которых они спокойно высасывают соки растения. Другие вырезают из листа маленькие пластинки и потребляют их после предварительного силосования в земляных норках (жуки-кравчики). Галлообразователи (галлицы, орехотворки, некоторые тли и др.), приступая к питанию, стимулируют разрастание тканей в виде бесформенных опухолей, или галлов, имеющих вид орешков бородавок, и т. п. Нередко галлообразователи остаются в полости растения, обеспечивая тем самым себе не только питание, но и защиту.

Наиболее часто насекомые и другие вредители повреждают растения в процессе питания, реже при откладке яиц.

Характер повреждения растений очень разнообразен и зависит как от строения ротовых частей, фазы развития и образа жизни насекомого, так и от повреждаемого растения, его состояния и реакции на повреждение. Несмотря на это разнообразие, основные типы повреждений растений достаточно характерны и являются важным критерием при определении вредных насекомых, особенно если приходиться вести определение насекомого по фазе личинки или яйца.

І. Повреждения растений без их предварительной подготовки вредителем для питания.

1. Повреждение листьев (глубокое объедание, дырчатое выедание, фигурное объедание, скелетирование, минирование, изменение окраски, деформация листьев).

2. Повреждение стеблей, ветвей и корней (подгрызание стебля, выедание ходов).

3. Повреждение генеративных органов (выедание бутонов, минирование плодов, белоколосость злаков).

ІІ. Повреждения с подготовкой растения вредителем для питания.

1. Повреждения с механической подготовкой субстрата для питания (листовые трубки и сигары, листовые гнезда).

2. Повреждения с физиологической подготовкой субстрата для питания (галлы листовые, стеблевые, побеговые, почковые; галлы корневые).

Фитофаги причиняют огромный вред, однако нет ни одного вида растений, уничтоженных насекомыми полностью. Растения существуют, несмотря на исключительную прожорливость фитофагов.

Защитные реакции и приспособления растений многообразны: структура и прочность покровов, ядовитость, шипы и колючки ограничивают агрессивность фитофагов. Способность растений к регенерации содействует быстрому восстановлению объеденных листьев, ветвей и корней. Важнейшей защитной реакцией хвойных растений является обильное выделение смолы из повреждений или в утолщении пробкового слоя, индуцированном нападении тлей-хермесов.

Таким образом, насекомые необходимы растениям как опылители, но вместе с тем это группы наиболее массовых фитофагов. Причиняемый ими вред не ограничивается питанием на растениях и откладкой яиц в их ткани и органы. Некоторые насекомые известны как переносчики болезней растений.

Однако взаимодействия насекомых с растениями в целом, сформировавшиеся как результат длительной сопряженной эволюции, можно оценить как гармоничные и прогрессивные.

Строение и динамика биоценоза

Биоценоз — элементарное подразделение биосферы, в пределах которого не проходят границы иных экосистем и сообществ климатических или почвенных зон, геохимических провинций, то есть его собственные границы определяются в соответствии с принципом наибольшей функциональной целостности.

Структура экосистемы предопределена трехзвенным циклом средообразующих взаимодействий членов сообщества, начиная с синтеза органического вещества продуцентами, его последующего использования потребителями — консументами и заканчивая разложением этого вещества редуцентами до исходных продуктов, вовлекаемых, в свою очередь, в новый цикл биогенного круговорота.

Таким образом, сопряженность эволюции с вырабатывающими разного рода противодействия растениями — важный фактор динамики численности популяций фитофагов, опосредуемый такими элементами их структуры, как полиморфизм, проявляющийся в выборе ее членами разных стратегий воспроизводства. Значение данной констатации тем более определенно, что многие насекомые используют в качестве собственных гормонов и феромонов заимствуемые из растений стероиды и другие соединения.

1.4 Понятие о болезни. Принципы классификации болезней растений

Болезнь растения — это нарушение нормального строения и обмена веществ клеток, органов и целого растения под воздействием фитопатогенов, неблагоприятных условий внешней среды, механических повреждений и др. Развитие болезни зависит от особенностей растения, патогенного организма и условий окружающей среды. Болезнь может вызвать гибель как отдельных органов, так и всего растения, посевов, насаждений. Фитопатоген, проникая в растение, воздействует на клетки при помощи продуктов своего обмена веществ, забирает из них питательные вещества и может распространяться по всему растению, нарушая нормальный процесс жизнедеятельности. Растение как среда обитания также оказывает определенное воздействие на патоген. В результате под влиянием окружающей среды создается самостоятельный биологический комплекс с характерными для него закономерностями развития. Каждой группе возбудителей болезней присущи свои специфические способы воздействия на растение — с помощью токсинов, ферментов, физиологически активных веществ. Под воздействием фитопатогена в растительном организме происходят различные изменения физиологических процессов. Это может проявляться в нарушении фотосинтеза, ферментативных процессов, целостности и полупроницаемости клеточных мембран, осмотического давления, дыхания, углеводного и другого обмена и других физиологических и биохимических процессов. Такие нарушения неизбежно влекут за собой анатомо-морфологические изменения всего растения или отдельных его органов, проявляющиеся в виде некротических пятен, гнилей (сухих или мокрых), опухолей, наростов, деформации цветков, плодов или листьев и т. д. Нарушение роста растений проявляется чаще всего в его угнетении. Некоторые фитопатогены вызывают у растений образование галлов, вздутий, наростов, могут вызывать гипертрофию (увеличение размера и изменение формы клеток), гиперплазию (увеличение количества клеток), гипоплазию (уменьшение количества и размера клеток), некроз (отмирание отдельных клеток или участков ткани). И физиологические, и анатомо-морфологические изменения влияют на продуктивность растений — резко снижается урожайность или ухудшается качество продукции.

Классификация болезней. Для достоверной диагностики и выбора наиболее эффективной защиты болезни растений классифицируют, или систематизируют, по совокупности тех или иных признаков.

Наиболее удачной считается классификация болезней растений по экологическому принципу, учитывающему причины, вызывающие болезнь. По этой классификации все болезни растений делятся на две группы: неинфекционные (непаразитарные) и инфекционные (паразитарные).

Неинфекционные болезни возникают в результате воздействия на растения неблагоприятных факторов внешней среды: температуры, влажности воздуха или почвы, недостатка или избытка питательных веществ и т. д. Неинфекционные болезни не способны распространяться от растения к растению среди неинфекционных болезней выделяют болезни, причиной которых служат отдельные абиотические факторы (болезни голодания, болезни, вызываемые неблагоприятными температурами, и т. д.).

Причиной инфекционных болезней являются патогенные организмы: грибы, бактерии, вирусы, вироиды, фитоплазменные организмы, цветковые растения-паразиты. Выделяют болезни, вызываемые определенными группами грибов или бактерий (болезни, вызываемые головневыми, ржавчинными грибами, оомицетами).

Для практических целей болезни квалифицируют по культурам (пшеницы, картофеля, свеклы, льна) или по группам сходных культур (зерновых, зерновых бобовых, кормовых бобовых и т. д.).

Иногда болезни подразделяют по приуроченности их к тем или иным органам или фазе развития растений: болезни плодов, болезни семян, болезни всходов и т. д. Существуют и другие принципы классификации болезней растений.

1.5 Неинфекционные болезни и инфекционные болезни

Неинфекционные болезни

Для неинфекционных болезней характерны следующие особенности:

— причиной болезни служат абиотические факторы окружающей среды, нарушающие те или иные физиологические, биохимические функции растений, вызывающие патологический процесс;