Биология, экология и влияние агротехнических приемов на распределение жуков-листоедов (Coleoptera, Chrysomelidae) в агроценозах зерновых злаковых культур в лесостепи Самарской области

Актуальность темы

Обеспечение продуктами питания населения во всех странах мира было и остаётся самой главной задачей стоящей перед сельскохозяйственным производством. Одной из первостепенных задач растениеводства является получение экологически чистой продукции по возможности с минимальным применением пестицидов и фунгицидов. Поэтому важная составляющая часть в борьбе с вредителями принадлежит агротехническому методу и биоценотическому подходу, с выявлением по возможности связей между всеми компонентами агроценоза. Зерновые колосовые культуры, в особенности, яровая и озимая пшеница по занимаемым площадям составляют в России и в Среднем Поволжье первое место среди сельскохозяйственных культур. В России площади посевов яровой пшеницы составляют около 17,1 млн. га, в Самарской области — 326,1 тыс. га, а озимой пшеницысоответственно 8,9 млн. га и 266,5 тыс. га. Однако урожайность зерновых культур остаётся сравнительно невысокой. Это связано как со снижением агротехнического уровня выращивания культур, так и с существенным недобором урожая за счёт вредителей и болезней. Жуки-листоеды относятся к одним из основных вредителей зерновых колосовых культур и их численность, особенно блошек, в Поволжье в последние годы неуклонно возрастает. Указанное определяет актуальность темы исследований.

Связь темы диссертации с плановыми исследованиями. Представленная работа является одним из разделов плановых тем исследований кафедр земледелия и защиты растений СГСХА «Разработка основных элементов экологобезопасных, энергосберегающих систем земледелия, адаптивных условиям лесостепи Заволжья», утверждённой 17.03.97 г. (№ 39−14/79, № гос. Регистрации 1 970 002 446) и «Мониторинг вредителей и возбудителей болезней зерновых колосовых культур в Самарской области» .

Цель и задачи исследования

Цель работы выяснить особенности биологии, экологии, взаимоотношений с зерновыми злаковыми культурами и вредоносности жуков-листоедов, влияние на них агротехнических мер. В задачи исследований входило: 1) выявление состава доминирующих видов листоедов в агроценозах проса, ячменя, яровой и озимой пшеницы- 2) сопряжённое изучение их сезонной и многолетней динамики численности в связи с особенностями развития культур- 3) исследование особенностей биологии и экологии листоедов в лесостепной зоне- 4) изучение трофических связей листоедов и оценка их вредоносности- 5) выяснение влияния на листоедов агротехнических мер.

Научная новизна. Впервые в лесостепной зоне Поволжья выявлен состав доминирующих видов листоедов в агроценозах зерновых злаковых культур, возделываемых в одном севообороте, изучены сезонная, многолетняя и пространственная динамика их численности, взаимоотношения стеблевых блошек с кормовыми растениями, комплексное влияние на листоедов агротехнических мер, дана оценка их вредоносности. При изучении пространственного распределения листоедов применена программа Mathcad PLUS 5.0.

Теоретическое значение работы. Работа вносит существенный вклад в изучение комплексов насекомых агроценозов лесостепной зоны Поволжья и представляет сравнительный материал для аналогичных исследований в других регионах России. Изложенные в диссертации материалы, научные положения и выводы вносят вклад в развитие теоретических основ экологии, интегрированной защиты растений, найдут применение в моделировании агро-экосистем.

Практическая ценность работы. Материалы работы могут быть использованы практическими работниками сельского хозяйства в защите зерновых культур от вредителей, а также при осуществлении комплексного фитосани-тарного мониторинга посевов зерновых работниками службы защиты растений.

Реализация результатов исследований. Результаты исследований в виде отчётов переданы Департаменту сельского хозяйства и продовольствия Самарской области для практического внедрения, используются в марской области для практического внедрения, используются в лекционных курсах по сельскохозяйственной энтомологии и защите растений в СГСХА.

Апробация результатов и публикации. Материалы диссертации докладывались на Всероссийской конференции «Беспозвоночные животные Южного Зауралья и сопредельных территорий (Курган, 1998), на 45-й и 46-й научно-практических конференциях'.профессорско-преподавательского состава сотрудников и аспирантов СГСХА (Самара 1998, 1999), на Международной научной конференции «Актуальные проблемы современной науки» (Самара, 2000), а так же на заседании кафедры защиты растений СГСХА.

Декларация личного участия автора. Полевые исследования, обработка и анализ материала за 1997;1999 гг. выполнены автором полностью самостоятельно. В небольшом объёме использованы фондовые данные кафедры защиты растений СГСХА по численности листоедов в 1996 г. Помощь в определении видов листоедов оказал ведущий специалист-систематик Зоологического института РАН Б. А. Коротяев.

Основные положения выносимые на защиту:

1. Состав доминирующих видов листоедов в агроценозах зерновых злаковых культур.

2. Биологические особенности стеблевых блошек в агроценозах лесостепи Самарской области.

3. Сезонная и многолетняя динамика численности популяций листоедов зерновых злаковых культур.

4. Взаимоотношения стеблевых блошек с кормовыми растениями и их вредоносность.

5. Влияние агротехнических приёмов на численность и распределение листоедов.

Структура и объём работы. Диссертация общим объёмом 188 стр. состоит из введения, 4 глав, выводов, рекомендаций, списка литературы и приложений. Фактический материал отражён в 5 рисунках, 5 таблицах и 34 при.

Выводы.

1. В лесостепи Самарской области в агроценозах зерновых злаковых культур среди жуков-листоедов преобладают большая стеблевая блошка (Chaetocnema апс1и1а), полосатая хлебная блошка (РНу11о1ге1а уШи1а) и обыкновенная пьявица (Ои1ета те1апорш), реже встречаются обыкновенная стеблевая блошка (СкаеШспета ИоПет18) и пьявица (Ои1ета Нскетй). Среди обследованных культур (рожь, пшеница, ячмень, просо) личинки блошек развиваются только на озимых и яровых зерновых колосовых культурах, а пья-виц — также на просе.

2. Сроки развития листоедов на яровых культурах, по сравнению с озимыми, а также от острозасушливых лет к засушливым и от засушливых к влажным сдвинуты примерно на 2 недели. После зимовки листоеды заселяют озимые в фазе кущения, яровые — всходов в последней декаде апреля — первой декаде мая. Имаго для спаривания и откладки яиц нуждаются в дополнительном питании около двух недель, яйца развиваются до одной-двух, личинки — 2−3, куколки — около двух недель. Откладка яиц и отрождение личинок растянуты и длятся около месяца. Личинки блошек отрождаются на озимой пшенице со второй декады мая, яровых культурах — в конце мая, начале июня, пьявиц — с первой декады июня и встречаются у блошек до конца июня, пьявиц — до конца июля, соответственно с фазы кущения до молочной спелости, и с фазы трубкования до молочно-восковой спелости. Имаго нового поколения блошек отрождаются с середины июня до начала — середины июля, а пьявиц — со второй декады июля до середины августа.

3. От влажных лет к засушливым и острозасушливым в составе лис-тоедов-олигофагов злаков уменьшается количество доминантов, при возрастании доли полосатой блошки. Во влажном и тёплом 1997 г. на озимой пшенице преобладали большая стеблевая блошка и пьявица, яровой пшенице и ячмене — полосатая и большая стеблевая блошки, просе — большая стеблевая и полосатая блошкив засушливом 1999 г. на озимой пшенице, ячмене и просе — полосатая блошка, яровой пшенице — полосатая, большая стеблевая блошки и пьявицав острозасушливом 1998 г. на всех культурах — полосатая блошка. Общее количество имаго листоедов увеличивалось от 127−223 во влажные тёплые годы до 333−1305 — в засушливые и 491−1371 экз/100 взмахов сачком — в острозасушливые годы.

4. У исследованных листоедов хорошо выражено пространственно-временное несовпадение экологических оптимумов. Наибольшая численность имаго полосатой блошки наблюдалась в острозасушливом (1998), а наименьшая — во влажном и тёплом году (1997) — большой стеблевой блошки — соответственно во влажном и тёплом и острозасушливомобыкновенной стеблевой блошки — во влажном и тёплом и засушливом (1999 г.). Имаго и личинки пьявицы чаще учитывались на озимой пшенице во влажном и тёплом, яровой пшенице в засушливом, ячмене и просе в острозасушливом году.

5. Имаго полосатой хлебной блошки отдаёт предпочтение для питания и развития в порядке убывания: яровой — озимой пшенице — ячменю — просубольшой стеблевой блошки: озимой — яровой пшенице — ячменю — просуимаго и личинки пьявицы: ячменю — озимой — яровой пшенице — просу.

6. Влияние личинок стеблевых блошек на кормовые растения тесно связано с продолжительностью у них фазы кущения. У повреждённых растений озимой пшеницы с большой длительностью этой фазы (150−230 дней), общее количество побегов увеличивается в 1,2−5,8, при уменьшении числа побегов с колосьями в 1,4−2,4, продуктивных колосьев в 1,5−3,1 раза, по сравнению с неповреждёнными. У яровой пшеницы и ячменя с короткой фазой кущения (16−30 дней) количество побегов у повреждённых растений увеличивается лишь в 1,3−1,5 раза. Повреждённость растений пшеницы и ячменя личинками стеблевых блошек составляет 50−80%, потери зерна на повреждённых растениях озимой пшеницы — до 62−90%, яровой — 5−20%, а общие потери урожая — соответственно 0,3−3,9 и 1,2−15,2%.

7. У полосатой блошки наибольшее влияние на кормовые растения оказывают перезимовавшие жуки, питающиеся всходами листьев яровых культур, стеблевых блошек — личинки, развивающиеся в стеблях озимых и яровых культур, у пьявиц — личинки и имаго, — грызущие листья открыто. Все исследованные листоеды чаще повреждают краевые посевы злаковых культур, ближайшие к местам зимовки жуков и резервациям. По годам и фазам развития культур предпочтения ими видов пара в севообороте, систем обработки почвы и удобрений существенно изменяются. К осени максимумы их численности в посевах смещаются к участкам естественной растительности, местам зимовки.

8. В лесостепи Самарской области большая стеблевая блошка должна быть включена в число первостепенных вредителей пшеницы и ячменя, по-вреждённость которых личинками во все годы исследований превышала экономические пороги вредоносности (ЭПВ). Опытным путём был установлен новый показатель ЭПВ для личинок стеблевых блошек на яровой пшенице в фазе молочной спелости — более 50% повреждённых личинками растений, соответствующий потерям урожая более 5−10%. Численность полосатой блошки и обыкновенной пьявицы превышала ЭПВ на отдельных участках и в отдельные годы, а обыкновенной стеблевой блошки и пьявицы — повсеместно была значительно меньше ЭПВ.

Практические рекомендации.

1. В Самарской области при фитосанитарном мониторинге посевов зерновых учеты перезимовавших имаго полосатой хлебной блошки следует проводить в первой половине мая в фазе всходов яровых культур, имаго пья-виц и стеблевых блошек на озимой пшенице — в первой, яровой пшенице и ячмене — во второй половине мая в фазе кущения, а их личинок — в июне в фазе молочной спелости. Жуков нового поколения учитывают в июле в период их массового отрождения.

2. Применение химических средств защиты рекомендуется проводить против перезимовавших жуков листоедов при достижении ими экономических порогов вредоносности. Инсектицидами целесообразно обрабатывать прежде всего краевые посевы, ближайшие к местам зимовки жуков и резервациям вредителей.

3. В лесостепи Самарской области большая стеблевая блошка должна быть включена в число первостепенных вредителей пшеницы и ячменя. Во все годы исследований поврежденность растений пшеницы и ячменя личинками стеблевой блошки превышала 50%, что соответствовало потерям урожая более 5−10%, Полосатая блошка наиболее вредоносна в сухие, а стеблевые блошки — во влажные годы. Полосатая хлебная блошка отдает предпочтение яровой, большая стеблевая блошка — озимой пшенице, пьявицы — ячменю.

4. Не рекомендуется возделывание в полевых севооборотах озимых и яровых злаковых культур с разными сроками созревания, где создаются оптимальные условия для развития листоедов и других вредителей. К важным мерам снижения численности листоедов относятся также удаление посевов пшеницы и ячменя от мест резерваций вредителей с преобладанием их естественных кормовых растений, в частности, многолетних злаков (пырея, ежи сборной, мятлика лугового, костра безостого).