И.Н. Порсев ИНТЕГРИРОВАННАЯ ЗАЩИТА РАСТЕНИЙ методические указания для лабораторно-практических занятий Лесниково – 2014 УДК 631.5(075.8) Порсев И.Н. Интегрированная защита растений: методические указания для лабораторно-практических занятий. – Лесниково: КГСХА, 2014. – 21 с. Р е ц е н з е н ты : Субботин И.А., кандидат с.-х. наук; Половникова В.В., кандидат с.-х. наук, доцент Методические указания подготовлены в соответствии с федеральным государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по направлению 35.06.01 – Сельское хозяйство и программой дисциплины «Интегрированная система защиты растений». Предназначены для аспирантов по профилю подготовки - Защита растений. Изложены научнопрактические основы разработки и реализации защиты растений для сельскохозяйственных растений. Методические указания рассмотрены и одобрены на заседании методического совета ФГБОУ ВПО Курганская ГСХА (протокол № 4 от 18 апреля 2014 г.) © ФГБОУ ВПО «Курганская государственная сельскохозяйственная академия имени Т.С. Мальцева», 2014 2 Введение Интегрированная защита растений — наука, обосновывающая борьбу с вредными организмами, учитывая экономические пороги их вредоносности, и использующая в первую очередь ограничивающие природные факторы наряду с применением всех других методов (агротехнического, биологического, физического, механического, автоцидного), удовлетворяющих экологическим и токсикологическим требованиям. Целью интегрированной защиты растений является поиск и выбор селективных средств воздействия на вредные организмы. Эти средства должны обеспечивать максимальное сохранение и усиление естественных механизмов регуляции численности вредных организмов при минимуме воздействия на окружающую среду. Глубокий анализ ошибок и просчетов, допущенных в период всеобщего увеличения пестицидами, привел специалистов к выводу, что выход из создавшегося положения и дальнейшее прогрессивное развитие теории и практики фитосанитарии лежат в разработке интегрированных методов защиты растений, характерной чертой которых является всемерная биологизация приемов защиты растений от вредных организмов. Именно в середине 50-х годов практике тотальных истребительных химических обработок в качестве обоснованной альтернативы стала противопоставляться интегрированная борьба с вредителями. Возникнув в начале 50-х годов этого столетия, термин «интегрированная защита», несмотря на известные отличия толкований его смысла различными исследователями, вбирает основные признаки современной рациональной организации и проведения фитосанитарных мероприятий, предусматривающих не простое истребление отдельных видов, а долговременное сдерживание комплекса вредных организмов на безопасном уровне. Нужно отметить, что концепция интегрированного подхода в защите растений претерпела с момента ее возникновения существенные изменения. Впервые этот термин был применен А.Смитом и В.В.Алленом в 1954г. При начальном этапе разработки теории и практики интегрированной борьбы были предложены и другие термины. В частности, все способы борьбы с вредными насекомыми, способствующие ограничению вредных последствий от применения инсектицидов, предлагалось называть комплексными (Sandler, 1957). В Нидерландах с 1967г. было введено понятие «гармоничной» или «гармонизированной» борьбы Fluiter, 1967), которое, однако, не прижилось. В первоначальном виде интегрированная борьба рассматривалась как комбинированное использование биологического и химического методов (Smith, Allen, 1954, Fluiter, 1967). Упор делался только на изыскание путей щадящего 3 воздействия применяемых инсектицидов на полезные виды агробиоценозов путем подбора соответствующих препаратов селективного действия, снижение концентраций и кратностей обработок. Но постепенно в термин «интегрированная борьба» стал вкладываться более глубокий и широкий смысл, связанный с общей экологической основой проведения мероприятий по борьбе с вредными организмами, направленных не столько на истребление вредных видов, сколько на управление экосистемами (Steiner, 1969; Biliotti, 1970; Новожилов, 1972; Матис, 1975; Фадеев, 1975; Чулкина, 1998; Чулкина, Торопова, Стецов, Порсев, 2010). Задача интегрированной защиты растений – снижение численности вредных организмов и развития эпифитотического процесса в агроэкосистемах ниже порога вредоносности при получении экологически сбалансированной, рентабельной, стабильной урожайности сельскохозяйственной продукции высокого качества. Системы ИЗР служат основой постепенного перехода к созданию экологически сбалансированных фитосанитарных агроэкосистем. Тем самым защита растений как наука и её технологии на базе фундаментальных методов базируются на экологических законах и закономерностях, соблюдение которых способствует экологически сбалансированному долговременному функционированию здоровых агроэкосистем как составных элементов глобальной экосистемы – планеты Земля. РАЗДЕЛ 1. Интегрированная защита растений (ИЗР) – новый этап системно-экологического направления её развития Тема 1 Структурная модель ИЗР. Фундаментальные (сорта, агротехнический метод, карантин) и оперативные (химический метод, биологический метод) составные элементы ИЗР, последовательность их применения. Мировые и отечественные концепции в разработке и применении модели ИЗР. Система интегрированной защиты растений (ИЗР) – система многообразных экономически, экологически и токсикологически допустимых методов, поддерживающих численность вредных организмов ниже экономического порога вредоносности, причём на первом плане стоит сознательное использование естественных факторов и механизмов регуляции. Стратегия систем ИЗР включает: 1) снижение исходной численности популяций вредных организмов ниже ПВ и ЭПВ; 2) торможение скорости эпифитотического процесса или размножения вредных организмов; 3) сочетание обеих стратегий. К основным методам защиты растений действующим на тактики Р, В, Т вредных организмов по принципу дополнительности, относятся устойчивые 4 сорта, агротехнический метод, карантинные мероприятия – фундаментальные методы; биологический, химический, физический, механический методы – оперативные методы. Вопросы для самоконтроля. 1. Отличие интегрированной защиты растений от других этапов развития защиты растений. 2. Этапы защиты растений: химическая борьба и целенаправленная защита. 3. Экологический этап защиты растений и его отличие от интегрированной защиты растений. 4. Способы защиты растений, последовательность их применения в интегрированной защите растений. 5. Фундаментальные и оперативные способы борьбы в системах Тема 2 Методы ИЗР: достоинства и недостатки. Рассматриваются достоинства и недостатки в использовании в системах ИЗР устойчивых и выносливых сортов, агротехнического, биологического и химического методов. Механизмы их действия на тактики Р, В, Т вредных организмов (фитопатогенов, фитофагов, сорняков). Использование методов ИЗР в системах по принципу дополнительности. Выбор методов при разработке систем ИЗР зависит в значительной мере от стратегии жизненных циклов вредных организмов – групп экологических эквивалентов. Агротехнический метод высокоэффективен против почвенных вредных организмов; устойчивые сорта - преимущественно против семенных и наземно-воздушных вредных организмов, обеспечивая «самозащиту» растнеий; химический метод – против наземно-воздушных и семенных вредных организмов. Сочетание методов по принципу дополнительности в системах ИЗР обеспечивает максимальную эффективность против всех экологических групп вредных организмов. При этом повышенной эффективностью обладают способы, снижающие исходную численность вредных организмов. Вопросы для самоконтроля. 1. Реализация потенциальной продуктивности сорта в агроэкосистемах задача систем защиты растений. 2. Достоинства и недостатки биологических средств как составного элемента систем защиты растений. Привести пример. 3. Достоинства и недостатки химических средств как составного элемента систем защиты растений. Привести пример. 5 4. Достоинства и недостатки устойчивых сортов как составного элемента систем защиты растений. Привести пример. 5. Достоинства и недостатки агротехнических приемов как составного элемента систем защиты растений. Привести пример. 6. Роль карантинных мероприятий в системах защиты растений. Привести пример. 7. Критические фазы в развитии растений в отношении вредных организмов и сроки проведения защитных мероприятий. Тема 3 Оценка эффективности ИЗР. Рассматриваются понятия и способы определения биологической, хозяйственной, экономической эффективности методов и систем ИЗР на примере вредных организмов (болезней, вредителей, сорняков) в агроэкосистемах сельскохозяйственных культур. Характерные признаки системы, значимые в ИЗР: - наличие частей, или подсистем. Составными частями модели ИЗР являются методы защиты растений (фундаментальные, оперативные); - закономерная взаимосвязь частей, или подсистем. Согласно этому принципу, эффективность отдельных методов оценивают по дополнительности их действия в системе ИЗР, взаимозаменяемости действия, средообразующей роли в агроэкосистемах: создания неблагоприятных условий для проявления жизненного цикла вредных организмов и благоприятных – для формирования урожая и качества сельскохозяйственной продукции; - последовательность (определённый порядок) использования частей или подсистем для достижения эффективного действия системы. В ИЗР в первую очередь целесообразно применять фундаментальные методы, затем оперативные. При этом в долгосрочной перспективе доля влияния фундаментальных методов должна возрастать, а оперативных сокращаться; - единство задач частей (подсистем) и целого (системы), их непротиворечивость. Задачей систем ИЗР является получение научнообоснованной эффективности как каждого из методов, так и системы в целом: биологической (снижение численности вредных организмов или развития болезни), хозяйственной (сохранение и повышение урожайности сельскохозяйственной продукции), экономической (превышение прибыли над затратами) и экологической (отсутствие ущерба для здоровья человека, нецелевых организмов, окружающей среды). Благодаря единству задач и 6 способов ИЗР в целом достигают гармоничного единства задачи зашиты растений с задачами систем растениеводства и земледелия. Вопросы для самоконтроля. 1. Разнонаправленная роль севооборотов в защите растений от r- и Kстратегов. Привести пример. 2. Роль способов обработки почвы в защите растений от вредных организмов. 3. Значение качества семян в защите растений от вредных организмов. Привести пример. 4. Способы повышения супрессивности почв в защите от почвенных, или корневых, инфекций. 5. Значение сроков посева сельскохозяйственных культур в регулировании численности вредных организмов. Привести пример. 6. Значение глубины заделки семян в развитии болезней зерновых культур. 7. Роль органических удобрений в защите растений от вредных организмов. 8. Роль повторного возделывания сельскохозяйственных культур и выбора предшественника в защите растений от вредных организмов. 9. Разнонаправленная роль минеральных удобрений в интегрированной защите растений. 10. Роль норм высева семян сельскохозяйственных культур в защите растений от вредных организмов. 11. Правила оптимальной глубины посева яровой пшеницы и ячменя, их значение в защите растений от вредных организмов. 12. Условия, обеспечивающие высокую эффективность протравливания семян яровой пшеницы в Зауралье. РАЗДЕЛ 2. Теоретические и методологические основы разработки систем интегрированной защиты растений. Тема 1. Теоретические основы ИЗР. Изучение стратегий жизненных циклов вредных организмов как основа для определения стратегии систем мероприятий, типов мониторинга и прогноза. Модель эпифитотического процесса, определение методологии и механизма действия ИЗР. Экологическая классификация – методологическая основа для разработки систем первого и второго уровней сложности. Эпифитотический процесс – биоэкологическое явление, проявляющееся в возникновении, течении и затухании болезней в популяции растений агро- и естественных экосистем, вызываемых вредными организмами (фитопатогенами, фитофагами, сорными растениями). Движущими силами ЭП 7 являются внутренние и внешние факторы. К внутренним факторам относится цепь из трёх звеньев: источника воспроизводства вредных организмов (тактика Р), факторов передачи вредных организмов (тактика В) и восприимчивых растений (тактика Т). Они обуславливают фундаментальную закономерность ЭП – непрерывность его течения. При разрыве цепи внутренних факторов ЭП ликвидируется и не возникает на той или иной территории. К внешним движущим силам ЭП относятся природные и (или) антропогенные факторы, которые будучи активаторами или депрессантами внутренних факторов, обуславливают вторую фундаментальную закономерность – неравномерность его течения в четырёх формах – спородическая заболеваемость, эпифитотическая вспышка, эпифитотия, панфипотия. Вопросы для самоконтроля. 1. Признаки r-стратегов. Стратегия и тактика систем защиты растений от них. Привести примеры. 2. Признаки K-стратегов. Стратегия и тактика систем защиты растений от них. Привести примеры. 3. Модель эпифитотического процесса и ее использование в прогнозе развития болезней. Привести примеры. 4. Модель эпифитотического процесса и ее использование в системах защиты растений. Привести примеры. 5. Разнонаправленная роль севооборотов в защите растений от r- и Kстратегов. Привести пример. 6. Определение стратегии систем защиты растений от вредных организмов различной биоэкологи: r-, K-стратеги и их смешанные виды. Привести пример. 7. Фитоэкспертиза семян и ее роль в интегрированной защите растений. Привести пример. Тема 2. Разработка и освоение в практике систем защиты растений первого уровня сложности. На примере распространенных и вредоносных вредных организмов (возбудителей ржавчины, септориоза, фитофтороза, корневых гнилей, саранчёвых, колорадского жука, лугового мотылька, овсюга, куриного проса, пырея корневищного, вьюнка полевого) рассматривается теория, методология и практика разработки экологически безопасных систем первого уровня сложности – против отдельных популяций в агроэкосистемах. Технологии защиты растений предусматривают обеспечение создания здоровых агроэкосистем, включая почву, наземно-воздушную среду, 8 подземные и надземные органы культурных растений. Фитосанитарные технологии разрабатываются на базе систем интегрированной защиты растений пяти уровней сложности: 1) против популяций отдельных видов вредных организмов; 2) групп экологических эквивалентов; 3-5) сообществ агроэкосистем (отдельные культуры, севооборот, агроландшафт) путём интеграции и оптимизации применения различных методов – организационнохозяйственного, агротехнического, селекционно-генетического, биологического, химического, карантина. Для разработки методов защиты растений используются достижения сельскохозяйственных и естественных наук – земледелия, растениеводства, селекции и семеноводства, биотехнологии, биохимии, ботаники, физики, токсикологии и др. Первый уровень сложности ИЗР разрабатывают против отдельных особенно вредоносных популяций вредных организмов, угрожающих существенной (более 15-20%) потере урожайности сельскохозяйственных культур в регионах, странах, на континентах. Вопросы для самоконтроля. 1. Уровни систем защиты растений. Привести пример. 2. Первый уровень систем защиты растений: изложить на примере заболевания сельскохозяйственной культуры. 3. Первый уровень систем защиты растений: изложить на примере вредителя сельскохозяйственной культуры. 4. Первый уровень систем защиты растений: изложить на примере сорного растения. Тема 3. Разработка и освоение систем второго уровня сложности. Разрабатываются системы против почвенных, или корне-клубневых, вредных организмов: проволочников, личинок пластинчатоусых, ризоктониоза, многолетних сорняков. Основополагающая роль агротехнического метода в оздоровлении почв. Биологические пороги вредоносности и примеры их достижения в практике хозяйств. Разработка систем против наземно-воздушных, или листо-стеблевых, вредных организмов. Эпифитотиологические очаги и их локализации на примере фитофтороза, бурой ржавчины, саранчёвых, гороховой тли, пьявицы и др. применение пестицидов против стратегов. Роль сорта в долговременной стабилизации фитосанитарного состояния агроэкосистем. Второй уровень сложности системы ИЗР разрабатывают против групп экологических эквивалентов (почвенных, или корнеклубневых; наземновоздушных, или листостеблевых; семенных, трансмиссивных). Экологическими 9 эквивалентами считают такие группы вредных организмов, жизненный цикл которых адаптирован в процессе эволюции к различным экологическим средам: почве, наземно-воздушной среде, органам размножения растений, организмампереносчикам (насекомым, грибам, нематодам). Системы ИЗР второго уровня сложности на базе преимущественно агротехнического метода позволяют создавать здоровые почвы, здоровую наземно-воздушную среду, здоровый посевной и посадочный материал. Это имеет радикальное значение для конструирования агроэкосистем с оптимальным фитосанитарным состоянием. Фитоэкспертиза семян Наиболее простым и информативным способом фитоэкспертизы семян является метод рулонов. Для проращивания семян в рулонах берут два слоя стерильной фильтровальной бумаги, для чего проглаживают ее утюгом с двух сторон. Размер полосок 20-105см вдоль бумажной полосы на расстоянии 4см от верхнего края простым карандашом проводят линию и делают предварительную разметку для раскладки семян. Затем полосы бумаги смачивают стерильной или свежекипяченой водой до полного увлажнения и раскладывают семена на расстоянии 2 см друг от друга зародышем вниз по 50 штук на полосу крупносемянных и 100 штук – мелкосемянных культур. Сверху семена покрывают третьей смоченной водой полоской 2 х 105 см, после чего накладывают пергаментную бумагу и скатывают в рулон без уплотнения. Рулон помещают вертикально в полиэтиленовый мешок и защипывают скрепками, а затем инкубируют в термостате при температуре 22-25°С 7-8дней. Просмотр рулонов и регистрацию показателей проводят через 7-8 дней, а при необходимости – 16-17. При этом учитывают следующие показатели: *всхожесть семян, %; *доля проростков с признаками поражения патогенами, имеющие бурые пятна на колеоптиле и первичных корнях (% от общего числа); *зараженность основными возбудителями корневых гнилей проростков: Bipolaris sorokiniana, Fusarium spp., Penicillium spp., Aiternariu tenuis (% от общего числа); *среднюю длину колеоптиле сортов, см; *длину проростков, см; *длину зародышевых корней, см. Полученные результаты используются для принятия следующих решений: всхожесть – для определения нормы высева; фитосанитарное состояния семян и проростков – для обоснования целесообразности и технологии протравливания семян; длина колеоптиле – для определения 10 предельной глубины посева семян и глубины предпосевной обработки почвы; длина проростков и корней – биологического обоснования сроков посева для лучшего роста и развития всходов. Тем самым в значительной мере корректируется предпосевная агротехника для получения устойчивых всходов к корневым гнилям, полосатой хлебной блошке, внутристеблевым вредителям и конкурентоспособных к сорнякам. Методика определения фитосанитарного состояния почвы по заселенности возбудителем корневой гнили Bipolaris sorokiniana Определение начинают с отбора средних образцов почвы по каждому полю, каждый образец состоит из 8-10 индивидуальных проб: масса среднего образца 200-300грамм. Почвенные образцы подсушивают до воздушно-сухого состояния, затем дробят и просеивают через почвенные сита с отверстиями 1мм. При определении численности главного возбудителя корневых гнилей в почве из постоянного образца делают навеску в 10г, помещают в фарфоровую ступку и увлажняют 1 мл водопроводной воды, тщательно перемешивая шпателем. Добавляют 5 мл вазелинового масла и почву снова перемешивают, а затем переносят в цилиндр с притертой пробкой вместимостью 100 мл и добавляют 49 мл воды. Полученную смесь встряхивают вертикальными движениями руки в течении 10 минут, затем отстаивают 1,5-2 часа до четкого расслоения жидкостей. Из поверхностного слоя масляной эмульсии отбирают пробы пипеткой объемом 0,1 мл и переносят по капле на предметные стекла. По каждому образцу анализируют по 20 капель под микроскопом с увеличением не менее 80 раз и подсчитывают число конидий возбудителя. Полученное содержание конидий пересчитывают на 1грамм воздушно-сухой почвы. По результатам определения заселенности почв B.sorokiniana составляют фитопатологические почвенные картограммы (ФПК) и разрабатывают мероприятия по оздоровлению почв по каждому полю, а также принимают решения о размещении семенных посевов и культур в севообороте. Методика учета корневых гнилей Учет корневых гнилей проводили дифференцированно по органам (Чулкина, 1972; Чулкина, Торопова, 2004). Была принята следующая шкала для оценки поражения органов первичных корней колеоптиле, влагалище прикорневых листьев, эпикотиль, вторичные корни, основания стебля растений в баллах: 0 – орган имеет равномерную светлую окраску, здоров; 0,1 – отмечаются не большие единичные точки, полоски, пятна бурового 11 цвета, занимающие не более 10% поверхности органа; 1 – побуревшая зона охватывает до 25% поверхности органа; 2 – то же, до 50%; 3 – то же, до 75%; 4 – орган полностью поражен или погиб. Подсчитывают в процентах: индексы развития болезней по каждому органу, в среднем по всем органам и распространенность болезней по растениям. Формула для подсчета индекса развития болезни (ИРБ): ИРБ = Σ(ав) х 100/NK, (1) где Σ(ав) – сумма произведений количества органов или растений на соответствующий балл их поражения; N – общее количество учетных органов или растений (здоровых и больных); K – высший бал учетной шкалы (4); 100 – коэффициент перевода показателя в проценты. Показатель «индекс развития болезни» следует отличать от показателя «степень поражения». При определении степени поражения учитывают число пораженных органов или растений, а не общее количество учетных органов или растений, как при подсчете ИРБ. Распространенность болезни (Р) рассчитывают по формуле: Р = n х 100/N, (2) где n – количество больных растений, у которых хотя бы один орган поражен на 1 балл и выше; N – общее количество учтенных растений. Порог вредоносности по индексу развития болезни в среднем по органам составляет 5 %, а по распространенности – 15-20%. При достижении болезнью порога вредоносности синтез биомассы вегетативных органов и урожайности зерна существенно снижается с вероятностью 95%. Учеты болезни проводят два раза в течение вегетации: в фазу 3-х листьев (всходы) и в конце вегетации. Величина выборки составляет 100 растений, отобранных в 8-10 точках поля или исследуемого варианта опыта. Отобранные образцы замачивают на 1-2 часа в воде, тщательно промывают и анализируют 12 на белом фоне (кюветы фарфоровые или с эмалированной поверхностью) в воде для усиления контрастности пигментации пораженных органов. По результатам анализа определяют формы проявления болезни, механизмы передачи возбудителей. Поражение подземных органов, особенно первичных, вторичных корней и эпикотилия, свидетельствует о необходимости определения фитосанитарного состояния почвы методом флотации и составления фитосанитарных почвенных картограмм, а в случае поражения зародышевых органов проводят фитоэкспертизу семян методом рулонов. На основе полученной информации разрабатывали единую систему защитных мероприятий по оздоровлению почв, семян и повышению физиологической устойчивости и выносливости растений к инфекции. Обеспечение физиологической устойчивости особенно важно в критический период роста и развития пшеницы – прорастания семян – фаза 3-х листьев, когда происходит переход от гетеротрофного к автотрофному питанию. Решающее значение в этот период имеет создание эффективного ложа для семян, обеспечивающего исходный высокий темп ростовых процессов и предупреждающего формирования длинного (более 1-1,5см) эпикотиля – органа рецептора инфекции на протяжении всего вегетационного периода пшеницы. Разработка и внедрение системы защитных мероприятий против гельминтоспориозно-фузариозных заболеваний в хозяйствах Зауралья имеет первостепенное значение в обеспечении стабильности урожая яровой пшеницы. Вопросы для самоконтроля. 1. Второй уровень систем защиты растений: изложить на примере почвенных вредных организмов. 2. Второй уровень систем защиты растений: изложить на примере наземновоздушных вредных организмов. 3. Второй уровень систем защиты растений: изложить на примере семенных вредных организмов. 4. Второй уровень систем защиты растений: изложить на примере трансмиссивных вредных организмов. РАЗДЕЛ 3. Экологически безопасные системы возделывания сельскохозяйственных культур. Тема 1. Разработка и освоение систем защиты растений третьего уровня сложности. 13 Принципы разработки систем и их последовательность. Определение потенциальных и фактических параметров основных элементов структуры урожая, урожайности и качества сельскохозяйственной продукции. Экологические группы вредных организмов по периодам формирования элементов структуры урожая. Системы третьего уровня сложности и два типа фитосанитарных технологий: по периодам формирования элементов структуры и в календарно-фенологической последовательности. Фитосанитарные технологии разрабатываются в календарно-фенологической последовательности на основе агротехнического метода защиты растений в сочетании с применением пестицидов биологической и химической природы в соответствии со Списком разрешенных к применению на территории РФ. Технологические решения принимаются с учётом фитосанитарного состояния почв, семян и посевов и направлены на выращивание здоровых растений в отношении всего сообщества вредных организмов. В технологии включается расширенный набор применяемой и перспективной сельскохозяйственной техники. Фундаментальную основу базовых систем защитных мероприятий составляет агротехнический метод защиты растений, который решает двуединую задачу: - подавляет тактики Р (размножение), В (выживания), Т (трофических связей) вредных организмов в семенном материале, почвенной и наземно-воздушной средах; - системно оздоравливает подземные вегетативные, надземные вегетативные и генеративные, а также сосудисто-проводящие органы, а следовательно, и растения в целом. Вопросы для самоконтроля. 1. Третий уровень систем защиты яровой пшеницы от вредных организмов в календарно-фенологической последовательности. 2. Третий уровень систем защиты озимой ржи от вредных организмов в календарно-фенологической последовательности. 3. Третий уровень систем защиты гороха от вредных организмов в календарно-фенологической последовательности. 4. Третий уровень систем защиты картофеля от вредных организмов в календарно-фенологической последовательности. 5. Третий уровень систем защиты рапса от вредных организмов в календарно-фенологической последовательности. 6. Третий уровень систем защиты смородины от вредных организмов в календарно-фенологической последовательности. 14 Тема 2. Разработка двух типов фитосанитарных технологий в системах третьего уровня сложности (на примере зерновых культур) Народно-хозяйственная значимость культуры. Элементы структуры урожая пшеницы и ячменя потенциальные и фактические. Экологические группы вредных организмов и фитосанитарные технологии по периодам формирования элементов структуры урожая и в календарно-фенологической последовательности. Опыт хозяйств в освоении систем третьего уровня сложности. Информация, используемая при разработке фитосанитарных технологий. Разработке фитосанитарных технологий предшествовало получение следующей информации: 1. Структура посевных площадей и фактическая технология возделывания сельскохозяйственных культур в хозяйстве, ее материальное обеспечение; 2. Состояние сельскохозяйственной техники для выполнения технологических операций, начиная от посева и кончая уборкой урожая; 3. Фитосанитарное состояние почв на основе фитосанитарных почвенных картограмм (ФПК) севооборота или его звеньев под культуры следующего года. Цель составления ФПК, как мы уже отмечали, усовершенствовать в фитосанитарном отношении структуру севооборота, определить необходимость временного или постоянного введения фитосанитарных предшественников, определение степени насыщения севооборотов восприимчивыми культурами, которые служат источниками воспроизводства (размножения) фитопатогенов, фитофагов, сорняков, и культурами, ограничивающими или прерывающими размножение, выживаемость и трофические связи вредных организмов в агроэкосистемах (поле, севооборот, агроландшафт). Фитосанитарное состояние почв определяли по заселенности их фитопатогенами (возбудители корневых гнилей, болезней клубней, корнеплодов и др. подземных органов растений), фитофагами (проволочники, ложнопроволочники, личинки пластинчатоусых жуков, куколки подгрызающих совок и др.), семенами сорняков. Чаще всего определяли заселенность почв фитопатогенами и семенами сорняков – главными показателями фитосанитарного неблагополучия почв в регионе; 4. Агрохимическая характеристика почв на содержание в них гумуса, P2О5, К2О, pH. Обычно в хозяйствах имеется такая характеристика почв на содержание в них гумуса, но она часто не используется. Дополнительно определяли содержание азота – N-NO3 в почве. Для этой работы привлекали агрохимические лаборатории; 5. Фитосанитарное и общее агрономическое состояние семян, которое 15 определяли, как мы уже отмечали методом рулонов и при необходимости питательных сред. По результатом фитоэкспертизы семян разрабатывают: технологию протравливания, предпосевную агротехнику по созданию эффективного ложа для семян, обосновывали сроки посева для создания конкурентоспособных растений; 6. Определение глубины посева семян и связанных с нею длины эпикотиля, определяющих полевую всхожесть, и устойчивость растений к вредным организмам и стресс-факторам, особенно засухи; 7. Развитие корневой гнили дифференцированно по органам (Чулкина, 1972, Чулкина, Торопова, 2004). Учеты проводят дважды в течение вегетации: в фазу 3-х листьев и после уборки с отбором проб по стерне; 8. Засоренность посевов в фазы всходов – кущения и в конце вегетации перед уборкой. Учитывают численность и видовой состав сорных растений, их фитомассу на 1м², соотношение фитомассы сорняков и культуры в посевах; 9. Учитывают густоту всходов и густоту продуктивного стеблестоя в расчете на 1м² в 8-ми точках поля на площадках ¼ м²; 10. Массу 1000 зерен определяют по методике ГОСТа; 11. Число зерен в колосе рассчитывают по формуле: Ч=Мх100/ТхК, где Ч – число зерен в колосе, Т – масса 1000 зерен, г; М – масса зерна с 1м², К – количество колосьев/м², 1000 – коэффициент пересчета. 12. Биологическую и фактическую в хозяйстве урожайность зерна и другой сельскохозяйственной продукции по каждому полю, определяют по общепринятым методикам; 13. Качество продукции, например, содержание белка и клейковины в зерне определяют в специализированных лабораториях; 14. Производят экономическую оценку отдельных экологических операций и всей технологии возделывания сельскохозяйственных культур. Анализируют рыночную ситуацию и рентабельность получаемой сельскохозяйственной продукции. Для получения необходимой информации используют методики, изложенные в учебном пособии для ВУЗов РФ «Агротехнический метод защиты растений» (В.А. Чулкина, Е.Ю. Торопова, Ю.И. Чулкин, Г.Я.Стецов, 2000), а также методики, опубликованные в сельскохозяйственной литературе и апробированные на практике [1, 2, 7, 9,14]. На основе полученной информации, разрабатываются фитосанитарные технологии в двух направлениях: 1.Создание условий не благоприятные для размножения, выживания и трофических связей вредных организмов; 2. Создание условия благоприятных для формирования основных 16 элементов структуры урожая, а следовательно, урожайности и качества сельскохозяйственных продукций. В заключение разрабатываются фитосанитарные технологии возделывания сельскохозяйственных культур в календарно-фенологической последовательности. Вопросы для самоконтроля. 1. Обоснование построения систем защиты растений на календарнофенологической основе. 2. Системный подход к управлению фитосанитарным состоянием агроэкосистем. 3. Технология получения здоровых всходов яровой пшеницы оптимальной густоты. 4. Фитосанитарная оптимизация формирования биомассы вегетативных органов и числа зерен в колосе яровой пшеницы. 5. Мероприятия в период налива и созревания зерна яровой пшеницы. 6. Технология получения здоровых зимостойких растений озимой ржи оптимальной густоты. 7. Фитосанитарная оптимизация формирования биомассы после перезимовки и числа зерен в колосе озимой ржи. 8. Фитосанитарная оптимизация формирования массы зерен у озимой ржи. 9. Технология получения здоровых всходов гороха оптимальной густоты. 10. Фитосанитарная оптимизация формирования биомассы вегетативных органов и числа зерен в бобах гороха. 11. Фитосанитарная оптимизация формирования массы зерен в бобах гороха. Тема 3. Разработка систем защиты растений третьего уровня сложности картофеля и овощных культур. Народно-хозяйственное значение. Сорта. Вредные организмы и технологии по периодам формирования определённых элементов структуры урожая. Ранжирование операций в фитосанитарных технологиях. Опыт защиты картофеля и овощных культур в хозяйствах. Третий уровень сложности систем ИЗР разрабатывают против сообществ (фитопатогены, фитофаги, сорняки) вредных организмов сельскохозяйственных культур (пшеница, картофель, лён и др.) по периодам формирования основных элементов структуры урожая, например по яровой пшенице густота продуктивного стеблестоя (число колосьев/ м2), числа зерен в колосе, массы 1000 зерен. 17 Вопросы для самоконтроля. 1. Технология получения здоровых всходов картофеля оптимальной густоты. 2. Фитосанитарная оптимизация формирования биомассы вегетативных органов и количества клубней картофеля. 3. Фитосанитарная оптимизация в период нарастания биомассы клубней картофеля. 4. Технология получения здоровых всходов сахарной свеклы оптимальной густоты. 5. Фитосанитарная оптимизация формирования биомассы и сахаристости корнеплодов сахарной свеклы. 6. Технология получения здоровых всходов рапса оптимальной густоты. 7. Фитосанитарная оптимизация формирования биомассы вегетативных органов рапса и числа семян в стручках. 8. Фитосанитарная оптимизация формирования массы семян в стручках рапса. 18 ОСНОВНАЯ ЛИТЕРАТУРА 1 Торопова Е. Ю. Эпифитотиологические основы систем защиты растений. Монография /Е. Ю. Торопова, Г. Я. Стецов, В. А. Чулкина / Под. Ред. В. А. Чулкиной. – Новосибирск, 2002. – 578 с. 2 Системы интегрированной защиты растений. Методические указания по выполнению курсового проекта. Составители: В. А. Чулкина, Е. Ю. Торопова, В. М. Гришин, А. А. Кириченко. – Новосибирск, 2005 – 16 с. 3 Чулкина В.А. Экологические основы интегрированной защиты растений: учебник с грифом МСХ РФ / Под ред. М.С.Соколова, В.А.Чулкиной/ В.А. Чулкина, Е.Ю. Торопова, Г.Я.Стецов. - М.: Колос, 2007.- 568с. 4 Чулкина В.А. Интегрированная защита растений: фитосанитарные системы и технологии. Учебник с грифом МСХ РФ / Под ред. М.С.Соколова, В.А.Чулкиной/ В.А.Чулкина, Е.Ю. Торопова, Г.Я. Стецов. - М.: Колос, 2009.- 670с. 5 Чулкина В.А.Интегрированная защита растений: фитосанитарная оптимизация агроэкосистем (термины и определения): учебн. пособие с грифом МСХ РФ/ В.А. Чулкина, Е.Ю. Торопова, Г.Я. Стецов и др. - М.: Колос, 2010.- 482с. 6 Чулкина В.А.Фитосанитарная оптимизация растениеводства в Сибири: учебн. пособие I. Зерновые культуры, II. Крупяные, зернобобовые, кормовые культуры, III. Технические культуры/Под ред. академика РАСХН П.Л. Гончарова/ В.А.Чулкина, В.М. Медведчиков, Е.Ю. Торопова и др. - Новосибирск, 2001. - Т.1. - 136 с.; Т.2. - 192 с.; Т.3. - 196 с. 7 Чулкина В.А.Фитосанитарная оптимизация растениеводства в Сибири: учебн. пособие IV. Овощные культуры/ В.А. Чулкина, Е.Ю. Торопова, Г.Я. Стецов. - Новосибирск, 2003. - 314 с. 8 Чулкина В.А. Фитосанитарная оптимизация агроэкосистем плодовых и ягодных культур: учеб. пособие/ В.А. Чулкина, Л.Д. Шаманская, Е.Ю. Торопова и др. - Новосибирск, 2006. - 240 с. 9 Защита растений в устойчивых системах землепользования (в 4-х книгах): учеб.-практ. пособие /Под ред. Д. Шпаара. – Торжок: ООО Вариант, 2003. – Книга 1. – 392 с.; Книга 2. – 380 с.; 2004. – Книга 3. – 337 с.; Книга 4. – 347 с. 19 ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЛИТЕРАТУРА 10 Чулкина В.А. Эпифитотиология (Экологические основы систем защиты растений) /Под ред. акад. А.А. Жученко/ В.А. Чулкина, Е.Ю. Торопова, Г.Я.Стецов. – Новосибирск, 1998. – 226с. 11 Чулкина В. А. Агротехнический метод защиты растений / В. А. Чулкина, Е. Ю. Торопова, Ю. И. Чулкин, Г. Я. Стецов /Под ред. А. Н. Каштанова. – Новосибирск, 2000. - 336 с. 12 Торопова Е.Ю. Экологические основы защиты растений от болезней в Сибири Монография/ Под ред. В.А. Чулкиной/ Е.Ю. Торопова. Новосибирск , 2005.-370с. 20 Содержание Введение………………………………………………………………………… Раздел 1. 3 ИЗР – новый этап системно-экологического направления её развития ………………………………………………………… 5 Тема 1. Структурная модель ИЗР……………………………………….. 5 Тема 2. Методы ИЗР: достоинства и недостатки………………...…….. 6 Тема 3. Оценка эффективности ИЗР…………………………………….. 7 Раздел 2. Теоретические и методологические основы разработки систем ИЗР……………………………………………………… 8 Тема 1. Теоретические основы ИЗР…………………………………….. 8 Тема 2. Разработка и освоение в практике систем защиты растений первого уровня сложности……………………………………… 9 и освоение систем второго уровня Тема 3. Разработка сложности………………………………………………………. 10 Раздел 3. Экологически безопасные системы возделывания сельскохозяйственных культур………………………………… 14 Тема 1. Разработка и освоение систем защиты третьего уровня сложности …................................................................................... Тема 2. Разработка двух типов фитосанитарных технологий в системах третьего уровня сложности (на примере овощных культур)………………………………………………………….. Тема 3. Разработка систем защиты растений третьего уровня сложности картофеля и овощных культур……………………. 14 16 18 Список литературы……………………………………………………………. 20 Содержание…………………………………………………………………….. 22 21