Кахар Хабибуллаевич биоэкологические особенности колорадского




старонка1/4
Дата канвертавання22.04.2016
Памер0.66 Mb.
  1   2   3   4
На правах рукописи
КАХАРОВ
Кахар Хабибуллаевич
БИОЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ КОЛОРАДСКОГО

ЖУКА(Leptinotarsa decemlineata, Say) И МЕРЫ

БОРЬБЫ С НИМ В УСЛОВИЯХ

ТАДЖИКИСТАНА


Специальность 06.01.11 – Защита растений


А В Т О Р Е Ф Е Р А Т


диссертации на соискание ученой степени

доктора сельскохозяйственных наук


Санкт-Петербург, 2008


Диссертационная работа выполнена в Таджикском аграрном университете

Научный консультант:

доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Сухорученко Галина Ивановна

Официальные оппоненты:

доктор сельскохозяйственных наук, профессор,

Заслуженный деятель науки РФ

Вилкова Нина Александровна


доктор биологических наук, профессор,

Рославцева Светлана Александровна


доктор биологических наук

Резник Сергей Яковлевич


Ведущее учреждение:

Институт зоологии и паразитологии АН Республики Таджикистан
Защита состоится «____» ________2008 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 006.015.01. при Всероссийском научно – исследовательском институте защиты растений по адресу: 196608, Санкт-Петербург, Пушкин, шоссе Подбельского, д. 3.

Факс (812) 4705110; E-mail: vizrspb@mail333.com
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Всероссийского научно - исследовательского института защиты растений
Автореферат разослан «____»________________2008 г.
Ученый секретарь

диссертационного совета,

кандидат биологических наук Г.А. Наседкина


Общая характеристика работы

Актуальность темы. Картофель является одной из основных продовольственных культур в Республике Таджикистан и его возделывание в экологически чистых горных и предгорных зонах республики имеет большие перспективы, как для семеноводства культуры, так и для получения высококачественной продукции. Однако в последнее два десятилетие из-за экономического спада в сельском хозяйстве страны развитию картофелеводства не уделялось достаточного внимания, что привело к резкому снижению урожайности и производства картофеля в целом. Только последнее два-три года происходит расширение площадей под картофелем, что позволило увеличить валовый сбор клубней в целом по республике. Так в 2006 г. валовой сбор клубней составил 573,4 тыс. тонн., что на 18 тыс. тонн больше по сравнению с 2005 г.

Дальнейшее увеличение производства картофеля в Таджикистане может быть достигнуто путем расширения занятых культурой площадей и повышения его урожайности за счет совершенствования агротехники возделывания, посадки наиболее высокоурожайных, устойчивых к вредным организмам сортов и организации борьбы с ними. Потери урожая от комплекса болезней и вредителей растут из года в год, достигая 23-29%, а в отдельные годы - 50%. Среди вредных организмов наиболее вредоносным является колорадский жук, который считается основным карантинным вредителем картофеля в республике (Мусиев и др., 1991).

За 25 летний период после завоза в 1983г. с посадочным материалом в Северный Таджикистан колорадский жук широко распространился в основных зонах картофелеводства и в настоящее время наносит большой вред культуре в высокогорных и предгорных долин Северного, Северо-Восточного и Центрального Таджикистана, но пока отсутствует в Южном Таджикистан.

В связи с необходимостью как предотвращения проникновения колорадского жука в южную зону республики, так и ограничения численности и вредной деятельности в зонах его распространения необходимо было обоснование и разработка системы защиты культуры от этого объекта на основе изучения биологических особенностей развития и вредоносности в условиях Таджикистана, а также формирования ассортимента эффективных средств и приемов их использования.



Цель и задачи исследований. Целью работы являлась разработка обоснованной системы борьбы с колорадским жуком на посадках картофеля в разных зонах картофелеводства республики. Для ее достижения необходимо было решить следующие задачи:

- изучить распространение колорадского жука в основных природно-климатических зонах республики;

- изучить особенности биологии и уточнить динамику численности колорадского жука и его энтомофагов в горных и предгорных долинах Таджикистана;

- определить вредоносность и разработать критерии проведения мероприятий по борьбе с колорадским жуком на картофеле;

- сформировать ассортимент эффективных средств борьбы с колорадским жуком на основе инсектицидов из разных химического классов и микробиологических препаратов;

- изучить внутрипопуляционную изменчивость колорадского жука под влиянием применяемых инсектицидов;

- разработать эффективную систему защиты картофеля от колорадского жука, позволяющую. сдерживать процесс развития резистентности в его популяциях.

Научная новизна. В результате проведенных исследований были получены новые для Таджикистана данные по распространению, развитию и вредоносности колорадского жука на картофеле, и средствам борьбы с ним, позволившие научно обосновать систему защиты от этого опасного вредителя.

В процессе выполнения работы были установлены ареал и этапы территориального расселения колорадского жука в Таджикистане, и изучены особенности его адаптаций к абиотическим и биотическим факторам в предгорных и горных районах возделывания картофеля в республике.

Определена сезонная динамика численности колорадского жука и его энтомофагов в разных природно-климатических условиях. Выявлены наиболее уязвимые к воздействию вредителя фазы развития картофеля и в связи с этим разработан дифференцированный в онтогенезе культуры экономический порог вредоносности (ЭПВ) колорадского жука.

Установлены факты развития резистентности колорадского жука к интенсивно применяемым в отдельных зонах картофелеводства фосфорорганическим препаратам, что привело к снижению их биологической эффективности. Выявлен начальный этап формирования резистентности к пиретроидам. Охарактеризована внутрипопуляционная структура колорадского жука в 3 зонах картофелеводства с использованием метода феногенетики. Определены изменения популяционной структуры колорадского жука под влиянием интенсивного применения фосфорорганических инсектицидов. Выявленные при этом особенности фенооблика вредителя свидетельствуют о формировании резистентности.



Практическая ценность работы. Определены зоны вредоносности колорадского жука в разных почвенно-климатических условиях возделывания картофеля в Таджикистане. Сформирован ассортимент эффективных инсектицидов в борьбе с вредителем и предложены способы их применения.

Разработана и апробирована в фермерских (дехканских) хозяйствах, возделывающих картофель, эффективная система защиты культуры от колорадского жука, базирующаяся на мониторинге его численности и резистентности к применяемым препаратам, сроках проведения обработок при достижении вредителем ЭПВ с учетом сортовой принадлежности, антирезистентной тактике использования препаратов разных химических классов и микробиологического препарата битоксибациллина.



Положения, выносимые на защиту.

1.Этапы территориального расселения и зоны вредоносности колорадского жука в Таджикистане.

2.Экологические факторы, определяющие особенности биологии и динамики численности колорадского жука в условиях предгорных и горных зон возделывания картофеля в республике.

3.Научно обоснованная система защиты картофеля от колорадского жука, ограничивающая его распространение и размножение, препятствующая развитию резистентности вредителя к применяемым инсектицидам.



Апробация работы. Материалы диссертации были доложены на научно-практических конференциях профессорско-преподавательского состава Таджикского аграрного университета (Душанбе 1995, 1997, 1998, 2000, 2001гг.); на республиканской научно-производственной конференции, посвященный 10-летию независимости Таджикистана и 70-летию образования ТАУ (Душанбе, 2001); на научно-практической конференции, посвященной 70-летию Агрономического факультета ТАУ и 80-летию города Душанбе (Душанбе, 2004); на международных научных конференциях «Экологические особенности биологического разнообразия в республике Таджикистан и сопредельных территориях» (Худжанд, 1998) и «Региональный семинар по комплексной защите растений (КЗР) от колорадского жука и других вредителей картофеля» (Ташкент, 3-5 октября 2006); на десятом совещании по резистентности «Современное состояние проблемы резистентности вредителей, возбудителей болезней и сорняков к пестицидам в России и сопредельных странах на рубеже 21 века» (СПб, 2000); на Втором всероссийском съезде по защите растений «Фитосанитарное оздоровление агроэкосистем» (СПб, 2005).

Публикации. На основании результатов диссертационной работы опубликовано 47 научных работ, в том числе 1 монография, 2 рекомендации и 5 методических указаний.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 228 страницах компьютерного текста и состоит из введения, 6 глав, выводов и рекомендаций производству. Работа иллюстрирована 47 таблицами и 21 рисунком. Список использованной литературы включает 398 наименований, в том числе 101- дальнего зарубежья.
СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введения охарактеризована актуальность проблемы, сформулированы цели и задачи исследований.



Глава I. Современные состояние проблемы с колорадским жуком и мер борьбы с ним в мире (обзор литературы)

На основании анализа данных литературы подробно описаны биология, экология, вредоносность колорадского жука на посадках картофеля и разработанные в мире мероприятия по борьбе с ним.


Глава II. Место, материалы и методы исследований

Диссертационная работа выполнена в Таджикском аграрном университе-те в 1994-2007гг.

Объектом исследований являлся колорадский жук L. decemlineata, который впервые был обнаружен в Таджикистане в начале 80-х гг. прошлого столетия. Для определения ареала вредителя обследовали возможные биотопы в разных почвенно-климатических зонах Таджикистана. Полевые исследования проводили в трех зонах картофелеводства республики - Северной (Зеравшанская долина), Северо-Восточной (Раштская долина) и Центральной (Гиссарская долина) на посадках картофеля среднепоздных сортов Кардинал, Лорх, Полет и среднераннего сорта Сантэ, лабораторные - в биологической лаборатории Республиканской станции защиты растений и в лаборатории кафедры защиты растений Таджикского аграрного университета.

2.1. Характерстика районов проведения исследований. Описаны почвенно-климатические условия высокогорных (Зеравшанская, Раштская-1700 и 3300 м над ур. м.) и предгорной (Гиссарская - 700-800 м над ур. м.) долин, в которых размещены основные посадки картофеля в республике.

2.2. Характеристика изученных инсектицидов. В работе были использованы инсектициды из химического класса пиретроидов – децис 25 КЭ , суми-альфа 50 КЭ , фастак 100 КЭ , фьюри 100 ВК , каратэ 50 КЭ , данитол 100 КЭ; фосфорорганические препараты - золон 350 КЭ, Би-58 400 КЭ и Би-58 Н 400 КЭ; комбинированный инсектицид – нурелл Д 550 КЭ (500г/л циперметрин + 50г/л хлорпирифос); неоникотиноид конфидор 200 КЭ и микробиологический препарат битоксибациллин, СП. Характеристика этих инсектицидов приведена в работе согласно аннотациям, составленным в отделе регистрационных испытаний пестицидов и в лаборатории микробиологического метода защиты растений ВИЗР.

2.3.Методы исследований. Работа выполнялась с использованием общепринятых методов биоэкологических и токсикологических исследований.

Территориальное расселение колорадского жука определяли путем ежегодных маршрутных обследований посадок картофеля и других возможных его кормовых культур.

Глубину залегания зимующих жуков в природных условиях выявляли послойным анализом почвы (Фасулати, 1971).

Определение выживаемости имаго колорадского жука в период зимовки, сроков динамики его выхода из почвы, спаривания и откладки яиц, плодовитости и длительности развития преимагинальных стадий выполняли в вегетационно - лабораторных опытах по Н.В. Налбандяну (1984).

Изучение сезонной динамики численности жука и его энтомофагов проводили на двух полях картофеля путем периодических учетов с интервалом 5-7 дней. На каждом поле просматривали по 20 проб из 5 растений, т.е. 100 растений. При их осмотре регистрировали все фазы развития колорадского жука и полезных членистоногих.

Вредоносность колорадского жука изучали методом искусственного заселения растений (Jonusz, 1983). Потери урожая клубней определяли на растениях с разной плотностью заселения вредителем в течение ряда лет в разных зонах в двух вариантах (обработанном и необработанном полях картофеля) согласно методике Н.Р. Гончаров (1970). Контролем служили не обработанные инсектицидами поля.

Изучение популяционной структуры колорадского жук проводили в 3 зонах картофелеводства проводили с использованием феногенетического метода, основанного на выявлении частот встречаемости (%) в выборках имаго 9 морфотипов, различающихся рисунком центральной части переднеспинки (Фасулати 1985,1987). Индексы генетического сходства популяций рассчитывали по формуле Л.А. Животовского (1982).

Чувствительность вредителя к применяемым инсектицидам определяли в соответствии со стандартной методикой (Сухорученко и др., 2004).

Биологическую эффективность средств борьбы с колорадским жуком оценивали с помощью стандартной методики проведения регистрационных испытаний пестицидов (Сухорученко, 1986; Долженко, Сухорученко, 2004). В конце сезона в каждом варианте опыта определяли биологический урожай картофеля по общепринятой в республике методике (Рекомендация по возделыванию картофеля в Таджикской ССР, 1984). Определение качества клубней проводили согласно ГОСТу – 7176-85 (М., 1985).

Экономическую эффективность разработанной системы защиты картофеля от колорадского жука определяли согласно методике В.Г.Зайцевой и Э.А.Пономаревой (1976).

Математическую обработку данных проводили общепринятыми статистическими методами (Лакин, 1990).

Глава III. Проблемы картофелеводства и распространение колорадского жука в Таджикистане

3.1. Культура картофеля в Таджикистане. Картофель в Таджикистане возделывался еще до революции и в настоящее время выращивается почти во всех почвенно-климатических зонах республики, в том числе и на юге, где его сажают под зиму и получают ранний урожай в мае месяце. Основной картофелеводческой зоной считаются горные и предгорные районы республики, почвенно-климатические условия которых благоприятны для выращивания картофеля (Абдукаримов, 1977; Балашов, Лучинина, 1978; Сердюков и др., 1984; Бахриддинов, 1985).

Площадь занятая под картофелем в республике достигла пика в 80 гг. прошлого столетия (13.1-14.4 тыс. га). Средняя урожайность культуры была рекордной и достигала 181-185 ц /га. Кризис, постигший экономику и народное хозяйство Таджикистана после приобретения независимости, отрицательно сказался и на состояния картофелеводства.

Анализ показателей производства картофеля в Таджикистане за 1980-2006 гг. показывает, что произошел резкий спад урожайности культуры. Этот показатель в 2000 году снизился на 60% по сравнение с 1985 г. При этом площадь, занятая под картофелем резко сократилось к середине 90 гг. в связи с острой нехваткой семенного материала.

Потребность хозяйств республики в семенном картофеле составляет в настоящее время 75-80 тыс.тонн, однако из-за нехватки денежных средств завоз семенного картофеля с каждым годом ограничивается. Фермеры вынуждены возделывать, в основном, сорта старой селекции, десятки лет воспроизводимые в местных условиях. Это ведет к накоплению в посадочном материале различного рода инфекции и снижению биологической продуктивности культуры.

В настоящее время в Таджикистане возделываются районированные 2 ранних (Полет, Нарымка) и 2 среднепоздных (Лорх, Кардинал) сорта картофеля. Однако в сельскохозяйственном производстве и в частном секторе встречаются десятки разных сортов - от старых, давно забытых до новых, неизвестных. Это связано с закупкой семенного картофеля в соседних государствах и его завозом посредством Международных организаций.

Попытка создания сортов местной селекции была предпринята на Западном Памире в 1987-1990 гг. Дж. Джонгировым., который провел изучение 12 селекционных сортов, но эти сорта не получили широкого распространения в республике.

В работе приведена биологическая (включая устойчивость к вредным организмам) характеристика некоторых ранних, среднеранних и среднепоздних сортов из коллекции НИИ биотехнологии Таджикского аграрного университета, ряд из которых возделывается в республике.

Нынешнее состояние картофелеводства требует принятия неотложных мер по организации и налаживанию работ по семеноводству и сортоиспытанию новых высокопродуктивных сортов картофеля, адаптированных к конкретным агроэкологическим зонам республики и устойчивых к болезням и вредителям, в том числе и к колорадскому жуку.



3.2. Освоение колорадским жуком основных зон возделывания картофеля в республике. Впервые колорадский жук был отмечен в 1983 г. в Ганчинском районе Северного Таджикистана, откуда он с посадочным материалом распространился по этому региону и в 1989 г. был обнаружен нами в ряде кишлаков Зеравшанской долины (Суджино, Кумсай, Ери, Кукташ, Хурми). В 90 гг. он заселил всю юго-западную и центральную части этой долины, за исключением неосвоенных районов высокогорной восточной ее части (рис.1.). Наиболее высокая численность отмечались в Горно-матчинском и Пенджикентском районах.

В 1994 г. в другой долине Северного Таджикистана - Раштской - нами был выявлен очаг колорадского жука (пос. Тегирми), который был ликвидирован. Но в этом же году было обнаружено еще нескольких очагов вблизи других населенных пунктов (кишлаки Сурхоб, Дар-дар, Кушагба). В



Рис.1. Распространение колорадского жука по зонам картофелеводства Республики Таджикистан

(по данным на 2007г.).

конце 90-х годов очаги вредителя были выявлены в Таджикабадском, Гармском и Нурабадском районах этой долины (рис. 1).

В 1999г. колорадский жук был впервые обнаружен нами в Гиссарской долине Центрального Таджикистана (пос. Гиссар), куда он был завезен с семенным картофелем из Северного Таджикистана. В последнее годы из-за нехватки у картофелеводов средств на приобретение и применение инсектицидов численность вредителя из года в год в этой долине увеличивается. В последнее 2 года было установлено проникновение колорадского жука в Южный Таджикистан - обнаружены отдельные очаги под Кулябом и Восе, которые были уничтожены обработками пиретроидами.

В целом проведенные наблюдения показали, что биологическая инвазия колорадского жука на территории Таджикистана проходила согласно этапам, описанным А.Ф. Алимовым и соавт. (2004): вселение - акклиматизация - натурализация и интеграция. Основную роль в проникновении вредителя в республику сыграл антропогенный фактор, в частности, завоз с посадочным материалом картофеля. В каждую из долин он также попадал путем завоза извне, поскольку горные хребты высотой до 3-5 тыс. м, являются серьезным препятствием для его расселения естественным путем между долинами. Расселение вредителя из очагов в каждой почвенно-климатической зоне происходило диффузно с высокими темпами.



3.3. Заселенность пасленовых растений колорадским жуком в разных зонах картофелеводства Таджикистана. Колорадский жук в большинстве зон картофелеводства мира сильно повреждает картофель и баклажан, в меньшей степени томат, перец, овощной физалис и табак (Вилкова, Фасулати, 2001; Вилкова и др., 2004). Кроме того, вредитель способен размножаться на дикорастущем картофеле, пасленах черном и сладко-горьком, и других дикорастущих растениях (Богданов-Катьков, 1947).

Проведенные нами многолетние наблюдения за развитием вредителя на различных пасленовых культурах в разных почвенно-климатических зонах Таджикистана показали, что жук заселил картофель в большинстве фермерских (дехканских) и личных подсобных хозяйств. В Гиссарской и Зеравшанской долинах республики было выявлено также развитие колорадского жука на посадках томата (рис. 2 Б), где эта культура занимает значительные площади. Повсеместно было отмечено питание и развитие колорадского жука на дикорастущих пасленовых растениях вокруг картофельных полей (паслен черный, дурман и дурнишник обыкновенный) (рис. 2 В). Однако за все годы наблюдений в различных регионах нами не было обнаружено ни одного случая питания имаго или личинок колорадского жука на перце, табаке и баклажане. Были выявлены только отдельные взрослые особи вредителя на этих культурах, которые, видимо, проникали сюда с посадок картофеля.

Анализ материалов, представленных на рисунке 2 выявил существенные различия в численности колорадского жука на посадках картофеля и других видах пасленовых растений в разных зонах его возделывания. Так в Гиссарс- кой долине на производственных посадках картофеля численность колорадс-






Рис. 2. Заселенность колорадским жуком пасленовых растений (усредненные данные за 1996-2005гг.): А – картофель (производственные посадки); Б –томат (ЛПХ); В – сорная растительность вокруг картофельных полей.

кого жука стабильно ниже, чем в Зеравшанской и Раштской долинах (рис.2А). Это объясняется, прежде всего, различиями в природно-климатических условиях названных зон. Так Зеравшанская и Раштская долины, расположенные на высотах в пределах 1700-2300 м над ур. м., отличаются более умеренным и благоприятным климатам как для развития вредителя, так и для картофеля. В тоже время в Гиссарской долине (высота 700-800 м над ур. м.), климат менее благоприятен для развития вредителя из-за более высоких температур воздуха в весеннее - летний период, выходящих за пределы его температурного оптимума.

Помимо этого уровень численности колорадского определяется также длительностью периода его постоянного обитания в названных долинах, что коррелирует с выделенным специалистами ВИЗР зонами, характеризующими этапы его биологических инвазий (Вилкова и др., 2005; Фасулати, 2007). В Гиссарской долине, где жук обитают менее 10 лет, еще не завершился этап акклиматизации насекомого к субэкстремальным для его развития абиотическим условиям. В тоже время за 14 летний период пребывания в Раштской долине вредитель не только полностью акклиматизировался в благоприятных для его развития почвенно-климатических условиях, но практически адаптировался к устойчивому к нему сорту Сантэ. В итоге уровень заселенности посадок этого сорта вредителем приблизился к уровню заселения неустойчивых к нему сортов Лорх и Кардинал. Следует отметить, что сорт Сантэ более широко распространен среди других сортов, выращиваемых в Раштской долине.

В Гиссарской долине, несмотря на менее благоприятный для развития колорадского жука климат, идет выраженный процесс активной адаптации жука к культуре томата, площади под которой здесь превышают площади посадок картофеля. На это указывают существенные различия в численности вредителя на томате в Гиссарской и Зеравшанской долинах (рис.2Б).

В Таджикистане, в отличие от более северных регионов, нами отмечено питание и завершение цикла развития колорадского жука на дикорастущих пасленовых, произрастающих вокруг картофельных полей во всех зонах проведения наблюдений (рис.2 В). Это обусловлено его изначальной адаптированностью к родственным видам растений в исходном ареале (Скалистые горы Северней Америки) (Ушатинская и др., 1981; Вилкова, Фасулати, 2001) и обеспечивает виду постоянные места резервации в данном регионе.

Проведенный анализ экологических особенностей популяций колорадского жука, обитающих в разных почвенно - климатических зонах Таджикистана, выявил существенную специфику его пространственного размещения. Благодаря мощному ландшафтно-экологическому барьеру сформировались локальные популяции вредителя, отличающиеся уровнями численности и такими особенностями биологии, как приуроченность к питанию различными видами пасленовых растений. Так популяция вредителя из Центральной зоны республики характеризуется относительно наименьшей численностью, но более широким спектром кормовых растений за счет культуры томата. Для популяций жука из долин Северного Таджикистана характерны более высокие уровни заселенности картофеля и дикорастущих пасленовых растений, но отсутствие питания томатом. Это свидетельствуют об интенсивных процессах адаптации вида к местным условиям, что должно проявиться в биологических особенностях его жизненного цикла.

  1   2   3   4


База данных защищена авторским правом ©shkola.of.by 2016
звярнуцца да адміністрацыі

    Галоўная старонка