На правах рукописи




старонка1/3
Дата канвертавання24.04.2016
Памер0.51 Mb.
  1   2   3

На правах рукописи



Смирнова

Александра Владимировна
ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ВОЗДЕЛЫВАНИИ КАПУСТЫ В ПРИАМУРЬЕ

03.02.08 – экология


АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени

кандидата биологических наук

Хабаровск 2011

Работа выполнена в отделе биотехнологий и защиты растений Государственного научного учреждения Дальневосточного научно-исследовательского института сельского хозяйства Россельхозакадемии





Научный руководитель:

кандидат сельскохозяйственных наук,

ведущий научный сотрудник

Золотарева Елена Владимировна


Официальные оппоненты:

доктор биологических наук, профессор,

Ахтямов Мидхат Хайдарович (ГОУ ВПО ДВГУПС)


доктор биологических наук, профессор

Гнутова Раиса Васильевна

(Биолого-почвенный институт ДВО РАН)


Ведущая организация:



Дальневосточный государственный аграрный университет








Защита диссертации состоится «11» мая 2011 г. в «10» часов на заседании диссертационного совета Д.005.019.01 при Институте водных и экологических проблем ДВО РАН по адресу: 680000, Хабаровск, ул. Ким Ю Чена, 65.


Факс: (4212) 32-57-55

E-mail: amur21@ivep.as.khb.ru


С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института водных и экологических проблем ДВО РАН
Автореферат разослан «05» апреля 2011 г


Учёный секретарь

диссертационного совета,

доктор биологических наук




Н.А. Рябинин





Актуальность темы. Получение экологически безопасной для здоровья человека овощной продукции является одной из актуальных проблем в настоящее время.

По данным Института питания Российской академии наук в сбалансированном рационе взрослому человеку рекомендуется иметь не менее 300 г. овощей, из них 30-40% приходится на потребление различных видов капусты [Казьмин, Киселев, Харин и др., 1998]. Белокочанная капуста (Brassica oleraceae L.) является важным источником клетчатки, белков, углеводов, витаминов и микроэлементов.

Она является основной овощной культурой в Приамурье и выращивается во всех категориях хозяйств, занимая от 40 до 60% общей площади посадок овощных культур.

В почвенно-климатических условиях Приамурья лимитирующими факторами развития растений капусты являются избыточное переувлажнение и повышенный инфекционный фон. Потери урожая во влажные годы могут составлять 60-80%.

Против комплекса фитофагов и фитопатогенов в хозяйствах региона традиционно применяется химический метод. Давно доказано, что вредные насекомые обладают способностью приобретать устойчивость к ядохимикатам, это вызывает необходимость повышения норм расхода препарата и кратности химических обработок, замены существующих препаратов новыми - более эффективными. В современных условиях единственная альтернатива практикуемой сегодня химико-техногенной тактике защиты растений – переход к биоценотическому регулированию, что позволит получать экологически чистую продукцию, минимизировать отрицательное воздействие на человека и окружающую среду [Коваленков, Тюрина, 2000].

Последние исследования по защите капусты от вредителей и болезней проводились в Приамурье в 60-80-е прошлого столетия [Есипенко, 1978, 1979]. Происходящие изменения в формах хозяйствования, изменения климата, появление новых групп синтетических пестицидов за последние 25 лет влекут за собой изменение экологической обстановки в агроценозах, поэтому в данном регионе весьма актуальна разработка экологически безопасной системы защиты растений с использованием современных биосредств, которая будет способствовать сохранению экологического равновесия в агробиоценозе и позволит снизить влияние биотических и абиотических факторов среды на урожайность культуры и качество получаемой продукции.



Цель исследования заключалась в совершенствовании технологии защиты посадок капусты белокочанной, путем снижения пестицидной нагрузки, использования биосредств – регуляторов роста, биопрепаратов и их баковых смесей, отвечающих современным требованиям экологичности, санитарно-гигиенической безопасности, экономичности.

Задачи исследования:

  1. выявить и уточнить современное фитосанитарное состояние на посадках капусты белокочанной;

  2. изучить возможность использования в Приамурье регуляторов роста, как факторов снижения стрессовой ситуации, а также в качестве росто- и иммуностимуляторов, определить эффективность их применения в общей технологии производства культуры;

  3. выявить наиболее эффективные биосредства, которые позволят снизить

отрицательное воздействие абиотических и биотических факторов окружающей среды на растения, отвечающие требованиям экологической безопасности и определить эффективность их применения в общей технологии производства культуры;

  1. обосновать возможность применения на капусте препаратов из культурных и дикорастущих видов растений в качестве фитоинсектицидов с целью использования их мелкими землепользователями как альтернативу химическим инсектицидам;

  2. разработать комплекс защитных мероприятий от вредных организмов с использованием экологически безопасных биосредств в условиях Среднего Приамурья;

  3. оценить экономическую эффективность применения рекомендуемой технологии возделывания капусты белокочанной.

Положения, выносимые на защиту:

  1. Уточнение видового состава фитофагов и фитопатогенов на посадках капусты белокочанной в Приамурье позволяет определить современный фитопатологический фон.

  2. Использование биологических средств (регуляторов роста и биопрепаратов) позволяет повысить адаптивный потенциал растений к воздействию неблагоприятных факторов окружающей среды.

  3. Комплексное применение биосредств снижает пестицидную нагрузку, улучшает экологическую обстановку посадок капусты и является экономически эффективным методом защиты растений.

Научная новизна: Впервые дана сравнительная оценка, с применением экологического подхода, использования различных биосредств для защиты капусты белокочанной от болезней и вредителей в условиях Среднего Приамурья.

Проведено изучение и получены результаты, характеризующие рост, развитие растений и формирование урожайности капусты в зависимости от применяемых регуляторов роста и развития (РРР).

Экспериментально подтверждена эффективность применения различных биосредств (биопрепаратов и регуляторов роста) на капусте, на основе их разработан комплекс защитных мероприятий от фитофагов и фитопатогенов.

Определено современное фитосанитарное состояние на посадках капусты.

Выявлена возможность и эффективность применения на капусте препаратов из культурных и дикорастущих видов растений в качестве фитоинсектицидов и ростостимуляторов.

Практическая значимость работы. Впервые за последние 25 лет была произведена оценка современного фитосанитарного состояния на посадках капусты и уточнен доминирующий видовой состав фитофагов и фитопатогенов, в связи с изменением экологических и экономических условий в Среднем Приамурье.

По результатам многолетних исследований выявлены лучшие регуляторы роста (Иммуноцитофит, Гумат натрия, Новосил, Комплекс – 1, Энерген) и биопрепараты (Фитоверм, Битоксибациллин, Бактофит). Впервые экспериментально доказана возможность комплексного применения биосредств на капусте в Приамурье и разработана эффективная технология защиты культуры от фитофагов и

фитопатогенов с использованием Иммуноцитофита, Энергена, Фитоверма, Битоксибациллина, Бактофита.

Производственная проверка диссертационной работы на овощном участке ДальНИИСХ показала возможность промышленного применения эффективной технологии в производстве культуры, как более выгодной с экономической и экологической точки зрения.

Доказана возможность использования на капусте отваров чистотела большого (Chelidonium majus L.), пижмы обыкновенной (Tanacetum vulgare L.), табака настоящего (Nicotiana tabacum L.) и настоя чеснока посевного (Allium sativum L.) в качестве фитоинсектицидов и ростостимуляторов на участках личных подсобных хозяйств.

Апробация работы. Результаты исследований и основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 65-летию Хабаровского края «Природные ресурсы Хабаровского края: проблемы науки и образования» (Хабаровск, 2004 г.); на региональной научно-практической конференции «Молодые ученые агропромышленного комплекса Дальневосточного Федерального округа» (Благовещенск, 23-24 ноября 2005 г.); на научной сессии, посвященной 70-летию ДальНИИСХ «Энергосберегающие технологии возделывания сельскохозяйственных культур в условиях Дальнего Востока» (Хабаровск, 14-15 июля 2005 г.); на научно-практической конференции «Регуляция продукционного процесса с.-х. растений» (Орел, 2006 г.); на V Казьминских научных чтениях «Современное научное обеспечение дальневосточной аграрной отрасли» (Хабаровск, 29 ноября 2006 г.); на научно-практической конференции посвященной 20-летию ГНУ ПООС ГНУ ВНИИО Россельхозакадемии (Артем, 2008 г.); на научно-практической конференции молодых ученых, посвященной 100-летию аграрной науки в Дальневосточном регионе (Благовещенск, 11-13 марта 2008 г.); на X и XII краевой конференции молодых ученых (Хабаровск, 2008, 2010 гг.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 14 работ, в том числе изданиях, рекомендованных ВАК – 4.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 7 глав, заключения, выводов, приложения, списка литературы из 185 источников, в том числе 34 иностранных работ. Работа изложена на 116 страницах, содержит 20 рисунков и 16 таблиц.

Благодарности. Выражаю глубокую благодарность своему научному руководителю, кандидату сельскохозяйственных наук, ведущему научному сотруднику ДальНИИСХ Е.В. Золотаревой за доброжелательность, помощь в выполнении исследований, критические замечания и всестороннее содействие в работе. Особо благодарю доктора биологических наук, профессора, директора Естественно - научного института ДВГУПС М.Х. Ахтямова за ценные советы по оформлению рукописи. Искренне признательна кандидату сельскохозяйственных наук, доценту кафедры биологии ДВГГУ О.В. Федотовой, за практическую помощь и неоценимую моральную поддержку на всех этапах выполнения работы. За методическую помощь при проведении исследований выражаю благодарность

кандидату биологических наук, доценту кафедры биологии ДВГГУ А.Ф. Дулину. Искренне благодарна за ценные замечания и рекомендации: доктору биологических наук, профессору ИВЭП ДВО РАН Н.А. Рябинину; доктору биологических наук, профессору Биолого-почвенного института ДВО РАН Гнутовой Раисе Васильевне; доктору биологических наук, профессору ИВЭП ДВО РАН Л.М. Кондратьевой и кандидату биологических наук ИВЭП ДВО РАН Л.А. Антоновой.


СОДЖЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава 1. Биологическая оценка капусты белокочанной. Основные вредители и болезни. Современные методы защиты растений (Обзор литературы)

В главе обобщены литературные данные о биологических особенностях капусты белокочанной, об основных насекомых-вредителях и болезнях культуры. Рассматриваются современные методы защиты растений. Дана сравнительная характеристика химических и биологических средств защиты растений от насекомых-вредителей. Описывается возможность применения растительных препаратов в качестве фитоинсектицидов, как альтернатива химическим методам. Приведен обзор регуляторов роста и развития растений, раскрыта их химическая природа, влияние на ростовые и формообразовательные процессы, степень изученности и актуальность применения в производстве экологически безопасной овощной продукции.


Глава 2. Почвенно-климатические условия и методика проведения исследований

Опыты проводили в период с 2003 по 2007 гг. на овощном участке ДальНИИСХ (п. Восточный Хабаровского края) и агростанции ДВГГУ, почвы на данных территориях, соответственно, относятся к типу лугово-бурых и подзолисто-бурых, с тяжело суглинистым механическим составом. Агротехника в опытах - общепринятая в крае. Сорт капусты Подарок. Повторность 4-х кратная. В опытах использовались биопрепараты: Битоксибациллин, п (2 кг/га); Фитоверм, кэ (0,4%); Бактофит, сп (0,5%); Лепидоцид, ск (1,5 кг/га), в качестве эталона использовался химпрепарат Циткор, кэ (0,16 л/га). Из биологически активных веществ (БАВ) использовались: Гетероауксин, Иммуноцитофит, Энерген, Гумат натрия, Новосил, Комплекс 1, Лариксин, Агат-1. Применяли их при предпосадочной обработке семян и в период вегетации согласно инструкции, прилагаемой к препарату. В период вегетации против фитофагов проводили 3 обработки, первую при появлении вредителей, превышающих ЭПВ. Учет вредителей проводили перед каждой обработкой и на 7 день после обработки.

В лабораторных, полевых и производственных исследованиях использовались общепринятые методики.

Метеорологические условия в годы проведения опытов были разнообразны и довольно полно отражали особенности региона, что позволило выяснить возможности использования испытываемых препаратов в конкретных условиях.


Глава 3. Фитомониторинг биоценоза посадок капусты белокочанной

При повышенных температурах воздуха и активном питании у вредителей ускоряется прохождение фенофаз, поэтому их развитие и расселение происходит быстрее. В 2003-2007 г.г. жаркая и сухая погода способствовала размножению и

распространению крестоцветных блошек, численность которых достигала до 40 шт./раст. (в 1980-2000 г.г. – до 15 шт./раст.), капустной моли – макс. численность до 60 шт./раст., средняя – 11 шт/раст. (в 1980-2000 г.г. – макс. до 22, средняя 2,8 шт/раст) и тли. Капустная муха на протяжении ряда лет являлась злостным вредителем посадок капусты, ее численность была особенно высока в частном секторе. Капустная совка, капустная и репная белянки в период с 2003 по 2007 г.г. развивались в фазе депрессии, с 1980 по 2000 г.г. капустная белянка отмечена не была, а совка и репная белянка были доминирующими видами, максимальная численность вредителей составляла от 1 до 8 шт./раст. Снижение численности гусениц в последние годы, объясняется тем, что жаркая сухая погода вызывала гибель яиц и гусениц первых возрастов, уменьшала плодовитость бабочек, а также возрастающей активностью энтомофагов во второй период вегетации. Крестоцветные клопы с 2003 по 2007 г.г. на посадках отмечены не были, а в 80-е годы вредителем заселялось до 77% посадок с численностью до 16 шт./раст. В 90-егоды отмечался спад численности популяции (рис. 1).

Рис. 1. Изменение численности вредителей капусты белокочанной

в период с 1980 по 2007 гг. (ср.).

Распространению фитопатогенов на капусте в рассадный период способствовало обустройство пленочных теплиц и парников в одном и том же месте, что привело к повышению инфекционного фона. Так ежегодно с 2003 по 2007 г.г. к концу мая отмечалось поражение пероноспорозом до 60-80% и черной ножкой до 30% растений. Эти заболевания сильно поражали рассаду и в 80-е – 2000-е годы. Последние 6 лет отмечалась возрастающая вредоносность альтернариоза на капусте - болезни, не считавшейся вредоносной с 1980 по 2000 г.г. Предполагаем, что это связано с изменением гидротермических условий в период вегетации. Благоприятные погодные условия и деятельность насекомых - вредителей (особенно тли) - способствовали развитию и распространению слизистого бактериоза. Пораженность растений слизистым бактериозом достигала 50% (2003, 2007 г.г.), в 80-е – 2000-е годы поражение растений было на этом же уровне (рис. 2).

Рис. 2. Пораженность растений капусты болезнями в период с 1980 по 2007 гг.
Таким образом, анализ данных мониторинговых исследований за период с 1980-го по 2007-й годы показал, что произошло изменение доминирующего видового состава и численности фитофагов и фитопатогенов, что в свою очередь привело к снижению качества и урожайности получаемой продукции.
Глава 4. Повышение стрессоустойчивости к биотическим и абиотическим факторам

Впервые в 2003 – 2007 г.г. в условиях Среднего Приамурья были изучены регуляторы роста, как факторы снижения стрессовой ситуации.

В наших опытах использование ростостимуляторов на капусте белокочанной для предпосевной обработки семян и в период вегетации ускоряло прохождение основных фенологических фаз на 2-3 дня в сравнении с контролем. Данные биометрических измерений рассады перед высадкой в грунт показали, что предпосевная обработка семян эффективно влияла на рост и развитие рассады, все испытываемые препараты повышали высоту и облиственность растений (за исключением 2003 г.), общую массу растений и массу корневой системы против контрольных растений (табл. 1).

Величина листового аппарата зависела от метеоусловий года и применяемых ростостимуляторов. Все испытываемые препараты способствовали увеличению площади поверхности листа на 3,2 - 69 см2, содержанию в листьях хлорофилла на 2,4 - 9,2 мг/л и каротиноидов от 0,03 до 0,96 мг/л (табл.2).

Коэффициенты корреляции между площадью листовой поверхности и урожайностью по годам были разными: в 2004 году корреляция была слабая (r=0,3); в 2005 – средняя (r=0,4).

Таблица – 1 Влияние РРР на рост и развитие рассады капусты сорта Подарок (2003-2005 г.г.).



Вариант

(препарат)




Высота рассады, см


Количество листьев, шт./раст.


Общая масса

растений, г




Масса корневой системы, г




2003 г.


2004 г.


2005 г.


2003 г.


2004 г.


2005 г.


2004 г.


2005 г.


2004г.


2005г.


Контроль


32,5


22,3


8,9


6,2


4,2


4,6


41,7


12,5


1,88


1,3


Агаг-25-К


27, 6


-


-


6,0


-


-


-


-


-


-


Комплекс1


30, 5


27, 6


9,3


6,1


4,6


5,4


48, 5


14,5


3,25


1,4


Гумат натрия


-


29, 5


10, 8


-


4,9


5,6


54,3


14,5


3,09


1,3


Гетероауксин


-


26, 7


10,2


-


4,6


5,2


48,7


29,4


2,38


2,8


Новосил


-


26, 9


10, 1


-


4, 2


5,4


39,2


13, 7


2,28


1,3


Лариксин


-


26, 2


9,1


-


4,4


4,6


43, 6


11,2


2,49


1,0


*/Новосил


-


28, 2


10, 9


-


5,0


5,8


51,2


18,5


2,48


2,0


Иммуноцитофит


-


26, 4


10,2


-


4,3


5,4


46, 1


19,2


2,6


2,2


*/ в данном варианте обработка Новосилом проведена только в период вегетации
Таблица – 2 Влияние РРР на фотосинтетическую активность капусты белокочанной сорта Подарок (2004-2005 г.г.).

Вариант

(препарат)



Площадь поверхности листа, см2

Содержание хлорофилла

а+б, мг/л



Сумма каротиноидов,

мг/л


Контроль

232,0

26,4

5,09

Комплекс 1

271,0

32,0

5,66

Гумат натрия

283,5

28,4

5,12

Гетероауксин

268,6

30,4

6,05

Новосил

243,5

36,0

5,76

Лариксин

235,2

34,0

4,52

хНовосил

301,0

35,5

4,8

Иммуноцитофит

280,4

35,6

5,66

х/ применен только по вегетации
Показателем качества получаемой продукции является ее биохимический состав. В растениях обрабатываемых БАВ повышалось содержание сухих веществ, сахаров и аскорбиновой кислоты. Данные биохимических анализов урожая капусты в наших опытах, проведенных в 2004-2005 гг., показали, что накопление сухого вещества увеличивалось на 0,33 - 1,69 г.; сахаров на 0,0016 - 0,0143%; аскорбиновой кислоты на 0,02 - 0,19% (табл. 3). Наиболее эффективными регуляторами роста по этим показателям оказались Иммуноцитофит, Новосил, Комплекс 1.
Таблица – 3 Влияние регуляторов роста на биохимические показатели капусты белокочанной сорта Подарок (2004-2005 г.г.).

Препарат


Биохимические показатели товарного

урожая капусты



масса сухого вещества, г

содержание аскорбиновой кислоты, %

содержание общего сахара, %


Контроль


6,87


0,77

0,0215


Гумат натрия


7,2

0,79

0,0232

Гетероауксин


6,87


0,62


0,0358

Новосил

8,4

0,89


0,0305

Комплекс1


7,56

0,87

0,0317

Лариксин


7,52


0,67


0,0231

*Новосил


7,54

0,67

0,0252

Иммуноцитофит

8,56

0,77

0,0243

*/ применен только по вегетации
Применение ростостимуляторов в технологии производства капусты путем предпосевного замачивания семян и обработки растений в период вегетации снижало поражение болезнями на 1 - 9%; увеличивало продуктивность культуры на 3 - 44%. Наиболее высокая достоверная прибавка урожая получена при использовании Иммуноцитофита – от 56,2 до 240,0 ц/га; Лариксина – от 48 до 103,0 ц/га; Гумата натрия – от 75,0 до 137,4 ц/га, Новосила (применявшегося для предпосевной обработки семян и в период вегетации) – от 81,0 до 331,2 ц/га, Комплекса 1 – от 131,4 до 188 ц/га и Энергена – 72,4 ц/га (табл. 4). Гетероауксин на протяжении двух лет показывал нестабильные результаты, так в 2004 г. прибавка к контролю составила 30 ц/га, а в 2005 г. – 155,4 ц/га.

Корреляционная зависимость между продуктивностью капусты и гидротермическими условиями вегетационного периода была тесной r = 0,9.

Таким образом, изучение регуляторов роста показало, что применение их в технологии производства капусты позволяет наиболее полно использовать биоклиматический потенциал вегетационного периода Приамурья, так как экспериментально доказано, что использование их в очень малых дозах активизирует процессы фотосинтеза, способствуя увеличению листовой поверхности, проявляя ростостимулирующие, антистрессовые и иммуностимулирующие свойства – все это способствует более высокой продуктивности капусты, повышению урожайности на 3 - 44% и его качества. Наиболее эффективной по этим показателям была технология при использовании Иммуноцитофита, Новосила, Гумата натрия и Комплекса 1. Результаты проведенных исследований свидетельствуют о перспективности применения этих регуляторов роста в технологии производства капусты белокочанной.

Таблица – 4 Влияние регуляторов роста на урожайность капусты белокочанной сорта Подарок (2003-2006 г.г.).



Вариант

(препарат)



Урожайность товарных кочанов

2003 г.

2004 г.

2005 г.

2006 г.

ц/га

к конт-ролю, ц/га

ц/га

к конт-ролю, ц/га

ц/га

к конт-ролю, ц/га

ц/га

к конт-ролю, ц/га

1. Контроль

572,4

-

486,0

-

546,0

-

275,0

-

2. Агат-25К

589,0

16,6

-

-

-

-

-

-

3. Комплекс 1

703,8

131,4

603,0

117,0

733,8

187,8

-

-

4. Гумат натрия

-

-

561,0

75,0

683,4

137,4

354,6

79,6

5. Гетероауксин

-

-

516,0

30,0

701,4

155,4

-

-

6. Новосил

-

-

567,0

81,0

709,8

163,8

331,2

56,2

7. Лариксин

-

-

534,0

48,0

732,0

186,0

378,0

103,0

8. *Новосил

-

-

462,0

- 24,0

678,0

132,0

-

-

9. Иммуноцитофит

-

-

572,0

86,0

786,0

240,0

331,2

56,2

10.Энерген

-

-

-

-

-

-

347,4

72,4

НСРо5 ц/га

16

14

14,6

51,0


  1   2   3


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

    Галоўная старонка