CC BY
43
УДК 632.931.502.7
ПОВЫШЕНИЕ БИОЛОГИЧЕСКОГО РАЗНООБРАЗИЯ АГРОЭКОСИСГЕМ КАК ФАКТОР КОНТРОЛЯ ФИТОПАТОГЕНОВ
ЕЮ. ТОРОПОВА, доктор биологических наук, зав. кафедрой
И.Г. ВОРОБЬЕВА, кандидат сельскохозяйственных наук, декан
АЛ РЯБОВА, аспирант Новосибирский ГАУ E-mail: helento@ngs.ru
Резюме. Механизмы реализации принципа биологического разнообразия значительно отличаются для экологических групп почвенных и наземных фитопатогенов. Для почвенных видов эффективно его создание во времени путем чередования культур в севооборотах, а для наземных — мозаичное распределение растений разных видов в пространстве.
Ключевые слова: агроландшафт, севооборот, фитоса-нитарный предшественник, поливидовой посев, биологическое разнообразие, защита растений.
Экологизация защиты растений от фитопатогенов на основе агротехничских методов — актуальная задача сельскохозяйственной науки [1,7]. Один из важнейших компонентов современных экологизированных технологий растениеводства — реализация принципа повышения биологического разнообразия.
Фитосанитарная ситуация в современных агроэкосистемах Западной Сибири требует стабилизации по двум наиболее многочисленным и вредоносным экологическим группам фитопатогенов — почвенным (кор-не-клубневым) и наземным (листо-стеблевым) [5]. Из-за различия стратегий их жизненных циклов (К-страте-гии у почвенных и г-стратегии у наземных) необходима дифференциация подходов к контролю численности этих экологических групп фитопатогенов, что обусловливает существенные различия в содержании и путях реализации принципа повышения биологическою разнообразия агроценозов и агроландшафтов.
Цель наших исследований состояла в реализации принципа флористического разнообразия для оптимизации фитосанитарного состояния агроэкосистем по почвенным и листо-стеблевым фитопатогенам.
Условия, материалы и методы. Исследования проводили в 1990-2006 гг. в лесостепной зоне Новосибирской области и Алтайс-
кого края. Фитосанитарное состояние растений определяли по общепринятым методикам [4], плотность популяции возбудителей корневых гнилей в почвы — методом флотации [3].
Результаты и обсуждение. В условиях специализации хозяйств Сибири практикуются севообороты с высокой (55,6...84,6 %) насыщенностью зерновыми культурами и низким биологическим разнообразием. Выявлена тесная корреляционная зависимость (г = 0,862+0,017) между максимальной плотностью популяции возбудителя обыкновенной корневой гнили в почве и частотой возделывания яровой пшеницы по зерновым предшественникам. Повторное возделывание зерновых культур ведет к значительной заселенности почв регионов Западной Сибири покоящимися структурами фитопатогенов, причем плотность их популяции более чем на 80 % превышает экономический порог вредоносности (ЭПВ). Максимальная выявленная в регионе численность фитопатогенов в почве после зерновых культур достигла 40 ЭПВ, что вызывает эпи-фитотии корневых гнилей и потери урожаев яровой пшеницы и ячменя до 50 % и более [2, 6].
Контроль вредных почвенных организмов достигается повышением биологического разнообразия севооборотов, ограничивающих длительность жизнедеятельности популяций фитопатогенов во времени.
Анализ структуры севооборотов ряда хозяйств Новосибирской области (см. табл.) показал, что фитосанитарное состояние почвы по основному возбудителю обыкновенной корневой шили В1ро1апи шоЫтапа Басс. (Зкоет.) ухудшается по мере роста доли зерновых культур, которые служат источником воспроизводства возбудителя инфекции, стимулируя в той или иной степени его размножение (пшеница, ячмень, озимая рожь) Таблица 1. Фигосанитарное состояние почв в хозяйствах с различной структурой севооборотов
Показатель Хозяйство
Заря Пиствянский Медведский
Доля полей, заселенных возбудителем корневых гнилей, %
Выше порога вредоносности 28,0 70,5 100
Заселенных ниже ПВ или свободных от патогена 72,0 29,5 0
Доля различных культур в структуре севооборотов, % Пшеница* 22,2 10,5 53,8
Овес 14,8 31,6 15,4
Озимая рожь* 3,7 0 0
Вико-овес** 14,8 0 0
Многолетние травы (бобово-злаковые)** 7,4 5,3 0
Просо 3,7 0 0
Гречиха 0 0 7,7
Горох** 0 5,3 0
Кукуруза** 22,2 21,0 0
Пар 11,2 21,0 15,4
Всего культур в севообороте 8+пар 6+пар 4+пар
2 Источники воспроизводства В.зогоМтапа, % 40,7 42,3 69,2
**’ Высокоэффективные фитосанитарные предшественники, % 22,2 5,3 0
Общая площадь проанализированных полей, га 6271 5716 1772
с 40 до 70 %. При этом доля эффективных фитосанитарных предшественников, к которым в зоне деятельности хозяйств относятся бобово-злаковые травы, соя, рапс, кукуруза, горох, уменьшается с 22,2 до 0 %. Наибольшим биологическим разнообразием культур характеризуются севообороты, в которых отмечено около 70 % здоровых почв. Оно было на 50 % богаче, чем в севооборотах, все почвы которых заселены возбудителями корневых гнилей выше порога вредоносности.
Повышение биологического разнообразия севооборотов путем введения фитосанитарных предшественников обеспечивает не только существенное оздоровление почв от возбудителей почвенных инфекций, но и стабилизацию ситуации подругам вредным организмам. Одновременно с уменьшением пораженное™ подземных органов корневыми гнилями снижалась по-врежденность растений внутристеблевыми вредителями (на 74,2 %) и засоренность (на 22,7 %).
Для контроля листо-стеблевых фитопатогенов необходимо увеличение биологического разнообразия посевов в пределах агроценоза поля с целью ограничения расселения популяций в пространстве. Мы изучили поли-видовые посевы суданской травы с рядом бобовых культур (горох, боб и вика) гак прием ограничения развития комплекса листо-стеблевых инфекций, представленных в годы исследований красным бактериозом (возб. Pseudomonas hold Kendrick) и гельминтоспориозом (возб. Helminthosporium turcicum Pass.). Развитие листо-сгебле-вых инфекций в поливидовых посевах снижается благодаря уменьшению объема восприимчивых тканей и снижению популяции возбудителя в пределах посева, увеличению расстояния между восприимчивыми растениями, механическому сдерживанию перемещения инфекционных структур возбудителя.
Увеличение видового разнообразия статистически достоверно ограничиваю развитие заболеваний во все годы исследований (2001-2003 гг). Наиболее стабильный
фитосанитарный эффект оказало совместное выращивание суданской травы с бобами при равном соотношении культур в посеве. В этом случае развитие листо-стеб-левых инфекций было ниже, чем при выращивании одной суданской травы в среднем на 22,0 %. Близкие положительные результаты отмечены по суданке с горохом в соотношении 7:4. В среднем по годам и вариантам биологическая эффективность поливидовых посевов как способа борьбы с листо-стеблевыми заболеваниями суданской травы составила к первому укосу 7,6...9,4 %, а ко второму — 11,6...22,0 %.
В целом фитосанитарная оптимизация посевов проявилась в 63,0 % случаев при первом укосе и 81.5 % — при втором.
Высокая эффективность контроля листо-стеблевых фитопатогенов отмечена при мозаичном распределение разных по устойчивости к болезням сортов черной смородины. Пространственная изоляция более устойчивых молодых от восприимчивых к болезни возрастных посадок черной смородины обеспечило отсрочку начала эпифитотий септориоза (возб. Septoria ribis Desm.) на 10...12 дней, что дало возможность исключить применение оперативных средств защиты растений даже в благоприятные для развития болезни годы.
Выводы. Таким образом, повышение биологического разнообразия агроландшафтов — это, по сути, моделирование природного гомеостаза, препятствующее массовому размножению отдельных видов. Для контроля почвенных видов фитопатогенов решающее значение имеет биологическое разнообразие при чередовании культур-эдификатов во времени. Напротив, для контроля наземных видов важнее реализовать мозаичное распределение разных растительных видов в пространстве. Уровень «самоконтроля» численности популяций фитосанитарных объектов при осуществлении принципа биологического разнообразия может достигать 30...50 %.
Литература.
1. Жученко А. А. Роль биологических методов в адаптивно-интегрированной системе защиты растении // Биологическая защита растений — основа стабилизации агроэкосистем: Материалы дою/адов международной науч.-практ. конференции — Краснодар, 2008. — С.5-32.
2. Захаров А. Ф. Технологические приемы фитосанитарной оптимизации агроэкосистем яровой пшеницы в лесостепи Западной Сибири: Азтореф. дисс.... канд. с.-х. наук. — Курган, 2008. —19с.
3. Составление и применение фитопатологических почвенных картограмм (ФПК) по заселенности почв возбудителем гельминтоспо-риозной гнили зерновых культур. — Новосибирск, 1987. — 21 с.
4. Фитосанитарная диагностика в интегрированной защите зерновых культур: Методические рекомендации / В. И.Танский, М.МЛе-витин, Т.И.Ишкова, В.Я.Кондратенко// Сб. метод, рекоменд. по защитераст. — С.-Пб.: ВИЗР, 1998. — С.5-55.
5. Торопова Е.Ю., Стецов Г.Я., Чулкина В.А. Эпифитотиологические основы систем защиты растений: Монография // Под ред. В.А.Чулкиной — Новосибирск, 2002. — 579 с.
6. Торопова Е.Ю. Экологические основы защиты растений от болезней в Сибири: Монография/ Под ред. В.А. Чулкиной. — Новосибирск, 2005. - 371 с.
7. Чулкина В.А., Торопова Е.Ю., Стецов Г.Я. Экологические основы систем защиты растений. / Под ред. М.С.Соколова и ВА.Чулки-ной. — М.: Колос, 2с 07. — 568 с.
ROLE OF A BIOLOGICAL VARIETY IN THE PHYTOSANITARY OPTIMIZATION OF AGRARIAN
LANDSCAPES
E.J. Toropova, I.G. Vorobjova, A.A. Ryabova
Summary. Mechanisms of biological variety creation considerably differ for ecological groups of soil-born and air-born harmful organisms. For soil-born specie it is effectively to create a biological variety in time by alternation of crops in rotations, and for air-born — mosaic distribution of different plants’ specie in space.
Key words: agrarian landscape, crop rotation, phytosanitary predecessor, crops’ mixture, biological variety, plant protection.
