CC BY
18
7. Nauchno-tehnicheskij otchet "Provesti polevye issledovaniya i usovershenstvovat' sxemy podpochvennogo orosheniya s ispol'zovaniem stochnyh vod gorodov i promyshlennosti" [Tekst]/ A. V. Chernokazinskij, G. I. Karpij, V. I. Kremenskoj, I. D. Paj. - Simferopol': KF IGiM UAAN, 1994. - 53 p.
8. Otchet o nauchno-issledovatel'skoj deyatel'nosti "Dat' ocenku prigodnosti biologicheski ochischennyh stochnyh vod gorodov Krymskoj oblasti i izuchit' vliyanie ih na agromeliorativnye svojstva pochv" [Tekst]/ T. L. Salo, V. E. Dyshlyuk, G. I. Andriyanenko, G. Ya. Chegrinec, R. G. Nikula. - Kiev: Ukrgiprovodhoz, 1990. - 98 p.
9. Pogoda i klimat [Jelektronnyj resurs]. - Rezhim dostupa: http://pogoda.ru.net (data obrascheniya 01.10.2017).
10. Polovickij, I. Ya. Pochvy Kryma i povyshenie ih plodorodiya [Tekst]: spravochnoe iz-danie / I. Ya. Polovickij, P. G. Gusev. - Simferopol': Tavriya, 1987. - 152 p.
11. Effect of Treated Wastewater Irrigation on Heavy Metals Distribution in a Tunisian Soil [Tekst]/ K. Khaskhoussy, B. Kahlaoui, B. Messoudi Nefzi, O. Jozdan, A. Dakheel, M. Hachicha // Engineering, Technology & Applied Science Research. - 2015. - 5(3). - P. 805-810. - Mode of access: http:doi.org/10.5281/zenodo.18803.
12. Feigin, A. Irrigation with Treated Sewage Effluent [Tekst]/ A. Feigin, I. Ravina, J. Shalhevet. - Berlin: Springer, 1991. - 224 p.
13. Qian, Y.L. Long-term effects of recycled wastewater irrigation on soil chemical properties on golf course fairways [Tekst]// Y. L. Qian, B. Mecham // Agronomy Journal. - 2005. - 3(97). - P. 717-721.
E-mail: [email protected]
УДК 631.67: 632.7: 633.3
ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ ЭНТОМОКОМПЛЕКСОВ В ОРОШАЕМЫХ СЕВООБОРОТАХ ВОЛГО-ДОНСКОГО МЕЖДУРЕЧЬЯ
SPECIFIC FEATURES OF ENTOMOCOMPLEXES' FORMATION IN THE IRRIGATED CROP ROTATIONS OF VOLGA-DON INTERFLUVE
Т.Л. Карпова1, кандидат биологических наук О.П. Комарова2, кандидат сельскохозяйственных наук
T.L. Karpova1, O.P. Komarova2
1Волгоградский государственный аграрный университет 2Всероссийский научно-исследовательский институт орошаемого земледелия, г. Волгоград
1 Volgograd State Agrarian University 2The All-Russian scientific research institute of the irrigated agriculture, Volgograd
В стабилизации фитосанитарной ситуации в агроценозах сельскохозяйственных культур основную роль играет севооборот, позволяющий регулировать численное и видовое обилие насекомых, поддерживать численность фитофагов на хозяйственно неощутимом уровне. В работе приведены результаты многолетнего (1988-2017 гг.) изучения энтомокомплексов орошаемых севооборотов Волгоградской области. Рассмотрена средообразующая роль состава культур севооборота, влияние фенологии возделываемых растений на их заселенность вредителями и энтомофагами. Показано, что на формирование энтомофауны значительное воздействие оказывает микроклимат, создающийся в агроценозах. Проведенные исследования указывают на неустойчивость энтомоком-плекса, формирующегося в севообороте с пропашными культурами, невозможность его саморегулирования. Ведущую роль в стабилизации фитосанитарной обстановки принадлежит севооборотам с научно обоснованным набором культур, включающим многолетние травы. В статье рассмотрена роль многолетних трав в севооборотах как резервата и стации пережидания жужелиц, доминантов среди напочвенной группы энтомофагов. Оптимальные условия, создающиеся в посевах многолетних трав, ведут к увеличению численности и видового разнообразия представителей этого семей-
ства, среднесезонная численность карабидофауны в агроценозах многолетних трав возрастает в 2,24,4 раза в сравнении с агроценозами пропашных. Установлено, что наличие в структуре севооборотов многолетних трав, расположенных вблизи полей пропашных культур, испытывающих значительные антропогенные нагрузки, способствует увеличению видового разнообразия насекомых, росту численности и равномерному распределению энтомофагов и паразитов. В результате повышается стабильность энтомокомплексов агроценозов, что способствует сокращению пестицидной нагрузки на агроландшафты.
In the stabilization of the phytosanitary situation in agrocenoses of agricultural crops, the main role is played by crop rotation, which allows to regulate the numerical and species abundance of insects, to maintain the number of phytophages at an economically imperceptible level. The paper presents the results of long-term (1988-2017) study of entomocomplexes of irrigated crop rotations of Volgograd region. Considered environment-forming role of the composition of the crop rotation, the effect of phenology of cultivated plants on their way, the population of pests and entomophages. It is shown that the formation of entomofau-na is significantly affected by the microclimate created in agrocenoses. The studies have shown instability of entomocomplexes formed in the rotation with row crops, the impossibility of self-regulation. The leading role in stabilizing the phytosanitary situation belongs to crop rotations with a scientifically based set of crops, including perennial grasses. The article considers the role of perennial grasses in crop rotations as a reserve and a station of waiting for ground beetles, dominants among the ground group of entomophages. The optimal conditions created in crops of perennial grasses, leading to higher abundance and species diversity of members of this family, the mean seasonal number of carabidology in agrocenoses of perennial grasses increased 2.2-4.4 times in comparison with the tilled agricultural lands. It is established that the presence in the structure of crop rotations of perennial grasses, located near the fields of tilled crops, experiencing significant anthropogenic loads, contributes to an increase in the species diversity of insects, an increase in the number and uniform distribution of entomophages and parasites. As a result, the stability of entomocomplexes of agrocenoses increases, which helps to reduce the pesticide load on agricultural landscapes.
Ключевые слова: энтомокомплексы, севообороты, орошение, Волго-Донское междуречье.
Key words: entomocomplexes, crop rotations, irrigation, Volga-Don interfluve.
Введение. В технологиях возделывания сельскохозяйственных культур важная роль отводится блоку защиты растений, что определяется значительной вредоносностью фитофагов, болезней и сорняков. В целом потери сельскохозяйственной продукции от вредных организмов ежегодно достигают 20-35 % в зависимости от вида культуры [2, 10]. Особенно актуальна эта проблема в условиях орошаемого земледелия, где в связи с более высокими уровнями урожайности системы защиты растений обладают более высокой эффективностью.
Одним из ведущих факторов управления фитосанитарной ситуацией в орошаемых посевах кормовых культур, как показывают наши многолетние исследования, являются научно обоснованные севообороты. Наряду со стабилизацией плодородия почвы за счет повышения содержания гумуса, улучшения водно-физических свойств, солевого и пищевого режима почвы, севооборот играет основную роль в регулировании численности энтомофауны, позволяя поддерживать численность фитофагов на хозяйственно неощутимом уровне.
Материалы и методы. Отслеживание фитосанитарной ситуации и поиск путей управления вредной и полезной энтомофауной проводились нами в 1988-2017 гг. в специализированных орошаемых кормовых севооборотах, заложенных в 1988 году в ОПХ «Орошаемое» Всероссийского НИИ орошаемого земледелия (Волгоград). Дана энтомологическая оценка севооборотам с различным насыщением многолетними травами (4060 %) и севообороту, включающему только пропашные культуры.
Видовой состав и динамика численности фитофагов и энтомофагов фитояруса определялись нами методом кошения энтомологическим сачком по общепринятым методикам, а фауна герпетобия оценивалась как с использованием метода почвенных проб, так и посредством учета почвенными ловушками [9]. Учеты проводили по основным фенофазам (фитоярус и почвенные ловушки) в течение вегетационного периода, почвенные раскопки - дважды (весной и осенью).
Результаты и обсуждение. В рассматриваемых севооборотах складываются неравноценные условия для обитания энтомофауны. К факторам, воздействующим на формирование энтомокомплекса в севооборотах, в первую очередь относится состав культур. Растения, являясь средообразующим фактором, представляют первичное звено в возникающей трофической цепи «растение - фитофаг - энтомофаг». Пищевой фактор служит основой формирования видового состава практически всех основных групп энтомокомплексов, особенно это касается насекомых, питающихся избирательно (моно- и олигофаги) [5].
Кроме этого, на формирование энтомофауны значительное воздействие оказывает фенология возделываемых растений, а также микроклимат, создающийся в агро-ценозах [7, 6].
В севооборотах с наличием многолетних трав, особенно люцерны, а также смесей люцерны с мятликовыми, создаются наилучшие условия для обитания, развития и размножения полезных видов энтомокомплекса. В таких севооборотах создается оптимальный микроклимат для обитания насекомых, вегетация растений не прерывается в течение холодного сезона, обработки почвы и другое антропогенное воздействие минимальны. Все эти факторы способствуют созданию благоприятных условий обитания для всех трофических групп насекомых: как фитофагов, так энтомофагов и паразитов. В севооборотах с многолетними травами формируется полидоминантный энтомокомплекс, в котором отмечается значительное видовое разнообразие. Так, нашими исследованиями на посевах люцерны зарегистрировано 254 вида, из которых к доминантам и субдоминантам относятся 10-15. В таком полидоминантном сообществе наблюдаются процессы саморегулирования, что в значительной степени способствует поддержанию экологической стабильности агроцено-за, при этом поля многолетних трав являются эффективным источником миграции полезных насекомых на соседние участки.
Анализ динамики численности основных групп насекомых за 1988-2017 гг. показывает, что среднесезонное обилие полезных насекомых в первых трех севооборотах с многолетними травами значительно (в 2,4-2,7 раза) превышает численность таковых четвертого севооборота (с пропашными культурами). Соотношение численности энтомофагов и вредителей составляет здесь 1 : 4,7 - 1 : 6,7, что, по данным А.Т. Демчук и др. [1, 3, 4], позволяет считать возможным саморегулирование энтомокомплекса.
Значительна также роль многолетних трав в севооборотах как резервата и стации пережидания такой важной группы напочвенных энтомофагов, как жужелицы, доминирующие среди герпетобия. Указанные выше оптимальные условия ведут здесь к увеличению численности и видового разнообразия представителей этого семейства [8].
Так, среднесезонная численность карабидофауны в агроценозах этих культур в наших учетах оказалась в 2,2-2,8 раза выше, чем в посевах ячменя, озимой пшеницы, картофеля и в 4,4 раза выше, чем на кукурузе (рисунок 1). Причем среди напочвенных энтомофагов около половины численного обилия - 100 %-ные хищники, а виды со смешанным питанием (миксофитофаги) не приносят существенного вреда возделываемым культурам.
ИЗВЕСТИЯ"
№ 3 (51), 2018
картофель
многолетние бобовые травы
■ Зоофаги □Миксофитофаги
Рисунок 1 - Численное обилие трофических групп жужелиц по культурам севооборота
(среднее за 1988-2017 гг.)
С полей многолетних трав жужелицы мигрируют на соседние культуры в период размножения вредителей. Так, на картофеле, граничащем с посевом бобовых, количество видов жужелиц увеличивается до 57 (на более удаленных 37-42), а численное обилие - в 1,5 раза. Следует также отметить, что многолетние травы являются эффективными источниками массовых миграций энтомофагов в районе исследований. Нашими исследованиями установлено значительное (на 60-170 %) увеличение численности жужелиц в агроценозах пропашных культур, которые граничат с посевами люцерны. Эти данные подтверждаются материалами исследований Е.В. Комарова и Л.Б. Черезовой [12], проведенными в Ростовской области. Авторы отмечают, что близость полей люцерны (на расстоянии до 150 м) повышает численность жужелиц на 40 % [12].
Особенно неблагоприятная энтомологическая ситуация складывается в севообороте с наличием только пропашных культур. Поля здесь в течение длительного периода подвергаются интенсивным механическим воздействиям с применением химических средств защиты растений; растительный покров, формирующий необходимый для ме-зофильных энтомофагов микроклимат, образуется с начала лета в момент активного накопления биомассы пропашными культурами и до завершения их вегетации. Эти причины определяют формирование здесь монодоминантных энтомологических сообществ с низким видовым разнообразием. Так, нашими исследованиями на кукурузе выявлено 3 доминантных и субдоминантных вида из 15, отмеченных на культуре.
Обусловлено это технологическими особенностями возделывания пропашных культур в севооборотах - здесь цикл развития растений ограничивается только вегетационным периодом. Далее процесс вегетации растений прерывается, соответственно происходит разрегулирование биоценоза. Энтомофаги и паразиты вынуждены мигрировать на посевы многолетних трав, поскольку в агроценозах пропашных для абсолютного большинства видов нет возможности полностью закончить цикл развития.
Согласно многолетним наблюдениям, здесь зарегистрирована самая низкая численность полезной энтомофауны, не превышающая по всем годам исследований 58 экз./100 взмахов сачком в среднем за сезон (рисунок 1). Вместе с тем среднесезонное обилие видов, повреждающих сельскохозяйственные культуры, и, соответственно, их вредоносность, в 1,3 раза выше.
Заключение. Таким образом, низкое видовое разнообразие, монодоминантная структура энтомокомплексов, неблагоприятное соотношение численности полезных и вредных видов указывают на неустойчивость сообщества, формирующегося в севообороте с пропашными культурами, невозможность саморегулирования комплекса энтомофауны.
Севообороты являются ведущим фактором стабилизации фитосанитарной обстановки в агроценозах. Научно обоснованный подбор культур, качественное и своевременное выполнение в севооборотах необходимых агротехнологических мероприятий поддерживает процессы саморегулирования комплексов энтомофауны, что соответственно способствует поддержанию численности вредителей и количества сорной растительности на уровне, не превышающем экономические пороги вредоносности.
Стабилизации фитосанитарной ситуации в значительной степени способствует наличие в структуре севооборотов многолетних трав. При этом желательно их расположение вблизи полей пропашных культур, испытывающих значительные антропогенные нагрузки. Это будет способствовать увеличению численности и равномерному распределению энтомофагов и паразитов. При соблюдении этих условий можно добиться увеличения видового разнообразия хищных и паразитических насекомых и обеспечить их высокую численность в агроценозах пропашных культур за счет горизонтальных миграций. В результате повысится стабильность энтомокомплексов агроценозов, что будет способствовать сокращению пестицидной нагрузки на агроландшафты.
Библиографический список
1. Демчук, А.Т. Трипсы на посевах семенной люцерны [Текст] / А.Т. Демчук, Н.П. Дя-дечко, М.Б. Рубан // Интегрированная защита растений от вредителей и болезней с.-х. культур : сб. науч. тр. УСХА. - Киев: Б.и., 1983. - С. 11-13.
2. Захаренко, В.А. Рынок пестицидов в России и перспективы его развития [Текст] / В.А. Захаренко // Защита и карантин растений. - 2014. - № 22. - С. 3-6.
3. Зубков А.Ф. Агробиоценология на рубеже XX-XXI веков [Текст] / А.Ф. Зубков // Актуальные вопросы современных сельскохозяйственных наук: материалы междунар. науч.-практ. конференции (Екатеринбург, 10 марта 2016 г.). - Екатеринбург: ИЦРОН, 2016. - С. 27-30.
4. Иванцова Е.А. Сохранение и восстановление биологического разнообразия агролесо-ландшафтов [Текст] / Е.А. Иванцова // Экологическая безопасность и охрана окружающей среды в регионах России: теория и практика: материалы Всероссийской научно-практической конференции (Волгоград, 12-13 октября 2015 г.). - Волгоград: Волгоградский государственный университет, 2015. - С. 46-50.
5. Иванцова Е.А. Влияние состава лесных полос на видовое богатство и обилие энтомофагов [Текст] / Е.А. Иванцова, Ю.В. Вострикова // Наука и образование в жизни современного общества: материалы Международной научно-практической конференции (Тамбов, 30 декабря 2014 г.). - Тамбов: ООО «Консалтинговая компания Юком», 2015. - С. 48-49.
6. Иванцова, Е.А. Видовой состав и структура полезной энтомофауны защитных лесных насаждений Нижнего Поволжья [Текст] / Е.А. Иванцова, Ю.В. Вострикова // Наука и образование XXI в: сборник научных трудов по материалам Международной научно-практической конференции: в 17 частях. - 2014. - С. 77-79.
7. Комаров, Е.В. Состав, структура, распределение герпетобионтных жесткокрылых (Coleoptera) в орошаемом агроландшафте [Текст] / Е.В. Комаров, Т.Л. Карпова // Фундаментальные исследования. - 2014. - № 12-11. - С. 2350-2356.
8. Комаров, Е.В. Состав и структура сообществ жесткокрылых насекомых ^oleoptera) как показатель состояния степных экосистем юго-востока европейской части России [Текст] / Е.В. Комаров, Н.С. Калюжная, Л.Б. Черезова // Степи Северной Евразии: стратегия сохранения природного разнообразия и степного природопользования в XXI веке: материалы Международного симпозиума (Оренбург, 31 декабря - 1 января 2000 г.) - Оренбург, 2000. - С. 189-190.
9. Основные термины и определения по защите растений [Текст] / А.Ю. Москвичёв, Т.Л. Карпова, Т.В. Константинова, И.А. Корженко. - Волгоград: Волгоградский ГАУ, 2018. - С. 111.
10. Чернышев, В.Б. Экологическая защита растений. Членистоногие в агроэкосистеме [Текст] : учебное пособие / В.Б. Чернышев. - М.: Изд-во МГУ, 2001. - 136 с.
11. Шарова, И.Х. Влияние орошения и окружающих местообитаний на формирование населения жужелиц (Coleoptera, Carabidae) в агроценозах полупустынной зоны Нижнего Поволжья [Текст] / И.Х. Шарова, Е.В. Комаров, Т.Л. Карпова. - Волгоград: Волгоградская ГСХА, 2009. - 99 с.
12. Komarov E.V., Tscheresova L.B. Possible ways of Carabid beetles population control in arable land // XII Междунар. симпоз. по энтомофауне средней Европы (Киев, 25-30 сентября 1988 г.): Тез.докл. - Киев, 1988. - С. 78.
Reference
1. Demchuk, A. T. Tripsy na posevah semennoj lyucerny [Tekst] / A. T. Demchuk, N. P. Dy-adechko, M. B. Ruban // Integrirovannaya zaschita rastenij ot vreditelej i boleznej s. - h. kul'tur : sb. nauch. tr. USXA. - Kiev: B. i., 1983. - Р. 11-13.
2. Zaharenko, V. A. Rynok pesticidov v Rossii i perspektivy ego razvitiya [Tekst] / V. A. Zaharenko // Zaschita i karantin rastenij. - 2014. - № 22. - Р. 3-6.
3. Zubkov A. F. Agrobiocenologiya na rubezhe XX-XXI vekov [Tekst] / A. F. Zubkov // Ak-tual'nye voprosy sovremennyh sel'skohozyajstvennyh nauk: materialy mezhdunar. nauch. - prakt. kon-ferencii (Ekaterinburg, 10 marta 2016 g.). - Ekaterinburg: ICRON, 2016. - Р. 27-30.
4. Ivancova E. A. Sohranenie i vosstanovlenie biologicheskogo raznoobraziya agrolesolandshaftov [Tekst] / E. A. Ivancova // Jekologicheskaya bezopasnost' i ohrana okruzhayuschej sredy v regionah Rossii: teoriya i praktika: materialy Vserossijskoj nauchno-prakticheskoj konferencii (Volgograd, 12-13 oktyabrya 2015 g.). - Volgograd: Volgogradskij gosudarstvennyj universitet, 2015. - S. 46-50.
5. Ivancova E. A. Vliyanie sostava lesnyh polos na vidovoe bogatstvo i obilie jentomofagov [Tekst] / E. A. Ivancova, Yu. V. Vostrikova // Nauka i obrazovanie v zhizni sovremennogo obschest-va: materialy Mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii (Tambov, 30 dekabrya 2014 g.). -Tambov: OOO "Konsaltingovaya kompaniya Yukom", 2015. - Р. 48-49.
6. Ivancova, E. A. Vidovoj sostav i struktura poleznoj jentomofauny zaschitnyh lesnyh nasa-zhdenij Nizhnego Povolzh'ya [Tekst] / E. A. Ivancova, Yu. V. Vostrikova // Nauka i obrazovanie XXI v: sbornik nauchnyh trudov po materialam Mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii: v 17 chastyah. - 2014. - Р. 77-79.
7. Komarov, E. V. Sostav, struktura, raspredelenie gerpetobiontnyh zhestkokrylyh (Coleoptera) v oroshaemom agrolandshafte [Tekst] / E. V. Komarov, T. L. Karpova // Fundamental'nye issle-dovaniya. - 2014. - № 12-11. - Р. 2350-2356.
8. Komarov, E. V. Sostav i struktura soobschestv zhestkokrylyh nasekomyh (Soleoptera) kak pokazatel' sostoyaniya stepnyh jekosistem yugo-vostoka evropejskoj chasti Rossii [Tekst] / E. V. Ko-marov, N. S. Kalyuzhnaya, L. B. Cherezova // Stepi Severnoj Evrazii: strategiya sohraneniya prirod-nogo raznoobraziya i stepnogo prirodopol'zovaniya v XXI veke: materialy Mezhdunarodnogo sim-poziuma (Orenburg, 31 dekabrya - 1 yanvarya 2000 g.) - Orenburg, 2000. - Р. 189-190.
9. Osnovnye terminy i opredeleniya po zaschite rastenij [Tekst] / A.Yu. Moskvichjov, T.L. Karpova, T. V. Konstantinova, I. A. Korzhenko. - Volgograd: Volgogradskij GAU, 2018. - Р. 111.
10. Chernyshev, V. B. Jekologicheskaya zaschita rastenij. Chlenistonogie v agrojekosisteme [Tekst] : uchebnoe posobie / V. B. Chernyshev. - M.: Izd-vo MGU, 2001. - 136 р.
11. Sharova, I. H. Vliyanie orosheniya i okruzhayuschih mestoobitanij na formirovanie naseleniya zhuzhelic (Coleoptera, Carabidae) v agrocenozah polupustynnoj zony Nizhnego Povolzh'ya [Tekst] / I.H. Sharova, E. V. Komarov, T. L. Karpova. - Volgograd: Volgogradskaya GSXA, 2009. - 99 р.
12. Komarov E.V., Tscheresova L.B. Possible ways of Carabid beetles population control in arable land // XII Mezhdunar. simpoz. po jentomofaune srednej Evropy (Kiev, 25-30 sentyabrya 1988 g.): Tez. dokl. - Kiev, 1988. - Р. 78.
E-mail: [email protected]
