CC BY
18Вестник защиты растений, 1, 2006 21
УДК 633:632.931
ВЛИЯНИЕ САМОРЕГУЛЯЦИИ АГРОЭКОСИСТЕМ ПОЛЕВЫХ КУЛЬТУР НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ АГРОТЕХНИЧЕСКИХ МЕР ЗАЩИТЫ РАСТЕНИЙ
В.И.Танский
Всероссийский НИИ защиты растений, Санкт-Петербург
Показано, что саморегуляция агроценозов полевых культур в первые годы после посева недостаточно эффективна. На полях наблюдается неустойчивая экологическая обстановка. В это время с помощью агротехнических приемов можно улучшить фитосанитарное состояние агроценозов. В дальнейшем ситуация постепенно стабилизируется. Уровень стабилизации в севооборотах зависит от набора и количества культур. При использовании отдельных агротехнических приемов эффективность их постепенно снижается, и фитосанитарное состояние аг-роэкосистем стабилизируется под влиянием саморегуляции на уровне, близком к исходному.
Необходимость повышения эффективности сельскохозяйственного производства повела к значительному изменению технологии возделывания сельскохозяйственных культур. Сокращается длительность ротации культур в севооборотах, меняются приемы обработки почвы, увеличивается применение удобрений и т.д. Соответственно потребовалось уточнение роли агротехники, как фактора оптимизации фитосанитарного состояния посевов полевых культур в новых условиях.
Это тем более важно, что развитие агробиоценологии показало, что после посева или посадки сельскохозяйственных растений на полях формируется сложная биологическая система - агро-ценоз. Как всякая биологическая система агроценоз характеризуется способностью к саморегуляции, которая обеспечивает устойчивость системы.
Реакция агроценозов на агротехнические приемы зависит от скорости формирования устойчивой системы. Уникальная возможность изучения скорости формирования устойчивых агроценозов возникла в пятидесятые годы прошлого столетия, когда в короткий срок были освоены миллионы гектаров целинных земель. Детальное изучение энтомоценозов посевов яровой пшеницы по распаханной целине показало, что уже в первый год после распашки в посевах пшеницы формируется комплекс насекомых-фитофагов, несколько обедненный по видовому составу, но по численности сравнимый с посевами пшеницы по старым землям.
Энтомофаги в посевах по новым зем-
лям представлены беднее и по численности и по видовому составу, чем на старых посевах. Яровая пшеница для фитофагов, связанных со злаками, более благоприятный корм, чем дикие злаки (Тан-ский, 1969). Этими факторами в основном объясняется относительная неустойчивость агроценозов в первые годы после освоения новых земель. Численность фитофагов здесь быстро увеличивается вплоть до массовых размножений некоторых олигофагов. Однако в первые же годы после освоения целинных земель начинается процесс стабилизации агро-ценозов. Уже на третий год после освоения новых земель резко увеличивается давление энтомофагов на фитофагов. В течение 6-10 лет разница в состоянии аг-роценозов старых и новых земель окончательно сглаживается и баланс между фитофагами и энтомофагами стабилизируется на уровне, близком к старопахотным землям.
Закономерности формирования агро-ценозов на старопахотных землях изучали в бессменных посевах пшеницы. В зоне преимущественного культивирования озимой пшеницы в ее бессменных посевах уже в первый год отмечено увеличение развития вредных организмов, достигающее максимума на второй и третий годы (Вронских, 1981). Одновременно в бессменных посевах озимой пшеницы увеличивается численность энтомофагов. Так, по сравнению с полями севооборота афидофагов становится больше в два раза (Лахидов, 1997), а хищных жужелиц - в три раза (Антоненко, 1986). В результате напряженность трофических связей энтомофаг/фитофаг меняется ма-
ло. На бессменном посеве яровой пшеницы в течение первых трех лет заметного изменения видового разнообразия членистоногих не отмечено. Количество фитофагов даже немного снижается от первого к третьему году бессменного посева, а численность энтомофагов, наоборот, возрастает.
Обобщение литературных материалов показывает, что при длительном бессменном возделывании пшеницы в первые 4-6 лет на полях наблюдается неустойчивая экологическая обстановка, обычно сопровождающаяся повышением интенсивности развития вредных и полезных организмов. Более устойчивый агроценоз возникает на 5-6-й год, а окончательное его формирование заканчивается к десятому году (Григорьева, 1970; Лахидов, 1997). Хорошим примером этого процесса служит корневая гниль (Bipolaris sorokiniana (Sacc.) Shoem.). На 3-4-й годы бессменного посева пшеницы интенсивность развития гнили заметно повышается, а к восьмому году снижается и стабилизируется на уровне, лишь немного превышающем исходный (Zimmerman, 1983; Claupein, 1988). В отношении других болезней пшеницы установлено, что в условиях длительного бессменного посева (10 лет и больше), после некоторого повышения, интенсивность развития их стабилизируется на уровне, не намного превышающем уровень на пшеничных полях в севооборотах, а в некоторых случаях и ниже. Стабилизация интенсивности развития болезней объясняется тем, что при длительном бессменном посеве в почве накапливаются специализированные антагонисты, а также микроорганизмы, продуцирующие антибиотики (Вронских, 1981,2005; Дебрук и др., 1981; Чулкина, Чулкин, 1995).
Таким образом, в бессменных посевах формируются механизмы саморегуляции, обеспечивающие устойчивость агроцено-зов, но постепенно, в течение 8-10 лет, после чего фитосанитарное состояние аг-роценозов стабилизируется. Это происходит примерно в одни и те же сроки и после освоения целинных земель, и в бессменных посевах. На полях севооборо-
Вестник защиты растений, 1, 2006 тов картина резко меняется. На каждом поле одна и та же культура существует короткий срок, поэтому сформироваться полноценные механизмы саморегуляции не успевают. Низкая эффективность природной регуляции агроценозов снижает их устойчивость. Поэтому они более чувствительны к воздействию агротехнических приемов, и для стабилизации их фитосанитарного состояния на экономически приемлемом уровне можно подобрать соответствующие севообороты. Так, в зоне преимущественного возделывания озимой пшеницы наиболее перспективны 9-12-польные севообороты при насыщении их профилирующей культурой в пределах 50% (Вронских, 1981; Кряжева и др., 1986). Для стабилизации фитосанитарного состояния посевов яровой пшеницы в Западной Сибири В.А.Чулкина с соавторами (Чулкина и др., 2000) рекомендуют семипольный зернопаровой севооборот с включением поля рапса и всего двух полей яровой пшеницы.
Однако, повышение требований к доходности сельскохозяйственного производства повело к изменениям в использовании пахотных земель. Одним из путей снижения производственных затрат послужили короткие севообороты и повышение в них доли профилирующей культуры. Экономически наиболее перспективны 3-5-польные севообороты (Шпаар (ред.), 2004). В соответствии с этим в зерновом хозяйстве широкое распространение получили 4-5-польные севообороты с насыщением зерновыми культурами до 70-80% (Дебрук и др., 1981; Gra, 1984; Пухальский и др., 1988). На фитосанитарное состояние агроцено-зов в таких севооборотах большое влияние могут оказать повторные посевы одной культуры и недостаточный выбор предшественников. Кроме того, здесь легче формируется способность к саморегуляции агроэкосистемы на уровне севооборота.
В коротких севооборотах часто встречаются повторные посевы профилирующей культуры, что может ухудшить фи-тосанитарное состояние как отдельного поля, так и всего севооборота. На посеве
Вестник защиты растений, 1, 2006 озимой пшеницы по пшенице по сравнению с посевами по пару наблюдается увеличение численности тлей, личинок хлебной жужелицы (Zabrus tenebrioides Goeze), поврежденности растений злаковыми мухами, интенсивности развития корневой гнили (Вронских, 1981; Зазим-ко, 1995; Лахидов, 1997). Вслед за фитофагами увеличивается численность эн-томофагов. Так, если на посеве озимой пшеницы по пшенице численность злаковых тлей увеличилась по сравнению с посевом по пару на 33%, то численность энтомофагов увеличилась на 28%, то есть напряженность взаимосвязей энтомо-фаг/фитофаг мало изменилась (Лахидов, 1997). Очевидно этим объясняется относительно медленное накопление вредных организмов в повторных посевах озимой пшеницы.
Наблюдения за развитием основных компонентов агроценозов полей яровой пшеницы, идущей первой и второй культурой после пара, дали следующие результаты. На второй культуре после пара по сравнению с первой культурой возрастает численность хлебной полосатой блошки (Phyllotreta vittula Redt), злаковых тлей, саранчовых (Acrididae), стеблевых блошек (Chaetocnema sp.). Немного снижается заселенность посева цикадками (полосатая Psammtettix striatus L и шеститочечная Macrosteles laevis Rib), хлебными клопиками и шведской мухой (Oscinella pusilla Mg). В среднем численность вредных насекомых возрастает в 1.4 раза. Численность энтомофагов (перепончатокрылые
Hymenoptera, златоглазки Crysopidae, кокцинеллиды Cocccinelidae, пауки Aranea) увеличивается в 1.3 раза. Соотношение энтомофаг/жертва на пшенице первой после пара составило 1/9.9, на второй пшенице после пара - 1/10.8. Следовательно, существенного нарушения естественной регуляции взаимосвязей фитофагов и энтомофагов не происходит. Не отмечено на второй культуре после пара повышения интенсивности развития корневой гнили: на пшенице первой после пара распространение 57.5%, развитие 20.4%, на второй пшенице, соответственно, 51.4% и 18%. При об-
щем слабом развитии мучнистая роса (Blumeria graminis (DC.) Speer.), бурая ржавчина пшеницы (Puccinia recondita Roberge: Desm. f.sp. tritici (Erikss) C.O. Johnston) и септориоз (Septoria nodorum Berk.) лишь немного сильнее развивались на второй пшенице после пара.
Засоренность пшеницы заметно увеличилась только на второй культуре после пара: первая культура имела злаковых сорняков 37.7 шт/м2, двудольных - 1.2 шт/м2, вторая культура - 111.7 и 6.7 шт/м2 соответственно (Касьянов и др., 1991).
Важным фактором, влияющим на фи-тосанитарное состояние агроценоза, являются предшественники. Имеющиеся в литературе материалы показывают, что плохим предшественником для пшеницы является ячмень, способствующий повышению пораженности растений злаковыми мухами, увеличению численности злаковых тлей (Лахидов, 1997) и интенсивности развития корневых гнилей (Михайлина, 1970). Из стерневых предшественников наилучшим считается овес, способствующий очищению полей от корневых гнилей (Павлова, 1986; Jelinowski, 1988). Из других предшественников наименьшее развитие корневой гнили на пшенице обеспечивает кукуруза на силос, черный и занятый пар (Вронских, 1981).
Для объективной оценки эффективности влияния коротких севооборотов на фитосанитарное состояние агроценозов их сравнивали с бессменным посевом с учетом природной регуляции на уровне севооборота. Сравнение влияния на формирование механизмов саморегуляции агроценозов повторных посевов, предшественников и севооборота проведено на примере яровой пшеницы в Кустанай-ской области на севере Казахстана (Тан-ский и др., 2003). Основой для сравнения послужил бессменный посев пшеницы.
Оценку фитосанитарного состояния посевов яровой пшеницы проводили в 1988-1995 гг. на стационаре лаборатории севооборотов Кустанайского НИИ сельского хозяйства на бессменном посеве пшеницы и шести видах зерновых севооборотов. Стационар основан в 1966 г. Бессменный посев яровой пшеницы под-
держивался с 1971 г. Как показано выше, окончательное формирование агроэкоси-стем заканчивается в течение 10 лет, как бессменного возделывания культуры, так и в севооборотах (Григорьева,1970; Врон-ских,1981; Лахидов,1997). К началу нашей работы севообороты существовали 22 года. Бессменный посев яровой пшеницы - 17 лет. За это время вредные и полезные организмы могли полностью адаптироваться к существованию в данных условиях. Следовательно, работа велась с вполне сформировавшимися агро-ценозами.
Изучали 4-польные: три зернопаро-вых и один зернопропашной, а также 6-польный зернопаровой и 7-польный зер-нопаропропашной севообороты.
Наблюдения за влиянием предшественников на заселенность посевов яровой пшеницы вредными организмами проводили путем сравнения их развития в бессменном посеве и посевах яровой пшеницы по отдельным предшественникам и в севообороте. При таком подходе влияние предшественников на вредных насекомых и болезни пшеницы для большинства видов проявляется слабо. Наибольшее снижение развития вредных организмов по сравнению с бессменным посевом установлено в посевах яровой пшеницы по кулисному пару и по овсу, но снижение небольшое. Наиболее заметное влияние оказывают предшественники на засоренность посевов яровой пшеницы. Бессменный посев засорен намного сильнее, чем яровая пшеница по другим предшественникам. На фазе кущения, когда сорняки особенно опасны, засоренность яровой пшеницы, идущей по стерневым предшественникам, в среднем была в три раза, а по парам - в пять раз ниже, чем на бессменном посеве.
Степень заселения повторных посевов пшеницы вредителями и поражения болезнями мало различалась. Более заметна разница в засоренности повторных посевов пшеницы: по сравнению с бессменным посевом засоренность первой пшеницы после пара снижается почти в пять раз, а второй и третьей - в четыре раза.
Заметной разницы в заселении энто-мофагами посевов пшеницы не выявлено.
Вестник защиты растений, 1, 2006 Только посев пшеницы по овсу оказался более привлекательным для энтомофагов. Средняя численность их здесь была почти в два раза выше, чем на других полях.
Влияние севооборотов на вредителей и болезни в агроценозах яровой пшеницы по сравнению с бессменным посевом в общем совпадает с влиянием отдельных предшественников. Четкого снижения численности вредных насекомых не наблюдалось. Из болезней пшеницы севообороты снижают развитие септориоза и корневой гнили примерно на треть. Засоренность пшеницы во всех севооборотах была существенно ниже, чем на бессменном посеве. В среднем на 4-польных севооборотах в фазе кущения она была ниже примерно в три раза, на 6- и 7-польных севооборотах - в 7-8 раз. Перед уборкой разница стала немного меньше, а по биомассе сорняков - заметно меньше. Обращает на себя внимание относительно высокая засоренность севооборота с занятым паром и, наоборот, существенное ее снижение в 6-польном зернопаро-вом севообороте с овсом и в 7-польном зернопаропропашном. Оценка индивидуальной биомассы сорняков показывает, что в севооборотах сохраняются более развитые сорняки, чем на бессменном посеве.
Итак, эффективность естественной регуляции агроценозов бессменных посевов и коротких зерновых севооборотов в отношении насекомых-фитофагов и болезней пшеницы отличается мало и препятствует существенному снижению их развития под влиянием смены культур. Значительно слабее проявляется способность к саморегуляции бессменных посевов в отношении сорных растений. Бессменные посевы засорены в высокой степени, а севообороты подавляют развитие сорняков, особенно за счет кулисных паров и смены культур в 6- и 7-польных севооборотах. Короткие севообороты с преобладанием стерневых предшественников слабее влияют на засоренность. Но и они заметно снижают плотность сорняков на полях яровой пшеницы по сравнению с бессменным посевом.
Очевидно, не следует надеяться, что с
Вестник защиты растений, 1, 2006 помощью коротких зерновых севооборотов можно существенно повлиять на развитие вредителей и болезней яровой пшеницы. С их помощью можно заметно снизить только засоренность посевов пшеницы.
Одним из важнейших агротехнических приемов воздействия на численность вредных организмов является глубокая пахота с оборотом пласта, вызывающая высокую смертность связанных с почвой фаз развития вредных насекомых, а также оказывающая отрицательное влияние на возбудителей болезней и на сорные растения. На этом основании, начиная с 30-х гг. прошлого столетия широко распространилось мнение, что глубокая пахота с оборотом пласта и предварительным лущением стерни эффективно подавляет развитие вредных организмов (Щеголев, 1938; Павлов 1967; Вронских, 1981, 2005).
Более детальное изучение влияния разных типов обработок почвы на развитие вредных организмов началось после широкого распространения поверхностных обработок, исключающих оборот пласта. Наиболее полно такие обработки почвы изучали на посевах зерновых культур. Установлено, что поверхностные обработки в год их проведения по разному влияют на развитие вредных организмов. По сравнению с глубокой пахотой с оборотом пласта одни виды насекомых-фитофагов и болезней пшеницы во время пребывания в почвы снижают степень развития, другие не реагируют на смену обработок или получают лучшие условия. Засоренность посевов после поверхностных обработок повышается.
Крайним выражением снижения интенсивности обработки почвы служит бесплужная или нулевая обработка (0-обработка). В отношении вредных насекомых 0-обработка мало отличается от поверхностных обработок. Из болезней растений установлено, что распространенность гельминтоспориозной корневой гнили в посевах с 0-обработкой почвы не меняется (Conner et al., 1987). Однако в большинстве случаев отсутствие обработки почвы повышает интенсивность развития связанных с почвой заболева-
ний. 0-обработка подобно поверхностным обработкам повышает засоренность полей, способствуя росту и развития кор-неотпрысковых и корневищных многолетних сорняков (Шпаар, ред., 2004).
Обработки почвы оказывают влияние и на полезные организмы. Многочисленные исследования показали, что на полях с поверхностными обработками почвы увеличиваются видовое разнообразие и общая численность хищных жужелиц (Сarabidae). По данным С.Г. Бобинской (1959), в Курганской области на полях, где проводилось только лущение стерни, жужелиц было на 35.5% больше, а в ЦЧО - на 46.5% больше (Кичеров, 1982), чем на полях с зяблевой пахотой. Кроме жужелиц поверхностные обработки повышают эффективность паразитических насекомых. Так, зараженность теленоми-нами яиц вредной черепашки (Eurygaster integriceps Put.) возрастает в 1.5-2 раза.
Обобщение результатов наблюдений за динамикой численности вредных и полезных насекомых на полях с поверхностными обработками почвы показало, что такие обработки слабо влияют на видовую и трофическую структуру энтомо-ценозов, так как при повышении численности фитофагов повышается численность энтомофагов и общее соотношение их биомассы практически не меняется (Танский, Чумаков, 1984; Пластун и др.,1988).
В отношении возбудителей болезней растений установлены сходные закономерности. При почвозащитной и бесплужной обработках в верхнем горизонте почвы усиливается развитие микроорганизмов, вызывающих лизис возбудителей корневой гнили. При отвальной обработке антагонистическая микрофлора развивается слабее. Сравнение численности антагонистической микрофлоры на полях с разными обработками почвы показало, что поля с поверхностными обработки по этому показателю ближе к естественным экосистемам, чем поля, вспаханные с оборотом пласта (Танский, Чумаков, 1984; Чулкина, Чулкин, 1995). В необработанной почве повышается микробиологическая активность, ухудшающая условия существования возбудите-
лей болезней корневой системы. В частности, увеличивается доля микроорганизмов - антагонистов возбудителя корневой гнили (Herman, 1984).
Итак, снижение интенсивности обработок почвы вплоть до нуля не вызывает резкого увеличения степени развития вредителей и болезней растений. Несколько хуже складывается ситуация с сорными растениями, численность которых возрастает на полях с поверхностными и 0-обработками.
Рассмотренные выше материалы в большинстве получены в результате кратковременных учетов на отдельных полях. Способность к саморегуляции аг-роценозов этих полей не исследовалась, поэтому приведенные материалы не позволяют оценить влияние обработок почвы на агроценозы в многолетнем плане.
Такая возможность представилась, когда в начале 70-х гг. прошлого века в течение короткого времени в зоне освоения целинных земель практически на всех полях яровой пшеницы зяблевая пахота с оборотом пласта была заменена поверхностными обработками почвы.
Для оценки влияния на агроценозы пшеницы в Кустанайской области Казахстана на поле яровой пшеницы КАЗНИИСХ на фоне высокой агротехники в 4-польном севообороте в течение 1973-1982 гг. по единой методике проводили наблюдения за развитием вредных организмов (Бей-Биенко и др., 1984).
В процессе наблюдений установлено, что в первые годы после смены приемов обработки почвы увеличилась численность большинства вредных насекомых, но затем численность их снизилась почти до прежнего уровня. Только для нестадных саранчовых установлено небольшое, но постоянное увеличение численности. В первые годы наблюдений отмечено увеличение распространенности и интенсивности развития корневой гнили. В последующем интенсивность развития болезни снизилась при сохранении высокого процента пораженности растений. Аналогичное положение отмечено для сорных растений. В первые годы наблюдений отмечен рост численности и биомассы сорняков, затем эти показатели несколько
Вестник защиты растений, 1, 2006 снизились, но стабилизировались на уровне, превышающем таковой на полях с традиционной обработкой почвы. Особенно это заметно в отношении многолетних сорняков.
Очевидно, в первые годы изменение типа обработки почвы снижает эффективность саморегуляции агроценозов, что создает неустойчивую экологическую обстановку на полях. Затем, по мере формирование механизмов природной регуляции, фитосанитарное состояние агро-ценозов стабилизируется на уровне, в большинстве случаев мало отличающемся от исходного.
Таким образом, многочисленные наблюдения, включая многолетние, показывают, что замена обработок с оборотом пласта на поверхностные и 0-обработки не ведет к резкому увеличению отрицательного значения вредных организмов, так как практически не меняется трофическая структура агроценозов. В результате устойчивость агроценозов почти не нарушается. После некоторых колебаний в первые годы внедрения новых типов обработок начинается стабилизация взаимосвязей элементов агроценозов, уровень которой мало отличается от уровня при традиционной обработке. Это еще раз показывает, что агроценоз пшеничного поля достаточно устойчив и способен регулировать численность энтомо-фауны и интенсивность развития болезней на относительно невысоком постоянном уровне. В отношении сорных растений эта регуляция проявляется слабее. Поэтому нет оснований ожидать значительного повышения интенсивности развития вредителей и болезней пшеницы под влиянием замены пахоты с оборотом пласта поверхностными обработками почвы. Серьезного внимания заслуживает только засоренность полей пшеницы.
Еще одним активным фактором воздействия на агроценозы служат минеральные удобрения. Влияние их на вредные и полезные организмы проявляется либо непосредственно, либо через изменение среды обитания, в частности физиологическое и биохимическое состояние сельскохозяйственных растений.
Лабораторные опыты показали, что
Вестник защиты растений, 1, 2006 водные растворы мочевины, аммиачной селитры, а также фосфорно-калийные вытяжки губительно действуют на личинок и имаго вредных насекомых (Возов, 1979,1983). Установлено также, что мочевина оказывает отрицательное влияние и на энтомофагов. Например, от контакта с заранее обработанными раствором мочевины яйцами вредной черепашки теленомусы (р. Trissolcus) погибают полностью. Обработка мочевиной яиц черепашки, зараженных паразитами, губит 52% теленомусов (Подлужский, 1974а).
В полевых условиях непосредственное влияние удобрений наиболее заметно проявляется при использовании их в качестве внекорневых подкормок и выражается в снижении численности насекомых-фитофагов, энтомофагов и грибов-антагонистов (Возов, 1979, 1983; Подлужский и др., 1990; Лахидов, 1997).
Своеобразие действия внекорневых подкормок заключается в том, что растворы азотных удобрений, с одной стороны, подавляют развитие вредных и полезных организмов, а с другой изменяют биохимические характеристики растений в сторону улучшения условий развития насекомых-фитофагов и возбудителей болезней. Поэтому после снижения численности вредителей возможно быстрое ее восстановление и даже превышение контроля (Кряжева и др., 1993).
Аналогичная ситуация известна и для возбудителей болезней растений. Внекорневые подкормки яровой пшеницы мочевиной подавляют развитие грибов из рр. Fusarium и Trichoderma сразу после обработки. Но уже через 9 дней интенсивность развития грибов настолько усиливается, что превосходит контроль (Vuurde, Schippers, 1975).
Внекорневые подкормки азотными удобрениями оказывают отрицательное влияние на полезные организмы. Подкормки пшеницы мочевиной снижают зараженность яиц черепашки теленомусами и клопов мухами фазиями (р. Phasia) в 1.4-2 раза (Подлужский, 1974б), численность основных афидофагов на 10 день после обработки была почти на 20% ниже контроля (Лахидов, 2005).
В отношении болезней установлено,
что внекорневые подкормки ведут к снижению развития грибов-антагонистов, но затем наблюдается восстановление численности антагонистов вслед за нарастанием возбудителей болезней (Schippers et al., 1982).
Помимо внекорневых подкормок жидкие азотные удобрения вносят непосредственно в почву. С этой целью используют аммиачную воду, жидкий аммиак и аммиакаты. Непосредственное влияние жидких азотных удобрений на мезофау-ну проявляется слабо. Связано это, по-видимому, с тем, что почва быстро поглощает жидкие удобрения, и прямой контакт их с живыми организмами не может быть продолжительным. Дальше действует поглощенный почвой аммиак, ухудшающий условия развития беспозвоночных, грибов и даже сорняков. При длительном пребывании в почве, куда вносили жидкие азотные удобрения, снижается численность личинок хлебной жужелицы (Карпук, 1989). Внесение аммиачной воды под предпосевную культивацию снижает численность проволочников почти вдвое (Хамедов, 1970).
Фунгитоксическое воздействие внесенного в почву жидкого аммиака на прорастание спор снижает пораженность озимой пшеницы корневой гнилью (рр. Fusarium и Helminthosporium) (Гаврилов, Чмулев, 1982; Зазимко и др., 1987).
Внесение жидких азотных удобрений (аммиачная вода) в почву вызывает снижение численности обитающих в почве жужелиц, но затем следует ее быстрое восстановление (Хамедов, 1970). Возможно, это связано с тем, что аммиачная вода не уничтожает жужелиц, а оказывает на них лишь кратковременное отпугивающее действие (Алейникова, Утробина, 1975).
В литературе встречаются указания на то, что жидкие азотные удобрения способны снизить численность сорных растений. Так, аммиачная вода, внесенная до посева озимой пшеницы на глубину 8-10 см, оказывает токсическое действие на проростки зимующих сорняков. При дозе N80 численность зимующих сорняков на удобренных участках была примерно на 22% ниже, чем в контроле.
По мере увеличения доз азотных удобрений гибель сорняков возрастает (Кар-пук, 1989).
Внесение сухих минеральных удобрений в почву ухудшает условия жизни многих представителей вредной почвенной мезофауны (Горбунова, 1980; Лахи-дов, 1997). Снижается численность проволочников, личинок хрущей и хлебной жужелицы, гусениц подгрызающих совок и многих других.
Влияние азотных удобрений на корневые гнили оценивается не одинаково: от снижения развития до усиления поражения растений. По-видимому, несовпадение полученных результатов объясняется различием условий проведения опытов даже при применении сбалансированных или однотипных азотных удобрений. Другое положение складывается с фосфорными удобрениями, которые всегда сдерживают развитие корневых гнилей (Михайлина, 1970; Тепляков, 1981; Чулкина, Кузнецова, 1982).
Минеральные удобрения стимулируют прорастание семян сорных растений (Котт, 1969; Смирнов, Смирнова, 1981). В начале периода вегетации сорняков может быть больше, чем всходов сельскохозяйственных растений, однако постепенно на удобренных полях возрастет конкурентоспособность культурных растений. Густой стеблестой подавляет поздно прорастающие сорняки, и численность сорных растений в конечном итоге часто оказывается ниже, чем в контроле. Лишь отдельные виды сорняков способны увеличить свою численность. В первую очередь к ним относятся подмаренник цепкий (Galium aparine), овсюг (Avena fatua), виды вероники (Veronica spp.) и ромашки (Matricaria spp.) (Шпаар, ред., 2004).
Удобрения влияют на вредные организмы через изменение состояния растений. Азотные удобрения усиливают рост и ускоряют развитие растений в начале вегетации, а в конце замедляют. Усиление роста и ускорение развития растений на первых этапах вегетации ухудшают условия развития вредных насекомых и возбудителей болезней, соответственно снижается их вредоносность. За-
Вестник защиты растений, 1, 2006 держивая развитие растений на поздних этапах вегетации, азотные удобрения на вредителей и болезни оказывают противоположное влияние. Сохранение длительное время растений зелеными удлиняет период питания насекомых и развития болезней, что улучшает условия их существования и повышает вредоносность (Самерсов и др., 1981).
Фосфорные и калийные удобрения сокращают период вегетации растений и ускоряют созревание зерновых культур. Калий, кроме того, повышает прочность клеточных стенок в тканях растений и включается в их ферментативную систему (Персин, 1970,1971; Самерсов, Горо-вая, 1976; Благовещенская, 1979). Это ухудшает условия развития вредителей и возбудителей болезней и снижает их вредоносность.
Влияние минеральных удобрений на почвенных энтомофагов оценивается по разному: от существенного повышения численности, через нейтральную реакцию до ее снижения. Например, по данным Н.Н.Горбуновой (1980), на удобренных участках численность жужелиц и стафилинид увеличилась в 2.8 раза. В опытах Т.П.Подлужского (1981,1983) минеральные удобрения повышали численность жужелиц в 2-3 раза.
Однако, в литературе встречаются указания, что минеральные удобрения не оказывают заметного влияния на почвенных энтомофагов (Сумароков, 1987; Szabolcs, Nadasy, 1988; Власенко и др., 1996) или даже снижают их численность (Утробина, 1969; Лахидов, 1997). Разница в оценке роли удобрений может быть связана с почвенными условиями проведения наблюдений и дозами удобрений. Так, в опытах В.Ф.Самерсова и О.Р.Алексанрович (1981) удвоенные дозы сбалансированных минеральных удобрений снижали численность жужелиц на супесях и не оказывали значимого влияния на суглинистой почве.
Удобрения оказывают влияние не только на полезную почвенную мезофау-ну, но и на энтомофагов, мало связанных с почвой. Внесение удобрений повышает численность многих энтомофагов, обитающих в травостое. Повышение числен-
Вестник защиты растений, 1, 2006 ности энтомофагов, по-видимому, связано с повышением плотности популяций их жертв.
Минеральные удобрения повышают защитный потенциал почвы. Степень прорастания инфекционных начал патогенов снижается во всех случаях использования удобрений, что связано со стимулированием развития почвенной микрофлоры, усиливающей фунгистатиче-ские свойства почвы. Внесение аммонийных форм азота активизирует работу факультативных и строгих анаэробов, продукты жизнедеятельности которых отрицательно влияют на грибную микрофлору. Минеральные удобрения активизируют сапрофитную микрофлору, в т.ч. антагонистическую, что способствует подавлению инфекционного потенциала корневой гнили (Грисенко, Дудка, 1981; Черняева, Муромцев, 1981; Чулкина, Кузнецова, 1982). При внесении минеральных удобрений количество конидий возбудителей обыкновенной корневой гнили в почве к концу сезона возрастает. Одновременно возрастает общая антагонистическая активность почвы, что ведет к ее оздоровлению (Чулкина и др., 2003).
Конечный результат влияния минеральных удобрений на развитие почвенной инфекции зависит не только от фун-гистатических свойств почвы, но и от состояния растений. В зависимости от того, чье влияние оказывается сильнее, изменяется интенсивность развития болезни. Например, вредные организмы, лучше развивающиеся на сильных растениях, стимулируются минеральными удобрениями. К ним относятся, в частности, ржавчина и мучнистая роса зерновых (Шпаар, ред., 2004).
Рассмотренные материалы, в основном полученные в результате наблюдений на отдельных полях, показали, что минеральные удобрения в первые годы применения оказывают большое влияние на вредные организмы, снижая их численность и вредоносность. Вслед за изменением численности вредных организмов меняется численность полезных и соотношение их сохраняется практически на одном уровне, что указывает на возможность быстрого формирования способно-
сти агроценозов к саморегуляции. Для оценки ее эффективности необходимы наблюдения в течение ряда лет на уровне севооборота.
Такая работа была проведена в конце 80-х годов прошлого столетия. В течение пяти лет проводились наблюдения за влиянием удобрений на вредные организмы в посевах пшеницы в четырех природных зонах СССР (Танский и др., 2001). Во всех зонах работу вели по единому плану. Испытывали сбалансированные минеральные удобрения в дозировках, оптимальных для зоны и в два раза выше и ниже. Из вредных организмов учитывали насекомых-фитофагов, обитающих в стеблестое пшеницы, основные болезни пшеницы и сорные растения. Обобщение результатов наблюдений показывает, что в среднем за пять лет удобрения влияют на развитие вредных организмов во всех зонах, но не настолько сильно, чтобы существенно изменить взаимосвязи компонентов агроценозов пшеничных полей и вызвать опасное развитие того или иного вредного объекта.
Во всех зонах, где проводились наблюдения, изменение численности сорняков под влиянием удобрений было небольшим и не представляло серьезной опасности для пшеницы. Но под влиянием удобрений улучшается состояния популяций сорных растений, что может повести к постепенному увеличению засоренности хорошо удобренных полей.
Все это позволяет полагать, что при постоянном применении удобрений проявляется эффективная саморегуляция фитосанитарного состояния агроценозов, позволяющая сохранять его стабильность даже при воздействии такого, казалось бы, сильного фактора, как удобрения.
Итак, изучение способности агроцено-зов к саморегуляции фитосанитарного состояния показало, что для стабилизации его требуется время в пределах 8-10 лет как после освоения целинных земель, так в бессменных посевах. В первые годы формирования в агроценозах складывается менее устойчивая экологическая обстановка. Соответственно при оценке влияния агротехнических приемов на
фитосанитарное состояние агроценозов следует различать кратковременное и длительное воздействие приема. При оценке кратковременного влияния большое значение имеет направленность действия приема. Если агротехнический прием подавляет фазы развития вредных видов, представляющих угрозу для урожая, то хозяйственная эффективность его легко просматривается. Если же прием влияет на сезонную динамику популяций и, по существу, направлен на управление этой динамикой, то влияние его на фитосанитарное состояние агроце-ноза требует тщательного исследования в многолетнем плане. Пример рассмот-
Вестник защиты растений, 1, 2006 ренных выше приемов агротехники показал, что направленно воздействовать на саморегуляцию агроценозов можно с помощью подбора культур в севооборотах. В двух других случаях стабилизация фитосанитарного состояния агроценозов возможна за счет способности их к саморегуляции.
Поскольку агроценозы - системы достаточно устойчивые и способны в значительной мере смягчать влияние агротехнических приемов, нет оснований опасаться массового развития вредных организмов под влиянием смены технологии возделывания сельскохозяйственных растений.
Алейникова М.М., Утробина Н.М. Влияние удобрений на почвенную фауну. /8-й конгресс по защ. раст. Тез. докл. советских участников конгресса. М., 1975, с.107-108.
Антоненко О.П. Влияние бессменных посевов яровой пшеницы на динамику численности сем. Elateridae и сем. Carabidae в Саратовской области. /Защ. раст. от вредит. и болезней, Саратов, 1983, c.24-28.
Бей-Биенко Н.Г., Коробов В.А., Полякова А.А. Многолетняя динамика численности членистоногих в агроценозах яровой пшеницы в Кустанайской области. Агроценотические аспекты защ. раст. /Сб. науч. тр. ВИЗР, Л., 1984, c.49-56.
Благовещенская З.К. Влияние минеральных удобрений на распространение болезней и вредителей сельскохозяйственных культур. /Сельское хоз. за рубежом, 7, 1979, c.24-29.
Бобинская С.Г. Влияние системы обработки почвы и посева по Т.С.Мальцеву на развитие и выживаемость вредных и полезных насекомых. /Зоол. журн., 38, 11, 1959, c.1601-1611.
Власенко Н.Г., Кротова И.Г., Власенко А.Н. Влияние средств химизации на полезную энтомо-фауну агроценоза яровой пшеницы. /Агрохимия, 2, 1996, c.97-101.
Возов Н.А. Защита зерновых культур от вредной черепашки. М., Россельхозиздат, 1979, 55 с.
Возов Н.А. Инсектицидное действие растворов минеральных удобрений и гербицидов 2.4-Д на жуков пьявицы красногрудой. /Защ. зерновых культур от вредит. и болезней в условиях интенсивн. земледелия. Науч. тр. Краснодар. НИИСХ, Краснодар, 26, 1983 c.62-66.
Вронских М.Д. Влияние технологии возделывания полевых культур на развитие вредителей и болезней. Кишинев, Штиница, 1981, 229 с.
Вронских М.Д. Технологии возделывания полевых культур и развитие вредителей и болезней. Кишинев, Pontos, 2005, 290 c.
Гаврилов А., Чмулев В. Проявление корневой гнили на озимой пшенице в зависимости от способов внесения жидкого аммиака. /Науч. тр. Ставропольского СХИ, 45, 3, Ставрополь, 1982, c.22-25.
Горбунова Н.Н. Изменение почвообитающей
Литература
фауны под влиянием внесенных в почву удобрений. /Влияние хоз. деятельности человека на беспозвоночных. Минск, Наука и техника, 1980, с.21-38.
Григорьева Т.Г. Возникновение процессов саморегуляции в агробиоценозе при длительной монокультуре. /Энтомол. обозр., 49, 1, 1970, с.10-22.
Грисенко Г.В., Дудка Е.Л. Приемы агротехники как составная часть интегрированной системы защиты кукурузы. /Агротехн. метод защ. полевых культур. Научн. тр. ВАСХНИЛ, М., Колос, 1981, с.21-25.
Дебрук И., Фишбек Г., Кампе В. Зерновые культуры. Актуальные проблемы. М., Колос, 1981, 126 с.
Зазимко М.И. Экологизированная система защиты колосовых культур от болезней и вредителей на Северном Кавказе. Автореф. докт. дисс., СПб., Пушкин, 1995, 56 с.
Зазимко М.И., Подлужский Т.П., Урманцев С.В., Самусь М.В. Роль жидких комплексных удобрений в улучшении фитосанитарного состояния посевов озимой пшеницы. /Интегр. защ. зерновых культур от вредит. и болезней при интенсив. технологиях возделывания. Научн. тр. Краснодар. НИИСХ, Краснодар, 1987, с.35-42.
Карпук В.Ф. Аммиачная вода не только удобрение. /Защ. раст., 3, 1989, с.25.
Касьянов П.Ф., Кошлякова Т.К., Танский В.И., Тарасенко В.И., Цапкина Л.Б., Шугуров И.М. Влияние интенсивной технологии возделывания на развитие вредных организмов и урожай яровой пшеницы в Северном Казахстане. /Проблемы защ. с.-х. культур от вредн. организмов в интенсивном земледелии. Сб. научн. тр. ВИЗР, Л., 1991, с.96-106.
Кичеров В.П. Влияние абиотических и антропогенных факторов на формирование энтомофауны в агроценозах зерновых культур. /Формир. животного и микробного насел. агроценозов, Тез. докл., М., Наука, 1982, с.120-121.
Котт С. Влияние удобрений на сорняки. /Земледелие, 5, 1969, с.15-17.
Кряжева Л.П., Чумаков А.Е., Элбакян М.А. Почвозащитная технология и защита пшеницы от вредных организмов. /Эколог. основы предотвр. потерь урожая от вредит. болезней и сорняков. Сб. научн. тр. ВИЗР, Л., 1986, с.119-126.
Вестник защиты растений, 1, 2006
Кряжева Л.П., Дружелюбова Т.С., Чихачева Ю.Н., Дорохова Г.И., Шамшев И.В., Великань В.С., Овсянникова Е.И. Трофические группировки беспозвоночных на полях озимой пшеницы, возделываемой по интенсивным технологиям в Краснодарском крае. /Теория, методы и технология автомотизации фитосанитарной диагностики. Сб. научн. тр. ВИЗР, СПб., 1993, с.71-91.
Лахидов А.И. Афидоагроценокомплекс Центрально-Черноземной зоны. СПб, Пушкин, 1997, 200 с.
Лахидов А.И. Влияние минеральных удобрений на вредных и полезных насекомых в агроценозах полевых культур. /Вест. защ. раст., 2, 2005, с.45-49.
Михайлина Н.И. Обоснование агротехнических способов борьбы с корневой гнилью яровой пшеницы в Саратовской области. /Науч. тр. НИИСХ Юго-Востока, Саратов, 29, 1970, с.71-80.
Павлов И.Ф. Агротехнические методы защиты растений. М., Россельхозиздат, 1967, 178 с.
Павлова О.И. Эффективность комплекса агротехнических мероприятий в регулировании численности возбудителя обыкновенной (корневой) гнили яровой пшеницы. /Интегрир. защ. с.-х. культур от болезней и вредит. в Сибири, Новосибирск, 1986, с.58-62.
Персин С.А. О влиянии минеральных удобрений на плодовитость вредной черепашки - Eurygaster integriceps (Heteroptera, ScuteПeridae). /Зоол. журн., 69, 10, 1970, с.1580-1583.
Персин С.А. Действие фосфорных удобрений на вредителей зерновых культур. /Вестник с.-х. науки, 9, 1971, с.75-78.
Пластун И.Н., Пучков А.В., Гнатуш В.И., Филатова Н.К. Энтомокомлекс озимой пшеницы при разных системах обработки почвы. /Экол. и таксономия насекомых Украины, Киев, 1988, с.28-38.
Подлужский Т.П. Действие гербицидов и мочевины на яйцеедов вредной черепашки. /Защ. раст. Научн. тр. Краснодар. НИИСХ, 7, Краснодар, 1974а, с.136-139.
Подлужский Т.П. Влияние сроков химической борьбы с вредной черепашкой, применения гербицидов и внекорневой подкормки посевов, на ее паразитов. /Защ. раст. Научн. тр. Краснодар. НИИСХ, 7, Краснодар, 1974б, с.140-143.
Подлужский Т.П. Хищные насекомые и удобрения. /Защ. раст., 9, 1981, с.26-27.
Подлужский Т.П. Удобрения под озимую пшеницу и почвенные энтомофаги. /Защ. зерновых культур от вредит. и болезней в условиях интенсив. земледелия. Научн. тр. Краснодар. НИИСХ, 26, Краснодар, 1983, с.85-88.
Подлужский Т.П., Зазимко М.И., Захарова Т. Влияние минеральных удобрений, вносимых под озимую пшеницу, на численность трипсов и личинок пьявицы. /Тр. Кубанского СХИ, 307, Краснодар, 1990, с.69-74.
Пухальский А.В., Благовещенская
З.К.,Могиндовид Л.С., Верещак М.В. Основные факторы интенсификации зернового хозяйства. М., Аг-роинформ., 1988, 61 с.
Самерсов В.Ф., Якимович Л.П. Влияние некоторых агротехнических приемов на повреждаемость зерновых культур шведскими мухами. /Материалы V!! съезда ВЭО, 2, Л., 1974, с.141-142.
Самерсов В.Ф., Горовая С.Л. Влияние минераль-
31
ных удобрений на насекомых. Минск, Наука и техника, 1976, 134 с.
Самерсов В.Ф., Александрович О.Р. Влияние внесения повышенных доз минеральных удобрений на население жужелиц (Coleoptera, Carabidae) ячменного поля в условиях различных типов почв. /Проблемы почвенной зоологии, Тез. докл., Киев, 1981, с.187-188.
Смирнов Б.А., Смирнова В.И. Удобрение и сорняки в Нечерноземной зоне. /Изв. ТСХА, 6, 1981, с.20-31.
Сумароков А.М. Пути сохранения хищных жужелиц в условиях интенсивной культуры озимой пшеницы. /3 Съезд Укр. энтомол. общества. Тез. докл., 1987, с.190-191.
Танский В.И. Влияние изменения кормового режима после освоения целинных земель на динамику численности насекомых. /Журн. общ. биол., 30, 2, 1969, с.157-164.
Танский В.И., Чумаков А.Е. Проблемы защиты растений в противоэрозионной системе земледелия. /Защ. раст., 1, 1984, с.34-36.
Танский В.И., Левитин М.М., Ишкова Т.И., Соколов И.М., Гагкаева Т.Ю., Дормидонтова Г.Н., Цветкова Н.А. Влияние удобрений на развитие вредных организмов. /Вест. защ. раст., 3, 2001, с.3-11.
Танский В.И., Гилевич С.И., Тулеева А.К. Влияние зерновых севооборотов на развитие вредных организмов в агроценозе яровой пшеницы. /Вест. защ. раст., 1, 2003, с.16-25.
Тепляков Б.И. Эффективность фосфорного удобрения в снижении вредоносности корневой гнили пшеницы. /Агротехн. метод защ. полевых культур. Научн. тр. ВАСХНИЛ, М., Колос. 1981, с.74-77.
Утробина Н.М. Влияние минеральных удобрений на численность микроартропод в почве под кукурузой. /Животное население почв агробиогеоце-нозов и его изменение под влиянием с.-х. производства, Казань, Из-во Казанского Ун-та, 1969, с.146-157.
Хамедов А.Б. Влияние аммиачной воды на проволочников. /Защ. раст., 8, 1970, с.25.
Черняева И.И., Муромцев Г.С. Микробиологические аспекты агротехнических мероприятий по борьбе с вилтом хлопчатника. /Агротехн. метод защ. полевых культур, Научн. тр. ВАСХНИЛ, М., Колос, 1981, с.78-82.
Чулкина В.А., Кузнецова Т.Т. Географические закономерности действия минеральных удобрений на развитие обыкновенной (корневой) гнили в Западной Сибири. /Борьба с болезнями с.-х. культур в Сибири и на Дальнем Востоке, Новосибирск, 1982, с.25-41.
Чулкина В.А., Чулкин Ю.И. Управление агро-экосистемами в защите растений. Новосибирск, 1995, 201 с.
Чулкина В.А., Торопова Е.Ю., Чулкин Ю.И., Стецов Г.Я. Агротехнический метод защиты растений. Учебное пособие. М., 2000, 335 с.
Чулкина В.А., Торопова Е.Ю., Медведчиков В.М., Стецов Г.Я., Чулкин Ю.И., Кондратов А.Ф., Воробьев В.И., Логин А.Д. Современные экологически безопасные системы фитосанитарной оптимизации растениеводства в Сибири (теория, методология, практика). Новосибирск, 2003, 115 с.
32
Шпаар Д. (ред.). Защита растений в устойчивых системах земледелия, 3, Берлин, 2004, 333 с.
Щеголев В.Н. Агротехнические методы защиты полевых культур от вредных насекомых и болезней. M.-JL, Сельхозгиз, 1938, 265 с.
Claupein W. Krankheits und Schädlingsbefall in extremen Getreidefruchtfolgen und die Wirkung pflanzenbaulicher Gegenmassnahmen. /Berichte - Gesellschaft für Pflanzenbauwiss., 1, 1988, s.67-82.
Conner R.L., Lindwall C.W., Atkinson T.G. Influence of minimum tillage on severity of common root rot in wheat. /Canad. J. Plant Pathol., 9, 1, 1987, p.56-58.
Gra K. Zur Fruchtfolgesituation in Hessen. /Kali-Briefe (Buntehof), 17, 4, 1984, s.279-294.
Herman M. Vliv zpracovani pudy na pudni mykofloru jako soucast integrovane ochrany rostlin. /Vestnik Ceskoslovenske Akad. Zemedelske, 31, 3, 1984, s.149-154.
Herman M. Der Einfluss der Fruchtfolge auf den Befall
Вестник защиты, растений, 1, 2006
des Winterweizens mit Fusskrankheiten. /Tag.-Вег. Akad. Landwirtsch.-Wiss. DDR, Berlin, 621, 1988, s.265-270.
Jelinowski S. Der Einfluss der Anbaupause von fiisskrankheitsanfalligen Vorfruchten auf den Ertrag von Winterweizen. /Tag.-Вег. Akad. Landwirtsch.-Wiss. DDR, Berlin, 621, 1988, s.251-256.
Schippers В., Meijer J.W., Liem J.I. Effect of ammonia and other soil volatiles on germination and growth of soil fungi. /Trans. Br. mycol. Soc., 79, 2, 1982, p.253-259.
Szabolcs J., Nadasy M. Einwirkung der Mineraldungung auf die Schädlinge des Winterweizens. Tag.-Ber. /Akad. Landwirtsch.-Wiss. DDR, 271, 2, Berlin, 1988, s.397-399.
Zimmerman A. Wurzelfaule an Weizen durch Gaeumannomyces graminis var. tritici - Interaktionen zwischen Fruchtfolgestellung und bodenphysikalischen Parametern. /Z. Pflanzenkrnkh., 90, 3, 1983, s.505-514.
THE INFLUENCE OF AUTOREGULATION OF FIELD AGRICULTURAL ECOSYSTEMS ON THE EFFICIENCY OF AGRONOMICAL MEASURES OF PLANT PROTECTION
Tanskii V.I.
Autoregulation of field agricultural ecosystems is insufficiently effective initially. At first, their phytosanitary state is possible to improve with the help of agronomical means. Further the situation stabilizes gradually. The level of stabilization in crop rotations depends on a set and quantity of cultures. At use of separate agronomical means, their efficiency reduces gradually, and phytosanitary state of agricultural ecosystems stabilizes under the influence of autoregulation at a level close to initial one.
