Russian Federation
Russian Federation
Russian Federation
GRNTI 68.01 Общие вопросы сельского хозяйства
The article presents materials of perennial (1988–2017) studies on solving problems of stabilizing the phytosanitary situation in irrigated agrocenoses. The paper presents the results of studying the species abundance and insects, the patterns of their change under the influence of irrigation in the Lower Volga region. The effect of irrigation on the change in environmental conditions by the parameters of productivity of agrobiocenoses and microclimate is shown. The difference in air temperature in irrigated by sprinkling and non-irrigated agrocenoses immediately after watering reaches 7-8° C. In general, during the growing season, the average daily air temperatures in the irrigated agrocenosis were 2-4° C lower, compared to the non-irrigated. More mesophytic microclimatic conditions, which are formed under the influence of irrigation, are the leading factor determining the increase in the biodiversity of the entomocomplexes of irrigated agrocenoses due to an increase in species abundance and the number of mesophilic and hygrophilic insects. An increase in species diversity and abundance of meso-and hygrophilic in irrigated agricultural landscapes due to the emergence of new micro-sites (canals, spillways, storage ponds, etc.) is also shown. The formation of irrigated conditions in poly-dominant entomological communities, which increase the balance of the agroecosystem, including by optimizing its trophic structure. The changing ecological situation in irrigated agricultural landscapes determines the cultivation of plants with optimized physiological indicators, and the biological characteristics of the development of harmful and beneficial insects change under irrigation conditions. All this directly affects the relationship between phytophages and plants, as well as their survival, fertility, life expectancy of individual phases and other biological features of populations. It is noted that on irrigated crops there is a more favorable relationship between entomophages and pests, making it possible to self-regulate the entomofauna due to increased activity of entomophages. This creates a real opportunity to save the crop and reduce the pesticide load by 40-50% on irrigated crops.
entomocomplexes, irrigation, microclimate, agrolandscapes, phytophages, entomophages, ecology
Значительные потери сельскохозяйственной продукции от вредных организмов, ежегодно достигающие 20-35 % в зависимости от вида культуры, определяют важность блока защиты растений в системе земледелия. По данным В.А. Захаренко, «в натуральном выражении потенциал опасности фитосанитарных рисков потерь урожая от вредных организмов в агроэкосистемах оценивается в среднем ежегодно на площади 70,453 тыс. га суммарно в размере 104,491 млн т з.е. продукции растениеводства» [1].
Особенно важна эта проблема в условиях орошения, поскольку орошение земель, благодаря оптимизации водного режима почвы в сочетании с внесением удобрений, способствует не только повышению продуктивности сельскохозяйственных культур в 2,5-4,0 раза и более, но и активизации жизнедеятельности и вредоносности фитофагов [2, 3, 4]. Сосредоточение на юге России значительной площади орошаемых земель и стремление увеличить объем получаемой с них продукции обусловливает необходимость всесторонней научно-практической оценки влияния управляемых антропогенных факторов, среди которых одним из важнейших является орошение, на особенности формирования состава и структуры энтомокомплексов, их трофической структуры, поиска средств управления их численностью с целью снижения вредоносности.
Условия, материалы и методы исследований. Изучение энтомокомплексов полевых культур проводилось нами в 1988-2017 гг. в агроландшафтах с орошением и в неорошаемых агроценозах. Влияние орошения на энтомокомплексы оценивалось в специализированных кормовых севооборотах, заложенных в 1988 году в ОПХ «Орошаемое» Всероссийского НИИ орошаемого земледелия (Волгоград).
Видовой состав и динамика численности фитофагов и энтомофагов фитояруса определялись нами методом кошения энтомологическим сачком по общепринятым методикам [5], а фауна герпетобия оценивалась как с использованием метода почвенных проб, так и учетов почвенными ловушками [6]. Учеты проводили по основным фенофазам (фитоярус и почвенные ловушки) в течение вегетационного периода, почвенные раскопки – дважды
(весной и осенью). Структура доминирования определялась по следующим критериям: доминанты – 5 и более %, субдоминанты 2-5 %, редкие – менее 2 %.
Все учеты проводились синхронно в агроценозах с орошением и без орошения.
Анализ и обсуждение результатов исследований. Многолетние исследования, начатые нами с 1988 года, позволили установить значительные отличия экологических условий, возникающих под влиянием орошения, в первую очередь, по параметрам характеристики продуктивности агробиоценозов и микроклимата. Разница температуры воздуха в агроценозах, орошаемых дождеванием и соответственно неорошаемых в первые три-четыре дня после полива, достигает 7-8 0С. В последующие послеполивные дни она постепенно сглаживалась, но при соблюдении режимов орошения так и не выравнивалась. В целом за вегетационный период среднесуточные температуры воздуха в орошаемом агроценозе за соответствующее время складывались на 2-4 0С ниже по сравнению с неорошаемым. Наряду с этим в орошаемом агроценозе отмечено значительное повышение относительной влажности воздуха в травостое на высоте до 1 м (от 15 до 20 %), и над орошаемым участком в целом (высота до 2,5 м). Кроме того, здесь отмечено заметное уменьшение суточной амплитуды колебания температур.
1. Zakharenko V.A. Pesticides in the integrated management of phytosanitary risks of emergency situations caused by especially dangerous pests in agroecosystems. [Pestitsidy v integrirovannom upravlenii fitosanitarnymi riskami chrezvychaynykh situatsiy, vyzyvayemykh osobo opasnymi vreditelyami v agroekosistemakh]. // Agrokhimiya. - Agrochemistry. - 2016. - №4. - P. 25-36.
2. Pavlyushin V.A., Vilkova N.A., Sukhoruchenko G.I., Nefedova L.I. Functioning of agrobiocenoses and types of their response to anthropogenic influences. [Funktsionirovanie agrobiotsenozov i tipy ikh otklika na antropogennye vozdeystviya]. // Vestnik zaschity rasteniy. - Plant protection Herald. - 2016. - №4. - P. 5-18.
3. Dubrovin N.K., Bayrambekov Sh.B., Korneva O.G., Sokolov A.S. Regulation of phytophage numbers in irrigated agrocenoses of the Volga delta. [Regulirovanie chislennosti fitofagov v oroshaemykh agrotsenozakh delty Volgi]. // Agroekoinfo. - Agroecoinfo. - 2018. - №1 (31). - P. 16.
4. Karpova T.L., Komarova O.P. Features of the formation of entomocomplexes in irrigated crop rotations of the Volga-Don interfluves. [Osobennosti formirovaniya entomokompleksov v oroshayemykh sevooborotakh Volgo-Donskogo mezhdurechya]. // Izvestiya Nizhnevolzhskogo agrouniversitetskogo kompleksa: Nauka i vysshee professionanoe obrazovanie. - Izvestiya Nizhnevolzhskiy agrouniversity complex: Science and higher professional education. - 2018. - №3 (51). - P. 152-157.
5. Saypulaeva B.N. The effectiveness of various methods of collecting entomological material in ecological and faunal studies on Coleopera. [Rezultativnost razlichnykh metodov sbora entomologicheskogo materiala v ekologo-faunisticheskikh issledovaniyakh po Coleopera]. // Yug Rossii: ekologiya, razvitie. - South of Russia: ecology, development. - 2015. - Vol. 10. - №4. - P. 145-150.
6. Mykhailenko I.L., Smetana O.M. Method to study soil mesofauna as part consortium ecosystem // Pitannya bíoíndikatsíí̈ ta yekologíí̈. - 2014. - № 19-1. - P. 151-156.
7. Semerenko S.A. Ekologiya i zaschita rasteniy. [Ecology and plant protection]. // Maslichnye kultury. Nauchno-tekhnicheskiy byulleten. Vserossiyskogo nauchno-issledovatelskogo instituta maslichnykh kultur. - Oilseeds. Scientific and technical herald of All-Russian Scientific Research Institute of Oilseeds. - 2015. - № 4 (164). - P. 103-137.
8. Yurchenko E.G., Cherkezova S.R., Prakh S.V. Insektitsidy kak instrument formirovaniya sbalansirovannykh entomoakarosistem mnogoletnikh agrotsenozov. [Insecticides as a tool for the formation of balanced entomo-macrosystems of perennial agrocenoses]. // Vestnik APK Stavropolya. -The Herald of AIC of Stavropol. - 2016. - № 1 (21). - P. 204-212.
9. Daniels S., Bellmore, J.R., Benjamin J.R. et all. Quantification of the Indirect Use Value of Functional Group Diversity Based on the Ecological Role of Species in the Ecosystem // Ecological Economics. - 2018. - T. 153. - Pp. 181-194.
10. Matsushita K., Yamane F., Asano K. Linkage between diversity and agro-ecosystem resilience: Nonmonotonic agricultural response under alternate regimes // Ecological Economics. - 2016. - Vol. 126. - Pp. 23-31.
11. Allinne C., Savary S., Avelino J. Delicate balance between pest and disease injuries, yield performance, and other ecosystem services in the complex coffee-based systems of Costa Rica // Agriculture Ecosystems & Environment. - 2016. - Vol. 222. - Pp. 1-12.
12. Dunbar M.W., Gassmann A.J., O'Neal M.E. Impacts of Rotation Schemes on Ground-Dwelling Beneficial Arthropods // Environmental Entomology. - 2016. - Vol. 45. - Issue 5. - Pp. 1154-1160.
13. Belyy A.I., Zamotaylov A.S., Khomitskiy E.E., Markova I.A. Kharakteristika kompleksa zhuzhelits (Soleoptera, Sarabidae) agrolandshafta tsentralnoy zony Krasnodarskogo kraya v nachale XXI veka. Soobschenie 1. Sezonnaya dinamika aktivnosti kompleksa zhuzhelits. // Trudy Kubanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. (The characteristic of the ground beetles complex (Coleoptera, Carabidae) of the agrolandscape of the central zone of the Krasnodar Territory at the beginning of the XXI century. Report 1. Seasonal dynamics of the activity of the complex ground beetles. // Proceedings of Kuban State Agrarian University). - 2014. - №48. - P. 35-49.
14. Eyre M.D., McMillan S.D., Critchley C.N.R. Ground beetles (Coleoptera, Carabidae) as indicators of change and pattern in the agroecosystem: Longer surveys improve understanding // Ecological Indicators. - 2016. - Vol. 68. - SI. - P. 82-88.
15. Ohwaki, A. Ground arthropod communities in paddy fields during the dry period: Comparison between different farming methods // Journal of Asia-Pacific Entomology. - 2015. - Vol. 18. - Issue 3. - P. 413-419.
