Цель исследований: установление роли внутрипопуляционных и агрометеорологических факторов в динамике плотности популяции золотистой картофельной нематоды (ЗКН) в суглинистой почве при выращивании картофеля в монокультуре и разработка прогностических моделей. Материалы и методы. Изучение динамики плотности популяции ЗКН в почве проводили в течение 15 лет (1979-1993 гг.) на трех участках картофеля восприимчивого сорта, на которых картофель выращивали в монокультуре Отбор образцов, фитогельминтологический анализ почвенных проб проводили по стандартной методике. Корреляционный анализ агрометеорологических факторов и плотности популяций ЗКН (ПП ЗКН) был проведен методом анализа временных рядов и программы Eviews 7.0. Результаты и обсуждение. Для монокультуры восприимчивого сорта картофеля был проведен корреляционный анализ агрометеорологических факторов (среднемесячная температура почвы на глубине 10 см, oC: март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, декабрь, январь, февраль; температура воздуха, oC: май, июнь, июль, август; максимальная глубина промерзания почвы, см; период промерзания, дней; высота снежного покрова, см; количество осадков, мм: среднегодовое, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь; количество осадков, мм: среднегодовое, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь; количество дней с осадками: май, июнь, июль, август, сентябрь) в зависимости от влияния на ПП ЗКН показал, что большинство метеорологических факторов не оказывают существенного воздействия (r=0,01-0,6). Слабое воздействие(r=0,3-0,4) на ПП ЗКН оказывает: температура воздуха, Сов августе; температура почвы на глубине 10 см, Со в сентябре; среднее воздействие (r=0,5-0,6) температура воздуха, Со в июне; температуры почвы на глубине 10 см, Со в марте и июне; осадки, мм: годовые, май, июнь, июль. Разработаны математические модели прогноза ППЗКН в зависимости от агрометеорологических и внутрипопуляционных факторов при выращивании картофеля в монокультуре для участков с низким, средним и высоким плодородием почвы.
золотистая картофельная нематода, Globodera rostochiensis, прогнозирование, экология.
Введение
Золотистая картофельная нематода — узкоспециализированный вид нематод, который паразитирует на корнях картофеля и томатов, поражает другие растениях из семейства паслёновых, объект внешнего и внутреннего карантина[3, 14]. ЗКН наносит существенный вред урожайности картофеля и поэтому прогнозирование численности популяции этого паразита является актуальной задачей[4, 15, 17]. Разработка математических компьютерных моделей, подчиненных конкретным задачам, позволяет углубить понимание возникновения и течения эпифитотии глободероза, позволяет правильно оценивать складывающуюся фитогельминтологическую ситуацию, планировать противонематодные мероприятия, оптимизированные по экологическим и экономическим характеристикам, использовать модели для прогностических целей [1, 2].
В лабораторных условиях многократно изучалось влияние температуры почвы на развитие популяции паразитических нематод. Также доказано влияние температуры почвы на развитие нематод Globodera rostochiensis в условиях теплиц [10, 11, 15, 16]. В условиях все увеличивающейся климатической нестабильности особенно важно выявление четких формализованных связей между развитием популяции паразита картофеля и агроклиматическими условиями в открытом грунте [5].
Математический аппарат широко используется для прогнозирования возможной динамики плотности популяций паразитов с учетом погодных условий и других экологических факторов. Для учета этих факторов могут применяться как стандартный аппарат множественных линейных регрессий, так и более сложные методы [2, 8, 12].
Целью настоящей работы является установление роли внутрипопуляционных и агрометеорологических факторов в динамике плотности популяции золотистой картофельной нематоды (ЗКН) в суглинистой почве для монокультуры картофеля на трех участках Калужской области, различающихся уровнем плодородия и разработка математических моделей прогноза плотности популяций ЗКН в зависимости от выявленных предикторов.
1. Шестеперов А.А. Методология компьютерного моделирования прогноза развития глободероза картофеля // Труды Всерос. ин-та гельминтологии. - М., 2003. - Т. 39. - С. 382-399.
2. Шестеперов А.А., Перевертин К.А., Выборнова Л.А. Математические модели прогноза глободероза в зависимости от плотности популяции ЗКН и агрохимических характеристик почвы // Труды ВИГИС - М., 1999. - Т.35. - С. 175-186.
3. Шестеперов А.А., Савотиков Ю.Ф. Карантинные фитогельминтозы / А.А. Шестеперов, Ю.Ф. Савотиков - М.: Колос, 1995. - 463 с.
4. Devrajan K., Seenivasan N., Solvaraj N., Rajendran G., Integrated approach for the management of potato cyst nematodes, G. rostochiensis and G. pallida, in India // Nematol. Mediterr. 2004. - 32, - № 1. - P. 67-70.
5. Ferris M. Effect of soil temperature on the life cycle of the golden nematode in host and nonhost species, Phytopathology, 1957. N. 46, pp 11-12
6. Greene W.H. Econometric Analysis / Pearson Education. 2003-1026 pp.
7. Hamilton J.D. Time Series Analysis // Princeton University Press, 1994-820 pp.
8. Kudla U., Qin L., Milac A., Kielak A., Maissen C., Overmars H., Popeijus H., Roze E., Petreacu A., Smant G. Origin, distribution and 3D-modeling of Gr-EXPBl, an expansin from the potato cyst nematode Globoderarostochiensis // - FEBS Lett. 2005. - 579, - № 11, - P. 2451-2457.
9. Mariska C.A. van Loenen, YzanneTurbett, Chris E.Mullins, Nigel E.H. Feilden, Michael J. Wilson, Carlo Leifert and Wendy E. Seel, Low temperature-short duration steaming of soil kills soil-borne pathogens, nematode pests and weeds, European Journal of Plant Pathology, 2003. 109: 993-1002.
10. Robinson M.P., Atkinson H.J., Perry R.N. The influence of soil moisture and storage time on the motility, infectivity and lipid utilization of second stage juveniles of the potato cyst nematodes Globoderarostochiensis and Globoderapallida // Rev. nematol. 1987. - Vol. 10. - P. 343-348.
11. Robinson M.P., Atkinson H.J., Perry R.N. The influence of temperature on the hatching, activity and lipid utilization of second stage juveniles of the potato cyst nematodes Globoderarostochiensis and Globoderapallida II Ibid // 1987. - Vol. 10. - P. 349-354.
12. Seinhorst J.W. Dynamics of populations of plant parasitic nematodes. - In: Ann. Rev. of Phytopathology, 1970, - N 8, - P. 131-156.
13. Shumway R., Stoffer D. Time Series Analysis and Its Applications: with R Examples. Springer, 3d Edition, 2011- 604 pp.
14. Subbotin S.A., Manuel Mundo-Ocampo, J.G. Baldwin Systematics of cyst nematodes Volume 8 Part B (Nematology Monographs and Perspectives) / Koninklijke Brill NV, Leiden, 2010. - 512 pp.
15. Trudgill, D.L., D.M. Parrott, K. Evans and F.V. Widdowson. Effects of potato cyst-nematodes on potato plants. IV Effects of fertilizers and Heteroderarostochiensis on the yield of two susceptible varieties. Nematologica, 1975. 21: 281-286
16. Van Der Wal A.F.and Vinke J.H. Soil temperature and moisture control in relation to screening Solanum spp. for resistance to the potato cyst nematode (Globodera spp.) in greenhouses Potato Res. 1982. 25: 23-29
17. Ward S.A., Rabbinge R. and Den Ouden H. Construction and preliminary evaluation of a simulation model of the population dynamics of the potato cystnematodeGloboderapallida, Neth. J. P1. Path. 1985. 91: 27-44.
