Обеспечение животноводства растительным кормовым белком за счет расширения площадей возделывания и повышения урожайности многолетних бобовых трав – общемировая проблема [1, 2]. Одной из ключевых задач, поставленных перед агропромышленным комплексом России, является производство высокобелковых кормов. В решении этой задачи главная роль принадлежит многолетним травам, в частности эспарцету. Эспарцет является перспективной высокобелковой кормовой культурой для кормопроизводства страны. Эспарцет отличается также высоким содержанием жирных масел, аскорбиновой кислоты, безазотистых экстрактивных веществ и незаменимых аминокислот [3, 4]. Хозяйственная значимость эспарцета не исчерпывается его высокой питательной ценностью. Эта культура ценна также его способностью повышать содержание в почве азота за счет его фиксации симбиотическими бактериями. По данным С.А.Игнатьева и А.А.Регидина, эспарцет в различных почвенно-климатических зонах способен накапливать от 100 до180 кг/га биологического азота, это прекрасный предшественник. Его также можно использовать и в качестве сидерата, что позволяет снизить количество минеральных удобрений при выращивании последующих культур [1].
Это особенно важно для условий орошаемого земледелия, поскольку при орошении особо острой является проблема восстановления и поддержания на высоком уровне плодородия почв, как основы получения стабильных урожаев сельскохозяйственных культур.
Среди резервов повышения урожайности эспарцета одними из важнейших являются вопросы научно обоснованной защиты его от вредителей. Поражение комплексом фитофагов в значительной степени (от 30 до 50 %) снижает продуктивность эспарцета и качество корма [5–7]. В связи с этим проблема защиты посевов эспарцета от патогенов в технологии возделывания этой культуры становится одной из наиболее актуальных.
Цель исследования: изучить видовой состав энтомокомплекса эспарцета песчаного в Нижнем Поволжье, определить влияние различных агрохимических фонов и предпосевной обработки семян бишофитом на численность и вредоносность фитофагов в орошаемых условиях.
Материалы и методы исследования
Исследования проводились нами в 2004–2016 гг. на посевах эспарцета в ФГУП «Орошаемое» ФГБНУ ВНИИОЗ (г. Волгоград). Климат региона резко континентальный, засушливый. Почвы региона исследований светло-каштановые, по механическому составу – тяжелосуглинистые. Способ орошения – дождевание (ДМ Мини Кубань – К) при поддержании предполивной влажности почвы не ниже 70–75 % НВ.
Изучение видового состава энтомофауны эспарцета, численности и вредоносности фитофагов проводили в полевых двухфакторных опытах. Первый фактор – 5 вариантов агрохимических фонов: контроль (без внесения удобрений); N30P90K70+N100 (в подкормку); сидерат 20 т/га+Р30; солома 6 т/га+N60 и навоз в дозе 60 т/га. Второй фактор – предпосевная обработка семян бишофитом и контроль (без обработки).
Учеты насекомых проводили еженедельно на посевах эспарцета первого-третьего лет жизни в течение вегетационного сезона: насекомых фитояруса учитывали методом кошения энтомологическим сачком со съемными мешочками с пересчетом численности насекомых на 1 м2, герпетофауну – почвенными ловушками Барбера [8, 9].
Статистическую обработку результатов проводили с использованием программы Microsoft Office Excel.
Результаты исследования и их обсуждение
За годы исследований (2004–2016 гг.) на посевах эспарцета нами было собрано более 93 тыс. экземпляров различных видов насекомых, относящихся к 875 видам, из которых 387 видов – фитофаги.
В энтомокомплексе эспарцета в Нижнем Поволжье наиболее многочисленны по количеству видов отряды Coleoptera и Hymenoptera – соответственно 29,0 и 28,9 % от общего числа видов. Большое количество видов принадлежит к отрядам Diptera и Orthoptera (16,4 и 12,2 % видов). На долю остальных семи отрядов (Manteoptera, Dermaptera, Homoptera, Hemiptera, Thysanoptera, Lepidoptera, Neuroptera) в агроценозе эспарцета приходится суммарно 13,5 % видов (рисунок).
Распределение видов в энтомокомплексе эспарцета по отрядам, 2004–2016 гг.
Посевы эспарцета подвергаются нападению довольно большого комплекса вредителей, среди которых имеются как многоядные, так и специализированные виды. Такие многоядные виды, как луговой мотылек (Loxostege sticticalis L.), люцерновая (Heliothis viriplaca Hfn.) и хлопковая (Helicoverpa armigera Hbn.) совки, наносят весьма существенный вред этой культуре. Заметно вредят также медведка обыкновенная (Gryllotalpa gryllotalpa L.), личинки щелкунов и чернотелок (сем. Elateridae и Tenebrionidae), личинки ростковых мух (Delia spp.) и другие почвообитающие вредители, повреждающие подземные и прикорневые части растений. Периодически эспарцету наносят серьезные повреждения саранчовые насекомые (сем. Acrididae), свекловичные долгоносики (Asproparthenis punctiventris Germar, Tanymecus spp.), свекловичный клоп (Poeciloscytus cognatus Fieb.) и др.
Из олигофагов наиболее серьезными являются листовой люцерновый долгоносик (Hypera postica Gyll.), повреждающий листья, различные виды клубеньковых долгоносиков (Sitona spp.), жуки которых объедают листья, а личинки питаются на корнях. Корни эспарцета повреждаются личинками большого люцернового долгоносика (Otiorhynchys ligustici L.). Также вредоносны люцерновый клоп (Adelphocoris lineolatus Goeze.), полевые клопы (Lygus spp.), гороховая тля (Acyrthosiphon pisum Harris.).
Из энтомофагов, обитающих в травостое эспарцета, к наиболее многочисленным и активным можно отнести хищных клопов – набисов и ориусов (Nabis ferus L., Orius niger Wolff.), хищного трипса (Thrips spp.), жуков и личинок тлевых коровок (сем. Coccinellidae). В травостое эспарцета отмечены также имаго перепончатокрылых из семейств Ichneumonidae, Pteromalidae, Tetrastichidae, Scelionidae. Среди энтомофагов напочвенного яруса доминируют жужелицы (Сarabidae), 78 видов которых зарегистрировано на посевах эспарцета. В своем большинстве жужелицы являются активными хищниками [10, 11]. Наиболее многочисленны среди жужелиц Calosoma auropunctatum Hbst., Poecilus cupreus L., P.sericeus F.-W., Pseudoophonus rufipes L., Harpalus distinguendus Duft. В сборах почвенными ловушками эти виды составили 72–75 %. Доминантные виды родов Calosoma и Poecilus по характеру питания являются активными хищниками, а для представителей Pseudoophonus spp. и Harpalus spp. характерно смешанное питание.
В наших исследованиях дана оценка влияния различных агрохимических фонов и предпосевной обработки семян эспарцета бишофитом на численность и вредоносность основных видов фитофагов в условиях орошения. В литературе отмечается, что научно обоснованное применение минеральных и органических удобрений не только оказывает положительное влияние на рост и развитие растений эспарцета, но и повышает их устойчивость к комплексу фитофагов [12, 13]. Особенно важна в регулировании численности вредителей подкормка посевов минеральными удобрениями. Исследованиями А.Е.Прокопчука установлено, что сбалансированное внесение минеральных удобрений приводит к развитию более мощной корневой системы, способствует повышению устойчивости растений при перезимовке, повышает долговечность посевов, дает значительную прибавку урожая. Применение оптимальных доз минеральных удобрений оказывает существенное сдерживающее влияние на фитофагов эспарцета, уменьшая численность и вредоносность главнейших вредителей [13].
Из макроэлементов важнейшую роль в снижении ущерба от фитофагов играет фосфор. Воздействие фосфора на насекомых происходит опосредованно и связано с некоторыми особенностями действия этого элемента на растения эспарцета. Внесение фосфорно-калийных удобрений сдвигает баланс обменных реакций в растении в сторону синтеза высокомолекулярных органических соединений, при этом снижается обводненность клеток и доступность корма для фитофагов уменьшается [13].
Рассматривая роль органических удобрений в регулировании численности и вредоносности фитофагов, П.В.Писаренко и С.В.Пономаренко [14] указывают, что внесение сидератов в рамках органической системы земледелия положительно сказывается на снижении численности вредителей и возрастании количества жужелиц.
В наших исследованиях дана оценка изменения численности фитофагов под воздействием различных агрохимических фонов и предпосевной обработки семян эспарцета песчаного бишофитом в условиях орошения. Результаты изучения влияния минеральных и органических удобрений на плотность вредителей эспарцета второго и третьего лет жизни в фазу стеблевания представлены в таблице.
Влияние минеральных и органических удобрений на численность вредителей эспарцета (фаза стеблевания), среднее за 2004–2016 гг.
|
Вариант |
Численность фитофагов, экз/м2 |
|||||
|
клубеньковые долгоносики |
листовой люцерновый долгоносик |
люцерновый клоп |
||||
|
предпосевная обработка бишофитом |
без обработки бишофитом |
предпосевная обработка бишофитом |
без обработки бишофитом |
предпосевная обработка бишофитом |
без обработки бишофитом |
|
|
Посевы второго года жизни |
||||||
|
Контроль |
0,82 |
1,83 |
0,67 |
1,62 |
0,34 |
0,68 |
|
N30P90K70+N100 |
0,31 |
0,68 |
0,24 |
0,82 |
0,15 |
0,30 |
|
Сидерат, 20 т/га |
0,3 |
0,71 |
0,31 |
1,13 |
0,15 |
0,23 |
|
Солома, 6 т/га+N60 |
0,24 |
0,52 |
0,44 |
0,96 |
0,18 |
0,31 |
|
Навоз, 60 т/га |
0,29 |
0,63 |
0,48 |
1,01 |
0,20 |
0,28 |
|
НСР05 (АВ) |
0,41 |
0,15 |
0,13 |
|||
|
Посевы третьего года жизни |
||||||
|
Контроль |
2,96 |
4,36 |
1,42 |
2,94 |
2,31 |
3,58 |
|
N30P90K70+N100 |
1,42 |
3,24 |
0,87 |
1,92 |
1,61 |
2,49 |
|
Сидерат, 20 т/га |
1,56 |
3,01 |
0,94 |
2,02 |
1,42 |
2,30 |
|
Солома, 6 т/га+N60 |
1,63 |
3,74 |
0,98 |
1,78 |
1,47 |
2,43 |
|
Навоз, 60 т/га |
1,54 |
3,28 |
1,01 |
1,53 |
1,38 |
2,35 |
|
НСР05 (АВ) |
0,58 |
0,38 |
0,64 |
|||
На основании проведенных исследований нами установлена зависимость численности вредителей эспарцета от применения различных доз минеральных и органических удобрений, а также положительное воздействие предпосевной обработки семян эспарцета бишофитом на снижение плотности фитофагов.
Результаты, представленные в таблице, показывают, что применение минеральных и органических удобрений в сравнении с контролем (без применения удобрений) во всех случаях способствовало достоверному снижению численности вредителей на посевах второго и третьего лет жизни эспарцета в орошаемых условиях. Так, численность имаго клубеньковых долгоносиков снижалась с 0,82–1,83 экз/м2 на посевах второго года жизни без применения удобрений до 0,24–0,71 экз/м2 на вариантах с внесением минеральных и органических удобрений, на посевах третьего года жизни – с 2,96–4,36 до 1,42–3,74 экз/м2 соответственно. Численность люцернового фитономуса – одного из опасных вредителей многолетних бобовых трав, снижалась с 0,67–1,62 на контроле второго года жизни до 0,24–1,13 экз/м2 на различных агрохимических фонах. Посевы эспарцета третьего года жизни накапливали вредителя в большей степени, но также наблюдалось сокращение численности фитофага – с 1,42–2,94 на контроле до 0,87–2,02 экз/м2 на агрохимических фонах. Численность люцернового клопа без применения удобрений составляла во второй год жизни 0,34–0,68, в третий год – 2,31–3,58 экз/м2, а при внесении удобрений снижалась соответственно до 0,15–0,31 и 1,38–2,49 экз/м2. Сокращение численности фитофагов фитояруса в вариантах с расчетными нормами минеральных удобрений и различными видами органических удобрений объясняется тем, что при улучшении питания формируются растения с более мощным габитусом, стенки клеток эпителия утолщаются, что приводит к снижению доступности растений для потребления вредителями.
Сравнивая между собой варианты с применением минеральных и органических удобрений, отметим, что не выявлено достоверных различий снижения численности клубеньковых долгоносиков, листового люцернового долгоносика и люцернового клопа по вариантам применения как расчетных доз минеральных удобрений, так и различных видов органических удобрений. Хотелось бы отметить также, что в научной литературе недостаточно сведений о влиянии органических удобрений на фитофагов фитояруса, хотя есть интересные работы по оценке влияния систем органических, минеральных удобрений и фитомассы растительных сидератов на почвенную мезо- и макрофауну [15].
По нашим данным, обработка семян эспарцета бишофитом оказала сдерживающее влияние на численность всех изучаемых видов фитофагов как на посевах второго, так и третьего лет жизни. Установлено, что применение бишофита снизило численность ситонов на посевах второго года жизни на 55,1–57,7 %, на посевах третьего года жизни – на 32,1–56,4 %. Снижение численного обилия листового люцернового долгоносика составило соответственно 52,4–58,6 и 34,0–54,6 %, а люцернового клопа – 28,5–50,0 и 35,3–41,2 %.
Заключение
Исследованиями установлено, что в энтомоценоз эспарцета входит 875 видов, в числе которых 387 видов фитофагов. Наиболее многочисленными в энтомокомплексе эспарцета в Нижнем Поволжье являются представители отрядов Coleoptera и Hymenoptera (29,0 и 28,9 % от общего числа видов).
Среди фитофагов фитояруса отмечены как многоядные, так и специализированные виды. Периодически эспарцету наносят серьезные повреждения полифаги: луговой мотылек (Loxostege sticticalis L.), люцерновая (Heliothis viriplaca Hfn.) и хлопковая (Helicoverpa armigera Hbn.) совки, медведка обыкновенная (Gryllotalpa gryllotalpa L.), личинки щелкунов и чернотелок (сем. Elateridae и Tenebrionidae) и др. Из олигофагов значительны повреждения листовым люцерновым долгоносиком (Hypera postica Gyll.), жуками и личинками различных видов клубеньковых долгоносиков (Sitona spp.), имаго и личинками люцернового клопа (Adelphocoris lineolatus Goeze.) и гороховой тлей (Acyrthosiphon pisum Harris.).
Наиболее многочисленными энтомофагами герпетобия являются представители семейства жужелиц, их зарегистрировано 78 видов. В фитоярусе эспарцета зарегистрированы хищные клопы из родов Nabis и Orius, хищные трипсы (Thrips spp.), жуки и личинки из семейства Сoccinellidae. В травостое эспарцета отмечены также имаго перепончатокрылых из семейств Ichneumonidae, Pteromalidae, Tetrastichidae, Scelionidae.
Исследования показывают, что применение минеральных и органических удобрений на посевах эспарцета в сравнении с контролем (без применения удобрений) во всех случаях способствует достоверному снижению численности вредителей на посевах второго и третьего лет жизни эспарцета в орошаемых условиях. Установлено, что обработка семян эспарцета бишофитом оказала сдерживающее влияние на численность всех изучаемых видов фитофагов, снижение численности вредителей при применении бишофита составило от 28,5 до 58,6 % на посевах второго и третьего лет жизни.