Scientific journal
Modern problems of science and education
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,931

INFLUENCE CLOGGING WINTER WHEAT GRAIN APHID POPULATIONS AND ITS APHIDOPHAGOUS

Glazunova N.N. 1 Maznitsyna L.V. 1 Sharipova O.V. 1 Shipulya A.N. 1
1 FSBEI HPE «Stavropol State Agrarian University»
Проведено изучение влияния степени засоренности озимой пшеницы на динамику численности популяции злаковых тлей (Sitobion avenae и F. Schizaphis graminum Rond.) и ее афидофагов (Coccinellidae, Syrphidae, Chrysopidae, Aphidiidae) в разные периоды онтогенеза озимой пшеницы (трубкование, колошение, цветение, молочная спелость, восковая спелость) в зоне Центрального Предкавказья. Для обработки данных применены статистические методы (регрессионный и корреляционный анализы) и получены уравнения аналитической зависимости численности популяции злаковых тлей и ее афидофагов от степени засоренности агроценозов, которые математически описывают процесс динамики изменения численности фитофага и его энтомофагов в агроценозах озимой пшеницы в различные фазы онтогенеза растений. С увеличением степени засоренности агроценозов озимой пшеницы регулирующая роль природных афидофагов снижается, так как численность хищных и паразитических насекомых возрастает медленнее, чем численность популяции злаковой тли. Полученные результаты можно использовать для расчета и составления прогноза о возможной численности данного вредителя и его энтомофагов в агроценозах Центрального Предкавказья в различные этапы онтогенеза озимой пшеницы с различной степенью засоренности.
The study of influence of debris winter wheat on population dynamics of cereal aphids (Sitobion avenae and F.Schizaphis graminum Rond.) Andaphidophagous (Coccinellidae, Syrphidae, Chrysopidae, Aphidiidae) indifferent period sofontogenesisof winter wheat ( booting , earing , flowering, milk ripeness , waxyripeness ) intheareaoftheCentralCaucasus. Dataprocessingappliedstatisticalmethods( regressionandcorrelationanalyzes) andanalyticalequationsareobtaineddependingonthepopulationsizeofcerealaphidsandaphidophagousofdebrisfromagrotcenozovthatmathematicallydescribetheprocessofchangeinthepopulationdynamicsanditsphytophageentomophageagrotcenozahwinterwheatindifferentphasesofplantontogenesis. As the degree of infestation of winter wheat agrotcenozov regulatory role of natural aphidophagous decreases as the number of predatory and parasitic insects grows more slowly than the population size grain aphid. The results obtained can be used to calculate and forecast the possible number of this pest and its entomophage agrotcenoz central Caucasus in various stages of ontogenesis of winter wheat with varying degrees of infestation.
weeds
phaseof development of winter wheat
Aphidiidae
Chrysopidae
Syrphidae
Coccinellidae
Schizaphis graminum Rond.
Sitobionavenae F.

Сорная растительность в агроценозе озимой пшеницы оказывает влияние не только на культурные растения, но и воздействует на другие компоненты консорция. Влияя на эпидемическую и градацион­ную ситуацию в агроценозах пшеницы, сорняки часто являют­ся дополнительной кормовой базой для вредителей, чем способствуют сохране­нию выживанию, когда растения пшеницы их не обеспечивают пищей. Этим засоренность противодействует фитосанитарному эффекту севооборота, как это имеет место, например, при засорении посевов злаковыми сорняками. Цветущая сорная растительность может служить дополнительной кормовой базой для паразитов вредителей [1].

В течение 2003-2006 гг. в СПК колхоз «Новомарьевский» Шпаковского района был заложен опыт по трем степеням засоренности: слабая – от 0 до 20 особей/ м2 сорных растений; средняя – от 21 до 70; сильная – более 70. Площадь делянок составляла 0,25 га (общая площадь опыта 2,31 га).

Проведенные нами исследования показали, что увеличение степени засоренности в агроценозах озимой пшеницы способствует увеличению численности злаковых тлей, наименьшее различие мы наблюдали в фазу трубкования озимой пшеницы. В агроценозах со слабой степенью засоренности она составляла в среднем за четыре года 0,05 экз./растение, а со средней – 0,054 экз./растение, с сильной – 0,063 экз./растение, что на 8 % и 26 % выше. В дальнейшем при развитии озимой пшеницы это разрыв в численности увеличивается и от 8-37 % в агроценозах со средней степенью засоренности и от 26-62,5% с сильной степенью засорения (рисунок 1).

Рисунок 1 – Влияние степени засоренности озимой пшеницы на численность злаковых тлей в 2003-2006 гг.

Численность злаковых тлей во все фазы развития озимой пшеницы находится в логарифмической зависимости от степени засоренности агроценоза (табл. 1). Общее уравнение имеет следующий вид:

y = aLn(x) + b ± 0,012

где y – численность вредной черепашки; х – степень засоренности; a,b – коэффициенты фазы онтогенеза озимой пшеницы.

Полученные нами данные по аналитической зависимости численности популяции злаковых тлей от степени засоренности агроценозов математически описывают процесс динамики изменения численности фитофага в агроценозах озимой пшеницы с различной степенью засорения в различные фазы онтогенеза растений. Полученные результаты можно использовать для расчета и составления прогноза о возможной численности данного вредителя в агроценозах Ставропольского края в различные этапы онтогенеза озимой пшеницы с различной степенью засоренности.

Таблица 1 - Аналитические зависимости численности популяций злаковых тлей с разной степенью засоренности в различные фазы онтогенеза озимой пшеницы в 2003-2006 гг.

ФАЗЫ РАЗВИТИЯ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ

ЗЛАКОВЫЕ ТЛИ

Уравнение логарифмической зависимости

Достоверность апроксимакции R2

1.

Трубкование

y = 0,0112Ln(x) + 0,049

0,8702

2.

Колошение

y = 0,089Ln(x) + 0,3069

0,9777

3.

Цветение

y = 0,3494Ln(x) + 0,8813

0,9889

4.

Молочная спелость

y = 1,9731Ln(x) + 4,1249

0,9971

5.

Восковая спелость

y = 0,9054Ln(x) + 1,5926

0,9988

Степень засоренности агроценозов озимой пшеницы оказывает прямое воздействие на численность энтомофагов злаковых тлей. При средней засоренности агроценозов озимой пшеницы численность кокцинеллид возрастает от 5% в фазу трубкования до 25% в фазу восковой спелости зерна. При сильной степени засоренности нами отмечалось снижение численности кокцинеллид с 0,2 экз/м2 до 0,15 экз/м2, что составляет 25%, в дальнейшем этот процент сокращался с 20% в фазу колошения до 2,3% в фазу восковой спелости зерна (рисунок 2).

На наш взгляд, такое изменение численности связано с наличием лучшей кормовой базы (повышенная численность злаковых тлей, имаго и личинки кокцинеллид тратят меньше времени и энергии на поиски пищи). Миграция кокцинеллид с засоренных полей на незасоренные в ходе исследований отмечены не были.

Рисунок 2 – Влияние степени засоренности озимой пшеницы на численность кокцинеллид в 2003 -2006 гг.

Другая группа хищников злаковых тлей – сирфиды. После питания на сорной растительности в агроценозах со средней степенью засоренности часть их популяции перемещались в стации озимой пшеницы со слабой степенью засоренности. На наш взгляд, это связано с эколого-эволюционным развитием данной группы хищников, так как для паразитов и хищников растительноядных насекомых важную роль играют химические стимулы, связанные с кормовым растением хозяев. Эксперты Monteith (1960) показали, что на эффективность поисков может влиять и видовой состав растительной ассоциации, в которой обитает хозяин. Запахи других растений не отпугивали самок паразита Bessa harveyi, но сильно маскировали запахи хозяина и его кормового растения.

В наших опытах данные результаты согласуются с экспериментами, проведенными в Канаде. С нарастанием биомассы сорной растительности больший процент популяции сирфид перемещается на поля со слабой степенью засоренности. Если в фазу трубкования численность сирфид на полях со средней степенью засоренности выше на 40%, то в дальнейшем этот разрыв сокращается, и к фазе восковой спелости зерна достигает 15%. На полях с сильной степенью засоренности нами отмечено снижение численности сирфид, и со временем от фазы трубкования до фазы восковой спелости зерна численность популяции сирфид в посевах с сильной степенью засоренности меньше на 20-18 % по сравнению с агроценозами со слабой степенью с засоренности (рисунок 3).

Рисунок 3 – Влияние степени засоренности озимой пшеницы на численность сирфид в 2003 -2006 гг.

Влияние степени засоренности агроценозов на численность популяции златоглазок сходно с влиянием на численность популяции кокцинеллид. В агроценозах со средней степенью засоренности на начальных этапах онтогенеза озимой пшеницы мы наблюдали небольшое увеличение численности златоглазок на 5% в среднем за три года наблюдений, а до фазы восковой спелости зерна он увеличивался до 15,5%. Такое увеличение численности мы связываем с большим процентом выживаемости отрождающихся личинок в связи с лучшей кормовой базой, так как численность популяции злаковой тли на этих этапах онтогенеза озимой пшеницы выше на 8-37% по сравнению с агроценозами со слабой степенью засоренности. В посевах с сильной степенью засоренности отмечали снижение численности златоглазок в фазы трубкования и колошения она была 0,15 экз/м2 и 0,3 экз/м2, что на 25% ниже чем в посевах со слабой степенью с засоренности. В дальнейшем мы наблюдали сокращение разрыва, в фазу цветения численность популяции златоглазок была меньше на 22,3% в фазе восковой спелости зерна, она была всего на 5,2% меньше по сравнению с численностью популяции в агроценозах со слабой степенью засоренности. Такое изменение численности в последующие фазы развития озимой пшеницы, на наш взгляд, связано с наличием лучшей кормовой базы для златоглазок, ведь численность популяции злаковой тли в посевах с сильной степенью засоренности больше на 26-62,5%, чем в посевах со слабой степенью засоренности.

Рисунок 4. – Влияние степени засоренности озимой пшеницы на численность златоглазок в 2003 -2006 гг.

Влияние степени засоренности посевов озимой пшеницы на численность популяции паразитов афидиид сходно с влиянием ее на численность популяции сирфид.

При средней степени засоренности на начальных фазах развития наблюдали увеличение численности до 0,24 экз/м2, что на 40% выше, чем в агроценозах со слабой степенью засоренности. В дальнейшем наблюдалось сокращение этого разрыва в численности с 75 до 82,1%. Видимо, причины уменьшения роста популяции заключаются в миграции определенной части популяции афидиид на поля со слабой степенью засоренности.

При анализе соотношения злаковых тлей и их афидофагов видим, что наибольшее регулирующее воздействие хищники способны оказывать на полях со слабой степенью засоренности. В агроценозах со средней степенью засоренности численность хищных насекомых возрастает медленнее, чем численность популяции злаковой тли. Данные тенденции четко просматриваются при математическом анализе влияния засоренности на численность популяции злаковой тли и ее афидофагов (табл. 2).

Рисунок 5. – Влияние степени засоренности озимой пшеницы на численность афидиид в 2003 -2006 гг.

Таблица 2 Влияние степени засоренности агроценоза озимой пшеницы на соотношение злаковых тлей и её афидофагов в  2003-2006 гг.

ФАЗЫ РАЗВИТИЯ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ

Соотношение тли и  афидофагов

0-20

20-70

Более 70

Трубкование

1: 19

1:18

1: 22

Колошение

1:42

1:48

1:59

Цветение

1:53

1:64

1:74

Молочная спелость

1: 91

1:99

1:119

Восковая спелость

1: 11

1: 15

1: 20

Проведенные нами исследования позволили нам рассчитать изменение численности энтомофагов злаковых тлей по пяти фазам онтогенеза озимой (кущение, колошение, цветение, молочная и восковая спелость) в агроценозах с разной степенью засорения.

Численность афидофагов злаковых тлей, как хищников, так и паразитов, во все фазы развития озимой пшеницы находится в линейной зависимости от степени засоренности агроценоза (табл. 3).

Таблица 3 - Аналитические зависимости численности популяций афидофагов и засоренности в различные фазы онтогенеза озимой пшеницы в 2003-2006 гг.

Афидофаги

Уравнение регрессии

R2

Трубкование

Кокцинеллиды

y= -0,025x + 0,225

0,9865

Сирфиды

y= -0,03x2 + 0,11x + 0,02

0,9456

Златоглазки

y = -0,025x + 0,225

0,8254

Афидииды

y = -0,025x + 0,225

0,9254

Колошение

Кокцинеллиды

y= -1,45x2 + 5,65x + 1,7

0,9456

Сирфиды

y = -0,14x2 + 0,52x - 0,08

0,9543

Златоглазки

y= -0,08x2 + 0,27x + 0,21

0,9915

Афидииды

y= -0,15x2 + 0,55x - 1E-14

0,9515

Цветение

Кокцинеллиды

y = -0,6x2 + 2,3x - 7E-14

0,9543

Сирфиды

y = -0,28x2 + 1,04x - 0,06

0,9126

Златоглазки

y = -0,05x + 0,95

0,8887

Афидииды

y= -0,3x2 + 1,1x - 2E-14

0,9887

Молочная спелость

Кокцинеллиды

y = -0,16x + 0,8

0,9777

Сирфиды

y= -0,365x2 + 1,395x + 0,47

0,9889

Златоглазки

y= -0,35x2 + 1,25x + 1,1

0,9777

Афидииды

y = -1,15x2 + 4,45x - 1,4

0,9743

Восковая спелость

Кокцинеллиды

y = -0,2x + 17,7

0,9889

Сирфиды

y= -0,685x2 + 2,655x + 1,93

0,957

Златоглазки

y= -0,55x2 + 2,05x + 4,3

0,947

Афидииды

y = -0,45x + 8,25

0,9897

В фазе кущения озимой пшеницы в агроценозах с разной степенью засоренности изменение численности кокцинеллид, златоглазок и афидиид в линейной зависимости первой степени общее уравнение имеет следующий вид: y= -ax+ b ± 0,011.

где y – численность энтомофага; х – степень засоренности; a, b, c – коэффициенты фазы онтогенеза озимой пшеницы.

Изменение же численности сирфид в фазе кущения озимой пшеницы в агроценозах с разной степенью засоренности описывается уравнением в линейной зависимости второй степени: y= -ax2 + b ± 0,011.

В дальнейшем в процессе онтогенеза озимой пшеницы (колошение, цветение, молочной и восковой спелости зерна) изменение численности афидофагов в основном в агроценозах озимой пшеницы с разной степенью засоренности описывается уравнением в линейной зависимости второй степени.

Как видно из полученных данных, изменение численности популяции злаковой тли на полях с разной степенью засоренности происходит в логарифмической зависимости, а изменение численности ее афидофагов – в линейной зависимости второй и первой степени в различные этапы онтогенеза озимой пшеницы. Это свидетельствует о том, что численность энтомофагов возрастает медленнее, чем численность популяции злаковой тли. В целом, из полученных данных видим, что увеличение степени засоренности посевов озимой пшеницы ведет к увеличению численности злаковой тли и уменьшению регулирующей роли ее афидофагов, о чем свидетельствует знак «минус» перед индексом «а» в уравнениях регрессии первого и второго порядка.

Итак, в агроценозах с сильной степенью засорения (более 70 шт/м2 ) численность популяции злаковых тлей выше на 52-62 %, чем в чистых посевах озимой пшеницы. С увеличением степени засоренности агроценозов озимой пшеницы регулирующая роль природных афидофагов снижается, так как численность хищных и паразитических насекомых возрастает медленнее, чем численность популяции злаковой тли.

Рецензенты:

Ченикалова Е.В., д.б.н., профессор кафедры химии и защиты растений ФГБОУ ВПО «Ставропольский государственный аграрный университет», г. Ставрополь.

Стародубцева Г.П., д.с.-х.н., профессор, заведующая кафедрой физики ФГБОУ ВПО «Ставропольский государственный аграрный университет», г. Ставрополь.