При поддержании биологического разнообразия беспозвоночных в лесостепных агроландшафтах Сибири особого внимания заслуживает изучение экологических факторов, определяющих таксономический состав и активность мезофауны, включая напочвенных хищных жесткокрылых насекомых.
В условиях Западной Сибири выявлено 154 вида жужелиц из 39 родов. В более влажных Предалтайской и Барабинской лесостепи преобладают представители родов Pterostiсhus и Poecilus, в более засушливой Кулундинской лесостепи – представители родов Harpalus и Amara [2]. При изучении карабидофауны различных биотопов отмечено, что на пахотных землях доминируют зоофаги (до 90 % от всех жужелиц). Отмечено существенное влияние на их активность антропогенных и абиотических факторов [7, 3].
На полях однолетних полевых культур и чистого пара формируются комплексы напочвенных хищников, для которых благоприятны рыхлая почва и условия хорошей освещенности. Окультуривание почвы приводит к возрастанию видового богатства жужелиц, а также к увеличению обилия большинства массовых видов [7].
На крестоцветных культурах юга таежной зоны Западной Сибири отмечен 61 вид жужелиц (Coleoptera, Carabidae) из 25 родов, причем большинство жизненных форм составляют зоофаги. Выяснено, что многократные обработки почвы способствуют значительному преобладанию жужелиц группы стратобионтов подстилочно-почвенных (43,1 %) главным образом за счет Pterostiсhus melanarius (16,7 %) и P. cupreus (14,5 %). Изучение трофических связей жужелиц в агроценозах крестоцветных культур позволяет считать массовые виды основными напочвенными энтомофагами ряда вредителей [1, 8].
Вместе с тем, в условиях лесостепи Новосибирской области влияние экологических факторов на таксономический состав и численность жужелиц-герпетобионтов в агроценозах ярового рапса изучено недостаточно. Поэтому целью исследования была оценка биологического разнообразия жужелиц-энтомофагов на яровом рапсе в зависимости от условий года и предпосевной обработки семян культуры.
Материал и методы исследования
Исследования проводили в 2011–2012 годах на посевах ярового рапса в условиях северной лесостепи Приобья. Анализируя условия вегетации, можно сделать вывод о том, что в годы исследований сложились засушливые условия, особенно в период вегетации 2012 года, июль которого характеризовался очень малым количеством осадков (7 % от нормы).
Температурный фон колебался от очень жарких условий в 2012 году до неустойчивых в 2011 году, когда май и июнь были теплее, а июль и август холоднее нормы на 2,2 и 0,5 градусов соответственно. В таких условиях растения рапса испытывали стресс от засухи, который усугублялся высокой вредоносностью фитофагов, особенно по всходам.
Посевная площадь делянки составляла 36 м2. Использовали сорт ярового рапса СибНИИК 198, суперэлита. Посев проводили 20 мая, рядовым способом с междурядьями 15 см, норма высева 2,5 млн/га. Учет насекомых проводили методом почвенных ловушек, установив по 1 ловушке на каждой из 8 учетных делянок рапса. Снимали ловушки каждую декаду с 8.06 по 10.08 в 2011 году и с 27.05 по 2.08 в 2012 году.
Предпосевную обработку семян рапса проводили препаратом Круйзер Рапс в норме расхода 15 л/т.
Результаты исследования и их обсуждение
На яровом рапсе в течение двух лет были отмечены представители следующих родов: Pterostichus, Calathus, Bembidion, Calosoma и другие, всего 7 таксонов. На посевах они появлялись в период формирования всходов и встречались в течение всего вегетационного периода. Трофические связи выявленных таксонов могут включать личинок и куколок капустной и репной белянок, а также куколок крестоцветных блошек [5, 6].
Из рисунка 1 видно, что на посевах рапса в 2011 году присутствовали представители 6 родов жужелиц. Их относительная численность была различной. Нами отмечено, что наибольшую численность составляли птеростихи (Pterostichus) (88 %) (в основном вид – птеростих черный – Pterostichus niger Schall). Пик численности у представителей рода Pterostichus был зафиксирован в первой – второй декаде июля. Представители других родов имели гораздо меньшую численность. Среди последних больше всего было моховиков (род Calathus Bonet) (8 %). Они были представлены в основном двумя видами – Calathus fuscipes (калатус буроногий) и Calathus halensis (калатус крепкий).
Рис. 1. Динамика численности жужелиц на яровом рапсе, 2011г.
В 2012 году (рис. 2) погодные условия (жаркий засушливый июль) наложили отпечаток, вызывая снижение численности у основных групп жужелиц в этот период. По-прежнему лидировали птеростихи (63 %), но их численность по сравнению с 2011 годом была несколько ниже вследствие того, что они достаточно влаголюбивы.
У моховиков наблюдали обратную картину, что говорит об их более высокой адаптивной способности к жаре и засухе. Численность представителей этого рода превысила прошлогодние значения в несколько раз и составила 33 % общей численности. К отличию 2012 года от предыдущего можно отнести и появление представителей еще одного рода жужелиц, ранее не зафиксированных в учетах. Это представители рода бегунов (Harpalus), которые единично встречались в ловушках в 2012 году.
Рис.2. Динамика численности жужелиц на яровом рапсе, 2012 г.
Таким образом, представленная динамика численности жужелиц позволяет утверждать, что в агроценозе ярового рапса присутствует стабильный по таксономическому составу комплекс жужелиц, который имея некоторые отличия по годам (в 2012 отмечено появление представителей еще одного рода – бегунов (Harpalus)), сохраняет свою целостность.
В течение двух лет мы изучали влияние на жужелиц такого распространенного в регионе исследований приема защиты рапса от фитофагов как предпосевная обработка семян препаратом Круйзер Рапс в рекомендуемой Списком пестицидов норме расхода 15 л/т. Известно, что при предпосевной обработке семян часть препарата попадает в почву, поэтому напочвенные хищные насекомые, в частности жужелицы различных родов, могут служить в качестве индикаторов побочного негативного действия пестицидов [4]. Количественный учет показал, что снижения численности энтомофагов на варианте с обработкой семян, по сравнению с контрольным вариантом, не происходило. Возможно, это связано с тем, что в состав препарата входили современные прилипатели, которые хорошо удерживали инсектицид на поверхности семян. Различия наблюдали лишь по годам (табл.1).
Таблица 1
Относительная численность комплекса жужелиц по вариантам опыта по годам
|
|
2011 |
2012 |
||
|
Контроль |
Круйзер Рапс |
Контроль |
Круйзер Рапс |
|
|
Pterostichus |
132 |
161 |
119 |
67 |
|
Amara |
4 |
2 |
1 |
2 |
|
Bembidion |
2 |
11 |
6 |
6 |
|
Calathus |
15 |
26 |
61 |
38 |
|
Calosoma |
6 |
3 |
0 |
1 |
|
Broscus |
1 |
1 |
3 |
8 |
|
Harpalus |
0 |
0 |
1 |
4 |
Дисперсионный анализ результатов исследования показал, что влияние предпосевной обработки семян на численность основных групп жужелиц было статистически недостоверным.
Анализ биологического разнообразия жужелиц, представленный в табл.2, свидетельствует о стабильности наземного карабидокомплекса, с сохранением доминирующих таксонов по годам.
Таблица 2
Биологическое разнообразие жужелиц на посевах ярового рапса по годам
|
Показатель |
2011 |
2012 |
|
Средняя численность насекомых, на 4 ловушко/сутки |
3,0 |
3,4 |
|
Максимальная численность насекомых, на 4 ловушко/сутки |
6,4 |
7,9 |
|
Общее число таксономических групп насекомых |
6 |
6 |
|
Число доминирующих видов (составляют более 50% в учете) |
2 |
2 |
|
Число постоянных видов (встречаются в 50% учетов) |
3 |
2 |
|
Индекс разнообразия Маргалефа (DMg) |
0,99 |
0,95 |
|
Индекс разнообразия Минниха (DMn) |
0,47 |
0,43 |
|
Максимальная численность птеростихов, экз./ учет |
5,5 |
4,6 |
|
Индекс доминирования птеростихов по Бергеру-Паркеру (d) |
0,8 |
0,6 |
|
Максимальная численность моховиков, экз./ учет |
0,6 |
3,3 |
|
Индекс доминирования моховиков по Бергеру-Паркеру (d) |
0,1 |
0,3 |
Таким образом, учитывая, что индекс Бергера-Паркера (d) выражает относительную значимость наиболее обильного вида, можно сказать, что, несмотря на некоторые различия по годам, этот индекс достаточно высок для представителей рода Pterostichus и составил от 0,8 в благоприятном году до 0,6 в условиях засухи. Доминирование второго по обилию таксона (род Calathus) возрастало в три раза в более сухих и жарких условиях, но было существенно (в 2 раза) ниже, чем у рода Pterostichus.
Заключение
В агроценозе ярового рапса в северной лесостепи Приобья присутствовал комплекс жужелиц, который, имея отличия по годам в зависимости от погоды, сохранял относительную целостность. На яровом рапсе отмечены представители следующих родов: Pterostichus, Calathus, Bembidion, Calosoma и другие, всего 7 таксонов. Наибольшую численность составляли птеростихи (в основном один вид птеростих черный –Pterostichus niger Schall.). Представители других родов имели гораздо меньшую численность. Среди них преобладали моховики (род Calathus Bonet.). Анализ биологического разнообразия жужелиц показал стабильность наземного карабидокомплекса и сохранение доминирующих таксонов по годам. Предпосевная обработка семян инсектицидом Круйзер Рапс не оказала существенного влияния на таксономический состав и обилие жужелиц.
Рецензенты:
Воробьева И. Г., д.б.н., доцент, заместитель директора по научной работе, ФГБОУ ВПО «РЭУ им. Г. В. Плеханова», Новосибирский филиал, Министерство образования и науки Российской Федерации, г. Новосибирск;
Горобей И. М., д.с.-х.н., главный ученый секретарь ФГБУ «Сибирское отделение аграрной науки», Новосибирская область, п. Краснообск.