Обоснование применения электрофизического метода для мониторинга численности и фазы развития насекомых - вредителей овощных культур

Если выращивание овощей на гидропонике невозможно, то обеззараживание почвы термическим путем является в настоящее время единственной альтернативой, так как применение химических методов по экологическим соображениям разрешается только в исключительных случаях. Прогреванием почвы можно уничтожить семена сорняков, вирусы, бактерии, грибы, нематоды и других обитающих в почве вредителей на различных стадиях развития. Но следует учитывать, что при термическом обеззараживании почвы погибают полезные флора и фауна [2].

Чувствительность к высоким температурам у вредных организмов разная. При 30-минутном воздействии температур от 50 до 60°С уже отмирают почвообитающие нематоды, много семян сорняков, грибы различных видов и т.д. Самыми устойчивыми к теплоте являются спорообразующие бактерии и вирус табачной мозаики [2], которые отмирают или инактивизируются только при температуре 90°С. В последние годы во многих регионах наметилась тенденция к увеличению вредоносности болезней и вредителей, что связано с нарушением работы централизованной системы по проведению защитных мероприятий. Обеззараживание почвы проводят паром. Необходимое количество пара зависит от применяемой технологии, желаемой глубины обработки, структуры, температуры и влажности почвы. Используются в основном паровые котлы низкого давления. Парораспределение производят с помощью различных технологий. Большей производительности можно достичь при использовании вакуумного метода запаривания с использованием дренажных термостабильных полиэтиленовых трубок. Использование пара для обеззараживания почвы – процесс трудоемкий и требующий больших первоначальных капитальных вложений.

В регионах с высокой солнечной инсоляцией частичное обеззараживание проводят солнечным обогревом почвы, укрыв ее до посевов светопропускаемой пленкой из полиэтилена. При этом на глубине до 5 см она прогревается до 60°С, а на глубине 20 см – до 40°С.

Озонированием или облучением питательного раствора и субстрата ультрафиолетовыми лучами можно также инактивировать вирусы и вредные организмы, но оборудование, используемое для этих целей, очень дорогое. Кроме этого, при озонировании не исключается влияние излучения на питательные вещества почвы. Эффект облучения почвы ультрафиолетовыми лучами снижается при загрязнении и помутнении, а также при содержании железа в растворе или субстрате. В таких случаях требуется предварительная фильтрация и очистка.

Для обработки посевного материала можно использовать три термофизических способа в целях контроля вредных организмов, переносимых с семенами или посадочным материалом: обработка горячей водой, горячим влажным воздухом (горячим паром) и обработка горячим воздухом. Их применение возможно, когда культурное растение или их обрабатываемые части менее чувствительно реагируют на определенную температуру, чем вредные организмы.

Недостатки способов влажной термической обработки состоят в необходимости возвратного высушивания обработанных семян, возможности ранения их семенной оболочки и выщелачивания водорастворимых питательных веществ. Кроме того, семена некоторых овощных культур при горячей обработке становятся осклизлыми и при высушивании могут терять свои посевные качества.

Экономичнее для стерилизации семян использовать ультрафиолетовое излучение, положительно влияющее на их качество и в итоге на сроки созревания и урожайность. Для облучения семенного материала применяют облучательную установку ОУЗ-2 [3].

Обработка семян ультрафиолетовыми лучами рассчитана так, что энергия их внедряется только в оболочку семян, не затрагивая зародыша. При этом уничтожаются возбудители, находящиеся на поверхности или внутри семенной оболочки.

На открытом грунте, особенно при выращивании на небольших участках, овощные культуры испытывают на себе нашествие различных насекомых (морковная и луковичная мухи, луковичная моль, капустная тля, капустная муха и др.). Покрытие полей и участков мелкоячеистыми сетками и нетканым синтетическим материалом (полипропилен) значительно снижают поражаемость овощных культур названными выше насекомыми-вредителями. Применяют сетки и нетканые материалы, как правило, только в начале лета. Но под ними наблюдается усиленный рост определенных сорняков. Под тонкими сетками из нетканого материала могут сильнее развиваться некоторые грибковые болезни, так как влажность под ними выше. Необходимая продолжительность покрытия для разных культур разная.

Таким образом, физические методы борьбы с насекомыми-вредителями в полном технологическом цикле подготовки почвы, семенного и посадочного материала и выращивания овощей капиталоемки и не обеспечивают надежную защиту. При их применении возникают побочные отрицательные эффекты, и в конечном результате экономический эффект от их применения незначительный.

Для борьбы с насекомыми-вредителями в качестве аттрактантов используют некоторые физические агенты, привлекающее воздействие которых стабильно и подвергается регулированию. Такими аттрактантами могут быть электромагнитные колебания в оптической части спектра и акустические колебания среды. Устройства электрофизической защиты растений от насекомых-вредителей дают возможность в системе прогнозов иметь достоверную информацию о численности популяций всех насекомых, входящих в агробио-циноз поля для выращивания овощей, обладают стабильным привлекающим воздействием, обслуживание этих устройств не требует больших трудозатрат, их работа может быть автоматизирована [4].

Из акустических средств борьбы с насекомыми-вредителями известны устройства со звуковыми приманками, представляющими собой генераторы импульсно-модулированных сигналов. Но привлекающая способность устройства неэффективна в следствии отсутствия подстройки транслируемого сигнала в зависимости от температуры воздуха [5].

Имеются сведения по использованию в качестве приманки электрического освещения [6], комплектуемого устройством, состоящим из высоковольтных электродов для уничтожения вредных насекомых на животноводческих фермах.

Исходя из этого возникло два способа электрофизической защиты растений: использование электрооптических преобразователей для непосредственной борьбы с насекомыми-вредителями и для мониторинга численности и фазы развития насекомых-вредителей. При превышении численности насекомых-вредителей определенного экономического порога данные мониторинга обуславливают применение селективных средств борьбы, в том числе химических. Использование электрооптических установок позволяет агроному по защите растений контролировать от 400 до 800 га плодовых насаждений. Имеются сведения об изучении динамики лета вредителей табака – табачного бражника, в США (Северная Королина), на острове Сан-Круа (Вергинские острова) [7].

Применение электрооптических установок для защиты урожая риса в Японии показало, что достаточно использовать одну установку с лампой, имеющей колбу из синего стекла, мощностью 60 Вт на площади 1 га [4].

Для борьбы с насекомыми-вредителями в садах и огородах личных подсобных хозяйств отечественной промышленностью и за границей налажен выпуск разнообразных устройств на основе электрооптических преобразователей. В таблице приведены технические характеристики некоторых моделей

Технические характеристики устройств электрофизической борьбы с насекомыми-вредителями

Основными недостатками приведенных в таблице устройств являются небольшая площадь эффективного действия (локальное воздействие), обусловленная малой их мощностью, необходимость наличия источника питания 220 В, зависимость от погодных условий.

Общим недостатком является то, что они направлены на ликвидацию насекомых (что запрещено нормативными актами Евросоюза), действуют на ограниченной площади. Все это затрудняет проведение мониторинга численности и фазы развития насекомых-вредителей.

Выводы. Анализ существующих методов и средств защиты растений показывает, что наиболее перспективным является электрофизический метод, применимый на любой фазе развития растений. Использование этого метода позволяет не проводить дорогостоящие работы с высокими капиталовложениями по стерилизации почвы и семян перед посевом и посадками, регистрировать вспышки численности популяции отдельных видов насекомых-вредителей и корректировать сроки проведения защитных мероприятий. Кроме этого применение электрофизического метода защиты растений не нарушает экологического равновесия и экологической обстановки в массивах промышленного сада.