Роль защитных лесонасаждений как экологического фактора в регулировании фитосанитарного состояния посевов масличных культур

Введение. Растительные жирные масла таких культур, как подсолнечник, рапс и лён масличный, имеют большое народнохозяйственное значение и составляют основу рационального питания современного человека, а технические масла достаточно широко применяются почти во всех областях промышленности.

Возможности увеличения производства сырья масличных культур напрямую связаны с повышением валовых сборов за счет увеличения урожайности при строжайшем соблюдении научно обоснованных технологий выращивания этих культур.

Подобные научные подходы к возделыванию масличных культур выстраивались на протяжении многих лет, и они наиболее полно обеспечивают требования растений к факторам жизни.

Однако за последнее десятилетие как в Краснодарском крае, так и в Южном федеральном округе (ЮФО) в целом фито-санитарная обстановка в агроценозах масличных культур претерпела значительное ухудшение вследствие снижения общей культуры земледелия. Грубейшие нарушения севооборотов, систем обработки почвы, несоблюдение правил и норм применения удобрений способствовали росту засоренности полей.

Чрезмерное увеличение посевных площадей масличных культур, особенно подсолнечника, в конечном итоге приводит не только к снижению урожайности и валовых сборов семян, но и к поражению болезнями и заселению вредителями посевов этих культур. И, действительно, при ежегодных полевых обследованиях посевов мы наблюдаем не только усиление вредоносности основных патогенов, но и увеличение плотности заселения насекомых-вредителей в агроценозах подсолнечника, рапса и льна масличного, а также появление новых более опасных вредных организмов. Так, например, за последние 10 лет в отдельных хозяйствах Краснодарского края на посевах подсолнечника численность проволочников достигала 50–70 экз./м2, а в отдельных случаях она превышала 100 экз./м2. При такой численности зачастую хозяйства вынуждены пересевать подсолнечник из-за высокой степени повреждения и гибели или сильной изреженности посевов. Площадь пересева культуры по этой причине в крае в отдельные годы достигает от 30 до 50 тыс. га. На этом фоне резко возросла роль и усилилась вредоносность таких фитофагов, как тли, луговой мотылек, озимая и хлопковая совки.

Посевы рапса также подвергаются все более активно инвазиям фитофагов, а порой и полному их уничтожению насекомыми, видовой состав которых насчитывает более 50 видов многоядных и специализированных вредителей. Среди многоядных насекомых наибольшее значение стали иметь совка гамма и некоторые другие листогрызущие совки, луговой мотылёк, проволочники. Основную опасность посевам представляют специализированные вредители, такие как крестоцветные блошки, рапсовый цветоед, скрытнохоботники, капустная совка, капустная белянка, капустная тля и стручковый комарик и др. В стадии массового размножения они значительно снижают урожай культуры и его качест- во, а в некоторых случаях могут даже вызвать полную гибель посевов.

Ухудшение фитосанитарного состояния посевов не обошло и широко возделываемую и пользующуюся спросом в настоящее время культуру - лен масличный. Так, расчётные потери льна за последние 10 лет по стране составили: от вредителей - 4,4, болезней - 10,0 и сорняков - 21,8 % валового сбора урожая [16]. Суммарный ущерб, наносимый вредителями, болезнями и сорняками на этой культуре, ежегодно растет.

Для нашей страны также возрастает проблема завоза известных насекомых-вредителей растений, резистентных к пестицидам, из стран, где активно используются многократные химические обработки, вызывающие у насекомых устойчивость к ним и часто приводящие к массовым размножениям и распространению их в сопредельных странах [3]. На фоне ухудшения фитосанитарной обстановки в посевах масличных культур в значительной степени возросла роль пестицидов для борьбы с фитофагами, болезнями и сорняками.

Безусловно, в данной ситуации крайне важно вернуться к соблюдению основных принципов высокой культуры земледелия, что необходимо не только для повышения продуктивности сельскохозяйственных культур, но и улучшения фитоса-нитарного состояния посевов, а также экологической обстановки в регионе.

Одним из существенных факторов, влияющих на фитосанитарное состояние посевов и экологическую обстановку в агроценозах масличных культур, являются защитные лесные насаждения, а также вопросы, связанные с поддержанием должного порядка в них. Естественные и искусственные леса - это не только важнейшие компоненты биосферы, но велика и многофункциональна их роль как регуляторов биологического и экологического равновесия в природе. В создании природных комплексов и экологических условий их значение весьма существенно

[9]. Нельзя не отметить и другое значение лесополос: их способность существенно изменять ландшафт, служить постоянно действующим противодефляционным элементом, на протяжении длительного времени способствуя повышению урожаев сельскохозяйственных культур на смежных полях, защищая их от заноса мелкозёмом [2; 15; 17].

Однако влияние защитных лесонасаждений на состояние посевов масличных культур может быть как положительным, так и отрицательным. Так, чрезмерная загущенность лесополос, отсутствие должного ухода за ними и близость их к посевам культурных растений, в частности к полям масличных культур, способна кардинально повлиять на увеличение численности насекомых-вредителей и усиление их вредоносности.

Поэтому при ухудшающемся фитоса-нитарном состоянии посевов масличных культур и деструктивном воздействии на экологию агроэкосистем защитным лесным насаждениям должно отводиться значительное место в охране окружающей среды и защите земель от воздействия неблагоприятных природных и антропогенных факторов.

Для фитосанитарного состояния посевов масличных культур важным условием является то, что лесная растительность в соответствии со своими биоэкологиче-скими особенностями в значительной степени определяет микроклиматическую обстановку на прилегающих сельскохозяйственных угодьях и выступает как важный пищевой фактор [6].

Следует иметь ввиду, что хотя лесозащитные полосы - это искусственные экосистемы, в то же время это сообщество живых организмов совместно с его физической средой обитания, функционирующее как единое целое.

Длительное произрастание защитных насаждений в агроландшафтах приводит к изменению микроклимата, плодородия почв и других экологических факторов [1; 2; 5; 7; 12].

И, безусловно, все растения, которые образуют лесополосы, в большой степени зависят от температурных условий, влажности, освещенности и других факторов среды.

Но при этом Михина, Михин [13] в своих исследованиях отмечают влияние полезащитных лесных полос на режим относительной и абсолютной влажности воздуха, что зависит как от их конструкции, так и от времени суток. Полезащитные лесные полосы также изменяют температуру приземного слоя воздуха на защищённых полях в результате уменьшения скорости ветра и ослабления вертикального его обмена. При этом изменение температуры зависит, главным образом, от конструкции лесных полос.

Несмотря на их зависимость от внешних факторов среды, в свою очередь сами они, образуя непрерывный растительный покров, достаточно активно влияют на окружающую среду и формируют в ней местообитания для других растений и организмов.

По нашим данным (ВНИИМК), в некоторых погодных условиях под защитой плотных лесных полос в результате их отепляющего влияния может быть вызван перегрев воздуха, а во влажные годы со слабым ветровым режимом - развитие грибных болезней и насекомых-вредителей (рис. 1 ).

Рисунок 1 - Имаго опасного вредителя -лугового мотылька ( Loxostege (Pyrausta) sticticalis L.) в лесных насаждениях

ФГУП «Березанское» (ориг.)

Вопросами влияния защитных лесных насаждений на накопление и распределение вредной энтомофауны занимался ряд ученых. Черезова, Комаров [21], Чернышев [22], Белицкая [1] выявили влияние изменения лесоаграрных ландшафтов на энтомофауну в них. По данным Фасулати, на территории лесных полос отмечается концентрация клопов-черепашек, крестоцветных блошек, многих видов тлей, акациевой огневки и ряда других опасных объектов [19]. Мельниченко [11] также определил лесополосы как место локализации вредных насекомых.

Другой исследователь, Иванцова [6], отмечает не только роль лесополос как накопителей многих вредителей, таких как клоп черепашка, пьявица обыкновенная, серый свекловичный долгоносик (рис. 2), крестоцветные клопы (рис. 3), крестоцветные блошки, рапсовый пилильщик, капустная моль, но и в тоже время положительное действие лесополос на полезную энтомофауну - паразитов и хищников насекомых.

Рисунок 2 - Серый свекловичный долгоносик - Tanymecus palliatus F., в лесных насаждениях ФГУП « Березанское» (ориг.)

Р исунок 3 - Рапсовый клоп - Eurydema oleracea L., в лесных насаждениях ФГУП «Березанское» (ориг.)

Так, например, по нашим данным, в лесозащитной полосе численность полезных эн-томофагов составляет 25,3–41,4 тыс. шт./га, что в 1,6–3,9 раза превышает аналогичный показатель в необлесенных полях.

Однако изучение влияния защитных лесонасаждений на фитосанитарное состояние прилегающих к лесополосам полей сельскохозяйственных культур и изменений в качественных и количественных показателях в разнообразии флоры и энтомофауны в агроэкосистемах практически не проводилось. Игнорирование мероприятий по прочистке защитных лесонасаждений и их формированию способствует созданию благоприятного микроклимата с оптимальными температурой и влажностью для развития вредных организмов.

В связи с этим особую значимость приобретает агролесомелиоративное обустройство аграрной территории, проведение агротехнических мероприятий в защитных лесных полосах с целью улучшения условий для ведения сельского хозяйства и восстановления состояния агроэкосистем до уровня, гарантирующего их устойчивое функционирование, что принесет свои положительные результаты за счет сохранения природных механизмов их саморегуляции. Введение в агроэкосистему многопородных полифунк-циональных лесных полос способствовало бы также формированию качественно новой экологической среды, и, как следствие, преобразованию состава энтомо-фаунистических сообществ с привлечением полезных насекомых-энтомофагов и оценке их роли в процессах функционирования принципиально новых аграрных экосистем.

Основной задачей наших исследований являлось изучение влияния защитных лесонасаждений на фитосанитарное состояние посевов масличных культур и оценка их значимости как фактора агроэкологического способа снижения вредоносности основных фитофагов подсолнечника, рапса и льна масличного.

Исследования проводили на модельных лесополосах (были отобраны загущенные и прореженные лесные насаждения) в условиях центральной экспериментальной базы (ЦЭБ) ФГБНУ ВНИИМК (г. Краснодар) и ФГУП «Бере-занское» Кореновского района Краснодарского края.

Определение видового состава вредителей масличных культур осуществляли по «Определителю сельскохозяйственных вредителей по повреждениям культурных растений» [14].

Изучение биологических особенностей вредителей проводили по общепринятым методикам, изложенным в работах Ко-жанчикова и Фасулати [10; 20].

Результаты и обсуждение. Анализ результатов, полученных в опытах агротех-нологического отдела ВНИИМК и на посевах подсолнечника в ФГУП «Бере-занское», показывает, что нарастание численности мигрирующих насекомых-вредителей, на примере растительноядных клопов на посевах подсолнечника, зависело от близости этих фитофагов как к загущенным лесополосам (рис. 4), так и к очищенным и прореженным (рис. 5), т.е. местам перезимовки и источникам их дополнительного питания.

Рисунок 5 – Очищенная и прореженная лесополоса, ОСХ «Березанское», 2011 г. (ориг.)

Рисунок 4 – Загущенная лесополоса, ЦЭБ ВНИИМК, 2011 г. (ориг.)

Как видно из рисунка 6, на ЦЭБ ВНИИМК наиболее высокое заселение растительноядными клопами со средней численностью 98,5 экз./раст. отмечено на посеве подсолнечника, расположенном на расстоянии 25 м от загущенных лесополос.

Рисунок 6 – Численность Lygus pratensis L. (клопа полевого) на растениях подсолнечника в фазе созревания, 2009–2010 гг.

На ЦЭБ ВНИИМК наиболее высокое заселение подсолнечника растительноядными клопами со средней численностью 98,5 экз./раст. отмечено на посеве подсолнечника, расположенном на расстоянии 25 м от загущенных лесополос. Однако количество имаго Lygus pratensis L . – клопа полевого, при таком же расстоянии посевов от очищенных и прореженных лесополос в производственных опытах ФГУП «Березанское» составило в среднем 18,2 экз./раст. (рис. 3). Максимальная численность клопа полевого на подсолнечнике в полевых опытах ВНИ-ИМК достигала 110,0 экз./раст. (рис. 7).

Рисунок 7 – Заселение корзинок подсолнечника растительноядными клопами на ЦЭБ ВНИИМК, 2010 г. (ориг.)

Разница в снижении численности этого вредителя вполне объяснима тем, что в ФГУП «Березанское» на протяжении ряда лет регулярно проводятся чистки лесных полос.

При удалении посевов подсолнечника на 400 м от лесополосы численность вредителя снизилась до 0,6 экз./раст. на ЦЭБ

ВНИИМК и до 0,1 экз./раст. в ФГУП «Березанское», что значительно ниже экономического порога вредоносности (ЭПВ), который на подсолнечнике составляет 2–3 экз./раст. Такое снижение численности полевых клопов весьма существенно для посевов культуры, и в этом случае нет необходимости применять инсектициды для защиты подсолнечника.

Как известно, нарушение естественных биоценозов при формировании сельскохозяйственных монокультур создает прецедент к падению межвидовой конкуренции и уменьшению экологического разнообразия. Результатом ослабления межвидовой конкуренции становится увеличение внутривидовой, приводящей к сильной фенотипической изменчивости в пределах видовой популяции и увеличению нереализованных ниш у взаимодействующих видов. И теперь даже случайный завоз вредного организма из других стран и появление его в таких биоценозах создает острое конкурентное исключение, что не редко вызывает замещение одного вида другим [22]. В жизненных циклах большинства инвазионных видов насекомых лесные насаждения также играют важную роль. По мнению многих ученых, на территории европейской части нашей страны обосновалось около 150 чужеземных растительноядных насекомых [8]. Так, в 2012–2013 гг. в центральной зоне Краснодарского края на посевах подсолнечника и сои отмечалась вредоносность нового инвазионного вредителя – цикадки белой ( Metcalfa pruinosa L.), которая впервые была выявлена в 2009 г. в пос. Лазаревское, в 2010– 2011 гг. очаги появились в городах Ейск, Новороссийск, пос. Озереевка, станицах Елизаветинская и Ивановская. В текущем году, помимо вышеперечисленных, пострадали насаждения г. Краснодара, особенно в восточной его части (рис. 8).

Рисунок 8 – Заселение посевов подсолнечника цикадкой белой ( Metcalfa pruinosa L.), ЦЭБ ВНИИМК, 2012 г. (ориг.)

Наши наблюдения показывают, что заселение личинками белой цикадки посевов подсолнечника на ЦЭБ ВНИИМК происходило в мае, в августе–сентябре 2012 г. самки этого вредителя откладывали яйца в близлежащие лесополосы для перезимовки (рис. 9).

Рисунок 9 – Заселение цикадкой белой защитных лесных насаждений, ЦЭБ ВНИИМК, 2012 г. (ориг.)

Основными вредителями ярового рапса, как и всех масличных капустных культур, являются крестоцветные блошки, численность которых растет из года в год. Нарастание их численности тесно связано не только с грубейшими нарушениями в структуре севооборотов, отсутствием пространственной изоляции между посевами масличных капустных культур, присутствием растительных остатков и падалицы этих растений на полях, но и также наличием загущенных лесополос, как уже отмечалось выше, – мест перезимовки и концентрации вредителей.

Наблюдения за фитосанитарным состоянием посевов ярового рапса в полевых опытах ВНИИМК и в производствен- ных опытах ФГУП «Березанское» также подтвердили наше предположение о существенном влиянии лесных насаждений на фитосанитарное состояние масличных капустных культур и показали зависимость нарастания численности крестоцветных блошек на посевах ярового рапса от близости их к лесополосам. Как наглядно представлено на рисунке 10, в полевых опытах ВНИИМК наиболее высокое заселение ярового рапса крестоцветными блошками со средней численностью 12,5 экз./раст. отмечено на участках поля, расположенного на расстоянии 25 м от загущенных лесополос.

Как наглядно представлено на рисунке 10, в полевых опытах ВНИИМК наиболее высокое заселение ярового рапса крестоцветными блошками со средней численностью 12,5 экз./раст. отмечено на участках поля, расположенного на расстоянии 25 м от загущенных лесополос.

Рисунок 10 – Численность Phyllotreta (крестоцветных блошек) на растениях ярового рапса, сорт Таврион, ЦЭБ ВНИИМК, ФГУП «Березанское», 2009–2010 гг.

В условиях ФГУП «Березанское» Ко-реновского района количество крестоцветных блошек при таком же расстоянии посевов от лесополос составило в среднем 4,0 экз./раст., что практически в пределах порога вредоносности и в 3,1 раза ниже численности этих фитофагов в условиях полевых опытов ВНИИМК.

При удалении посевов ярового рапса в полевых опытах на ЦЭБ ВНИИМК на 400 м от лесополосы численность крестоцветных блошек снизилась до 2,2 экз./раст. и до 0,1 экз./раст. – в производственных посевах ярового рапса ФГУП «Березанское».

Иванцова [6] своими исследованиями подтверждает наши наблюдения о неравномерном размещении многих видов насекомых-вредителей на примере другой капустной культуры - горчицы сарепт-ской в пределах поля в зависимости от системы лесополос. Особенно часто наблюдается скопление насекомых по краям полей, связанное с особенностями заселения ими посевов. Скопление фитофагов приводит к повышению их вредоносности, и во многих случаях потери урожая зависят в большей степени от характера распределения вредителей, чем от количества поврежденных растений.

Так, суммарная численность всех основных фитофагов горчицы значительно выше на краях поля, чем на середине.

Следует особо отметить, что в последние годы крестоцветные блошки, которые всегда считались основными вредителями только капустных культур, при отсутствии достаточной кормовой базы постепенно начинают завоевывать другие сельскохозяйственные культуры, среди которых лен масличный занимает не последнее место. Этому обстоятельству также способствовали: высокая засоренность посевов сорной растительностью, сокращение сроков ротации основных сельскохозяйственных культур и перенасыщение севооборотов масличными культурами. Вредоносность крестоцветных блошек на льне масличном проявляется в течение всей вегетации этой культуры, даже в период созревания.

Наблюдения за посевами льна масличного в полевых опытах на ЦЭБ ВНИИМК и в производственных посевах ФГУП «Березанское» подтвердили, что активное нарастание численности крестоцветных блошек на растениях этой культуры, также тесным образом связано с близостью посевов льна масличного к лесополосам, как местам перезимовки и источнику их дополнительного питания (рис. 11).

В полевых опытах ВНИИМК заселение льна масличного крестоцветными блошками, со средней численностью 17,5 экз./раст., отмечено на участках поля, расположенного на расстоянии 25 м от лесополос. В производственных посевах этой культуры в условиях ФГУП «Бере-занское» Кореновского района количество крестоцветных блошек при таком же расстоянии посевов от лесонасаждений составило в среднем 4,0 экз./раст., что практически в пределах ЭПВ и в 4,4 раза меньше, чем в опытах ВНИИМК.

Рисунок 11 - Численность Phyllotreta (крестоцветных блошек) на растениях льна масличного, сорт ВНИИМК 620, ЦЭБ ВНИИМК, ФГУП «Березанское», 2009-2010 гг.

При удалении посевов льна масличного в полевом стационарном опыте лаборатории агротехники на 400 м от лесополосы численность крестоцветных блошек снизилась до 5,5 экз./раст. и до 1,0 экз./раст. - в производственных посевах этой культуры в ФГУП «Березанское».

Выводы. Защитные лесные насаждения являются важнейшими компонентами биосферы и регуляторами биологического равновесия в природе. Отсутствие должного ухода за лесными защитными насаждениями ухудшает фитосанитарное состояние посевов масличных культур и способствует накоплению многих опасных насекомых-вредителей, а также созданию благоприятных условий для их перезимовки. Проведение обычных агротехнических мероприятий, таких как прореживание и чистка лесополос, а в дальнейшем и изменение породного и возрастного состава древесно-кустарниковых растений, позволяет не только значительно сократить численность насекомых-вредителей до ЭПВ, затраты на применение пестицидов, но и улучшить экологическую обстановку в целом.