VLIYaNIE ZASORENIYa POSEVOV V'YuNKOM POLEVYM NA POVREZhDENNOST' ZERNA MYaGKOY OZIMOY PShENITsY VREDITELYaMI V LESOSTEPI SAMARSKOY OBLASTI

Full Text

Вьюнок полевой (Convolvulus arvensis L.) - один из наиболее вредоносных корнеотпрысковых многолетних сорняков в посевах пшеницы в зонах смешанных и широколиственных лесов, лесостепи и степи в европейской части России и Западной Сибири. Экономический порог вредоносности (ЭПВ) вьюнка в посевах озимой пшеницы в фазу кущения составляет 5-8 шт./м2. Влияние вьюнка на элементы продуктивности зерна пшеницы слабо изучено [7]. Оплетая растения пшеницы, вьюнок оказывает влияние на изменение микроклимата в ее посевах, рост и развитие растений. Это способствует формированию благоприятных условий питания и развития для одних вредителей пшеницы и неблагоприятных - для других на засоренных вьюнком участках, что остается слабо или практически не изученным. Личинки пшеничного трипса (Haplothrips tritici Kurd.), питаясь зерном пшеницы, снижают его посевные качества, содержание крахмала в зерне, массу зерна, способствуют снижению урожайности. В условиях Саратовской области полевая всхожесть зерна яровой пшеницы, слабо поврежденного трипсом, снижалась на 3-4%, средне поврежденного - на 15, сильно - на 36%, продуктивная кустистость растений пшеницы, полученных при посеве поврежденных зерен, соответственно на 1, 18 и 34%, количество зерен в колосе - на 2, 19 и 32%, масса зерна в колосе - на 5, 23 и 48%, масса 1000 зерен - на 2, 7 и 14%, урожайность зерна - на 3, 22 и 44% [5]. Содержание крахмала в поврежденном трипсом зерне пшеницы снижается на 3-4, сильно поврежденном - на 9-18% [6]. В 2002-2014 гг. в лесостепи Самарской области среди хлебных клопов в посевах яровой и озимой пшеницы на долю вредной черепашки (Eurygaster integriceps Put.) приходилось 48-86, маврской (E. maura L.) - 1-33, австрийской (E. austriacus Schr.) - 1-10, остроголовых клопов (Aelia spp.) - 4-15% их общего количества. В лесостепи Самарской области проходит северная граница распространения вредной черепашки, и поврежденность ею зерна озимой пшеницы составляет 0,7-3, реже до 6%, Агротехнические приемы оказывают незначительное опосредованное влияние на численность клопов-черепашек и поврежденность ими зерна пшеницы. Лабораторная и полевая всхожесть поврежденных клопами-черепашками семян пшеницы снижается в 2-3 раза, по сравнению с неповрежденным зерном. При посеве поврежденных клопами семян пшеницы, по сравнению с неповрежденными семенами, число зерен в колосе снижается в 1,4-1,6, масса зерна с колоса - в 1,5-2,8, масса 1000 зерен - в 1,1-1,4 раза, урожайность зерна - на 43-72% [1]. Содержание клейковины в зерне озимой пшеницы, при его поврежденности клопами-черепашками 3-10%, снижается на 1-5% [2]. Цель исследования - повышение продуктивности и качества зерна мягкой озимой пшеницы в лесостепи Самарской области. Задачи исследования - провести учеты поврежденности зерна пшеницы пшеничным трипсом в слабой, средней и сильной степени и хлебными клопами в зависимости от степени засорения посевов вьюнком, оценить влияние засоренности посевов мягкой озимой пшеницы вьюнком полевым на поврежденность ее зерна вредителями. Материал и методы исследования. Полевые исследования проводились в 2012-2014 гг. в окрестностях п.г.т. Усть-Кинельский, на опытных полях Поволжского НИИ селекции и семеноводства им. П. Н. Константинова в трехпольном севообороте: чистый пар - яровая пшеница - озимая пшеница. Почва опытных участков - чернозем обыкновенный, среднемощный, среднегумусный, тяжелосуглинистый. Основная обработка почвы под озимую пшеницу - вспашка на глубину 23-25 см. Посев озимой пшеницы в 2012 г. был проведен 27 августа - 5 сентября, в 2013 г. - 30 августа - 4 сентября. Норма высева составляла 5,5 млн. всхожих семян на гектар. Весной в фазу кущения проводили подкормку посевов азотными удобрениями в дозе 1 ц/га. Гербициды и другие средства защиты растений не применялись. В опытах возделывался сорт мягкой яровой пшеницы Поволжская 86, допущенный к использованию в Средневолжском и Уральском регионах [4]. По степени засорения вьюнком в посевах пшеницы выделялись незасоренные, слабо- средне и сильно засоренные на основании показателей количества побегов (экз./м2), проективного покрытия вьюнка (%) в фазу молочно-восковой спелости и его воздушно-сухой надземной массы (г/м2) в фазу восковой спелости. На незасоренных участках вьюнок отсутствовал, на слабо, средне и сильно засоренных количество его побегов составляло, соответственно менее 15-16, 21-40 и более 45 экз./м2, проективное покрытие - менее 10, 20-30 и более 40%, сухая надземная масса - менее 21, 23-45 и более 50 г/м2. Учеты надземной массы сорняков проводили весовым методом в фазу восковой спелости на участках слабо, средне и сильно засоренных вьюнком полевым. С площадок по 0,25 м2 в 4-кратной повторности выдергивали все растения пшеницы и сорняков и доставляли в лабораторию, где в свежем виде образцы отряхивали от почвы, стебли пшеницы отделяли от побегов вьюнка, подсчитывали количество продуктивных и непродуктивных стеблей пшеницы, количество побегов вьюнка. Побеги вьюнка высушивали в термостате при 105°C, а стебли пшеницы - открыто в лаборатории до воздушно-сухого состояния. Затем проводили структурный анализ элементов продуктивности пшеницы (длины и надземной массы стеблей, колосьев, числа и массы зерен в колосе, массы 1000 зерен, биологической урожайности зерна). Полученные данные по массе зерна приводили к стандартному показателю его влажности 14%. Поврежденность зерна пшеницы вредителями определяли с помощью стереоскопического микроскопа МБС-10 по методике В. И. Танского (1988). К основным вредителям зерна относились пшеничный трипс и клоп вредная черепашка. По степени деформации бороздки зерна в результате питания личинок пшеничного трипса зерна делились на неповрежденные, слабо-, средне и сильно поврежденные. Среди зерен, поврежденных клопами-черепашками, выделяли поврежденные в эндосперм латеральной части в слабой, средней и сильной степени, в зародыш, а также в фазу молочной спелости [1, 3]. Однако в связи с низкой поврежденностью зерна черепашками оценивали влияние засоренности посевов пшеницы вьюнком на общую поврежденность зерна клопами. Из каждого образца просматривали по 100 зерен в 3-кратной повторности. Кроме количества, определяли также массу поврежденных и неповрежденных зерен. Статистическая обработка полученных данных проводилась в программах Microsoft Word и Microsoft Exel с применением дисперсионного и корреляционного анализов. Результаты исследований. 2013 г. в период весенне-летней вегетации озимой пшеницы был сравнительно засушливым, когда температура воздуха в апреле-июле была на 1,6-3,5°С выше, а количество осадков мае и июле ниже на 9 мм, в июне - на 25 мм, по сравнению с среднемноголетними значениями. Однако повышенное количество осадков в октябре 2012 г. на 18 мм и в апреле 2013 г. на 25 мм способствовало увеличению запасов влаге в почве, создало благоприятные условия для развития и формирования урожайности зерна озимой пшеницы. Сравнительно засушливым сложился также и 2014 г. Температура воздуха в мае и июле была на 2,7-4,5, в июне - на 0,3°С выше, а количество осадков в апреле - на 3 мм, в мае на 12 мм ниже, лишь в июне на 5 мм выше средних значений. Однако, повышенное количество осадков в декабре 2013 г. на 42 мм, январе 2014 г. на 26 мм, феврале и марте на 6-7 мм также способствовало увеличению запасов влаги в почве и получению урожайности озимой пшеницы в 2014 г. почти на уровне 2013 г. Средняя биологическая урожайность пшеницы на незасоренных вьюнком участках составила в 2013 и 2014 гг. около 45 ц/га. Вьюнок полевой отличается меньшей вредоносностью в посевах озимой пшеницы, по сравнению с яровой, что в значительной мере связано с несовпадением особенностей сезонного развития вьюнка и озимой пшеницы. Озимая пшеница зимует в фазе кущения, а всходы вьюнка появляются весной при температуре воздуха выше 4-6° и наиболее интенсивно развиваются при температуре 18-24°С. Условия развития пшеницы и вьюнка в годы исследований существенно различались. В осенний период 2012 и 2013 гг. температурные условия для развития озимой пшеницы были благоприятными. Температура воздуха в сентябре 2012 г. составила в среднем около 14°, октябре 8°, осенью 2013 г. - соответственно 13 и 6°С. В сентябре 2012 г. количество осадков составило 35 мм, что было достаточно для появления всходов, однако ниже среднемноголетней нормы на 9 мм. В октябре 2012 г. сумма осадков превысила средние значения на 18 мм. В 2013 г. сентябрь был влажным, когда количество осадков превышало средние значения в 2,6 раза, сумма осадков в октябре была немного ниже среднемноголетних данных. Иными словами, осенью 2012 и 2013 гг. сложились в целом благоприятные условия для развития озимой пшеницы, были получены полные всходы, и пшеница ушла в зимовку хорошо раскустившейся. Первая и вторая декады апреля 2013 г. были сравнительно благоприятными для развития пшеницы и прорастания вьюнка, когда температура воздуха в эти декады составляла 7°С, а сумма осадков в первой декаде этого месяца превысила их средние значения на 16 мм. Первая декада апреля 2014 г. была прохладной, со средней температурой воздуха около 1°С, что обусловило более позднее прорастание вьюнка, по сравнению с 2013 г., происходившее во второй половине мая. Со второй декады мая до фазы восковой спелости зерна пшеницы температурные условия для развития вьюнка были оптимальными в 2013 и 2014 гг. Вторая и третья декады мая в 2013 и 2014 гг., июнь и первая половина июля 2013 г., а также первая и третья декады июня и июль 2014 г., вплоть до уборки культуры, были засушливыми. Однако это уже не оказало отрицательного влияния на развитие вьюнка с его глубокой корневой системой. Биологическая урожайность пшеницы на опытных делянках составила в 2013 г. 38-45, в 2014 г. - 33-46 ц/га. На слабо, средне и сильно засоренных вьюнком участках посевов количество побегов вьюнка в фазу молочно-восковой спелости зерна в среднем составляло в 2013 г., соответственно 15,1, 34,8 и 48,2 экз./м2, в 2014 г. - 10,4, 21,0 и 49,7 экз./м2, а его сухая надземная биомасса в в фазу восковой спелости в 2013 г. - 21,1, 41,1 и 81,9 г/м2; в 2014 г. - 11,5, 23,1 и 114,4 г/м2. Потери урожайности зерна озимой пшеницы составляли в 2013 г. при слабом, среднем и сильном засорении вьюнком 14-15%, в 2014 г., соответственно 6, 18 и 28%, по сравнению с незасоренными участками. В 2013 г. общая поврежденность зерна озимой пшеницы пшеничным трипсом на незасоренных вьюнком участках посевов составляла в среднем 78%, на слабо засоренных участках она возрастала до 85, затем снижалась на средне и сильно засоренных вьюнком участках, соответственно до 81 и 76% (табл. 1). В 2014 г. эти показатели поврежденности зерна трипсом были на 4-8% ниже. Среди поврежденного трипсом зерна доля средне поврежденных зерен была на незасоренных и засоренных вьюнком в разной степени участках в 2013 и 2014 гг. примерно одинаковой и составляла, соответственно 24-26 и 25-27%. Однако, доля слабо поврежденного трипсом зерна в 2013 г. возрастала от 47% на незасоренных до 53% на слабо засоренных и затем снижалась до 38% на сильно засоренных участках, в 2014 г. наблюдалась аналогичная тенденция увеличения доли слабо поврежденного трипсом зерна от 35% на незасоренных до 42% на слабо засоренных и затем ее снижение до 36% на сильно засоренных участках (табл. 1, рис. 1). Таблица 1 Влияние степени засорения вьюнком полевым на поврежденность зерна мягкой озимой пшеницы Поволжская 86 вредителями Поврежденность зерна Год Контроль (без сорняков) Степень засорения Слабая Отклонение, % Средняя Отклонение, % Обильная Отклонение, % Поврежденное: 2013 80,5 ± 5,2 86,0 ± 7,5 6,8 81,6 ± 8,0 1,4 76,6 ± 7,9 -4,8 2014 73,8 ± 4,6 80,5 ± 6,9 9,1 76,4 ± 6,4 3,5 74,6 ± 5,8 1,1 среднее 77,2 83,2 7,8 79,0 2,3 75,6 -2,1 Пшеничным трипсом 2013 78,1 ± 5,6 85,1 ± 5,6 9,0 80,9 ± 7,5 3,6 76,0 ± 7,6 -2,7 2014 70,4 ± 2,8 78,2 ± 6,3 11,1 74,2 ± 6,4 5,4 72,4 ± 6,3 2,8 среднее 74,2 81,6 10,0 77,6 4,6 74,2 0 Слабо 2013 47,4 ± 2,1 52,9 ± 4,5 11,6 45,9 ± 3,8 -3,2 37,9 ± 3,1 -20,0 2014 35,1 ± 4,3 42,1 ± 3,8 19,9 38,3 ± 3,1 9,1 36,3 ± 3,2 3,4 среднее 41,2 47,5 15,2 42,1 2,1 37,1 -10,1 Средне 2013 25,9 ± 1,8 26,6 ± 2,1 2,7 26,1 ± 2,2 0,8 26,0 ± 2,1 0,4 2014 24,3 ± 1,5 26,3 ± 1,9 8,2 25,5 ± 2,4 4,9 25,3 ± 2,2 4,1 среднее 25,1 26,4 5,4 25,8 2,8 25,6 2,2 Сильно 2013 4,8 ± 0,3 5,6 ± 0,3 16,7 8,9 ± 0,8 85,4 12,1 ± 1,1 152,1 2014 11,0 ± 0,8 9,8 ± 0,6 -10,9 10,4 ± 0,7 -5,5 10,8 ±1,0 -1,8 среднее 7,9 7,7 -2,5 9,6 22,2 11,4 44,9 Хлебными клопами 2013 2,4 ± 0,2 0,9 ± 0,1 -62,5 0,7 ± 0,1 -70,8 0,6 ± 0,1 -75,0 2014 3,4 ± 0,3 2,3 ± 0,2 -32,4 2,2 ± 0,2 -35,3 2,2 ± 0,2 -35,3 среднее 2,9 1,6 -44,8 1,4 -51,7 1,4 -51,7 Неповрежденное 2013 19,5 ± 1,6 14,0 ± 0,9 -28,2 18,4 ± 1,2 -5,6 23,4 ± 1,3 20,0 2014 26,2 ± 2,3 19,5 ± 1,8 -25,6 23,6 ± 2,3 -9,9 25,4 ± 2,1 -3,1 среднее 22,8 16,8 -26,7 21,0 -8,1 24,4 6,8 НСР0,05 2013 7,8 12,5 11,3 12,4 2014 6,2 8,4 6,8 9,6 Доля сильно поврежденного зерна на незасоренных участках составляла в 2013 г. 5%, в 2014 г. 11%, возрастая в 2013 г. до 6, 9 и 12%, соответственно на слабо, средне и сильно засоренных участках. В 2014 г. доля сильно поврежденного трипсом зерна пшеницы на незасоренных и засоренных вьюнком участках отличалась незначительно. Несмотря на в целом более низкую поврежденность зерна трипсом в 2014 г., по сравнению с 2013 г., его вредоносность в 2014 г. была выше, чем в 2013 г., за счет более высокой доли сильно поврежденного зерна. 2013 г. 2014 г. Сухая надземная масса вьюнка полевого, г/м2 Поврежденность зерна пшеничным трипсом, % Соотношение количества зерна, слабо (а), средне (б) и сильно (в) поврежденного трипсом (%) а б в а б в а б в а б в 1 2 3 4 а б в а б в а б в а б в 1 2 3 4 Рис. 1. Влияние степени засорения посевов озимой пшеницы вьюнком полевым на его сухую надземную массу, поврежденность зерна пшеничным трипсом в фазу восковой спелости: 1 - незасоренные участки (контроль); 2 - слабо засоренные участки; 3 - средне засоренные участки; 4 - сильно засоренные участки Масса 1000 неповрежденных зерен пшеницы на незасоренных вьюнком участках составляла в 2013 г. 40,0 г, в 2014 г. 38,1 г. (табл. 2). Под влиянием питания личинок пшеничного трипса в бороздке формирующегося зерна на незасоренных участках масса 1000 неповрежденных и слабо поврежденных трипсом зерен в 2013 и 2014 гг. была практически одинаковой. Однако масса 1000 средне и сильно поврежденных им зерен уменьшалась, соответственно на 2,8 и 3,8% в 2013 г., 0,5 и 1,8% в 2014 г. Однако, на участках, слабо, средне и сильно засоренных вьюнком, масса 1000 слабо поврежденных трипсом зерен увеличивалась в 2013 г., соответственно на 11,4, 13,9 и 15,1%, средне поврежденных зерен - на 13,5, 13,6 и 14,5%; в 2014 г. - на 10,7, 9,9, 8,2% и 5,6, 4,2, 3,6%, по сравнению с массой 1000 неповрежденных зерен на этих участках. Масса 1000 сильно поврежденных трипсом зерен в 2013 г. возрастала на 1,8% на слабо засоренных вьюнком участках и затем снижалась соответственно на 2,5 и 3,1 - на средне и сильно засоренных. В 2014 г. масса сильно поврежденных трипсом зерен уменьшалась на 4,5-5,5% на слабо, средне и сильно засоренных вьюнком участках. Таблица 2 Влияние степени засорения вьюнком полевым и поврежденности зерна вредителями на массу 1000 зерен мягкой озимой пшеницы Поволжская 86 Поврежденность зерна Год Контроль (без сорняков) Степень засорения Слабая Отклонение, % Средняя Отклонение, % Обильная Отклонение, % Поврежденное: Пшеничным трипсом 2013 39,1 ± 2,6 36,3 ± 2,8 -7,2 35,1 ± 2,2 -10,2 34,6 ± 2,0 -11,5 2014 37,9 ± 3,1 35,0 ± 3,0 -7,7 34,1 ± 2,5 -10,0 33,2 ± 2,2 -12,4 среднее 38,5 35,6 -7,4 34,6 -10,1 33,9 -11,9 Слабо 2013 39,8 ± 2,9 37,1 ± 3,1 -6,8 36,9 ± 2,2 -7,3 36,6 ± 3,1 -8,0 2014 38,3 ± 2,5 37,3 ± 2,5 -2,6 36,7 ± 3,1 -4,2 35,6 ± 3,0 -7,0 среднее 39,0 37,2 -4,7 36,8 -5,8 36,1 -7,6 Средне 2013 38,9 ± 3,1 37,8 ± 2,4 -2,8 36,8 ± 1,9 -5,4 36,4 ± 3,1 -6,4 2014 37,9 ± 2,6 35,6 ± 2,1 -6,1 34,8 ± 2,1 -8,2 34,1 ± 2,5 -10,0 среднее 38,4 36,7 -4,4 35,8 -6,8 35,2 -8,2 Сильно 2013 38,5 ± 3,2 33,9 ± 2,7 -11,9 31,6 ± 2,4 -17,9 30,8 ± 2,3 -20,0 2014 37,4 ± 2,9 32,0 ± 2,3 -14,4 30,9 ± 2,5 -17,4 30,1 ±1,9 -19,5 среднее 38,0 33,0 -13,2 31,2 -17,7 30,4 -19,8 Хлебными клопами 2013 36,7 ± 2,4 37,3 ± 2,5 1,6 39,1 ± 3,1 6,5 40,0 ± 3,2 9,0 2014 32,8 ± 2,1 35,0 ± 1,6 6,7 35,8 ± 3,2 9,1 37,3 ± 2,4 13,7 среднее 34,8 36,2 4,0 37,4 7,8 38,6 11,2 Неповрежденное 2013 40,0 ± 2,9 33,3 ± 1,8 -16,8 32,4 ± 2,4 -19,0 31,8 ± 2,6 -20,5 2014 38,1 ± 2,5 33,7 ± 2,1 -11,5 33,4 ± 2,2 -12,3 32,9 ± 2,8 -13,6 среднее 39,0 33,5 -14,2 32,9 -15,7 32,4 -17,2 НСР0,05 2013 2,3 1,8 2,4 2,6 2014 1,8 1,4 2,1 2,8 На незасоренных вьюнком участках масса 1000 зерен, поврежденных клопами-черепашками, уменьшалась в 2013 г. на 8%, а в 2014 г. - на 14%, по сравнению с неповрежденными зернами. На участках, засоренных вьюнком в слабой, средней и сильной степени, масса поврежденных клопами зерен, напротив, возрастала, соответственно на 12, 21 и 26% в 2013 г. - на 3,9, 7,2 и на 13,4% в 2014 г., по сравнению с неповрежденными зернами на этих участках. Вероятно, это связано с тем, что на засоренных вьюнком участках пшеничный трипс и хлебные клопы выбирают для питания наиболее крупные зерна. Потери урожайности зерна озимой пшеницы от его вредителей (личинки пшеничного трипса, хлебные клопы) на незасоренных вьюнком участках были незначительными и составили в 2013 г. 2%, в 2014 г. около 1%. На участках, засоренных вьюнком, при наличии вредителей формирующегося зерна, по сравнению с участками незасоренными, и при отсутствии вредителей зерна, потери урожайности зерна от слабо засоренных участков к сильно засоренным возрастали в 2013 г. от 10 до 15%, в 2014 г. - от 9 до 13%. Хлебные клопы, в частности клопы-черепашки, отдают предпочтение незасоренным посевам пшеницы. На участках, засоренных вьюнком, их численность и вредоносность снижаются. В 2013 г. поврежденность зерна озимой пшеницы хлебными клопами на участках, засоренных вьюнком, снижалась на 62-75%, в 2014 г. - на 32-35%, по сравнению с незасоренными участками. Корреляционный анализ между поврежденностью зерна пшеницы пшеничным трипсом, хлебными клопами и засоренностью посевов вьюнком, а также показателями продуктивности зерна показал, что, чем больше засорены посевы озимой пшеницы вьюнком, тем меньше зерно пшеницы повреждено клопами-черепашками, а среди зерен, поврежденных трипсом, меньше слабо поврежденных и больше сильно поврежденных (табл. 3). Таблица 3 Корреляционные связи между показателями поврежденности зерна вредителями, засоренностью посевов вьюнком и показателями продуктивности озимой пшеницы Поврежденность зерна Сухая надземная масса вьюнка, г/м2 Показатели продуктивности пшеницы Сухая надземная масса пшеницы, г/м2 Количество продуктивных стеблей, шт./м2 Количество зерен в колосе, шт. Масса 1000 зерен, г Пшеничным трипсом -0,221 0,320 0,524 -0,339 -0,753 Слабо -0,376 0,510 0,633 -0,580 -0,702 Средне 0,009 0,114 0,344 -0,045 -0,736 Сильно 0,493 -0,667 0,114 0,781 0,515 Хлебными клопами -0,393 -0,059 -0,045 0,027 0,796 Чем больше надземная масса пшеницы, тем больше слабо и меньше сильно поврежденных трипсом зерен. Чем гуще посевы пшеницы, тем больше слабо поврежденных трипсом зерен. Чем больше число зерен в колосе и чем они крупнее, тем меньше среди них слабо и больше сильно поврежденных трипсом зерен. Чем крупнее зерна, тем больше они повреждены хлебными клопами. Заключение. В лесостепи Самарской области к первостепенным вредителям зерна мягкой озимой пшеницы относятся пшеничный трипс и хлебные клопы, повреждающие соответственно 70-85 и 1-3% зерен. Вьюнок полевой оказывает существенное косвенное влияние на поврежденность зерна вредителями. Наибольшие показатели поврежденности зерна трипсом отмечены на слабо засоренных вьюнком участках, а хлебными клопами - на незасоренных. По мере увеличения засоренности посевов вьюнком поврежденность зерна трипсом и клопами уменьшается; среди поврежденного трипсом зерна доля средне поврежденного зерна остается на одном уровне, слабо поврежденного - снижается, а сильно поврежденного - возрастает, что повышает его вредоносность.

About the authors

Ivan Ivanovich Sharapov

Email: scharapov86@mail.ru

Vladimir Grigor'evich Kaplin

Email: ctenolepisma@mail.ru

References

Supplementary files