ПРИНЦИПЫ ИНТЕГРИРОВАННОЙ ЗАЩИТЫ РАСТЕНИЙ

ПРИНЦИПЫ ИНТЕГРИРОВАННОЙ ЗАЩИТЫ РАСТЕНИЙ

Октябрь 31st, 2012 admin

Современный этап развития человеческого общества характеризуется постоянным вниманием к проблемам охраны окружающей среды и живой природы.

К сферам деятельности человека, которые могут приводить к всевозможному загрязнению природных сред различными отходами промышленности, транспорта, относится и использование средств механизации и химизации в сельском хозяйстве.

Резкое расширение во всем мире, в том числе в СССР и других странах — членах СЭВ, масштабов внесения минеральных удобрений и использования активных методов фитосанитарии в целях решения проблемы роста производства продовольствия в условиях увеличения народонаселения земли неизбежно повышает опасность загрязнения биосферы токсичными остатками пестицидных и других химических препаратов и нередко губительно сказывается на полезных компонентах природных и сельскохозяйственных экосистем. Известно, что ежегодно во всех странах мира на посевы вносится более 300 млн т удобрений, более 4 млн. т пестицидов (Ковда, 1971). В связи с этим в последнее время в комплексе мероприятий по охране природы немаловажное значение приобретают строгий учет и преодоление отрицательных последствий их применения

Уже в середине 50-х годов стали появляться научные и научно-популярные статьи, где ставились вопросы о пересмотре основ тактики тотальных химических обработок и содержалась критика технического подхода в защите растений. Многим работам, освещавшим эту проблему, нередко предпосылался броский заголовок. Принципиальная научная статья Книплинга называлась “Что опаснее — насекомые или инсектициды?” (КniрIiпg, 1953). Значимой нам представляется работа Инглиша “Не-

обходимость здравого смысла в борьбе с вредными насекомыми” (ЕпgIish, 1956), в которой автор подвергал критике тенденции в развитии защиты растений тех лет, обращая внимание на необходимость изменения подходов при разработке мер защиты урожая от вредителей, и в то же время подчеркивал важное значение, которое должно отводиться химическому методу. Можно сослаться и на другие работы подобного характера (Спартап, 1956; Сhап1, 1964; Wгight1964; Gеiег, 1967; Stеin, 1972).

Р. Л. Даутт и Р. Ф. Смит обозначали “пестицидным синдромом” (Воиtt, Sтith 1971).

Глубокий анализ ошибок и просчетов, допущенных в период всеобщего увлечения пестицидами, привел специалистов к выводу, что выход из создавшегося положения и дальнейшее прогрессивное развитие теории и практики фитосанитарии лежат в разработке интегрированных методов защиты растений, характерной чертой которых является всемерная биологизация приемов защиты растений от вредных организмов.

Именно в середине 50-х годов практике тотальных истребительных химических обработок в качестве обоснованной альтернативы Стала противопоставляться интегрированная борьба с вредителями

Возникнув в начале 50-х годов этого столетия, термин “интегрированная защита”, несмотря на известные отличия толкований его смысла различными исследователями, вбирает основные признаки современной рациональной организации и проведения фитосанитарных мероприятий, предусматривающих не простое истребление отдельных видов, а долговременное сдерживание комплекса вредных организмов на безопасном уровне

Нужно отметить, что концепция интегрированного подхода в защите растений претерпела с момента ее возникновения существенные изменения. Впервые этот термин был применен Р. Ф. Смитом и В В. Алленом в 1954 г. (smith, АIIеп, 1954).

При начальном этапе разработки теории и практики интегрированной борьбы были предложены и другие термины. В частности, все способы борьбы с вредными насекомыми, способствующие ограничению вредных последствий от применения инсектицидов, предлагалось называть компенсационными (SапdIег, 1957). В Нидерландах с 1967 г. было введено понятие “гармонической” или “гармонизированной” борьбы (FIuitег, 1967), которое, однако, не привилось.

К. Матис, обсуждая тенденции перехода от превентивных и ку-ративных химических обработок, употреблял термин “ньюансированная борьба” (Маthуз, 1971).

Американские энтомологи связывают истоки этого подхода в защите растений с именем и работами Вудворта (Smith, 1974).

С полным основанием можно считать, что советские энтомологи и фитопатологи внесли колоссальный вклад в разработку теоретических предпосылок и в создание комплексных систем мероприятий по подавлению вредителей, ставших прообразом ныне разрабатываемых интегрированных подходов в защите сельскохозяйственных культур.

Известно, что идея и разработка основных принципов систем защитных мероприятий принадлежат русским ученым Н. В Кур-дюмову, Г. Я- Бей-Биенко, В. Н. Щеголеву, А В. Знаменскому,

А. И. Бсргардту, В Н. Старку и др. Но основой прежних систем защиты растений, разрабатываемых в 30-е годы, являлась схема календарных фитосанитарных работ, корректируемая фенологией развития защищаемой культуры. В этом была их известная ограниченность, тогда как интегрированный подход в защите растений обязательно предопределяет четкое знание прогноза развития и вредоносности вредных видов или их комплексов с учетом воздействия на эти процессы биотических и абиотических факторов, а также прогноза развития самой защищаемой культуры (Фадеев, 1978; Фадеев, Новожилов, 1978).

В первоначальном виде интегрированная борьба рассматривалась как комбинированное использование биологического и химического методов (Smith, АIIеп, 1954, МiсhеЪасhег, 1954; Воsсh, Stегп, 1962; FIuitег, 1967). Упор делался только на изыскание путей щадящего воздействия применяемых инсектицидов на полезные виды агробиоценозов путем подбора соответствующих препаратов селективного действия, снижения концентраций и кратностей обработок

Но постепенно в термин “интегрированная борьба” стал вкладываться более глубокий и широкий смысл, связанный с общей экологической основой проведения мероприятий по борьбе с вредными организмами, направленных не столько на истребление вредг ных видов, сколько на управление экосистемами (Ваsаvаппа, 1959; Fеппепbiпk, 1960; Воsсh, Stегп, 1962; Stеinег, 1969; ВiIiоtti, 1970; Нарзикулов, 1969; Новожилов, 1972, 1975; Новожилов, Шумаков, 1973; Викторов, 1975; Нарзикулов, Умаров, 1975, 1976; Матис, 1975; Фадеев, 1975; Фадеев, Новожилов, 1977).

Совет Западной Палеарктической региональной секции Международной организации по биологической борьбе в 1973 г. отмечал, что интегрированная защита растений — это борьба с вредными организмами, учитывающая пороги их вредоносности и использующая в первую очередь природные ограничивающие факторы наряду с применением всех других методов, удовлетворяющих экономическим, экологическим и токсикологическим требованиям {Матис, 1975).

Стейнер рассматривает интегрированную борьбу как регулирование на посевах сельскохозяйственных культур и в лесных насаждениях всей экосистемы, включая не только вредящие виды, но и зоо- и фитоценозы в целом (Stеinег, 1968), и подчеркивает, что это

не просто одновременное применение двух методов, например химического и биологического, а планомерное интегрирование искусственных и природных регулирующих и ограничивающих факторов экосистем с целью доведения популяций вредителей и возбудителей заболеваний до хозяйственно неощутимого уровня. В этой же работе Стейнер формулирует новую тенденцию в защите растений как переход от грубых вторжений в биоценозы к направленной их регуляции.

Следует подчеркнуть, что в ряде работ особо отмечается, что такой подход позволяет сохранять естественные для определенных ассоциаций биотические связи (WiIdе, 1976).

Борьба с вредными видами при интегрированном подходе должна строиться с учетом связи этих видов с другими организмами и с учетом того, что любое воздействие на агробиоценоз ведет к изменению численности всех организмов, в том числе и полезных. Интегрированные методы защиты растений предусматривают выбор таких средств подавления вредных организмов, которые не только сохраняли бы, но и активизировали деятельность полезных. Другими словами, интегрированная защита растений представляет собой систему мер управления внутрипопуляционными отношениями в пределах конкретного агробиоценоза Не случайно в последние годы все большее употребление находит термин “управление популяциями” (“рез! тапа§етеп1”). Эти методы наиболее целесообразны и с точки зрения охраны среды.

Интегрированную борьбу в связи с этим следует понимать как идеальную комбинацию биологических, агротехнических, химических, физических и других методов защиты растений против комплекса вредителей и болезней в конкретной эколого-географической зоне на определенной культуре, при которой осуществляется регулирование численности вредных видов до хозяйственно неощутимых количеств при сохранении деятельности природных полезных организмов.

Ряд авторов, отмечая необходимость регионального подхода в разработке интегрированной борьбы, указывают, что в целом стратегия интегрированного метода в защите растений, основанная на принципах регуляции численности, является универсальной (Ноуt, Вигts, 1974).

В большинстве работ, посвященных проблемам интегрированной борьбы, идее биологически обоснованного комплексного использования различных методов в системах мероприятий отводится ведущее место (Вiсегпе, 1964; Sсhimuttегег, 1967; Ноrffmап, 1970; Вгаdег, 1975; Новожилов, 1972, 1975; Фадеев, Шумаков, Сметник, 1976; Фадеев, 1977, 1978; Нарзикулов, 1977).

Первые практические успехи применения интегрированного подхода в за-щите растений связаны с опытами по борьбе с вредителями садовых на-саждений в Новой Шотландии (Канада), когда удалось благодаря правильному подбору инсектоакарицидов и обоснованному сроку их применения значительно ослабить губительное

действие препаратов на энтомофагов и достигнуть вполне достаточного технического эффекта в борьбе с яблонной плодожоркой (Рiсkttей, Раttегsоп, 1953; Рiсkеtt, 1959). Вскоре последовали работы в таком же плане на других кkльтурах (Воsсh, Stегп, 1962).

С начала 60-х годов появляются многочисленные публикации о ведущихся разработках по интегрированной защите растений от вредителей и сообщения о практическом осуществлении элементов интегрированных программ в различных странах мира.

Хотя исследователи подчеркивали, что разработка интегрированных систем в полном виде — дело будущего (F1иitег, 1962; Веsзеmег, 1967; Ноуt, 1969; Новожилов, 1972), многие ее элементы начинают использоваться в эти годы. Было замечено, что схемы интегрированной борьбы должны строго учитывать особенности региона, культуры и другие факторы. Оказался неудачным опыт механического переноса разработанной схемы борьбы с вредителями плодового сада в Канаде в условия Нидерландов (F1uitег,

1963).

При интегрированной борьбе применение инсектицидов, по мнению ряда исследователей, не всегда должно преследовать цель получения 100%-ной смертности вредителя (Риппер, 1959, 1960; Smа1Imап, 1965). Сохранение некоторого количества вредителя при химических обработках, по мнению Риппера, будет способствовать сохранению энтомофагов На этой основе им была разработана так называемая теория сбалансированных популяций членистоногих. Но следует учитывать, что такое требование применимо не ко всем

вредителям.

Ряд исследователей введение принципов интегрированной борьбы в широкую практику связывают с коренным пересмотром значимости отдельных вредителей. Так, по мнению Делючи (Ве1иссЫ, 1971), по мере накопления эколого-экономических данных по крайней мере 50% насекомых, относимых сейчас к вредным видам, перестанут быть объектами борьбы.

М. Н. Нарзикулов, Ш. А. Умаров (1975) указывают, что при постоянном проведении интегрированных мероприятий на посевах сельскохозяйственных культур можно добиться проявления механизмов гомеостаза.

Осуществление ‘интегрированных программ может способствовать замедлению образования резистентных к инсектоакарицидам популяций вредителей (Зильберминц, Фадеев, 1975).

К настоящему времени имеются убедительные материалы об экономических преимуществах использования интегрированной

борьбы.

В Калифорнии (США) при использовании интегрированной защиты растений в борьбе с хлопковой молью удалось уменьшить число химических обработок с 12,3 до 8. При этом не было отмечено значительных различий ни в поврежденности коробочек, ни в уровне собранного урожая; экономия денежных затрат -составила в этом случае около 20 долларов/га (Матис, 1975). Матис также

сообщает, что при проведении интегрированной борьбы с вредителями хлопчатника в штате Техас (США) было достигнуто снижение расхода пестицидов с 12,9 фунта/акр до 6,4 фунта/акр, что обеспечило экономию средств на сумму около 50 долларов/га.

Активизация научных исследований по разработке принципов интегрированных систем защиты растений и конкретных их схем для различных культур в ряде стран мира позволила достичь определенных результатов и на таких сельскохозяйственных культурах, как плодовые, сахарная свекла, соя, табак, овощные и др.

Это направление в защите растений с 60-х годов активно развивается и в странах — членах СЭВ. Отражением внимания к этой проблеме является и то, что в 1978 г. при Восточной Палеарктической секции МОББ создана постоянная комиссия по интегрированным системам защиты растений.

В США с 1972 г. в общенациональной программе по разработке интегрированной борьбы с вредителями, помимо сети научных учреждений департамента земледелия, участвуют 19 университетов и многие фир.мы по производству пестицидов. Ежегодные ассигнования на проведение этих исследований достигли 10 млн. долларов (Smith, Huffаkег, 1974).

Специальный комитет Национальной Академии наук США опубликовал в начале 1976 г. доклад о перспективах этих работ на будущее (Gагtег, 1976).

Отмечая известные достижения в этой области, следует констатировать, что к настоящему времени в окончательном виде интегрированный подход в защите растений не получил практического воплощения, так как пока не удается полностью реализовать основную цель интегрированной борьбы, связанную с регуляцией численности вредных и полезных видов агроценоза и сведением к минимуму применения активных методов, и прежде всего химических агентов. Этим определяется необходимость дальнейшего всестороннего развития научных исследований по различным аспектам теории и практики интегрированной защиты растений.

Опубликованные сводки и отдельные статьи, отражающие итоги исследований по вопросам интегрированных систем борьбы с вредными видами, свидетельствуют о том, что оптимизация защитных мероприятий при интегрированном их применении связывается с обеспечением таких сочетаний различных методов, при которых достигаются высокая эффективность и рентабельность при максимальном использовании природных факторов ограничения численности вредных организмов.

Специальная рабочая группа ФАО на первом заседании (1967г.) указала на следующие вопросы, которые необходимо решать при разработке интегрированных схем.

1. Оценка естественных факторов борьбы.

2. Определение экономических порогов плотностей популяции.

3. Определение смертности энтомофагов при применении инсектицидов и других средств борьбы.

4. Организация учета и сигнализации.

5. Обеспечение более высокой экологической плотности.

6. Содержание численности вредителей на низком уровне (метод грязного поля) для предотвращения исчезновения энтомофагов.

7. Организация междисциплинарной деятельности.

8. Наблюдения за развитием растения-хозяина.

9. Использование агротехнических приемов борьбы.

10. Использование устойчивых сортов.

11. Организация профессиональных курсов и программы обучения.

12. Организация эффективной административной системы для защиты растений.

В этом перечне вопросов естественным факторам борьбы отводится первостепенная роль.

Именно направленное создание и закрепление оптимальных био-ценотических связей с учетом прежде всего системы вредитель — энтомофаг позволили в ряде случаев получить хорошие результаты в снижении вредоносности некоторых видов клещей и насекомых в плодовых насаждениях, посевах хлопчатника, табака и др. В качестве примеров таких разработок можно привести данные, полученные Крофтом (Сгоft, 1975) по регуляции численности красного плодового клеща и его хищников в плодовых насаждениях в штате Мичиган (США) с помощью дифференцированных доз акарицидов (рис. 1). Четкий учет соотношения хищник — жертва дает возмож-

1.Cочетание методов борьбы с болезнями табака в зависмости от степени заражение (Rbb еt аI.,1976 А Б В Г д Е Уровни заражение треми основными болезнями

Фитофтора,вилт- Фитофтора,вилт- Фитофтора,вилт- Фитофтора,вилт- Фитофтора,вилт- Фитофтора, вилт-

сильное пораже- слабое или сред- среднее и слабое слабое пораже- очень слабое по- очень слабое по-

ние нее поражение поражение ние ражение ражение

Галловая немато- Галловая немато- Галловая немато- Галловая немато- Галловая немато- Галловая немато

да-слабое,силь- да-слабое,силь- да-слабое,силь- да-слабое,силь- да-слабое,силь- – да очень слабое

ное поражение ное поражение поражение ное поражение ное поражение поражение

Предлагаемые меры борьбы при различных уровнях

зареженности болезнями

1.Двух-или трех 1.Не требуется 1.Двухгодичное 1.Двухгодичное 1.Двухгодичное 1.Двухгодичное

годичное чередо- чередования черодование черодование черодование или трехгодичное

вание культур. культур культур культур культур черодование

культур

2.Высокоиммунные 2 Высокоиммунные 2.Высоко- 2. Среднеиммуные 2.Средне-и сла- 2.Неиммунные и

к фиотфторе,вил- к фитофторе, иммуные и неустойчивые боиммунные слабоиммунные

ту и к галловой вилту,галловой к галловой не- сорта сорта сорта

нематоде сорта нематоде сорта матоде сорта

3.Пестициды ши- 3.Пестициды ши- 3.Нематициды 3.Пестициды ши- 3.Нематициды 3.Пестициды не

рокого спектра рокого спектра рокого спектра применяются

действия действия действия

ность фермером использовать химические перепараты именно при той ситуации,когда хищникине обеспечивафт регуляции численностиклеща ниже допустимого уровня.

Оптимальные варианты интегрированной борьбы, как показывают последние исследования, не могут связываться только с ограничением использования пестицидов. Применительно к трем основным болезням табака Рабб с соавторами (КаЬЬ е1. а!., 1976) едложили дифференцированные схемы защиты плантаций табака в зависимости от уровня развития болезней, в которых варьируют не только химические средства, но и системы чередования культур, и подбор сортов с различным уровнем устойчивости к патогенам (табл 1).

К настоящему времени уже накоплен известный опыт в разработке моделей и схем интегрированной защиты растений, что можно проиллюстрировать некоторыми примерами.

На рисунке 2 представлен в общем виде порядок разработки интегрированных программ борьбы с вредными видами (Ваiси, 1975).

Первый этап—анализ защиты растений и всех отрицательных явлений, вызываемых пестицидами. Это должно проводиться применительно к конкретной географической зоне и культуре. Предпочтение должно отдаваться тем зонам и тем культурам, где отрицательные побочные явления наиболее распространены и имеется тенденция снижения эффективности обработок. Такими являются тепличные культуры (томат, огурец, перец и др.), плодовые (ябло-чя, слива, персик), хлопчатник, табак, сахарная свекла.

Второй этап — определение экологических изменений и круговорота пестицидов Определение остаточных количеств пестицидов

Рис 2 Разработка интегрированных схем защиты растений.

важно на первых этапах применения схем, а иногда и позже На основе этого анализа можно определить потери и осложнения экологического и гигиенического порядка.

Основной этап — это разработка вопросов, строго необходимых для интегрированной борьбы. Здесь уместно напомнить о влиянии сочетаний различных методов борьбы на смертность вредителей.

Обычно в природе существует несколько причин, которые вызывают последовательную смертность объектов (Викторов, 1976). В случае, когда она не связана с плотностью популяции вредителя, можно утверждать, что независимо от порядка, в котором действуют разные причины смертности, окончательный эффект будет один и тот же. Когда смертность зависит от плотности и вызывается несколькими последовательными причинами, наименьшая выживаемость достигается тогда, когда причина, вызывающая наивысшую смертность, действует первая.

Когда действует несколько последовательных факторов, которые вызывают смертность, зависящую и не зависящую от плотности популяции, наименьшая выживаемость отмечается тогда, когда первым действует фактор, зависящий от плотности.

В случае, когда смертность зависит от двух причин, из которых одна вызывает гибель постоянного числа особей, наименьшее число выживаемых особей остается, когда фактор смертности, не зависящий от плотности, действует первым. Например, один хищник уничтожает 45 особей/м2, а инсектицид убивает 85% популяции при начальной плотности 320 особей/м2.

1. Выживаемость при использовании инсектицида: 1—0,85 = 0,15; 320х0,15 = 48 особей выживают (действие инсектицидов); 48—45 = 3 особи выживают (действие хищника). Такой эффект отмечается, когда первым действует инсектицид.

2. 320—45 = 275 особей выживают (действие хищника); 275х0,15 = 41,25 особи выживает (действие инсектицида).

Во втором случае, когда первым действует хищник, число выживаемых особей значительно выше.

При последовательной смертности, вызываемой одним фактором, который ведет к постоянному проценту смертности, а другой фактор вызывает смертность, зависящую от плотности, наивысшая смертность в конечном счете отмечается, когда фактор смертности, зависящий от плотности, действует первым.

Например, если в предыдущем случае инсектицид заменяется феромонной ловушкой + инсектицид, что вызывает 65%-ную смертность, ловушки нужно применять перед действием хищника (1). После действия хищника эффект ниже (2).

1. 1—0,65 = 0,35 выживаемых особей при использовании ловушки; 320х0,35=112 особей выживают (действие ловушки + инсектицид); 112—45 = 67 особей выживают (действие хищника).

2 320—45 = 275 особей выживают (действие хищника); 275Х Х0,35 = 96,25 особи выживает (действие ловушек с феромонами + инсектицид). Во втором случае выживает больше вредителей.

Из этих примеров становится ясно, что разные приемы борьбы, применяемые при интегрированной защите, могут давать разные эффекты в зависимости от порядка действия. В природе причины, вызывающие последовательную смертность, могут сочетаться по-разному. Поэтому можно установить два основных правила (Ье1егит, 1974):

1. В зависимости от порядка проявления факторов смертности разных категорий можно получить различные результаты.

2. Наивысшая смертность отмечается тогда, когда факторы, вызывающие ее в зависимости от плотности, действуют перед факторами, которые не зависят от плотности.

При действии устойчивых сортов + агротехнические приемы + селективные пестициды эффективность также может быть различной

в зависмости от порядка действия последных двух факторов.

Известны также случаи синергизма или антагонизма действия двух

хищников или паразитов в отношении одного и того же вредителя.

Например, при действии эндопаразита Орius сопсоIог Szере1. и эктопаразита ЕиреImиs игогоmиз Dа1m. на оливковую муху (Dасиs оIеае Gmе1.) можно обнаружить антагонизм

В целом можно утверждать, что вопросы взаимосвязей последовательной смертности и выживаемости еще недостаточно изучены, хотя они имеют не только научное, но и практическое значение

Некоторые авторы (Сгоft, 1975) модель интегрированной фитосакитарной программы определяют как систему, функционирующую по принципу обратной связи (рис 3) Рассматриваемая система слагается из взаимозависимых элементов: 1) определения ведущей экосистемы хищник — жертва; 2) системы наблюдений за состоянием компонентов экосистемы; 3) системы метеонаблюдени и учета воздействия погодных факторов на развитие организмов 4) составления описательных моделей динамики численности вред ных видов с учетом всех воздействующих факторов; 5) системы реа лизации, учитывающей изменения численности вредных видов; вы работки на этой основе рекомендаций по применению методе! борьбы.

Если проанализировать различные методы борьбы (рис. 4) с на секомыми в зависимости от плотности популяции, то можно опре делить эффект различных стратегий.

В первой ситуации (I) показано, что обработки (О) инсектици дами ведут к получению устойчивых форм и при последующих ге нерациях вредителя снова отмечаются большие потери урожая.

Во второй ситуации (II) показаны положения, когда акклима газированный энтомофаг — биологические средства (БС) стал не эффективным вследствие изменения плотности.

При интегрированной борьбе (III) может достигаться устойчи вое снижение уровня популяции при интегрированном примененш инсектицидов и биологических средств.

По нашему убеждению, реальной моделью интегрированной за щиты растений может стать такая, в которой в строго обоснован ном виде представлены:

методы агротехнической профилактики, включая использование

и специальных приемов по профилактике или подавлению развития вредных объектов;

устойчивые к вредным организмам сорта сельскохозяйственных растений;

приемы, сохраняющие и активизирующие деятельность полезных организмов, регулирующих динамику популяций вредителей, фитопатогенов и сорняков;

активные мероприятия подавления вредоносности вредных организмов (биологические, химические и использование веществ, управляющих развитием и поведснием вредных видов) на основе детального анализа агробиоценозов и строго объективной оценки ожидаемого развития вредителей и уровней экономического ущерба.

Современная концепция интегрированной борьбы регламентирует активное вмешательство человека в агробиоценозы установлением и соблюдением так называемых экономических порогов и порогов хозяйственного ущерба.

л

Рис 4 Возможная динамика популяции ] и способы борьбы (по Байку): ./ — химические; // — биологические; /// — интегрированная система; П — плотность популяции, ‘ БП — большие потери, ЭП — экономический порог ] плотности популяции Пунктирная линия указывает интервалы между генерациями или пере ] рыв в развитии Стрелки означают проведение обработок ‘

Первое понятие связано с определением критериев численности вредителя, при которой следует проводить мероприятие против вредителей, чтобы их численность не привела к хозяйственному ущербу, а второе — связано с численностью вредителей, при которой окупаются расходы на борьбу.

По определению В. И. Ханского (1980), под экономическим порогом понимается такая плотность популяции вредного вида или степень повреждения растений, при которой потери урожая составляют не менее 3—5%, а применение активных средств защиты растений повышает рентабельность производства культуры и снижает ее себестоимость. Знание экономических порогов в значительной степени может способствовать осуществлению обоснованной по экологическим и экономическим показателям регламентации химических обработок и проведению других активных мероприятий защиты растений. Это обстоятельство вызвало значительный интерес к разработке экономических критериев численности и вредоносности вредных видов во многих странах мира; известные результаты получены, в частности, и в СССР, Болгарии, Польше, Румынии, ЧССР и других странах — членах СЭВ.

В СССР к настоящему времени экономические пороги вредоносности разработаны для многих видов вредных организмов (вредная черепашка, серая зерновая совка, злаковые мухи, проволочники, луговой мотылек, стеблевой мотылек, хлопковая совка, фитофтора картофеля, ржавчина хлебных злаков и др., табл. 2).

Следует учитывать, что экономические пороги могут изменяться в широких пределах в зависимости от зоны возделывания культуры, климатических условий, используемых сортов, уровня агротехники, урожайности и других факторов. Так, если во влажные годы порог вредоносности клопов вредной черепашки на яровой пшенице составляет 2 особи на 1 м2, то в сухие годы он понижается до 0,5 особи на 1 м2.

Авиахимические обработки против серой зерновой совки целесообразны при плотности 20 гусениц на 100 колосьев, во влажные годы экономический порог вредоносности снижается до 10 гусениц, а в сухие — повышается до 30 (Сулейманов, 1976). Для условий юго-запада Украины экономический порог вредоносности жуков клубеньковых долгоносиков на всходах гороха составляет 40 особей на 1 м2, а в условиях Нечерноземной зоны он ниже в 5 раз (Жуковский, Иванов, 1976).

Разработанные в различных странах пороги вредоносности как для условий СССР, так и для ряда других стран — членов СЭВ нуждаются в дальнейшем совершенствовании. Прежде всего следует устанавливать их с учетом зональных особенностей возделывания сельскохозяйственных культур, которые, как указывалось выше, оказывают существенное влияние на проявление вредоносности вредных видов, и полезной деятельности организмов, регулирующих численность вредных видов в агроценозах. Биоценотические принципы, основанные на всестороннем изучении связей системы

Интегрированная защита растений

вредитель — энтомофаг, и в частности определение соотношения уровней численности вредителей и энтомофагов, все шире используются в практической фитосанитарии и в значительной мере способствуют осуществлению интегрированного подхода в защите растений.

Наглядным примером этому служит внедрение в практику защиты растений СССР методов прогнозирования динамики численности серой зерновой совки и гороховой тли с учетом их поражения соответственно гранулезом и энтомофторозом. Учет развития эпизоотии указанных природных энтомопатогенных микроорганизмов позволил в ряде областей РСФСР и Северного Казахстана на многих тысячах гектаров не проводить химические обработки. В этих условиях не только достигалась большая экономия материальных ресурсов и трудовых затрат, но и обеспечивалось сохранение полезной энтомофауны. В результате длительного действия эпизоотии достигается многолетнее подавление численности вредителей и снижается опасность загрязнения окружающей среды.

Знание особенностей заражения яиц клопа-черепашки яйцеедами позволяет в СССР исключать химические обработки посевов пшеницы на значительной территории (Воронин, 1977).

На основе экономического порога вредоносности хлопковой совки в Таджикской ССР внедрена система интегрированной защиты хлопчатника от этого вредителя. Химические обработки в этой зоне строго регламентируются показателями численности гусениц. Они осуществляются, если численность гусениц превышает 10 особей на 100 растений у средневолокнистых или 5 гусениц у тонковолокнистых сортов (Нарзикулов, 1977). Переход от сплошных обработок к выборочным с использованием селективных препаратов позволяет обеспечивать высокую эффективность мероприятий и значительно уменьшать затраты на применение пестицидов.

В этих условиях отмечено повышение числа энтомофагов и их роли в регулировании численности вредителя.

О высоком экономическом эффекте использования такого подхода при организации защиты растений свидетельствуют материалы, полученные во Всесоюзном научно-исследовательском институте защиты растений (ВИЗ?) по применению экономического порога вредоносности паутинных клещей на хлопчатнике в колхозе имени Карла Маркса Пархарского района Таджикской ССР, где на площади 1457 га удалось снизить расход акарицидов с 7,1 до 1,5 кг/га, а затраты на обработку 1 га посевов хлопчатника уменьшить более чем в 5 раз. Для разработки тактики интегрированной борьбы с вредными видами на основе использования экономических порогов их вредоносности необходимо всестороннее биоценотическое изучение агробиоценозов, детальное исследование экологии вредителей и их естественных врагов, так как рациональная защита растений должна базироваться на полном понимании! механизмов естественной регуляции численности основного комплекса фитофагов, обитающих в конкретном агробиоценозе.

Действительную опасность популяции того или иного вредителя или болезни для возделываемой культуры можно определить только на основе такого подхода. Правильный выбор элементов интегрированной борьбы, установление оптимального срока проведения лестицидных обработок, при котором достигается наивысшая техническая и хозяйственная эффективность и обеспечивается максимальное сохранение полезных видов, также непосредственно связаны с указанными положениями.

Учет и подробный анализ фитосанитарной ситуации на посевах сельскохозяйственных культур, определение очагов вредных организмов с численностью, превышающей критическую, исключают тотальные химические обработки, снижают уровень пестицидного пресса на агробиоценозы. Важно подчеркнуть, что только полное знание и соблюдение оптимального срока проведения защитных мероприятий гарантируют желаемый экономический и экологичекий эффект.

Так, в Таджикистане переход к обработкам в фазе отрождения гусениц хлопковой совки, когда она наиболее восприимчива к действию инсектицидов, а не в фазе яйца, как это практиковалось ранее, позволил уменьшить кратность химических обработок с 7 до 5 (Нарзикулов, Коваленков, 1977).

Установление наиболее устойчивых к пестицидным препаратам фаз развития энтомофагов обеспечивает значительное снижение отрицательных экологических последствий при проведении xимических обработок.

Обработки посадок капусты в Ленинградской области против капустной белянки первого поколения, проводимые в период начала появления гусениц старшего возраста, способствуют большему сохранению паразита этого вредителя апантелеса и паразита капустной моли хорогенеса, так как они в этот период в основном находятся в последнем возрасте и более устойчивы к воздействию хлор- и фосфорорганических инсектицидов (Новожилов, Шапиро, 1975).

Аналогичные результаты были получены в США на Коннектикутской сельскохозяйственной опытной станции Здесь для защиты насаждений яблони от непарного шелкопряда определены сроки проведения опрыскиваний димилином и дифференцированы нормы его применения в зависимости от динамики развития и возрастной чувствительности вредителя к препарату, при которых достигается наибольшая безопасность димилина для паразита апантелеса. Выявлено, что при обработке димилином гусениц перед выходом паразита его популяция сохраняется на 80—100% (Cгапеtt, 1976).

Практические успехи использования интегрированной борьбы с вредными видами неразрывно связаны с насыщением систем защиты сельскохозяйственных растений элементами агротехнической профилактики и прежде всего с возделыванием сортов культурных растений, устойчивых к возбудителям заболеваний и вредным членистоногим.

На современном этапе и в недалеком будущем в растениеводстве должны решаться две взаимосвязанные задачи: увеличение урожайности сельскохозяйственных культур и улучшение качества растениеводческой продукции, и прежде всего ее пищевой ценности. Развернутая программа селекции сортов интенсивного типа реализуется на многих культурах в СССР. Аналогичные тенденции можно видеть во многих странах мира. Ускоряющийся процесс смены сортов, появление сортов с новыми свойствами и широкое использование туков стали ведущими антропогенными факторами, оказывающими глубокое воздействие на агробиоценозы в целом, в том числе на насекомых, возбудителей болезней и регуляторов их численности. Это вполне понятно, так как любой новый сорт характеризуется иными пищевыми достоинствами и его возделывание меняет микроклимат посевов, создает новые условия для всего комплекса организмов, связанных с данной культурой, в том числе и для обитающих в агроценозе паразитов, хищников и других полезных организмов. Поэтому возделывание на обширных территориях неустойчивых к вредным организмам сортов значительно усложняет успешное решение многих проблем защиты растений.

Неустойчивые сорта, как показано работами ВИЗР (Шапиро, Вилкова, 1975), усиливают коэффициент размножения многих вредителей. Так, при воспитании гусениц стеблевого мотылька на растениях устойчивых к ним линий кукурузы происходит массовое вымирание этого насекомого, в то время как на неустойчивых линиях отмечалась высокая выживаемость гусениц. Численность популяций вредителя, полученных на устойчивом сорте, в 30—40 раз меньше, чем на неустойчивом.

Опыт практической селекции показывает, что при выращивании устойчивых сортов подавляются размножение и вредоносность насекомых и болезней. В данной книге приводятся многочисленные примеры, подтверждающие это. Классическим примером служат панцирные сорта подсолнечника, выведенные в СССР. При выращивании таких сортов отпадает необходимость в проведении других фитосанитарных мероприятий по борьбе с подсолнечной огневкой. Использование сортов озимой пшеницы, устойчивых к гессенской мухе, сняло острейшую проблему защиты этой культуры в США и в ряде зон СССР.

Внимание к проблемам фито- и энтоиммунитета в настоящее время значительно усилилось во многих странах мира. Выявлены многие физиолого-биохимические и генетические факторы иммунитета. Устойчивые сорта занимают все больший удельный вес в интегрированных программах. Необходимо отметить, что их возделывание не только обеспечивает многолетний эффект в улучшении фитосанитарного состояния посевов, но и способствует в ряде случаев активизации полезной деятельности энтомофагов, позволяет дифференцированно подходить к использованию пестицидов и других физиологически активных веществ. В работах ВИЗР показано, что при высеве устойчивых сортов ряда культур снижается потреб-

ность в инсектицидах, в зависимости от сорта значительно изменяются процессы транслокации нанесенных на растения пестицидных препаратов, что в ряде случаев позволяет уменьшить кратность обработок и снизить нормы применения препаратов (Новожилов, Жуковский, Хролинский, 1975; Новожилов, 1978).

Снижение потребности в инсектицидах для защиты устойчивых сортов обусловлено не только уменьшением численности вредителей, но и изменением физиологического состояния насекомых, питающихся на устойчивых к вредителям растениях. Это значительно повышает их восприимчивость к инсектицидам, что нашло экспериментальное подтверждение при изучении действия хлорофоса на личинок колорадского жука. В исследованиях использовались личинки этого вредителя, питавшиеся культурным картофелем (сорт Юбель, неустойчивый к вредителю) и диким картофелем. Изучение сравнительной токсичности хлорофоса в лабораторных условиях на личинках третьего возраста показало, что уровень ЛД5о для личинок, питавшихся листьями культурного картофеля, был в 5 раз выше, чем для питавшихся на листьях менее благоприятного для колорадского жука дикого картофеля. Различия в величине ЛД50 наглядно иллюстрируют селективность хлорофоса по отношению к личинкам, питавшимся неблагоприятным кормом, и указывают на проявление так называемого эффекта дозы.

В полевых условиях чувствительность к хлорофосу двух сравниваемых популяций колорадского жука также была различной. Полная гибель вредителя при обработке 0,1%-ным хлорофосом на диком картофеле практически достигалась через 18 ч, в то время как на культурном картофеле даже через сутки она не превышала 50% (Новожилов, Жуковский, Хролинский, 1975).

Таким образом, широкое использование в интегрированных системах защиты растений устойчивых сортов может не только определять экономические показатели, но и оказывать существенное влияние на экологическую ситуацию в агробиоценозах и обеспечивать снижение загрязнения биосферы и сельскохозяйственной продукции пестицидными остатками.

В профилактике размножения возбудителей болезней, насекомых, клещей большая роль отводится агротехнике, системе удобрений, семеноводству и др. Теория и практика защиты растений убедительно показали неразрывную связь агротехнического метода борьбы с биологическим и селекционно-генетическим методами, их первостепенную роль в системе защитных мероприятий. Агротехнические приемы в сочетании с указанными методами борьбы действуют не кратковременно, а длительно, благотворно влияя на общее фитосанитарное состояние агробиоценозов и снижая отрицательное воздействие мероприятий по защите растений на окружающую среду.

Многолетние исследования на большинстве сельскохозяйственных культур, и особенно полевых, показали, что правильное и своевременное использование севооборотов, сроков, норм высева, соот-

ветствующих приемов обработки почвы и мероприятий по уходу за растениями, проведение относительно несложных мероприятий по активизации энтомофагов позволяют защитить урожай без широкого применения химических средств защиты растений.

Роль агротехнических мероприятий, в том числе удобрений, в обеспечении нормального фитосанитарного состояния посевов хорошо известна, и соответствующие рекомендации разработаны. Однако возникают новые задачи, связанные с изменением фитосанитарной обстановки под влиянием интенсификации сельского хозяйства: концентрации и специализации производства, мелиорации земель, расширения орошаемых и обводняемых площадей, повышения использования минеральных удобрений и т. д. Ввиду быстрых темпов этих изменений необходимы новые подходы к разработке и совершенствованию агротехнических способов защиты растений.

Интенсификация и специализация сельскохозяйственного производства способствовали и будут в дальнейшем способствовать ломке многих традиционных методов возделывания сельскохозяйственных культур, что затрудняет осуществление ряда важнейших предупредительных мер.

Так, нарушились наиболее эффективные в этом отношении длинные севообороты, повысилась их насыщенность ведущими культурами, наметился переход от многоотраслевых хозяйств к специализированным для выращивания ограниченного набора культур и сортов, осуществляется дальнейшее укрупнение площадей, во многих зонах СССР проведен переход от зяблевой обработки почвы с оборотом пласта к безотвальной. Все это, так же как и расширяющиеся масштабы использования индустриальных методов выращивания многих культур (кукуруза, сахарная свекла, подсолнечник, лен, картофель, соя и др.), ставит новые проблемы по обоснованному сочетанию различных методов в интегрированных системах защиты растений.

Оздоровительные мероприятия в системе семеноводства в ряде случаев позволяют резко повысить урожайность сельскохозяйственных культур и улучшить качество продукции. Так, значительное повышение урожайности и качества продукции картофеля и овощных культур может быть достигнуто в результате организации их защиты от вирусных заболеваний. Внедрение мероприятий по безвирусному семеноводству картофеля, достаточно детально разработанных, позволяет получить прибавку урожая элиты до 16— 40% с повышением крахмалистости клубней на 1—2%; урожайность товарного картофеля увеличивается не менее чем на 10— 15%, а в ряде случаев до 30%.

Товарное сельскохозяйственное производство в своей высшей форме — специализации и концентрации — при возделывании неустойчивых сортов создавало и продолжает создавать условия для повышения удельного веса в интегрированных системах защиты растений активных мероприятий, в том числе и для усиления использования инсектицидов и средств биологической защиты.

На данном этапе освоения интегрированного подхода в защите растений удельный вес биологического метода хотя и невелик, но во многих странах, в том числе в СССР и других странах — членах СЭВ, имеются примеры успешного использования средств биологической защиты сельскохозяйственных культур от вредителей и некоторых болезней.

В специальном разделе книги рассматриваются многие вопросы эффективного использования природных регуляторов численности вредных организмов, поэтому здесь достаточно остановиться на некоторых принципиальных вопросах применения биометода в системах мероприятий.

Увеличение объемов использования биометода, отмечаемое в СССР после 1965 г., когда’обрабатывалось с помощью биологических агентов немногим более 600 тыс. га зараженных вредителями посевов, явилось следствием усиления внимания к этому направлению защиты растений в последние 15 лет (площади, обрабатываемые с помощью биометода, в 1980 г. составили 17 млн. га). Эти показатели достигнуты на основе выявления новых видов и форм энтомофагов и энтомопатогенных микроорганизмов, успешного завершения первых попыток разработки промышленных технологий массового разведения энтомофагов, в частности трихограммы на специальных биофабриках, нахождения путей, усиливающих регулирующую роль паразитических и хищных насекомых и природных энтомопатогенных микроорганизмов. Именно всестороннее изучение не только вредных видов агроценоза хлопковых полей в Таджикистане, но и их энтомофагов позволило обосновать интегрированный подход в борьбе с основными вредителями этой культуры, что обеспечило повышение регулирующей активности ряда энтомофагов в отношении клещей и тлей.

Известно, что наиболее положительные результаты отмечались в случаях интродукции энтомофагов с родины вредных видов, на которых они паразитируют (афелинус, псевдофикус и др.).

В последние годы примером успешной интродукции является завоз с американского континента хищного клеща фитосейулюса, который сейчас применяется в тепличных хозяйствах многих зон СССР. В связи с завозом новых видов энтомофагов и использованием биоматериала, разводимого на биофабриках, особо важны исследования их поведения в природе, механизмов поиска жертвы, реакций на плотность популяции хозяев, так как эти факторы влияют на эффективность энтомофагов в различных экологических условиях.

Успешному развитию микробиометода в значительной мере могут способствовать изучение новых микроорганизмов и закономерностей развития эпизоотии, раскрытие картины патогенеза и нахождение путей совместного использования микробных препаратов с пестицидами. Известны факты, свидетельствующие о том, что применение пестицидов не исключает использования биопрепаратов. Совместное их применение повышает эффективность борьбы

с вредными видами. При этом проявляется своего рода синергический эффект, так как инфицирование патогенными микроорганизмами повышает восприимчивость насекомых к токсикантам (Холл, 1968), а небольшие дозы пестицидных препаратов приводят к физиологическому ослаблению организма насекомого и снижают его устойчивость к действию энтомопатогенных микроорганизмов, что стало основой для изучения инсектомикробных смесей. Последние использовались на ряде объектов (яблонная плодожорка, листовертка, колорадский жук, непарный шелкопряд) в некоторых странах.

Как уже отмечалось, для определения места биологической защиты в интегрированных системах важным является установление критериев соотношения численности энтомофагов и вредителей. К ранее приведенным примерам можно добавить следующее. В СССР (в Таджикистане) установлено, что если в начале вегетации на 100 растениях хлопчатника обнаруживаются 50—70 божьих коровок, златоглазок и других хищников, а 40—50% тлей заражено наездниками, то пестицидные обработки можно исключить, даже если растения заселены тлями на уровне 2 баллов. Для того чтобы воздержаться от химических обработок в последующие этапы развития хлопчатника, при появлении паутинного клеща и гусениц совок необходимо наличие 250—300 энтомофагов на 100 растений.

Рассмотренный пример очень показателен в том отношении, что успех биологизации систем фитосанитарных мероприятий действительно кроется в глубоком экологическом изучении агроценозов и системы вредный организм — энтомофаг.

Безусловно, не все возможности биологического метода полностью -изучены, но, несмотря на определенные трудности, эта область фитосанитарии должна получить свое дальнейшее развитие.

Учитывая, что очень большое число наиболее опасных вредных видов членистоногих животных, возбудителей заболеваний, сорных растений не контролируется приемами агротехнической профилактики, биологическими методами, а также то, что специализация и концентрация растениеводства создают дополнительные предпосылки для широкого распространения и высокой вредоносности многих вредных организмов на зерновых, плодовых и овощных культурах, хлопчатнике, сахарной свекле, картофеле, винограде, становятся практически неизбежными крупномасштабные пестицидные обработки посевов.

В системах интегрированной защиты растений поэтому важнейшее место отводится использованию пестицидов всех назначений. Это вызывается и особенностями индустриальной технологии возделывания некоторых сельскохозяйственных культур, которая в последние годы получает все большее развитие (узкорядные посевы некоторых культур, точные нормы высева семян хлопчатника, сахарной свеклы, сокращение междурядных обработок и другие мероприятия) .

Указанные факторы интенсификации сельскохозяйственного производства определяют четкую тенденцию увеличения использования пестицидов в мире. Данные свидетельствуют, что уровень применения пестицидов в ближайшие 10 лет в мире значительно увеличится (Мельников, 1979).

При интенсивном земледелии особенно необходимо правильное соотношение между расходом удобрений и пестицидов, так как в результате диспропорций между объемами применения минеральных удобрений и пестицидов может значительно снижаться эффективность химизации и земледелия в целом: сорняки, вредители, болезни прямо или косвенно используют вносимые удобрения.

Несмотря на доказанную большую роль пестицидов в обеспечении фитосанитарного состояния посевов, сохранения урожая от вредных организмов и в целом интенсификации растениеводства, их удельный вес в энергетических вложениях в сельскохозяйственное производство относительно невелик во всем миое (%):

удобрения- -37

топливо- -35

механизация -13

транспорт -13

пестициды -2

Принципы интегрированного подхода чрезвычайно повысили требования к препаратам в отношении их экологической избирательности, направленности и скорости трансформации в природных средах, опасности для человека и домашних животных.

Совершенствование химического метода защиты растений в этих аспектах особенно активизировалось с середины 60-х годов и в настоящее время успешно продолжается. За это время произошли принципиальные изменения в арсенале химических средств защиты растений.

На примере СССР можно выделить ведущие направления в количественном и качественном развитии ассортимента пестицидов. Среди них необходимо указать на определенное решение задачи по замене высокотоксичных для теплокровных животных препаратов на малотоксичные; сокращению применения препаратов, содержащих в своем составе мышьяк и ртуть; замене персистентных препаратов менее стойкими, разлагающимися в течение вегетационного сезона без токсичных остатков; созданию новых избирательных препаратов.

Крайне важно уменьшение числа препаратов, относящихся к группе стойких и высококумулятивных, так как установлено, что между персистентностью пестицидов и их опасностью для людей существует определенная взаимосвязь. Медицинскими исследоваваниями показано, что из общего числа отравлений, вызванных пестицидами, 59% относится к очень стойким препаратам, 29,5% —

к стойким 9/7% отравлении падает на умеренни стойкие и только1,8% отравлений вызвано малостойкими фосфорорганическими соединениями.

Высокая персистентность в значительной мере нивелирует и преимущества, связанные с проявлением онтогенетической избирательности у отдельных инсектицидов для хищников и паразитов.

Поэтому следует иметь в виду, что к наиболее персистентным препаратам относятся хлорированные гидрокарбаматы (гептахлор и др.) —их персистентность свыше 18 месяцев и до 5 лет. Высоко-персистентны гербициды на основе триазина (симазин, атразин и др.) и бензойной кислоты (банвел-Д)—продолжительность их полураспада составляет также свыше 18 месяцев. Несколько менее стойки (до 1 года) гербициды на основе мочевины (линурон, ко-торан); наименее стойки гербициды из группы феноксиуксусной кислоты (2,4-Д и др.) и карбаматные алифатические (карбин, триаллат) — от 6 до 3 месяцев. Наиболее быстро разлагаются пести-цидные препараты фосфорорганического синтеза — их персистентность определяется несколькими днями и до 2—3 месяцев (табл. 3).

Важнейшим требованием к современным пестицидам остается снижение показателей их токсичности для теплокровных.

В результате изучения многих тысяч химических соединений, синтезированных у нас и за рубежом, многие препараты, обладающие малой токсичностью и персистентностью, рекомендованы и внесены в принятый в СССР официальный список химических и биологических средств борьбы с вредителями, болезнями и сорняками. Это позволило прекратить применение многих высокотоксичных и стойких в природе соединений.

В настоящее время средняя токсичность используемых в СССР препаратов резко снизилась. Если в 1960 г. средневзвешенная токсичность пестицидов, допущенных к применению в СССР, составляла 147,5 мг/кг, то в 1970 г. она была уже 665 мг/кг, в последние годы этот показатель стал равным 980 мг/кг. Процесс снижения токсичности продолжается. 30% рекомендованных сейчас соединений составляет специфические токсиканты, у которых ЛДзо превышает более 1000 мг/кг (гардона—1900—5000; дилор — 5000— 9000; сайфос— 1200—3300; тедион — 5000—10000; валексон – более 2000 мг/кг и др.).

Значительно снизилась также токсичность рекомендованных для применения фунгицидов и протравителей семян. Средняя токсичность фунгицидов в 1970 г. равнялась 1000—3000 мг/кг, а в 1979 г.— 10000 мг/кг. Большинство протравителей семян до 1970 г. характеризовалось величиной средней токсичности 25—30 мг/кг, к 1979 г. этот показатель для основной массы протравителей превысил 1000 мг/кг. Ог