Influence of irrigation on the formation of entomocomplexes in agrolandscapes of the Lower Volga region

Сельскохозяйственное производство Волгоградской области характеризуется достаточно высокой обеспеченностью земельными и водными ресурсами, потенциально плодородными почвами. При условии создания гарантированной кормовой базы эта зона остается благоприятной для развития животноводства. Однако реализация сравнительно высокого потенциала продуктивности сельскохозяйственных культур области сдерживается значительной вредоносностью фитофагов, потери от которых по разным данным достигают 20- 35%

Изучение насекомых агроценозов и сопутствующих стаций длительно орошаемого агроландшафта проводили на протяжении 1987-2023 гг. на территории Всероссийского НИИ орошаемого земледелия, расположенной в 24 км западнее центра Волгограда. Учеты проводились с использованием стандартных энтомологических методов: для оценки видового состава насекомых фитояруса применяли метод кошения стандартным энтомологическим сачком, результаты приводили к количеству экземпляров на 1 м2; для учетов динамической плотности герпетобионтов использовали ловушки Барбера, в нашем случае – одноразовые пластиковые стаканы объемом 0,5 л, заполненные 3%-ным раствором уксусной кислоты. Численность выражали в количестве экземпляров на 10 ловушко-суток

Нашими исследованиями установлено, что орошение в значительной степени влияет на микроклимат в агроценозах. Под влиянием поливов изменяется такой важный показатель микроклимата, как температура. Так, согласно нашим данным, разница температур на высоте до 2,5 м при выращивании люцерны при дождевании составляет 7-8 градусов в течение 3-4 дней после поливов или в среднем за вегетационный период – 4-5 градусов. В агроценозах с орошением, влажность на 15-20% выше по сравнению с неорошаемыми участками. Здесь также наблюдается уменьшение суточных колебаний температуры воздуха (рисунок 1).

За счет создания более подходящих условий и повышения комфортности обитания энтомофауны при орошении увеличивается число видов насекомых. В целом на территории Нижнего Поволжья нами указано 1712 видов насекомых, из них 1432 отмечены в агроценозах орошаемых полевых культур и 1579 видов – в прилегающих стациях агроландшафта. В энтомоценозах неорошаемых сельскохозяйственных культур биоразнообразие составляет всего 982 вида. Биоразнообразие энтомофауны в агроценозах кукурузы при орошении составляет 771 вид, без орошения – 514 видов, на картофеле соответственно 809 и 743, зерновых колосовых – 870 и 732. Наибольшее количество видов насекомых указано для посевов многолетних бобовых и злаковых трав в условиях орошения – 1249, а на неорошаемых участках – 920.

Однако, увеличение разнообразия видов насекомых под воздействием орошения нельзя рассматривать однозначно, так как, наряду с повышением стабильности экосистемы, наблюдается инвазия несвойственных зоне видов, часто агрессивных по отношению к аборигенной фауне. При этом орошаемые массивы могут становиться источником распространения инвазионных видов в зональные экосистемы.

Следует также отметить, что оптимизация роста и развития растений при обеспечении необходимой влагой с одной стороны изменяет степень их привлекательности для заселения различными видами вредных насекомых, которые в соответствии со своей нормой реакции избирают наиболее развитые, либо, наоборот, наиболее угнетенные растения. С другой стороны, это изменяет условия питания для вредителей, и, как следствие, уровень их выживаемости, особенно для внутристеблевых вредителей.

Изменение физиологического состояния растений, произрастающих на фоне орошения, влияет также на компенсационные свойства поврежденных растений, что сопровождается снижением уровня вредоносности фитофагов.

Результаты исследований, проведенных во ВНИИОЗ, а также маршрутные обследования орошаемых земель Нижнего Поволжья, показали, что в агробиоценозах полевых культур при орошении происходят изменения в численности и хозяйственном значении отдельных видов вредителей. Так, здесь снижается хозяйственная роль ряда сухолюбивых многоядных видов (чернотелок, пыльцеедов, личинок хрущей и других). Орошение способствует уменьшению количества и снижению вредоносности клопа – вредной черепашки, шведских мух, отчасти озимой совки. В то же время при орошении возрастает отрицательное значение злаковых тлей, остроголового клопа, трипсов, проволочников, пьявицы, хлебных блошек, щелкунов, злаковых мух, вредителей многолетних трав – люцернового клопа, фитономуса, тихиуса и люцерновой толстоножки.

Исследованиями установлено, что численность вредителей, для которых характерны различные экологические требования к условиям среды в разные периоды онтогенеза и хорошая адаптация к изменяющимся условиям (вредная черепашка, хлебные жуки, озимая совка), на полях, где проводится орошение, может сильно колебаться. Исследование доли фитофагов-хортобионтов и энтомофагов фитояруса на орошаемых и неорошаемых участках основных полевых культур показывает, что в орошаемых агроценозах отмечается более благоприятное соотношение между вредной и полезной энтомофауной (таблица 1).

Результаты наших исследований

Без орошения зарегистрировано существенное ухудшение соотношения обилия насекомых-вредителей и полезных видов, здесь не происходит саморегуляции энтомокомплексов, и, при превышении экономических порогов вредоносности, необходимо применение пестицидов. Следует отметить значительную роль орошения для повышения доли полезных герпетобионтных представителей в энтомоценозах. Результаты исследований с использованием почвенных ловушек показывают превышение численности герпетобия в условиях орошения в агроценозах всех основных культур в 2,5-12,4 раз, чем на неорошаемых посевах (рисунок 2). В учетах энтомофауны напочвенного яруса, по нашим данным, преобладали хищники из семейства жужелиц (Coleoptera, Carabidae), процент преобладания представителей этого семейства составил от 82,1 до 85,02.

Рисунок 1 - Влияние орошения на численность жужелиц (Coleoptera, Carabidae) на посевах основных сельскохозяйственных культур

Примечание: опытные поля ВНИИОЗ, среднее за 1987-2023 гг

DOI:10.60797/JAE.2024.51.14.2

В энтомокомплексах напочвенного яруса рост численности жужелиц при орошении по сравнению с неорошаемыми посевами происходил в первую очередь за счет увеличения численности видов со смешанным типом питания, таких как Poecilus cupreus L., Pseudoophonus rufipes De Geer, Clivina fossor L., Poecilus puncticollis (Dejean, 1828), Harpalus distinguendus Duftschmid. Согласно данным российских и зарубежных специалистов, вышеуказанные виды в основном питаются опасными видами, наносящими вред культурным растениям. Таким образом, рост численности жужелиц в орошаемых агроценозах – важный положительный фактор влияния орошения на герпетофауну.

Исследования показывают возрастание устойчивости и сбалансированности энтомокомплексов при орошении, повышение их способности к восстановлению. Устойчивость агроценозов обеспечивается за счет создания полидоминантных энтомологических сообществ со значительным видовым разнообразием и оптимизации их трофической структуры. При орошении складывается оптимальное соотношение между вредителями и насекомыми-хищниками, при этом обеспечивается возможность саморегуляции энтомофауны за счет повышения активности энтомофагов. Таким образом, появляется шанс сохранить урожай и уменьшить количество используемых пестицидов на 30-40% на орошаемых посевах.