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

Research article
DOI:
https://doi.org/10.60797/JAE.2024.51.14
Issue: № 11 (51), 2024
Submitted :
06.10.2024
Accepted:
13.11.2024
Published:
19.11.2024
66
2
XML
PDF

Abstract

The article presents the results of long-term studies of irrigation influence on species composition and trophic structure of entomocomplexes of agrocenoses. The role of irrigation in increasing the polydominance of entomological communities and enhancing their stability and sustainability is shown. Due to the optimization of microclimatic parameters and expansion of ecological niches of insect habitats in irrigated agrocenoses, an increase in the number of both pests and beneficial insect species was recorded. At the same time, under irrigated conditions, a more favourable ratio between phytophages and beneficial species was observed. At the same time, the processes of self-regulation in entomocomplexes were observed in the agroecosystem due to the higher number and activity of entomophages. Thus, on irrigated crops it is possible to reduce the use of chemical plant protection products up to 30-40% by increasing the sustainability of agroecosystem.

1. Введение

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%

,
,
. Особенно важно решение проблемы защиты культур при орошении, так как в этом случае нами отмечен значительный рост численности отдельных видов фитофагов и их вредоносности.

2. Методы и принципы исследования

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

,
. Учеты вели с марта по октябрь еженедельно.

3. Основные результаты

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).

Таблица 1 - Численность и соотношение вредителей и полезной энтомофауны в агроценозах с орошением и без орошения

Трофические группы насекомых

Численность насекомых в среднем за вегетационный период, экз./м2

орошение

без орошения

Люцерна (второй-третий годы жизни)

Фитофаги

моно- и олигофаги

2,10

1,50

полифаги

9,76

5,90

oбщая численность

11,86

7,39

Энтомофаги

общая численность

6,29

2,21

Соотношение фитофагов и энтомофагов по общей численности

1 : 1,9

1 : 6,1

Клевер (второй-третий годы жизни)

Фитофаги

моно- и олигофаги

1,98

1,40

полифаги

8,97

5,92

oбщая численность

10,95

7,32

Энтомофаги

общая численность

5,71

1,19

Соотношение фитофагов и энтомофагов по общей численности

1 : 1,9

1 : 6,2

Многокомпонентные смеси

Фитофаги

моно- и олигофаги

2,05

1,38

полифаги

9,24

5,96

oбщая численность

11,29

7,34

Энтомофаги

общая численность

5,73

1,23

Соотношение фитофагов и энтомофагов по общей численности

1 : 2,0

1 : 5,9

Озимая пшеница

Фитофаги

моно- и олигофаги

2,00

1,21

полифаги

9,35

5,21

oбщая численность

11,35

6,42

Энтомофаги

общая численность

4,28

0,90

Соотношение фитофагов и энтомофагов по общей численности

1 : 2,7

1 : 7,1

Кукуруза

Фитофаги

моно- и олигофаги

1,84

0,97

полифаги

8,36

4,40

oбщая численность

10,20

5,37

Энтомофаги

общая численность

3,68

0,64

Соотношение фитофагов и энтомофагов по общей численности

1 : 2,8

1 : 8,9

Картофель

Фитофаги

моно- и олигофаги

3,12

1,11

полифаги

14,45

6,94

oбщая численность

17,57

8,05

Энтомофаги

общая численность

5,93

0,94

Соотношение фитофагов и энтомофагов по общей численности

1 : 3,0

1 : 8,6

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

Результаты наших исследований

,
показывают, что на орошаемых посевах люцерны и клевера выявлено соотношение численности насекомых-вредителей и энтомофагов 1 : 1,9 и 1 : 2,0. При таком соотношении за счет формирования устойчивых биоценотических связей происходит саморегулирование энтомокомплекса и не отмечено превышения фитофагами экономических порогов вредоносности. Соотношение численности фитофагов и энтомофагов на орошаемых посевах других культур также благоприятно для подавления численности вредителей. Наши данные согласуются с результатами, полученными в ходе работы Е.Ю. Мармулевой и А.А. Золотовой
.

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.

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

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

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

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.

4. Заключение

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.

Article metrics

Views:66
Downloads:2
Views
Total:
Views:66