Современное состояние и перспективы химической и биологической защиты растений от вредных организмов

Введение

  Растениеводство в Беларуси в значительной мере подчинено нуждам животноводства, так как сельское хозяйство специализируется на производстве животноводческой продукции. Биоклиматический потенциал республики соответствует требованиям интенсивного ведения растениеводческой отрасли и при соблюдении технологических норм позволяет получать достаточно высокую урожайность сельскохозяйственных культур.

Зерновые, зернобобовые и кормовые культуры занимают около 83% пахотных земель, технические – 11, картофель и овощи – 6%.[1]

В 2014 году в стране получен рекордный урожай зерна 9,7 млн. тонн в амбарном весе при средней урожайности 36,6 центнера с гектара. Традиционно наивысшую урожайность получили сельскохозяйственные организации Гродненской области – 46,2 ц/га.

Брестской – 39,2 ц/га, Могилевской – 38,6 ц/га, , Минской – 38,5 ц/га, Гомельской – 34,0 ц/га и в Витебской области – 25,5,% ц/га. Одиннадцать районов в 2014 году получили в весе после доработки более 50 ц/га, при этом Берестовицкий район – 59,9ц/га, Несвижский – 68,2 ц/га, Гродненский – 69,2 ц/га. Семьдесят сельскохозяйственных организаций (5,0 процента из 1 390 организаций) получили урожайность зерновых и зернобобовых более 60 ц/га. Вместе с тем, 120 сельскохозяйственных организаций (8,6 процента) получили менее 20 ц\га, в том числе 85 (71 процент) Витебской области.

В последнее десятилетие структура посевов зерновых и зернобобовых культур существенно изменилась. Значительно увеличились площади под посевами ценных и высокоурожайных пшеницы и тритикале (с 20,1 до 32,1 процента и с 6,8 до 23,6 процента соответственно) и сократились под рожью с 29,4 до 10,1 процента, овсом — с 10,7 до 6,0 процентов, ячменем — с 26,8 до 21,8 процента. Площади под зернобобовыми выросли незначительно с 5,9 до 6,3 процента.[2]

В мире насчитывается около 1,5 млн. вредителей, на территории СНГ около 100 тысяч видов, из них 10 тысяч  потенциально опасных. Ярко выраженными вредителями являются около 1%.  На территории хозяйств Республики Беларусь встречается 30-40 видов.

Болезни растений составляют около 35 тысяч названий, из которых 300 видов представлены вирусными заболеваниями. Также болезни вызываются грибами и имкоплазионными частицами. Заболевания могут быть инфекционными и неинфекционными, находясь в соотношение 1:1. В хозяйствах встречается от 25 до 30 видов заболеваний. Общие потери в мире от вредных объектов составляют около 25 %. В РБ данный показатель колеблется от 24 до 26 %.

Химический метод защиты борьбы до недавнего времени был основным. Он предусматривал полное уничтожение вредного объекта агрофитоценозе. Однако данный принцип был пересмотрен в сторону подавления вредного объекта при повышении ЭПВ и применения химической защиты растений лишь в сочетании с другими методами борьбы в составе интегрированной защитой, которая включает в себя комплекс мероприятий, состоящий  из агротехнических, биологических, карантинных, селекционно-семеноводческих, механических, физических и химических способов борьбы с вредными объектами.

Агротехнические мероприятия – это комплекс мер, направленных на создание наиболее благоприятных условий для роста и развития растений, повышение их устойчивости к вредным организмам. Сюда входит основная и предпосевная подготовка почвы, внесение удобрений и микроэлементов, сроки и способы посева, соблюдение севооборотов.

Биологические мероприятия – это комплекс мер, направленных на применении против вредителей и сорняков их естественных врагов, бактериальных, грибных и вирусных препаратов, а также продуктов их жизнедеятельности (антибиотики). Наиболее перспективный и безопасный метод борьбы.

Карантинные мероприятия – это система государственных мероприятий направленных на предупреждение завоза извне и распространение внутри страны наиболее опасных вредителей, болезней и сорняков.

Селекционно-семеноводческие мероприятия заключаются  в использовании для борьбы с вредными организмами сортов, устойчивых к вредителям и болезням.

Механический мероприятия – это уничтожение вредителей с помощью ловчих канавок, светоловушек, колец,  а также уничтожение болезней  при сортовых прочистках.

Физический метод борьбы включает в себя использование против вредителей высоких и низких температур, ультразвука, радиационного излучения.

Химический метод борьбы основан на применении против вредных объектов химических средств защиты растений, синтезированных искусственным путем и токсичных для них.

В основу интегрированной химической защиты растений положены календарные сроки проведения всех перечисленных мероприятий с учетом фенологии развития вредного организма, защищаемого растение и экономического порога вредоносности.[3]

2. Современное состояние и перспективы химической и биологической защиты растений от вредных организмов

     Химическая защита растений наука о пестицидах, их физико-механических и токсикологических свойствах, сроках и способах внесения, их воздействия на вредные объекты и окружающую среду.

     Химический  метод борьбы до недавнего  времени был основным. Он предусматривал  полное уничтожение вредного  объекта в агрофитоценозе. Однако в последние годы данный принцип был пересмотрен в сторону подавления вредного объекта только при повышении экологического порога вредоносности и применения химической защиты растений лишь в сочетании с другими методами борьбы в составе интегрированной защиты растений.

     Особенности  химической защиты:

1. Работа с ядовитыми веществами.

2. Большое их влияние на окружающую среду

Применение химических средств защиты оказывает стрессовое влияние на биоценоз.

Химический метод защиты растений в настоящее время занимает ведущее место в системах защиты сельскохозяйственных культур от комплекса вредных организмов.

Пестициды обеспечивают: 

1. Высокую биологическую, хозяйственную и экономическую эффективность.

2. Экономия рабочих и энергетических затрат.

3. Быстрый эффект, что важно  при массовом развитии вредных объектов.

4. Удобство хранения и применения, особенно у новых препаратов с нормой расхода от 10 до 100 г.

Однако стало проявляться отрицательное воздействие химической  защиты растений в результате многолетнего, не всегда обоснованного, а часто безграмотного и безответственного применения препаратов.

Недостатком химического метода являются:

1. Токсичность для человека и теплокровных животных.

2. Стойкость и возможная циркуляция в атмосфере.

3. Частое применение одних и тех же препаратов ведет к образованию резистентности или устойчивости вредных объектов.

4. Химические средства, кроме вредных организмов, воздействуют на полезных насекомых, птиц, рыб, пчел.

5. Снижение количества препаратов с ярко выраженным кумулятивным эффектом.

6. Снятие канцерогенов.

7. Расширение области применения комбинированных препаратов.

8. Разработка узкоизбирательных препаратов против конкретного вредного объекта.

9. Использование прогрессивных способов применения ядохимикатов:

- предпосевная обработка  семян;

- контактное применение  пестицидов;

- ранневесеннее или поздневесеннее применение ядохимикатов;

- краевые обработки;

- применение пленкообразующих  препаратов;

-широкое использование малообъемного или ультрообъемного  опрыскивания;

- организация использования  пестицидов с учетом ЭПВ;

- соблюдение существующих  регламентов ( ПДК, МДУ, норм расхода и т.д.)

- чередование препаратов  из различных химических классов  с различным механизмом действия;

     Однако химический  метод имеет недостатки, связанные  с побочным действием пестицидов. Некоторые пестициды ядовиты не только для вредителей, но и для полезных насекомых, теплокровных животных и человека. При применении химических препаратов необходимо соблюдать меры личной и общественной безопасности. Существует ограничение  в применении многих пестицидов. В частности запрещается применять некоторые из них незадолго до сбора урожая. Одностороннее применение пестицидов приводит к тому, что  они очень быстро теряют  эффективность  из-за возникновения резистентности.

     Биологический  метод основан на использовании  естественных врагов вредителей - различных насекомых, птиц и животных, хищных и паразитических насекомых, паразитических нематод и болезнетворных микроорганизмов для предупреждения или подавления массового размножения вредных видов.

     Общеизвестна  полезная роль многих насекомых, млекопитающих( еж,барсук, землеройка, летучая мышь),птиц. Синицы, дятлы, грачи уничтожают за сезон нянок и т.д. Совы, филины, соколы уничтожают грызунов. У любого насекомого имеются хищники и паразиты, способные быстро размножаться и своей активной деятельностью ограничивать численность вредителей в природе. Такие энтомофаги как жужелицы, кокцинеллиды, мухи – ктыри снижают численность вредителей. Применение хищных и паразитических насекомых для уничтожения сельскохозяйственных вредителей идет в следующих направлениях:

1. Ввоз из других стран и акклиматизация в Республике Беларусь новых видов хищников и паразитов;

2. Внутри ареальное расселение и расширение ареалов местных видов энтомофагов;

3. Создание условий для повышения эффективности энтомофагов и акарифагов.

      Значение  биологического метода состоит  не только  в использовании биологических средств для защиты растений, но и в интегрировании его с химическим и другими методами, что позволяет ограничивать широкое использование  химических средств на значительных площадях.

     В Беларуси  средства защиты до начала 90-х  годов в промышленном масштабе не производились, кроме экспериментальных образцов биопрепаратов. Потребность в этой продукции обеспечивалась и обеспечивается в настоящее время за счет импорта из России, Украины, Германии, Франции, США, Великобритании, Японии, Австралии, Швейцарии. В настоящее время основная часть пестицидов (до 80%) ввозится из дальнего зарубежья. На закупку средств защиты растений в зависимости от ассортимента закупаемых препаратов, ежегодно требуются  от 80 до 107,2 млн. долларов США.

     На первоначальном  этапе в соответствии с Государственной программой планируется на базе закупки за рубежом действующих веществ  организовать собственное производство препаративных форм  гербицида раундапа, фюзилада супер, инсектицидов конфидора и шерпа, фунгицидов тилта и альто супер, на втором этапе - организовать ресинтез указанных препаратов.  В настоящее время налажено  производство гербицида белфосат, д.в. глифосат ( ОАО « Гродненское РПО «Сельхозхимия», РУП « Гомельский химзавод»), протравителя колфуго дуплет ( ОАО « Гродненское РПО «Сельхозхимия»). Производственные мощности гродненской                    « Сельхозхимии»  позволяют проводить формуляцию и многих других , крайне необходимых для республики, препаратов.

     Для решения  проблемы обеспечения сельского  хозяйства республики  средствами защиты растений  следует более целенаправленно использовать второй путь, а именно: организовать промышленное  производство средств защиты растений из местного сырья на основе разработок РУП «Институт защиты растений» , и других институтов НАН Беларуси. В настоящее время в республике уже производятся: фунгицид азофос ( РУП « Гомельский химзавод); ПО «Азот», г. Гродно; ООО « Экохимтех», г. Минск), акарицидно-фунгицидный  препарат ПСК ( ООО « Реахим» ,г. Минск), модификации препаративных форм фунгицида полиазофос ( ЗАО «Славянская технология», РУП « Гомельский химзавод»). Разработана технология производства фунгицида хлороокись меди, биопрепаратов дендролин, колептерин, миколин, фрутин, лигнорин, бацитурин, для производства  которых имеется сырье и условия.

      В настоящее  время в РУП « Институт защиты  растений» НАН Беларуси продолжаются исследования по дальнейшему совершенствованию модели управления  фитосанитарной ситуацией в посевах сельскохозяйственных культур.[4]

3. Биологическая характеристика вредных объектов

Таблица 1. Характеристика вредителей

  [5]

Таблица 2. Характеристика болезней

[6]

Таблица 3. Характеристика сорняков

  [7]

4.Меры борьбы с вредителями, болезнями и сорной растительностью на  горохе

4.1. Организационно-хозяйственные мероприятия

Организационно-хозяйственные мероприятия крайне важны при защите сельскохозяйственных культур. Они включают в себя следующее:

1. Тщательную очистку  посевного материала на зерноочистительных машинах и комплексах. Выбор таких машин обусловлен различием физических свойств (длины, толщины, парусности) и формы поверхности семян культурных растений и семян сорняков.

2. Запрет на применение  органических удобрений, содержащих  семена и плоды сорняков. Не следует использовать в подстилку животным солому, в которой находятся семена сорняков. Вносить на поля навоз следует только перепревший, что позволяет значительно снизить всхожесть сорных растений, которые в нём находятся. В 2–3 раза снижается всхожесть сорняков при компостировании навоза.

3. Обкашивание дорог, меж, канав, опушек леса, пустырей, путепроводов и полос отчуждения от сорных растений, чтобы исключить возможность их обсеменения. Яровые сорняки, которые не имеют прикорневых розеток и почти не размножаются вегетативно, после скашивания погибают.

4. Предотвращение распространения  семян сорных растений уборочными и транспортными машинами, а также тарой. Возможно использование специальных уловителей, которыми оснащаются уборочные машины.

5. Подготовка складских  помещений к приёму нового  урожая с обязательным проведением дезинфекции и дезинсекции.

6. Соблюдение пространственной  изоляции между посевами до 1 км. Это относится и к полям  прошлогоднего сева. Семенные участки  размещают на расстоянии не менее 1 км от товарных посевов, благодаря чему уменьшается распространение заболеваний. необходим прежде всего правильный севооборот, с размещением гороха возможно дальше от участков, зараженных трипсом в предыдущем году.

7. Обучение работающих  при возделывании сельскохозяйственных  культур новым технологиям и  методам их выращивания.

8. Составление плана проведения  защитных мероприятий при возделывании той или же иной сельскохозяйственной культуры.

9. Уборка соломы и запашка  пожнивных остатков.

10. Размещение возделываемых  культур только по наиболее  благоприятным почвам с оптимальным для них уровнем кислотности. [8]

3.2. Агротехнический метод.

Требования к почве. Горох хорошо развивается на окультуренных, обеспеченных влагой легко- и среднесуглинистых, а также супесчаных почвах, подстилаемых моренным суглинком, со следующими агрохимическими показателями пахотного слоя: рН ― 6,0–6,5, содержание гумуса ― не ниже 1,8 %, подвижного фосфора и обменного калия ― не менее 150 мг/ кг почвы. Горох хорошо растет на осушенных торфяно-болотных почвах. Не пригодны для возделывания гороха холодные, тяжелые, глинистые, а также бедные песчаные, заболоченные, сильнокислые почвы. Пелюшка предъявляет меньшие требования к плодородию почвы, кислотности, чем горох посевной.

Место в севообороте. Лучшие предшественники: озимая рожь, яровые зерновые, идущие по хорошо удобренным пропашным, за исключением овса (нематода). Озимая рожь хорошо подавляет сорняки, рано освобождает поле, что делает возможным проведение полупаровой обработки почвы под горох.

Горох на зерно не рекомендуется выращивать после удобренных пропашных культур, так как при этом он формирует большую вегетативную массу в ущерб образованию семян, а на поверхность почвы при перепашке извлекаются семена сорняков, внесенные с органическими удобрениями. Пропашные культуры можно использовать как предшественник только для короткостебельных сортов, устойчивых к полеганию.

Не допускается возвращение гороха на прежнее место ранее, чем через 5–6 лет, так как развивается "горохоутомление" при общих патогенах и вредителях. Пространственная изоляция между посевами бобовых культур должна быть не менее 1 км. Опасно располагать горох возле клеверищ, так как на клевере зимуют клубеньковые долгоносики, повреждающие всходы гороха.

Система обработки почвы. Основная обработка по типу полупара: лущение на глубину 6–8 см (при наличии корневищных и корнеотпрысковых сорняков на глубину 10–12 см); вспашка плугом с предплужником на глубину пахотного горизонта после появления всходов сорняков (через 10–14 дней); культивация (2–3) по мере появления сорняков в диагонально-перекрестных направлениях на глубину 14–8 см. Последняя культивация проводится не позднее, чем за две недели до наступления устойчивых заморозков.

Весенняя предпосевная обработка состоит из культивации без боронования на глубину 5–7 см на связных почвах или боронования зяби на легких при физической спелости почвы и предпосевной обработки комбинированными агрегатами в день посева (АКШ-7,2; АКШ-6; АКШ-3,6). При некачественно проведенной основной обработке почвы проводят вторую культивацию уже с боронованием. На полях, где качественно проведена зяблевая обработка, закрытие влаги можно не проводить. Работы начинают с внесения удобрений и заделки их культиватором на глубину 8–10 см.

Система удобрений. Органические удобрения вносят под предшественник, так как они способствуют чрезмерному развитию биомассы гороха, ее полеганию и загниванию. Горох высевают второй-третьей культурой после внесения органики.

На формирование 10 ц зерна и соответствующего количества соломы горох потребляет: 50–60 кг N, 20 кг Р2О5, 35–40 кг К2О.

Азотные удобрения в предпосевную культивацию применяют только на почвах с низким содержанием гумуса, менее 1,8 % в дозах 30–45 кг/га д.в., а также при неблагоприятных условиях азотфиксации (дефицит влаги, низкая температура).

Для улучшения условий симбиотической азотфиксации необходимо применять молибден и бор. Лучшим способом применения микроэлементов является обработка семян перед посевом, добавляя в раствор протравителя с прилипателем (NаКМЦ 200 г/т) молибдат аммония ― 160–200 г/т семян, борную кислоту ― 200–300 г/т семян.

Можно вносить микроэлементы в виде некорневой подкормки в фазе бутонизации гороха.

Посев. Срок посева гороха ранний, при температуре почвы +4–+5º С (совпадает со сроками посева овса и ячменя), в начале физической спелости почвы, так как семена для прорастания требуют 100 % и более влаги от массы семян. Продолжительность сева не более 5 дней. Наибольшей устойчивостью к заморозкам обладают короткостебельные сорта гороха.

Способ посева ― сплошной рядовой или узкорядный с междурядьями 7,5, 12,5 и 15 см. Норма высева зависит от способа возделывания. В зависимости от назначения горох высевают в чистом виде или в смеси со злаковыми культурами.

При возделывании гороха на семена лучше высевать короткостебельные сорта в чистом виде: на менее плодородных почвах 1,5 млн/га, на более плодородных ― 1,3–1,4 млн/га.

Глубина заделки семян на суглинках 4–5 см, на супесях ― 6 см, песках ― 6–8 см.[9]

3.3. Физико-механический метод.

Это один из самых древних методов защиты растений, объединяет применение различных ловушек, термического обеззараживания семенного и посадочного материала, а также непосредственного уничтожения вредных объектов путем их сбора. Он потерял свое значение в крупных коллективных хозяйствах, где широко применяются пестициды. Учитывая безопасность для окружающей среды, он получает широкое применение в частном секторе, на приусадебных участках.

        Против вредителей и болезней, которые распространяются с семенным и посадочным материалом, большое значение имеет отбор незараженного семян, солнечный обеззараживания (прогревание), а также прогревание в горячей воде перед посевом или посадкой. Так, осеннее озеленение семенных клубней картофеля на солнце играет очень большую роль в их обеззараживании от ряда возбудителей болезней. Прогревание семян овощных культур (огурца, помидоров, капусты и др.). Защищает их от комплекса болезней, рассады земляники - от почвенного клеща, саженцев и черенков смородины - от почечного клеща.

  Для отлова и последующего уничтожения вредителей применяют светоловушки. Бабочек и мух ловят ловушками с бродильными пахучими веществами (компоты, отвары из листьев и плодов с добавлением сахара и дрожжей). Причем для каждого вредителя готовят свой отвар. Так, для отлова яблонной плодожорки - взвар из яблок, огневки смородиновой - из листьев этой культуры. Корытца и другие емкости развешивают в кронах деревьев или расставляют среди растений, их ежедневно очищают от выловленных насекомых.

           К сожалению, такие ловушки отлавливают только часть насекомых и не решают проблемы защиты растений, но их можно использовать для наблюдения за динамикой численности и развития вредителей.

  Для отлова проволочников можно использовать половинки клубней картофеля, насаженные на колышки и закопаны у растений так, чтобы колышек было видно, их периодически достают, проволочника уничтожают, а через 5-7 суток клубни заменяют свежими.[10] 

4.4. Селекционно-семеноводческие мероприятия.

Особая роль в реализации программ комплексной защиты принадлежит возделыванию устойчивых сортов растений к болезням и вредителям. Устойчивые сорта предупреждают не только прямой недобор урожая от потерь, но и в значительной степени накопление вредных организмов в опасных количествах на полях возделываемых культур.

Важное место в системах мероприятий по защите растений принадлежит соблюдению правил семеноводства, в которых предусмотрены не только меры по сохранению первоначальных качеств сорта, но и по оздоровлению семенного материала. Семеноводство включает систему мероприятий по обеспечению колхозов и совхозов высококачественным сортовым и гибридным материалом, свободным от инфекционного начала, вредных насекомых и семян сорных растений.