способ определения степени биологизации защиты плодового сада от вредных членистоногих
| Классы МПК: | A01G13/10 устройства для защиты растений от животных, птиц и других вредителей A 01M 29/00 имеет преимущество; ловушки для зверей A 01M 23/00; пестициды A 01N) |
| Патентообладатель(и): | Сторчевая Евгения Михайловна (RU) |
| Приоритеты: |
подача заявки:
2004-04-09 публикация патента:
20.12.2006 |
Способ определения степени биологизации защиты плодового сада от вредных членистоногих относится к биологической защите в садовых экосистемах. Для расширения технологических возможностей при биологической защите растений и восстановления природных механизмов саморегуляции в садовых энтомоценозах способ определения степени биологизации защиты плодового сада от вредных членистоногих включает учет стратегии жизненного цикла видовой популяции с признаками r- и К-стратегов, реализующейся через эволюционно-экологические тактики, представляющие собой размножение, выживание и трофические связи, определение комплекса защитных мер на основе графического материала. Предварительно проводят анализ каждой тактики жизненного цикла видовой популяции по наличию критериев с признаками r- и К-стратегов, характеризующих данную тактику, и строят график, на оси ординат которого откладывают критерии с признаками r- и К-стратегов, а на оси абсцисс - тактики жизненного цикла. Затем по полученному графику определяют, какая из стратегий превалирует: если r-стратеги, то по их количеству для быстрой эффективной защиты устанавливают кратность химических обработок, а при преобладании К-стратегов, у которых основные усилия затрачиваются на выживание потомства и трофические связи, используют биологическую защиту. 4 ил, 10 табл. 
Формула изобретения
Способ определения степени биологизации защиты плодового сада от вредных членистоногих, включающий учет стратегии жизненного цикла видовой популяции с признаками r- и К-стратегов, реализующейся через эволюционно-экологические тактики, представляющие собой размножение, выживание и трофические связи, определение комплекса защитных мер на основе графического материала, отличающийся тем, что предварительно проводят анализ каждой тактики жизненного цикла видовой популяции по наличию критериев с признаками r- и К-стратегов, характеризующих данную тактику, и строят график, на оси ординат которого откладывают критерии с признаками r- и К-стратегов, а на оси абсцисс тактики жизненного цикла, затем по полученному графику определяют, какая из стратегий превалирует: если r-стратеги, то по их количеству для быстрой эффективной защиты устанавливают кратность химических обработок, а при преобладании К-стратегов, у которых основные усилия затрачиваются на выживание потомства и трофические связи, используют биологическую защиту.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к биологической защите в садовых экосистемах.
Известна экологическая защита растений (Чернышев В.Б. Экологическая защита растений, Издательство Московского университета, 2001, с.45), которая основана на естественной устойчивости комплекса членистоногих агроэкосистемы, за счет интегрированного контроля популяции вредителя.
Также известно техническое решение, где для выбора метода и средств защиты используют учет стратегии жизненного цикла видовой популяции с признаками r- и К-стратегов, реализующейся через эволюционно-экологические тактики, представляющие собой размножение, выживание и трофические связи, определение комплекса защитных мер на основе графического материала, демонстрирующего заселенность экосистем вредителями (см. В.А.Чулкина, Е.Ю.Торопова, Ю.И.Чулкин и др. «Агротехнический метод защиты растений», М., 2000, с.35 - прототип).
Недостатком известных технических решений является то, что не предусматривается возможность восстановления природных механизмов саморегуляции в садовых энтомоценозах, поскольку не учитываются уровни затрат адаптивных усилий видовой популяции на реализацию основных жизненных тактик.
Техническим решением задачи является расширение технологических возможностей при биологической защите растений и восстановление природных механизмов саморегуляции в садовых энтомоценозах.
Поставленная задача достигается тем, что в способе определения степени биологизации защиты плодового сада от вредных членистоногих, включающем учет стратегии жизненного цикла видовой популяции с признаками r- и К-стратегов, реализующейся через эволюционно-экологические тактики, представляющие собой размножение, выживание и трофические связи, определение комплекса защитных мер на основе графического материала, согласно изобретению предварительно проводят анализ каждой тактики жизненного цикла видовой популяции по наличию критериев с признаками r- и К-стратегов, характеризующих данную тактику, и строят график, на оси ординат которого откладывают критерии с признаками r- и К-стратегов, а на оси абсцисс - тактики жизненного цикла, затем по полученной зависимости определяют уровни затрат адаптивных усилий видовой популяции с учетом признаков r- и К-стратегов и устанавливают степень биологизации защитных мер.
Новизна заявляемого предложения обусловлена тем, что по сравнению с известными решениями, где каждая видовая популяция, независимо от таксономического положения выработала в процессе эволюции специфическую для нее стратегию жизненного цикла с признаками r, К, rK и Kr вида, которая реализуется в сообществах агро- и естественных экосистем через три эволюционно-экологические тактики жизнедеятельности: размножения (тактика Р), выживания (тактика В) и трофических связей (тактика Т). В предлагаемой же системе за счет оценки затрат адаптивных усилий видовой популяции проводят анализ популяций модельных групп членистоногих (фитофагов), графически определяют место каждой из них на оси r-К континуума, стратегию построения и тактику применения защитных программ, основанных на фундаментальных или оперативных методах регулирования фитофагов. Фундаментальные методы подразделяются на биологический и агротехнический. В плодоводстве основным агротехническим методом защиты выступает возделывание устойчивых к поражениям болезнями и к повреждениям фитофагами сортов плодовых пород, оказывающее фундаментальное действие на фитосанитарную ситуацию. То же касается и классического биометода, сущность которого состоит в активизации местных популяций энтомофагов в системе триотрофа «растение-фитофаг-энтомофаг». К оперативным - относится химический метод, обеспечивающий высокую единовременную биологическую и экономическую эффективность. Быстрота и высокая единовременная эффективность защитных мероприятий необходимы только против r-стратегов, обладающих высокой скоростью размножения в короткие сроки, вызывая эпифитотические вспышки, эпифитотии, массовую инвазию (нашествие) вредных организмов. Для предотвращения этих явлений применяют многочисленные средства оперативного сдерживания, на основе экономического порога вредоносности (ЭПВ), согласно Списка препаратов, разрешенных к применению на плодовых.
Против вредных организмов с признаками К-стратегов, а также промежуточных с признаками rK- и Kr-стратегов необходимо долговременное регулирование или длительная стабилизация видовых популяций в экосистемах на среднем уровне, близком к ПВ (порог вредоносности) или ЭПВ, т.е. применение фундаментальных методов защиты.
По данным патентной и научно-технической литературы не обнаружено аналогичного технического решения, что позволяет судить об изобретательском уровне предложения.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1-4 представлены графики определения степени биологизации защиты плодового сада по годам.
Способ определения степени биологизации защиты плодового сада осуществляется следующим образом.
В качестве модельной группы использовали популяции членистоногих. Для определения уровня адаптивных усилий предварительно проводили анализ каждой тактики жизненного цикла популяции вида по следующим критериям:
Тактика (Р) размножения:
1 - имеет место высокая плодовитость одной самки;
2 - виду свойствен групповой тип откладки яиц;
3 - имеет место живорождение, партеногенез;
4 - имеет место слабая забота о потомстве;
5 - наблюдается преобладание самок над самцами в структуре популяции вида.
Уровень затрат адаптивных усилий популяции вида на эту тактику может быть оценен следующим образом. Высокие затраты - в случае, если применимы четыре и более критериев. Умеренные затраты, когда применимы три и менее критериев, и незначительные затраты - в случае, если применим один критерий.
Тактика (В) выживания потомства:
1 - вид имеет невысокую зависимость от абиотических факторов;
2 - виду свойственна умеренная адаптация к освоению пространства;
3 - виду свойственна высокая внутривидовая и межвидовая конкуренция;
4 - имеет место гибель на протяжении жизненного цикла особи или в конце его;
5 - наблюдается замедленный темп развития видовой популяции.
Уровень затрат адаптивных усилий видовой популяции на эту тактику можно оценить следующим образом. Высокие затраты, если используются три и более критериев оценки. Умеренные - в случае применения двух и менее критериев, незначительные затраты - когда применим один критерий или не применим ни один.
Тактика (Т) трофических связей:
1 - виду свойственна высокая вредоносность (прожорливость) одной особи и низкая - популяции в целом;
2 - вид имеет умеренный или широкий размер экологической ниши;
3 - наблюдается стабильный тип многолетней динамики популяции;
4 - вид имеет моновольтильный тип сезонной динамики популяции.
Уровень затрат адаптивных усилий популяции вида на эту тактику можно оценить следующим образом. Высокие затраты - в случае, если применимы три - четыре критерия; умеренные - в случае, если применимы два критерия оценки; незначительные затраты - если применим любой один критерий или не применим ни один.
После проведенного анализа определяют количество критериев с признаками r- и К-стратегов по каждой тактике и откладывают на оси ординат в соответствии со своей тактикой, которую отмечают на оси абсцисс, затем по полученному графику определяют какая из стратегий превалирует. Если в плодовом саду преобладают r-стратеги, где основные усилия вкладываются в тактику размножения, стремясь воспроизвести как можно большее число потомков в единицу времени, то необходима быстрая и высокая единовременная эффективность защитных мероприятий. В данном случае используют химическую защиту.
При преобладании в саду К-стратегов, где основные усилия затрачивают на тактику выживания потомства и трофические связи, достаточно использовать единовременную защиту, эффективность которой проявляется длительное время, т.е. биологическую.
Пример конкретного осуществления способа определения степени биологизации защиты плодового сада от вредных членистоногих
Прослеживание динамики численности и эффективности местных популяций энтомофагов велось параллельно в Краснодарском крае ОАО «Агроном».
В первый год наблюдений их численность не превышала 1-2 особи/проба, эффективность варьировала от 0,1 до 0,8% (таблица 1).
Во второй год численность энтомофагов возросла в 3-8 раз и составила минимально 3 и максимально 16 экземпляров/проба, эффективность увеличилась в 6-8 раз в пределах 0,8-5,0%. В третий год численность энтомофагов увеличилась в 3 раза и составила минимально 3, максимально 54 особи/проба, эффективность энтомофагов возросла в 4-6 раз и варьировала от 3,0 до 29,0%.
В четвертый год наблюдений отмечены самые высокие показатели: численность энтомофагов достигла 12-78 особи/проба; эффективность варьировала от 5,0 до 59,0%.
Анализ динамики численности и эффективности энтомофагов в промышленном саду в годы наблюдений (стационар - 25 кв. IV отд. ОАО «Агроном») представлен в таблице 1.
| Таблица 1 | ||||
| Показатели | Годы наблюдений | |||
| 1 | 2 | 3 | 4 | |
| Численность, экземпляр/проба | 1-2 | 3-16 | 9-54 | 12-78 |
| Эффективность, % | 0,1-0,8 | 0,8-5,0 | 3,0-29,0 | 5,0-59,0 |
Для проведения опытов по определению степени биологизации защиты плодового сада были выделены в модельном саду яблони на четырех площадках по 0,3 га (10 деревьев на каждой площадке). Для анализа была отобрана группа членистоногих - садовых листоверток, которая в первый год наблюдений включала 4 видовых популяции: ивовая кривоусая листовертка, смородиновая, всеядная и сетчатая листовертки.
Соотношение видов в пробах 7:1:1:1.
Определение затрат адаптивных усилий видовых популяций велось по предложенному способу и показало следующее (см. таблицы 2-4).
По полученным результатам строим график (фиг.1).
Поскольку присутствующие в саду видовые популяции обладают преимущественно признаками r-стратегов (см. фиг.1), на участке проведены 11 обработок химическими препаратами и 1 обработка (последняя перед съемом плодов) - биологическими препаратами, т.е. степень биологизации минимальная (8%).
| Таблица 2 Тактика размножения (Р) | ||||||||||
| Ивовая кривоусая листовертка | Смороди-новая | Всеядная | Сетчатая | |||||||
| 1 | - да (350 яиц) | - да | - да | - да (более 250 яиц) | ||||||
| 2 | - да | - да | - да | - да | ||||||
| 3 | - нет | - нет | - нет | - нет | ||||||
| 4 | - да | - да | - да | - да | ||||||
| 5 | - да | - да | - да | - да | ||||||
| Высокие затраты (4 критерия из 5) | Высокие | Высокие | Высокие | |||||||
| Таблица 3 Тактика выживания потомства (В) | ||||||||||
| 1 | - да | - да | - да | - да | ||||||
| 2 | - нет | - нет | - нет | - нет | ||||||
| 3 | - нет | - нет | - нет | - нет | ||||||
| 4 | - да | - да | - да | - да | ||||||
| 5 | - нет | - да | - нет | - да | ||||||
| Умеренные затраты (2 критерия из 5) | Умеренные затраты (3 критерия из 5) | Умеренные затраты (2 критерия из 5) | Умеренные затраты (3 критерия из 5) | |||||||
| Таблица 4 Тактика трофических связей (Т) | ||||||||||
| 1 | - нет | - да | - нет | - да | ||||||
| 2 | - да | - нет | - да | - нет | ||||||
| 3 | - да | - нет | - да | - нет | ||||||
| 4 | - нет | - нет | - нет | - нет | ||||||
| Умеренные | Незначительные | Умеренные | Незначитель-ные | |||||||
| (2 критерия из 4) | (1 критерий из 4) | |||||||||
Во второй год наблюдений в саду присутствовали пять видовых популяций: ивовая кривоусая листовертка, всеядная, розанная, пестрозолотистая и сетчатая. Соотношение в пробах 4:1:2:2:1.
Проведен анализ затрат адаптивных усилий для видов ранее не отмеченных в саду (таблицы 5-7).
| Таблица 5 Тактика размножения (Р) | ||
| Розанная листовертка | Пестрозолотистая листовертка | |
| 1 | - нет | - нет |
| 2 | - нет | - нет |
| 3 | - нет | - нет |
| 4 | - да | - нет |
| 5 | - нет | - да |
| Незначительные затраты (1 критерий из 5) | Незначительные затраты | |
| Таблица 6 Тактика выживания потомства | ||
| 1 | - да | - да |
| 2 | - да | - да |
| 3 | - нет | - нет |
| 4 | - да | - да |
| 5 | - да | - да |
| Высокие (4 критерия из 5) | Высокие (4 критерия из 5) | |
| Таблица 7 Тактика трофических связей | ||
| 1 | - да | - да |
| 2 | - нет | - нет |
| 3 | - да | - да |
| 4 | - да | - да |
| Высокие (3 критерия из 4) | Высокие затраты | |
График построен аналогичным образом (фиг.2).
Поскольку в саду появились видовые популяции (розанная, пестрозолотистая) с преобладанием признаков К-стратегов и отмечено увеличение эффективности энтомофагов (таблица 1), во второй год проведены 6 обработок химическими препаратами и 4 обработки биологическими препаратами, т.е. доля биологических средств увеличилась до 40%. Проведено на одно опрыскивание меньше в сравнении с первым годом наблюдений.
В третий год наблюдений в саду отмечены 5 видов садовых листоверток: ивовая кривоусая листовертка, розанная, пестрозолотистая, боярышниковая, подкоровая. Соотношение в пробах 1:2:2:1:2.
Анализ проведен для видов, не отмеченных ранее в саду (таблицы 8-10).
| Таблица 8 Тактика размножения (Р) | |||
| Боярышниковая листовертка | Подкоровая листовертка | ||
| 1 | - нет | - нет | |
| 2 | - да | - нет | |
| 3 | - нет | - нет | |
| 4 | - нет | - нет | |
| 5 | - нет | - нет | |
| Незначительные затраты (1 критерий из 5) | Незначительные затраты (не использован ни один критерий) | ||
| Таблица 9 Тактика выживания потомства (В) | |||
| 1 | - да | - да | |
| 2 | - да | - да | |
| 3 | - нет | - нет | |
| 4 | - да | - да | |
| 5 | - да | - да | |
| Высокие затраты (4 критерия из 5) | Высокие затраты (4 критерия из 5) | ||
| Таблица 10 Тактика трофических связей (Т) | |||
| 1 | - да | - да | |
| 2 | - нет | - нет | |
| 3 | - да | - да | |
| 4 | - да | - да | |
| Высокие затраты (3 критерия из 4) | Высокие затраты | ||
По результатам анализов затрат адаптивных усилий каждой видовой популяции строим график (фиг.3).
График показывает, что на третий год в саду преобладают виды листоверток с признаками К-стратегов (за исключением ивовой кривоусой, составляющей до 10% сборов).
В сочетании с увеличившийся эффективностью местных популяций энтомофагов (таблица 1) следует сократить кратность обработок до 7, причем 2 из них (с весны) проведены химическими препаратами, а 5 - биологическими, т.е. доля биологических препаратов возросла до 70%.
На четвертый год наблюдений в модельном саду присутствовали 5 видовых популяций: розанная листовертка, боярышниковая, пестрозолотистая, подкоровая и зеленая дубовая.
Проведен анализ затрат адаптивных усилий ранее не отмеченной в саду популяции зеленой дубовой листовертки. Затраты на реализацию тактики размножения незначительные (ни один критерий не применим); высокие усилия видовая популяция затрачивает на реализацию тактик выживания потомства (4 критерия из 5) и трофических связей (3 критерия из 4). Таким образом популяция зеленой дубовой листовертки преимущественно имеет признаки К-стратегов (как и остальные 4 видовых популяции садовых листоверток).
Построенный график (фиг.4) показывает явное смещение видовых популяций, составляющих группу садовых листоверток в сторону К-отбора.
Возросли численность и эффективность местных популяций энтомофагов за 4 года в 12-34 и 50-60 раз соответственно (таблица 1). Это обстоятельство позволило провести 6 опрыскиваний биологическими препаратами (вместо 12 - в первый год) и довести долю биологических средств защиты до 100%.
Класс A01G13/10 устройства для защиты растений от животных, птиц и других вредителей A 01M 29/00 имеет преимущество; ловушки для зверей A 01M 23/00; пестициды A 01N)
