Изменение климата и вредители сельскохозяйственных культур

Время на прочтение 10 минут
11 января 2024 749 прочитали
Ранее мы говорили о том, как с ростом среднегодовых температур сдвигаются сроки полевых работ. Сегодня мы затронем неразрывно связанную с этим тему изменения поведения вредителей сельскохозяйственных культур. А опираться в данной публикации будем на результаты исследований и расчетных моделей, выполненных иностранными и отечественными специалистами.

Содержание

  1. Распространение сорняков и вредителей
    1. Температура
    2. Влажность
    3. Концентрация CO2, O3
    4. Агротехника
  2. Как защититься от распространения вредителей
  3. Меры борьбы

Итак, в каждой климатической зоне и даже конкретном регионе изменение температурных параметров и режима влагообеспеченности воздействует (напрямую или косвенно) на жизнедеятельность насекомых, патогенных микроорганизмов и произрастание сорных растений. Эти изменения могут выражаться в:

  • расширении или сужении ареала обитания;
  • сдвиге сроков активности вредителей и патогенов;
  • изменении популяционного поведения;
  • изменении порога вредоносности.

А теперь подробнее.

Распространение сорняков и вредителей

Насекомые-вредители, патогены и сорные растения перемещаются с континента на континент и (или) расселяются в более высокие широты в пределах одного материка. Есть по крайней мере четыре фактора, которыми объясняется способность вредоносных организмов приживаться при «переезде» в непривычные условия.

Температура. Причем имеет значение как годовой цикл (максимум, минимум, средняя), так и суточный. Заметим также, что в последнее время наблюдается более активное повышение именно ночных температур.

Пирикуляриоз
Пирикуляриоз риса

Если теплолюбивому вредителю повезло «попасть» в теплую зиму, высока вероятность того, что ему удастся успешно акклиматизироваться. Как и у растений, у патогенов есть свой диапазон допустимых температур, в котором они «приживаются». К примеру, рис сильнее подвержен заражению пирикуляриозом именно в прохладных и сухих условиях, а не в жарких и влажных тропиках.

Однако если дальнейший рост температур в «горячих» регионах может спровоцировать сужение ареала обитания некоторых видов патогенов, то потепление в РФ, напротив, приведет к увеличению их видового разнообразия. Ведь рост температуры достаточен для успешной акклиматизации теплолюбивых организмов и недостаточен для сужения ареала менее термофильных. Так, в умеренные широты проникли и достаточно успешно ассимилировались ранее известные лишь в тропиках расы ацидоворакса, буркхолдерии, фитоплазмы и пр.

Влажность. Именно этот фактор несколько тормозит продвижение на север саранчовых. Например, итальянскому прусу хватает суммы активных температур в 2250 ℃, что может позволить ему «подниматься» в европейской части РФ севернее Воронежа. Но комфортно он чувствует себя, только если количество осадков за вегетационный период не превышает 400 мм. К сожалению, большинство насекомых-вредителей — мезофилы, хорошо приспосабливающиеся к различной влажности. Т. е. потепление в большей степени повышает уровень риска приживаемости вредителей-пришельцев для регионов с нормальной и высокой влагообеспеченностью.

Как мы и писали в статье «Как изменение климата сдвинет сроки полевых работ», в ряде регионов России прослеживается тенденция к увеличению числа дней без осадков. Длительная засуха, высокая температура, выпадающая роса резко снижают иммунитет растений, чем способствуют развитию альтернариозов, мучнистой росы, корневых гнилей и снижению устойчивости растений к вирусам.

Концентрация CO2, O3

Повышение концентрации углекислого газа с одновременным ростом температуры увеличивает скорость фотосинтеза и повышает эффективность потребления растениями питательных веществ и воды. Кроме того, в таких условиях изменяется метаболизм листьев и уменьшается апертура устьиц, что снижает риск заражения растений патогенами. В то же время некоторые патогены в этих условиях размножаются быстрее, а их вирулентность возрастает, поэтому влияние данного фактора неоднозначно.

Протравленные семена
Протравленные семена

Повышение концентрации озона на некоторые патогенные организмы оказывает благотворное влияние. Так, может увеличиваться степень поражения растений некоторыми видами септориоза и корневой гнили, однако возможно снижение заражаемости пероноспорозом. Кроме того, на основании результатов ряда исследований эксперты пришли к выводу, что повышение температуры, содержания СО2, изменение влагообеспеченности может привести к интенсификации выработки микотоксинов некоторыми видами грибов. А также к появлению способности к заражению многих основных зерновых культур.

Агротехника

Несоблюдение принципов севооборота, генетическая однородность культур снижают устойчивость фонов к заболеваниям и вредителям. Недостаточно продуманное применение пестицидов приводит к развитию устойчивости к ним насекомых-вредителей и усилению их вредоносности, появлению более вирулентных штаммов патогенов. С другой стороны, несбалансированное питание культурных растений, пренебрежение удобрениями и микроудобрениями также опасно.

У каждого растения есть генетически обусловленный механизм сопротивления воздействию патогенов, и при росте температур он дает сбой. К примеру, ускоренный рост растений в условиях повышения температур приводит к снижению содержания в их тканях микроэлементов и кальция. Этот фактор увеличивает восприимчивость растений к заболеваниям. Рост ночных температур снижает скорость синтеза вторичных метаболитов, например, полифенолов, каллозы, фитоалексинов, лигнина, которые препятствуют распространению в растении фитопатогенов, играющих большую роль в активном иммунитете.

Как защититься от распространения вредителей

Частично распространение вредителей и патогенов обусловлено естественным процессом, но, пожалуй, большую роль сейчас играет человек. Основные пути, по которым движутся вредоносные организмы, таковы:

  1. семенной и посадочный материал;
  2. плодоовощная продукция;
  3. бывшие в употреблении сельскохозяйственные машины и агрегаты;
  4. животные;
  5. древесная упаковка;
  6. транспорт и нерегулируемые грузы (включая технику).

Таким образом, первая линия обороны — меры по предотвращению инвазии вредителей, патогенов и сорных растений.

Так, протравливание семенного и посадочного материала, даже если культура является совершенно новой для конкретного региона, должно быть обязательным и безоговорочным этапом. Отметим, что именно семенной и посадочный материал является лидером в распространении бактериальных возбудителей заболеваний.

Ситуацию усугубляет «невидимость врага» — внешне здоровые семена, рассада, клубни и пр. могут быть заражены латентно. 60% коммерческого импортного семенного материала производят четыре компании с угодьями в субтропических странах, что увеличивает риски подобного развития событий.

ПСМ-25
ПСМ-25 Ростсельмаш

Если есть хотя бы малейшие сомнения в качестве обработки «от поставщика», имеет смысл выполнять эту операцию самостоятельно. Крупные агрохолдинги могут позволить себе приобретение высокопроизводительных и технологичных установок для протравливания и дражирования семян. Но даже при скромных финансовых возможностях любое хозяйство может позволить себе менее претенциозные установки. Например, мобильный протравливатель типа ПСМ-25 или ПСШ-5 марки Ростсельмаш для обработки зерна давно доказал свою эффективность, а его стоимость вполне подъемна.

Компрессор комбайна РСМ161
Компрессор комбайна РСМ161

Бывшие в употреблении машины и агрегаты — это не только «про покупку». Уборочная техника и транспорт в европейской части РФ во время страды зачастую путешествуют с юга на север и обратно. Если такая миграция проходит в пределах агрохолдинга, необходимо организовать работу так, чтобы перед переездом из одного хозяйства в другое вся техника тщательно очищалась. То, что можно мыть, должно быть вымыто. То, что вымыть не представляется возможным, должно быть как минимум тщательно «обдуто» сжатым воздухом при помощи компрессора пневмосистемы, которой, кстати говоря, оборудованы все комбайны и трактора линейки Ростсельмаш.

Конечно, если речь идет о найме стороннего исполнителя, задача по предупреждению ввоза вредоносных организмов ложится на принимающую сторону. Технику необходимо очистить до выхода в свои поля, и конечно, делать это нужно на отведенной для обслуживания машин площадке.

Многие строительные и другие материалы, механизмы и пр. транспортируются в древесной упаковке, на палетах и т. д. Как указывают исследователи, именно такая упаковка стала способом распространения, например, азиатского усача, многих видов короедов, древесной осы, сосновой стволовой нематоды и пр. за пределы начального ареала обитания. Отсюда следует, что вся древесная упаковка должна либо уничтожаться, либо тщательно обрабатываться.

Меры борьбы

Исследователи считают (и их расчеты уже оправдываются), что нас ждут:

  1. повышение выживаемости патогенов и вредителей во время зимовки;
  2. значительное расширение сроков их сезонной активности;
  3. увеличение сезонного числа репродукций вредителей и патогенной микрофлоры;
  4. увеличение вирулентности патогенов;
  5. замещение ряда патогенов более агрессивными видами и расами;
  6. быстрое формирование резистентности патогенной микрофлоры и насекомых к пестицидам;
  7. рост популяции переносчиков возбудителей заболеваний.

Все это рано или поздно потребует как минимум корректировки применяемых технологий и приемов агротехники.

Как уже было упомянуто, исследователи и специалисты настаивают на отказе от производства монокультуры и расширении севооборота с использованием культур разной видовой принадлежности. Поскольку в роли альтернативных хозяев вредителей могут выступать сорные растения, требуется более тщательная работа и с ними.

Удлинение периода активности патогенов и вредителей потребует начинать обследование полей ранее традиционных сроков. Причем мониторингом обязательно охватывать и растительность по периметру полей, а также защитные лесополосы и прилегающие угодья. При выявлении факторов риска имеет смысл периодически выполнять обкос полей, не дожидаясь сроков уборки. Кстати, для подобной операции отлично подойдет дорожная краевая косилка Ростсельмаш КДК-184 Cheege. Возможность работы под углом от –45° до 90° облегчает обработку на съездах в поля.

Впрочем, наличие некоторых видов сорной растительности может стать даже благом. Мы помним, что эволюция насекомых и патогенов гораздо старше эволюции сельского хозяйства, и до его развития эти насекомые питались дикоросами.

Опрыскиватель
Опрыскиватель RSM TS-3200 Satellite

К примеру, саранчовые — вредители неспецифические, то есть меню у них весьма разнообразно. Но все же есть предпочтения. Так, при наличии в поле тростника именно он становится закуской для азиатской саранчи, а культура остается «на потом». Напротив, итальянский прус, совки и луговой мотылек предпочитают широколистные растения. Исходя из этого мониторинг заселения вредителем с учетом их предпочтений зачастую позволяет обнаружить проблему на несколько дней раньше. Поэтому некоторые сорняки могут послужить растениями-сигнализаторами и дадут дельту по времени для принятия мер. При массовом заселении посевов вредителями проведение защитных обработок необходимо в кратчайшие сроки. Такие задачи с высокой производительностью и должным качеством выполняют прицепные опрыскиватели Ростсельмаш RSM TS-6000 Sputnik и RSM TS-3200/4500 Satellite.

И конечно, никто не отменял превентивные меры — зачастую имеется положительный эффект от проведения краевых обработок пестицидами. Традиционно ширина обрабатываемой полосы составляет около 50 м, и этих размеров бывает вполне достаточно.

Нужно быть готовыми к увеличению кратности обработок. Но, памятуя и о быстро развивающейся резистентности, возможно, сейчас имеет смысл активнее применять биологические меры борьбы, что может позволить несколько отсрочить неизбежное. Так, насекомые-энтомофаги достаточно эффективно снижают популяции вредителей, некоторые из них доступны к приобретению.

Кстати, одним из эффективных методов снижения численности патогенов в почве считается соляризация. Суть заключается в покрытии грунта пленкой, которая интенсифицирует процесс поглощения тепловой энергии. В результате почва прогревается на большую глубину до температур, превышающих для ряда вредоносных организмов допустимый максимум. Исследователи утверждают, что потепление упрощает применение технологии и повышает ее эффективность в фитопатогенных регионах.

По понятным причинам в наших условиях этот метод в полях не применяется. Поэтому, как утверждают эксперты, во многих регионах актуальность приобретут «дедовские» методы почвообработки, включая вспашку.

Эксперты предполагают, что в будущем эффективность биологической защиты может снизиться. Поэтому в настоящее время надежды возлагаются на нанотехнологии. Они уже применяются при производстве инкапсулированных пестицидов. В качестве капсул используют различного рода биополимеры (хитозан, альгинат, этилцеллюлоза), наноносители на основе лигнина, кремния, глины, синтетические полимеры типа поликапролактона. Эксперименты показали, что, например, атразин в нанокапсулах при дозировке в 10 раз меньшей показал такую же эффективность, как более концентрированный раствор обычного препарата.

Таким образом, развитие нанотехнологий внушает осторожный оптимизм: произведенные с их помощью пестициды обеспечат возможность активного ответа на важные инициирующие факторы (включая влажность, температуру, pH, освещенность) и точную доставку активного агента, а также позволят снизить загрязняющий эффект от применения агрессивной химии. Так что остается ждать, когда подобные препараты станут широко доступны.


~

Итак, в целом изменение климата в нашей стране ведет к расширению ареала «отечественных» и проникновению «иностранных» вредителей и патогенных организмов. Однако принципиально методы защиты растений от вредителей, фитопатогенной микрофлоры и сорной растительности не изменятся. В то же время потребуется более тщательное соблюдение мер по предупреждению распространения вредоносных организмов и корректировка агротехники.


Еще по теме
Ростсельмаш на Дне Сибирского поля

Как изменение климата сдвинет сроки полевых работ

Как изменятся агросроки и агротехнологии из-за изменений климата

Ростсельмаш на Дне Сибирского поля

Грамотный севооборот — залог плодородия и высокого урожая

Продуманный севооборот необходим для увеличения рентабельности хозяйства и грамотного использования почвенного ресурса.

Ростсельмаш на Дне Сибирского поля

Изменение климата: вызовы и решения

Как всемирное потепление отражается на растениеводстве в России, и как адаптироваться к постоянно меняющимся условиям.