Заглавная страница
Избранные статьи
Случайная статья
Познавательные статьи
Новые добавления
Обратная связь
FAQ
Написать работу

ТОП 10 на сайте

Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации

Техника нижней прямой подачи мяча.

Франко-прусская война (причины и последствия)

Организация работы процедурного кабинета

Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний

Коммуникативные барьеры и пути их преодоления

Обработка изделий медицинского назначения многократного применения

Образцы текста публицистического стиля

Четыре типа изменения баланса

Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву

Мы поможем в написании ваших работ!

ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Влияние общества на человека

Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации

Практические работы по географии для 6 класса

Организация работы процедурного кабинета

Изменения в неживой природе осенью

Уборка процедурного кабинета

Сольфеджио. Все правила по сольфеджио

Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления

Главная Избранные Случайная статья Познавательные Новые добавления Обратная связь FAQ Написать работу

Усовершенствование методов учётов и оценки вредоносности основных сосущих фитофагов яблони

↑

Стр 1 из 6Следующая ⇒

УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДОВ УЧЁТОВ И ОЦЕНКИ ВРЕДОНОСНОСТИ ОСНОВНЫХ СОСУЩИХ ФИТОФАГОВ ЯБЛОНИ

Специальность 06.01.11. – защита растений

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата биологических наук

Великие Луки 2008

Диссертационная работа выполнена на кафедре агроэкологии и защиты

растений

ФГОУ ВПО «Великолукская государственная сельскохозяйственная

академия»

Научный руководитель: доктор биологических наук,

профессор З.В. Николаева

Официальные оппоненты: доктор биологических наук,

профессор

кандидат сельскохозяйственных наук,

доцент

Ведущая организация: Всероссийский научно-исследовательский

институт защиты растений (ВИЗР РАН)

Защита диссертации состоится «__» _________ 2008 г. в ___ часов на заседании диссертационного совета Д ______________ при Московской сельскохозяйственной академии им. К.А. Тимирязева

Адрес: 127550, Москва, Тимирязевская ул., 49. Ученый совет МСХА, факс 976-24-92.

С диссертацией можно ознакомиться в Центральной научной библиотеке МСХА.

Автореферат разослан «___» __________ 2008 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета,

профессор Смирнов А.Н.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследований. Среди основных вредителей яблони в условиях Северо-запада России значительную роль играют сосущие фитофаги (медяница, клещи, тли и щитовки). Целесообразность обработок устанавливают при помощи ЭПВ (экономических порогов вредоносности), но во многих случаях эти пороги недостаточно обоснованы потерями урожая. Для определения и использования ЭПВ основополагающее значение имеет оценка плотности популяции вредителей. Однако до последнего времени остаются слабо разработанными методы учётов - неизвестны ни закономерности распределения вредителей, ни реальные погрешности учётов, не обоснован оптимальный объём выборки. Одна из основных причин слабого исследования вопросов вредоносности – неглубокая степень разработки методики исследований, в том числе и несовершенство применяемой при этом статистической оценки.

Особенностью опытов с плодовыми деревьями является закладка их не на делянках с множеством растений, а на конкретных модельных деревьях, обладающих определёнными параметрами, которые необходимо учитывать в опыте. Значительные различия между модельными деревьями обуславливают высокую вариацию данных между повторностями и, следовательно, необходимость увеличения числа повторностей опыта до нескольких десятков (Якушев, 1982; Доспехов, 1985; Потапов, 1998; и др.). При этом необходимым условием становится упрощение учётов для каждого модельного дерева.

При изучении сосущих вредителей яблони (как и во многих других случаях) дополнительной трудностью является очаговое распределение насекомых и клещей, при этом плотность популяции в пределах одного дерева может различаться в десятки и даже сотни раз. Поэтому выборки недостаточного объёма или взятые неравномерно с учётной площади могут давать резко завышенные или заниженные оценки плотности популяции. Высокая вариация численности вредителей обуславливает высокую погрешность выборок, из-за чего во многих случаях при использовании традиционных методов нельзя ни подтвердить, ни опровергнуть выдвинутую гипотезу.

Статистическая обработка до сих пор проводится по методикам, не учитывающим особенностей распределения вредителей, а возможности современных компьютеров используются неэффективно. Применение компьютеров при обработке данных сводится лишь к автоматизации арифметических вычислений и графического оформления полученных результатов без качественных изменений самих расчётов.

Цель настоящих исследований - рационализация методов учётов и оценки вредоносности основных сосущих фитофагов яблони при использовании программного продукта Microsoft Excel.

Для достижения поставленной цели намечено решение следующих задач:

1) Выделить наиболее важные виды сосущих вредителей яблони в регионе, уточнить их биоэкологические особенности.

2) Выбрать оптимальные показатели, характеризующие плотность их популяции и основные параметры модельных яблонь.

3) Обосновать сроки проведения учётов.

4) Подобрать наиболее адекватные функции распределения изучаемых показателей из числа реализованных в Microsoft Excel.

5) Обосновать объёмы выборок и точность подсчёта в зависимости от необходимой точности исследований.

6) Определить закономерности распределения главнейших сосущих фитофагов в кроне яблони и по территории сада и на этой основе усовершенствовать методику отбора учётных единиц.

7) Предложить оптимальные методы учёта основных сосущих вредителей яблони для производственных и научных целей.

8) Реализовать вычислительные операции в форме таблиц Microsoft Excel.

Научная новизна результатов исследований. Впервые в условиях Северо-западного региона России изучено распределение яблонной медяницы и красного плодового клеща в кроне дерева и по территории сада при заселении различных сортов яблони. Уточнены особенности биоэкологи важнейших сосущих фитофагов яблони. Усовершенствованы методики исследований: обоснованы сроки учётов, учитываемые показатели, точность подсчёта, объём выборки, способ отбора учётных единиц, используемые статистические методы. Определена погрешность выборок и вычислений по их результатам. Разработаны электронные таблицы в формате Microsoft Excel для автоматизации расчётов и наглядного представления результатов. Предложен экспресс-метод для определения вероятности превышения критической численности в полевых условиях.

На защиту выносятся:

1. Методы учётов и оценки вредоносности основных сосущих вредителей яблони для производственных и научных целей.

2. Способы использования гамма- и бета-распределений для распространения данных выборочных учётов на исследуемую совокупность.

3. Электронные таблицы формата Microsoft Excel для проведения необходимых расчётов при изучении сосущих вредителей яблони.

Практическая значимость. Усовершенствованы методики учётов, все математические расчёты в которых выполняются с помощью общедоступной компьютерной программы Microsoft Excel. Предложен экспресс-метод учёта для производственных условий. Затраты на исследование приведены в соответствие с необходимой точностью наблюдений.

Апробация работы. Материалы диссертации представлены на студенческой научной конференции в Уманском СХИ (1990 г.); 3 научно-производственных конференциях Великолукского СХИ (1989, 1991, 1994 гг.); на научной конференции «Защита растений в условиях реформирования агропромышленного комплекса: экономика, эффективность, экологичность» в ВИЗР (1995 г.); на международной научно-практической конференции «Экологические аспекты интенсификации сельскохозяйственного производства» (2002 г., Пенза).

Публикации.По материалам диссертации опубликовано 9 печатных работ.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 157 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы (глава 1), условий и методов исследований (глава 2), экспериментальной части (главы 3 - 7), выводов, практических рекомендаций, списка литературы, приложений. Работа иллюстрирована 22 таблицами и 19 рисунками.

СОДЕРЖАНИЕ работы

Введение

Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цель и задачи исследований, показана научная новизна, практическая значимость работы.

Таблица 3 - Определение численности личинок яблонной медяницы по баллу

Повреждения

Балл повреждения	Внешние признаки	Численность личинок на 1 розетку при погодных условиях
Близких к средним многолетним (1992, 2001 гг.)	Холодная, либо сухая погода (1991, 1993, 2002 гг.)
	нет видимых следов повреждения	1 - 2	0 – 1
	есть следы повреждения, но все бутоны нормально развиты	5 - 7	3 – 4
	бутоны угнетены, но имеется хотя бы один нормальный	7 - 9	4 – 5
	все бутоны угнетены	8 - 14	5 – 9
	бутоны сильно угнетены и засыхают	6 - 9	2 – 5

Колонии зелёной яблонной тли и листья, повреждённые красногалловой тлёй, учитывают как альтернативные признаки (наличие или отсутствие насекомых или повреждений), подсчитывают количество повреждённых побегов или листьев и общее количество просмотрённых, вычисляют процент повреждения. Поскольку при учёте мы обращаем внимание в первую очередь на повреждённые листья, что приводит к существенному завышению оценки плотности популяции, учётные единицы выбирают не по одной, как при других учётах, а группами не менее 10 – 20 шт., расположенных подряд.

Клещ Шлехтендаля учитывается под бинокулярным микроскопом с увеличением не менее 12 раз только с нижней стороны на части листа, приближенной к черешку, между крупными жилками, где находится большая часть вредителей. Мы рекомендуем для ориентировочной оценки численности в среднем на 1 лист использовать формулу:

M = 10 ^{(b - 0,5)}

где b - средний балл, учитывается по логарифмической шкале:

0 – клещей не обнаружено;

1 – от 1 до 10 шт.;

2 – от 10 до 100 шт.;

3 – от 100 до 1000 шт.;

4 – свыше 1000 шт. на лист.

Полезная фауна может учитываться методом стряхивания в сачок или при анализе розеток листьев. Оба метода показывают примерно одинаковые результаты для всех полезных видов, кроме перепончатокрылых и имаго двукрылых, для которых гораздо предпочтительнее метод стряхивания. При проведении учётов фиксируют час учёта, температуру, влажность, облачность, направление и скорость ветра, осадки в течение нескольких предшествовавших суток. Время учётов с апреля по октябрь с интервалом 1 - 3 раза в месяц, следует стремиться выпускать насекомых снова в крону дерева, в противном случае, их численность при частых учётах на модельных деревьях может быть существенно понижена. Фитосейиды и другие хищные клещи учитываются при учётах вредных клещей на листьях.

Сроки учёта основных характеристик растения-хозяина указаны в таблице 4.

Таблица 4 - Основные биометрические характеристики яблони, сроки их учёта и объём выборки с каждой из 4 сторон дерева при ожидаемой погрешности 10% (в скобках указан объём выборки при погрешности 30%; минимальное значение – погрешность не превысит ожидаемую в половине случаев, максимальное – в 95 % случаев)

Показатель	Учётные единицы	Фенофаза яблони	Календарные сроки	Объём выборки
Длина окружности штамба	Штамб	Любая	Любые	1 измерение на дерево
Суммарная длина полускелетных и обрастающих ветвей	Дерево (подсчёт «на глаз» кол-ва метровых ветвей)	Распускание почек	Май	Не менее 1 подсчёта с каждой стороны кроны
Высота и диаметр проекции кроны	Дерево	Любая	Любые	1 измерение на дерево
Длина плодовых ветвей	Ветви 1 м	Период покоя	Октябрь – апрель	5 – 8 (1)
Количество розеток и сила цветения	Ветви 1 м	Перед цветением	Май	12 – 14 (1)
Количество листьев в розетке	Розетки	В период цветения, через 1 месяц и через 2 – 3 месяца после цветения	Май, конец июня, август	Не менее 16 (2)
Площадь листьев	Листья в розетках	Те же	Те же	10 розеток в мае, 12 в июне, 4 в августе (1)
Длина прироста	Ветви 1 м	Созревание плодов	Август	Не менее 8 (1)
Распространение и развитие парши	Листья в розетках	Созревание плодов	Конец августа	Не менее 6 (1) розеток
Количество бутонов в розетке	Цветковые розетки	Перед цветением	1 – 20 мая	Не менее 5 (1)
Количество цветков в розетке	Те же	Цветение	10 мая – 1 июня	Не менее 5 (1)
Количество цветков на ветвь	Ветви 1 м	То же	Те же	5 – 20 (1 – 2)
Количество завязей на ветвь	Те же	Через 1 и 2 месяца после цветения	10 – 25 июня, 15 – 25 июля	16 – 28 (2 – 3)
Количество плодов	Дерево или ветви 1 м	Созревание плодов	Август	Сплошной учёт или 18 – 28 (2 – 3) ветвей
Масса и качество плодов	Плоды	Уборка урожая	Август – сентябрь	Не менее 6

Для оценки урожая без влияния и с влиянием посторонних факторов (плодоповреждающие насекомые, птицы, плодовая гниль, кражи урожая, потери при уборке) количество яблок на дереве определяется 3 способами:

1) Фактическое количество плодов (ФП) на дереве к моменту начала созревания (третий учёт завязей).

2) Потенциальное количество плодов (ПП) – в среднем 72 % от количества завязей при втором учёте (вторая половина июля), независимо от других факторов. Количество товарных плодов составляет в среднем 65 % от количества завязей.

3) Расчётное (наиболее вероятное) количество плодов (РП) вычисляется по формуле:

где Завязи_2 – количество завязей на дереве при втором учёте; 0,956 – поправка на систематическую ошибку; П1 – суммарные потери от плодоповреждающих насекомых и плодовой гнили, %; П2 – потери от птиц, %; П3 - потери по другим причинам (кражи урожая и неполная уборка – примерно 8 – 12 %).

Второй и третий способы могут применяться для приблизительного учёта урожая при невозможности учесть фактический урожай (например, в неохраняемых садах вблизи населённых пунктов и дорог). Оценка вредоносности медяницы осуществляется с использованием потенциального урожая для исключения влияния посторонних факторов. Экономическая оценка предлагаемых мероприятий – по фактической урожайности в охраняемых и отдалённых садах и по расчётной урожайности в прочих садах. Сравнив фактическое и расчётное количество плодов можно оценить точность учёта урожая, в наших исследованиях связь была очень тесной (R² = 0,92), что говорит о достаточной достоверности предложенного метода.

Для большинства изученных показателей характерна значительная, в ряде случаев, очень высокая (более 150 %) вариация, причём внутри дерева она, как правило, выше, чем между деревьями. Поэтому для производства точных учётов необходим большой объём выборки, а выборки малого объёма ведут к высоким погрешностям. В то же время, огрубление подсчёта не приводит к существенному увеличению погрешности. Таким образом, оптимизация учётов состоит в производстве большого числа грубых измерений.

Однако когда необходимо получить результаты немедленно или при производстве учётов на каждом модельном дереве, когда объём выборки ограничен потенциальным ущербом для дерева, используют малые выборки. При этом особенно важно знать закономерность распределения признака, поскольку она влияет на распределение выборочных средних величин.

ВЫВОДЫ

1. Яблонная медяница – важнейший сосущий фитофаг яблони в садах Северо-западного региона России среднего и старшего возраста. Периодичностью вспышек массовых размножений характеризуются красный плодовый клещ, запятовидная щитовка, зелёная яблонная тля, красногалловая тля, клещ Шлехтендаля. В молодых садах основным сосущим фитофагом является зелёная яблонная тля.

2. Определены оптимальные показатели, характеризующие плотность популяций яблонной медяницы, красного плодового клеща, клеща Шлехтендаля, запятовидной щитовки, красногалловой тли, зелёной яблонной тли. Выделены основные параметры модельных яблонь, необходимые при изучении вредоносности сосущих вредителей (длина окружности штамба, суммарная длина полускелетных и обрастающих ветвей, высота и диаметр проекции кроны, длина плодовых ветвей, количество розеток и сила цветения, количество листьев в розетке, площадь листьев, длина прироста, распространение и развитие парши, количество бутонов в розетке, количество цветков в розетке, количество цветков на ветвь, количество завязей на ветвь, количество плодов, масса и качество плодов).

3. На основании особенностей биоэкологи сосущих фитофагов и фенологии яблони уточнены и обоснованы сроки проведения учётов.

4. Для подавляющего большинства изученных показателей наиболее адекватной моделью распределения из числа реализованных в Microsoft Excel является гамма-распределение, для процентных показателей – бета-распределение.

5. Объём выборки определяется необходимой точностью учёта. В производственных ситуациях при учётах сосущих фитофагов яблони в большинстве случаев он составляет 20 – 40 единиц, при научных исследованиях – не менее 150 единиц, но не более 40 розеток с одного модельного дерева. Точный подсчёт применяется только при низкой численности, при высокой численности значения округляются, шаг округления в 1,5 – 5 раз меньше средней численности.

6. Изучены закономерности распределения яблонной медяницы и красного плодового клеща внутри кроны дерева и по территории сада. Наибольшее влияние на плотность популяции фитофагов оказывают особенности отдельных сортов яблони, внутри кроны наиболее высока численность вредителей с северной стороны. Предложено использовать типическую или механическую выборку учётных деревьев в саду и брать равное количество проб по сторонам света. Внутри каждого сектора кроны выбор учётных единиц производится случайным образом (берут учётные единицы, соседние с теми, на которых остановился взгляд).

7. Предложены оптимальные методы учёта основных сосущих вредителей яблони для производственных и научных целей, которые позволяют сократить затраты труда примерно в 4 раза. Использование гамма-распределения позволяет избежать ошибок, возникающих из-за отличий эмпирического распределения выборочных средних значений от распределения Стьюдента при малых выборках, при этом корректные расчёты могут быть проведены при наличии не менее 4 единиц наблюдений.

8. Разработаны электронные таблицы формата Microsoft Excel, которые используются для проведения необходимых расчётов.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ

Предложены учёты сосущих вредителей яблони в следующие сроки:

1. Диапаузирующие яйца яблонной медяницы, красного плодового клеща и зелёной яблонной тли, щитки запятовидной щитовки учитывают в период покоя деревьев. Оптимальный срок – в марте (с определением жизнеспособности яиц клеща по методике Н. В. Бондаренко (1961, 1993)). В маленьких садах срезают по 4 - 20 здоровых плодовых ветвей длиной 10 см без прироста (плодовые прутики срезают целиком) с каждого дерева. В больших садах отбирают по 1 ветви с 20 – 30 деревьев, учётные деревья выбирают равномерно по территории сада, по одной или двум диагоналям, желательно пропорционально сортовому составу. С каждой стороны света выбирают случайным образом равное количество ветвей, при этом берут не первую ветвь, на которой остановился взгляд, а соседнюю с ней.

2. В случаях, когда по данным учёта № 1 нельзя однозначно судить о необходимости обработки против медяницы, проводят учёт личинок I возраста в фазу «зелёного конуса» - срезают около 20 почек вместе с кусочками ветви длиной до 5 см с той же методикой выбора учётных единиц.

3 и 4. Учёты подвижных особей красного плодового клеща проводят перед цветением и перед предполагаемой обработкой против плодожорки (в конце июня - начале июля). При высокой плотности популяции берут по 1 розетке с 20 деревьев (в маленьких садах – по 8 розеток с дерева). При низкой плотности – по 4 листа с 30 деревьев (в маленьких садах 30 – 40 листьев с дерева) с той же методикой выбора проб, как и в предыдущих учётах.

В молодых садах применяют учёты № 2 и № 3. В маленьких садах (площадью до 0.1 га) оценку производят для каждого дерева, в остальных садах – для каждого однородного участка. Во всех случаях при высокой плотности популяции подсчёт вредителей производят с округлением до 5, 10, 20, 50 или 100 (шаг округления в 1,5 – 5 раз меньше средней численности). Все математические расчёты выполняются с помощью компьютерной программы Microsoft Excel. Экспресс-метод определения вероятности превышения ЭПВ не требует дополнительных вычислений.

ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ СЛЕДУЮЩИЕ РАБОТЫ:

1. Бондаренко Н. В. Характер реактивации диапаузирующих яиц красного плодового клеща P. ulmi при аномально ранних сроках их откладки / Н.В. Бондаренко, В.А. Емельянов, С. В. Мурашкин // 6 Всесоюзное совещание по проблемам теоретической и прикладной акарологии: тезисы докл. (апрель 1990г., Ашхабад). – Л., 1990. – с. 21 - 22.

2. Емельянов В. А. Численность красного плодового клеща на яблоне при использовании пиретроидов / В.А. Емельянов, С. В. Мурашкин // Научные разработки и передовой опыт – производству Псковской обл.: Материалы XXX межвузовской научно-производственной конференции (Март 1991г., г. Великие Луки). – Великие Луки, 1992. – с. 56 - 57.

3. Емельянов В. А. Биологическая эффективность инсектицидов при действии на окрылённую медяницу / В.А. Емельянов, С. В. Мурашкин // Наука и передовой опыт в производство и учебный процесс: тезисы докл. XXXI межвузовской научно-производственной конференции (16 – 17 марта 1994г. г. Великие Луки). – Великие Луки, 1994. – с. 66 - 68.

4. Мурашкин С. В. Распределение диапаузирующих яиц яблонной медяницы и красного плодового клеща на взрослых деревьях яблони и рационализация их учёта / С. В. Мурашкин // Наука и передовой опыт в сельскохозяйственное производство и учебный процесс: тезисы докл. XXXI межвузовской научно-производственной конференции (16 – 17 марта 1994г. г. Великие Луки). – Великие Луки, 1994. – с. 65 - 66.

5. Мурашкин С. В. Рационализация защиты яблони от сосущих вредителей в условиях СЗ России / С. В. Мурашкин // Защита растений в условиях реформирования агропромышленного комплекса: экономика, эффективность, экологичность: тезисы докл. (1995 г., г. Санкт-Петербург).- Санкт – Петербург, 1995. – с. 510 - 511.

6. Мурашкин С. В. Динамика численности красного плодового клеща и его хищников после химических обработок яблоневых садов в условиях Псковской области / С. В. Мурашкин // Экологические аспекты интенсификации сельскохозяйственного производства: Материалы международной науч.-практ. конф. (12 – 14 марта 2002 г., г. Пенза). – Пенза, 2002. – Том 2. - с. 180 – 182.

7. Мурашкин С. В. Методика учётов и статистическая обработка экспериментальных данных с помощью программы Microsoft Excel на примере исследования сосущих вредителей яблони: Учебное пособие / С.В. Мурашкин, З.В. Николаева. – Великие Луки: РИО ВГСХА, 2007. – 96с.

8. Мурашкин С. В. Методы учёта сосущих вредителей яблони для производственных и научных целей / С.В. Мурашкин, З.В. Николаева // @грожурнал.- 2007. - № 4.

9. Мурашкин С. В. Особенности методов учётов и статистической обработки экспериментальных данных при использовании программы MICROSOFT EXCEL на примере исследования сосущих вредителей яблони / С.В. Мурашкин, З. В. Николаева // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. – 2008. - № 6 (44). - с. 15 – 20.

[1] Эта-квадрат - эмпирический коэффициент детерминации.

[2] Допустимая вероятность превышения ЭПВ на уровне примерно 50 % устанавливается для минимальной границы ЭПВ, для максимальной границы ЭПВ допустимой вероятностью можно считать 10 – 25 %.