Устойчивые агротехнологии и фитодизайн Способы борьбы с сорной растительностью, болезнями и вредителями растений Шашко Юрий Константинович Зав. лаб. иммунитета РУП «Научно-практический центр НАН Беларуси по земледелию» , канд. с. -х. наук
Фактическая структура посевных площадей по Республике Беларусь в 2014 году Общая площадь земель составляет 8949, 6 тыс. га
l l l По данным ООН, ежегодные мировые потери урожая сельскохозяйственных культур от вредителей, болезней и сорняков составляют более 30%. Ежегодные потери сельскохозяйственной продукции от вредителей и болезней растений в России составляют, по оценкам ученых, не менее 50 млн. тонн зерновых единиц, что равно почти 2 / 3 от ежегодного сбора зерновых в России В РБ отказ от применения химических средств защиты растений приводит к снижению урожайности ячменя на 10, 6 ц/га, овса – 8, 2, картофеля – 80, 0, сахарной свеклы – 68, 0 ц/га
Основные методы защиты растений l l l l организационно-хозяйственный селекционно-семеноводческий агротехнический физический механический карантинный биологический химический
Организационно-хозяйственный метод защиты растений l l l l l Тщательная очистка посевного материала на зерноочистительных машинах; Внесение только перепревшего навоза. Запрет на внесение органики, содержащей семена и плоды сорняков. Обкашивание дорог, канав и т. д. – исключение возможности обсеменения сорняков. Подготовка складских помещений перед загрузкой – дезинфекция и дезинсекция. Пространственная изоляция между посевами до 1 км. Составление плана проведения защитных мероприятий. Обучение работающего персонала новым технологиям. Сбор и уничтожение растительных остатков. Известкование кислых почв.
Селекционно-семеноводческий метод защиты растений Заключается в использовании для защиты от вредных организмов районированных сортов, устойчивых к вредителям и болезням l Недостаток – метод почти не работает по отношению к сорнякам l
Агротехнический метод защиты растений Севооборот – правильное чередование культур предотвращает накопление вредных организмов в почве. Культура возвращается на прежнее место только после гибели вредителя или болезни на данном поле (корневые гнили, фузариозное увядание льна, кила крестоцветных и т. д. ). Обработка почвы – приводит к гибели покоящиеся формы вредных организмов и создает неблагоприятные условия для их развития (лущение стерни и глубокая ранняя зяблевая вспашка приводят к уничтожение находящихся на поверхности почвы вредных организмов, изменяют аэрацию и влажность почвы). Сроки и способы посева (посадки) культур – ранние сроки способствуют повышению урожайности (более устойчивый водный режим, лучшее использование света, к моменту лета злаковых мух зерновые культуры оказываются более развитыми и меньше подвержены повреждению злаковыми мухами). Внесение удобрений – сбалансированное фосфорно-калийного удобрения без избытка азота снижает поражение зерновых культур и льна ржавчиной, фузариозом, внесение бора и других микроэлементов предупреждает поражение свеклы гнилью сердечка, льна – бактериозом. и т. д. Изменение доз удобрений в зависимости от обеспеченности почвы и потребности растений под планируемый урожай. Изменение норм высева семян – в загущенных посадках создаются благоприятные условия для распространения и развития возбудителей болезней (корнеед свеклы, пероноспороз капусты и т. д. )
Физический метод защиты растений l К мероприятиям физического метода борьбы относят применение низких и высоких температур, вакуума, ультразвука, токов высокой частоты и электромагнитных излучений с различной длиной волны: инфракрасных волн, видимого света, ультрафиолетовых волн, рентгеновских лучей и гамма лучей
Механический метод защиты растений Заключается в уничтожении насекомых с помощью l ловчих поясов, l колец, l заградительных канавок, l световых ловушек и других приспособлений, l удаление и уничтожение гнезд насекомых (боярышница, златогузка). Приемы также включают: l вырезку больных побегов и ветвей плодовых деревьев и кустарников (удаление пораженных обыкновенным и черным раком ветвей); l уничтожение больных растений на семенных посевах (фитопрочистки); l удаление промежуточных хозяев ржавчинных грибов и т. д.
Карантинный метод защиты растений Карантин - это система государственных мероприятий, направленных на предотвращение заноса с территории других стран и распространения карантинных вредителей, возбудителей болезней и сорняков. Карантинным объектом называют вредный объект, который отсутствует или ограниченно распространен на территории страны и проникновении в страну может нанести существенный вред растениям. Внешний карантин – осуществляют при закупке и транспортировке всех подкарантинных материалов (семена, растения, фрукты, овощи, зерно и т. д. ) на пограничных пунктах, международных почтамтах, аэропортах и т. д. , где проводят досмотр ввозимого груза. Внутренний карантин – мероприятия направлены на предотвращение распространения карантинных объектов внутри страны, своевременное выявление, локализация и ликвидация очагов.
Биологический метод защиты растений Заключается в использовании против вредителей, болезней и сорняков их естественных врагов, а также различных бактериальных и грибных препаратов, вызывающих массовую гибель вредных организмов
Химический метод защиты растений Основан на использовании различных химических препаратов (пестицидов), токсичных для вредных организмов.
ИНТЕГРИРОВАННАЯ ЗАЩИТА РАСТЕНИЙ – сочетание методов (агротехнических, биологических, химических и др. ) защиты растений от вредителей, болезней и сорняков при создании дифференцированных систем защитных мероприятий. Позволяет сохранить (хотя бы частично) полезных энтомофагов, уменьшить расход пестицидов.
Химический метод защиты растений l l Мировой рынок пестицидов оценивается в настоящее время примерно в 30, 5 млрд. долл. Германия – 1, 4 млрд. долл. Россия – 380 млн. долл. Беларусь – не менее 200 млн. долл.
Пестици ды (лат. pestis — зараза и лат. caedo — убивать) — химические средства, используемые для борьбы с вредителями и болезнями растений и также с различными паразитами, сорняками, вредителями зерна и зернопродуктов, древесины, изделий из хлопка, шерсти, кожи, с эктопаразитами домашних животных, а также с переносчиками опасных заболеваний человека и животных. Основные классы пестицидов: l Гербициды – для борьбы с сорной растительностью; l Инсектициды – для борьбы с насекомыми– вредителями; l Фунгициды – для борьбы с грибными болезнями растений
l l l Акарициды – для борьбы с клещами; Альгициды – для уничтожения сорной растительности в водоемах; Арборициды – для уничтожения нежелательной древесной и кустарниковой растительности Афициды – для борьбы с тлями; Бактериоциды – для борьбы с бактериями; Ихтиоциды – для борьбы с сорными породами рыб; Ларвициды – для уничтожения личинок и гусениц насекомых; Лимациды – для борьбы с моллюсками; Нематициды – для борьбы с нематодами; Овициды – для уничтожения яиц клещей и др. вредителей; Родентициды – для борьбы с грызунами;
История применения пестицидов l l Первое упоминание за 400 лет до н. э. , Демокрит рекомендовал опрыскивать растения чистым настоем маслин (олив) без соли для предотвращения гниения и поражения насекомыми. в III в. до н. э. Гомер в Одиссее упоминает о применении серы с целью обеззараживания жилища Плиний Старший в I в н. э. качестве инсектицида рекомендовал применять мышьяк, а также упоминал об использовании соды и оливкового масла для протравливания семян бобовых Авиценна (нач. II в. н. э. ) в борьбе с вредными насекомыми предлагал использовать такие средства, как полынь, мирт, листья олеандра, шишки кипариса и др.
l l l Первое поколение пестицидов в середине XVIII в. В Европе для протравливания семян начали применять препараты меди, мышьяка и ртути Ко второму поколению пестицидов (первая половина XX в. ) причислены собственно препарат ДДТ и другие хлорсодержащие соединения, а также фосфорсодержа щие инсектициды ( осфорорганические ф соединения) и карбаматы, успешно применяемые в борьбе с вредителями. Среди препаратов для борьбы с болезнями следует отметить органические соединения ртути, тио , дитиокарбаматы и другие соединения. Величайшим открытием в области защиты растений от сорняков стал синтез препаратов группы 2, 4 Д. Третье поколение химических средств защиты растений характеризуется расширением ассортимента применяемых препаратов (синтетические пиретроиды, производные сульфонилмочевины, азолы и др. ), производством комбинированных пестицидов, химических соединений для борьбы с нематодами, клещами и другими группами вредных организмов.
Препаративные формы пестицидов l l l l l ВГ, в. г. – водорастворимые гранулы; ВДГ, в. д. г. – водно-диспергируемые гранулы ВК, в. к. – водорастворимый концентрат; ВР, в. р. – водный раствор; ВРП – водорастворимый порошок; ВС, в. с. – водная суспензия; В. Э. , в. э. – водная эмульсия; ККР – концентрат коллоидного раствора; КМЭ – концентрат микроэмульсии; КС, к. с. – концентрат суспензии; КЭ, к. э. – концентрат эмульсии; П, п. – порошок; ПС, пс – паста; СК, с. к. – суспензионный концентрат; СП, с. п. – смачивающийся порошок; СЭ, с. э. – суспензионная эмульсия; ТКС, т. к. с. – текучий концентрат суспензии;
l l Суспе нзия (от лат. suspensio, подвешивание) — смесь веществ, где твёрдое вещество распределено в виде мельчайших частиц в жидком веществе во взвешенном (неосевшем) состоянии Эму льсия (от лат. emulgeo — дою, выдаиваю) — дисперсная система, состоящая из микроскопических капель жидкости (дисперсной фазы), распределенных в другой жидкости (дисперсионной среде).
По химическому составу выделяют три основные группы пестицидов: l l l Неорганические соединения (соединения ртути, фтора, бария, серы, меди, а также хлораты и бораты). Препараты растительного, бактериального и грибного происхождения (пиретрины, бактериальные и грибные препараты, антибиотики и фитонциды). Органические соединения – наиболее обширная группа, к которой относятся пестициды высокой физиологической активности.
Из чего состоит пестицид?
Способы применения пестицидов l l l l опрыскивание, опыливание, фумигация, протравливание предпосевная обработка семенного и посадочного материалов, разбрасывание по поверхности почвы гранулированных пестицидов, внесение в почву, в составе отравленных приманок и др.
В зависимости от нормы расхода рабочей жидкости опрыскивание может быть:
Техника для внесения пестицидов ОП-2000 Роса ОС-1
УМО
ПСС-20 ПК-20 МОБИЛЬНЫЙ ПРОТРАВЛИВАТЕЛЬ СЕМЯН ЗАГРУЗЧИК СЕМЯН И УДОБРЕНИЙ METALFOR FSG 11. 500
Генератор горячего тумана Ранцевый фумигатор
Персистентность (лат. persistere — упорствовать) — продолжительность сохранения ксенобиотиком биологической активности в окружающей среде или её отдельных объектах в почве, атмосфере, гидросфере, растениях, тканях и т. д. Характеризуется периодом полураспада вещества. l l Очень стойкие вещества – время разложения на нетоксичные компоненты свыше 2 лет (эти препараты не рекомендуется применять в с. х); Стойкие – время разложения на нетоксичные компоненты 0, 5 2 года. Обладают малой летучестью, химически не изменяются по действием атмосферных осадков (атразин); Умеренно стойкие время разложения на нетоксичные компоненты 1 6 мес. Обладают сравнительно малой летучестью, медленно изменяют хим. свойства (2, 4 Д) Малостойкие – разлагаются на нетоксичные компоненты в течение месяца
ГУ «Главная государственная инспекция по семеноводству, карантину и защите растений» www. ggiskzr. by/
Проведение регистрационных испытаний пестицидов 1. 2. 3. 4. 5. Контроль (без обработки); Эталон (существующий пестицид); Препарат, норма расхода 1; Препарат, норма расхода 2; Препарат, норма расхода n
Преимущества химического метода защиты растений l Универсальность – способность защитить с. х. культуры от вредных насекомых, клещей, грызунов, возбудителей болезней и сорняков. l Высокая производительность труда – современные высоко производительные опрыскиватели, машины для протравливания и другие механизмы позволяют проводить большие объемы работ в короткие сроки. l Высокая эффективность: биологическая – погибает 80 -90% вредных организмов; экономическая - окупаемость затрат в 8 – 10 раз; техническая - величина сохраненного урожая зерновые 8 – 12 ц/га плодовые 10 – 30 ц/га овощные 20 – 100 ц/га Быстрое достижение эффекта. l
Недостатки химического метода защиты растений l Токсичность для человека, теплокровных животных и полезных насекомых (в настоящее время снижена токсичность протравителей во 100 и более раз) l Стойкость и возможность циркуляции в биосфере l Появление резистентных популяций при использовании одних и тех же препаратов.
Надежная защита сельскохозяйственных культур может быть достигнута только при использовании системы мероприятий, под которой понимается сочетание различных научно обоснованных методов.
Способы борьбы с болезнями культурных растений
l l l Болезни растений – процессы, которые протекают в растении под влиянием разных причин — возбудителей болезней и неблагоприятных условий среды, проявляются в нарушении функций (фотосинтеза, дыхания, синтеза пластических и ростовых веществ, тока воды, питательных веществ), строения организма и вызывают преждевременную гибель растения или поражения отдельных его органов [БЭС]. Точного и полного определения Б. р. пока нет. На ранних этапах развития фитопатологии (наука о болезнях растений, средствах и методах их профилактики и ликвидации) Б. р. считалось всякое отклонение состояния растения от нормального. Недостатком этого определения была сложность проведения различия между нормальным (здоровое растение) и ненормальным (больное растение) состояниями. Установление наличия патологического процесса в растительном организме позволило по новому определить Б. р. и рассматривать болезнь не как статическое состояние, а как динамический процесс, возникающий и развивающийся в результате взаимодействия между растительным организмом и средой.
Этиология болезней растений: Неинфекционные; l Бактериальные; l Вирусные; l Грибные болезни патогенов растений относятся к четырем классам, а именно дрожжевые грибки, базидиомицеты, дейтеромицеты и оомицеты. l
Как выглядят грибы, которые вызывают болезни растений?
Классификация симптомов l Гнили. Наиболее характерный тип проявления болезней. При этом загниванию подвергаются все части растений, но особенно те, которые богаты водой и питательными веществами.
Фузариозное поражение прикорневой части растений озимой пшеницы, возбудители - Fusarium culmorum (W. G. Sm. ) Sacc. , Fusarium sambucinum Fuck. ,
Поражение корневыми гнилями озимой пшеницы и озимого тритикале; слева – здоровые растения, справа – пораженные, возбудители - Fusarium culmorum и Fusarium sambucinum
Некрозы. Проявляются в виде участков отмершей ткани на пораженных органах растения. Причин отмирания ткани может быть две. 1) Отмирание ткани, в результате заселения ее возбудителем. 2) Вторая причина отмирание клеток растения в результате его защитной реакции на внедрение возбудителя. l
Септориоз листьев озимой пшеницы
Сетчатая и темно-бурая пятнистости ячменя
l Язвы. Возникают при поражении насыщенных водой органов и тканей растений. Из за размягчения тканей, образуется углубление, в котором можно наблюдать спороношение возбудителя Антракноз узколистного люпина
l Мозаики. Возникают из за нарушении пигментации листьев. При мозаике пожелтение затрагивает отдельные участки листьев. Причинами обычно является поражение вирусами. ВЖКЯ (http: //archive. agric. wa. gov. au/PC_92924. html)
l Увядание Поражение фузариозным увяданием узколистного люпина, возбудитель - Fusarium oxysporum Поражение проводящей системы растений узколистного люпина; слева – пораженное фузариозом растение, справа - здоровое
l Опухоли и наросты Кила капусты Сувель сосны и березы (http: //www. forum. aroundspb. ru/index. p http: //www. kchetverg. ru/2011/07/05/ hp? t=msg&goto=131234&rid=0&S=0 ee kak ochistit ogorod ot kily/ 8 e 4 a 1663 f 4313 b 7 f 6 e 90 e 530 da 600)
l Деформация Антракноз узколистного люпина
Головня Твердая головня пшеницы Пыльная головня ячменя
l Мумификация Сухая (фузариозная) гниль картофеля (http: //belbulba. na. by/diseases/mummif. html)
l Парша яблони Парша картофеля https: //ru. wikipedia. org/ wiki/Парша_яблони) (http: //supersadovod. ru/vred/bolo v/bolezni kartofelya/porshistaya parsha kartofelya/)
Эпифитотия - массовое развитие инфекционной болезни растений на значительной территории в определённый период Условия появления эпифитотии l наличие восприимчивых растений; l наличие источника инфекции; l наличие благоприятных погодных условий
Методы борьбы с болезнями растений: Агротехнический метод (Агроте хника — система приёмов возделывания культурных растений) Высококачественный посевной материал; Подбор оптимального поля; Оптимальное соотношение минеральных удобрений и микроэлементов; Наличие правильного севооборота; Оптимальные сроки сева и уборки урожая; Обязательная заделка пожнивных остатков l
Биологический метод
Физический метод l К мероприятиям физического метода борьбы относят применение низких и высоких температур, вакуума, ультразвука, токов высокой частоты и электромагнитных излучений с различной длиной волны: инфракрасных волн, видимого света, ультрафиолетовых волн, рентгеновских лучей и гамма лучей.
Селекционный метод
l l В случае с вертикальной устойчивостью селекционная стратегия предусматривает следующие этапы: идентификацию генов; анализ генотипов источников и доноров устойчивости; объединение в одном генотипе других хозяйственно полезных признаков; негативный отбор на инфекционных фонах. При работе на горизонтальную устойчивость необходимы длительные, многократные отборы растений на жестких инфекционных фонах, с последующим насыщением в процессе гибридизации новыми генами устойчивости.
Химический метод l Фунгициды — химические вещества для борьбы с грибковыми болезнями растений, а также для протравливания семян с целью освобождения их от спор паразитных грибов
Классификация фунгицидов по механизму действия: l l l Контактные фунгициды – не проникают в растение и действуют на возбудителей при прямом контакте. Чаще всего такие фунгициды применяют с профилактической целью, поскольку они не могут контролировать патогены после их проникновения в растение. Системные фунгициды проникают в ткани растения и могут передвигаться по сосудистой системе. Обладают лечащим эффектом. Трансламинарные фунгициды – впитываются восковой кутикулой и могут передвигаться только в пределах листа. Долго остаются на поверхности растений и не смываются дождем.
Фунгициды по характеру действия на возбудителей болезней подразделяют на два типа: l l защитные фунгициды (профилактические); лечащие фунгициды (терапевтические, куративные, искореняющие, истребительные)
Х 12 Х 24 Х 80 Контроль Фунгицид 1 Фунгицид 2
Классы фунгицидов: * Неорганические
Производные триазола Пропиконазол Эпоксиконазол Тебуконазол
l l l Триазолы – наиболее распространенная в настоящее время группа фунгицидов. Могут применяться как с профилактическими целями, так и при начальном проявлении инфекции. Механизм действия – ингибирование С 14 –деметилазы в бисинтезе стеринов, в первую очередь эргостерина (СТЕРИНЫ (стеролы), алициклические природные спирты, относящиеся к стероидам; составная часть неомыляемой фракции животных и растительных липидов). Триазолы системные препараты. Первый фунгицид из группы триазолов на нашем рынке – триадимефон (препарат байлетон).
Затем появились дифеноконазол (препарат Дивиденд от фирмы Сингента), тебуконазол (Раксил от фирмы Байер) и эпоксиконазол (Рекс Дуо от фирмы Басф). Продажи первых двух д. в. в 2008 году составили 354 и 210 млн. долл. соответственно. В настоящее время на рынке Беларуси представлены следующие триазолы: l Диниконазол; l Дифеноконазол; l Ипконазол; l Метконазол; l Патробутразол; l Пенконазол; l Пропиконазол; l Протиоконазол; l Тебуконазол; l Тиабендазол; l Тритиконазол; l Флусилазол; l Ципроконазол; l Эпоксиконазол
Стробилурины l Стробилурины – относительно новый класс действующих веществ фунгицидного типа. Первый природный стробилурин был выделен из грибов, вызывающих гниение древесины под названием Strobilurus tenacellus, от которого и получил название. Природные стробилурины крайне неустойчивы на свету, поэтому ведущие химические концерны стали создавать их химические аналоги. Первые готовые коммерческие продукты выпустила фирма Басф на основе азоксистробина и крезоксим метила
Азоксистробин Strobilurus tenacellus Крезоксим-метил
l l l Недавно, фирмы Du. Pont и Aventis, соответственно, обнаружили фамоксадон и фенамидон, фунгициды, которые конструктивно не связанные с стробилуринов, но которые имеют тот же способ действия. Механизм действия: стробилурины действуют путем ингибирования дыхание митохондрий в грибах. Они связывают Qo центр на цитохроме b и блокируют перенос электрона между цитохромом b и цитохромом c 1. Это нарушает энергетический цикл производства АТФ в клетках гриба. Одной из ключевых причин выдающегося коммерческого успеха азоксистробина, является то, что он позволяет контролировать грибы всех четырех классов патогенов растений, а именно дрожжевые грибки, базидиомицеты, дейтеромицеты и оомицеты. Таким образом, азоксистробин дает отличный контроль комбинаций патогенов, который было ранее возможно было получить только путем смешивания двух или более фунгицидов
l Стробилурины водонерастворимые вещества с ярко выраженным трансламинарным эффектом. После попадания на лист они легко проникают по всей поверхности и не распространяются по сосудистой системе растения. Таким образом, эти препараты замечательно работают профилактически (споры патогенов попадают на восковую кутикулу листа и погибают), но, при этом, обладают низким лечебным эффектом для уже пораженных растений
l l l В настоящее время на рынке Беларуси представлены следующие стробилурины: Азоксистробин; Крезоксим метил; Пикоксистробин; Пираклостробин; Флуоксастробин
l l В результате того, что стробилурины блокируют очень узкий этап процесса дыхания обеспечивается очень высокая биологическая эффективность данных препаратов. Однако, этот же фактор обеспечивает низкую надежность стробилуриновых фунгицидов. Если в результате мутаций изменится те вещества, на которые действуют стробилурины, то фитопатогены приобретают устойчивость к ним. Это явление называется резистентность. Опыт работы со стробилуриновыми фунгицидами во всем мире показывает, что есть высокий риск развития резистентных патогенных субпопуляций. Во всем мире становиться известным о все большем числе возбудителей болезней полевых культур, фруктов, овощей, и орехоплодных культур, декоративных растений и газонов. Если в случае с фундазолом (д. в. – беномил из класса бензимидазолов) резистентность проявилась после 20 лет интенсивного применения, то в случае со стробилуринами она возникает значительно быстрее – до 5 лет.
Существует два основных типа резистентности к фунгицидам: количественные и качественные. l Качественная резистентность – это полная потеря чувствительности патогена к фунгициду. l Количественная проявляется в том, что устойчивые штаммы становятся несколько менее чувствительны к фунгициду по сравнению с диким типом, но их по прежнему можно контролировать с помощью более высоких концентраций препарата и/или более частой кратности применений. Когда различные фунгицидные продукты имеют общий способ действия, гриб не различает фунгициды, даже если химическая структура активных ингредиентов отличается и фунгициды производятся разными производителями. Биохимически, грибок видит всех их как один и тот же активный ингредиент. Когда патоген устойчив к одному фунгициду в химическом классе, как правило, он устойчив ко всем фунгицидам класса. Это называется перекрестная резистентность. Во многих ситуациях, штаммы грибов, устойчивых к стробилуриновым фунгицидам обладают перекрестной резистентностью с другими стробилуриновыми фунгицидами. В таких случаях, эффективность всех стробилуриновых фунгицидов может быть низкой, даже если некоторые из них никогда не использовались на данном конкретном поле.
Меры борьбы с возникновением резистентности: l l чередование препаратов с д. в. из разных химических классов или использование комплексных препаратов; четкое следования регламентам и рекомендациям по применению фирм производителей
Стратегии применение фунгицидов: l l l Календарная. Фунгициды вносятся при наступлении определенной календарной даты. Чаще всего используются в садоводстве и картофелеводстве при необходимости большого количества обработок. Пофазная. Фунгициды вносятся при достижении определенной фазы развития растений. Пороговая. Фунгициды вносятся при достижении инфекцией определенных порогов, как правило используется порог экономической вредоносности. Цель данной стратегии это не тотальное уничтожение патогена, а сдерживание его менее ЭПВ.
Скачать презентацию Устойчивые агротехнологии и фитодизайн Способы борьбы с сорной
Лекция по пестицидам.ppt