CC BY
59
БОТАНИКА И ПОЧВОВЕДЕНИЕ
УДК:581.466:633.33:632.7
ВЛИЯНИЕ ОБРАБОТОК ИНСЕКТИЦИДАМИ НА ФЕРТИЛЬНОСТЬ ПЫЛЬЦЫ КЛЕВЕРА ЛУГОВОГО
И.Н. Кузьменко, канд. биол. наук, доцент, Е.В. Баландина, канд. с.-х. наук, доцент, Н.Л. Колясникова, д-р биол. наук, профессор, ФГБОУ ВО Пермская ГСХА, ул. Петропавловская, 23, г. Пермь, Россия, 614990 E-mail: [email protected]
Аннотация. В условиях Предуралья в 2014 г изучали фертильность пыльцевых зерен клевера лугового сорта Пермский местный в контроле и после обработки инсектицидами. Применяли следующие инсектициды: актеллик, актара, битоксибациллин. Определены размеры и форма зрелых пыльцевых зерен. Диаметр пыльцы варьировал от 30,7 до 32,4 мкм, соотношение длинной оси к короткой составило 1:1,05. Фиксация эмбриологического материала и его обработка велись по общепринятой методике. Фиксировали головки в фазе распустившихся и раскрытых цветков в фиксаторе Кларка. Пыльца для исследования бралась из цветков, взятых с головок I и II порядка. Фертильность пыльцы варьировала от 66% - в контроле (без обработки инсектицидами) и до 76-86% - у обработанных в фазу бутонизации растений клевера лугового. Наибольшая фертильность у растений клевера после применения инсектицида актеллик. Заселенность соцветий клеверным семяедом (Аргоп арпеапш) составила 18%.
Основным методом сбора насекомых при изучении видового состава являлось кошение на клевере с помощью энтомологического сачка. На каждом участке брали по 4 пробы (по 25 взмахов в каждом), расположенные по диагонали поля. Выявлен видовой состав вредителей (7 видов), энтомофагов (5 видов) и опылителей (4 вида) клевера лугового в Предуралье.
Ключевые слова: клевер, фертильность пыльцы, инсектициды, энтомофауна.
Введение. Бобовые, в частности, клевера, имеют большое значение для современного сельского хозяйства как источник экологически чистого, дешёвого кормового растительного белка с высокими достоинствами.
Для хозяйств по откорму крупного рогатого скота рекомендованы травянозерновые и травопольные севообороты с высокими адаптивными и средообразующими свойствами в агроэкосистемах. В таких севооборотах бобовые растения занимают от 60 до 100%.
Для всех культивируемых клеверов актуальна проблема низкой семенной продуктивности. Этим объясняется пристальный интерес к ней многочисленных исследователей, изучающих разные стороны этой проблемы [2, 4, 5, 7, 8]. Урожайность семян клевера в регионе всегда оставалась на низком уровне (в среднем по хозяйствам она составляет 0,50,8 ц/га). Первой причиной тому может быть
вред, наносимый различными вредителями. Так, недобор семян клевера лугового в результате повреждений завязей и цветков составляет 15-20% [1,3,6,9]. Второй причиной является отсутствие данных по качественной и количественной оценке различных этапов формирования репродуктивных органов и их реализации в процессе функционирования. Необходимо выявление этапов органогенеза, на которых происходят наибольшие потери.
Цель исследования - сравнительное изучение фертильности пыльцы клевера лугового в вариантах с обработкой инсектицидами и выявление видового состава энтомофауны клевера лугового сорта Пермский местный в условиях Пермского края.
Методика. Объектами исследований послужил сорт клевера лугового Пермский местный (Trifolium pratense L.). Сорт Пермский местный районирован в 1939 году. Отно-
сится к одноукосному типу. В популяции преобладают растения озимого типа (озимые многолетники), встречаются и яровые многолетники. Куст сомкнутый и полураскидистый. Стебли средней грубости, ветвистость сильная. Длина стеблей 50 - 80 см. Среднее число междоузлий 8 (7-9). Листья крупные, листочки удлиненно-овальные, слабоопушенные. Головка шаровидная, средней рыхлости, цветки красного цвета различной интенсивности. Облиственность хорошая (40-55%). Весной отрастает медленно, позже - несколько быстрее. Дает один - два укоса за лето. Кусти-
стость средняя. Позднеспелый, зацветает после весеннего отрастания на 60 - 91 день, семена созревают на 115 - 131 день. Зимостойкость от средней до высокой. Засухоустойчивость средняя. Фузариозом и антракнозом поражается в средней степени. Районирован в Коми АССР, Курганской, Свердловской и Челябинской областях, Пермском крае.
Основными месяцами вегетации клеверов в зоне хозяйства являются май - сентябрь. Метеорологические показатели этого периода в сравнении со средними многолетними данными приводятся в рисунке 1.
25
и
О
2 20 р
2.15 <11
110
-Температура, ОС
Среднемес. температура
1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3
май июнь июль август сентябрь
-Осадки, мм
Среднемес. осадки
1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3
май июнь июль август сентябрь
Рис. 1. Агроклиматические условия 2014 г.
Рост и развитие трав во многом зависит от агроклиматических условий года. Основными метеорологическими показателями, влияющими на рост и развитие трав, являются длина вегетационного периода, количество выпавших осадков и их распределение за сезон, а также сумма эффективных температур.
Вегетационный период 2014 г. характеризовался холодной погодой и умеренными
осадками. В начале май был теплым и сухим, и в конце мая состояние травостоя было хорошее. В июле во второй половине ночная температура доходила до 2-50С, что сдерживало процессы жизнедеятельности. Только в начале августа стало тепло и сухо. Таким образом, погодные условия в период проведения исследований были различными.
Фиксация эмбриологического материала и его обработка велись по общепринятой методике [10]. Фиксировали головки в фазе распустившихся и раскрытых цветков в фиксаторе Кларка. Пыльца для исследования бралась из цветков, взятых с головок I и II порядка. Фертильность пыльцы определялась на временных препаратах, окрашенных ацетокарми-ном. У фертильных пыльцевых зерен зернистая цитоплазма и спермии окрашиваются в густой карминово-красный цвет. Стерильные пыльцевые зерна почти не окрашены, или окрашены неравномерно, их содержимое отходит от оболочки и находится на разных стадиях гибели. По каждому исследованному растению готовили 10 препаратов. Подсчет велся в 10 полях зрения с помощью микроскопа «Микмед» при увеличении 15х20. Измерения диаметра пыльцевых зерен проводили с помощью окуляр - микрометра на 100 пыльцевых зернах. Изготовлено и изучено около 1500 временных препаратов.
Исследования и наблюдения в опытах проводили на учебном опытном поле Пермской ГСХА и в севооборотах учебно - опытного хозяйства «Липовая гора» в 2014 году. Исследования велись на материале возрастом от 1-го до 3-х лет.
Для выявления видового и количественного состава энтомофауны были проведены маршрутные обследования посевов клевера. Учет численности вредителей проводили различными методами: обследование учетных площадок на отрастающем клевере, осмотр и сбор насекомых с отдельных растений клевера. Основным методом сбора насекомых при изучении видового состава являлось кошение на клевере с помощью энтомологического сачка. На каждом участке брали по 4 пробы
(по 25 взмахов в каждом), расположенные по диагонали поля. Определение вредителей клевера лугового проводилось по методике [11]. Обработки инсектицидами проводили в стадию бутонизации 6 июля 2014 г.
Актеллик — фосфорорганический инсектицидный препарат и акарицид широкого спектра действия. Концентрат эмульсии (500 г/л). Действующее вещество — пирими-фосметил. Механизм действия: контактное, кишечное действие, выраженная фумигант-ная активность; трансламинарное перераспределение препарата в листьях позволяет бороться с вредителями, обитающими на нижней стороне листа.
Актара - действующее вещество - тиаме-токсам, 250 г/кг. Химический класс - неони-котиноиды. Класс опасности - 3. Препаративная форма - воднодиспергируемые гранулы. Инсектицид - кишечно-контактного действия. Период защитного действия - 25 дней.
Битоксибациллин - микробиологический препарат на основе энтомопатогенных бактерий Bacillus thuringiensis, var. thuringiensis. Серовато-коричневый порошок; в 1 г препарата 45 млрд. спор.
Результаты. Зрелые пыльцевые зерна клевера лугового двуклеточные, округлые, трехбороздноапертурные. Размеры пыльцевых зерен клевера лугового сорта Пермский местный варьировали в среднем от 30,7 до 32,4 мкм. Коэффициент вариации составил 14% (табл. 1). Согласно классификации Т. Эрдтма-на [14], пыльцевые зерна изученного сорта относятся по размерам к группе средних. По отношению ширины к длине пыльцевые зерна классифицируются как округлые, соотношение длинной оси к короткой 1:1,05.
Таблица 1
Размеры пыльцевых зерен клевера лугового, п=100(2014г.)
Вид Сорт Год жизни Порядок d, M±m, мкм V,%
Клевер луговой Пермский местный 2 1 32,4±2,0 14
2 31,8±2,0 14
3 1 30,7±1,9 14
2 32,3±2,0 17
По литературным данным, фертильность пыльцы свидетельствует о наличии широкого полиморфизма как между растениями одного вида, так и в зависимости от факторов внешней среды [12, 13]. Фертильность пыльцы клевера лугового варьировала от 66 - в контроле, до 86% - при обработке актелликом. Коэффициент вариации составил от 3 до 11% (табл. 2). Установлено, что фертильность зависела от варианта обработки инсектицидом и повышалась в варианте с обработкой актелликом.
По-видимому, причинами снижения фер-тильности в контроле явились неблагоприятные погодные условия на момент микроспо-рогенеза исследованного вида и механические повреждения насекомыми-вредителями. Исследования заселенности головок клевера лугового клеверным семяедом-долгоносиком (Аpion apricanus) показали 18% поврежденность.
Таблица 2
Фертильность пыльцы клевера лугового, n=100 (2014г.)
Вариант Фертильность, % V,%
Контроль 66 11
Битоксибацилин,п, 1 кг/га 76 8
Актара, вдг, 250 г/кг 80 3
Актеллик, к.э., 500 г/л 86 7
В результате наших исследований был определен видовой состав вредителей клевера лугового в Предуралье: клеверный семяед-долгоносик - Apion apricanus, клеверный фитономус - Phitonomus nigrirostris, полосатый клубеньковый долгоносик - Sitona liteatus, щетинистый клубеньковый долгоносик - Si-tona crinitus, клеверный тихиус семяед - Ty-chius tomenotosus, луговой клоп - Lygus pratensis, травяной клоп - Lygus rugulipennis.
Видовой состав энтомофагов клевера лугового в Предуралье: коровка семиточечная -Coccinella septemuncata, коровка четырнадцатиточечная - Coccinella qatuordecimpustullata, коровка пятиточечная - Cccinella quinquen-puncata, пропилея четырнадцатиточечная -Propylaea qatuordecimpustullata, коровка двухточечная - Abalia bipuncata.
Основными опылителями диплоидного клевера лугового являются шмели: Bombus
hortorum L., B. distinguendus F. Mor., B. agro-rum F., B.serrisquama F.Mor.
Период защитного действия инсектицида в условиях опыта составил 20-21 день.
Выводы. На основании проведенных исследований можно сделать следующие выводы:
1. Фертильность пыльцевых зерен клевера лугового варьировала от 66 до 86%. Установлено, что она зависела от варианта обработки инсектицидом и повышалась в варианте с обработкой актелликом.
2. Определен видовой состав вредителей, энтомофагов, опылителей клевера лугового в Предуралье.
3. Заселенность головок клевера лугового клеверным семяедом-долгоносиком (Apion apricanus) составила 18%. Период защитного действия инсектицидов в условиях опыта составил 20-21 день.
Литература
1. Алпатов В., Андреева М., Веприков П. Опыление красного клевера и пути клеверного семеноводства / под ред. А.Ф. Губина, Г.И. Ромашова. М.: Жизнь и знание, 1933. 332 с.
2. Ашурметов О.А., Каршибаев Х.К.. Семенное размножение бобовых в аридной зоне Узбекистана. Ташкент: изд-во ФАН, 2002. 204 с.
3. Бензер А.В. Влияние полиплоидизации клевера лугового на состав насекомых-опылителей и численность видов // Докл. Российск. акад. с.-х. наук. 2002. № 1. С. 9-10.
4. Вишнякова, М.А. Исследование прогамной фазы оплодотворения у клевера лугового (Trifolium pratense L.) в связи с низкой семенной продуктивностью // Труды. по приклад. бот., ген. и сел.. Л: ВИР, 1989. Т. 124. С. 7-14.
5. Глинчиков И.М. Семеноводство многолетних и однолетних кормовых культур в Сибири. Новосибирск, 2002. 268 с.
6. Гринфельд Э.К. Насекомые-опылители красного клевера. М.; Л. : АН СССР, 1954. 56 с.
7. Зубарев Ю.Н. Вопросы полевого травосеяния в Предуралье. М.: МСХА, 2003. 276 с.
8. Колясникова Н.Л. Репродуктивная биология культивируемых и дикорастущих бобовых трав. Пермь: Изд-во Пермской ГСХА, 2006. 114 с.
9. Мегалов В.А. Выявление вредителей полевых культур. М.: Колос, 1968. 203 с.
10. Паушева З.П. Практикум по цитологии растений. М.: Колос, 1988. 255 с.
11. Плавильщиков Н.Н. Определитель насекомых. М.: Топикал, 1994. 544 с.
12. Blondon, F. Influence de la temperature sur la fertilite et female de Lucerne: temoins, male-steriles et "mainte-neurs" / F.Blondon, B. Cambier, Y. Yuy // Ann. Amelior. Plantes. 1979. Vol. 29, № 1. P.89-96.
13. Dyba, S. Wspolzaleznose miedzy kietkowaniem ziarn pylku I uzrostem tageiewek pitkowych a polonem nasion u lucerny (M. Media Pers.) / S. Dyba, A. Wojciechowski // Hodowla roslin aklimatyzacia I nasiennotwo. Warszawa, 1979. Vol. 23, z. 6. S. 371-378.
14. Erdtman, T. Pollen morphology and plant taxonomy 111. Morina L. With an addition on pollen-morphological terminilogy / T. Erdtman // Svensk bot. Tidskr. - 1945. - Bd.39, Hf.2. S. 187-191.
INFLUENCE OF TREATMENT WITH INSECTICIDES ON MEADOW CLOVER POLLEN FERTILITY
I.N.Kuzmenko, Cand.Bio.Sci.,Associate Professor, E.V. Balandina, Cand.Agr.Sci., Associate Professor, N.L. Koliasnikova, Dr.Bio.Sci., Professor, Perm State Agricultural Academy, 23 Petropavlovskaya St, Perm 614990 Russia E-mail: [email protected]
ABSTRACT
In conditions of Preduralie in 2014 we studied the fertility of pollen grains of local red clover in control and after treatment with insecticides. The following insecticides were used: aktellik, akhtar, bitoksibatsillin. The sizes and the form of mature pollen grains were determined. Diameter of pollen ranged from 30.7 to 32.4 mm, the ratio of long to short axis was 1: 1.05.
Fixation of embryologic material and its treatment were conducted according to generally accepted method. Heads were fixed in the phase of bloomed and open flowers on the stem with Clark's fixer. Pollen from the flowers for investigation was taken from heads of the I and II order. Pollen fertility varied from 66% in the control (without insecticide treatment) and to 76-86% of the treated in the budding stage of plant clover. The highest fertility in clover plants after application of aktellik. The population of clover inflorescences Аpion apricanus was 18%. The main method of collecting insects when studying species composition was mowing on clover using entomological net. At each site we took 4 tests (25 strokes in each), located diagonally across the field. Species composition was identified for red clover in Preduralie: pests (7 species), entomophages (5 species) and pollinators (4 species). Key words: clover, pollen fertility, insecticides, entomofauna.
References
1. Alpatov V., Opylenie krasnogo klevera i puti klevernogo semenovodstva (Plant pollination of red clover and clover seed production path), V. Alpatov, M. Andreeva, P. Veprikov, under ed. A.F. Gubina, G.I. Romashova, M.: ZHizn' i znanie, 1933, pp. 332.
2. Ashurmetov O.A. , Semennoe razmnozhenie bobovyh v aridnoj zone Uzbekistana (Seed breeding of legumes in arid zone of Uzbekistan), O.A. Ashurmetov, H.K. Karshibaev, Tashkent: publisher FAN, 2002, pp. 204.
3. Benzer, A.V. Vlijanie poliploidizacii klevera lugovogo na sostav nasekomyh-opylitelej i chislennost' vidov (Influence of polyploidy clover on the composition of insect pollinators and the number of species), A.V. Benzer , Dokl. Rossijsk. akad. s.-h. nauk, 2002, No 1, pp. 9 - 10.
4. Vishnjakova M.A., Issledovanie progamnoj fazy oplodotvorenija u klevera lugovogo (Trifolium pratense L.) v svjazi s nizkoj semennoj produktivnost'ju (Research program phase fertilization of red clover (Trifolium pratense L.) due to the low seed production), M.A. Vishnjakova, Tr. po prikl. bot., gen. i sel., L: VIR, 1989, Vol. 124, pp. 7-14.
5. Glinchikov I.M., Semenovodstvo mnogoletnih i odnoletnih kormovyh kul'tur v Sibiri (Seed farming of perennial and annual forage crops in Siberia), I.M. Glinchikov, Novosibirsk, 2002, pp. 268.
6. Grinfel'd JE.K., Nasekomye-opyliteli krasnogo klevera (Insect pollinators of red clover), JE.K. Grinfel'd, M., L., AN SSSR, 1954, pp. 56.
7. Zubarev Yu.N., Voprosi polevogo travoseyaniya v Predurale (Questions about field grass cultivation in Predur-alie), Yu.N. Zubarev, M.:MSHA, 2003, pp. 276.
8. Koljasnikova N.L., Reproduktivnaja biologija kul'tiviruemyh i dikorastushhih bobovyh trav (Reproductive biology of cultivated and wild legumes), N.L. Koljasnikova, Perm': publisher Permskoj GSHA, 2006, pp. 114.
9. Megalov V.A., Vyjavlenie vreditelej polevyh kul'tur (Pests detection of field crops), V.A. Megalov, M.: Kolos, 1968, pp. 203.
10. Pausheva Z.P. , Praktikum po citologii rastenij (Workshop on plant cytology), Z.P. Pausheva, M.: Kolos, 1988, pp. 255.
11. Plavil'shhikov N.N., Opredelitel' nasekomyh (Determinant of insects), N.N. Plavil'shhikov, M.: Topikal, 1994, pp. 544.
12. Blondon F., Influence de la temperature sur la fertilite et female de Lucerne: temoins, male-steriles et "mainte-neurs", F.Blondon, B. Cambier, Y. Yuy, Ann. Amelior. Plantes, 1979, Vol.29, No. 1, pp. 89-96.
13. Dyba S., Wspolzaleznose miedzy kietkowaniem ziarn pylku I uzrostem tageiewek pitkowych a polonem nasion u lucerny () (M. Media Pers.), S. Dyba, A. Wojciechowski, Hodowla roslin aklimatyzacia I nasiennotwo, Warszawa, 1979, Vol. 23, z. 6, pp. 371-378.
14. Erdtman T., Pollen morphology and plant taxonomy 111. Morina L. With an addition on pollen-morphological terminilogy, T. Erdtman, Svensk bot. Tidskr, 1945, Bd.39, Hf.2. - pp. 187-191.
