Студенту на замітку: Сільське господарство. Фітосанітарний моніторинг і прогноз

Кулєшов А.В., Білик М.О. Фітосанітарний моніторинг і прогноз: Навчальний посібник. - Харків: Еспада, 2008.- 512 с.

ІСТОРІЯ РОЗВИТКУ І СУЧАСНИЙ СТАН ФІТОСАНІТАРНОГО МОНІТОРИНГУ І ПРОГНОЗУ В УКРАЇНІ

Необхідність у спостереженнях і контролі за розвитком шкідли­вих організмів рослин виникла з тих часів, коли шкідники, хво­роби і бур'яни стали спричиняти суттєві втрати урожаю і навіть загибель рослин. Але ще довгі віки через слабку вивченість біо­логії та екології шкідливих організмів, відсутність обгрунтованих методів обліку ефективно цю роботу виконувати було неможли­во. Перші суттєві кроки в цьому напрямку на території України були зроблені більше ніж 120 років тому, коли під ентомологіч­ний нагляд були взяті звичайний буряковий довгоносик, жук- кузька, саранові та деякі шкідники плодових культур.

На початку XX століття збільшується мережа відповідних наукових установ, створюються спеціальні станції, в яких роз­робляється наукове обгрунтування заходів захисту рослин, ме­тоди обліку чисельності, фенології та шкодочинності шкідливих організмів рослин. На першому з'їзді спеціалістів з прикладної ентомології, який відбувся у 1916 р. в Києві, Н. В. Курдюмов визначив пріоритетність прогнозування шкідливих організмів рослин як основи профілактичних заходів. Створення і робота перших спостережних пунктів на початку XX ст. пов'язані з господарствами, що вирощували цукровий буряк, у зв'язку з ве­ликими втратами урожаю цієї культури від шкідників. У 20-х роках на території України відбувалися масові розмноження шкідників зернових колосевих, овочевих плодових культур та цукрових буряків. Ці обставини стали приводом для організації у 1925 р. відділу захисту рослин у Наркомземі України і Цен­тральної станції захисту рослин, якою у 1925—1929 pp. керу­вав О. О. Мігулін. Під його керівництвом у 1925 р. була ство­рена Всеукраїнська мережаспостережних пунктів, почало розроб­лятися методичне та інформаційне забезпечення прогнозів розвитку шкідників рослин.

Цілеспрямована робота в Радянському Союзі в цьому напрям­ку розпочалася з 1929 p., коли був створений Всесоюзний нау- ково-дослідний інститут захисту рослин. До його складу входило 16 філій та 150 опорних спостережних пунктів. У цих підроз­ділах розробляли методики обліку шкідливих організмів рослин, проводили збір і обробку фітосанітарної інформації, що дозволило у 1932 році зробити опис розповсюдження мишоподібних гризунів і саранових, а також сажкових хвороб злакових культур. У 1933 році до цього переліку додалися лучний метелик і бавовникова совка. У ці ж роки формується державна служба захисту рослин, одним із завдань якої був збір інформації про шкідливі організ­ми рослин, розробка прогнозів їх розвитку. Для методичного керівництва цією роботою у кожній союзній республіці і кожній області були створені сектори обліку і прогнозів. На міжрайон­ному рівні почали працювати спостережні пункти, які збирали фітосанітарну інформацію самостійно і отримували відповідні дані від кореспондентської мережі (МТС, дослідні станції та інші на­укові установи). У 1940 році в СРСР була створена централізо­вана служба обліку і прогнозів. У передвоєнні та післявоєнні роки інтенсивно розвивається хімічний метод захисту рослин і для обгрунтування його застосування необхідною стала інфор­мація про розповсюдження і фенологію шкідливих організмів. У цей період активно розробляються і впроваджуються мето­дики розробки багаторічних, фенологічних прогнозів та про­гнозів шкодочинності. Значний вклад у наукове обґрунтування цих розробок внесли вчені-зоологи Б. С. Виноградов, І. Я. По­лякові ентомологи О. О. Мігулін, В. П. Васильєв, О. І. Петру- ха, О. В. Заговора, Б. В. Добровольський, В. І. Танський; фіто­патологи Н. А. Наумова, Т. Д. Страхов, М. С. Дунін, К. М. Сте- панов, 3. О. Пожар, В. А. Чулкіна. Особлива заслуга належить вченим ВІЗРа на чолі з І. Я. Поляковим. Основи прогнозу розвитку бур'янів розробили В. В. Ісаєв і В. С. Зуза. Великий внесок у роз­робку теорії багаторічних прогнозів на основі циклічності соняч­ної активності зроблений Є. М. Білецьким.

З 1957 року в Україні щорічно розробляється довгостроко­вий прогноз основних шкідників і на його основі відповідні рекомендації по захисту рослин, які доводяться до відома усіх агроустанов і землекористувачів. У 1973 році сектори обліку і прогнозів реорганізовані у лабораторії діагностики і прогнозів, а спостережні пункти — у пункти сигналізації і прогнозу. У 1980 році в Україні працювало 80 пунктів та 26 лабораторій діагно­стики і прогнозів. У 90-ті роки XX століття відбулося помітне збільшення пунктів сигналізації і прогнозу (у 3—4 рази). За розрахунками науковців у зоні інтенсивного землеробства на кожні 300 га повинен бути спостережник, у зоні буряківницт­ва — на 1000 га, в зоні вирощування зернових культур — на 10 000 га. Лабораторії діагностики і прогнозів у 2007 році ре­організовані у відділи прогнозування та фітосанітарної діагно­стики обласних державних інспекцій захисту рослин. У район­них державних інспекціях захисту рослин працюють спеціалі­сти із фітосанітарного контролю і діагностики. Діюча державна служба захисту рослин фізично не може забезпечити проведення активного моніторингу і розробки прогнозів на усіх сільсько­господарських угіддях, через що всі агрономи повинні володі­ти відповідними методиками і виконувати цю роботу на своїх земельних угіддях згідно із .Законом України «Про захист рос­лин».

З 1976 року розпочаті роботи по автоматизації процесу збо­ру фітосанітарної інформації. На сьогодні у ряді країн збір інформації проводиться за допомогою відповідних приладів і об­ладнання з використанням ЕОМ і відповідного програмного забезпечення. Для цілого ряду небезпечних хвороб і деяких шкідників розроблені моделі прогнозування, впровадження в прак­тику яких забезпечено в основному автоматичними метеостан- ціями, спеціальними приладами-сигналізаторами. Таке обладнання забезпечує моніторинг погодних умов, аналізує його і видає рекомендації щодо проведення відповідних захисних заходів.

Прогнозування шкідливих організмів рослин у майбутньому потребує побудови моделей і алгоритмів розвитку шкідливих організмів на основі невеликої кількості факторів, які підляга­ють простому і надійному обліку чи виміру. В свій час була розроблена система автоматизованого управління сільськогоспо­дарським виробництвом «АСУ — сільгосп», складовою частиною якої була система АСУЗР, але до цього часу вона не знайшла практичного втілення через слабку матеріальну базу сільськогос­подарських підприємств та відсутність програмного забезпечення.

Широкомасштабне проведення фітосанітарного моніторингу, розробка на його основі прогнозів різної завчасності дозволяє значно зменшити обсяги заходів проти шкідливих організмів рослин і підвищити їх ефективність, максимально оптимізува- ти системи захисту фітосанітарного стану, який склався на полях, обгрунтувати економічну і екологічну доцільність проведення захисних заходів.

ПРИНЦИПИ ПРОВЕДЕННЯ ФІТОСАНІТАРНОГО МОНІТОРИНГУ, ТИПИ І ВИДИ ПРОГНОЗІВ

В Україні велика увага приділяється інтенсифікації сільсько­господарського виробництва на основі його спеціалізації, кон­центрації і використання індустріальних методів виробництва. У цих умовах підвищується значення захисту рослин, який по­винен забезпечити оптимальну фітосанітарну ситуацію для одер­жання високих і стабільних врожаїв. Ефективність захисту рос­лин залежить у великій мірі від того, наскільки вдається надати йому профілактичну спрямованість за рахунок раціонального ком­плексного використання агротехнічних, організаційно-господарсь­ких і власне захисних заходів, тобто інтегрованого захисту рос­лин. У кожному регіоні України проблеми захисту рослин вир­ішуються на базі єдиної концептуальної основи, але є і свої специфічні особливості відповідно до природно-господарських умов і традиційних тенденцій розвитку сільського господарства.

Системи захисту рослин, що практикувалися в минулі деся­тиліття, базувалися переважно на масовому використанні хімічних засобів, що при недостатньо обгрунтованому їх застосуванні в еко­логічному і економічному відношенні, призводило до виникнен­ня проблем, пов'язаних з негативним впливом на навколишнє середовище і сприяло виникненню стійкості шкідливих організмів до засобів захисту рослин. Частково це навіть сприяло посилен­ню шкодочинності деяких видів шкідників і хвороб і збільшен­ню залежності врожаю від ефективності заходів боротьби з ними.

Останнім часом усе більше визнання одержує ідея про не­обхідність переходу від боротьби з окремими шкідливими орга­нізмами до керування екосистемами посівів і насаджень з ме­тою забезпечення максимальної продуктивності культурних рос­лин, створення несприятливих умов для шкідливих організмів, зниження їх впливу на формування врожаю. Найважливішою передумовою для цього служить глибоке вивчення сільськогос­подарських екосистем, їх структури, розвитку і реакцій на різні форми і масштаби екологічного впливу. У цьому зв'язку по­трібна насамперед розробка об'єктивних і технологічних методів визначення стану і розвитку популяцій найважливіших компо­нентів екосистеми посівів. Одночасно потрібна розробка методів і технологій одержання й обробки регулярної інформації, що характеризує стан агроекосистем, напрямок, масштаби і частоту зміни стану її компонентів у зв'язку з впливом на них певних факторів навколишнього середовища. Усі ці найважливіші мето­дичні і технологічні розробки грунтуються на використанні даних про екологію, фізіологію і етологію найважливіших компонентів агроценозів, а також відповідних положень статистики. Досліджен­ня в цій галузі сприяють підвищенню ефективності захисних за­ходів у даний час і стають найважливішою передумовою удоско­налення стратегії і тактики їх проведення у майбутньому.

Сучасний захист рослин спирається на значний обсяг інфор­мації, шо характеризує поширення, розвиток, економічне зна­чення шкідливих організмів, стан і розвиток посівів, мінливість різних інших елементів екологічного стану. Тільки в результаті своєчасного одержання і повноцінної обробки цієї інформації можна прийняти оптимальні рішення, що забезпечують профілак­тичну спрямованість захисних заходів і їх високу рентабельність. Насамперед необхідно забезпечити систематичний облік і конт­роль стану популяцій шкідливих організмів, щоб захисні захо­ди проводилися тільки в тому випадку, коли чисельність чи розвиток шкідливого організму перевищує економічний поріг шкодочинності (ЕПШ). Це вимагає створення в державі добре функціонально диференційованої і чітко організованої інформа­ційної системи по захисту рослин. Така система складається з таких основних елементів: одержання і передача відповідної інформації, обробка данщ, їх накопичення і збереження. Ко­жен з цих елементів необхідно виконувати за загальноприйня­тими методиками, у певній послідовності, при необхідному об­сязі та рівню достовірності відповідних даних. Крім того, не­обхідно дотримуватися певних правил збору і використання інформації, що запобігає помилкам при її одержанні, нагрома­дженні, обробці і прийнятті рішень. Обсяг і точність первин­них даних визначають цінність усієї інформаційної системи.

Одержання первинних даних є тією частиною інформацій­ної системи, що вимагає найбільших матеріальних і трудових витрат. У цьому зв'язку важливо створити оптимальну відповідність між обсягом інформації і необхідними для цього витратами. Це досягається в результаті екологічного, фізіологічного, етологічного, економічного і математико-статистичного обгрунтування методів одержання первинних даних, способів їх отримання і обробки. Необхідно забезпечити одержання тільки тієї інформації у виз­начений термін і обсягах, що потрібна для вирішення постав­леного завдання, а також науково обгрунтувати вимоги до змісту інформації. Створенню інформаційної системи по захисту рос­лин передує всебічний глибокий аналіз вимог до неї.

Обробку фітосанітарної інформації можна розділити на етапи:

- аналіз фітосанітарного стану посівів, фенологічних, вікових і просторових структур популяцій шкідливих організмів;

- прогноз поширення, розвитку і економічного значення шкід­ливих організмів;

- рекомендації щодо проведення профілактичних заходів (роз­робка оптимальних варіантів);

- створення основ для раціонального планування, організації і проведення захисних заходів від шкідливих організмів.

Особливе значення для проведення ефективного захисту рос­лин, що відповідає вимогам інтенсивного рослинництва, надаєть­ся моніторингу за шкідливими організмами рослин і прогнозу їх поширення і розвитку, а також визначенню можливого не­гативного впливу шкідливих організмів на продуктивність посівів і насаджень (прогноз шкідливості). Розробка методів і практичне застосування таких прогнозів вимагає високого рівня знань і організації цілеспрямованих комплексних спостережень, обліків і досліджень.

Неоднорідність умов існування рослинних і тваринних організ­мів у межах певної географо-кліматичної зони, району, гос­подарства і навіть конкретного поля, зумовлює неоднаковий ступінь розвитку шкідливих організмів рослин і необхідність си­стематичних обстежень, обліків, аналізів та інших спеціальних робіт для деталізації стану популяцій шкідливих організмів і культурних рослин з урахуванням впливу екологічних умов. Це дає можливість прогнозувати наслідки життєдіяльності небажа­них для рослин організмів і обґрунтовано проводити відповідні захисні заходи. Все це об'єднано в поняття фітосанітарного мо­ніторингу. Він може розглядатися як складова частина глобаль­ного екологічного моніторингу і являє собою систему методів виявлення змін у розвитку шкідливих організмів в агроценозах і визначення шляхів оптимізації фітосанітарного стану сільсько­господарських культур і угідь. Фітосанітарний моніторинг (ФСМ), раніше відомий як фітосанітарна діагностика, стає можливим при високому рівні знань діагностичних і біоекологічних особливо­стей шкідливих видів, оптимальних методик проведення відпо­відних робіт по збору необхідної інформації. Він передбачає по­етапне проведення робіт у відповідні загальноприйняті строки і включає в себе послідовно збір і накопичення необхідних даних при достатньому рівні точності, систематизацію і аналіз інформації, прийняття рішень. Останній етап полягає у виборі оптимальних заходів як у поточному часі, так і в майбутньо­му. Для цього розробляють відповідні прогнози. Таким чином прогнозування розвитку шкідливих організмів рослин стає мож­ливим при наявності необхідної фітосанітарної інформації.

Спеціаліст з фітосанітарного моніторингу і прогнозу повинен добре знати видоспецифічні ознаки шкідливих організмів, особ­ливості біології і розвитку на протязі онтогенезу, характер взає­мовідносин з рослинами-живителями. Це необхідно для точної діагностики саме тих видів, які підлягають моніторингу, оцінки стану їх популяцій за морфо-фізіологічними показниками.

Для проведення обстежень і отримання необхідних даних користуються методиками, які потребують найменших витрат часу і коштів. Вони повинні бути загальноприйнятими для усіх, хто проводить моніторинг, що дає можливість мати однотипну базу даних, накопичувати їх і порівнювати для різних районів, зон у часі і просторі.

Вибір угідь для обстежень залежить від спеціалізації господарств, фітосанітарного стану і фази динаміки популяції виду, фенофази шкідливого організму і рослини. Угіддя повинні бути типовими по відношенню до інших, що дозволяє екстраполяцію даних.

Отримані дані повинні відображати фактичний стан популяцій, обсяг роботи і кількість облікових одиниць — забезпечувати достатній рівень точності з .урахуванням вимог статистики.

Збирають тільки ті дані, які необхідні для прогнозування, а накопичена інформація при цьому дозволяє мати достатню кількість факторів (предикторів), які мають вирішальний вплив на динаміку розвитку популяцій.

Отримана у необхідному обсязі інформація систематизується відповідно до її призначення та характеру (метеорологічна, аг­ротехнічна та ін.).

Дані групуються і аналізуються по періодам, які пройдені у минулому шкідливими організмами і рослинами, по факто­рах, які впливали на їх розвиток. При цьому основна увага приділяється критичним періодам, від яких залежить стан по­пуляцій, та головним факторам впливу.

Обґрунтований прогноз розвитку шкідливих видів та втрат від них дозволяє прийняти рішення щодо організації захисту рослин. При депресивному стані популяцій і відсутності втрат планують продовження моніторингу, регулюють і можуть зміню­вати його інтенсивність. При виході з депресії, розселенні (слаб­кому, а інколи і помірному ураженні), допороговій чисельності посилюють моніторинг, проводять запобіжні заходи у повному обсязі. При масовому розвитку хвороби(епіфітотії) проводять по­вний комплекс захисних заходів, деталізують і регулюють його інтенсивність відповідно фітосанітарного стану.

фітосанітарний моніторинг грунтується на таких основних положеннях:

1. Обгрунтування ФСМ і прогнозів розвитку шкідливих орга­нізмів сільськогосподарських рослин можливе при достатньо повній уяві про їх біоекологічні особливості та закономірності мінливості тих явищ, які прогнозуються, і факторів, що спри­чиняють таку мінливість. Це дозволяє визначити зміст та об­сяг необхідної інформації, строки її отримання, порядок ана­лізу, узагальнення, прийняття рішень і прогнозування.

Проведення фітосанітарного моніторингу і прогнозування базується на максимально можливому обсязі аналогічних (од­нотипних) даних за багаторічний період, знаннях ступеня мінли­вості процесів, що прогнозуються, у часі і факторів, які впли­вають на ці процеси.

Моніторинг і прогноз виконуються по шкідливих орга­нізмах, які можуть бути достатньо шкодочинними для культур­них рослин.

Для забезпечення доцільного і ефективного захисту рослин в Україні на основі фітосанітарного моніторингу розробляють­ся і використовуються різні типи і види прогнозів. Тільки за допомогою цих прогнозів стає можливим раціонально побуду­вати систему захисту рослин, обгрунтувати планування обсягу захисних заходів і точно вибрати терміни їх проведення. Роз­різняють три основні типи (форми) та шість видів прогнозів, кожний з яких має специфічне методичне і інформаційне за­безпечення і призначення.

Типами слід вважати прогнози за завчасністю: багаторічні, довгострокові та короткострокові.

У межах типів прогнозів розробляються і використовуються такі види: фенологічний прогноз, прогноз активності корисних організмів, прогноз шкодочинності, прогноз розвитку шкідників, прогноз розвитку хвороб рослин, прогноз бур'янів.