Устойчивость сортов зерновых культур к вредителям

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Потери в массе и ухудшение качества зерна и зерновых продуктов при хранении могут происходить из-за воздействия на них представителей животного мира, получившие название вредителей хлебных запасов.

Вредители хлебных запасов известны с глубокой древности, когда человек уже принимал меры для защиты запасов зерна от уничтожения вредителями. С появлением первых примитивных хранилищ началось заселение их грызунами и насекомыми. Для некоторых видов новые экологические условия оказались благоприятными. Эти виды постепенно образовали группу вредителей хлебных запасов [8].

По данным ФАО, ежегодно насекомые, вредители запасов поедают до 15% зерна, производимого в мире, а в отдельных развивающихся странах до 50%. Ежегодно теряется от вредителей хлебных запасов при хранении десятки млн. тонн зерна [11].

Развитие земледелия, расширение обмена и торговли между народами привели к более широкому распространению вредителей и приспособлению некоторых насекомых и клещей к жизни в хранящихся продуктах. Питание вредителей обычно происходит как во взрослом состоянии, так и в личиночном. Вредители зерна и зернопродуктов уничтожают некоторую часть запасов, понижают их качество, загрязняют своими экскрементами, трупами, шкурками после линьки личинок и куколок. Клещи и насекомые являются источниками образования тепла и влаги в зерновой массе в результате дыхания. Грызуны портят часть производственных сооружений, тару и способствуют распространению инфекционных болезней [28].

Особо опасными вредителями хлебных запасов в системе хлебопродуктов являются долгоносики, зерновой точильщик, хрущаки и мукоеды. Развиваются на хлебоприемных предприятиях, мукомольных, крупяных и комбикормовых заводах. Наносят ущерб на токах, в хранилищах, в отраслях пищевой промышленности, перерабатывающих зерно (пивоваренной, спиртовой, пищеконцентратной, хлебопекарной и т. д.), а также в системе торговли и общественного питания.

Размеры потерь от вредителей в разных странах зависят от географического местоположения страны, способов хранения, состояния технической базы, организационных мероприятий по борьбе с вредителями, от количества хранимых запасов и наличия квалифицированных кадров [22].

Поиск новых, нехимических способов борьбы с вредителями запасов, который позволил бы избежать загрязнения зерна, связан с использованием физико-химических способов, среди которых - хранение зерна сортов, устойчивых к вредителям запасов.

Актуальность данного направления исследований и выбор темы работы связаны с выявлением устойчивых сортов и определением признаков устойчивости зерна к вредителям запасов, которые при хранении необходимо знать для проведения селекционной работы.

Цель работы: изучить устойчивость зерна сортов зерновых культур к вредителям запасов по биологическим, биохимическим и технологическим показателям. Для достижения данной цели необходимо:

- установить биологические, биохимические и технологические показатели для оценки устойчивости зерна различных сортов ярового ячменя и озимой пшеницы к вредителям запасов.

- изучить перспективы использования устойчивых сортов зерновых культур к вредителям запасов зерна.

- определить влияние технологических и биохимических свойств зерна на устойчивость к вредителям запасов и предложить технологию хранения зерна данных сортов.

- определить критерии оценки сортов зерновых культур на устойчивость к вредителям запасов и провести их комплексную оценку.

- определить экономическую эффективность хранения зерна различных сортов озимой пшеницы и ярового ячменя, устойчивых к вредителям запасов.

1. Современное состояние изученности вопросов производства зерна ярового ячменя и озимой пшеницы высокого качества и способы защиты от вредителей запасов

устойчивость зерно сорт вредитель

1.1 Современные технологии производства зерна озимой пшеницы и ярового ячменя высокого качества

Поскольку совершенствование технологий возделывания культур осуществляется в направлении и уменьшении количества технологических операций и обрабатываемого слоя почвы. В земледелии все более широкое распространение получают нетрадиционные приемы, в том числе минимальной и нулевой обработки почвы с использованием машин нового поколения, обеспечивающих сокращение затрат энергоресурсов и труда. В основу современной технологии возделывания сельскохозяйственных культур составляет оптимизация их возделывания. Прогрессивная технология осуществляется на базе знаний биологических особенностей роста, развития и использования агротехнических приемов, разработанных научными учреждениями и накопленных практикой [2].

Технология возделывания озимой пшеницы

Озимая пшеница важнейшая продовольственная культура, по сравнению с яровой она более урожайна. В летний период лучше переносит продолжительную засуху. Культура хорошо отзывается на повышение плодородия почвы. Озимую пшеницу не следует размещать на возвышенных склонах, и на пониженных местах. Озимая пшеница очень требовательна к предшественникам, от них зависит наличие влаги и питательных веществ в почве, дружность и появления развитие всходов, фитосанитарное состояние посевов, урожайность и качество зерна. Для озимой пшеницы лучшими предшественниками является чистый пар, а менее благоприятен для посевов занятый пар (однолетние травы, горох). Парозанимающая культура должна быть убрана за 40 дней до посева пшеницы. Размещение озимой пшеницы по яровым зерновым культурам (непаровой предшественник) не допускается. В благоприятные годы можно размещать по сидеральному пару или донниковому. Лучшими сидеральными культурами являются донник желтый и капустные (рапс, редька масличная) [26].

Обработка сидерального пара. Зеленую массу (сидератов) скашивают с одновременным разбрасыванием и измельчением за 35-40 дней до посева озимых заделывают тяжелыми дисковыми боронами (БДТ-7, БДТ-3,0) на 10-12 см с последующим рыхлением культиваторами ОПТ-3,5, КПШ-5, КПШ-9, с прикатыванием. Если урожайность зеленой массы сидератов высокая (300 ц/га), то заделка ее производится на глубину 14-16 см. При появления сорняков и выпадения осадков проводятся боронование или культивация. Перед посевом поле следует культивировать на глубину заделки семян с последующим прикатыванием [3].

Обработка черного пара проводится после уборки предшественника. Если преобладают малолетние сорняки (овсюг) проводят лущение дисковыми орудиями на глубину 6-8 см, при значительном распространении корнеотпрысковых сорняков почву обрабатывают на глубину 12-14 см с тяжелыми дисковыми боронами в два следа. После отрастания сорняков (через 13-15 дней) проводят глубокую вспашку или безотвальное рыхление на 28-30 см. В весенний - летний период проводится закрытие влаги, обратно - послойная обработка пара культиваторами с последующим прикатыванием. В первой половине июля проводится посев кулис из подсолнечника, рапса, кукурузы. Проводят посев однострочно или двустрочно через 8-12 метров поперек господствующих ветров. Предпосевная культивация проводится на глубину заделки семян, и с последующим прикатыванием [2].

Обработка занятых паров. Проводится комбинированными агрегатами, состоящими из ГУН-4, секции БМШ и зубовых борон на глубину 14-16 см или тяжелыми дисковыми боронами на 10-12 см с последующей культивацией с боронованием в агрегате, либо с другими комбинированными агрегатами, только поверхностно. Важнейшими условиями получения дружных всходов и хорошего осеннего развития озимой пшеницы является качественная разделка почвы и выравненность ее на поверхности, которые достигаются предпосевной культивацией, до и после посевным прикатыванием [24].

К неблагоприятным условиям зимы для озимой пшеницы большое значение имеет обеспеченность растений фосфором и калием. Лучшие результаты дает совместное внесение удобрений в рядки при посеве из расчета 1 центнер на гектар (15-20 кг д. в. NPK).

При планировании урожайности 45-50 центнеров на гектар расчет удобрений проводится балансовым методом, фосфорно-калийные удобрения и навоз вносятся под основную обработку почвы, при посеве Р₁₅ вносить обязательно. При проведении подкормок азотные удобрения вносятся в несколько сроков. Ранневесенняя подкормка способствует дополнительному кущению, повышает более продуктивную кустистость.

В фазу колошения по результатам тканевой диагностики проводится некорневая подкормка для высокого качества зерна (25 кг мочевины и 45 кг аммиачной селитры). За 3-5 дней до посева проводится предпосевная инкрустация семян. При использовании для инкрустации семян химических препаратов в качестве пленкообразователя и стимулятора роста применяется ЖУСС из расчета 3 л на 1 тонну семян [27].

Для получения высокого урожая следует создавать плотный стеблестой с густотой 500-550 продуктивных стеблей на 1 м² перед уборкой. Это достигается посевом озимых в лучшие сроки с 15 по 25 августа, когда среднесуточная температура 10-15⁰С, с оптимальными нормами высева 4,5-5,0 млн. всхожих семян на 1 га, по занятым парам в северной части области до 5,5 млн./га всхожих семян.

Для получения дружных всходов высевают выровненные семена с максимальной массой 1000 семян. На посев важно использовать семена, прошедшие послеуборочное дозревание и имеющие высокую (не менее 92%) всхожесть и энергию прорастания. Семена должны быть 1 класса посевного стандарта. Глубина заделки семян 6-8 см.

Лучшим способом посева является узкорядный (7,5 см), а наиболее распространенный рядовой посев. При полном обеспечении удобрениями, средствами защитами, машинами и оборудованиями может быть технологическая колея через 10,8 и 21,6 м в зависимости от рабочего захвата опрыскивателей, используемых в хозяйстве [24].

Весной, при поспевании почвы, озимые обычно боронуют средними боронами в один след. В зависимости от ВВВВ планируется система весенне-летнего ухода на посевах озимых. При раннем весеннем возобновлении вегетации сомнительные посевы (160-180 растений на 1 м²) не пересевают. Азотные подкормки проводят прикорневым способом (N₃₀).

Для предупреждения полегания растений применяют ретарданты (ТУР 3-4 кг/га) против полегания. При позднем весеннем возобновлении вегетации сомнительные посевы пересевают. Азотные удобрения вносят рано по таломерзлой почве (N₆₀), ретарданты не применяют. Система ухода озимой пшеницы предусматривает защиту от болезней, вредителей и сорняков [2].

Налив и формирование качества зерна выполняют верхние листья. Важно уберечь их от ожогов и других повреждений.

Уборка урожая является завершающим этапом для возделывания пшеницы. Она должна проводится в оптимальные сроки, без потерь, и обеспечивать сохранность качества зерна.

Озимую пшеницу убирают раздельным способом и прямым комбайнированием. Скашивание в валки проводят жатками ЖВС-6, ЖВН-6 в середине восковой спелости при влажности зерна 20-35% в течение 5-7 дней. После 3-4-дневной сушки до влажности зерна 18-14% валки подбирают и обмолачивают комбайном "Нива", "Дон 1500" и др.

На току зерно сразу очищают на ЗАВ-20, ЗАВ-40 и подсушивают. Прямым комбайнированием убираются при равномерном созревании, в фазу полной спелости зерна, посевы чистые, без сорняков, а также не изреженные. Общая продолжительность уборки должна быть не более 10 дней. Иначе неизбежны потери зерна от осыпания [14].

Технология возделывания ярового ячменя

Лучшими предшественниками ярового ячменя являются картофель, сахарная свекла, кормовые корнеплоды, кукуруза, клевер одногодичного пользования, клеверо - злаковые смеси двулетнего пользования, гречиха, зернобобовые культуры, лен и овес. Не рекомендуется высевать в поле, после озимых зерновых и сильного повреждения корневыми гнилями, а также не рекомендуется размещать посевы ячменя после многолетних злаковых трав.

Яровой ячмень широко используется для продовольственных, кормовых и технических целей. В России яровой ячмень высевается повсеместно, чему способствует его скороспелость и высокая засухоустойчивость [3].

Фосфорные удобрения 60-80 кг/га вносят в полной дозе под основную обработку почвы и 10-15 кг/га д. в. в рядки при севе. Органические удобрения вносят осенью под предшествующую культуру. Калийные удобрения вносят под основную обработку почвы в полной дозе 80-120 кг/га д. в. Азотные удобрения в дозе 80-120 кг/га д. в. вносят под предпосевную культивацию. Известкование проводят при рН ниже 5,5. Дозу извести рассчитывают по гидролитической кислотности почвы. Известковые материалы вносят под основную обработку почвы.

За 15 дней до посева или перед посевом семена протравливают. Одновременно с протравливанием семена обрабатывают микроэлементами (борной кислотой 10 г/т, сернокислым железом (закисным) 30 г/т, сернокислым марганцем 18, сернокислым цинком 12 г/т). Для протравливания семян используют машины КПС-10, ПС-10А, ПСШ-5, УИС-5, "Мобитокс-Супер".

Семена должны быть первого и второго классов посевного стандарта. Яровой ячмень сеют в ранние и сжатые сроки. Продолжительность посева не более 5-8 дней. При запаздывании со сроками посева могут быть потери урожая.

Способ посева ярового ячменя: сплошной рядовой или узкорядный с междурядьями (7,5-15 см). Используют сеялки СЗУ-3,6, СЗТ-3,6, СЗА-3,6.

Норма высева 4,0-4,5 млн. всхожих семян на 1 гектар. При запаздывании со сроком посева норму высева нужно увеличить на 10-15%. Оптимальная глубина заделки семян на черноземах и на более легких почвах 4-6 см. Необходимо добиваться равномерной заделки семян на установленную глубину. После посева следует поле прикатать. Для уничтожения сорняков и разрушения корки через 4-5 дней после посева применяют довсходовое боронование. Послевсходовое боронование при необходимости проводят в фазу 3-4 листьев [2].

Защита посевов от болезней и вредителей яровой пшеницы должна проводиться с учетом фитосанитарного состояния посевов, экологической безопасности и экономической окупаемости. Предупреждение головневых болезней и корневых гнилей проводится протравливанием семян. Защита растений от мучнистой росы, ржавчинных болезней, и от септориоза и других пятнистостей осуществляется опрыскиванием водным раствором фунгицидов при поражении 3-5% поверхности листа с учетом погодных условий. Защита посевов от вредителей может проводится с учетом экономического порога вредоносности с применением инсектицидов [28].

В системе мер борьбы с сорняками большое внимание должно уделяться агротехническим мерам, как размещение по лучшим предшественникам, своевременная и качественная обработка почвы, уход за посевами, посев высококачественными семенами с оптимальной нормой высева. Обработка гербицидами должна проводиться на сильно засоренных посевах и полях с учетом преобладающей группы сорняков в период всходов-кущения.

Ячмень убирают однофазным (прямым комбайнированием) или двухфазным (раздельным) способом. Прямое комбайнирование проводят в фазу полной спелости при влажности зерна основной массы ячменя не более 15-20%, на незасоренных участках, что способствует максимальный выход высококачественного зерна. Раздельным способом убирают сорта, склонные к полеганию, высокостебельные, а также неравномерно созревающие и посевы с большим количеством сорняков или стеблей подгона.

Скашивание ячменя следует начинать с середины восковой спелости при влажности зерна не более 40%. Оптимальная высота среза 18-25 см, а через 3-4 дня после скашивания, когда влажность зерна снизится до 19-22%, валки подбирают [3].

1.2 Способы защиты зерна от вредителей запасов

Мероприятия по защите и профилактике, направленные на страхование запасов зерна и зернопродуктов от вредных насекомых и клещей, проводят до засыпки зерна в склады. Это обычная подготовка технической базы и дезинсекция зернохранилищ. Профилактические мероприятия предусматривают постоянное поддержание нужного санитарного режима в зернохранилищах, при складской территории, создание неблагоприятных условий (температура, влажность зерна) для развития и размножения вредителей.

Для обеспечения и надежного хранения зерна и зернопродуктов зернохранилища должны отвечать санитарным и техническим требованиям. Поэтому строить их нужно на сухом, изолированном от грунтовых вод месте. Особое внимание следует уделить тщательной подготовке к складской засыпке зерна нового урожая. Зернохранилище нужно освободить от зерна, что в нем хранилось, и зерновых отходов, мусора; очистить места, где поселяются и размножаются амбарные вредители (пол, стены, балки, уголки, пазы, щели, подполье, тара, инвентарь, оборудование) и при складской территорию. Собранный мусор вывезти и уничтожить (сжечь или закопать). Обеззараживания пустых зернохранилищ химическими препаратами это одновременно профилактическое мероприятие (зерна в составе нет) и истребительный (обезвреживанию вредителей, которые поселились в помещении, оборудовании и на при складской территории. Дезинсекцию пустых складов осуществляют влажным способом, с помощью фумигации и аэрозольной обработкой. В зернохранилищах, где выявлены долгоносик, хрущак, зерновой точильщик и другие опасные вредители, следует провести фумигацию или аэрозольную обработку. Обрабатывать партии зерна нужно при температуре не ниже 12⁰С, когда вредители находятся в активном состоянии [10].

Для сохранности зерна большое значение имеет очистка зерна от сорной примеси и битых зерен, что эффективно будет сдерживать развитие в нем многих вредителей. Кроме уменьшения вреда от насекомых, очистка зерна предохраняет его от самосогревания, так как примеси в зерне имеют более высокую влажность и обильно обсеменены микрофлорой.

Основным методом профилактики и борьбы с вредителями является охлаждение зерна. С наступлением отрицательных температур необходимо применять системы активного вентилирования или пропустить зерно через сепараторы и зерносушилки без включения топочных агрегатов. Зерно достаточно охладить до температуры нижних температурных порогов развития насекомых. При низких температурах насекомые не способны питаться, развиваться и размножаться [9].

Если в зерне появились вредители, то проводят дезинсекцию обеззараживание. Среди методов дезинсекции есть нехимические и химические. Если зерно заражено только теми вредителями, которые не образуют скрытую форму заражения, можно провести очистку его на сепараторах. При правильно подобранных режимах сепарирования удаляется 80-90% вредителей. Однако эта операция будет не эффективной, если температура воздуха выше температуры зерна. В этом случае зерно подогревается и оставшиеся в нем вредители будут усиленно размножаться. После сепарирования такое зерно рекомендуется сразу переработать. Другой нехимический прием это нагрев зерна в зерносушилках до смертельных для вредителей температур. К химическим методам относятся: обработка зерна бромистым метилом; фумигация зерна препаратами на основе фосфидов алюминия или магния, где активным веществом является генерируемой на них фосфин; обработка зерна в потоке инсектицидами контактного воздействия. Обработку зерна химическими препаратами проводят специально допущенные и обученные к такой работе специалисты [23].

Насекомые находясь в холодном оцепенении, не погибают до тех пор, пока минусовая температура их тела не снизится до критической точки. В этот момент в организме происходит превращение жидкости в лед, механическое разрушение структуры протоплазмы, нарушение проницаемости стенок клеток, обезвоживание. Эти процессы, приводящие к смерти организма, занимают довольно длительный период и зависят от значения температуры. Погубить насекомых и клещей промораживанием не просто, а сложно проморозить крупную партию зерна или муки из-за крайне низкой теплопроводности продукта. Охлаждение зерна следует проводить в два этапа: до температуры 20⁰С (первый этап) и до температуры нижнего температурного порога развития насекомых (второй этап) [26].

Еще существует метод борьбы с вредителями с использованием плюсовых значений температур (прогревание), лежащих выше оптимальной для них зоны. Небольшое повышение температуры за оптимум сначала вызывает у них возбужденное состояние, прекращение питания и размножения. При повышении температуры насекомые вступают в тепловое оцепенение, вслед за которым наступает смерть от перегрева тела и свертывания белка. Тепловую обработку насекомых осуществляют в зерносушилках. При этом важно равномерно прогреть зерно.

Химические методы в настоящее время являются наиболее распространенными методами защиты хранения запасов зерна. Уничтожение вредных членистоногих химическим методом осуществляется влажным, аэрозольным и газовым способами. В отдельных случаях применяют разные способы борьбы. Для уничтожения складских вредителей предназначены различные яды: инсектициды против насекомых, акарициды против клещей, зооциды или ратициды против грызунов, фумиганты для борьбы с вредителями газообразными или парообразными ядами. Все яды в борьбе с вредителями, болезнями и сорняками объединяются под общим названием пестициды, последние по действию их на организм вредителей делятся на кишечные, контактные, фумиганты и комбинированные [23]. Прежде чем проводить дезинсекцию зернохранилища, необходимо тщательно подготовить: произвести ремонт, очистку и уплотнение. Если предстоит фумигация, то потребуется выполнить герметизацию. Фумигация проводится бромистым метилом или фосфином. Для этого в хранилище выпускается газ до требуемой концентрации, после чего в течение определенного времени хранилище поддерживается в загазованном состоянии, чтобы насекомые погибли [16].

Аэрозольная и влажная обработки основаны на жидких инсектицидах контактного действия. С помощью опрыскивателей водными растворами инсектицидов проводят - влажную обработку. Это очень трудоемкий способ. Достичь хорошего эффекта можно, лишь обработав все поверхности. Более эффективной является аэрозольная дезинсекция, которая выполняется с помощью специальных аппаратов - генераторов, аэрозолей и пестицидов. С помощью генератора жидкий инсектицид в виде мельчайших капель размером не менее 50 микрон вводится в помещение образующийся инсектицидный "туман" вентилятором распределяется по хранилищу. В итоге частички инсектицида из тумана оседают на поверхности и конструкции хранилища и уничтожают насекомых. Аэрозольная дезинсекция взяла в себя положительные и исключила негативные стороны фумигации и влажной дезинсекции. Аэрозоль хорошо распределяется по объекту, как и газы при фумигации, а после оседания на поверхность делает ее ядовитой, как при влажной обработке. Аэрозоль не очень подвижен, как газы, и поэтому не уходит из объекта даже не подвергнутого тщательной герметизации.

При выборе средств химической дезинсекции следует руководствоваться списком пестицидов и ядохимикатов, разрешенных к применению в Российской Федерации, который ежегодно подготавливает Госхимкомиссия Министерства сельского хозяйства и продовольствия РФ на основе "Государственного каталога пестицидов и агрохимикатов, разрешенных к применению в Российской Федерации" на соответствующий год [1].

1.3 Устойчивость зерна к вредителям запасов

Один из важных факторов повышения урожая сельскохозяйственных культур и его стабильности является устойчивость растений к вредителям. Разработка устойчивых сортов к вредителям наиболее эффективный путь защиты урожая, гарантирующий сохранение чистоты окружающей среды, поскольку позволяет уменьшить применение пестицидов. Устойчивость зерна к вредителям является одним из главных факторов сохранности зерна при хранении. Разработка путей эффективного решения этой проблемы имеет большое народнохозяйственное значение. К прямым потерям зерновых и зернобобовых от насекомых при хранении относятся: потери массы, пищевой ценности, качества, жизнеспособности. К косвенным потерям распространение микрофлоры в зараженном зерне, самосогревание зерна и скопление влаги [20].

Ведутся много работ по исследованиям отрождаемости рисового и амбарного долгоносиков на зерне некоторых сортов ярового ячменя и их родительских форм. В наименьшей степени в условиях эксперимента отрождались вредители на зерне сортов Степовой и Эльгина. Не обнаружили прямой связи по отрождаемости вредителей между данным сортом и его непосредственными родителями [13].

Так же ведутся работы по изучению повреждаемость размолотого зерна некоторых сортов пшеницы и ячменя малым черным хрущаком

Исследования показали, что как пшеница, так и ячмень обладают сортовой дифференциацией в отношении повреждаемости малым черным хрущаком. Сорта пшеницы имели значительно большие различия по сравнению с сортами ячменя. Повреждаемость озимой пшеницы примерно вдвое выше, чем ярового ячменя. Это может косвенно свидетельствовать о меньшей питательной ценности или об отсутствии в ней какого-то соединения, благоприятствующего размножению вредителей. Дифференциация некоторых сортов озимой пшеницы и ярового ячменя по повреждаемости малым черным хрущаком свидетельствует о возможности создания сортов с повышенной устойчивостью к амбарным вредителям [20].

Исследования ведутся в области особенностей откладки яиц и заражения зерна риса зерновым точильщиком [11].

Из яровой пшеницы наибольшую устойчивость к амбарному долгоносику и малому черному хрущаку проявил сорт Грекум 3835, а к зерновому точильщику свою устойчивость показал сорт Кинельская Отрада. У озимой пшеницы после погрызаемости всеми тремя вредителями показатель потеря.

Для определения устойчивости зерна мы рекомендуем проводить исследования по выявлению показателей содержания сырого протеина, метионина, сухого вещества, потери массы при поедании вредителями запасов, продолжительности жизни вредителей, пленчатости (для проса).

Биологические критерии оценки зерна сортов пшеницы и ячменя, районированных в Самарской области, на устойчивость к вредителям запасов при хранении были проанализированы в статьях О.А. Лавренниковой [13]. При оценке сортов на устойчивость к вредителям в исследованиях использовалась методика Г. А. Закладного [9]. Зерно сортов Мироновская-808, Кинельская-59, Л-3681, Тальва 100 и Скиф оказалось сильнее поврежденным рисовым долгоносиком, т. к. потери сухого вещества были в пределе от 0,2 до 0,4. Суточная поедаемость зерна вредителем составила 21,4; 28,6; 14,3; 21,4; 14,3; 14,3 мг соответственно. Восприимчивость к амбарному долгоносику проявили сорта Кинельская-9, Мироновская-808, Скиф и Тальва-100. Здесь потери сухого вещества составили 0,7; 0,55; 0,3 и 0,4 г, что соответствует 50,0; 39,3; 21,4; 28,6 мг в сутки. Сорта Поволжская-86, Кинельская-60, Кинельская-61, Поволжский-65 и Волгарь были наиболее устойчивыми как к амбарному так и к рисовому долгоносикам, то есть обладали групповой устойчивостью. В опыте с малым темным хрущаком потери сухого вещества в размере 0,2 г были отмечены у сортов Кинельская-59, Л-3681, Тальва-100, у остальных сортов отмечались отсутствие или совсем незначительные потери сухого вещества (0-0,1 г) [12]. В опытах показатель поедаемости зерна различных сортов пшеницы для одной особи имаго рисового и амбарного долгоносиков колеблется от 0,14 до 0,71 мг/сут, а у Tribolium. destructor 0,14-0,5 мг/сут, что значительно отличается от опубликованного ранее среднего показателя потерь пшеницы от одной особи рисового долгоносика (0,38 мг/сут), амбарного долгоносика (0,48) и малого мучного хрущака (0,16) [13].

Перспективные сорта озимой и яровой пшеницы для селекционной работы на устойчивость к вредителям запасов при хранении были установлены в ряде работ Г.А. Закладного [10]. Оценка зерна сортов на устойчивость к вредителям проводилась по методике Г.А. Закладного [9] по показателям, которые могут выступить как факторы устойчивости: стекловидность, твердозерность, количество сырой клейковины, число падения, содержание белка, зольность.

Так же, можно отметить, что питание вредителей на разных сортах оказывает неодинаковое влияние на продолжительность жизни жуков и по этому показателю также можно судить о сортовой устойчивости зерна к вредителям при хранении [20].

1.4 Биологические особенности вредителей

Отряд жесткокрылые (жуки) самый многочисленный по количеству видов насекомых. Некоторые группы представителей отряда, повреждают зерно при наливе (хлебные жуки), снижают продуктивность растений и хлебопекарные качества продукции, что приводит к несоответствию нормированным показателям качества зерна. Среди вредителей запасов наибольшее распространение получили такие, как клещ мучной, долгоносик амбарный, хрущак малый черный, мукоед суринамский, точильщик хлебный, клоп - черепашка и другие. Наибольшее распространение при хранении в условиях Среднего Поволжья имеют жуки амбарного долгоносика, малого черного хрущака, зернового точильщика и суринамского мукоеда [28].

Долгоносик амбарный (Sitophilius granarius) распространен повсеместно. Питается следующими продуктами: пшеницей, рожью, ячменем, рисом, гречихой, кукурузой, просом и овсом. Долгоносик так же может повреждать муку, манную крупу и различные хлебные изделия. Жук не летает из-за недоразвитости задних крыльев. За период жизни самка откладывает от 50 до 300 яиц. Продолжительность развития жука от яйца до взрослой особи зависит от условий среды. В зерне влажностью ниже 11% амбарный долгоносик не развивается, а при температуре 15-13⁰С не откладывает яйца. В южных регионах РФ дает 2-3 поколения в год, а в центральных одно или два. В северных регионах, случайно попав с зерном, не обитает и погибает. Избегает сквозняков и ветра, быстро погибает от солнечного света из-за перегрева и обезвоживания; его отпугивают запахи соломы, конопли, льняного семени, а также недопустимые для зерновых масс запахи скипидара, нафталина и чеснока. Очень требователен к теплу, в отапливаемых помещениях может размножаться в течение всего года. При механических воздействиях замирает, поджимая к телу ножки и усики, что отличает живых жуков от мертвых, у которых ножки и усики торчат в разные стороны [21].

Малый черный хрущак (Tribolium destructor) обитает в складах, жилых и животноводческих помещениях, комбикормовых и хлебопекарных заводов и на токах. Жуки и личинки вредят муке, зерну и зернопродуктами, хлебопекарным и кондитерским изделиям, семенами хлопка, огородно-бахчевым культурам, хлопковой муке, табачным изделиям. В зерне личинки в первую очередь выгрызают зародыш, предпочитая зерно с повышенной влажностью. При влажности 12% и ниже они ограничиваются зародышем. Зимуют личинки в щелях и трещинах, под отставшей глиняной обмазкой стен и т.п.

Жук красно-коричневого цвета, длиной 3-4,5 мм; крылья развиты, но не летает. Жуки живут до 6 месяцев. Спустя 9-20 дней после появления жуков они спариваются, а затем самки откладывают 970 яиц. Период яйцекладки длится 22-137 дней. При благоприятных условиях (температура 31-37⁰С) развитие зародыша в яйце заканчивается за 7-10 дней. На дробленом зерне личинка развивается в течение 79-642 дней, линяя при этом до 32 раз. Малый черный хрущак очень чувствителен к холоду, они погибают при температуре ниже 7⁰С. Без пищи при комнатной температуре личинка может жить 6-8 месяцев. Стадия куколки продолжается при температуре 18⁰C [22].

Зерновой точильщик или капюшонник зерновой (Rhizopertha dominica F.) обитает в зерноскладах, животноводческих помещениях, на токах, в отходах, мусоре на при складской территории. Серьезные повреждения зерну наносят личинки, развивающиеся внутри зерна, и жуки, которые при питании внедряются в зерно и могут уничтожить значительную часть его эндосперма. В результате питания потомство от одной пары жуков уничтожает 28 г. Вредитель по прожорливости превосходит амбарного долгоносика. Самка откладывает до 520 яиц на поверхность зерна или в различные трещины его оболочки. Отродившаяся личинка сразу внедряется внутрь зерна, развивается в нем, линяет 4 раза и превращается в нимфу, затем в куколку. При массовом размножении жук превращает партию зерна в мучную пыль, состоящую из личиночных шкурок, экскрементов и частиц корма. Зерновой точильщик может развиваться при низкой влажности (8%). Зерновой точильщик может переносить голод от 10 (при 35⁰С) до 70 дней (при 10⁰С). Наиболее большой вред наносит в южных районах, где может развиваться в 3-4 поколениях, на западе в одном [28].

Суринамский мукоед (Oruzaephilus surinamensis L) является наиболее частым обитателем не только зернохранилищ, но и домов, магазинов. Особенно часто встречается этот вредитель на старых запущенных мельницах. Вредят личинки и жуки. В России наиболее часто встречается в зерновой массе и зерновых продуктах. Иногда он развивается в большом количестве в отдельных партиях зерна. Как правило, питается снаружи зерен, но личинка может проникнуть в зону зародыша и оставаться там в течение всего периода развития. Суринамский мукоед может также повреждать пищевые продукты: зерно, муку, крупу, мучные и кондитерские изделия, сушенные фрукты и овощи, орехи и другие продукты питания на складах перерабатывающих предприятиях. Взрослые жуки живут 2-3 года. За этот период жизни самка может отложить до 600 яиц в муку, в щели стен и пола хранилищ и на различные продукты. При благоприятной температуре 25-27⁰C фаза личинки длится 18 дней, а личинка питается той же пищей, что и жук. Продолжительность жизни жуков от 6 до 36 месяцев.

Суринамский мукоед - теплолюбивое насекомое. По сравнению с другими видами насекомых суринамский мукоед менее устойчив к холоду. При 0⁰C он погибает - в течение 22 суток, при 5⁰C - в течение 13 суток, а при температуре ниже 16⁰С мукоед прекращает питаться [8].

2. Условия и методика проведения исследований

2.1 Краткая характеристика объекта изучения, схема опыта и условия проведения исследований

Проводилось изучение влияние вредителей запасов, а именно амбарного долгоносика и малого черного хрущака на качество зерна сортов ярового ячменя (Агат, Батик, Казак, Волгарь, Поволжский степной, Поволжский 16, Поволжский 65) и озимой пшеницы (Константиновская, Поволжская 86, Эритроспермум, Велютинум, Кинельская 8,) в зависимости от химических, технологических и биологических особенностей зерна (табл. 1).

Таблица 1 Схема опыта по изучению влияния вредителей запасов на качество зерна ярового ячменя и озимой пшеницы

Устойчивость данных сортов была изучена по отношению к следующим вредителям запасов: амбарный долгоносик (Sitophilus granarium L.) и малый черный хрущак (Tribolium destructor Uytt.)

Сортовые особенности зерновых культур. Объектом исследований служило зерно, рекомендованных в Средневолжском регионе сортов озимой мягкой пшеницы и ярового ячменя. Все они адаптированы к местным природно-климатическим условиям, обладают большой пластичностью, способны давать стабильную продуктивность при достаточно высоком качестве продукции в любых погодных условиях даже при минимальной агротехнике, имея при этом высокий потенциал. Сорта удовлетворяют требованиям хлебопекарной, пищевой промышленности.

Важным фактором в изучении сортов на устойчивость к вредителям запасов является установление их происхождения и наличия каких-либо родственных связей. Из-за генетически относительного однообразия возделываемых сортов увеличивается опасность сильного повреждения культур вредителями. Для исследований на устойчивость к вредителям были взяты сорта разных ботанических видов и разновидностей.

Ячмень яровой ВОЛГАРЬ

Сорт создан в Государственном научном учреждении в Поволжском научно-исследовательском институте селекции и семеноводства (ПНИИСС). Авторы сорта: заслуженный агроном РФ Глуховцев В.В., Царевский С.Ю., Зотеев А.С., Васячкина И.В., Мухтулова А.С.

Для условий Среднего Поволжья получен сорт ярового ячменя, стабильно формирующий зерно с хорошими пивоваренными качествами даже в засушливые годы [2].

Родословная сорта: (Омский 13709 х Комбайнер) х Донецкий 8.

Ботаническая характеристика. Разновидность субмедикум, переходная от медикум к нутанс. Ости длинные, эластичные, имеют мелкую, в отдельные годы среднюю зазубренность. Колос рыхлый, желтый. Цветочные чешуи средней грубости. Переход цветковой чешуи в ость постепенный. Щетинка у основания зерна волосистая средней длины. Высота растений 71-100 см. Зерно соломенно-желтого цвета, крупное, эллиптической формы. Масса 1000 зерен 45-55 г.

Биологические особенности. Сорт среднеспелый, длина вегетационного периода 74-85 сут. характеризуется хорошей адаптацией к неблагоприятным абиотическим факторам. Засухоустойчивость и жаростойкость высокие, особенно в период до колошения. Устойчивость к полеганию и перестою на корню средняя. Обладает полевой устойчивостью к основным заболеваниям и внутристеблевым вредителям.

Конкурентоспособность. Благодаря стабильной урожайности зерна и хорошим пивоваренным качествам экономическая эффективность возделывания этого сорта на 20-30% выше, чем других сортов.

Основные достоинства. Сорт способен в условиях засушливого климата (ГТК = 0,7-0,9) формировать зерно, удовлетворяющее требованиям пивоваренного сырья: натура зерна 660-700 г/л, выравненность зерна более 80%, содержание белка 9,0-12,0%, пленчатость зерна до 9%.

В засушливые годы (ГТК = 0,3-0,5) зерно может иметь повышенное содержание белка, представленного высокомолекулярными фракциями, что не ухудшает качество пива.

Коммерческая ценность. Благодаря высоким пивоваренным качествам, стабильной урожайности зерна, сорт широко распространен в Самарской, Ульяновской, Оренбургской, Пензенской областях. Он включен в Госреестр по Средневолжскому (7) региону и в список пивоваренных сортов России. В Самарской области посевы сорта Волгарь составляют около 60 тыс. га. Урожайность зерна в передовых хозяйствах достигала 4,5-5,0 т/га [24].

Ячмень яровой АГАТ

Сорт создан в Поволжском научно-исследовательском институте селекции и семеноводства им.П.Н.Константинова (ПНИИСС).

Авторы сорта: заслуженный агроном РФ В.В. Глуховцев, С.Ю. Царевский, А.С. Мухтулова.

Родословная сорта. Сорт Агат получен от скрещивания сортов Одесский 111 и Нутанс 10080.

Ботаническая характеристика. Разновидность нутанс. Высота растений 52-70 см, соломина прочная. Ости длинные, эластичные, зазубренные. Колос средней плотности, соломенно-желтого цвета. Цветочные чешуи слегка морщинистые. Переход цветковой чешуи в ость постепенный. Щетинка у основания зерна длинная волосистая. Зерно крупное, эллиптической формы, масса 1000 зерен 45-55 г.

Биологические особенности. Сорт среднеспелый, длина вегетационного периода 75-86 суток. Характеризуется высокой адаптацией к неблагоприятным абиотическим факторам. Устойчивость к полеганию и осыпанию зерна высокая. Сорт обладает полевой устойчивостью к основным заболеваниям.

Конкурентоспособность. Благодаря стабильной урожайности зерна и пригодности для возделывания по интенсивной технологии (сорт низкорослый) экономическая эффективность возделывания этого сорта на 20-30% выше, чем других сортов.

Основные достоинства. Сорт отличается высокой засухоустойчивостью. В условиях засушливого климата способен формировать высокую стабильную урожайность зерна. Отличается высокой устойчивостью к полеганию, выдерживает перестой.

Коммерческая ценность. Сорт включен в Госреестр по Средневолжскому (7) региону РФ. Отличается высокой урожайностью, до 55 ц/га, требует высокого агрофона, обязательного внесения минеральных удобрений. На бедных почвах возможно внесение несбалансированных азотных удобрений [2].

Ячмень яровой казак

Сорт создан в Государственном научном учреждении Поволжский научно-исследовательский институт селекции и семеноводства им. П.Н.Константинова. Авторы сорта: заслуженный агроном РФ Глуховцев В.В., Царевский С.Ю., Мухтулова А.С., Столпивская Е.В. Абрамов Т.В.

Сорт получен индивидуальным отбором из сложной гибридной популяции, созданной с участием сортов Донецкий 8, Нутанс 187 Монгольский местный, Нарымский и Биос.

Ботаническая характеристика. Разновидность субмедикум, высота растений 60-70см, соломина прочная. Ости длинные, эластичные. В средней части ости могут быть гладкими или иметь зазубренность от мелкой до средней, кончики остей имеют среднюю зазубренность. Колос средней плотности, соломенно-желтого цвета, длина колоса средняя. Переход цветочной чешуи в ость от резкого до постепенного. Щетинка у зерновки короткая войлочная. Зерно крупное эллиптической формы, масса 1000 зерен 44,0-52,0 г.

Биологические особенности. Сорт среднеспелый, длина вегетационного периода 75-86 суток. Характеризуется высокой адаптацией к неблагоприятным абиотическим факторам. Устойчивость к полеганию и осыпанию зерна высокая. Сорт обладает полевой устойчивостью к основным заболеваниям и внутристебельным вредителям.

Конкурентоспособность. Благодаря стабильности урожайности зерна и пригодности для возделывания по интенсивной технологии, экономическая эффективность возделывания этого сорта на 20-30% выше, чем других сортов.

Основные достоинства. Сорт засухоустойчив, способен в условиях засушливого климата (ГТК 0,7-0,9) формировать высокую стабильную урожайность зерна. Максимальная урожайность зерна в Поволжском НИИСС им. П.Н.Константинова составила 4,3 т/га, а в среднем за годы испытания превышение над стандартом составило 4,3 ц/га [20].

Коммерческая ценность. Сорт включен в Госреестр по Средневолжскому (7) региону РФ с 2008 г. Рекомендуется для хозяйств с высоким уровнем агротехники.

Озимая пшеница Константиновская.

Сорт выведен путем скрещивания Лютесценс 68 и Велютинум 97. Сорт хорошо адаптирован к экстремальным условиям Самарской области. Зимостойкость, жаро - и засухоустойчивость высокие. Также устойчив к майским заморозкам. Зерно красное, яйцевидной формы, бороздка не глубокая. Масса 1000 зерен 44-52 г.

Озимая пшеница Поволжская 86.

Сорт выведен из сложной гибридной популяции, полученной с участием Мироновской 808. Разновидность лютесценс. Достоинства сорта: высокая пластичность; устойчив к полеганию, высокая засухоустойчивость, устойчив к запалу зерна; слабо поражается бурой ржавчиной и мучнистой росой (высокая полевая устойчивость к грибным листовым болезням) [2].

Озимая пшеница Безенчукская 380

Создан в НПО Средневолжское индивидуальным отбором на зимостойкость и качество зерна из гибридной линии Лютесценс 246 Мироновская 808.

Разновидность лютесценс. Колос веретеновидный, белого цвета, крупный, длинной 10-11 см, средней плотности.

Устойчивость к полеганию оценивается в 3-5 баллов. Устойчив к прорастанию зерна на корню. Зимостойкость, засухоустойчивость повышенная. Устойчивость к выпреванию, мучнистой росе, твердой головне. При возделываний по интенсивной технологии рекомендуется применять ТУР, проводить фунгицидные обработки.

Озимая пшеница Кинельская 4

Сорт выведен методом индивидуального отбора из гибридной популяции Альбидум Мироновская 808.

Разновидность альбидум. Масса 1000 зерен 34-40 г, бороздка не глубокая. Урожайность 40-50 ц/га. Содержание протеина в зерне 13,0-15,6%, клейковины 32-40%. Зимостойкость высокая. Весной быстро прорастает, устойчивость к весенним заморозкам. Сорт устойчив к вирусным заболеваниям, меньше поражается бурой ржавчиной, мучнистой росой [13].

Особенности биологии вредителей зерна сортов ярового ячменя и озимой пшеницы

Особенности биологии, вредоносности и пищевой специализации основных вредителей запасов во всем мире изучаются очень давно. Накоплено много сведений о распространении, плодовитости, критических и оптимальных условиях их развития и биометрических показателях (табл. 2).

Амбарный долгоносик является важнейшим вредителем различных культур в зернохранилище и в поле. Он распространен во многих странах мира. Жуки амбарного долгоносика повреждают зерно пшеницы, ячменя, ржи, риса, кукурузы, овса, сорго, вредят различным крупам и муке.

Таблица 2 Характеристика вредителей запасов

Предпочитают питаться дробленым зерном, в целом зерне выгрызают более или менее глубокие ямки, повреждая в первую очередь зародыш [10].

Размеры амбарного долгоносика (табл. 2) связаны с величиной зерновки, в которой развивалась личинка. Жук летать не может. Ротовой аппарат у амбарного долгоносика, также как у малого черного хрущака - грызущего типа и состоит из: верхней губы в виде пластинки, мощно развитых парных верхних челюстей с зазубринами на внутренней стороне, парных нижних челюстей с членистыми придатками-щупиками и членистой нижней губы с придатками. На жизнедеятельность долгоносиков влияют многие факторы, но в первую очередь температура и влажность зерна. Наиболее благоприятной для развития амбарного долгоносика является влажность зерна 15...16% при оптимальной температуре воздуха 25...28⁰С. В случае повышения температуры выше 35⁰С или понижения ее до 13...15⁰С жуки перестают откладывать яйца, а при дальнейшем понижении температуры прекращают питаться. При температуре 5⁰С жуки впадают в холодовое оцепенение [26]. Развитие амбарного долгоносика с полным циклом метаморфоза - от яйца до взрослого насекомого протекает внутри семян злаковых культур. Самка откладывает яйца в зерна злаковых культур с влажностью не ниже 10%. Место для откладки яиц самка выбирает, ощупывая зерно усиками, определяет его пригодность для сохранения потомства. Среди различных зерен пшеницы она выбирает наиболее мягкие, а при обитании в зерне твердой пшеницы выгрызает ямочку для откладки яиц в области зародыша. Развитие одного поколения от яйца до взрослого насекомого в зависимости от температуры протекает от 28 до 108 дней. За время развития внутри зерновки амбарный долгоносик съедает более 40% сухого вещества. Количество поколений, которое может развиваться в течение года, зависит от температуры и влажности зерна [11].

Малый черный хрущак и амбарный долгоносик являются также одними из распространенных и опасных вредителей зерна и продуктов его переработки. Жуки и личинки повреждают пшеницу, рожь, выедая в основном зародыш, а также муку, крупу, отруби, хлебные изделия, сухофрукты. Жуки придают продуктам неприятный запах крезола. Благоприятная температура для развития малого черного хрущака 25...28⁰С, влажность продукта около 15%. При этих условиях одно поколение развивается за 45...60 суток. Нижний температурный порог развития 13...14⁰С, верхний немного выше 30⁰С. Самка за всю жизнь способна откладывать до 1000 яиц [28].

Оборудование и материалы.

Для работы в складских и лабораторных условиях использовалось следующее оборудование: чашки Петри; стаканчики для почвенных ловушек; разборные доски; сачок (диаметром 50 см); кисточки; мешочки матерчатые (30 х 40 см); спирт; весы электронные и хозяйственные; фарфоровая ступка и пестик; кофемолка; тазы (5 л); сита (1,4 х 20;1,2 х 20 мм); прибор марки ИДК для измерения деформации клейковины; термометр; мерный цилиндр вместимостью 25 мл; полотенце.

2.2 Методика наблюдений и исследований

Работа по изучению устойчивости сельскохозяйственных культур и их сортов проводилась в лабораторных условиях. Экспериментальные исследования проводили в лаборатории по оценке качества зерна и зернопродуктов кафедры Технология производства и экспертиза продуктов из растительного сырья ФГБОУ ВПО Самарская государственная сельскохозяйственная академия. Зерно для исследований было взято в Поволжском НИИСС им. П. Н. Константинова.

Устойчивость сортов зерновых культур к вредителям запасов оценивались по показателям: биологическим (свободный выбор пищи, потери сухого вещества, продолжительность жизни, продолжительность развития); биохимическим (фракционный состав белка, аминокислотный состав зерна повреждённого вредителями,); технологическим (натура зерна, масса 1000 зерен, количество и качество клейковины, влажность, пищевым (содержание белка, жира, аминокислотный состав).

Методика исследования потерь массы зерна от вредителей

Определение потерь массы сухого вещества проводили по методике Г. А. Закладного, Б. Г. Дж. Кабир на целом и размолотом зерне. В опытах с использованием размолотого зерна, готовили шрот на лабораторной мельнице.

При определении потерь массы сухого вещества зерна при поедании его жуками, амбарного долгоносика и малого черного хрущака в чашки Петри помещали по 5 г целого зерна, влажность которого предварительно определяли. В каждую чашку, за исключением контрольных, подсаживали по 100 жуков в возрасте 10...15 дней. Чашки выдерживали при температуре 27±1⁰С и относительной влажности воздуха 75±5% в течение 10 суток, после чего удаляли жуков, просеивали зерно и вновь взвешивали. Опыт проводили в 3-х кратной повторности. По разнице сухой массы до и после питания жуков определяли потери, вызываемые жуками за определенный период времени. Взвешивание проводили на электронных весах ВЛ Э134 (приложение 2)

Методика исследования свободного выбора пищи вредителями запасов (приложение 1). Исследование свободного выбора пищи основывалось на предпочтении вредителями различных зернопродуктов. В пластмассовую емкость помещали марлевые мешочки с редкими ячейками размером 10? 15 см с зерном озимой пшеницы и ярового ячменя, изучаемых в эксперименте сортов. В каждом мешочке количество зерна было одинаковым-100 г, располагались они по кругу в определенной последовательности. Затем в емкость помещали по 100 жуков малого черного хрущака на каждый мешочек. Емкость плотно закрывали крышкой. Через 10 дней проводили подсчет вредителей на каждом мешочке, и определяли в трех повторностях, с каждым из видов вредителей отдельно.

Определение технологических показателей качества зерна

Определение выравненности. Выравненность это степень однородности зерна по комплексу показателей цвету, размерам, влажности, химическому составу, содержанию мелких зерен и др. Выравненность зерна имеет большое значение для практического его использования. Навеску зерна массой 100 г взвешивали с точностью до 0,5 г и просеивали на ситах: 1,7х20; 2,0х20; 2,2х20; 2,5х20 в течение 3 минут продольно-возвратными движениями по направлению длины продольных отверстий сит без встряхиваний (приложение 7). По окончании просеивания из остатков на каждом сите отбирали сорную и зерновую примеси, примеси посторонних культур и битые зерна, относимые к основному зерну. Затем остатки чистого зерна с каждого сита и проход мелкого зерна через нижнее сито взвешивали. Выравненность выражали наибольшей суммарной массой остатков на двух смежных ситах. При ее величине более 80% выравненность считали высокой, от 70 до 80% средней и ниже 70% низкой [18].

Определение количества и качества клейковины проводилось в соответствии с ГОСТ 13586.1-68. "Зерно. Методы определения количества и качества в пшенице" [5]. Количество сырой клейковины выражают в процентах к навеске измельченного зерна (шрота). Деформацию клейковины определяют на приборе ИДК.