Главная страница | Контакты | Случайная страница Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Задание 1. Роль абиотических факторов в развитии вредных организмов

Министерство сельского хозяйства РФ

ФГБОУ ВПО

«Кубанский государственный аграрный университет»

Кафедра фитопатологии, энтомологии

И защиты растений

ГОРЬКОВЕНКО В.С.

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ

По дисциплине

ОСНОВЫ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

В АГРОНОМИИ»

Для бакалавров

По направлению «Агрономия» - 110400.62

профилю «Защита растений»

Краснодар 2013 г.

Печатается по решению учебно-методической комиссии факультета защиты растений, протокол № 7 от 14. 12. 2012 года.

Составитель: В.С. Горьковенко

СОДЕРЖАНИЕ

Т Е М А 1

Климатограмма - как метод представления метеорологических элементов

Задание 1. Роль абиотических факторов в развитии вредных организмов

Экологические факторы окружающей среды включают:

● абиотические (факторы неживой природы - климат и погода)

температура, влажность, свет, ветер, атмосферное давление и др.;

● биотические ( факторы живой природы) – фитофаги (вредители),

фитопатогены (вирусы, микоплазмы, бактерии, грибы), сорняки;

● антропогенные (влияние человека на природу) – химическая и биологическая защита растений от вредных организмов, макро- и микроудобрения, регуляторы роста, трансгенные растения и др.

Среди сложного комплекса экологических факторов, входящих в понятие среды, решающая роль в развитии вредных организмов принадлежит абиотическим её элементам – климату и погоде.

Условия окружающей среды способствовали тому, что у фитофагов и фитопатогенов жизненные, биологические и инфекционные циклы развития организованы во времени и пространстве таким образом, что вредящие стадии совпадают с наличием питающего растения. Кроме того, абиотические факторы, ускоряя или замедляя обменные процессы вредных организмов, определяют количество и продолжительность генераций, скорость инфекционного процесса, динамику развития и численность вредителей.

На рост и развитие вредных организмов влияют многие факторы внешней среды: температура, влажность, степень аэробности среды, свет, давление, концентрация кислорода и углекислоты, но определяющими являются температура и влажность.

Температура (тепло). Фитофаги, фитопатогены, да и сами высшие растения относятся к пойкилотермным (от греч. poikilos – изменчивый, меняющийся) организмам. Главным источником поступления тепловой энергии у них является тепло окружающей среды. И поскольку динамика температуры тела пойкилотермных организмов определяется изменениями температуры среды, скорости обменных процессов также оказывается в прямой зависимости от температуры окружающей среды, точнее от притока теплоты извне.

У растений в зависимости от температуры изменяются темпы поступления воды и питательных веществ через корни: повышение температуры до определенного предела увеличивает проницаемость протоплазмы для воды. Известно, что при понижении температуры от 20 до 0⁰С поглощение воды корнями уменьшается на 60–70%. Повышение температуры вызывает у растений усиление дыхания.

У вредителей зависимость от температуры весьма заметно выражена в изменениях активности. Известно, что насекомые наиболее подвижны в теплое время суток и в теплые дни, тогда как при прохладной погоде они становятся вялыми, малоподвижными. Начало их активной деятельности определяется скоростью разогревания организма, зависящей от температуры среды и от прямого солнечного облучения. Личинки пшеничного трипса (Haplothrips tritici Kurd.) после перезимовки выходят на поверхность, когда горизонт почвы прогревается до +8^оС. Сухая, жаркая погода благоприятна для размножения этого вредителя. Вредная черепашка (Eurygaster integriceps Put.) для выхода требует более высоких температур весной, когда лесная подстилка прогревается до +17^оС, вредитель выходит на поверхность. Значительное понижение температуры в зимний период снижает численность клопа. Значительное влияние оказывает условия окружающей среды на плодовитость и выживаемость вредителей в природе. Например, средняя плодовитость самки стеблевого мотылька (Ostria nubilalis Hb.) около 300 яиц, при оптимальных условиях – 1250.

Температура является одним из основных факторов, определяющих возможность возникновения болезни, характера её протекания, вредоносности. Она определяет длину инкубационного периода болезни и, чем ближе показатели температуры к оптимальным, тем короче инкубационный период, формируется максимальное количество генераций, выше скорость инфекции.

Диапазон изменений температуры, в пределах которого сохраняется активная жизнедеятельность организма, широко варьируют у разных видов.

В диапазоне развития вредных организмов различают температуры:

● минимальные – температуры нижнего порога развития, «биологический нуль»;

● оптимальные – температуры, при которых обменные процессы протекают наиболее интенсивно; за минимальный временной период формируется максимальное количество генераций; отсутствует гибель особей в популяции вида;

● максимальные – температуры верхнего порога развития;

При температурах ниже или выше этих пределов наступает холодовое или тепловое оцепенение, а затем и гибель организма. Верхние и нижние границы температур, в пределах которых возможно развитие того или иного вида, называют порогами развития, а температуры, лежащие выше нижнего порога и не выходящие за пределы верхнего порога, получили название эффективных температур. За пределами нижнего и верхнего диапазона развития вида находится летальная температура:

● летальная - это температура, при которой в цитоплазме клеток возникают необратимые процессы, приводящие к гибели организма.

Влажность (влага). Живых организмов, не содержащих воды, не существует. Все процессы обмена веществ - питание, дыхание, выделение - требуют участия воды. Вода необходима как средство теплообмена.

В различных органах растений содержание воды колеблется в довольно широких пределах и в среднем составляет 80-90% массы растения. Её содержание изменяется в зависимости от условий внешней среды, ткани, органа, возраста, функциональной активности и вида растения.

Обладая малыми размерами тела и большой испаряющей поверхностью, насекомые в сильной степени зависят от влажности окружающей среды. Количество воды в их организме зависит от вида, стадии развития. Так, у имаго амбарного долгоносика содержание воды в теле колеблется в пределах 46–48% от общей массы насекомого, у гусениц некоторых чешуекрылых – до 90–92%. Недостаток воды в организме насекомых приводит к снижению плодовитости, а в ряде случаев к бесплодию. Многие насекомые требуют большой влажности для развития яиц. Куколки озимой совки гибнут, если влажность длительный период ниже 35%. Амбарный долгоносик не может развиваться при влажности зерна ниже 12%.

Отродившиеся гусеницы стеблевого мотылька (Ostria nubilalis Hb.) очень гигрофильны. Вследствие отрицательного фототаксиса они стараются быстрее приникнуть внутрь растения, длительное пребывание гусениц на поверхности растения ведет к гибели 80-90 % особей.

У фитопатогенных грибов наличие влаги и ее дефицит определяют интенсивность споруляции, репродук­цию, продолжительность и количество генераций, скорость инфекции. Границы прорастания спор и активного роста мицелия обычно различны. Способность грибов к прорастанию можно рассматривать как показатель их жизнеспособности, а способность к активному росту как показатель жизнедеятельности. Кроме того, температура окружающей среды через растение-хозяина может влиять на возникновение и протекание патологического процесса. Так, снижение температуры в период цветения косточковых культур, приводит к снижению их устойчивости к возбудителю монилиального ожога (Monilia cinerea Bonord) и усиливает вредоносность патогена. Поражение растений грибами рода Fusarium обычно повышается при условиях способствующих угнетению растений - низкие температуры, избыточное или недостаточное обеспеченность влагой.

Возбудители болезней к условиям увлажнения относятся неоднозначно. Например, для прорастания спор большинства видов грибов, требуется наличие капельной влаги. В этом случае имеет значение увлажнённость листьев, наличие росы, количество выпавших осадков за один час. Другая группа патогенов способна активно развиваться в отсутствии влаги и низкой относительной влажности.

По степени требований к влажности среды насекомые и фитопатогенные грибы неоднородны и проявляют определенную избирательность, как в целом, так и в процессе развития отдельных фаз. По требовательности к влажности среды различают насекомых и грибы:

● гигрофильные

насекомые - виды, нуждающиеся в повышенной влажности, оптимум относительной влажности 80–100%, (стеблевой мотылёк - Ostria nubilalis Hb .), окукливание гусениц возможно при наличии капельной влаги);

грибы - виды, развивающиеся при повышенной влажности, оптимум относительной влажности около 100%, (виды родов Phythophtora, Plasmopara, Mucor, Ophiobolus graminis Sacc., Verticillium albo-atrum Rkc.et Berth. и др.);

● мезофильные

насекомые – умеренно влаголюбивые виды, оптимум относительной влажности в пределах 50–80% (озимая совка, Agrotis segetum Shiff.);

грибы - умеренно влаголюбивые виды, оптимум относительной влажности в пределах 70–90% (грибы родов Fusarium, Rhizopus и др.);

● ксерофильные

насекомы е - сухолюбивые виды, оптимум относительной влажности в пределах 40–60% (пустынная саранча, Asiotmethis tauricus (Tarbinski)).

грибы - сухолюбивые виды, оптимум относительной влажности в пределах 40–60% (виды родов Aspergillus, Penicillium).

Для быстрого прохождения полного цикла развития вредного организма часто требуются оптимальное сочетание влажности и температуры, наличие капельной влаги. В противном случае удлиняется период генерации, повышается смертность и снижается плодовитость самок вредителя, снижается споруляция и скорость инфекции грибов, повышается гибель инфекционного начала патогена.

Контрольные вопросы:

1. Как ранжируются экологические факторы окружающая среда.

2. Что следует понимать под антропогенными факторами среды.

3. Роль температуры в развитии вредных организмов.

4. Роль влажности в развитии вредных организмов.

5. Какие различают температуры в диапазоне развития вредителей, грибов.

6. Какую различают влажность в диапазоне развития вредителей, грибов.

7. Что является главным источником тепла у пойкилотермных организмов.

8. Сочетание каких факторов среды необходимо для успешного прохождения цикла развития вредного организма.

9. Приведите примеры гигрофильных видов насекомых, грибов.

10. Приведите примеры мезофильных видов насекомых, грибов.

11. Приведите примеры ксерофильных видов насекомых, грибов.

12. На какие параметры в цикле развития вредителей и грибов влияет температура, наличие или отсутствие влаги.

13. Как факторы окружающей среды через растения-хозяина влияют на развитие вредных организмов.