Вплив кліматичних змін на шкідників та хвороби озимої пшениці

За даними метеорологічної служби останні два десятиріччя середня за рік температура повітря в Україні підвищилася на 0,8°С відносно кліматичної норми. Найбільш істотно зросла температура у літній та зимовий сезон, які стали теплішими на 1,3°С та 0,9°С відповідно.

Дослідження в Лісостепу України (осінній період 2006–2016 рр. та весняно-літній 2008–2018 рр.), проведені в стаціонарному досліді відділу впроваджень наукових розробок ННЦ «Інститут землеробства НААН» свідчать, що потепління позначилося на видовій структурі ентомокомплексу пшениці озимої через зміну рівнів домінування, що призвело до збільшення шкідливості окремих фітофагів, зокрема: пшеничної мухи, хлібних жуків, хлібного пильщика та ін.

Зміни погодних умов також впливають і на формування фітопатогенного комплексу в агроценозах. Набувають поширення хвороби рослин, збудники яких позитивно реагують на підвищення суми ефективних температур. В Лісостепу України на пшениці озимій в останні 15 років збільшилась частка плямистостей листя: піренофорозу і септоріозу, все частіше зустрічаються тифульоз, іржасті хвороби, аскохітоз, зростає поширення сажкових хвороб, кореневих гнилей і інших хвороб. В останні роки спостерігається посилення розвитку іржі.

Зафіксовано появу на колосі й аспергильозу, який не проявлявся раніше, швидко зростає ураженість зернових теплолюбними видами фузаріїв, наприклад, F. moniliforme, який продукує мікотоксини і забруднює зерно злакових культур. Спостерігається тенденція до зменшення кількості грибів збудників фузаріозу колоса пшениці озимої і зміни їхнього видового складу. Частка ізоляції звичних збудників хвороб – Fusarium graminearum i F. сulmorum поступово зменшується, а на домінуюче місце виходять представники секції Sporotrichiella – гриби, що можуть розвиватися за посушливих умов і синтезувати небезпечні трихотеценові мікотоксини.

Зміна погодних умов вплинула на строки сівби озимих культур, включаючи пшеницю озиму, на її розвиток в період осінньої вегетації та впродовж перезимівлі. Це, своєю чергою, впливає на фітосанітарний стан посівів як за осінньо-зимовий, так і в ранньовесняний періоди і є причиною не тільки зниження врожаїв культури, а й загибелі рослин.

Погодні умови в осінній період та їхній вплив на розмноження й поширеність шкідливих організмів

За багаторічними даними, відсутність дощів в осінній період супроводжується теплою, а в окремі роки — спекотною погодою. Температурний режим повітря у серпні за останнє десятиліття підвищився від норми на 0,5-5,1°С. Максимальний показник температури відмічено у 2010 р., яка сягала в середньому за місяць майже 24°С. Серпень майже у всі роки був сухим і спекотним. У найсухіший 2015 р. місячна кількість опадів не перевищували 8 мм (14% місячної норми). Лише у серпні 2012 р. опадів випало 71,8 мм, що на 2,8 мм вище норми.

Середня температура вересня майже у всі роки перевищувала норму на 0,6-3,9°С і лише у 2013 р. була нижчою на 0,8°С. У вересні найпосушливішими виявились роки досліджень 2009; 2012; 2015–2016, опадів випало дуже мало - 11,3 мм; 8,4 мм; 18,2 мм та 3,8 мм (9–28% місячної норми) відповідно. Лише вересень 2008 р. був вологим, кількість опадів за місяць становила 129 мм, що майже утричі вище норми. Аномально вологим за увесь період метеорологічних спостережень виявився вересень 2013 р. Місячна кількість опадів у 4,5 рази перевищувала кліматичну норму, випало 213 мм опадів, що становило 475% від місячної норми.

Жовтень майже у всі роки досліджень був теплішим за норму на 1,8-2,3°С. Лише один 2014 р. за температурою повітря був близьким до норми і становив 8,2°С. Більш сухими були роки 2008; 2013 та 2014: кількість опадів удвічі й утричі нижча норми і становила17,6 мм; 13,8 мм та 3,0 мм, відповідно. Найвологішими були 2011 та 2016 рр., їх кількість становила 74 мм та 94,5 мм, відповідно, у 2–2,5 рази більше норми.

Листопад в середньому за роки дослідження виявився теплішим на 1,3°С. За кіль- кістю опадів — здебільшого сухим, опадів випадало менше норми. Хоча у 2007, 2010 та 2015 рр. спостерігали перезволоження майже у два рази, кількість опадів становила, відповідно, 90,9 мм, 72 мм та 70,6 мм.

Такі погодні умови та кліматичні зміни вплинули на динаміку чисельності комах, інтенсивність живлення, їхній життєвий цикл, а також на склад і масштаб фітопатогенного комплексу посівів. За результатами багаторічного моніторингу в зоні північного Лісостепу найпоширенішими фітофагами в осінній період були злакові мухи (Chloropidae), цикадки (Cicadelidae) та попелиці (Homoptera). В окремі роки (2006–2008 рр. та 2011–2012 рр.) за сприятливих погодних умов чисельність шкідників наближалась до ЕПШ, в інші роки (2009–2010 рр. та 2013–2014 рр.) шкідники були малочисленними або відсутніми (2015–2016 рр.). Цьому сприяли насамперед погодні умови року. За результатами моніторингу фітопатогенний комплекс включав збудників борошнистої роси (Еrуsiphe grаmіnіs), септоріозу листя (Sерtоrіа trіtісі) та кореневих гнилей (Fusarium sp., Bipolaris sorokiniana Shoem., Cercosporella herpotrichoides). Таким чином, за умов зміни клімату осіння вегетація подовжується за рахунок підвищенням температурного режиму, що призводить до заселення посівів шкідниками та ураженості рослин збудниками хвороб.

Ураженість хворобами рослин пшениці озимої з осені призводила до ослаблення рослин під час перезимівлі, ураженню сніговою пліснявою та випаданням у ранньовесняний період вегетації. В останні роки через нестачу вологи та перезволоження строки сівби пшениці озимої північної частини Лісостепу змістилися на 7–10 діб у бік пізніших строків. За пізньої сівби (кінець вересня–початок жовтня) фітосанітарний стан посівів пшениці озимої кращий, теплозабезпечення для шкідливих об’єктів недостатнє, тому чисельність їх низька, або вони відсутні.

Погодні умови у весняно-літній період та їх вплив на розмноження та поширення шкідливих організмів у північному Лісостепу

За середніми багаторічними показниками кліматичні особливості весняно-літнього вегетаційного періоду останнього десятиліття характеризувалися підвищенням температур та дефіцитом опадів порівняно з середніми багаторічними показниками. Весняно-літній період вегетації (квітень-липень) відрізнявся підвищеними температурами у квітні на (2,1°С), травні (1,4°С), червні (2,2°С) та липні (2,7°С). (рис. 1). За кількістю опадів вегетаційний період був переважно сухим, а в окремі роки контрастним (рис. 2).

Такі погодні умови впливали на фітосанітарний стан посівів пшениці озимої. За результатами моніторингу в період весняно-літньої вегетації 2008–2018 рр. серед основних шкідників північного Лісостепу вирізняється комплекс сисних комах — пшеничний трипс (Haplothrips tritici Kurd.); злакові попелиці – велика злакова (Sitobion avenae F.,) та черемхова попелиця (Rhopalosiphum padi L.) та хлібні клопи – клоп черепашка (Eurygaster integriceps Put.) та елія носата (Aellia rostrata Boh.). Також щороку зустрічалися хлібні жуки – жук-кузька (Anisoplia austriaca Hrbst.), жук-красун (Anisoplia segetum Hrbst.) та хлібні пильщики – звичайний (Cephus pygmaeus L.) та хлібний пильщик чорний (Trachelus tabidus F.). В окремі роки чисельність шкідників була низькою, за сприятливих погодних умов наближалась або перевищувала ЕПШ.

Пшеничний трипс є найбільш поширеним та багаточисленним на пшениці озимій у північному Лісостепу. За роками обстежень масова поява личинок трипсів відмічена у фазі молочної стиглості зерна. Чисельність фітофага коливалась за роками обстеження від 5,5 до 32 екз./колос. Інтенсивність розмноження та шкідливість фітофагів насамперед залежала від погодних умов року. Нашими дослідженнями підтверджено, що розмноженню личинок пшеничного трипса сприяла тепла та суха погода (ГТК- ІІ-ї декади червня 0,2–1,0). Надмірна кількість вологи у вигляді дощів зливового характеру стримує чисельність шкідника. В інші роки 2010; 2014–2018 рр. спекотна та суха погода прискорювала дозрівання пшениці, що скоротило строки живлення фітофага, тому чисельність його у ці роки низька (рис. 3).

Багаторічна динаміка чисельності злакових попелиць коливалась від 2 до 25 екз./колос. Оптимальні умови розвитку попелиць склалися у 2011–2012 рр., їхня чисельність досягала 18–25 екз./колос. Цьому сприяла помірно тепла з опадами погода (ГТК 2,1–2,2) у червні. В інші роки чисельність фітофага була значно нижча ЕПШ, 2–12,6 екз./колос. Підвищена температура (25-30°С) та низька вологість повітря стримувала заселення посівів попелицями внаслідок передчасного дозрівання рослин і висихання вегетативної маси.

Строки масового відкладання яєць хлібного пильщика припадали на фазу колосіння пшениці озимої. Погодні умови 2010–2011 рр., та 2016 рр. сприяли розвитку і розмноженню звичайного хлібного пильщика (3,5–4,5% заселених стебел), ГТК – 1,2; 2. Рясні дощі травня–початку червня (зливового характеру) 2014 року не сприяли заселенню посівів фітофагом (0,2%, ГТК – 3,3). У інші роки 2008; 2009; 2012-2013; 2015; 2017–2018 рр. внаслідок високих температур і нестачі вологи (ГТК – 0,3–0,4) відсоток заселених стебел був значно нижчий ЕПШ — 0,5–1,5%.

За результатами багаторічних досліджень серед хлібних жуків збільшився відсоток жука-красуна порівняно з жуком-кузькою у посівах пшениці озимої, але у червні, за масового заселення посівів, жук-кузька залишався переважаючим видом. Масове розмноження хлібних жуків відбувалося за достатньої кількості опадів у період розвитку яєць і молодих личинок. Обмежувала розмноження шкідника літня посуха.

Багаторічна динаміка чисельності клопа шкідливої черепашки у північному Лісостепу відзначилася коливанням чисельності від 0,5 до 3 екз./м². Дефіцит опадів і підвищення температури повітря сприяли прискореному розвитку пшениці озимої та настанню більш ранніх строків збирання врожаю. Тому період живлення клопів скорочувався і частка популяції клопа не встигала доживитися, що зменшувало загальну виживаність шкідника впродовж зимівлі.

У північній частині Лісостепу найпоширенішими хворобами пшениці озимої в період весняно-літньої вегетації були: борошниста роса (збудник Еrуsiphe grаmіnіs), септоріоз листя (Sерtоrіа trіtісі), фузаріоз колоса (Fusarium sp), септоріоз колоса (Sерtоrіа nodorum) та кореневі гнилі (Fusarium sp., Bipolaris sorokiniana Shoem., Cercosporella herpotrichoides).

Погодні умови 2009 р. і 2011 р. не сприяли ураженню рослин хворобами (І–ІІ декади червня ГТК 0–1,1). Розвиток хвороб не перевищив ЕПШ. Зливові дощі та висока вологість повітря (100%, ГТК 2,1) у червні 2012 р. сприяли ураженню (68%) колосу пшениці озимої оливковою пліснявою. Дощі у 2018 р. також сприяли розвитку хвороби (ГТК 1,8).

Тепла й дощова погода травня 2014 р. (ГТК 3,3) була надзвичайно сприятливою для розвитку борошнистої роси (30%) і септоріозу листя (25 %), поширеність хвороб досягала 100% (рис. 4). Така погода під час цвітіння пшениці озимої сприяли зараженню колоса фузаріозом, розвиток хвороби – 27%, поширеність – 60 %. Спостерігалося сильне ураження колоса септоріозом – 40% за поширеності 10–90% та кореневих гнилей – 23%. Ураженість рослин хворобами за сильного розвитку спостерігалася також у 2008 р., 2012–18 рр., що було на рівні або перевищувало ЕПШ у два рази: борошнистою росою – 30–45%, септоріозом листя – 18–42%, септоріозом колоса – 10–35%, кореневими гнилями – 3,2–15%.

Таким чином, посушливі, майже без опадів, роки не сприяють ураженню рослин хворобами. Дощі зливного характеру створюють умови для вилягання рослин та розвитку хвороб. Підвищення температури повітря у квітні–травні за наявності достатньої кількості опадів призводить до ураженості рослин хворобами – борошнистою росою та септоріозом листя. В окремі роки волога та тепла погода червня–початку липня сприяє розвитку септоріозу, фузаріозу та оливкової плісняви колосу. Особливу увагу в зоні північного Лісостепу заслуговують кореневі гнилі, які уражують пшеницю щорічно. Проявлення кореневих гнилей у посівах зумовлює наявність первинних джерел інфекції в насінні, ґрунті й рослинних рештках. На інтенсивність розвитку хвороби та її шкідливість впливають зволоженість і температура ґрунту, кондиція насіння та його протруєння, вибір попередників та інші агротехнічні заходи.

Висновки

З підвищенням температурного режиму повітря в зоні Лісостепу подовжився вегетаційний період пшениці озимої в осінній період, що призводить до більш тривалого заселення посівів шкідниками та ураженості рослин ранніх посівів збудниками хвороб. За досягнення чисельності фітофагів ЕПШ, у разі подальших несприятливих погодних умов для розвитку та розмноження шкідника, хімічну обробку слід відкласти до настання періоду з умовами, близькими до сприятливих. Для захисту пшениці озимої в період осінньої вегетації проти хвороб обприскування слід проводити за наявності перших ознак ураженості рослин хворобами за сприятливих погодних умов (достатня кількість тепла і вологи).

За багаторічними даними літній період вегетації пшениці озимої у більшості років спекотний та сухий, в окремі роки – контрастний за кількістю опадів. За жаркої, без опадів, погоди показник розвитку хвороб знижується. Значна кількість опадів (відносна вологість 70%) та сприятлива температура (22-25°С) у період наливу та дозрівання зерна пшениці озимої створює умови для зараження рослин хворобами. Тому є необхідність профілактично або за наявності перших ознак хвороб проводити додаткову фунгіцидну обробку у фазі початку наливу.

Підвищення середньої температури повітря та дефіцит опадів літніх місяців призвели до порушення фенології розвитку пшениці озимої (прискорений розвиток культури в період цвітіння, молочної та молочно-воскової стиглості та більш ранні строки збирання врожаю). Такі погодні умови вплинули на фітосанітарний стан посівів пшениці озимої. За останнє десятиліття сисні шкідники проявили більшу чутливість до потепління клімату. Пшеничний трипс, злакові попелиці та хлібні клопи з’являються на посівах щорічно, але їхня чисельність у фазі масового розмноження зменшилась у рази. Посушливі погодні умови вегетаційного періоду пшениці озимої приводять до скорочення терміну розвитку сисних шкідників і періоду нанесення ними шкоди.

Отже, фітосанітарна ситуація, яка склалася в північному Лісостепу в посівах пшениці озимої за умов потепління, сприяла зменшенню чисельності основних фітофагів в осінній та весняно-літній періоди. Але, як показали багаторічні спостереження, цей показник не є стабільним. Велике значення має своєчасна та правильна діагностика, а також застосування фунгіцидів та інсектицидів, виходячи з проблем окремого поля. За сприятливих умов кожен із шкідливих об’єктів може становити загрозу врожаю, тому зростає актуальність проведення ентомологічного і фітопатологічного моніторингу для прийняття рішень із захисту рослин та визначення доцільності застосування засобів захисту.

А. Кириченко, ст. наук. співробітник, канд. с.-г. наук,

Н. Гаврилюк, мол. наук. співробітник,

Л. Кузьменко, мол. наук. співробітник

ННЦ «Інститут землеробства НААН»

Журнал «Пропозиція», №12, 2021 р.