В России первые работы по изучению фауны были проведены во второй половине XVIII в. натуралистом и путешественником академиком П. С. Палласом. Он же впервые описал массовое размножение лугового мотылька и боярышницы. В 1859 г. в России организуется Русское энтомологическое общество. Русский ученый Э. К. Врандт публикует исследования по нервной системе насекомых, ф. П. Кеппен пишет трехтомный труд «Вредные насекомые». Много внимания изучению насекомых уделяют и такие выдающиеся ученые, как А. Д. Ковалевский, И. И. Мечников. Зарождение сельскохозяйственной энтомологии относится к концу XIX – началу XX века.
Большой вклад в развитие этой науки внесли Н. А. Холодковский, В. П. Поспелов, Б. Н. Шванвич, Н. Н. Богданов-Катьков, В. Ф. Болдырев, В. В. Яхонтов, В. Н. Щеголев, Бей-Биенко и др. Сельскохозяйственная энтомология (от греческих слов entoma – насекомые, logos – наука) изучает насекомых – вредителей сельскохозяйственных культур, растения, повреждаемые этими насекомыми, и разрабатывает методы борьбы с ними, а также полезных насекомых, имеющих практическое значение.
Большинство вредителей растений составляют насекомые, клещи, круглые черви (нематоды) и грызуны. В нашей стране встречается несколько тысяч видов насекомых, вредящих сельскому и лесному хозяйству. Вред причиняют главным образом их личинки, которые очень прожорливы, а иногда и взрослые насекомые. Большинство вредных насекомых ограниченноядны, так как питаются только на определенных, обыкновенно родственных между собой растениях, например: гусеницы белянок – на крестоцветных растениях, личинки шведских мух – на злаковых.
Существуют и одноядные насекомые, особенно среди тлей. Более 500 видов насекомых живет на посевах колосовых хлебов. Самые опасные из них – скрытноживущие (особенно питающиеся за счет стеблей). Это злаковые мухи, пилильщики. Яйца мухи откладывают на листья и стебли, а пилильщики – в стебли, которые они пропиливают своим яйцекладом. Появляющиеся из яиц личинки выедают стебель и зачаточные части будущего растения. Такие растения гибнут или плохо развиваются и дают низкий урожай.
Хлебные жуки взбираются на колосья и поедают зерно. Подсчитано, что один жук съедает 7-8 граммов зерна, но еще больше зерен выбивает из колоса. Нематоды – многочисленная группа круглых червей. Из них многие обитают в почве, нанося растениям сильные повреждения, снижающие урожай хлопчатника, табака, овощных и других культур. В южных районах нашей страны, например, на пшенице и ржи паразитирует пшеничная нематода.
Личинки ее внедряются в корни весной и, прокладывая в растениях ходы, сильно угнетают их. Затем в колосьях, куда в конце концов добираются личинки, вместо зерен образуются галлы, содержащие внутри по нескольку тысяч личинок. Галлы попадают с зерном на склады, осыпаются при уборке урожая на почву. Весной из них выходят личинки и снова заражают молодые растения. С этими многочисленными и мелкими животными очень трудно бороться. Против нематод приходится применять сложные меры борьбы – и агротехнические и химические.
Ученые-биологи ведут огромную работу, изыскивая новые, более эффективные средства для усиленной борьбы с вредителями растений. Необходимо досконально знать образ жизни этих разнообразных врагов, уметь различать их, знать, в каких районах какие вредители встречаются.
Но мало знать, в каких районах живет тот или другой вредитель. Он размножается сильнее там, где условия для его жизни наилучшие. Поэтому приходится изучать и выделять районы, где его особенно много. Для этих районов планируются особые мероприятия по борьбе с вредителями. Необходимо знать время появления вредителей, чтобы подготовиться к встрече с ними.
Для этого ведут наблюдения за основными вредителями в полях, садах, лабораториях и затем составляют календари их развития. Наконец, нужно заранее знать, когда наступит вспышка массового размножения наиболее опасных вредных насекомых. Для этого биологи детально изучают, какие условия способствуют массовому размножению каждого вида. Существует специальная служба сигнализации и прогнозов по вредителям и болезням растений.
Несколько сотен пунктов этой службы, а также агрономы по защите растений, опытные станции все время ведут наблюдения и предупреждают хозяйства о появлении и развитии вредителей посевов. Потом составляется сводка за год и на ее основании делается предположение о появлении и развитии вредителей в следующем году. Большое государственное значение имеет карантин растений.
Чтобы не завезти на нашу территорию вредителей или возбудителей болезней растений из других стран, все опасные в этом отношении зарубежные грузы осматривают работники карантинной инспекции в портах, аэропортах, на пограничных железнодорожных станциях. Кроме того, карантинная служба следит за тем, чтобы не завезли вредителей из одного района в другой и внутри страны. Например, наложен карантин на районы, где виноградники заражены корневой тлей – филлоксерой.
Оттуда нельзя вывозить посадочный материал. Ведь тля невелика, и с землей, прилипшей к корням, может попасть в незараженный район этот опасный вредитель винограда. Теперь все страны имеют специальную службу карантина растений, лаборатории, камеры для газации зараженных грузов и т. д. Большую роль играет подбор или выведение сортов растений, устойчивых к вредителям. Когда в прошлом столетии у нас стали высевать подсолнечник, на него перешла с диких растений подсолнечниковая моль, или огневка.
Ее розовые гусеницы вгрызаются в семена и уничтожают их. Семена подсолнечника из года в год оказывались червивыми. Подсолнечник спасли селекционеры. Они заметили, что некоторые растения не повреждались огневкой, собрали с них семена, а затем вывели молеустойчивые панцирные сорта подсолнечника. В их семенах под верхним слоем (кожурой) есть скользкий и твердый черный слой – «панцирь», который гусеницы прогрызть не могут.
Очень разнообразны агротехнические мероприятия. Например, если в данном районе много шведских мух, повреждающих озимые, сев проводят в безопасные сроки, когда мухи уже не могут отложить яйца на всходы. Сорняки надо уничтожать всегда, но если их прополоть в посевах хлопчатника или подсолнечника до массового лёта лугового мотылька, то гусениц на посевах не будет, так как бабочки летают и откладывают яйца только там, где есть сорняки.
Внеся удобрения в первую очередь на зараженных посевах, можно значительно повысить устойчивость растений к повреждениям. Так каждый агротехнический прием может быть использован для борьбы с вредителями растений. С каждым годом все шире применяются биологические меры борьбы: для уничтожения вредителей используют каких-либо животных, нападающих на них или развивающихся за их счет.
В борьбе с сусликами, например, нам помогают хорьки и хищные птицы, питающиеся этими грызунами. Стаи розового скворца преследуют саранчу и быстро истребляют ее, насекомоядные птицы уничтожают массу вредных насекомых.
Поэтому тщательно разрабатываются и вводятся меры охраны таких полезных для нас животных. Но ученые решают еще более сложные и интересные задачи: уничтожать вредителей, разводя хищников, паразитов и возбудителей заболеваний, которые губят вредных животных. Большое значение имеют многочисленные местные хищники и паразиты, например жужелицы, коровки, различные паразитические перепончатокрылые и мухи. Их специально размножают в лабораториях или способствуют их размножению в природе.
Известно, что насекомые гибнут от грибных, бактериальных и вирусных заболеваний. Размножая возбудителей этих болезней в лабораториях, изготовляют болезнетворные препараты, которые распыляют или разбрызгивают на растения, зараженные вредными насекомыми. Помогают в защите растений химия и физика. С этой целью применяются ядохимикаты, нагревание и охлаждение, ультразвук, токи высокой частоты, рентгеновские лучи, ультрафиолетовые световые ловушки и другие источники лучистой энергии.
Небольшой переносный усилитель звука помогает обнаружить вредителя на складе или на посеве по звуку, который он производит, выгрызая зерно и т. д. Механические меры борьбы – сбор вредителей, их закапывание – иногда считают мерами устаревшими, но это не совсем так. Если, например, вредителей собирать с растений не вручную, а автомобильным уловителем, за день можно обработать до сотни гектаров зараженных посевов.
В таком случае механический способ становится пригодным и для нашего крупного механизированного хозяйства. Все эти различные способы борьбы с вредителями культурных растений используются не разрозненно: из них составляют для каждой природной зоны – лесной, лесостепной, степной и других – так называемые комплексы мероприятий, свои для каждой культуры, или группы однородных культур (например, колосовых хлебов), или же для отдельных, наиболее массовых и опасных вредителей – саранчовых, лугового мотылька, совки-гаммы.
Карантин, селекционные и агротехнические способы борьбы – это предупредительные, или профилактические, меры. Остальные, особенно применение ядохимикатов – это истребительные, или лечебные меры. Болезни культурных растений наносят огромный хозяйственный ущерб во всех странах, в том числе и в России.
Среди инфекционных болезней особенно широко распространены и вредоносны болезни, вызываемые вирусами, бактериями и грибами. Вирусы были впервые открыты в 1892 г. русским ученым Д. И. Ивановским. По своим размерам они в сотни и тысячи раз меньше самых мелких микробов.
В распространении вирусов (нередко на большие расстояния) участвуют насекомые, растительноядные клещи и круглые черви – нематоды. Вирусы могут «перелетать» вместе с цветочной пыльцой с больных растений на здоровые и заражать их во время прорастания пыльцевых зерен. Некоторые вирусы в виде мельчайших невидимых пылинок переносятся по воздуху.
Наконец, и это особенно важно, распространению вирусов, вопреки своим собственным интересам, содействует сам человек, перевозя на дальние расстояния зараженный семенной, посадочный, прививочный и прочий растительный материал. Наиболее надежная защита от вирусных болезней – это выведение вирусоустойчивых сортов, оздоровление семенного и посадочного материала, уничтожение химическими средствами насекомых, клещей и других переносчиков вирусов.
В последнее время установлено, что многие из желтух, считавшихся вирусными, вызывают не вирусы, а так называемые микоплазмы. Они по размерам близки к вирусам или еще меньше вирусов. Из растений, зараженных микоплазмами, эти возбуди тели распространяются главным образом при посредстве цикадок (особой группы насекомых). Цикадки поглощают микоплазмы, питаясь соком больных растений, а затем, питаясь на здоровых растениях, вводят в них микоплазмы.
Бактерии – другая группа возбудителей инфекционных болезней растений. Они сохраняются в природе и распространяются примерно так же, как и вирусы. Бактерии вызывают многие широко распространенные и опасные болезни, например черную ножку и кольцевую гниль картофеля, слизистый бактериоз капусты, корневой рак виноградной лозы и плодовых деревьев. Грибные болезни, как показывает само название, вызываются различными грибами.
Эти грибы в подавляющем большинстве мало похожи на хорошо знакомые нам съедобные грибы – белые, подосиновики, подберезовики и прочие – с их крупной ножкой и шляпкой. Болезнетворные грибы, как правило, очень малы и поэтому плохо видны невооруженным глазом, их можно обнаружить на листьях, стеблях и плодах в виде плесеней, мучнистых и паутинистых налетов, ржавых, черных, белых или бурых пятен.
Широко распространены во всем мире тысячи различных видов головни и ржавчины. Ржавчина поражает пшеницу, рожь, овес и другие колосовые хлеба. Возбудители ее размножаются при помощи спор – очень мелких одноклеточных или многоклеточных телец. После созревания споры разносятся ветром, попадают на восприимчивые растения, заражают их, образуют множество спор нового поколения, и это повторяется много раз на протяжении весны и лета.
Плодовитость ржавчинных да и многих других грибов, вызывающих болезни растений, фантастически огромна. Одна-единственная спора ржавчинного гриба может в течение одного лета дать потомство, которое по численности в миллиард миллиардов раз превышает число людей на земном шаре!
В главной (нечерноземной) зоне картофелеводства – в Прибалтике, Беларуси, примыкающих к ней областях Украины, а также и в нечерноземной зоне России – картофель почти ежегодно поражается возбудителем ложной мучнистой росы этой культуры – грибом фитофторой; отсюда и название болезни – фитофтороз.
Грибница фитофторы перезимовывает в зараженных клубнях, а в следующем году, разрастаясь в проростках и всходах этих клубней (если они используются в качестве посадочного материала), образует на поверхности зараженных растений множество спор. Они разносятся ветром и, попадая на листья и стебли, мокрые от дождя, росы или тумана, прорастают, внедряются в растение своими ростковыми трубочками и разрастаются внутри зараженных листьев и стеблей.
Со временем пораженные участки листьев чернеют и отмирают. По краям черных пятен появляется сероватый налет грибницы с миллионами спор. Эти споры, в свою очередь, рассеиваются ветром, разбрызгиваются каплями дождя, и таким образом болезнь распространяется все шире. К тому же споры с зараженных листьев и стеблей, осыпаясь, попадают в почву и заражают там клубни. Во многих районах России и за рубежом картофельная фитофтора заражает и помидоры.
В защите пшеницы и других злаков от ржавчины, картофеля от фитофтороза, плодовых деревьев от парши и многих других грибных болезней главную роль играет подбор болезнеустойчивых сортов, сортирование, химическое протравливание и другие способы оздоровления семян и посадочного материала, а также опрыскивание плодовых деревьев и виноградников бордоской жидкостью и другими химическими средствами. Перечисленными примерами далеко не исчерпываются даже наиболее широко распространенные и вредоносные болезни растений.
Наука о болезнях растений и мерах борьбы с ними – фитопатология – свое название получила от трех греческих слов: phyton – растение, pathos – болезнь, logos – учение и дословно означает: учение о болезнях растений. Исторические данные свидетельствуют о знакомстве древнейших земледельцев с болезнями растений еще за 3-4 тысячи лет до новой эры. В книгах древнегреческих ученых (Аристотель, Демокрит, Теофраст) отмечается ржавчина, головня, рак плодовых и др.
Однако становление фитопатологии как науки относится лишь к середине XIX века и связано с открытиями немецкого ученого Антона де Бари (1831-1888). Им впервые было доказано, что паразитические грибы являются причиной инфекционных болезней. Основателем русской фитопатологии был ученик и соратник Антона де Бари академик М. С. Воронин. Основное внимание ученых того времени было сосредоточено на возбудителе болезней, его строении, биологических особенностях, цикле развития.
Однако исследования паразитных грибов ими проводились вне связи с больным растением. Основное внимание ученых того времени было сосредоточено на возбудителе болезней, его строении, биологических особенностях, цикле развития. Однако исследования паразитных грибов ими проводились вне связи с больным растением.
Отечественная фитопатология своими успехами во многом обязана всемирно известному ученому А. А. Ячевскому (1863-1932), которого справедливо считают одним из ее основоположников. В науке о болезнях растений – фитопатологии – все защитные мероприятия делятся на две группы: предупредительные (профилактические) и лечебные.
Наиболее эффективны профилактические методы и средства: они предотвращают или значительно уменьшают опасность возникновения, развития и распространения болезней сельскохозяйственных культур и других полезных человеку растений. Главную роль здесь играет выведение болезнеустойчивых сортов. От некоторых болезней растения лечат. Например, хлороз лечат химическими препаратами, содержащими железо.
Розеточность плодовых деревьев – сернокислым цинком и другими солями, содержащими цинк. К лечебным методам и средствам относится прогревание семян пшеницы и ячменя, зараженных пыльной головней. Подробные описания методов и средств защиты растений от болезней можно найти в специальных руководствах и справочниках.