Научная работа | РГАУ-МСХА

В качестве научной темы кафедры защиты растений избрано достаточно широкое направление исследований – «Совершенствование технологий интегрированной защиты растений с целью снижения пестицидной нагрузки и увеличения действия природного регуляторного механизма за счет оптимизации фитосанитарного мониторинга, выбора и применения средств и методов защиты растений на основе углубленного изучения популяционной динамики численности вредных организмов и условий проявления ими вредоносности». Выбор темы обусловлен серьёзными наработками кафедры, осуществленными под руководством профессоров В.Ф. Болдырева, Э.Э. Савздарга, академика ВАСХНИЛ М.С. Дунина, профессоров Г.С. Груздева, К.В. Попковой, В.А. Шкаликова, Ю.А. Захваткина, С.Я. Попова.

В русле этих исследований участвуют все профессора и преподаватели кафедры, а также аспиранты и студенты-дипломники. При этом осуществляется свободный выбор животрепещущих проблем. Коллектив кафедры защиты растений всегда придавал и придаёт большое значение научным исследованиям. Что сделано за последние десятилетия?

Профессором д.б.н. Вячеславом Владимировичем Гриценко с аспирантами в последние 15 лет проведена серия испытаний эффективности средств, сроков и способов защиты картофеля от колорадского жука и других вредителей, с параллельной оценкой их влияния на полезную энтомофауну. Всего за этот период испытано свыше 25 препаратов из 11 различных групп химических и биологических средств. В итоге сравнительной оценки вегетационных и посадочных инсектицидных обработок, выявления их достоинств и ограничений предложена гибкая система защиты с использованием и пространственно-временным чередованием этих двух способов защиты культуры в зависимости от фитосанитарной обстановки. Выделены наиболее эффективные средства защиты. С 2008 г. по настоящее время под руководством В.В. Гриценко осуществляется регулярный фитосанитарный энтомологический мониторинг посевов зерновых культур в комплексных опытах РГАУ-МСХА имени К.А. Тимимрязева. Установлены общие черты состава энтомофауны, в особенности – вредоносной, на посевах озимых пшеницы, ржи, тритикале и ярового ячменя. Выявлена многолетняя динамика состава энтомофауны зерновых. В опыте точного земледелия оценено влияние трёх факторов – обработки почвы, технологии возделывания и эффекта местоположения посевов – на численность основных вредителей зерновых культур. В долговременном опыте проведена аналогичная оценка для факторов севооборота, известкования почвы и внесения удобрений. В многолетних опытах кафедры земледелия оценено влияние сроков и доз внесения азотных удобрений на численность энтомофауны. Осуществляется работа по оценке на заселенность вредителями (в основном – злаковыми тлями) коллекций конкурсного сортоиспытания озимой тритикале, яровых пшеницы и ячменя. При этом выявлены менее заселяемые сортообразцы, анализируется воспроизводимость результатов.

Профессором д.б.н. Сергеем Яковлевичем Поповым в рамках фундаментальных исследований зафиксирована многолетняя динамика численности паутинных клещей на плодоносящей землянике и составлена система прогноза их вспышек массового размножения, созданы природные репродуктивные таблицы перезимовавших и летних генераций атлантического паутинного клеща, проведен сбор и уточнено распространение доминирующих видов паутинных клещей рода Tetranychus (Acariformes) в пределах стран Европы и большой территории России по экотопам, после морфологического анализа и скрещиваний показаны новые виды паутинных клещей рода Tetranychus, предложена и используется усовершенствованная методика создания k-факторных таблиц выживания природных популяций насекомых, построены многолетние k-факторные таблицы выживания популяций малинно-земляничного долгоносика (Anthonomus rubi Herbst), на примере контрастных видов членистоногих-фитофагов выделены их жизненные стратегии и на этой основе сформулированы дифференцированные подходы по ограничению жизненных стратегий, пополнен список растений-хозяев атлантического паутинного клеща и создан экспресс-метод (в соавторстве) по оценке антифидантных (акарицидных) свойств новых кормовых источников паутинного клеща. Большой объем работы проведен по комплексной биофизической диагностике повреждений фотосинтетического аппарата листьев земляники, вызываемых атлантическим паутинным клещом (совместно с сотрудниками лаборатории физиологии и биохимии растений, интродукции и функциональных продуктов Федерального научного центра овощеводства РАН (бывший ВНИИССОК)), впервые разработан инструментальный подход к определению порогов вредоносности паутинного клеща T. atlanticus на основе физиологического параметра поврежденности листьев земляники – флуоресценции. В рамках прикладных исследований оптимизирован фитосанитарный мониторинг вредителей плодоносящей земляники, в соавторстве с аспирантом А.Д. Денисовым представлена новая система расчета сортовых порогов вредоносности плодоповреждающих вредителей. Совместно с аспиранткой Е.К. Пономаренко разработана методическая основа прогностической относительной оценки сортов земляники на устойчивость (восприимчивость) к паутинному клещу.

Профессором С.Я. Поповым по результатам экспериментальных наблюдений выявлены новые факты в биологии насекомых и клещей (приведены в сборнике статей «Экологические аспекты ограничения вредоносности популяций насекомых и клещей» (2013) на русском и английском языке). В частности, зарегистрирован не известный для малинно-земляничного долгоносика Anthonomus rubi Herbst (Curculionidae, Coleoptera) факт впадения личинок 3-го возраста в диапаузу, выявлены новые элементы стереотипа поведения самок малинно-земляничного долгоносика при откладке яйца, установлена длительность стереотипной «памяти» малинно-земляничного долгоносика на важнейший элемент поведения при откладке яйца – подгрызания цветоножки бутона – при помехах, выявлено также, что самцы этого насекомого более термофильны к высоким температурам по сравнению с самками. Найдено, что среди паутинных клещей рода Tetranychus южные биотипы развиваются быстрее северных биотипов при низких температурах (15-16°С), в то время как северные биотипы развиваются быстрее при оптимальных (25-26°С) температурах; на основании эктотермного стандарта предложено реконструировать географические и/или экологические местообитания малоизвестных видов паутинных клещей и, возможно, других членистоногих; обнаружено, что при индукции диапаузы в условиях короткого дня в диапаузу могут впадать и неоплодотворенные самки атлантического паутинного клеща (Tetranychus atlanticus McGrergor) и паутинного клеща Савздарга (Tetranychus sawzdargi Mitrofanov), эти неоплодотворенные самки могут успешно перезимовывать в условиях Московского региона (ранее считалось, что неоплодотворенные самки обыкновенного паутинного клеща не перезимовывают); экспериментально выявлена задержка ухода неоплодотворенных самок обыкновенного паутинного клеща (Tetranychus urticae Koch) в убежища по сравнению с оплодотворенными самками (в соавторстве с A. Veerman); найдено, что терминация (прекращение) диапаузы атлантического паутинного клеща может осуществляться без предварительного охлаждения при любых величинах фотопериодов, не обязательно при эффективных; выявлено, что повышенная влажность воздуха (55-85% по сравнению с 40-45% относительной влажности) ускоряет наступление терминации диапаузы атлантического паутинного клеща, при этом реагирование этих диапаузирующих самок на повышение влажности расценивается как свидетельство наличия у них органа, реагирующего на изменение влажности в сторону её повышения; выявлено, что бездиапаузный вид (или форма) паутинных клещей рода Tetranychus имеет более высокий уровень гибридизации при скрещивании с диапаузирующими видами по сравнению со скрещиваниями между диапаузирующими видами или формами, бездиапаузный вид паутинных клещей рода Tetranychus в одинаковых температурных условиях имеет меньшую суточную плодовитость по сравнению с диапаузирующими видами, межвидовые гибриды Tetranychus в потомстве F2 имеют наименьшую выживаемость (0,8%) и наименьшую пропорцию самок, однако начиная с F3, выживаемость неуклонно повышается и к F10 достигает 85%, в то же время подобные гибриды по сравнению с природными видами Tetranychus весьма чувствительны к дефициту влажности – при низкой влажности они погибают; при вынужденных миграциях с сильно поврежденного и изолированного пищевого субстрата взрослым особям обыкновенного паутинного клеща как проявление миграционной активности свойственна агрегация возбужденных клещей в узких пространствах на краях листьев, при этом, судя по поведению клещей, осуществляется «миграционная индукция» – передача возбуждения от одних особей другим на расстоянии.

Профессором д.с.-х.н. Ольгой Олеговной Белошапкиной усовершенствована и апробирована в лаборатории плодоводства РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева система оздоровления посадочного материала земляники от вирусов на основе оптимизации вирусологического тестирования (индикаторного, ОТ-ПЦР) и применения антивирусных препаратов и иммуномодуляторов в культуре верхушечных меристем. В рамках былого сотрудничества с профессором И.В. Поповой (ВСТИСП) и научным сотрудником И.В. Жарковой оптимизирован селекционный процесс этой культуры за счет использования в скрещиваниях оздоровленных растений родительских форм. Изучены последствия длительного клонирования микрорастений в культуре in vitro. Усовершенствование технологического процесса оздоровления и клонального микроразмножения сортов позволило наладить в 1980-1990-х гг. производство безвирусного посадочного материала этой культуры высших категорий качества для основных питомников и хозяйств страны. Совместно с ведущим научным сотрудником Н.Д. Романенко (ИНПА РАН) проведено изучение видового состава и вредоносности ассоциаций вирусов и их нематод-переносчиков в семенном материале и на производственных посадках картофеля, оценена эффективность современных методов диагностики (ИФА, ОТ-ПЦР) вирусов и использования экологически малоопасных средств для контроля вирозов на картофеле. Испытанные препараты (иммуноцитофит, олигофуростанозид, циркон, нарцисс, планриз, триходермин, никфан и др.) полностью не элиминировали вирусы в тканях растений картофеля, однако существенно снижали их концентрацию, обладали ростстимулирующей активностью. Оптимизирована защита садовых культур от грибных заболеваний за счет минимизации применения фунгицидов, а также расширения использования малоопасных биологически активных препаратов. При совершенствовании защиты розы от мучнистой росы при слабом и среднем уровне её развитии в условиях защищенного грунта доказана высокая эффективность применения баковых смесей фунгицидов с регуляторами роста и агрохимикатами (эпин экстра, циркон, иммуноцитофит, силиплант, ферровит, рапсол), а также их отдельного использования для повышения иммунитета растений и выхода товарной продукции, особенно на высокоустойчивых и слабопоражаемых сортах. Для снижения пестицидной нагрузки против парши груши и яблони в Московском регионе успешно проведены испытания биофунгицида витаплан и регулятора роста амулет. С использованием метода сканирующей электронной микроскопии выявлено ингибирующее и повреждающее воздействие этих препаратов на инфекционные структуры возбудителя парши груши.

Профессором д.б.н. Февзи Сеид-Умеровичем Джалиловым, являющимся также заведующим лабораторией защиты растений, исследуются бактериозы капустных культур (см. сайт лаборатории защиты растений).

Профессором д.б.н. Алексеем Николаевичем Смирновым основные результаты получены по исследованиям фитофтороза картофеля и томата, роли в жизненном и инфекционном цикле возбудителя Phytophthora infestans бесполой и половой фаз. Детально изучена структура и инфекционная роль ооспор в зависимости от их типов происхождения. В этой области, с одной стороны, продолжены и развиты наработки отечественных и зарубежных ученых, с другой стороны, создано научное направление изучения этого вопроса в рамках тимирязевской научной школы. Оно позволило типифицировать ооспоры в природе и лабораторных условиях. Развитию данного направления очень помогла творческая научная работа А. Н. Смирнова в Мексиканской долине Толука, одном из центров происхождения фитофтороза картофеля и томата в 1998 г. В свою очередь, на основе этих исследований создана концепция стратегий размножения и поддержания жизнеспособности возбудителя фитофтороза. Она позволяет адресно работать как с Phytophthora infestans, так и с другими псевдогрибами и грибами – возбудителями болезней растений. Разработана также концепция усиления патогенности возбудителей болезней растений через родственные виды растений-интродуцентов. Создана система координат, полезная как для теоретической фитопатологии и микологии, так и для сугубо прикладных направлений в рамках фитосанитарного мониторинга, современных биологизированных прогностических систем по развитию болезней растений в пространстве и времени, интенсивного земледелия. Оптимизированы методологии проведения как лабораторных, так и полевых обследований фитопатогенов, совместимые как с общепринятыми системами полевых учетов, так и исследований в рамках популяционной генетики и биологии фитопатогенов. Уточнены некоторые пути преодоления восприимчивости возбудителя фитофтороза картофеля и томата к системным и контактным фунгицидам. Показано, какое минимальное количество изолятов патогена должно быть исследовано для установления объективной картины по определению уровня восприимчивости к тому или иному фунгициду.

Доцентом к.б.н. И.М. Митюшевым проводятся научные исследования, направленные на совершенствование феромонного мониторинга и применение синтетических феромонов для защиты плодовых культур от чешуекрылых вредителей. В частности, совместно с коллегами из ВНИИХСЗР разработаны методики проведения полевых испытаний новых препаративных форм синтетических феромонов и феромонных ловушек для чешуекрылых вредителей плодового сада. В том числе была испытана новая препаративная форма синтетического феромона яблонной плодожорки – фольгапленовый диспенсер, который помимо феромона содержит и растворитель, позволяющий феромону испаряться более равномерно и сохранять эффективность на протяжении всего вегетационного сезона. Ведутся поиски оптимальных составов фольгаленовых диспенсеров для яблонной плодожорки, содержащих, помимо основного, минорные компоненты, а также кайромоны. Совершенствуется феромониторинг и других чешуекрылых вредителей: сливовой плодожорки, комплекса садовых листоверток, стеклянниц. Совместно с профессором Н.Н. Третьяковым и сотрудниками ВНИИХСЗР проведены испытания инсектицидно-феромонных пластин для защиты яблони и сливы от плодожорок методом «attract and kill» – «привлечь и уничтожить». В садах, где применяли данный метод, происходило резкое снижение численности яблонной и сливовой плодожорок; поврежденность плодов находилась на уровне ниже порогов вредоносности. Применение феромонных ловушек позволило уточнить биоэкологические особенности яблонной плодожорки в условиях Центрального региона России. Экономически ощутимые повреждения урожая в этом регионе могут наблюдаться при интенсивности лёта 3 особей и более на 1 ловушку за неделю или при отлове 10 самцов и более на 1 ловушку за вегетационный период. Между тем найдено, что суммы эффективных температур, накопленные к началу лёта яблонной плодожорки, могут различаться более чем в 2 раза. Уточнена повреждаемость плодов ранних и поздних сортов яблони яблонной плодожоркой: наиболее сильно повреждаются сорта позднего срока созревания (Спартан, Лобо, Антоновка обыкновенная, Пепин шафранный и др.), слабее – сорта ранних и средних сроков созревания (Китайка долго, Мелба, Народное, Сентябрьское). Он одним из первых обнаружил в Краснодарском крае карантинного вредителя мраморного клопа.

Доцентом к.с.-х.н. Светланой Ивановной Чебаненко изучается влияние технологических приемов возделывания зерновых и технических культур на распространение и проявление заболеваний на склоновых землях Московской области.

Доцентом к.б.н. Натальей Фёдоровной Денискиной (Егоровой) проводится оценка гибридов пекинской капусты к комплексу вредителей. В фокусе исследований, проводимых совместно с С.Я. Поповым и Т.А. Поповой, также является методический вопрос по возможности использования k-факторных таблиц выживания популяций чешуекрылых вредителей капусты для оценки устойчивости к ним сортов и гибридов растений. Выяснено, что для объективной оценки необходимо измерять начальную плотность популяций фитофагов на каждом пищевом источнике. На чувствительных к вредителям источниках она по годам может сильно колебаться и достигать высоких значений, на устойчивых, как правило, лежит в нижних пределах. Необходимо делать поправки на факторы, зависимые от плотности популяции.

Кафедра защиты растений ежегодно проводит регистрационные испытания пестицидов в части разработки биологических регламентов по разделу «биологическая эффективность и безопасность» с рекомендациями на регистрацию. За последние годы выполнено более 60 рабочих программ.

Ежегодно на кафедре в рамках декабрьской научной конференции РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева работает секция защиты растений, собирающая 20 и более научных докладов. Работа секции посвящается памяти выдающихся и известных деятелей защиты растений, работавших на кафедрах Петровки-Тимирязевки: профессора К.Э. Линдемана, профессора В.Ф. Болдырева, академика ВАСХНИЛ М.С. Дунина, профессора Э.Э. Савздарга, профессора Г.С. Груздева, профессора К.В. Попковой и др.

Жизнедеятельность кафедры защиты растений в области науки весьма разнообразна интенсивна. Кафедра имеет собственную программу аспирантуры «Защита растений», работает диссертационный совет по специальности 06.01.07 – Защита растений. Ежегодно на кафедре обучается около 10 аспирантов, кафедра повышает квалификацию по защите растений специалистам филиалов «Россельхозцентра» МСХ РФ и другим, проводит секционные научные конференции по актуальным проблемам защиты растений.

В совершенствовании научно-учебного процесса кафедры помогают наши работодатели. В частности, АО Фирма «Август» в рамках спонсорской поддержки высшего образования создала на кафедре компьютерный центр, установила мультимедийный комплекс в лекционной аудитории, подарила 5 современных микроскопов, за что кафедра выражает глубокую признательность генеральному директору А.М. Ускову, директору по маркетингу и продажам М.Е. Данилову и ведущему менеджеру А.Ю. Шуркину. При спонсорской поддержке компании «Байер» проведена международная межвузовская летняя школа «Интегрированная и биологическая защита растений», где обучалось более 30 студентов и аспирантов с разных сельскохозяйственных вузов страны и СНГ.

В студенческом научном обществе кафедры ежегодно занимаются до 40-50 студентов разных курсов. В последние 5 лет на различных конференциях студентами - дипломниками кафедры защиты растений сделано более 130 устных и 10 стендовых научных докладов. На кафедре на встречах со студентами или на научно-студенческих конференциях нередко читают проблемные лекции ведущие специалисты в области защиты растений, в том числе академики РАН М.С. Соколов, С.С. Санин, Ю.Я. Спиридонов и другие, а также зарубежные коллеги (А. Алехин, университет Мэйне, США).

Изложенное свидетельствует, что научное древо кафедры защиты растений имеет животворные корни и побеги.

Профессор С.Я. Попов