В плодовых насаждениях формируется огромное количество вредных объектов, разнообразных по образу жизни, характеру питания, срокам развития. Генеративными органами и вегетативными частями плодовых деревьев питается более 400 видов насекомых и клещей, фитопатогенных микроорганизмов. Взаимоотношения живых организмов между собой и со средой обитания имеют характер системной связи, сложившейся в результате длительного эволюционного процесса:

• организм;
•  популяция — группа особей одного вида, населяющих определенное пространство;
•  сообщество, или биоценоз, — популяции всех видов, совместно занимающих однородную территорию;
•  экосистема — сообщество живых организмов и физическая среда его обитания, функционирующее как единое целое на ограниченной территории и обусловливающие свойство саморегуляции качественного и количественного состава.

Живой организм экосистемы представляет пищевую цепь:

• продуценты — зеленые растения, способные использовать солнечную энергию и неорганические вещества для образования биомассы;
• первичные консументы — растительноядные организмы;
• вторичные консументы — хищники и паразиты;
• редуценты или деструкторы — бактерии и грибы, превращающие органические остатки в неорганические соединения.

Поток энергии в экосистеме, первичным источником которого является солнечная радиация, в соответствии с законами термодинамики уменьшается при переходе от одного уровня к другому. Уменьшение потока энергии обусловливает соответственное уменьшение биомассы продуцентов, а, следовательно, и численности консументов первого и последующего уровней (А.Ф. Зубков, 1995).

При возделывании культурных растений формируется агроценоз — искусственное сообщество, взаимодействующее с физической средой и образующее экологическую единицу — агроэкосистему.

В условиях многолетних насаждений создается долговременное биологическое сообщество, представленное k- и r- стратегиями выживания. k- стратеги характеризуются относительно стабильной численностью популяции при высокой устойчивости к неблагоприятному изменению факторов; r- стратеги характеризуются широкой амплитудой циклических и неупорядоченных колебаний численности с периодами иногда длительных депрессий и вспышек массового размножения (А.Ф. Зубков, 1996).

Жизненные циклы r-стратегов формировались в изменчивых условиях окружающей среды со стрессовыми факторами под давлением направленного естественного отбора, поддерживающего в фенотипе признаки, адаптированные к изменяющимся условиям среды. В агроценозах микроклиматические условия и наличие кормовых растений постоянны. В результате растет плотность популяции. В этих условиях оптимальной стратегией будет повышение собственной выживаемости и продуцирования более приспособленных потомков, т.е. формирование признаков k- стратегов.

k-стратеги формировались в относительно стабильной среде с интенсивной конкуренцией за ресурсы, что делало их более конкурентоспособными, но более расточительными. Увеличение популяций k-стратегов, а следовательно конкуренция привела к необходимости вклада энергии в размножение, с целью продуцирования большого количества потомков для расширения экологической зоны обитания — формирование признаков r-стратегов.

Стратегия вида рассматривается как динамичный процесс внутрипопуляционной конкуренции между r- и k-стратегами. У k-стратегов большую часть времени доминирует генотип с низким темпом колебания популяционной численности. Виды, характеризующиеся высокими колебаниями численности более часто, чем у k — видов, чередуют r- и k фазы. При накоплении в популяции r-стратегов и при сочетании благоприятных для фитофага условий для данного вида и происходит его массовое размножение (А.Ф. Зубков, 1995). Предполагается, что этот процесс запускается внешними воздействиями (засуха, мороз, загрязнение среды, нарушение технологии выращивания в питомниках и в промышленных садах и т.д.) Перестраиваются одновременно обе взаимодействующие популяции — продуцента (плодовое дерево), у которого падает устойчивость и первичного консумента (вредителя) при смене у него k-особей на побеждающих в конкуренции особей r-стратегов. В оптимальных условиях устойчивость плодовых деревьев восстанавливается и действует уже k-отбор, а r-особи погибают. Популяция с преобладающей долей k-особей возвращается к исходной численности с относительно низкой генетической гетерогенностью (А.Ф. Зубков, 1995, А.М. Гиляров, 1990).

Естественным экосистемам свойственно состояние динамического равновесия, являющегося результатом длительного эволюционного процесса, которое время от времени может нарушаться вспышками массового размножения того или иного вида в результате ослабления сдерживающих его факторов (А.М. Гиляров, 1990).

Биологическому сообществу (агроценозу) в многолетних насаждениях может быть свойственна саморегуляция, но при этом не может быть обеспечена достаточная экономическая продуктивность. Это является основанием для внедрения приемов активного управления агроэкосистемой, для чего необходимы значительные затраты дополнительной энергии, направленные на обеспечение максимальной продуктивности культурных растений, снижение вредоносности первичных консументов — вредителей и болезней и сохранение вторичных консументов — хищников, паразитов, гиперпаразитов.

В многолетних насаждениях автотрофную основу агроэкосистемы составляют плодовые деревья (рисунок 1). Они создают продукцию, используя солнечную радиацию, воду и минеральные питательные вещества. Потенциальная величина продуктивности сорта определяется генетическим потенциалом, сбалансированным потоком энергии и вещества, которые определяют естественное равновесие экосистемы.

Рисунок 1 — Модель агроэкосистемы плодового сада

Дополнительный поток энергии и вещества, вносимый человеком имеет три направления:

• снабжение деревьев элементами питания и водой;
• уничтожение конкурентов в борьбе за жизненные ресурсы (сорняки);
• уничтожение первичных консументов, питающихся биомассой плодовых деревьев (вредители, фитопатогенные микроорганизмы).

В регулировании численности вредных организмов участвуют энтомофаги (паразиты и хищники, энтомопатогенные микроорганизмы). Уничтожение вредителей ликвидирует базу существования полезных видов. Соотношение их необходимо учитывать при определении целесообразности проведения защитных мероприятий (В.П. Васильев, 1984).

Из огромного биоразнообразия организмов, обитающих в экосистеме плодовых насаждений, лишь относительно немногие виды оказывают на биоценоз существенное воздействие и изменяют его функционирование. Это экологические доминанты, характеризующиеся высокой численностью, биомассой.

Модель субсистемы плодовые деревья — фитофаги — энтомо- и акарифаги, разработанная В.П. Васильевым и И.З. Лившиц, рассматривает доминирующие связи в агроценозах плодовых насаждений (рисунок 2).

Рисунок 2 — Модель субсистемы доминирующих трофических связей в садовом агроценозе (В.П. Васильев, И.З. Лившиц, 1984)

В агроэкосистеме, конечной целью которой является реализация запрограммированного урожая, концепция экологического доминирования трансформируется в эколого-экономическую.

Плодовый агроценоз — природно-техногенная система возделывания плодовых культур, состоящая из непродуктивной и продуктивной стадии (рисунок 3). В подсистеме «технология создания плодового агроценоза» отображаются зональные особенности, от чего зависят качественные отличительные признаки конструктивных решений. В подсистеме «технология производства плодов» отличительные признаки характеризуются параметрами и структурой агротехнических мероприятий.

Рисунок 3 — Базисная модель типовой двухстадийной технологии производства плодов (яблоня)
(Система плодоводства в зональной специфике Краснодарского края — СКЗНИИСиВ, 2007)

Справочник:

• К_хоз — доля общей фитомассы, используемой на формирование плодов;
• К_ФАР — процент использование физиологически активной радиации в процессе фотосинтеза;
• LP_opt — оптимальный уровень урожайности, ц/га;
• BSV — порог безубыточности производства плодов, ц/га;
• ∑c — оптимальное (допустимое) соотношение размеров совокупных
• К_vc/fc — оптимальное соотношение переменных (vc) и постоянных (fc) издержек.
• ∑_Ln издержек в сопоставлении с доходом;

Основную эколого-экономическую группу агроценозов многолетних насаждений составляют насекомые и фитопатогенные микроорганизмы, повреждающие и поражающие плоды, снижающие их количество и качество. К ним в Краснодарском крае относятся постоянные виды: яблонная, грушевая, сливовая плодожорки, вишневая муха, калифорнийская щитовка, парша, гнили плодов, монилиальный ожог и др. Эти вредные организмы вызывают прямые потери, выражающиеся как в весовых (количество) так и в денежных (количество и качество) показателях и биотические регулирующие факторы не могут удержать популяцию на этом уровне. Поэтому в снижении вредоносности организмов, повреждающих и поражающих плоды, увеличивается роль оперативной защиты химическими или биологическими препаратами.

Вторая группа вредных организмов представлена видами, опосредованно влияющими на урожайность через повреждение или поражение почек, листьев, побегов, ветвей, стволов, корней. Одни из них снижают ассимиляционную поверхность, что вызывает ослабление ростовых процессов, и, как следствие, опадение листьев и плодов, что оказывает влияние на закладку плодовых почек будущего урожая — в крае это листовертки, минирующие моли, многоядные гусеницы, горностаевые моли, грушевая медяница, персиковая тля, яблонная зеленая тля, клещи, парша, мучнистая роса, клястероспориоз, коккоми- коз и др. Другие повреждают и поражают ветви и стволы, снижая как урожайность деревьев, так и продолжительность их жизни (калифорнийская щитовка, подкоровая листовертка, древесница въедливая, черный и обыкновенный рак. бактериальный рак, цитоспороз и др.). Третьи поражают корневую систему, в результате чего гибнут как саженцы, так и плодоносящие деревья (корневой рак, или зобоватость корней).

В плодовых насаждениях встречаются виды вредителей, протачивающих ходы под корой и в древесине, но размножение их обусловливается общим ослаблением (засуха, морозы), а также нарушениями в системе удобрения сада.

Таким образом, функционирование агроэкосистем плодовых насаждений тесно взаимосвязано с состоянием продуцентов, развитием первичных и вторичных консументов с учетом конкретных агроклиматических условий. Наличие объективной информации о каждом составляющем агроэкосистемы позволяет определить направление защиты плодовых деревьев от вредных организмов с различными жизненными стратегиями.

Агротехнические мероприятия являются основой создания устойчивых экосистем сада, минимализирующих затраты на защиту растений в последующие периоды

Они включают следующие мероприятия:

• выбор места для закладки сада;
• подготовку почвы;
• выбор сортов;
• послепосадочный уход: обработка почвы, удобрения, орошение, обрезка.

Выбор места под сад регулирует физиологическую устойчивость плодовых культур к фитофагам и фитопатогенам, а также компенсаторные реакции растений на повреждение и поражение. В результате ошибок, допущенных при выборе участка под сад, деревья плохо растут, восприимчивы к патогенным организмам, подвержены абиотическим факторам (вымерзают, повреждаются заморозками, чувствительны к дефициту влаги), слабо плодоносят, требуют дополнительных затрат (Б.С. Гегечкори, Т.И. Дорошенко и др., 2006).

Выбор участка под закладку сада производится по следующим критериям:

• наличие благоприятного теплового, водного и питательного режимов почвы, наличие источников воды хорошего качества для орошения;
• наличие ровных или пологих — от 9 до 3-4% склонов без западин и блюдец;
• лучшими участками служат нижние части северных и западных склонов;
• уровень грунтовых вод должен располагаться не менее 1,5-2 м от поверхности почвы.

Обработка почвы под сад предусматривает создание близких к оптимальным условий роста и развития корневой системы. Она включает:

• расчистку и планировку участка;
• укладку оросительной и дренажной систем;
• создание глубокого корнеобитаемого слоя;
• мероприятия, обеспечивающие оптимальное фитосанитарное состояние;
• отсутствие запаса семян сорняков, фитофагов и фитопатогенов.

Особую роль в улучшении фитосанитарного состояния сада играет подбор сортов. Необходимо выбирать сорта районированные для данной зоны с высокой продуктивностью и хорошим качеством продукции. Важное значение имеет устойчивость к вредным организмам. Это создает предпосылки для снижения кратности обработок плодовых культур пестицидами при полевой устойчивости сортов или дает возможность отказаться от их применения (Б.С. Гегечкори, Т.Н. Дорошенко и др., 2006).

Саженцы лучше высаживать осенью. Особое внимание обращают на их фитосанитарное состояние: корневая система и подземные части саженцев должны быть здоровыми, исключающими занос возбудителей болезней и вредителей в сады. Саженцы поливают и обрезают для улучшения приживаемости.

В процессе выращивания плодовых культур большое значение имеет содержание почвы:

• черный пар — в течение вегетации почву содержат в рыхлом, свободном от сорняков состоянии, для чего междурядья многократно культивируют. В приствольных полосах почву рыхлят фрезами, выдвижными секциями культиваторов, плоскорезами. В результате снижается численность вредителей и запас инфекции патогенов, развитие которых в целом или отдельных стадий связано с почвой;
• сидеральная система — часть почвы содержат под травами (сидератами), предназначенными для запашки в почву. Сидераты высевают с таким расчетом, чтобы активный их рост приходился на период, наиболее обеспеченный влагой. Сидераты заделывают в почву в период цветения. Фитосанитарная эффективность зелёного удобрения заключается в оздоровлении почв от фитопатогенов, фитофагов, сорняков она выше, компостов и других органических удобрений. Минерализация запаханной массы начинается при температуре почвы 10 °С;
• дерново-перегнойная система — содержание почвы под постоянным сплошным или частичным задернением (междурядное, узкополосное и через- рядное). Травы скашивают до 6-7 раз за сезон, когда их высота достигает 10-20 см. Массу измельчают и оставляют на месте. Дозы минеральных удобрений корректируют каждые 4-5 лет, учитывая потребность в них и травы. Если приствольные полосы не задернены они обрабатываются механически. При использовании данной системы возрастает опасность увеличения численности и вредоносности цикадок, особенно в молодых садах (Т.Н. Дорошенко, 2002)

Удобрения являются одним из факторов, повышающих устойчивость плодовых культур к фитофагам и фитопатогенам. Чем выше исходный уровень содержания элементов питания в почве, тем меньше расход удобрений, поддерживающих бездефицитный баланс гумуса, а следовательно, выше супрессивность почв против вредных организмов, жизненный цикл которых адаптирован к почве.

В неблагоприятные годы, при подмерзании корней и подземной части растений, поражении листьев болезнями, повреждении вредителями полезны летние подкормки. Они особенно эффективно снижают вредоносность сосущих вредителей — тлей и клещей. Установлено, что микроэлементы прямо или косвенно активизируют более 200 ферментов, влияя на углеводный и белковый обмен растений. В результате усиливается интенсивность фотосинтеза, повышается устойчивость к биотическим и абиотическим стрессам. Одним из фитосанитарных приемов, используемых при выращивании плодовых культур, является обрезка, которая должна быть направлена на оздоровление фитосанитарной обстановки:

• обрезка и удаление инфицированных частей кроны фитопатогенами, особенно возбудителями монилиоза, цитоспороза;
• омолаживающая обрезка с удалением засыхающих малопродуктивных ветвей, восстановление их способности к росту. Это повышает устойчивость к фитофагам и фитопатогенам, которая по мере старения плодовых культур снижается;
• создание проветриваемой кроны для быстрого просыхания листьев и ограничения листостебельных инфекций;
• уход за штамбами и основанием скелетных ветвей пораженную отставшую кору зачищают до здорового места, удаляя зимующие стадии вредных организмов, а затем замазывают садовым варом или водоэмульсионной краской с добавлением препаратов группы меди (В.А. Потапов, 2000).

Своевременный полив улучшает формирование корневой системы. Активность корневой системы влияет на работу листового аппарата, метаболизм растений, а следовательно их физиологическую устойчивость к биотическим и абиотическим факторам. Полив проводят несколькими способами: поверхностным дождеванием, капельным, внутрипочвенным. При оптимальной влажности почвы активизируется компенсаторная реакция плодовых культур на поражения и повреждения всем комплексом вредных организмов (орошение снижает вредоносность обыкновенного паутинного клеща). Однако в периоды лёта спор фитопатогенов дождевание представляет определенную опасность.

Таким образом, агротехнический метод имеет важнейшее значение в управлении фитосанитарным состоянием агроценозов плодовых насаждений. Однако, учитывая большое биоразнообразие вредных организмов и их жизненные стратегии, необходимо оптимальное сочетание агротехнического, биологического и химического методов (рисунок 4).

Рисунок 4 — Схема технологии управления агроэкосистемы плодового сада (В.П. Васильев, И.З. Лившиц, 1984)

Зональные особенности интегрированной системы защиты яблони от вредителей и болезней для юга России разработаны СКЗНИИС и В (рисунок 5).

Рисунок 5 — Функциональная модель интегрированной защиты семечковых порол от вредных видов в адаптивном садоводстве (Система плоловолства в зональной спеписЬике Ктэаснолапского кпая — СКЗНИИСиВ. 2007)