BeEnergy.ru

Е. И. КИРОВ,
(Институт химической кинетики и горения СО АН СССР)

Определение эффективности мероприятий связано с их количественной оценкой. Популяции животных как диффузные системы (Налимов, 1971) оцениваются количественно с вероятностным подходом. При оценке численности животных в первую очередь рекомендуется установить закономерности их распределения (Макфедьен, 1965; Бейли, 1970).

В данной работе использовано распределение Пуассона (Зыков, Сапегин, 1967; Иванюта, 1968; Кудрин. 1965; Любищев, 1968; Смирнов, 1965; Степанцев, Кособуцкий, Любищев, 1936) для оценки численности насекомых в связи с обработками очагов майского хруща аэрозольным генератором МАГ-3 (Ковальский, Берденникова, Киров,  1967).

Методика работы и расчет эффективности. В характерных местах обитания майского хруща, а именно в молодняках сосны естественного и культурного происхождения, в лесах типа сосняк-беломошник в возрасте 5—20 лет, сосняк сухой производились почвенные раскопки в два срока: до лёта жуков в апреле и после окончания лёта и кладки яиц майского хруща в июне на защищаемой территории и в контроле. Всего вырыто около 3 тыс. ям размером 1 X 1 X 0,5 м в 13 различных участках на территории трех лесничеств Мушмаринского  лесхоза  Марийской  АССР.

Результаты раскопок показали, что распределение жуков и кладок яиц майского хруща в почвенных ямах

Заселение-почвы-жуками

описывается распределением Пуассона (рис.). График построен по данным таблицы суммарных значений функ­ции Пуассона (Янко, 1961). Верхняя и нижняя кривые соответствуют доверительным границам средней в пределах трех ее ошибок. С помощью критерия Х² про­верено соответствие фактического распределения тео­ретическому. Получено хорошее согласие. Распределение Пуассона возникает в том случае (Вентцель, 1964), если, во-первых, объекты попадают в неперекрывающие­ся области независимым образом, во-вторых, объекты появляются поодиночке, в-третьих, объекты распределе­ны статически равномерно со средней плотностью X. Последнее (λ— константа) несущественно.

Первое условие закона Пуассона в применении к распределению жуков и кладок яиц майского хруща в почве выполняется, так как места кладки яиц в пределах стации —случайный процесс. Поскольку из одной клад­ки в 20—30 яиц через 5 лет образуется в лучшем случае 1 жук (Семевский, 1968), то жуки располагаются в поч­ве независимо друг от друга. Второе условие выполняет­ся всегда, жуки и кладки яиц встречаются поодиночке. Третье условие распределения Пуассона в сухих борах Марийской АССР, как правило, соблюдается. Плотность майского хруща, заселяющего сосновые молодняки пло­щадью до нескольких гектаров, как показывают данные парных проб, довольно равномерная.

Таким образом, распределение жуков и кладок яиц майского хруща в почве удовлетворяет условиям рас­пределения Пуассона, и наблюдаемое согласие между теорией и фактическими данными можно считать зако­номерным для сухих боров.

Распределение Пуассона является однопараметрическим и полностью определяется средней плотностью (К), которая функционально связана со встречаемостью. Поэтому представляется возможность переходить от встречаемости изучаемого явления, характеристики по существу качественной и получаемой экспериментально без особых затруднений и ошибок, к средней величине (Я), т. е. давать количественную характеристику опре­деляемой величины.

Эффективность аэрозольных обработок рассчитыва­лась по формуле:

формула

где Э — эффективность борьбы (%);

Xt — плотность кладок яиц майского хруща на за­щищаемой территории после обработки (шт/кв. м).

Хо—плотность жуков-самок на защищаемой терри­тории до выхода их из почвы (шт/кв. м).

Wt-o— коэффициент, отношение плотности кладок яиц к исходной плотности самок в контроле. Дробь в правой части формулы обозначает, естест­венно, оставшуюся в живых часть популяции с учетом изменения плотности в контроле. Приведенная формула соответствует общей формуле определения эффективно­сти борьбы с насекомыми (Семевский, 1968).

Плотность жуков-самок (Х₀) определялась при пер­вых раскопках до выхода жуков из почвы. Поскольку процент заселенных ям в условиях сухих боров Марий­ской АССР связан со средней плотностью жуков майского хруща законом Пуассона, то можно рассчитать плотность самок (Хо) «а каждой пробе, зная лишь процент ям, в которых найдены самки. Например (см. табл. и рис.), в пробе 1 было заселено 35% ям, что соответствует плотности самок Х0 = 0,48 шт/кв. м.

Плотность кладок яиц (Xt) майского хруща определялась при повторных раскопках на тех же пробах среди старых ям. И в этом случае количественные характеристики кладок яиц в шт/кв. м могут быть определены по проценту ям, заселенных кладками.

Раскопки в контроле были необходимы, так как позволили рассчитать отношение плотности кладок яиц майского хруща к исходной плотности самок в естественных условиях, т. е. без вмешательства химической борьбы. Отношение упомянутых величин, обозначаемое коэффициентом Wt_o, дает возможность учесть естественное изменение плотности, на которую оказывают влияние такие факторы, как смертность самок, разлет или концентрация популяции по стациям и другие.

Биологический смысл коэффициента Wt-o состоит в том, что он определяет, сколько кладок в среднем приходится на одну самку, обнаруженную весной или прошедшей осенью в почве в данном конкретном месте с учетом смертности, перераспределения жуков между стациями (разлет или концентрация) и прочих причин.

Таким образом, этот коэффициент позволяет определить, сколько яиц приходится на одну найденную в земле самку в данной популяции, что важно для оценки динамики численности. Дополнительно нужно знать численность яиц в первой, второй и третьей кладках, наблюдаемую у популяции в целом (Рожков, 1966; Трошанин, 1966).

Эффективность-аэрозольных-о

В условиях Марийской АССР нами определена численность первой и последующих порций зрелых яиц. Самки жуков майского хруща регулярно отлавливались, вскрывались, и, если яйца были зрелые, подсчитывалось их количество. В период до первой кладки (8—18 мая) подсчитаны яйца у 104 самок, в период второй-третьей кладок (19 мая—10 июня) у 193 самок. Среднее количество яиц в первой порции составило 30,4±0,5 шт., во второй-третьей порциях—23,5 + 0,3 шт. Итак, зная число яиц в кладках майского хруща (30 и 23 шт.) и число кладок, приходящихся на 1 самку, обнаруженную в почве, т. е. коэффициент Wt-0 = 0,7—2  (см 80 табл.), можно определить число яиц на 1 самку, которое следует брать в аналогичных расчетах. В данном случае на одну учтенную при почвенных раскопках самку можно брать от 30X0.7 = 21 шт. до 30+23 = 53 шт. яиц. Обычно в подобных расчетах берут 60—70 шт. яиц на 1 самку (Ильинский, Храмцов,1960; Трошанин, 1966), т.е. число яиц искусственно завышается, что приводит к искусственному завышению эффективности борьбы.

Эффективность аэрозольных обработок по уменьшению заселенности почвы кладками яиц майского хруща показана в таблице. Эффективность рассчитана при разных значениях коэффициента Wt-o- По данным в контроле, этот коэффициент не опускался ниже 0,7. Поэтому вычисления выполнены для значений 0,7; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0. Более высокое, чем 3,0, значение коэффициента маловероятно: в популяции майского хруща обычно не наблюдается более трех кладок, а этот коэффициент есть среднее число кладок яиц на одну самку.

Исходя из сказанного, а также опираясь на данные, полученные в контроле, и наблюдая довольно низкую исходную плотность самок на защищаемой территории, равную в среднем 0,41 шт/кв. м, вероятнее всего предположить, что значение коэффициента Wt-o в данном случае находится в пределах от одной до двух единиц. При таких значениях коэффициента Wt-o эффективность аэрозольных обработок составляет 55—80%.

Необходимо подчеркнуть вероятностный характер определения результатов борьбы. В данном случае можно говорить, что численность кладок яиц майского хруща уменьшилась в пределах 55—80% в результате химической борьбы с жуками. Маловероятно, что эффективность в среднем меньше 55% и больше 80%.

Точность учетов и минимальное число почвенных ям по пробе. Определена точность учета. Для этого вычислена относительная разница между расчетной и фактической заселенностью ям жуками. Относительная разница вычислялась следующим образом. Экспериментально найдено, что плотность самок майского хруща составила 0,48% шт/кв. м, процент заселенных ям — 35. По рисунку находим, что среднее — 0,48 шт/кв. м соответствует заселенности 38%. Абсолютная разница составляет 38—35 = 3%.

По отношению к расчетной заселенности искомая относительная разница составит (3х100)/38=8%. Последняя подсчитана для всех проб. Статистическая обработка дает среднюю величину относительной разницы х=12+1,2%.

Важно определить минимальное число почвенных ям, которое необходимо вырыть на пробной площади для получения средней величины с заданной точностью. Вычислим минимум ям при условии, что имеем пуассоновское распределение, и средняя определяется с точностью 10%. Из статистики известно:

формула

где Sx — ошибка средней; а — среднее квадратичное отклонение; n— число ям; р — точность определения средней (%), х — средняя. Из 1и 2 находим значение n, полагая, что σ2 = х — условие распределения Пуассона; р=10%, тогда

формула-3

т. е. минимальное количество ям в пробе обратно пропорционально средней при заданных условиях. В данном случае в каждой пробе копалось по 100 ям. Как показано выше, относительная ошибка в определении процента заселенных жуками ям составила в среднем 12%, что сходится с заданной точностью.

Другие возможности. Зная встречаемость жуков, можно вычислить плотность будущих кладок и, наоборот, зная плотность или встречаемость кладок, можно рассчитать численность жуков-самок майского хруща. Таким образом, представляется возможность расчета динамики численности майского хруща по разовым раскопкам.

Преимущества и недостатки. Эффективность химической борьбы вычислялась в данном случае по уменьшению заселенности почвы кладками яиц. Проверка эффективности по численности дочернего поколения майских хрущей соответствует потребностям практики. Эффективность химической борьбы по смертности жуков обязательно проверяется осенью по численности пер-нолеток. Предлагаемая методика исключает двойную проверку, выявляет участки, где химическая борьба с жуками проведена с опозданием, т. е. после первой кладки, и другие недостатки работы.

Учет смертности жуков ограничен временем. Обязательна проверка учетных площадок через сутки, далее через двое — пятеро суток после химической борьбы. Срок учетов по предлагаемой методике начинается от конца яйцекладки (июнь — июль) и продолжается до от-рождения и значительного расползания личинок ‘(июль — август), т. е. может длиться более месяца. Более длительный период учета удобнее для планирования работы и дает лучшие результаты.

Почвенные раскопки по этой методике предполагают фиксацию качественного признака: процента заселенных ям, позволяющего переходить к показателю количества жуков или кладок яиц на единицу площади. Поэтому при высокой заселенности объем работы можно сократить. В части ям жуки или кладки яиц будут найдены в первых лопатах земли. В этом случае начатая яма фиксируется как заселенная, и можно переходить к следующей.

Как показала практика, кладки яиц в противоположность личинкам первого возраста обнаруживаются в почве легко. Действительно, требуется увидеть хотя бы одно яйцо из 20—30 шт., лежащих кучкой в одном месте. Этого уже достаточно для фиксации заселенности ямы кладками. Раскопки для обнаружения личинок первого возраста требуют, чтобы была найдена непременно каждая личинка, а это приводит к завышению показателей эффективности борьбы против майского хруща (Троицкий, 1958).

К недостаткам работы относится ее трудоемкость, связанная со значительным объемом почвенных раскопок. Очевидно, здесь необходима механизация. Возможны раскопки с помощью навесного экскаватора или посадочного бура в комплекте с трактором «Беларусь», имеющихся в лесхозах.

Выводы

1. Предложена методика учета эффективности химической борьбы против жуков майского хруща, основанная на закономерностях распределения жуков и кладок яиц в почве.
2. Эффективность аэрозольных обработок генератором МАГ-3 очагов майского хруща в Верхнем Поволжье, рассчитанная по уменьшению численности дочернего поколения, находится в пределах 55—80%.
3. Оценены точность предложенной методики, ее преимущества и недостатки.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

• Вентцель   Е. С. Теория вероятностей. «Наука», М.,  1964.
• 3ыков К.Д., Сапегин Я.В. Математическая модель распределения лосей. — В сб.: Структура и функционально-биоценотическая роль  животного  населения  суши.  М.,   1967.
• Ильинский А.И., Храмцов Н. Н. Новое в химической борьбе с вредителями леса. Гослесбумиздат. М.,  1960.
• Иванюта В.М. К вопросу о применении биометрической теории  в лесном  хозяйстве. — «Лесной  журнал»,  1968, № 5.
• Кудрин А. И. К вопросу о применимости земляных ловушек для изучения распределения и взаимодействия элементов энтомо-фауиы на поверхности почвы. — В сб.: Защита зерновых культур от вредных насекомых в районах освоения целинных степей. — Труды ВЭО. «Наука», М.—Л., Ш65.
• Ковальский А.А., Бердеиникова С. П., Киров Е. И. Эффективность мощной волны высокодисперсных инсектицидных аэрозолей в борьбе с вредителями леса. — В кн.: Материалы (тезисы) Всесоюзной и.-т. конференции по применению аэрозолей в народном хозяйстве. М.,   1967.
• Любищев А.А. К методике количественного учета и районирования  насекомых.  Фрунзе,  1958.
• Макфедьен   Э. Экология животных.  «Мир», М.,   1965.
• Налимов В В. Теория эксперимента. «Наука», М.,   1971.
• Рожков А.А. Восточный майский хрущ в Тюменской области. В кн.: Материалы II Всесоюзного совещания по проблемам почвенной зоологии. «Наука», М., 1966.
• Семевский Ф.Н. Об оценке эффективности борьбы с насекомыми.— «Зоологический журнал» т. 47, вып. 8,  1968.
• Смирнов В.С. Методы учета численности наземных позвоночных. Свердловск, 1965.
• Степанцев И.Н., Кособуцкий М.И., Любищев А.А. Методика энтофитопатологического учета. Ташкент, 1936.
• Троицкий Б.Г. Опыт и результаты авиахимборьбы с восточным майским хрущом в 1957 г. в Чувашской АССР, Марийской АССР. — В кн.: Сб. трудов по лесному хозяйству ТатЛОС, вып.  14,  1958.
• Тропин И.В. Химическая защита леса от насекомых, М., 1968.
• Трошанин П. Г. Хрущи и борьба с ними. — «Лесная промышленность», М., 1966.
• Янко Я. Математико-статистические таблицы. М., Госстатиздат,  1961.