Анотація до роботи:

Сумароков О.М. Твердокрилі (Coleoptera) як показник відновлення екологічного потенціалу біогеоценозів Степу України при зменшенні пестицидних навантажень. – Рукопис.

Дисертація на здобуття вченого ступеня доктора біологічних наук за фахом 03.00.16 – екологія. Дніпропетровський національний університет, Дніпропетровськ, 2008.

Дисертація присвячена оцінці реакції твердокрилих (Coleoptera) на зменшення пестицидного навантаження в умовах біогеоценозів степової зони України. Як тестові проаналізовані агрофітоценози Triticum vulgare Host., Hordeum sativum L., Pisum sativum L., Zea mays L., Helianthus annus L. і Medicago sativa L., а також біогеоценози степових балок і полезахисних лісосмуг.

На основі порівняльної характеристики двох періодів досліджень:

1-й – період широкомасштабного застосування пестицидів (з 1983 по 1989 рр.) і 2-й – період значного зменшення обсягів пестицидного навантаження в Україні (у 10-12 разів) в 1999-2005 рр. показано, що в умовах, які склалися в другому періоді, у досліджуваних біогеоценозах відбулося збільшення в 2-3 рази як кількості видів твердокрилих, так і їх динамічної щільності. На цій підставі обґрунтовано відновлення екологічного потенціалу біогеоценозів. Установлено достовірне збільшення щільності жуків-зоофагів в агроценозах у середньому в 11 разів. Аналогічні показники наведені для степових балок і лісопосадок.

На тлі значного зменшення обсягів застосування пестицидів обґрунтована здатність природних комплексів хижих жуків в ефективній регуляції чисельності шкідливих видів фітофагів в умовах агрофітоценозів без додаткового використання отрутохімікатів.

1. Результати власних досліджень і аналіз літературних даних дозволяє констатувати, що форсована інтенсифікація сільськогосподарського рослинництва, що базується на необґрунтованому нарощуванні застосування пестицидів, є основним чинником згубної дії на всі біогеоценози і призводить до корінних негативних змін їх екологічного потенціалу.

2. На основі результатів багаторічних досліджень установлено, що загальне зменшення пестицидних навантажень у 10-12 разів, що відбулося в Україні в останнє десятиліття, позитивно позначилося на відновленні екологічного потенціалу біогеоценозів, про що свідчить збільшення числа видів і динамічної щільності твердокрилих, що мешкають у досліджуваних біогеоценозах.

3. Установлено, що в умовах тестових агрофітоценозів досліджуваного регіону при зменшенні рівня пестицидного пресу відбулося збільшення кількості видів жуків в 1,5-3 рази і динамічної щільності твердокрилих із усіх трофічних груп у 9,6 рази, в тому числі, щільність жуків-зоофагів, які мають велике значення в регуляції чисельності шкідливої ентомофауни, зросла в середньому в 10,7 разів. У умовах, що склалися, не відмічено помітного збільшення чисельності основних небезпечних для польових агрокультур видів фітофагів. Загальне збільшення щільності рослиноїдних жуків відбулося за рахунок видів, що харчуються бур’янами, на підставі чого їх доречно віднести до відносно корисних видів.

4. На основі даних математичного аналізу, установлено, що зменшення пестицидних навантажень приводить до відновлення екологічного потенціалу агробіогеоценозу, який формується на сільськогосподарських угіддях. Показником цього служить збільшення потенціалу екологічної ємкості зоофагів і сапрофагів, з одночасним суттєвим зменшенням аналогічних показників для фітофагів. На цій підставі можна стверджувати, що надмірне застосування пестицидів є могутнім чинником дії, що призводить до порушення природних механізмів біоценотичного контролю за динамікою трофічної структури угруповань твердокрилих в агробіогеоценозі. Найбільш чутливими до пестицидної дії є зоофаги і сапрофаги. Тому при значному зниженні регулюючого впливу чисельності рослиноїдних комах з боку природних популяцій ентомофагів в умовах інтенсивних пестицидних навантажень потенціал зростання фітофагів збільшується у багато разів.

5. Установлено, що в умовах значного зниження пестицидних навантажень у результаті обмеження чисельності шкідливої ентомофауни природними популяціями хижих твердокрилих в агробіоценозах не відбулося зменшення врожаю основних продовольчих культур.

6. На основі аналізу сезонних змін динамічної щільності жуків-зоофагів в тестових агрофітоценозах польових культур установлено, що в посівах пшениці, ячменю і гороху найбільша їх кількість спостерігається в травні і червні, кукурудзи і соняшнику – з кінця липня до середини вересня, а в агроценозах люцерни висока щільність хижих твердокрилих відмічена впродовж практично всього вегетаційного періоду культури. Тому для збереження чисельності природних популяцій ентомофагів в агрофітоценозах слід уникати застосування пестицидів в у казані періоди.

7. У межах тестових біогеоценозів степової зони України зафіксовано 1233 види твердокрилих, що належать до 58 родин. Наведений у роботі список видового складу жуків є найповнішим для досліджуваного регіону на момент написання дисертації.

8. В умовах цілісного агробіогеоценозу зареєстрований 781 вид твердокрилих, які відносяться до 38 родин. З них більше половини вперше вказана для даних умов місцепроживань.

9. Установлено, що основу фауністичних комплексів жуків, що мешкають в окремих агрофітоценозах Степу України і є до певної міри індикатором умов даних місцепроживань, складали від 52 до 124 видів, а в цілісному агробіогеоценозі – 136 видів твердокрилих. На їх частку припадало 95-96 % усієї кількості жуків.

10. За біотопічною пристосованістю до умов середовища в агрофітоценозах серед жуків переважали степові (60,1 %) і політопні елементи (28,4 % від усіх видів). По відношенню до вологості місць існування домінували мезофіли і мезоксерофіли, які складали відповідно 61,7 % і 25,0 % від усіх видів жуків. У трофічному відношенні переважали зоофаги, які складали 43,2 % від усього числа видів жуків. Помітно поступалися зоофагам фітофаги (32,0 %) і сапрофаги (24,8 %).

11. У балочних біогеоценозах, які є відносним природним еталоном стабільності екологічного потенціалу, відмічена в цілому аналогічна з агрофітоценозами реакція твердокрилих на зменшення рівня пестицидного навантаження. Вона виявилася в істотному збільшенні динамічної щільності зоофагів у 9,5 рази, а також у збільшенні числа видів жуків із усіх трофічних груп в 1,8-2,3 рази, що свідчить про відновлення екологічного потенціалу даних біогеоценозів.

12. У степових різнотравних балках зафіксовано 757 видів жуків, що належать до 41 родини. Фауністичне ядро твердокрилих в умовах степових балочних біогеоценозів складають 111 видів жуків з 15 родин, які за щільністю були звичайними і масовими.

13. За біотопічною пристосованістю до умов середовища серед жуків у балках основними були степова і політопна групи, які складали 97,3 % від загальної кількості видів твердокрилих. Серед них на частку степових видів припадало 69,4 %. По відношенню до режиму зволоження жуки-мезофіли складали більше половини (52,3 %) видів твердокрилих. Частка мезоксерофілів складала 36,0 % усієї кількості видів. У трофічному аспекті зоофаги складали 38,7 % усіх видів жуків, дещо більше (40,5 %) були фітофагами, а інші – сапрофагами.

14. Установлено, що в результаті значного зменшення рівня пестицидного навантаження в другому періоді досліджень, у порівнянні з першим періодом, що характеризується широкомасштабним застосуванням пестицидів, у лісосмугах відбулося достовірне збільшення числа видів зоофагів у 1,5 рази. При цьому відмічене збільшення динамічної щільності жуків із усіх трофічних груп у 9,4 рази, в тому числі зоофагів – у 10,9 рази, фітофагів – в 5,7, сапрофагів – у 6,0 рази, що свідчить про відновлення екологічного потенціалу біогеоценозів лісопосадок.

15. В умовах полезахисних лісосмуг зафіксовано 676 видів твердокрилих із 49 родин. З них 451 вид уперше відмічений для даних місцепроживань у досліджуваному регіоні. Ядро фауністичних комплексів твердокрилих в полезахисних лісосмугах складають 80 видів з 13 родин.

16. Серед масових і звичайних видів жуків за біотопічною пристосованістю до умов місцепроживань основними були степова і політопна групи, частка яких складала 66,3 % від загальної кількості видів твердокрилих. Відносно до гігропреферендуму основною групою за кількістю видів жуків були мезофіли – 68,8 %. У трофічному відношенні найчисленнішими за кількістю видів були зоофаги, які складали 57,5 % від усіх видів твердокрилих. Установлено, що лісосмуги не є місцем накопичення шкідливих для агрокультур видів жуків-фітофагів.

17. На основі результатів багаторічних досліджень стає очевидним, що реально існує невідкладна проблема постійного зменшення пестицидних навантажень на біогеоценози для збереження їх природного екологічного потенціалу, що обґрунтовано в даній роботі.

Публікації автора:

1. Сумароков А.М. Эффективность предпосевной обработки семян кукурузы инсектицидами в борьбе с проволочниками // Матеріали 4-й Всесоюз. наук.-техн. конф. молодых ученых. по проблемам. кукурузы. – Днепропетровск, 1985. – Ч. 2. – С. 102-103.

2. Сумароков А.М. Изменение структуры фауны жесткокрылых (Coleoptera) пшеничных полей Степи Украины при снижении уровня применения инсектицидов // Вісн. Дніпропетр. ун-ту. Біологія. Екологія. – 2001. – Вип. 9, т. 1. – С.153-156.

3. Сумароков А.М. Жужелицы (Coleoptera: Carabidae) посевов озимой пшеницы северной части степной зоны Украины // Изв. Харьк. энтомол. о-ва. – 2001(2002). – Т. 9, вып. 1-2. – С. 216-233.

4. Сумароков А.М. Туруни (Coleoptera, Carabidae) полезахисних лісосмуг степової зони України // Лісівництво і агромеліорація. – Харків: Майдан, 2002, Вип. 102. – С.136-139.

5. Сумароков А.М. Изменение видового состава и трофической структуры колеоптерофауны при уменьшении пестицидной нагрузки на биоценозы степной зоны Украины // Изв. Харьков. энтомол. об-ва. – 2002 (2003). – Т. Х, вып. 1-2. – С. 160-174.

6. Сумароков А.М. Пути повышения видового разнообразия и численности полезной фауны жесткокрылых (Coleoptera) в биоценозах степи Украины // Вісн. Дніпропетр. ун-ту. Біологія. Екологія. – 2003. – Т. 1, вип. 11. – С.127-132.

7. Сумароков А.М. Экологическая структура фауны жуков (Coleoptera) полезащитных лесополос Степи Украины // Вестн. зоологии. – Энтомол. исследования в Украине. Тр. УЭО. – Отд. вып, 2003а – № 16. – С. 146-149.

8. Сумароков А.М. Видовое разнообразие фауны жесткокрылых (Coleoptera) биоценозов степной зоны Украины // Тр. Рус. энтомол. о-ва. – Т. 74 – СПб, 2003б – С. 95-100.

9. Сумароков О.М. Видове різноманіття і екологічна структура фауни турунів (Coleoptera, Carabidae) в агроценозах соняшнику степової зони України // Захист і карантин рослин: Міжвід. темат. наук. зб. – К, 2003в. – Вип. 49. – С. 179-187.

10. Сумароков А.М. Экологическая структура фауны жесткокрылых (Coleoptera) посевов люцерны северной Степи Украины // Проблемы экологии и охраны природы техногенного региона: Межвед. сб. науч. работ. Вып. 3. – Донецк: ДонНУ, 2003д. – С. 165-172.

11. Сумароков А.М. Видовой состав и трофическая структура фауны жесткокрылых (Insekta: Coleoptera) агробиоценозов Степи Украины // Изв. Харьк. энтомол. о-ва. – Харьков, 2003е. – Т. 11, вып. 1-2. – С. 188-193.

12. Сумароков А.М. Экологическая структура фауны жесткокрылых (Insekta: Coleoptera) агроценозов ярового ячменя степной зоны Украины // Вісн. Харків. нац. аграр. ун-ту, сер. Ентомологія та фітопатологія. – Харків, 2004. – № 5. – С.110-117.

13. Сумароков А.М. Материалы к видовому составу фауны жесткокрылых (Inseсta: Coleoptera) Днепропетровской области // Пробл. экологии и охраны природы техногенного региона: Межвед. сб. науч. работю Вып. 4. – Донецк: ДонНУ, 2004а. – С. 131-142.

14. Сумароков А.М. Биоценотические аспекты изменения фауны жесткокрылых (Coleoptera) степной зоны Украины при уменьшении пестицидной нагрузки на биоценозы // Экология и ноосферология. – 2004б. – Т. 15, № 1-2. С. 77-83.

15. Сумароков А.М. Видовое разнообразие и экологическая структура фауны жесткокрылых (Coleoptera) полезащитных лесополос степной зоны Украины // Питання степового лісознавства та лісової рекультивації земель: Міжвуз. зб. наук праць, вип. 8 (33). – Дніпропетровськ: РВВ ДНУ, 2004в. – С. 180-193.

16. Сумароков А.М. Влияние пестицидов на популяции жесткокрылых (Coleoptera) биоценозов степной зоны Украины // Науч. ведомости БелГУ – Сер. Экология. – № 1 (21), вып. 3. – Белгород, 2005. – С. 26-30.

17. Сумароков А.М. Редкие виды фауны жесткокрылых (Coleoptera) Днепропетровской области и пути сохранения ее видового разнообразия. – Рідкісні та зникаючі види комах і концепції Червоної книги України: Сб. наук. пр. – К., 2005а. – С. 104-108.

18. Сумароков О.М. Екологізація захисту рослин // Карантин і захист рослин. – 2005б. – № 8. – С. 10-12.

19. Сумароков А.М. Видовое разнообразие и экологическая характеристика фауны жужелиц (Coleoptera: Carabidae) агроценозов ярового ячменя степной зоны Украины // Вісн. Харк. нац. ун-ту. – Сер. Ентомологія та фітопатологія. – Харків, 2005в. – №4. – С. 52-57.

20. Сумароков А.М. К изучению фауны жесткокрылых (Insecta:Coleoptera) агроценозов кукурузы в степной зоне Украины // Изв. Харьк. энтомол. о-ва. – 2005(2006). – Т. 13, вып. 1-2. – С. 137-143.

21. Сумароков О.М. Жуки-ентомофаги агроценозу гороху // Карантин і захист рослин. – 2007. – № 11. – С. 7-9.

22. Сумароков А.М. – Наукові основи агропромислового виробництва в зоні Степу України. Захист рослин від шкідників і хвороб /Під ред. М. Є. Зубця, В.П. Ситника, В. О. Крутя. / – К: Аграрна наука, 2004. – С. 427-450. (Особистий внесок – 30 %: проведення досліджень, їх аналіз, висновки і пропозиції.)

23. Сумароков А.М. Система ведення сільського господарства Дніпропетровської області. Інтегрований захист від шкідників і хвороб / Під ред. О. А.Любовича, Є. М. Лебідя та ін. –Дніпропетровськ, 2005. – С. 95-124. (Особистий внесок – 30 %: проведення досліджень, їх аналіз, висновки і пропозиції.)

24. Колесников Л.О., Сумароков А.М. Зональные особенности фауны жужелиц (Coleoptera, Carabidae) пшеничных ценозов лесостепной и степной зон Украины // Энтомол. обозрение. – 1993. – Т. 72, № 2. – С. 326–332. (Особистий внесок – 50 %: планування і проведення досліджень, збір матеріалу, аналіз отриманих даних, підготовка рукопису.)

25. Мірошниченко С.Ф., Сумароков О.М. Дія гербіцидів на фауну жужелиць (Coleoptera, Carabidae) у посівах укісно-кормового гороху і соняшнику // Вісн. с.-г. науки. – К.: Урожай, 1987. – № 5 (354). – С.34-36. (Особистий внесок – 50 %: планування і проведення досліджень, збір матеріалу, аналіз отриманих даних, підготовка рукопису.)

26. Писаренко В.Н., Сумароков А.М., Ковалёв А.М. Особенности формирования карабидофауны в агроценозах кукурузы в условиях монокультуры и севооборотов // Экология и таксономия насекомых Украины. – К.: Наук. думка, 1988. – С. 44-47. (Особистий внесок – 80 %: планування і проведення досліджень, збір матеріалу, визначення видового складу жуків, аналіз отриманих даних, підготовка рукопису.)

27. Федоренко В.П., Сумароков О.М. Методика ентомологічних досліджень // Карантин і захист рослин. – 2006. – № 9. – С. 18. (Особистий внесок – 50 %: проведення досліджень, збір матеріалу, аналіз отриманих даних.)

28.Сумароков О.М. Колеоптерофауна в посівах озимої пшениці північного степу України // Бюл. Ін-ту зернового господарства – 2001. – № 15-16. – С. 49-56.

29. Сумароков А.М. Видовой состав и экологическая структура фауны жужелиц агроценозов люцерны Степи Украины // Вісн. Дніпропетр. держ. аграр. ун-ту. – Дніпропетровськ, 2004 – № 1. – С. 23-27.

30. Сумароков А.М. Пути решения проблемы увеличения численности и видового разнообразия энтомофауны агроценозов Степи Украины // Матеріали міжнар. наук.-практ. конф. “Інтегрований захист рослин. Проблеми та перспективи”, Київ, 13-16 листопада 2006 р. – К, 2006. – С. 64-66.

31. Сумароков А.М. Закономерности формирования фауны жужелиц (Coleoptera, Carabidae) в полевых агроценозах степной зоны Украинской ССР // 12 Междунар. симп. по энтомофауне Средней Европы. 1988. – К.: Наук. думка, 1991. – С. 424-426.

32. Сумароков А. М. Закономерности формирования фауны жесткокрылых (Coleoptera) основных биоценозов степной зоны Украины // Тез. допов. 6-го з’їзду Українського ентомол. т-ва. – Біла Церква, 8-11 вересня 2003 р. – Ніжин, 2003. – С. 118.

33. Сумароков А.М. Полезная фауна жесткокрылых (Coleoptera) биоценозов степи Украины и пути увеличения её видового разнообразия и численности // Материалы 2-й междунар. науч. конф. “Биоразнообразие и роль зооценоза в естественных и антропогенных экосистемах”, Днепропетровск, 28-31 окт. 2003 г. – Днепропетровск: ДНУ, 2003. – С. 166-169.

34. Сумароков А. М. Ответные реакции популяций насекомых на изменение уровня пестицидного воздействия на биоценозы степной зоны Украины // Материалы 8-й Междунар. эколог. конф. «Актуальные проблемы сохранения устойчивости живых систем», г. Белгород, 27-29 сент. 2004 г. – Белгород, 2004. – С. 213-214.

35. Сумароков А.М. Эколого-функциональная структура фауны жесткокрылых (Insekta: Coleoptera) агробиоценозов степной зоны Украины // Материалы 9-й Междунар. начн.-практ. эколог. конф. «Современные проблемы популяционной экологии», г. Белгород, 2-5 октября 2006 г. – Белгород, 2006. – С. 206-207.

36. Сумароков А.М. К вопросу о ценотическом статусе посевов полевых агрокультур // Тез. доп. VII з’їзду УЕТ, Ніжин, 14-18 серпня 2007 р. – Ніжин, 2007. – С. 127.

37. Сумароков А.М. Ответные реакции популяций жесткокрылых (Coleoptera) на уменьшение уровня пестицидного воздействия на биоценозы степной зоны Украины // Тез. докл. 13-го съезда РЭО “Достижения энтомологии на службе АПК, лесного хозяйства и медицины”. – Краснодар, 9-15 сент. 2007 г. – Краснодар, 2007. – С. 203-204.

38. Сумароков А.М. Жуки-зоофаги агробиогеоценозов степной зоны Украины // Материалы 4-й Междунар. науч. конф. “Биоразнообразие и роль животных в экосистемах”: Тез. докл. – Днепропетровск, 9-12 окт. 2007 г. – Днепропетровск, 2007. – С. 299-301.

39. Писаренко В. Н., Сумароков А.М. Жужелицы (Coleoptera, Carabidae) в агроценозах люцерны // Проблемы почвенной зоологи: Материалы 9-го Всесоюз. совещ. – Тбилиси: Мецниереба, 1987. – С. 221-222.

40. Sumarokov A. M. Die Gesetzmigkeiten der Bildung der Laufkfer-Fauna (Coleoptera, Carabidae) auf der Feld-Agrozenjsen der Steppenzone der Ukraine // XII Intern. Symp. ber Entomofaunistik in Mitteleuropa, Kiew, 25-30 Sept. 1988, Kurzfass. Der Vortrage. – Kiev, 1988. – S. 160.