Всероссийский научно-исследовательский институт защиты растений Лаборатория фитосанитарной диагностики и прогнозов

 Last updated:  12 June 2015
 

Руководитель - И.Я.Гричанов, доктор биологических наук

В 2015-2017 гг. лаборатория работает по Программе ФНИ государственных академий наук на 2013-2020 годы по следующим пунктам и подпунктам:

Пункт 14 «Актуальные проблемы создания систем мониторинга, прогноза и оценки фитосанитарного состояния агроландшафтов нового поколения в целях повышения эффективности проведения защитных мероприятий и снижения их затратности».
Подпункт 1. «Инвентаризация и мониторинг видового состава вредных организмов в агроландшафтах и агроэкосистемах на территории РФ и сопредельных стран. Разработка информационно-поисковых систем, баз данных, электронных определителей и карт распространения сорняков, вредителей и возбудителей болезней культурных растений».
Пункт 15 «Молекулярно-биологические и нанотехнологические основы разработки биологических и химических средств защиты растений нового поколения в целях эффективного и безопасного их использования в интегрированных системах защиты растений».
Подпункт 5. «Изучение видового разнообразия и адаптаций насекомых-энтомофагов, энтомопатогенных грибов и микроспоридий для выявления механизмов биоценотической регуляции и разработки приемов сохранения полезной биоты, в том числе при создании биотехнологий органического земледелия».
Проводимые в лаборатории работы вносят вклад в развитие двух Приоритетных направлений развития науки, технологии и техники в РФ («Науки о жизни» и «Рациональное природопользование»), а также критической технологии: Технологии мониторинга и прогнозирования состояния окружающей среды, предотвращения и ликвидации ее загрязнения:
? Картирование зон вредоносности и ареалов отдельных опасных и особо опасных сорных растений, вредных насекомых и фитопатогенных грибов. Разработка карт комплексной вредоносности отдельных групп вредных организмов, на территории России и сопредельных стран (Берим М.Н. ст. науч. сотр., Гричанов И.Я., рук. лаб., Давидьян Г.Э., ст. науч. сотр., Карлик Ф.А., ст. науч. сотр., Нейморовец В.В., ст. науч. сотр., Овсянникова Е.И., вед. науч. сотр., Саулич М.И., вед. науч. сотр., Якуткин В.И., вед. науч. сотр.).
? Создание гербарной  коллекции видов сорных растений, произрастающих на территории РФ, в целях повышения точности их диагностики. Разработка картографической базы данных распространения видов сорных растений (в том числе и заносных) на территории России (Ларина С.Ю., ст. науч. сотр., Лунева Н.Н., рук. сектором, Соколова Т.Д, ст. науч. сотр., Белоусова Е.Н., науч. сотр., Мысник Е.Н., науч. сотр., Лебедева Е.Г. вед. инженер науч. лаб.).
? Описание новых для науки таксонов насекомых. Оценка таксономического статуса сомнительных и редких родов и видов фитофагов и энтомофагов по коллекционным материалам. Обобщение таксономических ревизий и списков видов фитофагов и энтомофагов с целью уточнения их фактического и потенциального ареала (Гричанов И.Я., рук. лаб., Давидьян Г.Э., ст. науч. сотр., Нейморовец В.В., ст. науч. сотр.).
? Изучение видового разнообразия и адаптаций насекомых-энтомофагов для выявления механизмов биоценотической регуляции в естественных биотопах и агроценозах (Гричанов И.Я., рук. лаб., Нейморовец В.В., ст. науч. сотр., Овсянникова Е.И., вед. науч. сотр.).
? Разработка новых межгосударственных стандартов в области защиты растений (Гричанов И.Я., рук. лаб., Карлик Ф.А., ст. науч. сотр., Нейморовец В.В., ст. науч. сотр., Овсянникова Е.И., вед. науч. сотр.).

Текущие внебюджетные проекты (2015):

1. Грант РФФИ № 14-04-00285 «Видовое и фитоценотическое разнообразие в агроэкосистемах Ленинградской области как основа агроэкологического зонирования пахотных земель» Руководитель Лунева Н.Н.
2. Грант РФФИ № 14–04–00264-а «Ревизия систематики, филогении, фауны и хорологии семейства Dolichopodidae (Diptera) Палеарктической области» (соисполнитель И.Я.Гричанов).
3. Грант РФФИ № 12-04-91174-ГФЕН «Изучение экологических аспектов диапаузы и миграций лугового мотылька Loxostege sticticalis в приграничном регионе России и Китая» (соисполнитель М.Н.Берим).
4. Грант РФФИ № 13-07-96508 «Разработка и создание базы данных и информационно-поисковой системы «Сорные растения степной зоны возделывания Краснодарского края и борьба с ними» на базе мониторинговых исследований и долгосрочного прогноза развития засоренности» (соисполнители Н.Н.Лунева, Т.Ю. Закота, Лебедева Е.Г.).
5. Договора на выполнение работ в области технического регулирования (2013-2016) (рук. И.Я.Гричанов, Карлик Ф.А., Нейморовец В.В., Овсянникова Е.И.).
6. Школа повышения квалификации в ВИЗР по техническим средствам защиты растений (доклад по техническому регламенту, СПб, ВИЗР (И.Я.Гричанов, Овсянникова Е.И.).
7. Школа повышения квалификации ВИЗР «Фитосанитарный мониторинг и методы защиты сельскохозяйственных культур от сорных растений» 27-31 октября 2014 г. (руководитель Н.Н. Лунева).
8. Договор о творческом сотрудничестве по проблемам мониторинга фитосанитарной ситуации и прогнозам развития и распространения особо опасных вредителей сельскохозяйственных растений» между ФГУ «Российский сельскохозяйственный центр» Министерства сельского хозяйства Российской Федерации (Россельхозцентр) и ГНУ ВИЗР (2009-2015) (рук. И.Я.Гричанов).
9. Соглашение от 20 сентября 2014 г. О научном сотрудничестве Всероссийского НИИ защиты растений (ВИЗР) и Вейделевского научно-производственного сельскохозяйственного института селекции и семеноводства подсолнечника Центрально-Черноземного региона (ВИП) (исполнитель В.И. Якуткин).

Исполнители проекта имеют многолетний опыт в изучении экологии, фауны, таксономии, систематики и географии фитофагов и энтомофагов отдельных групп насекомых из отрядов Coleoptera, Diptera, Heteroptera, Lepidoptera, Homoptera и др. Ими описаны сотни новых видов, новые роды, составлен ряд региональных каталогов видов и определительных таблиц. Их совместное сотрудничество означает, что объединенный исследовательский коллектив профессионально знаком с фауной наиболее обильных видами групп насекомых, имеет опыт участия в составлении перечней опасных вредителей и краснокнижных видов, подготовке большей части статей и карт по насекомым двуязычного интернет-справочника «Агроэкологический атлас России и сопредельных стран» (http://www.agroatlas.ru). Опубликован ряд важных обобщений по фаунистическим комплексам ряда стран. Коллекции Зоологического института РАН, Зоологического музея МГУ, ВИЗР, а также более 30 европейских музеев и институтов, переданные для работы авторам проекта, хранят представителей большинства родов и многих видов изучаемых таксонов России и других стран.
Разработаны некоторые новые методы полевых экологических исследований вредных и полезных насекомых, в частности, приемы работы с электрическими (всасывающими), цветными и феромонными ловушками; установлены виды и способы расчета корреляции между отловом насекомых ловушками и численностью преимагинальных стадий.
Исполнители проекта на протяжении многих лет принимали участие в экспериментальном изучении фауны и экологии насекомых в различных регионах СНГ и за рубежом. Применение современных подходов морфологического и ГИС анализа позволило усовершенствовать методы диагностики, охарактеризовать разнообразие и филогенетические связи хозяйственно значимых насекомых, перейти от картирования ареалов и зон вредоносности отдельных видов к созданию цифровых карт комплексной вредоносности вредных организмов. Эта основа позволит выполнить проект в планируемый срок.
Развивается направление прогнозирования видового состава сорных растений отдельных регионов на основе эколого-географического подхода (Лунева, 2012; Лунева, Мысник, 2012, 2013). Создана и активно используется уникальная база данных «Сорные растения во флоре России» позволяющая систематизировать и анализировать информацию о распространении видов сорных растений на территории разных регионов России; о засоренности конкретных сельскохозяйственных культур на территории разных регионов России; отслеживать динамику распространения отдельных видов сорных растений. Данные БД и ИПС «Сорные растения во флоре России» будут использованы в построении и корректировке ареалов распространения сорных растений на территории Российской Федерации. Имеется коллекция цифровых изображений видов сорных растений, являющаяся самой крупной специализированной фото-коллекцией сорных растений в России (более 6500 изображений). Создается электронный определитель видов сорных растений. Принципиально важным моментом решения данной задачи является не создание определителя видов нескольких конкретных семейств, а разработка универсального алгоритма создания определительных ключей, пригодного для любой таксономической группы.
В настоящее время практически единственной научной организацией в РФ, где изучается распространение видов сорных растений (Ленинградская, Псковская, Новгородская, Вологодская, Саратовская, Воронежская, Ростовская, Курская, Астраханская, Новосибирская, Омская, Курганская области, Краснодарский край, республика Бурятия и др.), является ВИЗР. Результаты исследований отражены в многочисленных публикациях (Лунева, Филиппова, 2008; Лунева и др., Мысник, 2009; Надточий и др., 2009; Доронина, Лунева, Надточий, 2010), а также использованы при создании вышеупомянутого Агроатласа).

Оборудование:

Работа проводится на имеющемся в лаборатории и Центре коллективного пользования "Инновационные технологии защиты растений" (ЦКП ИТЗР) лабораторном и компьютерном оборудовании (компьютеры последнего поколения, лазерные принтеры и сканеры). Имеется роботизированный стереомикроскоп «Zeiss Discovery V12» с камерой «AxioCam» программой AxioVision, которая помимо прочего обеспечивает совмещение в одном результирующем изображении нескольких фокусных плоскостей (функция склейки Z-Stack). Для ультрамикроскопической съемки имеется стереомикроскоп «Zeiss Axiostar Plus», также связанный через камеру «AxioCam» с программой AxioVision. Изображения окончательно обрабатываются в программе Adobe Photoshop CS. Используются оборудование ЦКП ИТЗР, коллекции коллекции насекомых и растений ВИЗР, Зоологического и Ботанического институтов в Санкт-Петербурге и Зоологического музея МГУ в Москве, других российских и зарубежных научных учреждений.

Основные методы:

Методы изучения закономерностей изменения видового и внутривидового разнообразия, состава и численности фитофагов и энтомофагов, сорных растений и фитопатогенных грибов, обеспечивающие обоснование их кластеризации, или группирования, по степени их вредоносной или полезной активности в антропогенных экосистемах.
Методы мониторинга и прогноза экономически значимых вредителей и их энтомофагов, сорных растений и фитопатогенных грибов, в целях получения современной информации о фитосанитарном состоянии антропогенных экосистем.
Методология создания информационной инфраструктуры мониторинга и прогноза фитосанитарного состояния антропогенных экосистем на основе сети "Интернет".
Методы оптимизации сбора и анализа информации о таксономической структуре и географическом распространении фитофагов и энтомофагов, сорных растений и фитопатогенных грибов, и алгоритмы их реализации в предметно-ориентированных базах данных.
Методы картирования территории России и других стран по степени вероятного распространения вредителей растений и сорных растений, по экологическим факторам, определяющим динамику их численности и вредоносности в местах постоянных резерваций.
Методика создания ГИС с использованием MapInfo Professional v. 8.0 и AxioVision. Методический подход на основе ГИС-технологий трехмерного анализа распространения основных вредителей сельскохозяйственных культур и сорных растений, на территории РФ и других стран.
Совершенствование существующей картографической базы данных, объединяющей все к настоящему времени разработанные векторные карты и сопроводительные материалы с
использованием средств Microsoft Access и Microsoft Visual FoxPro v. 8.0, с целью выделения зон потенциально низкого, среднего и высокого фитосанитарного риска для выращивания экономически значимых культур.
Традиционные методы камеральных и полевых исследований насекомых, сбора коллекционного материала.
Методы, опубликованные в сборниках с участием сотрудников лаборатории:
Гричанов И.Я. (ред.). Высокопроизводительные и высокоточные технологии и методы фитосанитарного мониторинга. СПб.: ВИЗР. 2009. С. 1–84.
Гричанов И.Я. (ред.). Методы фитосанитарного мониторинга и прогноза. 2-е изд. СПб.: ВИЗР. 2013. С. 1–128.
 
 

Исследования по прогнозу вредных объектов начаты в ВИЗР в 1930 г. в Секторе прогноза вредителей. В дальнейшем они продолжались в лаборатории зоологии и других подразделе-ниях института. В 1946 г. была создана лаборатория прогнозов размножения массовых вре-дителей сельскохозяйственных культур. Ее руководителем в течение 40 лет был профессор И.Я.Поляков. Проблемами прогнозов занимались известные ученые А.А.Ячевский, А.А.Штакельберг, А.А.Любищев, С.А.Предтеченский, К.М.Степанов, А.Е.Чумаков, Т.С.Гладкина, Е.П.Цыпленков и многие другие. В настоящее время в лаборатории работают 2 доктора, 9 кандидатов наук и 2 аспиранта.
В лаборатории установлены закономерности изменения видового состава и вредоносности вредных чешуекрылых плодовых и овощных культур. Разработана система мониторинга этих насекомых на основе синтетических половых феромонов. Впервые в России организо-ван мониторинг мигрирующих насекомых с помощью электрической всасывающей ловушки.
Выявлены ключевые факторы, определяющие динамику численности кукурузного мотылька, что является основой многолетних и долгосрочных прогнозов. Разработаны методы прогноза его вредоносности. Создана система прогнозирования белой и серой гнилей подсолнечника. Выявлены предикторы многолетнего прогноза фомопсиса подсолнечника. Предложен метод мониторинга вирулентности популяций возбудителя ложной мучнистой росы подсолнечни-ка.
С помощью электронной агрометеостанции усовершенствован локальный краткосрочный прогноз фитофтороза картофеля, парши яблони и отдельных вредителей плодового сада. Разработаны методические основы использования современных компьютерных систем для прогнозирования и фитосанитарного районирования вредных объектов и применения сверх-легких летательных аппаратов для совершенствования дистанционного мониторинга.
На основании данных ВИЗР и опубликованных материалов с использованием географиче-ских информационных систем и графических компьютерных редакторов составлены карты ареалов распространения и вредоносности ряда особо опасных вредителей и болезней на территории России и соседних регионов: мышевидные грызуны, луговой и кукурузный мо-тыльки, злаковые тли, колорадский жук, свекловичный долгоносик, фитофтороз картофеля, фомопсис подсолнечника и др.
За время существования лаборатории было издано 10 монографий, 30 книг и брошюр, а так-же подготовлено 6 докторов и 48 кандидатов наук.
Продолжается разработка теории и методов диагностики популяций членистоногих и фито-патогенов, изучается динамика их численности и внутривидовая изменчивость. Результаты частично отражены на лабораторном сайте - http://www.fortunecity.com/greenfield/porton/875/defaulrus.html
Работа проводится в направлениях:
- разработка новых методов и технологий мониторинга и прогноза вредных организмов (к.б.н. И.Я.Гричанов, д.б.н. М.А.Булыгинская, кандидаты наук Е.И.Овсянникова и М.Н.Берим, н.с. Г.Э.Давидьян);
- изучение закономерностей динамики численности и структуры популяций вредных насе-комых (д.б.н. А.Н.Фролов, кандидаты наук М.А.Чумаков, Т.Л.Кузнецова и М.Н.Берим);
- разработка технологий фитосанитарного мониторинга и систем прогнозирования наиболее вредоносных болезней сельскохозяйственных культур (к.б.н. В.И.Якуткин, н.с. О.В.Кунгурцева);
- совершенствование методов аэровизуальной диагностики и разработка компьютерных тех-нологий фитосанитарного мониторинга и прогноза мышевидных грызунов и других вредо-носных объектов полевых культур (кандидаты наук М.И.Саулич, Ф.А.Карлик).
- диагностика, фауна и систематика отдельных групп вредных (Curculionidae - Г.Э.Давидьян) и полезных (Dolichopodidae - И.Я.Гричанов) насекомых.
 
 

Авторы: И.Я. Гричанов, Н.В. Бабич, М.Н. Берим, Ф.А. Карлик, Т.А. Кузнецова, А.Н. Мельникова, А.Н. Фролов, М.А. Чумаков, В.И. Якуткин
Всероссийский научно-исследовательский институт защиты растений, 2000

 Картирование ареалов распространения и вредоносности проведено для основных вредителей и болезней на примере России в целом или некоторых регионов страны: мышевидные грызуны, луговой и кукурузный мотыльки, злаковые тли, колорадский жук, фитофтороз картофеля, фомопсис подсолнечника.
На основании данных ВИЗР и опубликованных материалов составлены с использованием географических информационных систем и графических компьютерных редакторов карты ареалов распространения и вредоносности ряда особо опасных вредителей и болезней на территории России и некоторых ее регионов.

ИЛЛЮСТРАЦИИ (щелкните мышкой по нужной строке, чтобы увидеть карту) :

Карта 1. Фитофтороз картофеля в Ленинградской области.

Карта 2. Мышевидные грызуны в Ленинградской области.

Карта 3. Тли в Ленинградской области.

Карта 4. Распространение лугового мотылька по регионам России.

Карта 5. Распространение колорадского жука в России.

Карта 6. Вредоносность мышевидных грызунов в Европейской части России.

Карта 7. Мышевидные грызуны в Краснодарском крае (среднемноголетние данные).

Карта 8. Кукурузный мотылек в Европейской части России.

Карта 9. Фомопсис подсолнечника в Европейской части России.
-----------------------------------------------------------------------

Адрес: Всероссийский научно-исследовательский институт защиты растений Лаборатория фитосанитарной диагностики и прогнозов Шоссе Подбельского, д. 3, Санкт-Петербург, Пушкин, 189620, Россия e-mail: "Igor Grichanov" <grichanov@mail.ru>

Предложение: Напишите нам, что бы Вы хотели увидеть на этом сайте?