Пшеница (Triticum) является основной продовольственной зерновой культурой на территории Республики Казахстан. По данным Бюро национальной статистики Агентства по стратегическому планированию и реформам Республики Казахстан в 2022 г. общий валовой сбор зерновых (включая рис) и бобовые культуры составил 22 030,5 тыс. тонн, из них на долю пшеницы пришлось 16 404,5 тыс. тонн, что составило почти 74,5 % [1].

При возделывании культуры местные зернопроизводители сталкиваются с рядом проблем, такими как неблагоприятные почвенно-климатические условия, комплекс вредных организмов, представляющих угрозу посевам культуры и приводящие к потерям урожая и снижению его качества.

Насекомые фитофаги, возбудители болезней растений являются постоянными компонентами агроэкосистем. При высокой численности они снижают урожай сельскохозяйственных культур и его качество. Ежегодно в мире из-за вредителей и болезней растений теряется более 25 % потенциального урожая продовольственных культур. Так, в годы массовых размножений вредителей, урожайность яровой пшеницы снижается до 23,2 %; от болезней в годы эпифитотий до 40,0–60,0 % [2]. На качество семян оказывает влияние отсутствие должного фитосанитарного контроля семян яровой пшеницы.

Для предотвращения потерь урожая пшеницы от вредных организмов необходимо постоянное обновление информации о закономерностях формирования фитосанитарной ситуации в агробиоценозах, на основе которой планируются и организовываются защитные мероприятия, а именно, достаточные сведения о видовом составе насекомых в агроценозах пшеницы, о перемещениях их из одного биотопа в другой, их взаимодействия друг с другом и с растениями и т. д.

Защита растений нуждается в более прочном научном фундаменте с целью активизации долговременных механизмов саморегуляции фитосанитарного состояния агроэкосистем с использованием экологических законов и закономерностей, включая разработку системно-экологической основы мониторинга и прогноза фитопатогенов и фитофагов.

Результаты исследования имеют социальный спрос и значимость, поскольку позволят экологически безопасно и эффективно решать вопросы повышения урожайности и качества зерна яровой пшеницы, тем самым повлияют на экономику страны в целом.

1 Краткая историческая справка по вопросу защиты посевов пшеницы от деструктивной биоты

По данным Н. Гаур, С. Магалапу, пшеница – одна из главных злаковых культур, возделываемой во всем мире и потребляемой примерно 35 % населения [3]. Это основной компонент ежедневного рациона в большинстве развивающихся стран. В связи с тем, что её удельный вес составляет 20–60 % ежедневного рациона, необходимо постоянно повышать урожайность и объемы производства пшеницы, чтобы справиться с растущим спросом [4]. Процесс выращивания данной культуры довольно трудоемкий и значительно осложняется рядом факторов. А. И. Рикрок выделяет важнейшие факторы, оказывающие существенное влияние на процесс возделывания пшеницы, к которым относит насекомых-вредителей, а также вирусные и грибковые болезни. Биотическое воздействие на пшеницу сопровождается влиянием абиотических факторов в виде аридных условий окружающей среды. Ввиду такого воздействия существенную роль приобрело культивирование трансгенных растений, которые приобретают резистентность по отношению к вредителям злаковых культур на генном уровне. Однако, порядка 20 лет назад использование таких растений прекратилось и вновь возобновились поиски более оптимальных средств борьбы с вредителями зерновых [5].

Пшеница постоянно подвергается воздействию множества биотических и абиотических стрессов, что приводит к огромным экономическим потерям [6]. Б. Кумар и Омкар утверждают, что несмотря на комплексные меры защиты сельскохозяйственных культур, около 10 % урожая злаков во всем мире снижается именно из-за насекомых-вредителей [7]. С. Шерм, Р. Кунер и Р. Эрора оценивают ежегодные потери урожая в 18–20 %, что спровоцировано влиянием, оказываемым вредителями зерновых. Особенно важное значение данные показатели имеют в развивающихся странах, в частности, странах Азии и Африки. Поэтому, учитывая ежегодный прирост населения и объемы потерь урожая, необходимо пересмотреть методы устойчивого контроля численности вредителей зерновых [8]. Среди множества причин низкой продуктивности агротехнических культур особенное беспокойство вызывает именно заселение растений насекомыми-вредителями [9]. Важно проводить учет вредителей на различных стадиях развития культур [10–12]. Глобальные потери от различных категорий вредителей варьируются в зависимости от культуры и агроклиматических условий. На животных-вредителей, в том числе насекомых, приходится 15,6 % потерь урожая. Также насекомые являются переносчиками различных растительных патогенов, которые вызывают косвенные потери, составляющие  13,3 % [13]. Самыми распространенными из насекомых-вредителей являются пшеничные тли (Hemiptera: Aphididae), в том числе Sitobion avenae, Schizaphis graminum, Rhopalosiphum padi и Metopolophium dirhodum [14]. Семена являются убежищем для многих вредителей, которые питаются ими и влияют на их всхожесть [15]. Большинство насекомых-вредителей, вызывающих потери семян, относятся к отряду Coleoptera, а также к некоторым видам чешуекрылых, Diptera, Psocoptera, Hymenoptera и некоторые виды клещей [16]. Развитие и распространение вредителей сдерживают такие факторы как частое выпадение осадков, резкие перепады температур, прохладная и затяжная весна, а также предпосевная обработка семян инсектицидами и фунгицидами. А. С. Динасилов, Н. С. Мухамадиев и Г. Б. Сарсенбаева проводя мониторинг и защитные мероприятия на полях ТОО «Agropark Ontustik», установили, что протравление семян сдерживало развитие и распространение таких вредителей как злаковые мухи, пиявицы, хлебные блошки, проволочники и ложнопроволочники [17].

Существенное влияние на возделывание злаковых культур оказывают климатические условия. С. А. Али, Л. Тедон и Дж. Дэ Мастро особое значение придают концентрации углекислого газа, повышению температуры и засушливости [18]. Ф. Широн, М. Хофман и Т. Гагалюк отмечают, что каждый из этих факторов в определенной мере оказывает значительное влияние на посевы пшеницы в период определенной стадии её развития, что формирует будущие объемы урожая [19]. Альтернативным видом пшеницы, которая лучше приспосабливается к высоким температурам и полузасушливому климату, является твердая пшеница (Triticum turgidum ssp. durum). Основными центрами её возделывания являются Средиземноморье и Канада, на которые приходится около 60 % всего объема данного вида пшеницы. Однако, несмотря на относительно высокую адаптируемость к засушливым условиям, её возделывание также находится под угрозой из-за климатических условий среды [20]. Пшеница также является одним из доминирующих видов злаковых культур на территории Южной Африки, где основными вредителями таковых являются нематоды родов Meloidogyne, Longidorus, Nanidorus Paratrichodorus и Xiphinema, в качестве борьбы с которыми используются нематоциды, низкая результативность которых была объяснена учеными. Так, Мак А. Г. Дональд, Д. Дэ Вел и Г. Фури установили, что основная причина низкой эффективности нематоцидов частично заключалась в погодно-климатических условиях, а именно, обусловлена флуктуациями режима дождей [21].

А. Наваз, М. Суфян, М. Д. Гоги и М. В. Джэвд концентрируют свое внимание на том, что для эффективной борьбы с вредителями зерновых культур важно учитывать время, место использования средства и стратегию вредителя. При этом, такая комплексная борьба с вредителями может помочь снизить потери урожая, не причиняя вреда нецелевым организмам [22]. С. М. Хан, С. Али, А. Наваз (и др.) считают, что использование методов обработки почвы и сроков посадки, различных ловушек и промежуточных культур, а также растительных экстрактов помогает снижать заселенность пшеницы и других злаковых культур вредителями[23]. М. Салех, Н. Эль-Вэйкель, Х. Эльбехери, Х. Гаафар, С. Фахим, П. П. Верма, Р. М. Шэлэйк, С. Дас и др. в качестве основных методов борьбы с вредителями зерновых культур используют метод биологического контроля, представляющий собой использование естественных врагов для уменьшения плотности популяции насекомых-вредителей [24–25]. Для управления устойчивостью пшеницы к насекомым-вредителям в сортах, обладающих резистентностью, были идентифицированы гены устойчивости (R-гены), которые обладают высокой эффективностью и активно включаются в сорта пшеницы посредством селекции [26].   С. В. Веселова, Г. Ф. Бурханова, С. Д. Румянцев, Д. К. Благова и  И. В. Максимов для борьбы с обыкновенной злаковой тлей предлагают использовать бактерии Bacillus subtilis Cohn. и Bacillus thuringiensis Berliner, на основе которых разрабатываются биопрепараты, воздействующие на вредителей пшеницы на генном уровне [27–28], а посредством использования хитозана и его олигомеров можно обеспечить сохранность посевов пшеницы от заражения септориозом [29]. Применение правильного режима севооборота, в свою очередь, может обеспечить снижение заселенности пшеницы вредителями злаковых культур более чем на 50 % [30–31], что позволит значительно сократить потери урожая на выходе и, как следствие, зерна при хранении [32]. Также, по мнению К. Ли, Дж. Янг, К. Хи, С. Жю, Ю. Жю, для устойчивого управления местными экосистемами необходимо принимать во внимание три основных аспекта разнообразия: генетическое, видовое и экологическое [33].

Анализ литературных источников показал, что проблема защиты посевов пшеницы от деструктивной биоты актуальна не только для Казахстана, но и других стран, занимающихся производством этой культуры. При этом методы борьбы подбирают в соответствии с особенностями климата и безопасностью для живых организмов.