Продуктивность сахарной свеклы в зависимости от применения гербицидов в сочетании с антистрессорами ростостимулирующего действия в условиях цчз

На правах рукописи

Шашков Дмитрий Геннадьевич
Продуктивность сахарной свеклы в

зависимости от применения гербицидов

в сочетании с антистрессорами

ростостимулирующего действия в

условиях ЦЧЗ

Специальность 06.01.09 – растениеводство

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата сельскохозяйственных наук

Рамонь – 2009

Работа выполнена в Государственном научном учреждении

«Всероссийский научно-исследовательский институт сахарной свеклы

и сахара им. А.Л. Мазлумова» Россельхозакадемии

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук

Дворянкин Евгений Александрович

Официальные оппоненты: заслуженный деятель науки РФ,

доктор сельскохозяйственных наук,

профессор Колягин Юрий Сидорович
заслуженный работник сельского хозяйства РФ,

доктор сельскохозяйственных наук,

профессор Гулидова Валентина Андреевна

Ведущая организация: ФГНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт защиты растений»

Защита состоится «18» декабря 2009 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 006.065.01 при Государственном научном учреждении «Всероссийский научно-исследовательский институт сахарной свеклы и сахара им. А.Л. Мазлумова» по адресу: 396030, Воронежская область, Рамонский район, п. ВНИИСС, д. 84; тел./факс (47340) 2-19-93; E-mail: vniiss@mail.ru.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт сахарной свеклы и сахара им. А.Л. Мазлумова»

Автореферат разослан «17» ноября 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

кандидат сельскохозяйственных наук Путилина Л.Н.

Общая характеристика работы

Актуальность проблемы. Химическая прополка в посевах сахарной свеклы входит в обязательный комплекс мероприятий, необходимых для уменьшения потерь формирующегося урожая от сорной растительности (Захаренко, 1998; Паденов, 1999; Пеньков, Макунина, 2001; Улина, Веневцев, Захарова, 2005; Гамуев, Матвейчук, 2008). Основным недостатком химической прополки, которого стремятся избежать производственники, является фитотоксичность противодвудольных гербицидов на растения культуры (Smith, Caviness, 1973; Stephenson, 1976; Гулидов, Стонов, 1976; Деева, Дворянкин, 1981; Дворянкин, 2002; 2005).

С учетом экологических требований в системе мер, направленных на снижение негативного эффекта от воздействия гербицидов на культурные растения и повышение продуктивности сахарной свеклы, большая роль отводится использованию физиологически активных веществ и агрохимикатов. Отсюда следует, что защитная функция применения гербицидов в борьбе с сорняками дополняется защитно-стимулирующей функцией для растений культуры, поэтому актуальность решения этой задачи вполне очевидна.

В последнее время широкое применение в сельском хозяйстве нашли хелатные агрохимикаты в качестве корректоров минерального питания (Гуреев, Проценко, Колтуков, 2004; Е. Дворянкин, А. Дворянкин, 2004; Доценко, Бородин, Бурдин, 2004; Дворянкин, Решетников, 2006), однако большинство авторов отмечают недостаточную исследованность особенностей действия хелатных агрохимикатов и регуляторов роста при использовании их в качестве неспецифических антистрессоров. Решение этой проблемы может стать существенным фактором повышения продуктивности сахарной свеклы.

Цель и задачи исследований. Цель исследований – научно обосновать и разработать приемы устойчивого повышения урожайности сахарной свеклы в результате снижения стрессовых нагрузок от применения гербицидов в сочетании с препаратами ростостимулирующего действия.

Задачи исследований:

Изучить действие террафлекса на вегетирующие сорняки и сорняки, обработанные смесями гербицидов в оптимальных и повышенных нормах расхода.
Установить степень фитотоксичности гербицидов на растения культуры и оценить антистрессовый эффект от применения террафлекса и мегафола.
Изучить физиологическое действие террафлекса на прорастающие семена и проростки сахарной свеклы.
Изучить влияние гербицидов, террафлекса и мегафола на формирование урожая – динамику нарастания массы, площадь и количество листьев сахарной свеклы.
Выявить эффективные нормы, сроки и кратность внесения мегафола и террафлекса, обеспечивающие антистрессовый эффект к воздействию гербицидов.
Дать хозяйственную и экономическую оценку применения гербицидов в сочетании с террафлексом и мегафолом на сахарной свекле.

Научная новизна. Впервые на фоне оптимальных и повышенных норм расхода гербицидов изучена антистрессовая регуляция роста и развития сахарной свеклы при применении террафлекса и мегафола. В условиях ЦЧЗ скорректированы дозы, сроки и кратность применения их в сочетании с гербицидами, совместное использование которых обеспечивает устойчивое повышение продуктивности сахарной свеклы. Предложена модель механизма антистрессового воздействия террафлекса и мегафола при формировании урожая культуры. Получены новые данные о физиологическом действии террафлекса на дифференциацию корня проростков, содержание воды и хлорофилла, нарастание биомассы и площади листьев.

Практическая значимость работы. Разработаны и проанализированы схемы применения террафлекса и мегафола, снижающие стрессовое воздействие гербицидов, обеспечивающие устойчивое повышение продуктивности сахарной свеклы (на 7.1–13.9%) и эффективную защиту в борьбе с сорняками (92.6-97.7%) при высокой рентабельности производства культуры (178-181%).

Научные положения, сформулированные в диссертации, подтверждены производственной проверкой в колхозе «Исток» Терновского района Воронежской области и внедрены в ООО АгроВилион Токаревского района Тамбовской области в 2008-2009 гг. Результаты производственной проверки и внедрения подтвердили данные, полученные в мелкоделяночных полевых опытах. Экономический эффект составил 3117 руб./га.

Апробация работы. Материалы исследований доложены на Международной научно-практической конференции «Интенсификация, ресурсосбережение и охрана почв в адаптивно-ландшафтных системах земледелия» (Курск, 2008); заседании Территориального координационного совета «Проблемы земледелия ЦЧЗ» (Каменная степь, 2008); Международной научно-методической конференции «Методы изучения продукционного процесса растений и фитоценозов» (Нальчик, 2009); заседаниях Ученого совета ВНИИСС (2008-2009 гг.).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 5 научных работ, из которых 2 статьи в реферируемом журнале «Сахарная свекла», рекомендованным ВАК.

Основные положения, выносимые на защиту:

Применение террафлекса и мегафола в смеси с гербицидами не снижает эффективность химической прополки сорняков в посеве сахарной свеклы.
Трехкратное внесение террафлекса отдельно или в смеси с мегафолом создает накопительный ростостимулирующий эффект, обеспечивающий эффективное снижение гербицидного стресса и увеличение накопления массы корнеплода в период формирования урожая.
Применение гербицидов в сочетании с антистрессорами – террафлексом и мегафолом - обеспечивает высокую хозяйственную и агроэкономическую эффективность.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 136 страницах компьютерного текста, состоит из введения, 6 глав, выводов и предложений производству, включает 22 таблицы, 17 рисунков и 12 приложений. Список литературы состоит из 210 источников, в том числе 26 иностранных.
Условия и методика проведения исследований
Исследования проведены в 2007-2009 гг. на опытном поле ВНИИСС (Рамонский район Воронежской области) в условиях лесостепи ЦЧЗ – зоне неустойчивого увлажнения. Исследования выполнены в рамках отраслевой научно-технической программы (раздел 04.08.02.11 «Разработать приемы экологизации химического метода борьбы с сорняками на основе совместного применения гербицидов со стимуляторами роста и комплексными удобрениями в хелатной форме»).

Почва опытных участков – чернозем выщелоченный среднесуглинистого механического состава. Содержание гумуса в пахотном горизонте 4,8-5,6% (по Тюрину), доступной фосфорной кислоты – 6,0-11,5 мг (по Чирикову), калия – 13,5-18,0 мг (по Масловой), нитратного азота – 2,2-2,6 мг на 100 г почвы, рН солевой вытяжки – 5,1-5,6; гидролитическая кислотность – 5,5 мг-экв.

Объектами исследований были растения сахарной свеклы (гибрид ЛМС-94 с лабораторной всхожестью 93-94%), гербициды различных классов химических соединений, регуляторы роста – мегафол, хелатные комплексные удобрения террафлекс. Предшественник сахарной свеклы – озимая пшеница, идущая по черному пару. Перед вспашкой вносили минеральные удобрения N₈₀P₈₀K₈₀. Весной бороновали выровненную зябь и культивировали перед посевом УСМК-5,4. Семена сахарной свеклы высевали пневматической сеялкой СТВ-12 или механической – ССТ-12Б на конечную густоту насаждения из расчета 5,8 клубочков на пог. м. Агротехника возделывания сахарной свеклы проводилась с соблюдением оптимальных сроков посева и ухода за посевами.

Для характеристики погодных условий использовали данные метеостанции ВНИИСС.

В 2007 г. весна характеризовалась недобором влаги до середины июня. Во второй половине июня и в июле количество влаги превысило среднемноголетние показатели на 18-35%. В августе был недобор влаги, однако избыток ее в предуборочный период оказал благоприятное влияние на формирование урожая. Среднемесячная температура воздуха в период вегетации была выше среднемноголетней на 4,1 ⁰С в мае и 4,7 ⁰С в августе.

В 2008 г. в апреле и мае количество осадков и тепла было на уровне среднемноголетних данных. Июнь отметился значительным недобором влаги (в 3 раза) и повышенной температурой воздуха (на 2,2^оC). После обильных осадков в первой декаде июля, вновь наступила жаркая погода, которая продлилась в августе и первой декаде сентября, но в начале второй декады сентября выпали обильные осадки, что оказало благоприятное влияние на рост урожайности культуры.

Схема полевого опыта

Варианты	Террафлекс, мегафол, кг/га; л/га			Террафлекс, кг/га
Варианты	1-е внесение гербицидов	2-е внесение гербицидов	3-е внесение гербицидов	Через 2-е недели		Через 4-е недели
1.	Контроль без гербицидов и ручной прополки
2.	Контроль с 3-х кратной ручной прополкой
3.	Гербициды. Фон N1 (вар. 5-14)
4.	Гербициды. Фон N2 (вар. 5-14)
5.	Терраф., 1,0	Терраф., 2,0	-		-	-
6.	-	Терраф., 2,0	Терраф., 2,0		-	-
7.	-	-	Терраф., 2,0		Терраф., 3,0	-
8.	-	-	-		Терраф., 3,0	Терраф., 3,0
9.	Терраф., 1,0	Терраф., 2,0	Терраф., 2,0		-	-
10.	Терраф., 1,0 + Мегафол, 0,3	Терраф., 2,0 + Мегафол, 0,3	Терраф., 2,0+ Мегафол, 0,5		-	-
11.	-	Терраф., 2,0	Терраф., 2,0		Терраф., 3,0	-
12.	-	Терраф., 2,0 + Мегафол, 0,3	Терраф., 2,0+ Мегафол, 0,5		Терраф., 3,0	-
13.	-	Терраф., 2,0 + Мегафол, 0,3	Терраф., 2,0+ Мегафол, 0,5		Терраф., 3,0	Терраф., 3,0
14.	Мегафол, 1,0	Мегафол, 1,0	Мегафол, 2,0		-	-

Гербициды. Фон N1. БЭОФ, 1,0 (1-е внесение) + Бетанал 22, 1, 25 + Фуроре супер, 1,0 + Лонтрел гранд, 0,12 (2-е внесение) + Карибу, 0,03 (3-е внесение).
Гербициды. Фон N2. БЭОФ, 1,5 (1-е внесение) + Бетанал 22, 1, 5 + Фуроре супер, 1,0 + Лонтрел гранд, 0,12 (2-е внесение) + Бетанал 22, 1,5 (3-е внесение).

Весной 2009 г., благодаря умеренной температуре воздуха и весеннему запасу влаги в почве, растения сахарной свеклы не испытывали заметного влияния недостатка в выпавших осадках. В мае и июне количество осадков возрастало до уровня среднемноголетних данных. Недостаток влаги возобновился в июле, во второй декаде которого среднесуточная температура составила 28,6 ^оС, что на 6,3 ^оС выше многолетней, но в начале августа выпали обильные осадки, после которых вновь отмечался недостаток влаги вплоть до уборки урожая.

Применяли 3-х кратное дробное послевсходовое внесение гербицидов и 2-4-х кратное внесение террафлекса (17+17+17+микро) и мегафола (биостимулятор с содержанием аминокислот – 28% и прогормональных соединений). Препараты вносили ранцевым опрыскивателем, оборудованным штангой 2,7 м с шестью щелевыми распылителями, расположенными через 45 см. Расход рабочей жидкости 250 л/га. Первую послевсходовую обработку гербицидами посевов сахарной свеклы проводили по сорнякам в фазе семядолей – двух настоящих листьев. Вторую и третью обработки - по мере появления новых волн сорняков. Опыты закладывали в 4-х повторениях с рендомизацией делянок. Площадь делянки 40 м².

В процессе исследований проводили следующие учеты и наблюдения:

Всходы сахарной свеклы на 5,5 метровых отрезках в 4-х рядках каждой делянки.
Массу 100 растений после 1-ой и 2-ой обработок гербицидами.
Степень поражения растений сахарной свеклы корнеедом в фазе первой пары настоящих листьев (Шевченко 1977).
Учет сорняков по группам проводили на стационарных площадках 0,2 м² в зоне рядка в 6-ти местах каждой делянки перед внесением гербицидов и через 6-7 дней после внесения. Эффективность действия гербицидов оценивали по количеству и массе сорняков в первой половине июля, остаточную засоренность в августе месяце.
Видовой состав сорняков оценивали в фазе активного роста – июне-июле. Образцы отбирали в 5-ти местах каждой делянки на площади 1 м².
Эффективность террафлекса на прорастание семян и рост проростков сахарной свеклы оценивали при намачивании семян в течение 30 мин (Дворянкин, 2009).
Интенсивность дыхания проростков сахарной свеклы определяли по выделению углекислоты (Баславская, Трубецкова, 1964).
Динамику роста и развития растений сахарной свеклы учитывали по массе корнеплода и листового аппарата с подсчетом количества листьев в 3 срока, начиная с 15 июля и до уборки урожая.
Площадь листьев определяли весовым методом (без черешков). Расчеты проводили методом листовых высечек площадью 0,5-1,0 дм² (А. Гродзинский, Д. Гродзинский, 1973).
Учет урожая – количественно-весовым методом, путем подсчета и взвешивания корнеплодов с учетных делянок.
Оценку технологических качеств и сахаристость – на автоматической линии «Венема».

Математическая обработка данных выполнена методом дисперсионного анализа (Доспехов, 1979) по программе компьютерного обеспечения.
Фитосанитарное состояние посевов сахарной свеклы на фоне оптимальных и повышенных норм внесения гербицидов в сочетании с антистрессорами
Действие террафлекса на вегетирующие сорняки

В годы исследований видовой состав сорняков не отличался большим разнообразием. В посевах сахарной свеклы присутствовало около 20-25 видов сорных растений. Наиболее высока была численность щирицы запрокинутой (Amaranthus retroflexus), мари белой (Chenopodium album), подмаренника цепкого (Galium aparine), паслена черного (Solanum nigrum), горцев (Polygonums), просвирника (Malva neglecta Wallr.), куриного проса (Echinochloa crusgalli), осота розового (Cirsium arvense) и желтого (Sonchus arvensis). В меньшем количестве присутствовали ярутка (Thlaspi arvense), пикульник (Galeopsis tetrahit L.), фиалка полевая (Viola arvensis Murr.), горчица полевая (Sinapis arvensis L.), щетинник сизый (Setaria) и другие.

Террафлекс в норме расхода (1+2+2) кг/га увеличивал биомассу вегетирующих сорных растений, учтенную в июле месяце (рис. 1).

Рис. 1. Влияние террафлекса на вегетирующие сорняки, июль, 2007-2009 гг.:

1 – щирица запрокинутая, 2 – паслен черный, 3 – марь белая, 4 – просвирник, 5 – осот розовый, 6 – куриное просо, 7 – фиалка полевая, 8 – смолевка, 9 – подмаренник цепкий, 10 – ярутка полевая

Прослеживались различия по нарастанию массы у разных видов сорняков под влиянием террафлекса. Так, наибольшее нарастание массы было у щирицы (141%). Достаточно высокую отзывчивость на террафлекс имели паслен черный, марь белая, просвирник. Меньшей отзывчивостью на террафлекс отличались осот розовый, куриное просо, фиалка полевая. Незначительный прирост биомассы был у смолевки, подмаренника цепкого и ярутки полевой.

Высокую отзывчивость на террафлекс имели виды сорняков, отличающиеся генетически большей энергией роста и развития, предрасположенностью при благоприятных условиях к интенсивному накоплению биомассы, обмену веществ и формообразованию. Такие растения как щирица, паслен черный, марь белая способны накапливать большую вегетативную массу и с подавляющим превосходством конкурировать с другими сорняками.

Низкостебельные сорняки, такие как ярутка полевая, смолевка, фиалка полевая, обладая меньшей конкурентной способностью в травостое, в июле месяце не показали высокой отзывчивости к террафлексу в накоплении биомассы, несмотря на улучшение условий питания.

Террафлекс не оказывал существенного влияния на численность сорняков. Колебания численности сорняков разных видов составили от -3 до +9%.

Наибольшим проективным покрытием площади питания отличались растения мари белой (164%). Затем по нисходящей на отзывчивость к террафлексу шли щирица, паслен черный, просвирник, подмаренник цепкий, куриное просо. Не проявилось отзывчивости к террафлексу по этому показателю у фиалки полевой, смолевки, ярутки полевой.

Наибольшая высота отмечена у растений осота розового (153% к контролю). Далее по нисходящей шли марь белая, щирица, подмаренник цепкий, смолевка, фиалка полевая, паслен черный. Слабее реагировали на террафлекс ярутка полевая, просвирник и куриное просо.

По этим признакам наиболее отзывчивые к террафлексу следующие виды сорняков: щирица, марь белая, паслен черный, осот розовый; умеренно отзывчивые – просвирник, куриное просо, подмаренник цепкий; слабо отзывчивые – фиалка полевая, смолевка, ярутка полевая.

Влияние гербицидов, террафлекса и мегафола

на засоренность сахарной свеклы

Эффективность действия террафлекса и мегафола изучали на фоне двух схем гербицидов, различающиеся жесткостью воздействия на растения культуры и сорняки. Варьирование токсичности гербицидов обеспечивалось изменением нормы расхода и кратности внесения препаратов группы бетанала.

В 2007 и 2009 гг. преобладали однолетние двудольные сорняки. Численность их в посеве достигала 186 шт./м². Соотношение злаковых, однолетних и многолетних двудольных сорняков в 2007 г. составило 0,05:1,0:0,02, в 2009 г. – 0,27:1,0:0,06.

В 2008 г. преобладали злаковые сорняки. Количество их достигало 120 шт./м². Соотношение категорий сорняков характеризовало иную структуру засоренности посевов (1,0:0,52:0,02).

Численность сорняков в контроле в период вегетации интенсивно нарастала в мае с достижением максимума засорителей в июне, затем постепенно снижалась в июле и августе месяцах. Высокостебельные двудольные сорняки вытесняли часть злаковых и низкостебельных однолетних двудольных сорняков, такие как фиалка полевая, горчица полевая, смолевка, пастушья сумка и др. В травостое сорняков в основном присутствовали куриное просо, щетинники, щирица, марь белая, горец почечуйный, паслен черный, осоты.
Таблица 1 – Влияние применения гербицидов в сочетании с террафлексом и мегафолом на засоренность посева сахарной свеклы, июль, среднее за 2007-2009 гг.

Варианты^*	Группы сорняков
	Гербициды, фон N1				Гербициды, фон N2
	Злаковые	Двудольные	Многолетние	Всего	Злаковые	Двудольные	Многолетние	Всего
Гибель сорняков, % (на контроле – шт./м²)
1. Контроль (без ручной прополки и гербицидов)	19	42	5,5	66,5	19	42	5,5	66,5
3. Гербициды фон N1	91,4	92,8	98,0	92,6
4. Гербициды фон N2					98,0	97,6	100,0	97,7
9. Гербициды + террафлекс, (1+2+2) кг/га	92,2	93,6	100,0	93,7	96,2	98,4	100,0	97,7
10. Гербициды + террафлекс, (1+2+2) кг/га + мегафол, (0,3+0,3+0,5) л/га	92,8	92,0	97,6	92,9	95,8	97,8	100,0	97,3
Снижение массы сорняков, % (на контроле – г/м²)
1. Контроль (без ручной прополки и гербицидов)	881	1972	304	3157	881	1972	304	3157
3. Гербициды фон N1	90,0	94,0	95,5	93,0
4. Гербициды фон N2					95,0	99,8	100,0	98,4
9. Гербициды + террафлекс, (1+2+2) кг/га	88,4	95,3	100,0	93,8	93,6	98,0	100,0	96,9
10. Гербициды + террафлекс, (1+2+2) кг/га + мегафол, (0,3+0,3+0,5) л/га	93,1	93,5	91,8	94,0	93,2	98,6	100,0	97,2

Примечание: гербициды, фон N1 – БЭОФ, 1,0 л/га (1-е внес.) + Бетанал 22, 1,25 л/га + Фуроре супер, 1,0 л/га + Лонтрел гранд, 0,12 кг/га (2-е внес.) + Карибу, 0,03 кг/га (3-е внес.) гербициды, фон N2 – БЭОФ, 1,5 л/га (1-е внес.) + Бетанал 22, 1,5 л/га + Фуроре супер, 1,0 л/га + Лонтрел гранд, 0,12 кг/га (2-е внес.) + Бетанал 22, 1,5 л/га (3-е внес.)
Хорошая обеспеченность влагой способствовала интенсивному накоплению массы, росту и развитию высокостебельных сорняков с высоким проективным покрытием площади питания, в результате чего конкурентное вытеснение сорняков возрастало.

В 2007 г. отмечено высокое количество подмаренника цепкого (21,5%), просвирника (14,2%), щирицы (8,7%), горцев (8,0%), мари белой (6,4%) от общего количества сорняков.

В 2008 г. преобладали щирица (18,4%), марь белая (9,5%), паслен черный (8,2%).

В 2009 г. отмечено преимущественное засорение щирицей (35,2%), подмаренником цепким (8,9%), марью белой (5,1%).

Эффективность гербицидов в борьбе с сорняками зависела от нормы расхода препарата и его специфичности действия на отдельные категории сорняков.

После обработки гербицидами гибель сорняков в июле на гербицидном фоне N1 составила 92,6%, снижение массы сорняков – 93%, на гербицидном фоне N2 – 97,7 и 98,4% соответственно (табл. 1).

В августе эффективность действия гербицидов в опыте снижалась на 6-7%, за счет нарастания остаточной засоренности злаками как на фоне N1, так и фоне N2.

Террафлекс и мегафол при применении с гербицидами не оказывали влияния на численность и массу сорняков на протяжении всей вегетации сахарной свеклы в виду преобладающего летального действия на них гербицидов на самых ранних фазах развития сорняков.

следующая страница >>