CC BY
40УДК 633.63:632.954
Избирательная токсичность гербицидов группы бетанала и её влияние на растения сахарной свёклы
Е.А. ДВОРЯНКИН, д-р с/х. наук (e-mail: [email protected])
ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт сахарной свёклы и сахара имени А.Л. Мазлумова»
Введение
Применение гербицидов вполне оправданно и направлено на увеличение продукции культуры, потери которой (например, на сахарной свёкле) от сорной растительности достигают 60—90 %.
Современные гербициды позволяют успешно бороться с нежелательной растительностью в посевах культурных растений. При этом важно, чтобы они не оказывали фитотоксического воздействия на защищаемые растения, обеспечивали сохранение урожая. Для этого разрабатываются оптимальные нормы расхода, сроки внесения, штатные и нештатные регламенты применения гербицидов на конкретной культуре в различных условиях произрастания [1, 5]. Проводятся исследования биологической эффективности воздействия гербицидов на сорняки параллельно с учётами нежелательных явлений на растениях культуры [4].
В оптимуме гербициды должны обладать высокой избирательностью действия, чтобы уничтожать одни растения, не повреждая другие, даже если в посеве произрастают растения одного семейства. Например, при наличии сорных злаков в посеве пшеницы или ячменя, наличии мари белой, лебеды в посеве сахарной свёклы.
Типы избирательности
гербицидов
Причины избирательности отдельно взятого гербицида достаточно разнообразны и зависят как от препарата, так и объекта, на котором он применяется. Они бывают топографическими и биохимическими. В настоящее время биохимическая избирательность подразделяется на изначально биохимическую, биохимическую, скорректированную антидотом, и биохимическую у трансгенных растений. В последнем случае она регулируется внедрением чужеродных генов.
Топографическая избирательность действия гербицидов основана на различиях анатомо-мор-фологического строения растений. Например, таких как вертикальное положение листьев, восковой налёт, редкая или плотная волосистость [3]. Так, у сорных растений семейства гречишных (горец шероховатый, горец почечуйный и др.) в условиях жаркой засушливой погоды интенсивно нарастает восковой налёт на листьях, что заметно снижает эффективность действия гербицидов группы бетанала (рис. 1).
Кроме того, топографическая избирательность может быть основана на разных уровнях распределения препарата на поверхности
почвы и расположения корневой зоны культурного растения, т. е. внесённый гербицид фиксируется в верхних слоях почвы и поэтому не достигает корневой системы культуры.
Под биохимической избирательностью понимают действие гербицида, которое основано на различном его вмешательстве в обмен веществ культурных и сорных растений отдельных семейств и видов, а также на разной физиологической реакции этих растений на такое воздействие [1, 3, 4]. Например, гербицида:
100 А 92 В
86[—> 80 П
¡о" 60 п
I 4Л
>5 40
0 I I 0
1 2 1 2 Доза гербицида
Рис. 1. Влияние погодных условий на гибель горца почечуйного в фазе семядольных листьев под действием «Бифора Прогресс»:
1 — 1,25л/га; 2 — 1,5л/га.
А — в условиях достаточной влаги и прохладной (18—22 оС) погоды; В — в условиях сухой жаркой погоды (27-30 оС)
группы бетанала активно угнетают фотосинтез и содержание хлорофилла у чувствительных к ним сорных растений, при этом оказывая кратковременное влияние на данные процессы у растений сахарной свёклы (рис. 2 и 3).
Фитотоксичность гербицидов
Результат обработки гербицидами и сбор урожая определяются:
— биологической эффективностью препарата;
— фитотоксичностью гербицида для культуры;
80
60
1
2
О о
У 40
§ §
Э о § *
3 * о
0 12 3
Дней после внесения гербицида
Рис. 2. Избирательное действие «Бетанала 22», 1 л/га, на ассимиляцию растений сахарной свёклы и ярутки полевой: 1 — сахарная свёкла; 2 — ярутка полевая
100
80
60
¡3
I
о &
■Ц 40
\ |
0
Ч --1
\ \
\ \
\ \ J <3
ч ч ч
0 2 4 6 Дней после обработки
Рис. 3. Избирательное действие «Бетанала Эксперт ОФ», 1,5л/га, на растения сахарной свёклы и щирицы запрокинутой. Снижение содержания хлорофилла: 1 — сахарная свёкла; 2 — щирица (18—22оС); 3 — щирица (26-28 оС)
— реакцией растений (сорта, гибрида, вида) на гербицид.
Биологическая эффективность определяет уровень устранения конкурентов в борьбе за условия обитания — свет, воду, питание, а в совокупности с высокой отзывчивостью культуры (сорта, гибрида) на удобрения и улучшение условий произрастания обеспечивает сохранность урожая.
Фитотоксичность — это способность химических веществ подавлять рост и развитие растений. Как правило, с увеличением дозы препарата нарастает его фитоток-сичность на растения культуры (рис. 4). Поэтому для достижения максимальной биологической эффективности гербицидов и минимальной фитотоксичностью их в отношении культуры применяют регламентированные нормы расхода препаратов и используют антидоты, стимуляторы роста, корректоры питания.
Имеет значение индивидуальная реакция культуры на разные воздействия, которая определяется генетической особенностью вида, сорта. Диапазон изменчивости связан с отзывчивостью растения (сорта, культуры) не только на улучшение условий обитания, но и на неблагоприятные воздействия токсиканта, поэтому величина урожаев может быть разной и заметно колебаться в сравнении с контролем.
Стресс от воздействия гербицидами зависит от устойчивости и чувствительности растений. Устойчивость культуры к гербициду определяют как способность растений противостоять проявлению фитотоксичности, обеспечивать прибавки урожая без ухудшения его качества.
Приобретённая резистентность
у сорняков
Чувствительные растения к гербициду, в противоположность устойчивым, характеризуются
0,5 1,0 1,5 2,0 3,0 4,0 5,0
Норма расхода, л/га
Рис. 4. Кривые доза-эффект избирательного действия «Бетанала 22» на растения мари белой (1а, 1б) и сахарной свёклы (2а и 2б) в фазе семядолей - первой пары настоящих листьев; 1а, 2а — гибель растений в условиях умеренной температуры; 1б, 2б — в условиях повышенной температуры воздуха
низкой защитной реакцией организма к токсиканту, применяемому в регламентированных нормах расхода, т. е. летальных для сорняков и безопасных для культуры.
Известны случаи развития приобретённой устойчивости у сорняков при использовании одного и того же препарата в бессменных посевах культуры. Чаще всего наблюдают не популяционные изменения в составе чувствительных сорняков, а нарастание численности видов, устойчивых к применяемому препарату, что приводит к снижению биологической эффективности. Это явление вынуждает увеличивать норму расхода гербицида, особенно если ему нет достойной альтернативной замены, и как следствие, возрастает риск повреждения растений культуры.
Причины повреждения культуры гербицидами и возможность снижения её урожайности
Гербициды могут оказывать заметное влияние на скорость процессов регуляции обмена веществ у растений культуры, что проявляется в изменениях коррелятивного роста органов растения. При бла-
32 САХАР № 9 • 2019
гоприятных погодных условиях изменение обменных процессов у обработанных гербицидом культурных растений может как стимулировать рост и развитие, обеспечивающих заметную прибавку урожая, так и реализоваться в качестве нежелательных явлений, идущих вразрез с направленной деятельностью человека — сохранению потенциальной продуктивности культуры. Например, растения сахарной свёклы в условиях избыточной влаги под влиянием остаточного действия гербицидов группы бетанала начинают наращивать листовой аппарат при задержке роста корнеплода. Это увеличивает показатель отношения массы листьев к массе корнеплода, в результате чего ухудшаются технологические качества: увеличивается аминный азот, возрастают потери сахара в мелассе и снижается вероятный выход сахара на заводе в сравнении с контролем [2].
Повреждение растений культуры возможно в результате прямого воздействия гербицидов в случае:
— завышения дозировки препарата на культуре;
— нарушения требований подготовки и эксплуатации техники для внесения гербицидов, обеспечивающих оптимальные режимы расхода раствора;
— нарушения санитарных норм подготовки опрыскивателя при использовании его на другой культуре, чувствительной к действию гербицидов в остаточном растворе;
— непреднамеренного включения в баковый раствор гербицида, токсичного для использования на данной культуре;
— применения баковой смеси, от которой суммарная токсичность на растения культуры превосходит каждый отдельно взятый препарат (синергизм);
— сноса гербицидов на чувствительные к ним растения соседних культур.
Передозировки, ошибки и нарушения регламента применения гербицидов приводят к различным последствиям вплоть до летального исхода — частично или полностью гибнут посевы обрабатываемой культуры.
Другая, более распространённая причина повреждений связана с изменчивостью токсичности гербицидов на культуру, так как избирательность гербицидов — это варьирующийся показатель, зависящий от биотических и абиотических факторов среды. В полевых условиях встречаются подчас неожиданные и трудно учитываемые факторы, способствующие усилению токсичности гербицидов. Поэтому видимый ущерб от применения гербицидов чаще происходит по косвенным причинам, среди которых выделяют:
— почвенно-климатические (абиотические);
— биологические (биотические);
— антропогенные.
Абиотические факторы включают в себя физические и химические явления неживой природы (свет, температура, радиация, влажность, ветер и другие), прямо или косвенно воздействующие на живые организмы.
Биотические факторы — это совокупность взаимоотношений между живыми организмами и их влияния на окружающую среду.
Антропогенные факторы представляют собой изменения, вносимые в природу человеческой деятельностью.
Заключение
Результатом действия гербицидов на растения культуры в вышеозначенных случаях является нарушение гомеостаза метаболических процессов растительного организма. Особый риск применения химических средств защиты растений наблюдается при сочетании нескольких неблагоприятных факторов. Наиболее общим проявлением стрессов является подавление роста и развития растений, а на уровне фитоценозов — снижение продуктивности культуры (посева).
Список литературы
1. Альберт, Э. Избирательная токсичность / Э. Альберт. — М. : Мир, 1971. — 421 с.
2. Дворянкин, Е.А Гербициды и качество сельскохозяйственной продукции / Е.А. Дворянкин // Сахарная свёкла. — 2003. - № 5. - С. 23-24.
3. Куликова, НА. Гербициды и экологические аспекты их применения / Н.А. Куликова, Г.Ф. Лебедева. — М. : Книжный дом «Либроком», 2010. — 152 с.
4. Мордерер, Е.Ю. Избирательная фи-тотоксичность гербицидов / Е.Ю. Мордерер. — Киев : Лотос, 2001. — 240 с.
5. Шпаар, Д. Сахарная свёкла (выращивание, уборка, хранение) / Д. Шпаар [и др.] / под общ. ред. Д. Шпаара. — Минск : УУП «Орех», 2004. — 326 с.
Аннотация. Представлены экспериментальные данные, характеризующие избирательное действие гербицидов группы бетанала на растения культуры и сорняки. Указаны причины фитотоксического действия гербицидов на растения сахарной свёклы. Рассмотрены методы оценки чувствительности растений к гербицидам. Описано влияние абиотических, биотических и антропогенных факторов среды на варьирование избирательного действия гербицидов на растения культуры.
Ключевые слова: сахарная свёкла, гербициды, избирательная токсичность, факторы среды, фитотоксичность, приобретённая резистентность сорняков. Summary. The experimental data characterizing selective effect of sugar beet herbicides on the crop plants and weeds are presented. Reasons of herbicide phototoxicity effect on sugar beet plants are indicated. The methods to evaluate susceptibility of plants to herbicides have been considered. Influence of abiotoc, biotic and anthropogenic factors of environment upon variation of selective herbicide effect on the crop plants has been shown.
Keywords: sugar beet, herbicides, selective toxicity, environment factors, phytotoxicity, acquired resistance of weeds.
