CC BY
64
Влияние гербицида гезагарда (прометрина) на сеянцы лиственницы сибирской в условиях серых лесных почв центральной части Нижегородской области
Е.В. Лебедев, к.б.н., Нижегородская ГСХА
Сорная растительность является одним из основных факторов, снижающих продуктивность посадочного материала в лесных и декоративных питомниках, а также лесных культур в первые годы после посадки [1]. Наилучшие результаты в борьбе с сорняками приносит сочетание агротехнических методов с обработкой гербицидами [2]. Одна (даже в несколько приёмов) культивация не уничтожает сорняки полностью, а также обходится дороже примене-
ния гербицидов, повреждает корневые системы выращиваемых растений, ухудшает структуру почвы и усиливает эрозию [3].
Несмотря на довольно обширный накопленный материал по эффективности уничтожения сорняков химическим способом, вопросу влияния гербицидов на сами культурные растения посвящено гораздо меньше работ [4, 5]. К настоящему моменту для оценки влияния гербицидов на растения применяются, как правило, морфометрические показатели надземной части сеянцев, а исследования влияния гербицида
на фотосинтетическую активность, минеральное питание и биологическую продуктивность выращиваемых растений на уровне организма практически отсутствуют.
Целью работы было получить на уровне организма количественные данные по фотосинтезу, поглотительной деятельности корней, биологической продуктивности и депонированию углерода у сеянцев лиственницы сибирской при применении различных доз гербицида гезагарда (прометрина) на серых лесных почвах центральной части Нижегородской области.
Объекты и методы исследований. Объектами исследования являлись двулетние сеянцы лиственницы сибирской (Larix sibirica Ledeb.). Растения выращивали в условиях микрополевого опыта на серой лесной почве в Богородском районе Нижегородской области (центральная её часть) в 2010 г. Растения высаживали по 8 шт. в заглублённые пакеты без дна (вмещавшие 40 кг почвы) с пространственной изоляцией между вариантами. Площадь питания каждого растения равнялась 100 см2, что в расчёте на 1 га составило 1 млн штук. В опыте имелся контрольный вариант, где гезагард не вносили и не удаляли сорняки. Также был предусмотрен вариант с механическим удалением сорняков (путём ручной прополки каждые 10 дней). В качестве гербицида выбрали гезагард (прометрин), признанный эффективным и экологически безопасным средством химической защиты хвойных пород в питомниках [6]. В вариантах с применением гезагарда его вносили из расчёта по 2, 4, 6 и 8 кг/га соответственно после приживания растений согласно прописи в растворённом виде. Опыт продолжался 120 суток.
В вариантах проанализировали по 14 растений, каждое из которых служило повторностью. Площадь хвои определяли по вычисленным нами коэффициентам [7], чистую продуктивность фотосинтеза (ЧПФ) — по А.А. Ничи-поровичу [8], энергетическую эффективность фотосинтеза (КПД ФАР) — по Х.Г. Тоомингу и Б.И. Гуляеву [9], а долю содержания углерода в биомассе — по К.С. Бобковой и В.В. Тужилки-ной [10]. Детальный анализ активной части корневой системы и минеральной продуктивности
корней (МП) проведён по В.М. Лебедеву [11]. Содержание азота, фосфора и калия в биомассе определяли по общепринятым агрохимическим методам. Биологическую продуктивность пород (БП) находили по относительному увеличению первоначальной массы растения.
Результаты и обсуждение. При анализе результатов опыта было установлено, что все используемые дозировки гезагарда привели к полному уничтожению пырея ползучего (Elytrigia repens L. Nevski), пастушьей сумки (Capsella bursa-pastoris L.), клевера лугового (Trifolium Pratense L.), вьюнка полевого (Convolvulus arven-sis L.) и одуванчика лекарственного (Taraxacum officinale Wigg.). Данные виды были зафиксированы в контрольном варианте. Других представителей сорной растительности в эксперименте не наблюдалось.
Чистая продуктивность фотосинтеза (ЧПФ), коэффициент энергетической эффективности — КПД ФАР, биомасса, синтезированная за вегетацию в расчёте на единицу поверхности хвои, а также депонирование углерода в расчёте на единицу фотосинтезирующей поверхности сеянцев лиственницы за день и вегетацию в пределах эксперимента оставались на одном уровне (табл. 1).
Сток углерода в расчёте на гектар площади, занятой сеянцами при густоте 1 млн шт./га, в пределах опыта различался в 2,4 раза и был минимальным в контроле без прополки. Между вариантами с механической прополкой и с применением гербицида достоверные различия зафиксированы не были.
Биологическая продуктивность (БП) изменялась в 2,2 раза и была минимальной в контрольном варианте (табл. 2). По сравнению с контролем механическая прополка способствовала росту показателя в 1,8 раза, а внесение гезагарда — в 1,9—2,2 раза. Максимальная БП наблюдалась при внесении гезагарда в дозах от 2 до 6 кг/га, а при самой высокой в опыте дозе она достоверно снижалась по сравнению с вариантом с внесением 4 кг/га гербицида. В этом варианте у растений наблюдалось заметное укорочение (недоразвитие) хвои. Однако БП в варианте с максимальной дозой была достоверно выше, чем в контроле.
1. Влияние различных доз гербицида гезагарда на фотосинтетическую активность и депонирование углерода у сеянцев лиственницы сибирской
Внесено гербицида, кг/га ЧПФ, г/м2 х день КПД ФАР, % Биомасса за вегетацию, г/м2 Депонировано углерода
г/м2х день за вегетацию
г/м2 т/га
Контроль 3,89 0,95 466 1,94 233 0,81
Прополка 3,01 0,74 361 1,50 181 1,61
2 3,16 0,78 379 1,58 190 1,96
4 3,23 0,83 388 1,62 194 1,66
6 3,16 0,77 379 1,58 189 1,82
8 3,53 0,91 424 1,77 212 1,78
НСР0 05 0,97 0,24 116 0,48 58 0,41
2. Биологическая продуктивность (БП), поверхность хвои, приходящаяся на единицу биомассы ^х/Р) и связь ДР с ЧПФ и ФП
Внесено гербицида, кг/га БП, раз Бх/Р, см2/г биомассы Коэффициенты корреляции
ЧПФ-ДР ФП-ДР
Контроль 3,93 38,82 -0,200 0,818
Прополка 7,25 52,54 -0,128 0,753
2 7,69 47,05 0,091 0,907
4 8,49 46,41 0,216 0,931
6 8,35 52,11 -0,309 0,798
8 7,31 46,18 -0,064 0,980
НСРо95 1,06 10,16 - -
3. Размер Sк/Р, минеральная продуктивность корневой системы и корреляционные связи отношений корневого потенциала (КП) к ФП и Sк/Р с МП у лиственницы сибирской при различных дозах гербицида гезагарда
Внесено гербицида, кг/га Бк/Р, см2/г биомассы Минеральная продуктивность, мг/м2хсутки Корреляционные связи
N Р2О5 К2О КП/ФП-МП Бк/Р-МП
Контроль 12,89 184 47 73 -0,210 -0,967
Прополка 12,16 225 57 90 -0,669 -0,974
2 10,52 263 67 105 -0,517 -0,956
4 11,95 232 59 93 -0,509 -0,945
6 17,99 165 42 66 -0,746 -0,942
8 15,24 182 47 73 -0,892 -0,973
НСР0,95 2,03 26 7 11 - -
Поскольку при дозах внесения гербицида от 2 до 6 кг/га достоверные различия биологической продуктивности отсутствовали, то наиболее экологически и экономически приемлемой дозой гезагарда при выращивании сеянцев лиственницы сибирской на серых лесных почвах Центральной части Нижегородской области можно считать 2 кг/га.
Отношение поверхности хвои к единице абсолютно сухой массы сеянца ^х/Р) изменялось в пределах опыта в 1,4 раза. Достоверно выше контрольного значения были лишь показатели вариантов с прополкой и с внесением 6 кг/га гербицида. Тем не менее, достоверных различий показателя у вариантов с внесением гербицида между собой и с вариантом, где применялась прополка, отмечено не было.
Рост сеянцев лиственницы в каждом варианте опыта больше зависел от размера фото-синтетического потенциала (ФП), чем от ЧПФ, так как между ФП и приростом абсолютно сухой биомассы (ДР) существовала высокая положительная связь (г варьировал от 0,753 до 0,980), а связь ЧПФ с ДР была невысокой или совсем отсутствовала (значения г изменялись от -0,309 до 0,216). В пределах всего эксперимента биологическая продуктивность и депонирование углерода (выраженное в т/га) были связаны высокой положительной корреляцией с поверхностью хвои, приходящейся на единицу сухой массы растения (коэффициенты корреляции составили 0,771 и 0,755 соответственно).
Отношение поверхности активных корней к единице абсолютно сухой массы растения ^к/Р) в пределах опыта изменялось в 1,7 раза и было максимальным в варианте с внесением 6 кг/га гезагарда, а минимальным — при наименьшей дозе, а также при дозе 4 кг/га и в варианте с механической прополкой (табл. 3). Остальные варианты занимали промежуточное положение. Таким образом, в вариантах с внесением гербицида прослеживалась тенденция к росту Sк/Р вплоть до 6 кг/га, а при максимальной дозе наблюдалось снижение показателя.
Поглощение азота, фосфора и калия в пределах опыта изменялось в 1,6 раза и было наибольшим в варианте с самой маленькой дозой гербицида, а минимальным — при внесении 6 и 8 кг/га гезагарда, а также в контрольном варианте. Аналогичная картина наблюдалась при поглощении фосфора и калия. Низкие значения минеральной продуктивности при высоких дозах гербицида и в контроле можно объяснить неспецифической реакцией растения, стремящегося увеличить размер активной части корневой системы в ответ на неблагоприятные условия [11].
Между отношением корневого потенциала к фотосинтетическому (КП/ФП) и минеральной продуктивностью (МП) была выявлена отрицательная корреляция (г варьировал от -0,210 до -0,892), а между Sк/Р и МП связь была во всех случаях высокой отрицательной (г варьировал от -0,942 до -0,974). Следовательно, величина активной поверхности корневой системы не
является объективным показателем минеральной продуктивности.
Выводы
1. Используемые в опыте дозировки гезагарда привели к полному уничтожению пырея ползучего, пастушьей сумки, клевера лугового, вьюнка полевого и одуванчика лекарственного.
2. Чистая продуктивность фотосинтеза в пределах эксперимента находилась на одном уровне. Прирост сухой биомассы растений лиственницы (ДР) зависел больше от размера фотосинтетического аппарата, нежели от величины ЧПФ.
3. Биологическая продуктивность (БП) и депонирование углерода в расчёте на гектар при густоте 1 млн/га изменялись в пределах эксперимента в 2,2 и 2,4 раза соответственно. Воздействие максимальной дозировки гезагарда (8 кг/га) приводило к патологическим изменениям морфологии хвои. На серых лесных почвах центральной части Нижегородской области при выращивании сеянцев лиственницы сибирской экономически и экологически наиболее целесообразно применение гезагарда в дозе 2 кг/га.
4. В пределах эксперимента биологическая продуктивность и депонирование углерода, рассчитанное на 1 га, зависели от поверхности хвои, приходящейся на единицу сухой массы растения.
5. При внесении гербицида в дозе 2 кг/га наблюдалась максимальная минеральная продуктивность по азоту, фосфору и калию. Контроль и варианты с внесением гезагарда по 6 и 8 кг/га характеризовались минимальной поглотительной
активностью. Связи отношений КП/ФП и Sk/P с МП были высокими и отрицательными.
Литература
1. Алиев Т.Г.-Г. Агробиологическое обоснование применения гербицидов в плодовых и ягодных насаждениях: автореф. дисс. ... докт. с.-х. наук. Мичуринск: Наукоград, 2007. 47 с.
2. Аравийский B.JL, Рулев A.C. Механизированный способ уничтожения сорняков с применением гербицидов и структу-рообразователей // Бюллетень ВНИИ агролесомелиорации. 1990. Вып. 3. С. 25-27.
3. Мостепанюк А.А. Детоксикація прометринув лісовому розсаднику // Лісівництво і агролісомеліорація. 1999. Вип. 96. С. 84-86.
4. Ключников Л.Ю. Теоретическое и экспериментальное обоснование применения гербицидов на различных этапах лесокультурного производства (в зонах смешанных лесов, лесостепной, степной Европейской части РСФСР и на Северном Кавказе): автореф. дисс. ... докт. с.-х. наук. М.: Московский лесотехнический институт, 1990. 40 с.
5. Нечаева И.С. Сорная растительность лесных питомников средней подзоны тайги Архангельской области: автореф. дисс. ... канд. с.-х. наук. Архангельск, 2009. 19 с.
6. Виноградов А.Н. Комплексное применение экологически безопасных средств химии при выращивании сеянцев и культур сосны обыкновенной на дерново-подзолистых, супесчаных и среднесуглинистых окультуренных почвах центрального района Европейской части России: автореф. дисс. ... канд. с.-х. наук. М.: Московский государственный университет леса, 2005. 25 с.
7. Бессчётнов В.П., Лебедев Е.В. Фотосинтез и биологическая продуктивность лесообразующих пород Волго-Вятского региона // Актуальные проблемы лесного хозяйства и рациональное использование ресурсов Нижегородской области. Н. Новгород: НГСХА, 2002' С. 107-116.
8. Ничипорович А.А. О методах учёта и изучения фотосинтеза как фактора урожайности // Труды. ИФР АН СССР. 1955. Т. 10. С. 210-249.
9. Тооминг Х.Г., Гуляев Б.И. Методика измерения фотосинтетически активной радиации. М.: Наука, 1967. 144 с.
10. Бобкова К.С., Тужилкина В.В. Содержание углерода и калорийность органического вещества в лесных экосистемах Севера // Экология. 2000. № 1. С. 69-71.
11. Лебедев В.М. Определение активной поверхности и минеральной продуктивности корневой системы плодовых и ягодных культур // Методика исследования и вариационная статистика в научном плодоводстве: сб. докл. междунар. науч.-практич. конф. 25—26 марта 1998 г. Мичуринск: Изд-во'МГСХА, 1998. Т. 2. С. 39-42.
