CC BY
38УДК 633.63:632.954
http://doi.org/10.24411/2413-5518-2020-10201
Влияние влаги, питания и воздушной среды на эффективность действия гербицидов и их фитотоксичность для 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
Помимо интенсивности света и температуры воздуха большое влияние на варьирование фитоток-сичности применённых на растениях сахарной свёклы гербицидов оказывают такие факторы, как наличие влаги в почве, питание и условия воздушной среды [3, 4, 7].
Вода является важным лимитирующим фактором среды обитания растений. Её источниками для сельскохозяйственных растений служат атмосферные осадки, водоёмы, росы, туманы. Влажность воздуха определяется содержанием в нём водяного пара. Растения реагируют на недостаток воды развитием мощной корневой системы и увеличением глубины их залегания.
Оптимальное органоминераль-ное питание является стабилизирующим фактором для растений сахарной свёклы в стрессовом состоянии. Оно активизирует обмен веществ, разбавление и вывод из растительного организма токсичных ксенобиотиков, является регулятором процесса фотосинтеза, роста и развития растений. Сорта и гибриды сахарной свёклы неоднозначно реагируют на фоны плодородия почвы. Поэтому потенциал плодородия почвы необходимо поддерживать с учётом своеобразия отзывчивости каждой культуры в севообороте и реакции сортов и гибридов на отдельные компоненты питания [7].
Культурные растения более чувствительны к загрязнению воздушной среды по сравнению с дикими видами. Газоустойчивость зависит от фазы развития, интенсивности роста, анатомо-морфологических признаков. Мощная кутикула, восковые покровы, опушение, мелкие устьица способствуют повышению газоустойчивости [3, 4, 6].
Цель настоящей статьи — представить экспериментальные данные и описать реакцию растений сахарной свёклы на гербициды в зависимости от степени увлажнения, питания и воздушной среды в периоды прорастания семян и активного роста растений.
Реакция растений на гербициды
в зависимости от влаги
В засушливые годы у растений появляются анатомо-морфологи-ческие признаки, снижающие потребление воды: мелкие листья, покрытые прочной и толстой кутикулой, меньшее количество устьиц. Одним из приспособлений для снижения потерь воды является отмирание наиболее старых, нижних листьев [3, 6].
При подвядании, причиной которого является атмосферная засуха, устьица закрываются, фотосинтез замедляется, растения какое-то время не накапливают, а только расходуют энергию. В полевых условиях при дефиците влаги в почве наблюдается подвядание растений и утрата тургора. При восполнении
воды в почве тургор и жизнедеятельность организма восстанавливается, но не бесследно — возможно влияние бывшей почвенной засухи на формирование органов растения и урожай.
Кратковременное подвядание сравнительно легко переносится растением. Продолжительная потеря тургора у растений наступает при отсутствии доступной влаги в почве. Последствия такого под-вядания могут быть необратимыми и зависят от длительности отсутствия влаги. Непродолжительное глубокое подвядание вызывает в растении перераспределение воды. Молодые листья оттягивают воду от листьев старшего возраста, а также от корневой системы. Отмирают корневые волоски, проявляются сосудистые заболевания. Нарушается процесс поглощения воды корневой системой. После глубокого подвядания растения восстанавливаются медленно, а способность корневой системы к поглощению воды частично утрачивается.
Засуха — это крайняя степень дефицита влаги, при котором растения находятся в сублетальном состоянии. Засуха задерживает всхожесть семян, снижает эффективность действия почвенных и по-слевсходовых гербицидов. Растения скручиваются в зависимости от степени засухи и жары. Возможны ожоги листьев. Внешние листья сахарной свёклы желтеют, подсыха-
ют и опадают. Уменьшается количество и площадь листьев, замедляется интенсивность фотосинтеза, корнеплоды слабо развиваются, снижается урожай, а содержание сахара и сухих веществ возрастает. Растения сахарной свёклы поражаются болезнями и вредителями. При возобновлении осадков резко возрастает расход сахара (и углеводов в целом) на отрастание листового аппарата.
Ливневые дожди в условиях холодной погоды задерживают прорастание семян сахарной свёклы. Глубокая борозда, образованная высевающим аппаратом, служит руслом стекания воды и вымывания семян даже на посевах с небольшим уклоном в 1,5—2о. На ровном поле возможно затекание почвенным раствором борозд, что приводит к разноуровневому залеганию семян, а впоследствии — к неоднородности развития растений, изреживанию всходов.
Проливные дожди могут вызвать сползание и нарушение структурной формы почвы, образование плотной поверхностной корки. Твёрдая корка задерживает всходы или не даёт развиваться росткам. Ливни вымывают в верхних слоях почвы азот и кальций или способствуют продвижению питательных веществ в нижние горизонты почвы, вызывая дефицит элементов питания, особенно азота, и тем самым задержку роста сахарной свёклы.
Растения сахарной свёклы сильно повреждаются градом, признаком которого являются перфорированные листовые пластины, иногда порванные на части, побитые или поломанные черешки. Степень поражения зависит от величины и количества градин. В начале вегетации после повреждения градом растения быстро восстанавливаются. В более поздние сроки сильные повреждения градом листового аппарата снижали урожайность корнеплодов на 5—8 % в случае последующего наступления засухи.
Влага в почве обеспечивает контакт внесённого в почву гербицида
не только с прорастающими сорняками, но и с прорастающими растениями культуры. Она способствует ускорению поглощения препарата. Недостаток влаги в поверхностном слое почвы снижает активность гербицида на растения. В засушливые годы влияние почвенных гербицидов на растения сахарной свёклы минимально (табл.1).
Увеличение влаги в поверхностном слое почвы (0—5 см) влечёт за собой усиление фитотоксичности почвенных гербицидов в отношении растений культуры, однако при длительном переувлажнении почвы эффект может быть обратным как для растений культуры, так и для сорняков.
При внесении послевсходовых гербицидов, как правило, эффект противоположный. Низкая влажность почвы оказывает заметное влияние на фитотоксичность по-слевсходовых гербицидов на сахар-
ную свёклу. В этих условиях растения культуры испытывают водный стресс и демонстрируют слабую активность роста. Низкой влажности почвы сопутствует низкая влажность воздуха, при которой проницаемость эпидермиса для гербицида снижается в два-три раза. Между толщиной кутикулы и проницаемостью гербицида в ткани листа есть обратная зависимость. Недостаток влаги в эпидерме и более толстая кутикула задерживают препарат на поверхности листа, что подвергает листовой аппарат растений контактному воздействию гербицида. Наиболее отчётливо это проявляется в отношении гербицидов группы бетаналов, после которых в таких условиях возможны ожоги листьев. Известна суточная динамика изменения относительной влажности воздуха — она возрастает ночью и убывает днём [2], поэтому производственники в жаркую погоду
Таблица 1. Фитотоксичность почвенных гербицидов на всходах сахарной свёклы и эффективность их действия на сорняки в зависимости от влажности верхнего
слоя почвы (по многолетним данным)
Варианты, л/га Масса 100 растений сахарной свёклы, г % к контролю Содержание хлорофилла в листьях сахарной свёклы, мг/г сырой массы % к контролю Количество сорняков, шт/м2 % к контролю без прополки
В условиях недостатка влаги в верхнем слое почвы
Контроль 37,6 100,0 0,68 100,0 146
«Дуал Голд», 2,0 34,0 90,4 0,63 92,6 47 67,8
Контроль 53,4 100,0 0,86 100,0 124
«Эптам», 4,5 47,5 88,9 0,72 83,7 51 58,6
Контроль 53,4 100,0 0,86 100,0 124
«Пирамин Турбо», 1,7+ + «Фронтьер Оп.», 1,1 51,2 95,9 0,81 94,2 36 71,2
В условиях достаточной влаги в верхнем слое почвы
Контроль 68,0 100,0 0,95 100,0 187
«Дуал Голд», 2,0 50,4 74,1 0,73 76,8 34 81,7
Контроль 68,0 100,0 0,95 100,0 187
«Пирамин Турбо», 1,7 + + «Фронтьер Оп.», 1,1 58,6 86,2 0,80 84,2 14 92,3
предпочитают вносить свекловичные гербициды в вечернее, ночное и утреннее время суток.
Высокая влажность в почве и воздухе усиливают проницаемость кутикулы для гербицида, замедляют испарение капель раствора препарата на листьях.
Умеренные осадки положительно влияют на активность почвенных гербицидов. Продолжительное увлажнение ведёт к вымыванию гербицида из зоны прорастания сорных семян в зону обитания корней культурных растений, т. е. в низле-жащие слои почвы, что может вызвать повреждение растений культуры.
Сильный дождь, выпавший сразу же после внесения послевсходовых гербицидов, частично или полностью смывает их с листьев. Время, необходимое для фиксации препарата растением, зависит от химической структуры вещества, форму-ляции, прилипателей и особенностей препаративной формы гербицида. В основном для поглощения внесённого гербицида необходимо не менее 6 часов.
В настоящее время разработаны новые формы препаратов с высокой липофильностью и меньшей зависимостью от атмосферных осадков. Современные поверхностно-активные вещества (ПАВ) улучшают смачиваемость поверхности листьев, замедляют испарение рабочей жидкости, изменяют структуру кутикулы для усиления проницаемости действующего вещества в растение.
Выпадение обильной росы во время опрыскивания может привести к смыванию с растений некоторого количества препарата, что уменьшает эффективность его применения. Слабая роса в виде тонкой влажной плёнки на листьях и высокая относительная влажность воздуха в момент обработки посева гербицидами усиливают действие препаратов и могут в редких случаях вызвать повреждения растений культуры при относительно высоких дневных температурах воздуха.
Реакция растений на гербициды в зависимости от питания
Недостаток элементов питания отражается на росте и развитии листового аппарата, формировании органов растения и сборе урожая. Снижение продуктивности сахар -ной свёклы при нарушении питания возрастает под воздействием применяемых на ней гербицидов, особенно в неблагоприятных условиях.
Уровень питания определяет состояние культуры и сорняков, их конкурентоспособность и реакцию на гербициды. Удобрения, внесённые с заделкой в почву или через несколько дней после обработки гербицидами, стимулируют рост и развитие сахарной свёклы (табл. 2). Так, растения с мощным вегетативным ростом легче переносят влияние неблагоприятных факторов — они активнее противостоят болезням и повреждениям [5].
Качество обработки посева гербицидами в зависимости от воздушной среды
У устойчивых растений поглощение газов регулируется чувствительностью к ним устьиц, которые закрываются с нарастанием концентрации ядовитых газов. Часто растения, устойчивые к засухе, за-
солению и другим факторам, более устойчивы к токсичным газам (например, к сернистому).
В условиях жаркой погоды культурные растения чувствительны к испарениям препаратов, которыми их обрабатывают. Так, бетана-лы-дженерики с сильным резким запахом в условиях жаркой погоды сильнее угнетают сахарную свёклу, чем другие аналогичные препараты. При сильной загазованности воздуха ядовитыми парами гербицида нарушается движение устьица не только на верхней обработанной препаратом стороне листа, но и нижней, более нежной с многочисленным количеством устьиц. Это создаёт дополнительные предпосылки для повреждения растений гербицидом в результате нарушения температурного и водного режимов ткани растений, усиления угнетения газообмена в реакциях фотосинтеза и др. [1]
Ветер — это перемещение потоков воздуха с различной скоростью. Ветер может сильно повреждать посевы сахарной свёклы, особенно на лёгких почвах, подверженных ветровой эрозии. На таких почвах семядоли и листочки легко повреждаются песчинками, которые переносятся сильным ветром по посеву. Ветер сильно треплет молодые растения, вызывает повреждения
Таблица 2. Влияние гербицидов, лигногумата ^ и подкормок азотом (селитра аммиачная, 35 %) на накопление массы растениями сахарной свёклы
Варианты До обработки гербицидами После трёх обработок гербицидами Середина вегетации
Г/растение % Г/растение % Г/растение %
Контроль с ручной прополкой 0,48 100,0 15,2 100,0 415 100,0
Гербициды 0,49 102,0 12,8 84,0 360 86,6
+Лигногуматы (1+1) л/га 0,51 106,0 14,2 93,0 407 98,0
+Лигногуматы (1+1) л/га + 0,48 100,0 15,8 104,0 442 106,5
+Лигногуматы (1+1) л/га + + 0,47 98,0 16,2 106,0 449 108,2
НСР05 1,1 26
Примечание. Гербициды — БЭОФ, 1,25 л/га (1-я обработка) + «Бетанал 22», 1,25 + «Ара-мо 50»,1,0 л/га + «Лонтрел Гранд», 0,12 кг/га (2-я обработка) + «Бетанал 22», 1,5 л/га + + «Карибу», 0,03 кг/га (3-я обработка)
гипокотиля, приводит к иссушению и потемнению повреждённых частей.
Повреждение гипокотиля вызывает сдавливание корня. Этот процесс развивается на уровне или ниже уровня грунта. В результате сильного ветра верхняя часть растения отрывается в месте перетяжки корня, и оно погибает.
Сильные ветры вызывают песчаные бури. Песчинки засыпают молодые растения, часть которых, как правило, погибает, однако при сохранении точки роста другая часть растений выживает.
Посев сахарной свёклы после песчаной бури можно сохранить при густоте стояния растений не менее 60—70 тыс/га. Наиболее из-реженные участки посева необходимо пересеять до 25 мая.
Гербициды, применённые перед наступлением ветреной погоды, увеличивают изреженность посева сахарной свёклы. Растения, обработанные гербицидами, сильнее треплет ветер, они более вялые и у них быстрее поражается гипо-котиль.
Растения, перенёсшие ветровой стресс, не следует подвергать поспешным обработкам гербицидами. Ослабленным растениям требуется адаптационный период 5—8 дней.
Качество обработки посевов гербицидами ухудшается при скорости ветра 4 м/сек и более. Переменный ветер изменяет равномерность распределения препарата по поверхности обрабатываемого поля, усиливает его испарение, может вызвать снос на соседнее поле, на более чувствительную к нему культуру. При сильном ветре гербициды могут попадать на обратную сторону листьев культурных растений, более ранимую, чем верхняя плоскость листа.
Наиболее опасен порывистый ветер. Порывы бокового или фронтального ветра сносят раствор гербицида на участки, уже обработанные им, или на участки, которые будут подвергаться обработке
вслед за обработанными. Неравномерное внесение препарата на посеве приводит как к локальным передозировкам на одних участках посева, так и к снижению нормы его расхода на других, что создаёт «пестроту» в распределении остаточной засорённости, снижает качество и эффективность химической прополки. Угроза повреждения растений завышенной нормой расхода гербицида при сносе препарата ветром и неравномерная эффективность обработки в борьбе с сорняками создают предпосылки для снижения урожайности сахарной свёклы.
Заключение
В практике применения гербицидов на сахарной свёкле необходимо учитывать все факторы среды, оказывающие влияние как на эффективность борьбы с сорной растительностью, так и на возможное варьирование их фитотоксичности для растений культуры. Опытные свекловоды при внесении гербицидов учитывают краткосрочный прогноз погоды и соответственно корректируют норму внесения препарата, расход воды, при необходимости обрабатывают посевы в вечернее и ночное время суток. Научно обоснованное предупреждение негативного влияния факторов
среды при внесении гербицидов в посевах сахарной свёклы позволяет сохранить до 10—15 % урожая.
Список литературы
1. Дворянкин, Е.А. Действие гербицидов группы бетанала на фотосинтез сахарной свёклы / Е.А. Дворянкин, А.Е. Дворянкин // Сахарная свёкла. — 2011. — № 4. — С. 33-37.
2. Дворянкин, Е.А. Особенности воздействия гербицидов группы бетанала на сорные растения / Е.А. Дворянкин // Сахарная свёкла. - 2012. - № 4. - С. 30-34.
3. Кузнецов, Вл.В. Физиология растений / Вл.В. Кузнецов, Г.А. Дмитриева. - М. : Высшая школа, 2006. - 742 с.
4. Физиология сельскохозяйственных растений / под ред. Б.А. Рубина. - Т. 7. - М. : МГУ, 1968. - 426 с.
5. Тарр, С. Основы патологии растений / С. Тарр. - М. : Мир, 1975. -587 с.
6. Усманов, И.Ю. Экологическая физиология растений / И.Ю. Усманов, З.Ф. Рахманкулова, А.Ю. Кулагин. - М. : Логос, 2001. - 224 с.
7. Шпаар, Д. Сахарная свёкла (выращивание, уборка, хранение) / Д. Шпаар [и др.]; под общ. ред. Д. Шпаара. - Минск : Орех, 2004. -326 с.
Аннотация. Представлены экспериментальные данные по влиянию абиотических факторов - влаги, питания, воздушной среды -на эффективность действия свекловичных гербицидов в борьбе с сорной растительностью. Показано варьирование фитотоксичности гербицидов на растениях культуры. Приведены рекомендации, учитывающие особенности внесения гербицидов на сахарной свёкле в различных погодно-климатических условиях. Предупреждение негативного влияния факторов среды при внесении гербицидов в посеве сахарной свёклы позволяет сохранить 10-15 % урожая.
Ключевые слова: факторы среды, гербициды, эффективность, фитотоксичность, сахарная свёкла.
Summary. The description is given and experimental data on influence of abiotic factors - moisture, nutrients' supply and air environment - upon efficiency of beet herbicides to control weeds are presented. Variation of herbicide phytotoxicity for crop plants has been shown. The recommendations considering peculiarities of herbicide application for sugar beet under various weather-environmental conditions have been suggested. Prevention of environment factors' negative influence when applying herbicides for sugar beet crop allows 10-15 % saving of the crop yield.
Keywords: environment factors, herbicides, efficiency, phytotoxicity, sugar beet.
