К вопросу о действии гербицида гезагарда (прометрина) на сеянцы сосны обыкновенной в условиях дёрново-подзолистых почв Нижегородского Заволжья

К вопросу о действии гербицида гезагарда (прометрина) на сеянцы сосны обыкновенной в условиях дёрново-подзолистых почв Нижегородского Заволжья

Е.В. Лебедев, к.б.н., Нижегородская ГСХА

При выращивании посадочного материала в лесных и декоративных питомниках важна борьба с сорной растительностью [1]. Наиболее эффективным является совмещение агротехнических методов борьбы с сорняками с обработкой современными гербицидами [2], поскольку одна (и даже многократная) культивация не истребляет сорняки полностью, обходится дороже применения гербицидов, повреждает корневые системы выращиваемых растений, ухудшает почвенную структуру и усиливает эрозию [3, 4, 12].

Проблема эффективности уничтожения сорняков в питомниках изучена лучше, чем воздействие гербицидов на культурные растения [5, 6, 11, 12]. Для более эффективного применения гербицидов необходимо комплексное (на уровне целого организма) изучение реакции препарата на фотосинтетическую активность, минеральное питание и биологическую продуктивность выращиваемых растений. Однако такие исследования практически отсутствуют либо ограничиваются изучением морфологических показателей (высоты, диаметра), что особенно характерно для лесного хозяйства, где традиционно применяются указанные методики.

Целью работы было получить на уровне организма количественные данные фотосинтеза, поглотительной деятельности корней, биологической продуктивности и депонирования углерода у сеянцев сосны обыкновенной при воздействии различных доз гербицида гезагарда (прометрина) на дёрново-подзолистых почвах подзоны Южной тайги.

Объекты и методы исследований. Объектами исследования служили двулетние сеянцы сосны обыкновенной ^тт sylvestris L.). Растения выращивали в условиях микрополевого опыта на дёрново-подзолистой почве в Лысковском районе Нижегородской области в 2008 г. В опыте было два контрольных варианта, где гезагард не вносили: первый не пропалывали, во втором сорняки удаляли каждые десять дней. В вариантах с применением гезагарда его было внесено по 2, 4, 6 и 8 кг/га-1 соответственно после приживания растений согласно прописи в растворённом виде. Растения высаживали по восемь штук в заглубленные пакеты без дна (вмещавшие 40 кг почвы) с пространственной изоляцией между вариантами. Площадь питания каждого рас-

тения равнялась 100 см2, что в расчёте на 1 га составило 1 млн. штук. Опыт продолжался 120 суток. В каждом варианте проанализировали по 22 растения, каждое из которых служило повторностью. Площадь хвои вычисляли весовым методом. Чистую продуктивность фотосинтеза (ЧПФ) определяли по А.А. Ничипоровичу [7], энергетическую эффективность фотосинтеза (КПД ФАР) — по Х.Г. Тоомингу и Б.И. Гуляеву [8], а долю содержания углерода в биомассе — по К.С. Бобковой и В.В. Тужилкиной [9]. Детальный анализ активной части корневой системы и минеральной продуктивности корней (МП) проведён по В.М. Лебедеву [10]. Содержание азота, фосфора и калия в биомассе определяли по общепринятым агрохимическим методам. Биологическую продуктивность пород (БП) находили по относительному увеличению первоначальной массы растения.

Результаты исследования. При снятии опыта было установлено, что применяемые в опыте дозировки гезагарда привели к полному уничтожению осота полевого (Sonchus arvensis L.), пырея ползучего (Elytrigia repens L. Nevski ), ромашки непахучей (Matricaria inodora L.) и хвоща полевого (Equisetum arvense L.).

В пределах опыта чистая продуктивность фотосинтеза (ЧПФ) варьировала в 1,51 раза и была максимальной при внесении гербицида 2 кг/га-1 (табл. 1). В обоих контрольных вариантах и при дозировках 4 и 6 кг/га-1 ЧПФ оставалась на одном уровне, но достоверно ниже, чем в варианте с минимальной дозой.

При максимальной же дозе показатель был самым низким. Коэффициент энергетической эффективности — КПД ФАР и биомасса, синтезированная за вегетацию в расчёте на единицу поверхности хвои, а также депонирование углерода в расчёте на единицу фотосинтезирующей поверхности сеянцев сосны за день и вегетацию во всех вариантах изменялись аналогично ЧПФ. Сток углерода в расчёте на гектар площади, занятой сеянцами при густоте 1 млн. шт./га-1, в пределах опыта различался в 3,1 раза и был минимальным в контроле без прополки. При прополке и в вариантах с применением гербицида этот показатель находился практически на одном уровне. При самой высокой дозе отмечена тенденция к снижению депонирования углерода.

В пределах опыта биологическая продуктивность (БП) изменялась в 2,35 раза и была ми-

1. Фотосинтез и депонирование углерода у сеянцев сосны обыкновенной при различных дозах гербицида гезагарда

Внесено гербицида, кг/га-1 ЧПФ, г/м-2/день КПД ФАР, % Биомасса за вегетацию, г/м-2 Депонировано углерода

г/м-2 день за вегетацию,

г/м-2 т/га-1

Контроль 0,99 0,25 119 0,50 59 1,07

Прополка 1,02 0,26 123 0,51 61 3,12

2 1,18 0,29 141 0,59 71 3,06

4 1,02 0,25 123 0,51 61 3,23

6 0,97 0,24 116 0,48 58 3,32

8 0,78 0,19 94 0,39 47 2,53

НСРо,о5 0,09 0,02 11 0,05 6 0,83

2. Биологическая продуктивность (БП), поверхность хвои, приходящаяся на единицу биомассы ^х Р-1) и корреляции между ДР с ЧПФ и ФП

Внесено гербицида, кг/га-1 БП, раз Бх Р-1, см2/г-1 биомассы Коэффициенты корреляции

ЧПФ-ДР ФП-ДР

Контроль 3,86 121,42 0,501 0,989

Прополка 8,22 142,51 0,359 0,979

2 8,50 127,72 0,185 0,840

4 8,94 146,45 0,584 0,971

6 9,07 153,90 0,569 0,974

8 7,13 182,86 0,318 0,958

НСР0.95 1,40 12,56 - -

3. Размер Sк Р-1, минеральная продуктивность корневой системы и корреляционные связи отношений корневого потенциала (КП) к ФП и Sк Р-1 с МП у сосны обыкновенной

при различных дозах гербицида гезагарда

Внесено гербицида, кг/га-1 Бк Р-1, см2/г-1 биомассы Минеральная продуктивность, мг/м-2/сутки Корреляционные связи

N Р2О5 К2О КП ФП-1-МП Бк Р-1-МП

Контроль 11,98 190 49 76 -0,833 -0,766

Прополка 10,24 274 70 109 -0,919 -0,964

2 12,20 279 71 111 -0,748 -0,849

4 13,80 214 55 85 -0,917 -0,955

6 12,69 223 57 89 -0,939 -0,981

8 11,35 241 62 96 -0,892 -0,957

НСР0.95 1,79 36 12 19 - -

нимальной в варианте без прополки (табл. 2). В вариантах с прополкой и с внесением гезагарда в дозах 2—6 кг/га-1 БП выросла в 2,13—2,35 раза по сравнению с контролем без прополки. Максимальная же доза гербицида привела к достоверному падению БП. В этом варианте наблюдалось появление трёххвойных пучков, закручивание хвои и её недоразвитие. Однако даже при этом БП была выше, чем в непро-палываемом контроле, в 1,85 раза.

Возникает вопрос: почему БП в варианте без прополки оказалась ниже, чем при максимальной дозе гербицида, где ЧПФ была минимальной в опыте? Это объясняется тем, что доза гербицида 8 кг/га-1 способствовала формированию максимальной поверхности хвои в расчёте на единицу абсолютно сухой массы растения. Рост сеянцев сосны во всех вариантах опыта больше зависел от размера фотосинтетического потенциала (ФП), чем от ЧПФ, так как между ФП и приростом абсолютно сухой биомассы (ДР) установлена высокая положительная связь

(г варьировал от 0,840 до 0,989), а связь ЧПФ с ДР была невысокой.

При внесении гербицида в дозировке 4 кг/га-1 поверхность корней, приходящаяся на единицу массы растения ^к Р-1), была достоверно выше, чем в остальных вариантах (табл. 3). В варианте без прополки растения, находясь в неблагоприятных условиях, должны были образовывать более развитую корневую систему, но этого не происходило вследствие большой конкуренции с сорняками, в том числе и на корневом уровне.

Поглощение азота в пределах опыта изменялось в 1,47 раза и было минимальным в контрольном варианте без прополки. Достоверное повышение минеральной продуктивности (МП) по сравнению с контролем без прополки отмечено в контроле с прополкой и варианте с внесением гербицида в дозах 2 и 8 кг/га-1. Однако значения МП во всех вариантах с внесением гербицида между собой не различались. Показатели вариантов с внесением гезагарда в дозировках 4 и 6 кг/га-1 не имели достоверных

различий с контролем. Аналогичная картина наблюдалась при поглощении фосфора и калия.

Связь между отношением КП ФП"1 и МП была отрицательной и высокой (г варьировал от -0,748 до -0,939), а между 8к Р"1 и МП была во всех случаях высокой отрицательной (г варьировал от -0,766 до -0,981). Следовательно, величина активной поверхности корневой системы не является объективным показателем минеральной продуктивности.

Выводы.

1. Чистая продуктивность фотосинтеза (ЧПФ) сеянцев сосны варьировала в 1,51 раза и была максимальной при внесении 2 кг/га-1 гербицида, а минимальной — при максимальной дозе. Коэффициент энергетической эффективности фотосинтеза — КПД ФАР и биомасса, синтезированная за вегетацию в расчете на единицу поверхности хвои, изменялись аналогично ЧПФ. Продуктивность растений сосны (ДР) зависела больше от размера фотосинтетического аппарата, нежели от размера ЧПФ.

2. Биологическая продуктивность (БП) и депонирование углерода в расчёте на гектар при густоте 1 млн./га-1 изменялись в пределах эксперимента в 2,35 и 3,1 раза соответственно. Воздействие максимальной дозировки гезагарда (8 кг/га-1) приводило к патологическим изменениям хвои и снижению БП. На дёрново-подзолистых почвах Южной тайги экономически и экологически наиболее целесообразно применение гезагарда в дозе 2 кг/га-1.

3. Механическая прополка и внесение гербицидов привели к повышению поглотительной активности корней сеянцев сосны, кроме

вариантов с внесением 4 и 6 кг/га-1 гербицида, где наблюдалась тенденция к росту минеральной продуктивности (МП). Связь отношений КП ФП"1 и Sk Р"1 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 В.Л., Рулев А.С. Механизированный способ уничтожения сорняков с применением гербицидов и структу-рообразователей // Бюллетень ВНИИ агролесомелиорации. 1990. Вып. 3. С, 25-27.

3. Бекетов А.Д., Ивченко В.К., Бекетова Т.А. Земледелие Восточной Сибири. Красноярск: Краснояр. гос. аграр. ун-т., 2003. 366 с.

4. Бобкова КС., Тужилкина В.В. Содержание углерода и калорийность органического вещества в лесных экосистемах Севера // Экология. 2000. № 1. С. 69-71.

5. 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. дис. ... докт. с.-х. наук. М., 1990. 40 с.

6. Лебедев В.М. Определение активной поверхности и минеральной продуктивности корневой системы плодовых и ягодных культур // Методика исследования и вариационная статистика в научном плодоводстве: сб. докладов Между-нар. науч.-практич. конф. 25—26 марта 1998 г. Мичуринск: Изд-во МГСХА, 1998. Т. 2. С. 39-42.

7. Нечаева И.С. Сорная растительность лесных питомников средней подзоны тайги Архангельской области: автореф. дис. ... канд. с.-х. наук. Архангельск, 2009. 19 с.

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. Agamalian H.S. Developing weed control systems for conifer seedlings // Proc. W. Soc. Weed Sc, 1985. T. 38. P. 164-167.

11. Haywood J.D. Intensive Management of Loblolly Pine During Establishment Influences Nutrition and Productivity Through 15 Growing Seasons /J.D. Haywood, M.A.S., Sayer, A.E. Tiarks //General teclm. rep. United States. Forest service. Asheville (N.C.), 2006; SRS-92; Proceedings of the 13 th Biennial Southern silvicultural research conference, Memphis, Temies. P. 161 — 166.

12. Мостепанюк А.А. Детоксикація прометрину в лісовому розсаднику // Лісівництво і агролісомеліорація, 1999. Вип. 96. С. 84-86.