Потери урожая от фитотоксичности гербицидов. Методика исследования токсичности гербицидов

УДК 633.63:632.954

Потери урожая сахарной свёклы

от фитотоксичности гербицидов.

Методика исследования токсичности гербицидов

Е.А. ДВОРЯНКИН, д-р с/хнаук

ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт сахарной свёклы и сахара имени А.Л. Мазлумова»

В обеспечении высоких и стабильных урожаев сахарной свёклы важное значение имеет исследование механизмов адаптационного потенциала растений культуры к воздействию гербицидов. В данном случае адаптационный потенциал рассматривается как сочетание двух компонентов — продуктивности и устойчивости к неблагоприятным факторам среды. В исследовании этого вопроса наиболее информативны ответные реакции растений, полученные на фоне контрастных избирательно действующих концентраций гербицидов.

Многолетние исследования показали, что гербициды группы бетана-ла снижают массу растений сахарной свёклы в зависимости от нормы расхода препаратов и метеорологических условий (табл. 1). Торможение нарастания массы в вариантах

с разными схемами применения гербицидов особенно заметно в жаркую засушливую погоду, сформировавшуюся в период проведения химических обработок. Так, за десятилетний (2006—2015 гг.) период исследований на «мягком» гер-бицидном фоне (см. рис., схема 1) подавление роста растений выявлено в 2007, 2012 и 2014 гг. В эти годы масса растений снижалась при применении «мягкой» гербицидной нагрузки на 16—17 % к контролю. За весь период исследований растения в данном варианте отставали в росте от контрольных в среднем на 8,7 % при средней ошибке опыта (НСР05) 12,7 %. Повреждение растений культуры отмечено в особо экстремальных условиях — при продолжительной засухе в период обработок гербицидами.

В годы исследований увеличение нормы расхода гербицидов повы-

шало периодичность повреждений посевов сахарной свёклы. Отставание растений в росте приобрело систематический характер. Сред-негодичное снижение массы растений на фоне повышенных норм расхода гербицидов (см. рис., схема 2) составило 15,4 % при средней ошибке опыта 12,7 %. «Жёсткая» схема применения гербицидов увеличивала продолжительность депрессии у растений, что повышало вероятность усиления торможения их роста при более отдалённых проявлениях неблагоприятных сочетаний среды.

Подавление в раннем возрасте роста растений сахарной свёклы гербицидами в регламентированных нормах расхода является предпосылкой, а не критерием прогноза снижения урожайности корнеплодов без учёта погодных условий в течение всего периода вегетации. Так, при «мягком» воздействии гербицидами достоверное снижение урожайности отмечено в 2010 и 2014 гг. (табл. 2). Интересен следующий факт: в 2010 г. в период внесения гербицидов при смене погоды, относительно благоприятной для роста и развития растений, на жаркую и засушливую в июне и июле резко возросла остаточная фитотоксичность гербицидов, что привело к заметному снижению сбора сахара в вариантах опыта.

Отставание в росте растений культуры на фоне применения

Таблица 1. Масса растений сахарной свёклы после трёх обработок

гербицидами, г/1 растение *

Варианты Годы

2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015

1. Контроль 24,8 31,6 33,8 27,0 26,2 34,3 21,4 23,8 19,2 22,2

2. Схема 1 22,7 26,3 31,4 27,6 23,4 35,6 18,0 20,7 15,9 21,4

3. Схема 2 20,9 25,3 28,9 22,4 23,0 31,6 17,2 21,2 14,1 19,7

НСР05 2,6 4,2 2,8 3,3 3,0 2,9 3,4 4,3 3,2 2,6

* Примечание. Варианты: 1 — контроль с прополкой; 2 — БЭОФ, 1,0 (1-я обр.) + «Бетанал 22», 1,0 + «Карибу», 0,03 (2-я обр.) + «Бетанал 22», 1,3 + «Карибу», 0,03 (3-я обр.); 3 - БЭОФ, 1,3 (1-я обр.) + «Бетанал 22», 1,5 + «Карибу», 0,03 (2-я обр.) + «Бетанал 22», 1,5 + «Карибу», 0,03 (3-я обр.).

гербицидов в повышенных нормах сопровождалось большей частью потерями урожая. Вероятность снижения урожайности сахарной свёклы на фоне «мягкой» схемы гербицидов возможна в какие-либо два неблагоприятных года за 10 лет её применения, т. е. 20 %, а на фоне «жёсткой» схемы — 50 %. Из вышеизложенного можно заключить, что нарастание массы корнеплода зависит от функциональной активности листьев и сформи-рованности листового аппарата. Поэтому адаптация растений сахарной свёклы к воздействию гербицидов посредством активации роста листового аппарата (количество, масса и площадь листьев) может протекать в диспропорции с нарастанием корнеплода. Отсюда при уборке посевов с химической прополкой сорняков нередко отмечается недобор урожая корнеплодов у растений с хорошо сформированным листовым аппаратом вследствие незавершённой биологической спелости сахарной свёклы. В зависимости от условий погоды и степени торможения роста листового аппарата гербициды увеличивают вегетационный период.

В условиях оптимальной влаги в конце сезона достаточно перенести сроки уборки на более позднее время, чтобы исключить или уменьшить потери урожая.

В настоящее время производственники учитывают влияние погодных условий на фитоток-сичность свекловичных гербицидов, особенно препаратов бета-нальной группы. Полевая оценка фитотоксичности гербицидов сводится к учётам степени угнетённости посевов по показателям массы 100 растений, площади листьев и количества растений, повреждённых ожогом [2, 3]. Визуально повреждения проявляются чаще всего в условиях жаркой, засушливой погоды в местах скопления раствора на листьях или

Таблица 2. Продуктивность сахарной свёклы в зависимости от

фитотоксичности гербицидов **

Год Варианты Урожайность, т/га Сахаристость, % Сбор сахара, т/га Различие с контролем

По урожайности, т/га По сахаристости, % По сбору сахара, т/га

2006 1 38,4 16,2 6,22

2 39,2 16,0 6,27 +0,8 -0,2 +0,05

3 36,6 15,8 5,78 -1,8 -0,4 -0,44

НСР„5 3,6 0,5 0,60

2007 1 46,5 16,0 7,44

2 44,7 15,8 7,06 -1,8 -0,2 -0,38

3 42,2 15,7 6,62 -4,3 -0,3 -0,82

НСР„5 3,8 0,3 0,60

2008 1 45,8 17,3 7,92

2 42,4 17,3 7,33 -3,4 0,0 -0,59

3 40,6 17,1 6,94 -5,2 -0,2 -0,98

НСР„5 4,0 0,4 0,7

2009 1 44,7 19,8 8,85

2 42,5 19,8 8,41 -2,2 0,0 -0,44

3 39,8 19,6 7,80 -4,9 -0,2 -1,05

НСР„5 4,6 0,3 0,82

2010 1 35,0 16,3 5,71

2 31,6 15,8 4,99 -3,4 -0,5 -0,72

3 28,5 15,8 4,50 -6,5 -0,5 -1,21

НСР„5 4,2 0,2 0,66

2011 1 40,3 15,8 6,37

2 40,7 15,4 6,26 +0,4 -0,4 -0,11

3 37,5 15,6 5,85 -2,8 -0,2 -0,52

НСР„5 3,6 0,4 0,55

2012 1 62,3 14,7 9,15

2 60,9 14,7 8,95 -1,4 0,0 -0,20

3. 58,9 14,6 8,60 -3,4 -0,1 -0,55

05 4,1 0,3 0,65

2013 1 64,1 16,8 10,77

2 65,5 16,5 10,80 + 1,4 -0,3 +0,03

3 62,3 16,4 10,21 -1,8 -0,4 -0,56

НСР„5 4,3 0,3 0,82

2014 1 33,0 19,6 6,47

2 29,2 19,3 5,63 -3,8 -0,3 -0,84

3 30,4 19,5 5,92 -2,6 -0,1 -0,56

НСР„5 2,4 0,6 0,49

2015 1 29,6 19,4 5,74

2 27,1 19,0 5,15 -2,5 -0,4 -0,59

3 26,6 19,3 5,13 -3,0 -0,1 0,61

НСР„5 3,4 0,4 0,67

**См. примечание к табл. 1.

при передозировке препарата [4]. По этим признакам оценивается «жёсткость» применяемой дозы препарата (или смеси) с учётом качества химической обработки. В неблагоприятных условиях снижение расхода рабочей жидкости (менее 200 л/га) повышает риск повреждения листового аппарата химическим ожогом при внесении наиболее высоких нормированных доз препарата.

В более благоприятных погодных условиях гербициды снижают интенсивность роста растений, отмечаются микроповреждения - точечные ожоги до 1-2 мм. В некоторых случаях наблюдается скручивание и сворачивание листьев при обработке смесями гербицидов в фазе 10-14 листьев сахарной свёклы.

Угнетение сахарной свёклы гербицидами, проявляющееся в виде снижения массы растений, ожогов, деформации листьев, оказывает заметное влияние на фотосинтетический потенциал листового аппарата и продуктивность культуры. Тем не менее прямой зависимости потери урожая от токсикологической нагрузки гербицидами в нормированных дозах не установлено.

Потери урожая сахарной свёклы зависели от сроков внесения гербицидов, минерального питания, погоды. При наличии полного минерального питания, тёплой, влажной погоды, установившейся после неблагоприятных условий в период внесения гербицидов, негативное влияние обработок растений в ранние фазы роста может нивелироваться. Интенсивное формирование листового аппарата в условиях достаточной влаги способствовало затенению обработанных листьев, поэтому их роль в формировании корнеплода была менее значимой. В этих условиях утрата 5-15 % площади семядольных листьев (при обработке в фазе зачатков первой пары настоящих

листьев), а также у первой и второй пар настоящих листьев не приводило к достоверному снижению урожайности корнеплодов. В условиях длительного недостатка влаги или минерального питания при аналогичных повреждениях гербицидами возможно снижение урожайности корнеплодов на 4-6 %.

Взрослые растения более устойчивы к гербицидам и, как правило, переносят нагрузку без визуально заметных нарушений. В условиях жаркой засушливой погоды с прогревом воздуха до 28-32 °С отмечены случаи нарастания токсичности бетаналов на сформированные листья. Возможно, это связано с влиянием азотных или комплексных удобрений, внесённых в почву без заделки либо по листовому аппарату до или сразу же после гербицидов. В процессе исследования наблюдалось усиление фитоток-сичности при укороченном цикле применения гербицидов (через 4-5 дней после предшествующего), в результате чего доза препаратов на ранее обработанных листьях почти удваивалась. При потере площади листьев второго десятка на 15-20 % (угнетение роста, ожоги, некрозы, скручивание) возможно снижение урожайности корнеплодов на 8-14 % к контролю с ручной прополкой.

В ранних исследованиях оценка фитотоксичности почвенных гербицидов на растения сахарной свёклы проводилась весовым методом, путём отбора в загущенном посеве 25-30 растений в фазе первой пары настоящих листьев по диагонали делянки в четырёх повторениях. Затем проводили расчёт массы 100 растений и обработку данных.

При разовом внесении послевс-ходовых гербицидов массу 100 растений учитывали при прорывке свёклы через 5-6 дней после обработки посевов.

При сочетании довсходовых и послевсходовых гербицидов фи-

тотоксичность учитывали дважды, оценивая действие на растения сахарной свёклы почвенных препаратов и совместное влияние внесённых гербицидов.

В настоящее время для оценки фитотоксичности дробного применения гербицидов на посевах с заданной густотой насаждения необходимо соответствующее пространственное размещение для последовательного отбора образцов в разные сроки учёта массы 100 растений. Основное условие при проведении опытов - равномерный агрофон и дружные всходы культуры на поле.

Опыт проводят на делянках размером 5,4 х 15 м (12 рядков растений). Часть делянки 5,4 х 6 м отбивают для определения урожайности сахарной свёклы. Остальную площадь используют для учёта фитотоксичности гербицидов (см. рис., схема 1). В зависимости от кратности обработки делают 3-4 учёта, отбирая 25-30 растений по диагонали делянки в трёх повторениях. Для этого разбивают делянку под необходимое количество учётов, например, как это показано на рисунке (схема 2), обеспечивая хорошую пространственную изоляцию для растений последующих учётов. Смежные с другими делянками рядки (крайние), как и крайние растения в рядке, при отборе пробы исключают ввиду возможного сноса препарата с соседней делянки или краевого эффекта у растений.

При отборе пробы провешивают нить, по обе стороны которой на расстоянии 25 см в зоне рядка производится выемка растений. Растения помещают в полиэтиленовый пакет с этикеткой, на которой указаны дата и время учёта, а также номер варианта и повторение для последующей работы в лабораторных условиях.

При наличии переносных весов рекомендуется взвешивать пробы непосредственно на поле, а со-

путствующие учёты (площадь листьев, повреждения) проводить в лаборатории. Шкала весов должна быть с ценой деления 0,1 г.

На ранних фазах развития растений сахарной свёклы гербициды могут оказать заметное влияние преимущественно на рост листового аппарата из-за высокого нарастания массы листьев по отношению к корневой системе. Поэтому при отборе пробы растения просто выдёргивают из почвы, сохраняя листовой аппарат и ги-покотиль. С началом формирования корнеплода его роль в оценке фитотоксичности гербицидов заметно возрастает. Поэтому в более поздних учётах растения аккуратно выкапывают, стараясь не повредить корнеплод.

Контролем служит вариант с двукратной ручной прополкой. Удаление сорняков этом случае проводят при рыхлении почвы на 2-3 см, чтобы минимизировать влияние аэрации почвы на растения.

Аналогичные исследования можно проводить на шестирядко-вой делянке 2,7—15 м. Основные положения методики сохраняются в опыте, но отбор пробы проводится диагонально-ступенчатым способом (см. рис., схема 3). На шестирядковых делянках проводят три отбора проб, но при необходимости можно сделать и четвёртый, ограничиваясь растения-

ми с незатронутых учётами углов делянки.

В исследованиях, где в качестве фона применяют известные схемы борьбы с сорняками, фитотоксич-ность гербицидов приводят как сопутствующий показатель их возможного влияния на растения в ранних фазах развития сахарной свёклы. В этом случае на делянках отбивают участок длиной 2,5 м и делают два учёта согласно схеме 4 (см. рис.). На ранних фазах развития сахарной свёклы отсутствие пространственной межрядковой изоляции растений не оказывает заметного влияния на их рост и развитие.

Показатель массы 100 растений характеризует интенсивность роста растений и отражает степень воздействия дозы препарата на процессы роста и развития, включая ожоги и некрозы, которые заметно снижают массу листьев в результате обезвоживания части ткани. Фитотоксичность гербицидов (%) определяют по формуле

Ф(%) =

100(М-м) М ,

где М и м — средняя масса 100 растений (г) соответственно в контроле и опыте.

Этот показатель можно дополнить оценкой площади листьев, используя различные известные методы — расчёт по высечкам,

расчёт по линейным размерам листа [1], планиметрирования с использованием компьютерных программ и др. Оценку влияния гербицидов на нарастание площади листьев (%) рассчитывают по аналогичной формуле

Ф,

100

где £ и ^ — средняя площадь листьев одного растения (см2, дм2) соответственно в контроле и опыте.

«Жёсткость» действия препарата на листья сахарной свёклы может быть оценена по количеству растений, получивших повреждения ожогами различной степени в выборке. Визуально в процентах определяется и суммируется площадь распространения ожогов на листьях, затем выводится средний показатель повреждения. Средний процент поражённости (П) листьев у растений для полной выборки (посева) рассчитывается по формуле

П =

К2х Р К ,

где К — количество растений в выборке, К2 — количество повреждённых ожогом растений в выборке, Р — средняя площадь повреждения листьев у растений с ожогом (%).

Средний процент поражённости листьев растения (выборки, посева) пересчитывается в абсолютные значения при наличии данных средней площади листьев растения в опыте ^, формула (2)) простым способом:

*

П

Ж

и в качестве поправки ^ — ^о)) учитывается в формуле (2).

Таблица 3. Влияние нормы расхода двухкомпонентного гербицида группы бетаналов (160+160 г/л) на растения

сахарной свёклы***

Вариант Масса 100 растений, г Фитотоксичность гербицидов по массе 100 растений, % Площадь листьев, см2/1 растение Фитотоксичность гербицидов по площади листьев, % Количество растений с ожогом листьев, % Фитотоксичность гербицидов по площади листьев с поправкой на ожог, %

Контроль с ручной прополкой 115 0 56 0 0 0

Гербицид, 1,0 л/га 107 6,2 52 5,6 0 5,6

Гербицид, 1,4 л/га 100 13,8 47 16,1 6 16,3

Гербицид, 1,8 л/га 91 21,1 41 26,8 28 31,2

Гербицид, 2,5 л/га 78 32,2 32 42,9 68 56,9

НСР05 9,8 7,8

***Примечание. Обработано 6 мая в 22 ч 30 мин. Фаза развития: развитая семядоля — начало отрастания 1-й пары настоящих листьев; температура воздуха — 17 °С, погода ясная. Учёт проведён 10 мая. Фаза развития — 1-я пара настоящих листьев — начало отрастания 2-й пары настоящих листьев. Между обработкой и учётом в дневное время температура поднималась до 28 °С, ночью опускалась до 13 °С, осадков не было.

В контрастном примере (табл. 3) показана фитотоксичность двух-компонентного препарата из группы бетаналов на растения сахарной свёклы при разных нормах расхода препарата. Установлено, что гербицид в норме расхода 1 л/га не оказывал достоверного влияния на растения.

С увеличением расхода препарата токсичность гербицида на растения сахарной свёклы возрастала.

В журнале учётов отмечают дату и время внесения гербицидов, погодно-климатические условия (температура, влажность, облачность и т. д.), фазу развития растений. В последующие дни до учёта проводят общие наблюдения за погодой (отмечают осадки, предельно высокие или низкие показатели температуры) и растениями культуры. При отборе проб указывают дату и время, фазу развития растений, характер повреждений.

Учёты продуктивности сахарной свёклы (урожайность, сахаристость, сбор сахара) являются заключительным этапом оценки фитотоксичности гербицидов на растения культуры, а промежуточные данные — обоснованием для

соответствующих выводов и коррекции применения препаратов.

Данная методика может быть применена для учётов фитоток-сичности гербицидов на других культурах.

Список литературы

1. Тродзинский, А.М. Краткий справочник по физиологии растений / А.М. Гродзинский, Д.М. Гродзинский. — Киев : Наукова думка, 1973. - 591 с.

2. Дворянкин, Е.А. Причины повышения фитотоксичности гер-

бицидов на растения сахарной свёклы / Е.А. Дворянкин // Сахарная свёкла. — 2006. — № 5. — С. 36 - 40.

3. Дворянкин, Е.А. Особенности проявления фитотоксичности гербицидов группы бетанала на сахарной свёкле / Е.А. Дворянкин // Сахарная свёкла. — 2011. — № 9. - С. 25 — 29.

4. Шпаар, Д. Сахарная свёкла (выращивание, уборка, хранение) / Д. Шпаар [и др.]; под общ. ред. Д. Шпаара. — Мн. : УУП «Орех», 2004. — 326 с.

Аннотация. В многолетних опытах (2006-2015 гг.) исследован адаптационный потенциал сахарной свёклы к воздействию свекловичных гербицидов, применённых в «мягких» и относительно «жёстких» дозах в пределах рекомендованных норм расхода препаратов. Показаны результаты продуктивности сахарной свёклы в зависимости от погодных условий и фитотоксичности схем гербицидов. Представлена методика полевой оценки фитотоксичности гербицидов на сахарной свёкле для специального изучения этого вопроса и в качестве сопутствующего показателя в опытах с применением гербицидов. Ключевые слова: сахарная свёкла, гербициды, адаптационный потенциал, погода, фитотоксичность, продуктивность.

Summary. In experiments of many years (2006-2015), potential of sugar beet adaptation to influence of beet herbicides applied in low and relatively high doses within recommended rates of the chemicals' application has been investigated. The results of sugar beet productivity depending on weather conditions and phytotoxicity of herbicides' schemes are shown. For special study of this question and as an accompanying indicator in experiments with application of herbicides, methods of field evaluation of herbicide phytotoxicity for sugar beet is presented.

Keywords: sugar beet, herbicides, adaptation potential, weather, phytotoxicity, productivity.