п.г.т. Усть-Кинельский, Самарская область, Россия
ГРНТИ 68.35 Растениеводство
ОКСО 35.06.01 Сельское хозяйство
Цель исследований – совершенствование агротехнологии возделывания яровой пшеницы с применением гербицидов (банвел, дифезан, кортес, пума-супер и секатор) для увеличения урожайности и содержания белка в зерне. В агроценозах яровой пшеницы сорта Кинельская 59 с применением различ-ных систем обработки почвы использовались гербициды: банвел, дифезан, кортес, пума-супер и секатор. Эффективность действия гербицидов определялась по динамике накопления белка в листьях по фазам развития растений – кущение, выход в трубку и колошение, а также по содержанию белка в спелом зерне. Не все гербициды в одинаковой степени были эффективны. По сравнению с контрольными вариантами сразу после обработки гербицидами в листьях уменьшилось содержание белка, в среднем на 26%, по всем способам обработки почвы, вероятно, за счет ингибирующего воздействия гербицидов на физиологические процессы и снижения биосинтеза белка в листьях в фазе кущения. В следующей фазе развития растений (в фазе выхода в трубку), этот показатель выравнивался и на стадии колошения незначительно (до 4%) превосходил контроль. Влияние гербицидов неоднозначно, они оказывают угнетающее влияние не только на сорную растительность, но и на выращиваемую культуру. Очевидно, что влияние гербицидов было не за счет их непосредственного действия на тот или другой изучаемый параметр, а за счет угнетения сорняков и ослабления конкурентных отношений между сельскохозяйственной культурой и сорной растительностью за элементы питания, доступную влагу, освещение и другие факторы.
пшеница, почва, белок, зерно, гербициды, динамика, яровая
Высокие урожаи пшеницы определяются многими факторами, такими как генетические особенности выращиваемых сортов, почвенно-климатические условия региона, технология возделывания культуры, включающая в себя различные способы обработки почвы и применение гербицидов для борьбы с сорными растениями. И при этом высокие урожаи пшеницы не всегда обеспечиваются высоким качеством зерна, основным показателем которого является содержание белка [1].
Гербициды, уничтожая сорняки, способствуют сохранности урожая, при этом проявляющийся положительный эффект способен изменять качество зерна. Влияние гербицидов определяется химической природой препарата, концентрацией действующего вещества, точками воздействия, механизмом действия и степенью влияния на факторы, которые определяют урожайность пшеницы и формирование качества урожайности – состав белка зерна. Отсюда, основные требования, предъявляемые к применяемым гербицидам, это высокая эффективность в уничтожении сорных растений, безопасность окружающей среды и биологии почвы, а также той культуры, на которой они используются, и сохранность высокого качества получаемого урожая [2].
Вместе с тем, влияние гербицидов на продукционные качества не выявлено. Поэтому важно установить обоснованность применения гербицидов в агротехнологиях яровой пшеницы и их эффективное влияние на накопление белка, как основной показатель качества продукционного процесса.
Цель исследований – совершенствование технологии возделывания яровой пшеницы с применением гербицидов (банвел, дифезан, кортес, пума-супер и секатор) для увеличения урожайности и содержания белка в зерне.
Задачи исследований – изучить эффективность применения гербицидов (банвел, дифезан, кортес, пума-супер и секатор) в агроценозах яровой пшеницы сорта Кинельская 59 с различными системами обработки почвы – вспашка на 20-22 см, рыхление на 10-12 см и «нулевая» – по динамике накопления белка в листьях, в различные фазы развития растений (кущение, выход в трубку и колошение), а так же по содержанию белка в зрелом зерне.
Материалы и методы исследований. Исследования проводились на опытных полях кафедры «Растениеводство и земледелие» и лаборатории «Агроэкология» ФГБОУ ВО Самарской ГСХА. Площадь делянок –
Гербициды дифезан, банвел, кортес, секатор рекомендуются против однолетних двудольных и некоторых многолетних двудольных, пума-супер – против однолетних злаковых сорняков. Применяли в фазе 2-3 листа – начала кущения пшеницы при ранних фазах развития сорняков, при норме расхода рабочей жидкости 250 л/га.
В опыте применялись гербициды в рекомендованных дозах: банвел, водный раствор
(480 г/л дикамба кислоты); дифезан, водный раствор (344 г/л дикамба + 18,8 г/л хлорсульфурона); кортес, смачивающийся порошок (750 г/кг хлорсульфурон); пума-супер, масляно-водная эмульсия (69 г/л феноксапроп-П-этил + антидот мефенпирдиэтила); секатор, высокоселективный гербицид ВДГ (12,5 г/кг йодосульфурон-метил-натрий + 50 г/кг амидосульфурон + 125 г/кг мефентир-диэтил).
По данным метеостанции «Усть-Кинельская» метеорологические условия в период проведения исследований были контрастными и неустойчивыми. Они характеризовались значительными отклонениями среднесуточной температуры и количества осадков по срокам и периодам вегетации. Гидротермические коэффициенты за период май-сентябрь по годам были 1,02; 0,89 и 0,59
(при средне-многолетнем значении 0,83), что характеризует метеорологические условия как засушливые или слабо засушливые.
Результаты исследований. Учеты засоренности посевов проводили с помощью количественно весового метода, перед уборкой яровой пшеницы с определением воздушно-сухой массы сорняков по подтипам засорения в трех повторностях.
Для биохимических исследований были применены следующие методы: выделение белковых фракций из листьев и из зерна пшеницы проводилось по Х. Н. Починку (1976) [3], количественное содержание белка проводили микроопределением по Биурету, колориметрическим методом по Г. А. Кочетову (1971) [4]. Математическая обработка данных проведена дисперсионным методом на ПЭВМ Pentium IV. Эколого-экономическая оценка возделывания яровой пшеницы проводилась в соответствии с методикой Г. И. Рабочева и др. (2004) [5].
Важной задачей современного земледелия является разработка региональных интегрированных систем защиты растений, способных повышать урожайность культур и получать продукцию растениеводства высокого качества. Поэтому необходимы глубокие исследования особенностей взаимоотношений сельскохозяйственных культур с сорной растительностью, обоснования по применению новых, более эффективных и экологически безопасных гербицидов как химических средств защиты растений в сочетании с агротехническими методами [2].
За годы проведения исследований в посевах яровой пшеницы видовой состав сорных растений был представлен различными видами, относящимся к пяти биологическим группам и непаразитному типу засорения. Непаразитные сорные растения по продолжительности жизненного цикла делятся на два подтипа: малолетние и многолетние.
Из малолетников группа яровых ранних включает следующие наиболее распространенные виды: овсюг обыкновенный (Avena fatua L.) и гречишка вьюнковая (Fallopia convolvulus L.); к яровым поздним относятся: щетинник сизый (Setaria glauca L.), просо куриное (Echinoehloa crus galli L.), лебеда (Atriplex patula L.), щирица жминдовидная (Amaranthus blithoides Wats.), щирица колосовидная (Amaranthus retroflexus L.). Из двулетних выявлен один вид – смолевка широколиственная (Oberna behen L.).
Из многолетников выявлены пять видов из трех групп. Группа корнеотпрысковых сорняков включает три вида: вьюнок полевой (Convolvulus arvensis L.), бодяк полевой (Cirsium arvense L.), осот полевой (Sonchus arvensis L.). Группа корневищных сорняков – сорго алепское (гумай) (Sorghum halepense L. Pers.), чина клубневая (Lathyrus tuberosus L.) [5].
В среднем за годы исследований урожайность яровой мягкой пшеницы сорта Кинельская 59 была от 18 ц/га. Наибольшая урожайность наблюдалась при вспашке, наименьшая – в варианте без механической обработки почвы. Засорение посевов яровой пшеницы малолетними сорняками приводит к снижению урожайности на 40%, многолетними – на 43%.
По мере развития растений яровой пшеницы в фазах кущения, выхода в трубку и колошения происходило постепенное увеличение содержания общего белка в листьях. Так, в фазе кущения белка содержалось в среднем 4,0%, в фазе выхода в трубку – 6,2% и 7,6 % в фазе колошения. Максимальное содержание общего белка в листьях в фазы кущения, выхода в трубку и колошения яровой пшеницы отмечалось на вспашке и составляло 4,2, 6,3 и 7,7 %, соответственно. Минимальное накопление белка в листьях отмечалось в варианте без механической обработки почвы и составляло 3,9, 6,0 и 7,5 %, соответственно. Засорение посевов яровой пшеницы малолетними сорняками приводило к снижению белка в листьях в среднем до 15%, а многолетними – до 11%.
В среднем за годы исследований количество белка в зерне по всем вариантам находилось в пределах 11-14%. Наибольшее количество белка в зерне показали варианты со вспашкой и в среднем составляли 14%, что больше на 3%, чем при рыхлении почвы, и на 5%, чем при «нулевой» обработке почвы. Засорение посевов культуры малолетними сорняками приводит к снижению белка в зерне в среднем на 9%, а многолетними – на 5%.
На уровень засоренности посевов существенное влияние оказали гидротермические условия вегетационного периода. Так, во влажные годы отмечалась самая высокая засоренность по количественному показателю и сухой массе сорняков, а самая низкая – в наиболее засушливом году. Глубокая обработка почвы способствовала наименьшему количеству сорняков, а более засоренные посевы наблюдались в вариантах с мелкой системой обработки почвы. Минимальные величины урожайности, накопления белка в листьях и в зерне отмечались в варианте без механической обработки почвы. Засорение посевов яровой пшеницы малолетними сорняками приводило к снижению урожайности на 40%, белка в листьях в среднем до 15%, белка в зерне в среднем на 9%, многолетними – на 43%, до 11% и на 5%, соответственно, по всем вариантам обработки почвы по сравнению с вариантом без сорняков.
Таблица 1
Эффективность применения гербицидов на величину урожайности, динамику накопления белка
в листьях и содержание белка в зерне яровой пшеницы, в среднем за годы исследований
|
Обработка почвы |
Гербициды |
Урожайность, ц/га |
Прибавка к урожаю, ц/га |
Белок, % |
|||
|
в листьях |
в зерне, полная спелость |
||||||
|
кущение |
выход |
колошение |
|||||
|
Вспашка |
без гербицидов |
20,5 |
─ |
4,6 |
7,3 |
8,2 |
13,5 |
|
банвел |
22,5 |
2,0 |
3,0 |
7,1 |
8,2 |
13,1 |
|
|
дифезан |
19,2 |
–1,3 |
3,2 |
6,9 |
8,3 |
12,8 |
|
|
кортес |
23,9 |
3,4 |
3,6 |
7,3 |
8,8 |
12,9 |
|
|
пума супер |
19,8 |
–0,7 |
3,1 |
6,9 |
8,7 |
12,8 |
|
|
секатор |
20,1 |
–0,4 |
3,2 |
7,3 |
8,5 |
13,2 |
|
|
среднее |
21,1 |
0,6 |
3,4 |
7,3 |
8,6 |
13,3 |
|
|
Рыхление |
без гербицидов |
19,4 |
─ |
4,3 |
6,9 |
8,5 |
13,0 |
|
банвел |
18,5 |
–0,9 |
3,0 |
7,1 |
8,5 |
12,9 |
|
|
дифезан |
19,7 |
0,3 |
2,9 |
6,9 |
8,6 |
13,8 |
|
|
кортес |
23,4 |
3,0 |
3,4 |
7,2 |
8,9 |
13,0 |
|
|
пума супер |
20,1 |
–0,7 |
2,8 |
6,8 |
8,9 |
13,4 |
|
|
секатор |
18,0 |
–1,4 |
3,0 |
6,9 |
8,7 |
13,1 |
|
|
среднее |
19,9 |
0,5 |
3,2 |
7,0 |
8,9 |
13,5 |
|
|
«Нулевая» |
без гербицидов |
18,9 |
─ |
4,2 |
6,7 |
8,0 |
12,8 |
|
банвел |
19,6 |
0,8 |
2,9 |
6,8 |
8,4 |
12,9 |
|
|
дифезан |
18,3 |
–0,6 |
3,2 |
6,7 |
8,1 |
13,5 |
|
|
кортес |
22,6 |
3,7 |
2,9 |
7,0 |
8,3 |
13,2 |
|
|
пума супер |
18,9 |
0 |
3,0 |
6,5 |
8,0 |
13,1 |
|
|
секатор |
18,6 |
–0,3 |
2,8 |
6,4 |
7,9 |
12,9 |
|
|
среднее |
19,6 |
0,7 |
3,0 |
6,8 |
8,3 |
13,0 |
|
Примечание. Дисперсионный анализ полученных в опыте данных по отдельным годам с расчетами НСР05 показал, что все результаты опыта достоверны.
Результаты, полученные при исследовании влияния гербицидов на урожайность яровой пшеницы за годы исследований, различались в зависимости от способа обработки почвы. При сравнении систем наибольший урожай более 20 ц/га был получен по вспашке. По рыхлению величина урожайности была ниже на 1,1 ц/га, и по «нулевой» – ниже на 1,6 ц/га. Наиболее продуктивная система обработки почвы – отвальная с минимизацией (вспашка на 20-22 см), обеспечившая наибольшую урожайность зерна яровой пшеницы.
Таким образом, при возделывании яровой пшеницы за период исследования, максимальные урожайность и производственные затраты наблюдались на варианте со вспашкой на 20-22 см, а минимальные – при «нулевой» обработке почвы. Но, более привлекательной для производства зерна яровой пшеницы представляется система с минимальной обработкой почвы, которая немного уступает отвальной вспашке по величине урожайности и сводит к минимуму производственные затраты.
При сравнении вариантов по средним показателям, за период исследования, влияние применения гербицидов на величину урожайности было незначительным, прибавка урожая составила 0,5-0,7 ц/га по всем обработкам почвы. Положительное влияние при всех системах обработки почвы на урожайность яровой пшеницы оказали кортекс (на 3,0-3,7 ц/га) и банвел (до 2,0 ц/га), по сравнению с вариантом без применения гербицидов. Действие остальных гербицидов было неоднозначным, и скорее отрицательным. Так, в результате обработки пума супер и секатором урожайность уменьшилась на 1,4 ц/га при рыхлении.
Накопленный белок в листьях в результате реутилизации перемещается в зерно при созревании. Поэтому динамика его накопления по фазам является показателем физиологического состояния растения в целом. Определялось содержание белка в листьях в различные фазы развития растений – кущение, выход в трубку и колошение.
При отвальной обработке почвы в фазы кущение и выход в трубку содержание белка в листьях было 4,6 и 7,3%, соответственно. При рыхлении и «нулевой» обработке содержание белка в листьях на 7-9% в фазу кущения и на 6-9% в фазу выхода в трубку было меньше по сравнению со вспашкой. Наибольшее количество белка в листьях в фазу колошения и в зерне полной спелости было при рыхлении 8,5 и 13,5%, соответственно. По вспашке и «нулевой» обработке в листьях на 3,7 и 6,2%, соответственно, а в зерне на 3,8 и 5,5% белка было меньше.
Содержание белка в листьях на ранних фазах развития растений увеличивалось от кущения к колошению и наибольшее его количество оказалось в зерне полной спелости. На ранних фазах развития растений наибольшее содержание белка было при вспашке, в фазе колошения и в зерне при рыхлении.
Сравнение систем обработок почвы по урожайности и содержанию белка в зерне полной спелости, при сложившихся условиях выращивания, выявило следующее: высокая урожайность соответствует меньшему накоплению белка и наоборот.
Урожайность на изучаемых вариантах обработки почвы с применением гербицидов по сравнению с урожайностью на контрольных вариантах была несколько выше: по вспашке – на 1,02 ц/га, при рыхлении и при нулевой обработке – на 1,03 ц/га.
Таким образом, гербицидом кортес по всем вариантам обработок почвы, по сравнению с контролем, где не применялись гербициды, не оказал отрицательного воздействия и даже положительно повлиял на урожайность яровой пшеницы за счет снижения конкурентной нагрузки относительно условий произрастания (питательные вещества почвы, доступная влага и режим освещенности). Опрыскивание гербицидами проводилось в фазу развития 2-3 листа – начало кущения, определение содержания белка в листьях в фазу кущения показало, что по сравнению с вариантом без применения гербицидов, произошло значительное снижение содержания белка: на 35% по вспашке, на 34% при рыхлении, и на 40% при «нулевой» обработке почвы.
В фазу развития выхода в трубку содержание белка в вариантах с опрыскиванием выровнялось до уровня варианта без применения гербицидов. Увеличение содержания белка было отмечено в листьях в фазу колошения и в зерне полной спелости, по сравнению с контрольными вариантами, после применения используемых гербицидов по всем вариантам обработки почвы.
В посевах яровой пшеницы при биоэкологическом обосновании защиты от сорняков выявлено [7], что гербициды оказывали отрицательное влияние на водный режим и процессы фотосинтеза пшеницы в фазе кущения в течение 2-3 недель после их применения. Затем эти показатели улучшались и практически полностью исчезали к фазе трубкования. Таким образом, гербициды не оказывают существенного токсического действия на яровую пшеницу, которое проявляется преимущественно в первые две-три недели после применения препаратов, а далее оно становится практически невыраженным, но приводит к некоторому увеличению продолжительности вегетации пшеницы и ее более позднему созреванию.
Заключение. За период проведенных исследований эффективность действия гербицидов (определяемая по величине урожайности, динамике накопления белка в листьях по фазам развития растений – кущение, выход в трубку и колошение, а так же по содержанию белка в зрелом зерне) показала, что не все гербициды в одинаковой степени результативны. Так, действие гербицидов на урожайность было незначительным – прибавка составила 0,5-0,7 ц/га на всех способах обработки почвы. Положительный воздействие при всех системах обработки почвы на урожайность яровой пшеницы оказали кортекс – прибавка до 3,7 ц/га и банвел – прибавка до 2,0 ц/га, по сравнению
с вариантом без применения гербицидов. Действие остальных гербицидов было неоднозначным,
и скорее отрицательным. Так, в результате обработки пума супер и секатором урожайность уменьшилась на 1,4 ц/га при рыхлении.
По сравнению с контрольными вариантами сразу после обработки гербицидами в фазу кущения в листьях уменьшилось содержание белка, в среднем на 26%, по всем способам обработки почвы. Очевидно, за счет ингибирующего воздействия гербицидов на физиологические процессы и снижения биосинтеза белка в листьях. В следующей фазе развития растений, в фазе выхода в трубку, этот показатель выравнивался и на стадии колошения незначительно (до 4%) превосходил контроль. Таким образом, влияние гербицидов неоднозначно, они оказывают угнетающее влияние не только на сорную растительность, но и на выращиваемую культуру. Вероятно, влияние гербицидов происходит не за счет их непосредственного действия на тот или другой изучаемый параметр, а за счет угнетения сорняков и ослабления конкурентных отношений между сельскохозяйственной культурой и сорной растительностью за элементы питания, доступную влагу, освещение и другие факторы.
1. Строкин, В. Л. Применение гербицидов при ресурсосберегающей технологии возделывания яровой пшеницы / В. Л. Строкин // Плодородие. - 2009. - №4. - С. 35-37.
2. Кошеляев, В. В. Применение регуляторов роста при возделывании озимой пшеницы в условиях лесо-степи Среднего Поволжья / В. В. Кошеляев, С. М. Кудин, И. П. Кошеляева // Известия Самарской государ-ственной сельскохозяйственной академии. - Самара. - 2017. - № 1. - С. 6-10.
3. Бакаева, Н. П. Влияние степени засоренности вьюнком полевым (Convolvulus arvensis L.) и просом ку-риным (Echinochloa crus gali L.) при различных способах обработки почвы на содержание белка в зерне яровой пшеницы / Н. П. Бакаева, С. В. Ульянова // Известия Самарской ГСХА. - 2008. - № 4. - Самара. - С. 39-43.
4. Подскочая, О. И. Изучение закономерности формирования засо¬ренности полей в Самарской области / О. И. Подскочая // Известия Самарской ГСХА. - 2008. - № 4. - С. 76-79.
5. Александрова, С. В. Урожайность и качество зерна яровой пшеницы в зависимости от агроприемов её возделывания и засоренности посевов в лесостепи Заволжья : автореф. дис. … канд. с.-х. наук : 06.01.01 / Александрова Светлана Владимировна. - Кинель. - 2011. - 24 с.
6. Демиденко, Г. А. Влияние гербицидов на продукционную способность яровой пшеницы в лесостепной зоне Красноярского края / Г. А. Демиденко, В.Н. Романов // Вестник Омского ГАУ. - 2016. -Т. 22, № 2. - С. 11-15.
7. Каплин, В. Г. Влияние гербицидов на водный режим и содержание фотосинтетических пигментов в ли-стьях яровой пшеницы / В. Г. Каплин, A. A. Курьянович, Д. С. Хохлов, Л. М. Кавеленова // Аграрная наука сельскому хозяйству. - Барнаул : Алтайский ГАУ, 2007. - С. 264-269.
