ВЫБОР ГЕРБИЦИДОВ ДЛЯ КОНТРОЛЯ МАЛОЛЕТНИХ ОДНОДОЛЬНЫХ СОРНЯКОВ В ПОСЕВАХ
advertisement
На правах рукописи КОРЫСТИН Евгений Сергеевич ВЫБОР ГЕРБИЦИДОВ ДЛЯ КОНТРОЛЯ МАЛОЛЕТНИХ ОДНОДОЛЬНЫХ СОРНЯКОВ В ПОСЕВАХ КУКУРУЗЫ И ОПТИМАЛЬНЫЕ СРОКИ ИХ ПРИМЕНЕНИЯ В СЕВЕРНОЙ ЛЕСОСТЕПИ ЗАУРАЛЬЯ 06.01.01 – общее земледелие Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук Курган - 2006 Работа выполнена в Институте агроэкологии – филиале ФГОУ ВПО «Челябинский государственный агроинженерный университет» Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук, доцент Панфилов А.Э. Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник Глухих М.А. доктор сельскохозяйственных наук, доцент Манторова Г.Ф. Ведущая организация: Государственное научное учреждение «Курганский научно-исследовательский институт сельского хозяйства» Защита диссертации состоится « 20 » ноября 2006 г. в 12 часов на заседании диссертационного совета КМ 220.039.01 при ФГОУ ВПО «Курганская государственная сельскохозяйственная академия имени Т.С. Мальцева». Адрес: 641300, Курганская область, Кетовский район, п. КГСХА, сельхозакадемия, зал заседаний ученого совета С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Курганской государственной сельскохозяйственной академии имени Т.С. Мальцева. Автореферат разослан « 20 » октября 2006 г. Ученый секретарь диссертационного совета, доцент Н.Н. Маковеева ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы. Одним из факторов, сдерживающих развитие кукурузосеяния в Зауралье, является слабая конкурентная способность культуры по отношению к сорнякам, связанная с рядом ее биологических признаков и некоторыми зональными аспектами технологии возделывания. С начала 90-х годов основное значение для контроля злаковых сорняков в посевах кукурузы приобрели хлорацетанилиды и граминициды нового поколения – изоксазолы и производные сульфонилмочевины. Применение препаратов последней группы, как листовых, оптимально вписывается в современную концепцию интегрированной защиты растений, предусматривающую использование химических средств в соответствии с оценкой фактической вредоносности биотических стрессоров. Однако особенности их взаимодействия с растениями, ограниченный период фитотоксичности по отношению к злаковым сорнякам требуют оценки их эффективности в агроэкологических условиях северной лесостепи. В отношении изоксазолов также необходимо уточнение некоторых технологических аспектов, в частности, вопроса об оптимальных сроках применения. Это определяет актуальность исследований, положенных в основу представленной диссертации и посвященных решению отмеченных проблем. Исследования выполнены в соответствии с тематическим планом Института агроэкологии в рамках темы 04.03. «Разработать экологически сбалансированную технологию возделывания кукурузы, обеспечивающую эффективную реализацию потенциала культуры и агроклиматических ресурсов, стабильное производство высокоэнергетических кормов и окупаемость затрат» (№ гос. регистрации 01200312508), а также с заданием Министерства сельского хозяйства и продовольствия Челябинской области «Создать адаптированные гибриды кукурузы зернового типа и разработать элементы их сортовой агротехники» (№ гос. регистрации 01200315109). Цель исследований – обоснование выбора гербицидов для контроля малолетних однодольных сорняков в посевах кукурузы и оптимальных сроков их применения в северной лесостепи Зауралья с учетом биологических особенностей современных гибридов, зональных почвенно-климатических и агроценотических условий. Для достижения поставленной цели решались следующие задачи: – оценить влияние листовых и почвенных гербицидов на засоренность посевов кукурузы и ее структуру; – изучить влияние гербицидов и засоренности посевов на динамику развития, урожайность и структуру урожая кукурузы при выращивании на зерно и силос; – исследовать потребление кукурузой питательных веществ и воды в зависимости от уровня засоренности; – выявить вредоносность отдельных биологических групп сорняков в посевах кукурузы, обосновать ее экономические пороги; – дать экономическую и биоэнергетическую оценку применения гербицидов различных классов. 3 На защиту выносятся: – зависимость засоренности посевов кукурузы и ее структуры от применения гербицидов с различными механизмами и спектрами действия в разные агротехнические сроки; – зависимость динамики развития, силосной и зерновой продуктивности, структуры и качества урожая кукурузы от засоренности посевов; – закономерности потребления кукурузой элементов питания и влаги в связи с засоренностью посевов; – агроэкологическое, экономическое и биоэнергетическое обоснование выбора противозлаковых гербицидов и оптимальных сроков их применения в посевах кукурузы. Научная новизна исследований заключается в том, что впервые в условиях северной лесостепи Зауралья исследована эффективность гербицидов – производных сульфонилмочевины и изоксазола: показана ее зависимость от погодных условий, видового состава сорняков, сроков применения препаратов; изучены водопотребление и вынос элементов минерального питания кукурузой при различных уровнях засоренности, дана количественная оценка вредоносности отдельных групп сорняков для культуры, определены экономические пороги их вредоносности и целесообразности применения гербицидов. Практическая значимость и реализация результатов. Обоснованный выбор противозлаковых гербицидов и применение их в оптимальные сроки позволит снизить засоренность посевов кукурузы на 85-90 %, оптимизировать водопотребление и использование минеральных удобрений, повысить урожайность сухой массы кукурузы на 4-5 т/га, зерна – на 3-3,5 т/га. Внедрение технологий возделывания ультраранних гибридов кукурузы на силос и зерно, включающих применение гербицидов харнес, мерлин и титус, осуществлено в хозяйствах Челябинской области: в 2001 году в АО «Агаповское» Агаповского района на площади 100 га и в СХПК «Толсты» Варненского района на площади 50 га, в 2006 году – в Петропавловском зернокомплексе Верхнеуральского района на площади 198 га. Публикации и апробация работы. По материалам диссертации опубликовано 7 научных работ. Результаты исследований доложены на научных конференциях Челябинского ГАУ (2001-2005 гг.) и Международной научнопрактической конференции Уральской ГАВМ (г. Троицк, 2005 г.). Объем и структура работы. Диссертация изложена на 116 страницах печатного текста. Состоит из введения, семи глав, выводов и предложений производству, включает 32 таблицы, 8 рисунков, 2 приложения. Список литературы содержит 225 наименований, из них 26 на иностранных языках. 1 УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ Исследования проведены на опытном поле Института агроэкологии в 1999-2005 гг. Почва опытного поля Института агроэкологии – чернозем выщелоченный среднемощный среднегумусный тяжелосуглинистый с содержанием гумуса в пахотном слое 7,63 %, легкогидролизуемого азота 109,2 мг/кг почвы, 4 фосфора – 172,8; калия – 135,0 мг/кг. Физико-химические и водно-физические свойства характеризуют почву как типичную для северной лесостепной зоны и пригодную для возделывания кукурузы. Годы проведения исследований существенно различались по температурному режиму, суммам и распределению осадков. Погодные условия 1999, 2000 и 2002 годов в целом можно охарактеризовать как прохладные, с достаточным и повышенным увлажнением: общий дефицит тепла за период вегетации варьировал от 135 до 240 градусов, осадки рост и развитие кукурузы не лимитировали. В 2001 и 2003 годах сумма активных температур за период вегетации превышала средние многолетние значения на 22-32 градуса. В 2004 году погодные условия отличались достаточно выраженной засушливостью. Сумма активных температур превысила норму на 147 градусов, осадков выпало на 114 мм меньше среднего многолетнего показателя. К особенности 2005 года, условия которого в целом близки средним многолетним, следует отнести резкие перепады температуры в течение суток, тормозившие развитие кукурузы. В соответствии с программой исследований были проведены три полевых опыта различной продолжительности. Опыт 1. Сравнительная оценка листовых и почвенных противозлаковых гербицидов в посевах кукурузы (1999-2005 гг.). Схема опыта включала контроль (без гербицидов), варианты с почвенным гербицидом харнес и листовым - луварам (раздельно и во взаимодействии), а также с производными сульфонилмочевины - титусом и базисом. С 2003 года схема дополнена вариантом с дробным внесением титуса. Опыт 2. Изучение сроков внесения почвенных гербицидов (2002-2004 гг.). Схема опыта включала варианты с допосевным и послепосевным (довсходовым) внесением двух почвенных гербицидов: харнеса и мерлина. Фоном в опыте служило внесение луварама в фазу 3-5 листьев. Повторность опытов трехкратная, размещение вариантов рендомизированное. Общая площадь делянки 14,9 м2, учетная площадь – 10 м2. Опыт 3. Оценка вредоносности сорняков различных биологических групп (1999-2005 гг.). Опыт закладывался в посевах кукурузы общего назначения без гербицидов. Исходные данные для оценки вредоносности сорняков получены путем дробного учета количества сорняков и урожайности кукурузы на закрепленных делянках площадью 1 м2. Делянки с различной засоренностью выделяли в фазу 3-х листьев кукурузы, при необходимости на части делянок засоренность снижали искусственно, путем ручной прополки. Наблюдения, анализы и учеты проводили по методикам ВНИИ кукурузы (1980), ВНИИ кормов (1987) и Госкомиссии по сортоиспытанию сельскохозяйственных культур. Экспериментальные данные обрабатывали методами дисперсионного, корреляционного и регрессионного анализов с использованием типовых и оригинальных программ для персонального компьютера. Исследования проводили в двухпольном севообороте кукуруза – зерновые. Основная обработка почвы – отвальная, вспашка на глубину 20-22 см. Под предпосевную обработку почвы вносили минеральные удобрения (N80Р50) и почвенные гербициды согласно схемам опыта. Сроки посева – 10-17 мая. Высе5 вали гибрид Обский 140 СВ вручную с имитацией пунктирного, норма - 81 тыс. семян/га на глубину 5-7 см, с последующим прикатыванием. Уход за посевами заключался в опрыскивании гербицидами согласно схемам опытов и одной междурядной обработке. Уборку урожая проводили в начале-середине сентября. 2 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 2.1 Сравнительная эффективность почвенных и листовых противозлаковых гербицидов Сравнительная оценка листовых граминицидов – производных сульфонилмочевины титуса и базиса за шестилетний период исследований показала довольно резкие колебания их биологической эффективности относительно почвенного препарата харнес. Засоренность опытного участка можно оценить как высокую: средняя абсолютная биомасса сорняков в контроле составила 495 г/м2, что превысило массу культурных растений в 1,9 раза (таблица 1). Таблица 1 – Влияние почвенных и листовых граминицидов на засоренность посевов кукурузы (Институт агроэкологии, 1999-2004 гг.) Вариант Без гербицидов Харнес, 3 л/га Луварам 1,6 л/га Харнес + Луварам Титус, 50 г/га Базис, 20 г/га НСР05 1999 640 335 539 181 118 144 52 2000 444 171 403 121 448 399 114 Сухая биомасса сорняков, г/м2 2001 2002 2003 2004 552 555 680 101 42 239 415 24 379 358 362 48 36 37 5 3 146 335 469 17 110 469 394 13 152 134 121 45 в среднем 495 204 315 64 256 255 - Внесение базового гербицида харнес в почву до посева привело к снижению сухой биомассы сорняков в среднем на 291 г/м2 и обеспечило остаточную засоренность около 40 %. Относительно низкая биологическая эффективность почвенного гербицида наблюдалась в 1999 и 2003 годах при быстром нарастании среднесуточной температуры воздуха и иссушении верхнего слоя почвы во второй половине мая. Но и в этих условиях применение препарата обеспечило существенное снижение засоренности по сравнению с исходной. На фоне луварама довольно высокая остаточная засоренность (315 г/м2) формировалась за счет злакового компонента, доля которого в общей фитомассе составила в среднем 44 %, а в 2000 году достигала 95 %. Таким образом, раздельное применение почвенного и страхового препаратов на фоне смешанной засоренности не решало проблему контроля сорняков из-за сравнительно узкой избирательности. Поэтому, благодаря суммированию спектров действия, наиболее эффективным оказался вариант с последовательным применением харнеса и луварама, обеспечивший снижение общей засоренности в среднем на 431 г/м2 (88 % от контроля) при доле сорного компонента в фитоценозе 8,1 % и высокой стабильности эффекта по годам. Данный ва6 риант использован в исследованиях как базовый для оценки препаратов нового поколения – листовых граминицидов класса производных сульфонилмочевины. Благодаря разнообразию погодных условий в период исследований, установлены некоторые зональные особенности взаимодействия «гербициды – сорняки», нашедшие свое отражение в характере варьирования эффективности препаратов по годам. Так, в условиях 1999 года, обеспечивших дружное и одноволновое прорастание злаковых сорняков, листовые гербициды показали значительное преимущество перед эталоном: остаточная засоренность на их фоне составила 118-144 г/м2 (18-23 % от контроля), тогда как при сочетании харнеса и луварама – 181 г/м2. Близкая ситуация отмечена в 2001 и 2004 годах, но на фоне значительных июньских осадков, обеспечивших появление второй волны просовидных сорняков, эффективность производных сульфонилмочевины была несколько ниже, чем харнеса в сочетании с луварамом. В 2000, 2002 годах, на пониженном температурном фоне с частыми и обильными осадками, эффект от применения листовых граминицидов практически не наблюдался вследствие многоволнового характера прорастания сорняков. В результате, если почвенный гербицид обеспечивал статистически доказанное снижение засоренности в 100 % случаев, то листовые – лишь в 50 %. Изложенные закономерности во многом обусловлены влиянием гербицидов на структуру засоренности, которая исходно (в контроле) на 41 % представлена малолетними однодольными сорняками, на 23 % – малолетними двудольными и на 36 % – многолетними двудольными, в основном бодяком и вьюнком полевыми (рисунок 1). Масса сорняков, г/м2 500 400 36% 4% 300 21% 23% 200 100 52% 76% 41% 75% 18% 17% 7% 0 1 малолетние однодольные 2 3 41% 26% 33% 37% 30% 30% 33% 4 5 6 малолетние двудольные Вариант многолетние двудольные Рисунок 1 – Структура засоренности посевов кукурузы, 1999-2004 гг.: 1 – контроль (без гербицидов); 2 – харнес; 3 – луварам; 4 – харнес + луварам; 5 – титус; 6 – базис В вариантах с применением гербицидов структура засоренности определялась их избирательностью по отношению к отдельным группам сорняков. Так, направленность харнеса против малолетних видов вызвала резкое увеличение в посевах доли корнеотпрысковых сорняков, которые в данном варианте занима7 ли до 76 % растительной биомассы. Напротив, на фоне луварама три четверти массы приходится на долю злаковых видов; доля корнеотпрысковых сорняков здесь составила лишь 4 %. Комбинация двух гербицидов за счет взаимного дополнения спектров действия способствовала сравнительно равномерному подавлению трех рассматриваемых групп сорняков. Влияние производных сульфонилмочевины на структуру засоренности находилось в сильной зависимости от гидротермических условий. При достаточной теплообеспеченности на фоне титуса и базиса злаковый компонент практически отсутствовал, но в условиях дефицита тепла и обильного увлажнения высокая засоренность, характерная для этих вариантов, формировалась, главным образом, за счет остаточной биомассы ежовника обыкновенного. Следует подчеркнуть, что неустойчивое действие листовых граминицидов на малолетние злаковые сорняки вызвано не их химическим составом или механизмом действия, а узким интервалом оптимальных сроков применения – в фазу 2-3 листьев у злаковых видов, а также отсутствием пролонгации эффекта на последующие волны сорняков. Взаимодействие этих свойств с медленным прогреванием почвы, высокой вероятностью осадков в начале июня и преобладанием в составе злаковых сорняков ежовника обыкновенного и является причиной резких колебаний эффективности листовых препаратов по годам. Таким образом, основные закономерности, характерные для поведения листовых гербицидов, следует считать специфическими для северной лесостепи. 2.2 Влияние гербицидов на динамику развития и продуктивность кукурузы По данным фенологических наблюдений, задержка в развитии под влиянием сорной растительности впервые прослеживается с фазы цветения початка и увеличивается в течение генеративного периода. Так, по продолжительности периода «всходы – молочно-восковая спелость» различия между базовым вариантом и контролем составили в среднем 4 дня с колебаниями от 1 до 7 суток. Это обстоятельство имеет важное значение для формирования зерна, динамики его влажности и некоторых показателей качества зеленой массы. Отрицательное влияние засоренности сказывается практически на всех элементах структуры урожая, включая и наиболее консервативные (таблица 2). При этом, если влияние засоренности на число початков на 100 растениях и параметры озерненности початка можно рассматривать в основном как прямое (через отчуждение ресурсов), то снижение массы 1000 зерен связано еще и с угнетением динамики развития растений в засоренных вариантах, уменьшающим продолжительность и полноту налива зерна. Корреляционный анализ показал тесную обратную зависимость урожайности зерна от биомассы сорняков с колебаниями коэффициента корреляции по годам от -0,90 до -0,99, что позволяет рассматривать различия в продуктивности кукурузы по вариантам как прямое следствие влияния гербицидов на засоренность посевов. В результате не только максимальный прирост урожая (в среднем в 3-4 раза по сравнению с контролем), но и наиболее стабильную по годам продуктивность (коэффициенты вариации 49,5-51,7 %) обеспечило при8 менение почвенного гербицида, как в чистом виде, так и в сочетании со страховым препаратом. Таблица 2 – Влияние гербицидов на густоту стояния растений и элементы продуктивности кукурузы (Институт агроэкологии, 1999-2004 гг.) Вариант Густота растений, тыс. /га Без гербицидов Харнес, 3 л/га Луварам, 1,6 л/га Харнес + луварам Титус, 50 г/га Базис, 20 г/га 53,1 59,9 56,7 62,5 59,3 60,8 Число початков на 100 растениях 78 100 89 103 89 89 Число Масса зерен в 1000 початке, зерен, г шт. 330 151,3 414 188,6 358 164,0 455 195,5 409 169,8 409 172,1 Урожайность зерна т/га V, % 0,88 2,69 1,65 3,54 2,15 2,05 89,7 51,7 99,3 49,5 74,0 69,0 Использование производных сульфонилмочевины привело к повышению урожайности зерна в среднем в 2,3-2,4 раза по сравнению с контролем, но, судя по коэффициентам вариации (69-74 %), эти варианты менее стабильны. Так, в 1999 году, при одноволновом прорастании злаковых сорняков, применение титуса и базиса обеспечило достоверные прибавки урожая, как к контролю, так и к базовому варианту. В 2001 и 2004 годах эти варианты по урожайности приближались к комбинации харнеса и луварама. Напротив, в 2003 году, при растянутом прорастании ежовника обыкновенного, на фоне сульфонилмочевин урожайность оказалась на 2,8-3,8 т/га ниже, чем в базовом варианте, а в аналогичных условиях 2000 и 2002 годов сформировалась практически на уровне контроля. В результате в среднем за период исследований применение листовых граминицидов обеспечило продуктивность лишь 2,05-2,15 т/га (58-60 % от уровня, полученного при последовательном внесении харнеса и луварама). Для удлинения периода защитного действия листовых граминицидов рядом авторов рекомендуется дробное внесение листовых граминицидов в два срока половинными дозами, при появлении 2-3 листьев у всходов очередных волн сорняков. Изучение эффективности этого приема в 2003-2005 годах на примере титуса не показало преимуществ перед разовым внесением полной дозы. Причиной низкой эффективности дробного внесения листового граминицида является недостаточность половинных доз для подавления каждой из волн злаковых сорняков. В результате обе волны контролируются титусом лишь частично, при этом растениями разных возрастов формируется почти такая же остаточная засоренность, что и при разовом внесении. Кроме указанного, отрицательной стороной приема является повышение напряженности полевых работ. Под влиянием высокой засоренности отмечено закономерное повышение уборочной влажности зерна, в целом пропорциональное задержке в развитии растений (рисунок 2). Значение коэффициента регрессии позволяет заключить, что увеличение сухой биомассы сорняков на каждые 100 г/м2 сопровождается повышением влажности зерна в среднем на 4,1 процентных пункта. Как показывает анализ данных за отдельные годы, зависимость влажности от засоренно9 сти усиливается дефицитом тепла и влаги. Таким образом, повышенная засоренность посевов не только снижает урожайность зерна, но и препятствует механизированному обмолоту кукурузы. Влажность зерна, % 57 55 53 51 49 y = 0,041x + 36,5 r = 0,979 47 45 43 41 39 37 50 150 250 350 450 550 Биомасса сорняков, г/кв.м Рисунок 2 – Зависимость уборочной влажности зерна кукурузы от засоренности посевов (Институт агроэкологии, 1999-2004 гг.) Влияние гербицидов на урожайность сухой массы кукурузы отражало те же закономерности, которые были выявлены при анализе зерновой продуктивности. В среднем за период исследований наибольшая урожайность наблюдалась в вариантах с внесением почвенного гербицида как в чистом виде, так и с последовательным применением страхового препарата (таблица 3). Таблица 3 – Влияние гербицидов на урожайность сухой массы и показатели качества урожая кукурузы (Институт агроэкологии, 1999-2004 гг.) Вариант Без гербицидов Харнес, 3 л/га Луварам, 1,6 л/га Харнес + луварам Титус, 50 г/га Базис, 20 г/га Урожайность сухой массы т/га 2,59 6,28 4,03 7,25 5,03 4,74 V, % 61,3 36,2 67,9 31,8 61,1 64,0 Содержание СВ в зеленой массе, % 23,2 25,5 24,1 28,2 24,6 24,8 Доля початков в СВ, % 32,3 42,8 38,2 52,8 42,5 41,1 В этих вариантах прибавки урожая сухой массы по сравнению с контролем составили соответственно 3,69 т/га и 4,66 т/га при достаточной стабильности по годам. Производные сульфонилмочевины уступали базовому варианту по продуктивности 2,22-2,51 т/га. Кроме того, судя по коэффициентам вариации, эффект листовых граминицидов проявлялся весьма нестабильно: колебания урожайности на фоне титуса были практически такими же, как в контроле. Титус обеспечил более устойчивую урожайность, но даже при его использовании коэффициент вариации был на 29,3 % выше, чем в варианте с комбинацией харнеса и луварама, и на 24,9 % – по сравнению с харнесом в чистом виде. 10 Отрицательное влияние сорной растительности на темпы развития кукурузы определяет варьирование основных показателей качества зеленой массы по вариантам. Максимальное содержание сухого вещества (28,2 %) получено при наименьшей засоренности, которую обеспечило взаимодействие харнеса и луварама. Предельное значение не ниже 25 %, предусмотренное ГОСТ 23638-90 для силоса первого класса, получено в обоих вариантах с применением почвенного гербицида. Тем же стандартом минимальная концентрация обменной энергии для классного силоса из кукурузы определена на уровне 10 МДж/кг сухого вещества, который достигается при содержании в исходной сухой массе не менее 50 % початков молочно-восковой и восковой спелости. В среднем за пятилетний период это условие соблюдается лишь в базовом варианте. Изложенный материал позволяет заключить, что, несмотря на ряд технологических и экологических преимуществ листовых граминицидов перед почвенными, их применение в северной лесостепи Зауралья взамен почвенных нецелесообразно при возделывании кукурузы не только на зерно, но и на силос. Риск, связанный с применением листовых гербицидов, здесь превышает 80 %. С учетом этого, проведенные исследования весьма актуальны. 2.3 Обоснование оптимальных сроков внесения почвенных гербицидов Оценка по засоренности и продуктивности кукурузы показала неодинаковую реакцию различных по характеру действия почвенных гербицидов на сроки их внесения (таблица 4). Таблица 4 – Влияние сроков внесения почвенных гербицидов на засоренность и урожайность кукурузы (Институт агроэкологии, 2002-2004 гг.) Засоренность, г/м2 Без гербицидов 446 Луварам, 1,6 л/га (фон) 256 Харнес, 3 л/га до посева + фон 15 Харнес, 3 л/га после посева + фон 101 Мерлин, 120 г/га до посева + фон 142 Мерлин, 120 г/га после посева + фон 15 НСР05 40 Вариант Урожайность, т/га зерна сухой массы 1,21 2,75 2,65 5,55 4,49 7,88 3,60 6,79 2,96 5,84 4,71 8,29 0,62 0,51 Наибольший технический эффект от применения харнеса – типичного диффузного гербицида – наблюдался при внесении его в допосевной период с заделкой под предпосевную культивацию почвы. Снижение засоренности по сравнению с фоновым внесением луварама в этом варианте составило 241 г/м2 (94 %), и 431 г/м2 (97 %) относительно контроля. Перенос внесения харнеса на послепосевной период с поверхностной заделкой зубовой бороной приводил к существенному ослаблению фитотоксического эффекта: масса сорняков снижалась в среднем лишь на 155 г/м2 (60 %) по отношению к фону при остаточной засоренности более 100 г/м2. Для мерлина, как гербицида экранного действия, характерна обратная зависимость эффективности от сроков внесения. Так, при 11 его довсходовом (послепосевном) внесении без заделки наблюдалось снижение засоренности на 241 г/м2 по сравнению с фоном, то есть в той же мере, что и при допосевном применении харнеса. При внесении мерлина в допосевной период масса сорняков оказалась на 127 г/м2 выше. Влияние изучаемых приемов на засоренность объясняло варьирование урожайности зерна по вариантам. Наибольшую продуктивность показали варианты с допосевным внесением харнеса и послепосевным – мерлина. В среднем за три года допосевное внесение харнеса показало преимущество перед довсходовым на 0,89 т зерна с гектара. Послепосевное внесение мерлина обеспечило прибавку по отношению к допосевному на 1,75 т/га. Следовательно, для мерлина характерна не только иная реакция на срок применения, но и бóльшая чувствительность к этому фактору. Аналогичные закономерности прослеживаются при анализе урожайности сухой массы. Особенности реакции гербицидов на сроки внесения обусловлены различным путем их проникновения в ткани сорных растений. Для харнеса, поступающего через корневую систему с почвенным раствором, решающее значение имеет равномерное распределение во влажном корнеобитаемом слое почвы. Напротив, мерлин попадает в растения преимущественно через ткани проростка. Поэтому снижение его эффективности при внесении до посева кукурузы, с неизбежной механической заделкой, вызвано резким падением концентрации действующего вещества при перемешивании с верхним слоем почвы. Таким образом, при использовании диффузных нелетучих почвенных гербицидов наиболее стабильный эффект достигается при внесении их в допосевной период с заделкой даже при достаточной влагообеспеченности. Применение граминицидов в послепосевной (довсходовый) период целесообразно при замене диффузных препаратов экранными. Наличие почвенных гербицидов, различающихся по способу проникновения в ткани сорняков, позволяет более гибко использовать технические ресурсы хозяйства, при необходимости снижая напряженность весенних полевых работ в пиковые периоды. 2.4 Потребление макроэлементов и влаги посевами кукурузы при различной засоренности Химический анализ культурных растений и сорняков показал существенные различия в содержании азота, фосфора и калия в сухом веществе кукурузы и сорняков отдельных биологических групп. Максимальное содержание элементов свойственно двудольным сорнякам: азота – от 2,34 до 2,74 % сухого вещества, фосфора – от 0,33 до 0,37; калия – от 2,33 до 2,62 %. Злаковые сорняки выносили на единицу сухой массы в 1,5-1,8 раза меньше азота при близком содержании фосфора и калия. Наименьшим содержанием всех трех элементов отличалась кукуруза, что свидетельствует о более рациональном использовании их культурой не только по сравнению с двудольными, но и со злаковыми видами: суммарное содержание элементов питания в сухой массе кукурузы в 2 раза ниже, чем в злаковых, и в 2,7-2,8 раза – чем в двудольных сорняках (таблица 5). Заметного варьирования анализируемых показателей по вариантам опыта не обнаружено, поэтому общий вынос элементов с гектара посева определялся 12 в основном структурой и продуктивностью фитоценоза, а максимум его наблюдался в контроле. Таблица 5 – Влияние гербицидов на вынос элементов питания с единицы площади и на единицу продукции, (Институт агроэкологии, 2002-2004 гг.) Вариант Без гербицидов Харнес Луварам Харнес + луварам Без гербицидов Харнес Луварам Харнес + луварам Без гербицидов Харнес Луварам Харнес + луварам Элемент питания N P2O5 Общий вынос, кг/га 122,1 84,4 120,8 81,1 97,8 78,5 79,0 61,7 Вынос на 1 т биомассы кукурузы, кг 44,3 30,7 18,6 12,6 17,6 14,3 10,0 8,0 Вынос на 1 т зерна кукурузы, кг 100,9 69,7 38,0 25,6 36,9 29,4 17,6 13,9 K2O 302,0 256,9 247,1 164,4 109,4 39,5 44,6 21,0 249,7 80,7 93,3 36,6 Использование комбинации гербицидов способствовало снижению выноса азота в 1,5 раза, фосфора – в 1,4, калия – в 1,8 раза по сравнению с контролем. С учетом вносимых под кукурузу доз минеральных удобрений (N80P14 в элементном выражении), полученные данные о размере общего выноса позволяют прогнозировать нулевой баланс азота и фосфора только при последовательном применении почвенного и листового гербицидов; в остальных вариантах потребление этих элементов превышает их поступление с удобрениями. Существенные изменения под влиянием гербицидов наблюдаются в структуре потребления макроэлементов: если в контроле на долю сорняков приходилось от 75 до 82 % общего выноса, то в варианте с комбинацией гербицидов – лишь 3,55,2 %. Следовательно, без гербицидов практически вся вносимая доза расходовалась на формирование биомассы сорняков. Как следствие описанных тенденций, с ростом засоренности наблюдалось увеличение удельного выноса элементов питания на единицу сформированной биомассы. Так, потребление азота на 1 тонну сухой массы кукурузы в контроле возросло в 4,4 раза по сравнению с комбинацией гербицидов, фосфора – в 3,9, калия – в 5,2 раза, на тонну зерна – соответственно в 5,7; 5,1 и в 6,8 раза. Таким образом, комплексное применение почвенных и листовых гербицидов под кукурузу на черноземах Зауралья способствует существенному уменьшению выноса элементов питания, отчуждаемых сорняками, и позволяет оптимизировать их потребление на единицу урожая. В долгосрочном плане это обеспечивает стабилизацию эффективного плодородия почв за счет нулевого баланса макроэлементов. 13 Другим ресурсом, потребление которого находилось в сильной зависимости от засоренности, является влага. Максимальная эвапотранспирация за период вегетации (в среднем 257,8 мм) наблюдалась в контроле (таблица 6). Снижение засоренности под влиянием харнеса привело к уменьшению водопотребления на 5,4 мм. Наименьший расход воды, обусловленный устранением корнеотпрысковых сорняков, отмечен на фоне луварама. Применение почвенного и листового гербицидов в комплексе способствовало некоторому увеличению эвапотранспирации за счет значительного прироста продуктивности кукурузы. Таблица 6 – Эффективность использования влаги посевами в зависимости от уровня засоренности (Институт агроэкологии, 2002-2004 гг.) Вариант Эвапотранспирация, мм Без гербицидов Харнес Луварам Харнес + луварам 257,8 252,4 233,3 251,7 Коэффициент эвапотранспирации, мм/тонну зерна сухой массы кукурузы 213,1 93,5 79,4 38,9 87,9 42,0 56,1 31,9 Тем не менее, по этой же причине данный вариант обеспечил минимальный расход влаги на единицу продукции: 56,1 мм на 1 тонну зерна и 31,9 мм – на тонну сухой массы кукурузы, что близко к значениям, приводимым рядом авторов. Раздельное применение харнеса и луварама привело к увеличению коэффициентов эвапотранспирации на тонну зерна в 1,6, сухой массы – в 1,4 раза, полный отказ от использования гербицидов – соответственно в 4,7 и 3,2 раза. Таким образом, слабая конкуренция кукурузы по отношению к сорнякам проявляется в значительном увеличении доли элементов минерального питания и влаги, отчуждаемой сорняками, т.е. в резком снижении эффективности использования этих ресурсов культурой на засоренных фонах. При этом уровень вредоносности определяется не только общей биомассой, формируемой сорными растениями, но и их видовым составом. 2.5 Оценка вредоносности отдельных групп сорняков Для количественной оценки вредоносности сорняков и ее экономических порогов в 1999-2005 годах проведен дробный учет засоренности и урожайности зерна кукурузы в общих посевах. По результатам корреляционного анализа в большинстве лет наблюдается тесная и близкая к тесной зависимость продуктивности кукурузы от общего числа сорняков на 1 квадратном метре с коэффициентом корреляции от -0,65 до -0,88. Близкие результаты установлены в отношении малолетних однодольных и многолетних двудольных (корнеотпрысковых) сорняков. Малолетние двудольные виды в посевах кукурузы представляют маргинальную группу: урожайность кукурузы в подавляющем большинстве лет практически не связана с их количеством. Поэтому коэффициенты регрессии, количественно характеризующие вредоносность сорных растений для кукурузы, рассчитаны лишь для малолетних однодольных и многолетних двудольных видов (таблица 7). 14 Таблица 7 – Коэффициенты регрессии между числом сорняков и урожайностью зерна кукурузы, т/га на 1сорное растение (Институт агроэкологии, 1999-2005 гг.) Группа сорняков Малолетние однодольные Многолетние двудольные холодные, влажные -0,008 -0,024 Условия вегетации теплые, жаркие, увлажненные засушливые в среднем -0,006 -0,016 -0,008 -0,016 -0,048 -0,024 По усредненным данным за семилетний период, увеличение засоренности посевов малолетними однодольными сорняками на одно растение на квадратном метре снижает урожайность зерна кукурузы на 8 кг, многолетними двудольными – на 24 кг. Вредоносность сорняков зависит от условий вегетации. Минимум ее наблюдается при сбалансированных ресурсах тепла и влаги. Наиболее вредоносны сорняки обеих групп на фоне засухи: дефицит влаги приводит к увеличению ущерба от засоренности в 2,7-3 раза. Результаты проведенного анализа позволили установить экономические пороги целесообразности применения гербицидов для контроля сорняков ведущих групп (таблица 8). Как показывают расчеты, применение противозлаковых гербицидов в посевах кукурузы оправдано при средней численности малолетних однодольных сорняков 64 шт./м2 и выше, а препаратов против многолетних двудольных сорняков – при наличии 5 растений на квадратном метре. Причем приведенные пороги существенно ниже на фоне дефицита влаги и выше в благоприятных гидротермических условиях. Таблица 8 – Экономические пороги целесообразности применения гербицидов в посевах кукурузы, шт./ м2 (Институт агроэкологии, 1999-2005 гг.) Условия вегетации холодные, теплые, жаркие, влажные увлажненные засушливые Малолетние однодольные 64 96 31 Многолетние двудольные 4 7 2 Группа сорняков в среднем 64 5 Таким образом, вследствие слабой конкурентной способности кукурузы по отношению к малолетним однодольным сорнякам, применение противозлаковых гербицидов в посевах этой культуры на типичном агрофоне экономически целесообразно в подавляющем большинстве случаев. Это позволяет использовать для контроля злакового компонента преимущественно почвенные препараты с профилактической направленностью, отличающиеся в северной лесостепи более устойчивой эффективностью. 2.6 Экономическая и биоэнергетическая эффективность применения гербицидов Сравнительно низкие экономические пороги вредоносности злаковых сорняков определяют высокую экономическую эффективность применения почвенных граминицидов в посевах кукурузы. Применение харнеса в чистом виде 15 обеспечило прибыль 2840 руб./га, во взаимодействии с луварамом – 5302 руб./га при убытке в контроле 1180 руб./га. В базовом варианте (харнес + луварам) получены также максимальная рентабельность продукции (74,8 %) и наименьшая себестоимость зерна (2002 руб./т). Применение титуса и базиса способствовало снижению чистого дохода в 3,6-4,4 раза, рентабельности – в 3,1-3,7 раза и повышению себестоимости в 1,4-1,5 раза по сравнению с базовым вариантом. Важную роль в контроле засоренности посевов кукурузы играют оптимальные сроки внесения почвенных гербицидов, что подтверждается анализом экономических показателей. Внесение харнеса в допосевной период сопровождается увеличением чистого дохода более чем на 2,5 тыс. рублей по сравнению с довсходовым применением. Обратная ситуация наблюдается в вариантах с экранным гербицидом мерлин, перенос сроков применения которого с довсходового на послепосевной период позволил увеличить чистый доход с 3,4 до 9,0 тыс. рублей. Анализ биоэнергетических показателей подтвердил эффективность вариантов, выявленных как оптимальные по экономическим критериям. ВЫВОДЫ 1. В северной лесостепи Зауралья наиболее эффективный контроль малолетних однодольных сорняков в посевах кукурузы обеспечивает использование почвенных гербицидов, показывающих устойчивое преимущество перед листовыми препаратами - производными сульфонилмочевины. Применение листовых гербицидов в условиях зоны позволяет контролировать лишь первую волну засоренности, но не устраняет вторую и последующие, что приводит к производственному риску, превышающему 80 %. Дробное внесение листовых граминицидов в два срока половинными дозами, рекомендуемое для удлинения периода их защитного действия, на примере титуса не показало преимуществ перед разовым применением полной дозы, а также перед почвенным препаратом харнес. 2. Оптимальные сроки внесения почвенных гербицидов обусловлены способом их проникновения в ткани сорняков. Типичный нелетучий препарат диффузного действия харнес (класс хлорацетанилидов) обеспечивает максимальную эффективность при допосевном внесении с заделкой под предпосевную культивацию как при достаточной, так и при дефицитной влагообеспеченности. Для экранного гербицида мерлина - производного изоксазола - оптимальным является послепосевное (довсходовое) опрыскивание почвы без заделки. Наличие почвенных гербицидов, различающихся по способу проникновения в ткани сорняков, позволяет более гибко использовать технические ресурсы хозяйства, при необходимости снижая напряженность весенних полевых работ в пиковые периоды. 3. При смешанной (многовидовой) засоренности наиболее полный контроль сорняков достигается последовательным применением почвенных граминицидов до посева или до всходов кукурузы и листовых препаратов различных классов, направленных на подавление многолетних двудольных видов, в фазу 16 3-5 листьев культуры. Такое сочетание обеспечивает снижение засоренности на 85-90 %, прирост урожая зерна на 3-3,5 т/га, сухой массы - на 4-5 т/га. 4. Отрицательное влияние засоренности на динамику развития кукурузы сказывается, главным образом, в генеративный период, вызывая задержку созревания до 7 суток. В результате комплексное применение гербицидов на фоне типичной засоренности позволяет снизить уборочную влажность зерна на 2530 % и оптимизировать основные показатели качества силосуемой массы. 5. Вредоносность сорняков проявляется через отчуждение у культурных растений элементов минерального питания и влаги. Суммарное содержание макроэлементов в сухой массе злаковых сорняков в 2 раза, двудольных видов в 2,7-2,8 раза выше, чем в кукурузе. Внесение гербицидов обеспечило снижение суммарного выноса азота с гектара посева в 1,5 раза, фосфора - в 1,4; калия - в 1,8 раза по сравнению с контролем. Это позволило снизить потребление элементов на единицу урожая в 4-5 раз при возделывании культуры на силос и в 57 раз - при зерновом использовании. Изучение водопотребления посевами кукурузы на фонах с различной засоренностью показало, что под влиянием последовательного применения почвенного и листового гербицидов произошло снижение коэффициентов эвапотранспирации на 1 тонну зерна и сухой массы, соответственно в 4,7 и 3,2 раза. 6. Наиболее вредоносными в посевах кукурузы являются малолетние однодольные и многолетние двудольные сорняки. Увеличение засоренности посевов сорняками первой группы на одно растение на квадратном метре снижает урожайность зерна кукурузы в среднем на 8 кг, второй – на 24 кг. Наиболее вредоносны сорняки обеих групп на фоне засухи: дефицит влаги приводит к увеличению ущерба от засоренности в 2,7-3 раза. Применение почвенных гербицидов в посевах кукурузы экономически целесообразно при средней численности злаковых сорняков 64 шт./м2 и выше, листовых препаратов - при наличии 5 растений многолетних двудольных видов на квадратном метре. На фоне дефицита влаги эти пороги снижаются до 31 и 2 шт./м2, в благоприятных гидротермических условиях - увеличиваются до 96 и 7 растений на квадратном метре. 7. Прирост урожайности и снижение уборочной влажности зерна, связанные с использованием гербицидов в посевах кукурузы, обеспечивают устойчиво высокую окупаемость затрат на проведение защитных мероприятий. Последовательное применение почвенных и листовых препаратов при возделывании кукурузы на зерно обеспечивает условный чистый доход до 9 тыс. руб./га, рентабельность от 75 до 120 % при себестоимости 1 т зерна от 1,5 до 2 тыс. рублей. Анализ биоэнергетических показателей подтвердил эффективность вариантов, выявленных как оптимальные по экономическим критериям. ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ 1. В условиях северной лесостепи Зауралья для наиболее эффективного контроля смешанной засоренности посевов кукурузы необходимо использовать 17 почвенные гербициды диффузного (харнес, трофи, дуал голд) или экранного действия (мерлин) во взаимодействии с листовыми (2,4-Д, аналоги или заменители). 2. Диффузные почвенные гербициды рекомендуется вносить до посева кукурузы с заделкой в почву в процессе ее предпосевной обработки, гербициды экранного действия - в послепосевной (довсходовый) период без заделки. 3. Противозлаковые препараты необходимо применять как обязательный элемент технологии, независимо от оценки потенциальной засоренности малолетними однодольными сорняками. Опрыскивание листовыми гербицидами группы 2,4- Д или ее аналогами проводить до фазы 5 листа кукурузы при наличии 4-5 растений многолетних двудольных сорняков на квадратном метре при достаточном увлажнении и 2 растений – в условиях засухи. РАБОТЫ, ОПУБЛИКОВАННЫЕ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ 1. Корыстин Е.С. Эффективность гербицидов в посевах кукурузы / Е.С. Корыстин // Проблемы аграрного сектора Южного Урала и пути их решения: сборник научных трудов. Вып. 3 / Под ред. В.А. Липпа. – Челябинск: ЧГАУ, 2002. – С. 91-95. 2. Панфилов А.Э. Эффективность почвенных и листовых противозлаковых гербицидов в посевах кукурузы / А.Э. Панфилов, Е.С. Корыстин // Агро-XXI. - 2003.- № 7-12. – С. 46-47. 3. Корыстин Е.С. Оптимизация сроков внесения почвенных гербицидов в Зауралье / Е.С. Корыстин, В.И. Абрамовских // Проблемы аграрного сектора Южного Урала и пути их решения: сборник научных трудов. Вып. 4 / Под ред. В.А. Липпа. – Челябинск: ЧГАУ, 2004. – С. 153-158. 4. Корыстин Е.С. Выбор и сроки внесения гербицидов в посевах кукурузы в северной лесостепи Зауралья / Е.С. Корыстин // Проблемы аграрного сектора Южного Урала и пути их решения: сборник научных трудов. Вып. 5 / Под ред. В.А. Липпа. – Челябинск: ЧГАУ, 2005. – С. 125-133. 5. Панфилов А.Э. Кукуруза на зерно: среда – генотип – технология / А.Э. Панфилов, Е.С. Корыстин, Д.С. Корыстина // Аграрная наука Урала: вопросы теории и практики (Материалы научно-практической конференции 28-29 июля 2004 г.). – Челябинск: ЧНИИСХ, 2005. – С. 89-100. 6. Отчет о НИР 04.03. № ГР 01200312508. – Инв. № 0220.0503705. Разработать экологически сбалансированную технологию возделывания кукурузы, обеспечивающую эффективную реализацию потенциала культуры и агроклиматических ресурсов, стабильное производство высокоэнергетических кормов и окупаемость затрат / А.Э. Панфилов, И.Л. Фрумин, Д.С. Корыстина, Е.С. Корыстин. - Институт агроэкологии – филиал ФГОУ ВПО ЧГАУ.– Челябинск: ЧГАУ, 2005. – 62 с. 7. Корыстин Е.С. Граминициды в посевах кукурузы: особенности применения в северной лесостепи / Е.С. Корыстин // Вестник ЧГАУ.- Т. 46.- Челябинск, 2006.– С. 117-122. 18 КОРЫСТИН Евгений Сергеевич ВЫБОР ГЕРБИЦИДОВ ДЛЯ КОНТРОЛЯ МАЛОЛЕТНИХ ОДНОДОЛЬНЫХ СОРНЯКОВ В ПОСЕВАХ КУКУРУЗЫ И ОПТИМАЛЬНЫЕ СРОКИ ИХ ПРИМЕНЕНИЯ В СЕВЕРНОЙ ЛЕСОСТЕПИ ЗАУРАЛЬЯ 06.01.01 – общее земледелие Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук Государственная лицензия ПД № 11-0029 от 18.02.2000 года Формат бумаги 60 х 84 1/16. Бумага ВХИ 80 гр. Печ. л. 1,0.Тираж 110 экз. Изготовлено в ООО «Издательство «РЕКПОЛ» 454048 г. Челябинск, пр. Ленина, 77 Тел. (351) 265-41-09 19
