Содержание к диссертации
Введение
1. Направление и развитие химического метода борьбы с сорняками при шраіщвании сахарной свеклы 6
1.1. Ущерб, причиняемый сорняками 6
1.2. Химический метод 8
1.3. Краткая характеристика гербицидов, применяемых. при выращивании сахарной свеклы 10
1.4. Смеси гербицидов на посевах сахарной свеклы 25
1.5. Детоксикация гербицидов в почве 29
2. Программа, методика и условия проведения исследований 33
2.1. Программа и методика исследований 33
2.2. Почвенно-климатические условия проведения опытов 36
2.3. Агротехнические условия проведения опытов 39
3. Изменение засоренности посевов сахарной свеклы в зависимости от системы последовательного применения гербивдцов 48
4. Влияние системы последовательного применения гербицидов на содешние нитратов в пахотном слое шчвы7 аимжескийсостав растений сахарной свеклы и сорняков 72
5. Чувствительность сахарной свеклы к гербицидам и сорнякам 77
6. Продуктивность и качество сахарной свеклы в связи с пришіениш гербицидов 85
7. Детоксикация гербицвдов в почве 98
8. Эффективность выращивания сахарной свеклы при последовательном применении гербицидов в производственных условиях 108
10. Предложения производству 115
11. Список литературы
- Краткая характеристика гербицидов, применяемых. при выращивании сахарной свеклы
- Детоксикация гербицидов в почве
- Почвенно-климатические условия проведения опытов
- Влияние системы последовательного применения гербицидов на содешние нитратов в пахотном слое шчвы7 аимжескийсостав растений сахарной свеклы и сорняков
Введение к работе
В решениях ХХУІ съезда КПСС предусмотрено довести среднегодовое производство сахарной свеклы в одиннадцатой пятилетке до 100-103 млн.тонн (Н.А.Тихонов,1981), Рост валового производства сахарной свеклы будет происходить за счет сокращения потерь от вредителей, болезней и сорняков, обеспечения химизации, внедрения индустриальной технологии выращивания этой культуры.
Одним из важнейших условий выполнения этой задачи является успешная борьба с сорняками, произрастание которых в посевах сахарной свеклы обусловливает потери урожая до 13$, ухудшает качество продукции, способствует размножению вредителей и болезней, сдерживает внедрение комплексной механизации ее возделывания. В настоящее время в стране на формирование насаждения и удаление сорняков затрачивают 140-160 человеко-часов ручного труда на каждом гектаре посевов сахарной свеклы (К.А.Савченко,1980). Поэтому борьба с сорной растительностью должна стать главной задачей на современном этапе развития свекловодства. Она должна вестись постоянно, комплексно, используя все известные в настоящее время агротехнические, химические и другие приемы и методы.
Основными средствами в борьбе с сорняками являются агротехнические. Однако, как показывает практика, индустриальная технология выращивания сахарной свеклы немыслима без сочетания агротехнических и химических мер борьбы с сорными растениями (В.Ф.Зубен-ко,1980; А.П.Коломиец и др.1982). Поэтому, наряду с агротехническими приемами, с каждым годом все большее значение приобретает применение гербицидов. Так, например, если в 1972 году в GGGP высокоэффективные гербициды были применены лишь на 372 тысячах га посевов сахарной свеклы, то в 1975 г. - на 1036 тысячах га, в 1978 году - на 1200 тысячах га, в 1979 - на 1500 тысячах га (С.И.Матушкин, Ф.Д.Давыдов, А.Т.Скляренко,1979). В перспективе признано целесообразным обрабатывать гербицидами 100$ посевов сахарной свеклы (Г.И.Баздырев,1983).
За последние годы по вопросу применения гербицидов выявлено, что недостатками препаратов являются: зависимость их эффективности от почвенных и климатических условий, узкий спектр действия на сорняки, недостаточная избирательность в отношении сахарной свеклы. Исследования показали, что эффективность химического метода борьбы с сорняками значительно возрастает при внесении до посева смесей гербицидов, а также при сочетании последних с повсходовой обработкой посевов бетаналом (И.И.Либерштейн,1973; СИ.Матушкин, 1973). Наряду с этим установлено, что даже такое двукратное применение гербицидов не всегда обеспечивает уменьшение засоренности до желаемого уровня (К.ЗГрсубаев, Ш.Жарасов,1980). Кроме того, в современных условиях, когда при возделывании сахарной свеклы применяются малые нормы высева семян и высокие дозы удобрений, усиливается конкурентная способность сорняков, в связи с чем даже незначительное их количество в посевах сахарной свеклы приводит к существенному недобору урожая (В.Ф.Ладо-нин,1976). Поэтому проведение исследований, направленных на максимальное подавление сорняков, в условиях интенсификации земледелия является особенно актуальным. Однако в условиях Левобережья Лесостепи УССР, где посевная площадь сахарной свеклы достигает 400 тысяч га, вопросы защиты ее от сорной растительности с помощью гербицидов изучены недостаточно.
В связи с этим нами была поставлена задача разработать систему последовательного применения гербицидов с целью обеспечить возможность выращивания сахарной свеклы по индустриальной технологии.
Для решения поставленной задачи впервые в условиях Левобережья Лесостепи Л&Р нами изучены смеси, дозы и сроки внесения гербицидов, а также возможность их последовательного применения (перед посевом, перед появлением всходов и по всходам). Установлены: закономерности роста и развития сахарной свеклы и сорняков при воздействии гербицидов, влияние системы последовательного их применения на продуктивность и качество сахарной свеклы и последующих культур севооборота - гороха и ячменя, изменение химического состава сахарной свеклы и сорняков, агротехническая и экономическая эффективность применения различных сочетаний гербицидов.
На защиту выносится: улучшенная система применения гербицидов, включающая допосевное, передвсходовое и повсходовое их внесение с целью обеспечить возможность выращивания сахарной свеклы по индустриальной технологии.
Краткая характеристика гербицидов, применяемых. при выращивании сахарной свеклы
Несмотря на то, что все неорганические препараты не получили широкого применения, А.М.Алиев (1969) отмечал относительно высокую эффективность таких препаратов, как цианамид кальция и хлористый натрий. В его опытах применение 200 кг/га цианамида кальция снижало засоренность посевов сахарной свеклы на 70%, в то время как по данным аїес20№С %$#& &- (1969) препарат в дозах от 200 до 400 кг/га не обеспечивал необходимого снижения засоренности.
Исследованиями Н.А.Шипинова, А.В.Воеводина (1959) установлено, что из препаратов солей хлоридов и нитратов наибольшей эффективностью против сорняков обладают натриевая селитра и хлористый натрий. Однако эти препараты действуют лишь на всходы однолетних злаковых сорняков, щирицы колосистой, крестоцветных. Особи семейства маревых являются устойчивыми к названным веществам.
А.М.Гулидов, А.Т.Зимовская (1964) сообщают, что применение серной кислоты и других препаратов контактного действия до всходов малоэффективно на полях, засоренных однолетними сорняками. К тому же нарушение сроков и доз их внесения может вызвать гибель культурных растений.
Как следует из вышеизложенного, необходимость использования высоких доз названных препаратов, низкий уровень избирательности, высокая дороговизна, зачастую отрицательное влияние на физико-химические свойства почвы - все это и явилось причиной весьма ограниченного применения неорганических соединений в общей системе мер борьбы с сорняками. гашческие_еоеинешїі. Трихлорацетат натрия. Этот препарат применяется в свекловодстве уже более тридцати лет. Он является одним из первых органических препаратов, созданных для подавления сорняков при возделывании сахарной свеклы. В настоящее время выпускается промышленностью в виде белого кристаллического порошка с содержанием 87-90% действующего вещества. Хорошо растворим в воде, малотоксичен для человека и теплокровных животных (Л.И.Медведь, 1977).
В растения гербицид проникает через корни и листья. При этом нарушается обмен веществ: задержка передвижения крахмала, Сахаров, белковых веществ, нарушается работа систем, регулирующих деление клеток. Внешнее действие препарата проявляется в деформации стеблей, черешков, листьев (Н.Н.Мельников, Ю.А.Баскаков,1962; В.Г.Ста-тивкин,1971).
Избирательность действия его обусловлена неодинаковой способностью растений превращать гербицид в нетоксические совединения. У злаков ТХА блокирует ферменты, регулирующие клеточное деление (А.В.Фисюнов,1976). Гербицид весьма подвижен в почве. Хотя основная его масса находится в верхнем слое почвы после внесения, под действием осадков он может промываться вглубь до 25 см и оказывать угнетающее действие на корневую систему сахарной свеклы (А.Н.Мель-ничук,1966; В.П.Борона,1972; С.И.Матушкин, Ф.Д.Давыдов, А.Т.Скля-ренко,1975; А.В.Фисюнов,1976). Применяемый в оптимальных дозах, ТХА не накапливается в почве и растениях сахарной свеклы (Л.И.Вид ненко,1978), или его кумулятивные свойства выражены слабо (Л.И,Медведь,1977К По данным В.А.Гусейнова (1965) препарат не изменял агрохимических свойств почвы. В опытах В.Ступакова (1977) гербицид отрицательного действия на микрофлору почвы не оказывал. Однако Ж.И.Николаенко и И.А.Геллер (1979) сообщают, что ТХА вызывает депрессию развития бактерий в почве. Ж.В.Попова и А.В.Воеводин (1967) отмечают, что повышению его гербицидной активности способствует влажная и теплая погода. \Л . c&xuMs& (1979) утверждает, что на гумусных и торфяных почвах ТХА недостаточно эффективен. В опытах А.П.Царичанского (1982) отмечена значительная нестабильность действия ТХА на сорняки именно в годы с обильным увлажнением.
По данным А.Н.Мельничука (1966), А.В.Воеводина (1968), СИ.Матушкина (1973), В.Л.Бороны (1976), ТХА обладает хорошей эффективностью в борьбе против злаковых сорняков: щетинника сизого и щетинника зеленого, куриного проса, пырея ползучего, однако он малоэффективен против двудольных. Долот Н.К., Тельнов Н.И. (1981) отмечают более высокую чувствительность к препарату щетинника сизого и щетинника зеленого, чем куриного проса.
В условиях Алтайского края (М Г.СафоноваД978) гербицид в дозах 5-7 кг/га снижал засоренность злаковыми сорняками на 80$, а масса последних в середине и в конце вегетации уменьшалась на 70-80%. По данным Н.Н.Мартыновича (1977), увеличение дозы ТХА с 5 до 12 кг/га действующего вещества уменьшало засоренность посевов свеклы в 3 раза, однако сахаристость корнеплодов при этом снижалась на 0,3$. В опытах Л.Н.Болотова и Р.А.Гильметдинова (1971) ТХА в дозе 10 кг/га действующего вещества снижал засоренность однодольными видами на 80-98$ и на 17-25$ двудольными сорняками.
Детоксикация гербицидов в почве
Установлено, что интенсивность процессов детоксикации гербицидов в почве в значительной степени зависит от таких факторов, как влажность почвы, наличие в ней гумуса и глинистых частиц, микробиологической деятельности, температуры, а также свойств применяемых гербицидных препаратов (А.Крафтс,1964 А.В.Воеводин,1970, П.Керни, Д.Кауфман,197I; И.И.Либерштейн, 1973; В.Ягудин,1973; В.П.Борона,1975).
По сообщению В.Ягудина (1973), распад гербицидов в почве протекает по трем основным направлениям: 1) биологическом - под воздействием живых организмов; 2) химическом - в результате химических процессов в отсутствие живых организмов; 3) фотохимическом - под воздействием чисто химических процессов с участием световой энергии.
Роль перечисленных факторов в разложении тех или иных гербицидных препаратов различна. П.Керни, Д.Кауфман (1971) сообщают, что решающую роль в разложении производных мочевины в почве имеют высокая температура и влажность почвы, а также органические вещества. Главным фактором инактивации тиокарбаматов является летучесть этих препаратов, однако роль микроорганизмов в разложении препаратов этого ряда также огромна (А.Н.Мельничук, 1970; Ж.И.Николаенко, И.А.Геллер,1979). & CcWZ&MXl/ (1975) считает, что чем стабильнее и слабо растворимее гербицид, тем он более стойкий. Низкая температура и сухая погода оказывают также благоприятное воздействие на стойкость гербицида. Т.Шитс (1969) и Ф.Арндт (I960) установили, что чем выше ад_ сорбция гербицидов почвой, тем ниже его активность и наоборот (Н.М.Жирмунская,1962). -Большинство препаратов, используемых в настоящее время в свекловодстве, разлагаются в течение вегетационного периода Так, по данным Р.И.Словцова (1976), ронит, эптам, тиллам, пира-мин, ДХМ, ТХА и бетанал разлагались в почве за 4 месяца на 83-96%. Через год их в почве не обнаруживали. Остатки ленацила при внесении его в количестве 4 кг/га действующего вещества обнаруживали и на второй год после применения.
По данным В.П.Бороны (IS75), самым стойким гербицидом является ленацил, который к концу вегетационного периода уменьшал массу индикаторной культуры на 18%.
В опытах М.Г.Сафоновой (1978) доза ленацила 4 кг/га оказывала отрицательное последействие на яровую пшеницу.
По утверждению О, 4fck-6fr&Z&& (1977), даже после 6 месяцев установлено наличие нортрона в почве, обработанной этим препаратом в обычных дозах.
Анализ литературных данных показывает, что среди имеющегося ряда гербицидов в свекловодстве нет пока препаратов, обладающих широким спектром действия и одновременно высокой степенью избирательности. Использование смесей гербицидов расширяет спектр их действия и увеличивает гибель сорняков. Сочетание гербицидных смесей, внесенных до сева, с обработкой посевов бетаналом повышает эффективность химического метода борьбы с сорняками, однако не обеспечивает полного их подавления в посевах свеклы.
Нужно учесть, что изложенные результаты исследований получены, как правило, в условиях высоких норм высева семян. При этом трудно было установить влияние системы применяемых гербицидов на полевую всхожесть семян сахарной свеклы, что приобретает особую актуальность в связи с переходом на индустриальную технологию возделывания этой культуры, а следовательно и на малые нормы высева.
Нельзя не отметить и такую отличительную особенность современных условий борьбы с сорной растительностью тгри возделывании сахарной свеклы, как внесение высоких доз удобрений под эту культуру. Как известно, при этом усиливается конкурентная способность сорняков, в связи с чем даже незначительное их количество в посевах сахарной свеклы приводит к существенному недобору урожая (В.Ф.Ладонин,1976; Г.И.Баздырев,1983"). Поэтому проведение исследований, направленных на максимальное подавление сорняков, в условиях интенсификации земледелия является особенно актуальным.
Практика показала, что в существующей системе гербицидов (гербициды до посева+бетанал по всходам), самым слабым звеном является применение бетанала. В зоне неустойчивого увлажнения оптимальный период его применения (фаза первой-второй пары настоящих листьев у свекловичных растений), составляет в среднем за 17 лет (І965-І98І гг.) 12 дней. Однако из указанного периода 6-7 дней являются неблагоприятными ввиду выпадения осадков или высоких температур. Таким образом, свекловодам необходимо за короткий промежуток времени (5-6 дней) обработать бета-налом значительные площади, чего, как правило, выполнить не удается. В результате нарушаются сроки применения бетанала, повышается устойчивость к нему сорняков, снижается эффективность всей системы борьбы с сорными растениями.
Почвенно-климатические условия проведения опытов
Ивановская опытно-селекционная станция расположена на водоразделе двух рек: Ворсклы и Мерлы в Ахтырском районе Сумской области, т.е.занимает границы юго-восточного(Харьковского) агропочвенного района Левобережья УССР. Высота плато над уровнем моря составляет 180 м. Глубина залегания грунтовых вод в районе станции - 15-20 м.
В качестве основных почвообразующих пород в зоне деятельности станции выступают лессы, залегающие на красно-бурых глинах. Механический состав лессов тяжело-суглинистый и иловато-пылеватый.
Почвенный покров зоны деятельности станции весьма разнообразен и представлен черноземами типичными среднегумусными, черноземами выщелоченными, а также черноземами оподзоленными. На небольшой площади имеются темносерые лесные оподзоленные почвы.
Содержание гумуса в почвах, где проводили полевые опыты, равнялось 5,2-5,8$. Запасы основных элементов питания в пахотном слое были следующими: азота - 9,3-9,8; подвижного фосфора по Труогу - 11,5-26,2; К20 по Бровкиной - 13,9-20,2 мг на 100 г абсолютно сухой почвы.
В целом для почвенного покрова станции характерно удовлетворительное соотношение физических показателей. Почвы имеют сравнительно высокую общую скважность (51,1-60,2%) пахотного слоя при достаточно благоприятном сочетании капиллярной и некапиллярной скважности. Реакция почвенного раствора (рН солевое) - 6,1-6,6; гидролитическая кислотность 3,22-4,12 м-экв/Ю0 г почвы.
Почвы полей колхоза "Большевик" Ахтырского района Сумской области, где проводили производственные опыты в I979-I98I гг., были менее плодородны. Представлены они черноземами среднесмы-тыми с содержанием гумуса в них 3,5-4%, общего азота -6,0-7,3; подвижного фосфора по Труогу 8,5-13,5; К О по Бровкиной -9,6-14,3 мг на 100 г абсолютно сухой почвы.
Климат зоны деятельности станции является благоприятным для возделывания большинства сельскохозяйственных культур. По многолетним данным Ивановской метеолаборатории, среднегодовая температура воздуха равняется #6,5С, а распределение температуры по сезонам выглядит следующим образом: зима - 6,4, лето 4-19,1, осень . 6,8С.
Многолетние наблюдения этой же лаборатории свидетельствуют о том, что переход средней суточной температуры воздуха через 0С осуществляется весной 23 марта, а осенью - 18 ноября. Начало вегетационного периода (переход средней суточной температуры воздуха через 5С) приходится на 8 апреля, а конец - на 4 ноября, то есть средняя продолжительность периода вегетации составляет 210 дней. Сумма температур свыше 45С равняется 3129,4С, а сумма эффективных температур (свыше +ЮС) - 2813,4С. Продолжительность морозного периода равна 131 дню. Осадки в зоне деятельности станции служат основным источником запасов почвенной влаги.По многолетним данным, их годовое количество равняется 517 мм, в том числе на вегетационный период сахарной свеклы (май-сентябрь) приходится 277 мм. Из годовой суммы осадков летом их выпадает 35%, осенью - 29, весной - 22 и зимой - около 14 процентов. Однако такая закономерность в отдельные годы может нарушаться, и максимум их может быть характерным для других сезонов года.
Метеорологические условия в годы проведения опытов были разными. Самым холодным оказался вегетационный период 1976 года.
Снижение температуры наблюдалось с первой декады мая и по октябрь включительно. Лишь в апреле температура воздуха превышала средний многолетний показатель на 2,2С (таблица 2.1). Количество осадков за период с апреля по октябрь превысило норму на 16% (таблица 2.2).
Необычно ранним (на две недели раньше обычных сроков) отмечено наступление периода вегетации в1977году. Первые две декады апреля и май оказались теплее обычного. В течение первых 14 дней после сева осадки вообще отсутствовали, что ухудшило действие гербицидов и послужило причиной наибольшей засоренности за годы исследований на период формирования густоты насаждения. В дальнейшем же в течение вегетации выпало 150% нормы осадков. Влажная прохладная погода благоприятствовала росту сахарной свеклы, хотя и обусловила значительную засоренность, в основном двудольными сорняками.
Среднемесячная температура воздуха в апреле 1978 года превышала среднюю многолетнюю норму. Однако в мае, а также в последующие месяцы отмечали недобор тепла. Осадков на период сева выпало также меньше нормы, но в последующий период их количество ежемесячно превышало средний многолетний показатель. В целом погодные условия благоприятствовали росту сахарной свеклы.
Начало весны 1979 года изобиловало дождями, но к концу апреля, а также в мае осадки выпадали все реже. Лишь два дня в мае были с продуктивными осадками (больше 5 мм) и совершенно отсутствовали таковые в июне. Пересыхание верхнего слоя почвы явилось причиной снижения полевой всхожести семян, менее интенсивного, чем в прошлые годы, роста сахарной свеклы.
Влияние системы последовательного применения гербицидов на содешние нитратов в пахотном слое шчвы7 аимжескийсостав растений сахарной свеклы и сорняков
Согласно данным химического анализа в сухом веществе мари белой, выращенной на гербицидном фоне, не установлено существенных различий по содержанию основных элементов питания в сравнении с контрольным вариантом.
Горчица полевая отличалась повышенным содержанием азота и фосфора при неизменном количестве калия. В сухом веществе щетинника сизого также отмечена тенденция к увеличению содержания фосфора при использовании гербицидов, в то время как содержание азота и калия оставалось неизменным.
Данные исследований о влиянии изучаемых гербицидов на содержание в растениях сахарной свеклы основных элементов питания представлены в таблице 4.3. Установлено, что применение герби-цидных смесей только под предпосевную обработку почвы в основном не вызывало существенных изменений по содержанию в листьях сахарной свеклы азота, фосфора и калия. Лишь при внесении до посева смеси ронита с ленацилом (4+1,5) было отмечено увеличение содержания калия, а смесь ронита с ТХА (4+6) увеличивала содержание фосфора. Еще более стабильным оказался химический состав корнеплодов. Ни одна из изучаемых смесей гербицидов не вызывала изменений по содержанию азота и калия в корнеплодах. Содержание фосфора уменьшалось только на фоне смеси ронита с ТХА (4+6), внесенной под предпосевную обработку почвы.
Сочетание довсходовых обработок эптамом(З) или нортроном (2) с повсходовыми - бетаналом (I), но без гербицидов до посева, способствовало уменьшению содержания азота в листьях свеклы, не изменяя при этом наличие фосфора и калия. В корнеплодах же отмечено уменьшение только содержания фосфора и калия при использовании до всходов эптама (3). Сочетание предвсходового внесения норт-рона (2) с повсходовой обработкой растений свеклы бетаналом (I) не вызывало существенных изменений в химическом составе корнеплодов.
Система последовательного применения гербицидов ( до посева+ до всходов + по всходам) также вызывала незначительные изменения в содержании основных элементов питания растений сахарной свеклы. При этом отмечено, что в большей мере подвержен изменениям химический состав листьев, чем корнеплодов. Так, например, систе
Таблица 4.3.
Влияние системы последовательного применения гербицидов на содержание основных элементов питания в растениях сахарной свеклы (1976-1978 гг.) ма с предвсходовым внесением эптама (3) уменьшала содержание азота в листьях сахарной свеклы на фоне смеси ленацил+ТХА (1,5+6) и повышала его на фоне смеси ронит+ленацил (4+1,5). При этом содержание фосфора существенно не изменялось, в то время как содержание калия увеличивалось на фоне всех изучаемых смесей, Система последовательного применения гербицидов с внесением перед всходами нортрона (2) в меньшей степени влияла на химический состав листьев - различия по содержанию основных элементов питания не превышали 10$. Существенных изменений в химическом составе корнеплодов в связи с последовательным применением изучаемый гербицидов не установлено.
В результате анализа полученных данных можно сделать следующие выводы:
1) система последовательного применения гербицидов не вызывала уменьшения содержания нитратного азота в пахотном слое почвы на период формирования густоты насаждения сахарной свеклы;
2) при последовательном применении гербицидов установлены незначительные изменения в химическом составе сорных растений и сахарной свеклы. При этом в большой мере изменениям подвержен химический состав листьев сахарной свеклы, чем корнеплодов.
Известно, что гербициды, применяемые при выращивании сахарной свеклы, проявляют фитотоксичность не только в отношении к сорным, но и к культурным растениям (Г.С.Груздев, Р.И.Словцов, 1969; Г.Я.Сергеев,1980; Н.И.Протасов,1981). Проявление отрицательного действия химических препаратов на сахарную свеклу во многом зависит от почвенно-климатических факторов, особенностей конкретного гербицида, доз и способов его использования.
Как правило, отрицательное действие гербицидов на культурные растения проявляется в замедлении роста сахарной свеклы (особенно в первый период вегетации), увеличении заболеваемости корнеедом, снижении урожайности и качества сырья. Ввиду того, что именно почвенные гербициды ассимилируются молодыми корешками сахарной свеклы, они могут оказывать наиболее существенное влияние на рост и развитие этой культуры. В нашем опыте смеси почвенных препаратов, внесенные до сева, оказывали различное влияние на количество всходов, массу 100 растений и процент заболевания их корнеедом (табл.5.I.).
Так, в среднем за три года исследований в наибольшей мере (на 20%) снижала количество всходов смесь эптама с ТХА (4+6). По данным таблицы I приложений видно, что такая смесь отрицательно сказывалась на количестве всходов во все годы исследований. Другие изучаемые смеси вызывали уменьшение числа всходов лишь в отдельные годы. В среднем же за три года эти различия в сравнении с контрольным вариантом не превышали 8%.
