Выпускная квалификационная работа

"Влияние различных норм расхода гербицида дублон голд на силосную продуктивность и качество урожая кукурузы"

Введение

Селекция кукурузы на скороспелость позволяет существенно расширить ареал ее возделывания на зерно в северном направлении. Вместе с тем решающим фактором адаптации этой культуры в Зауралье является разработка надежной системы контроля засоренности, прежде всего, малолетних однодольных видов. Короткий весенний период в регионе затрудняет эффективное применение агротехнического метода борьбы с сорняками в допосевной промежуток времени, поэтому здесь высока роль гербицидов.

Традиционный подход к контролю малолетних, главным образом просовидных сорняков, заключается в применении до посева или до всходов культуры почвенных (базовых) гербицидов, обеспечивающих более или менее продолжительный защитный эффект. Альтернативный подход к контролю злаковых сорняков заключается в использовании листовых гербицидов с широким спектром действия. Традиционно в качестве листовых противозлаковых гербицидов в посевах кукурузы были рекомендованы препараты атразина (майазин, зеапос-10, олеогезаприм), примэкстра, лентагран-комби.

Новое поколение гербицидов представлено производными сульфанилмочевины. Эти соединения отличает высокая фитотоксичность, определяющая чрезвычайно низкие нормы расхода – до нескольких граммов на гектар, безопасность для теплокровных, большое разнообразие по селективности и спектрам действия на сорняки.

В мировой практике и в России для применения на кукурузе достаточно хорошо изучены противозлаковые листовые гербициды титус, базис и милагро. Необходимость в дополнительных исследованиях гербицидов этого класса связана с появлением на рынке новых препаратов этого, к числу которых относится дублон голд. Данный препарат отличается от известного гербицида милагро тем, что в его составе, кроме никосульфурона, присутствует тифенсульфурон-метил. Это позволяет предположить различия как в общей эффективности гербицидов, так в выборе оптимальных норм расхода препаратов.

Цель исследований – обосновать выбор нормы расхода гербицида дублон голд в посевах кукурузы при возделывании ее на силос.

Задачи исследований:

• установить влияние различных норм внесения гербицида дублон голд на засоренность посевов;

• установить влияние различных норм внесения гербицида дублон голд на урожайность и качество урожая кукурузы при возделывании на силос;

• дать экономическую оценку применения различных норм внесения гербицида дублон голд.

Для решения этих задач на опытном поле Института агроэкологии в 2008 году были проведены исследования по оценке эффективности гербицида дублон голд.

1. Обзор литературы

1.1 Видовой состав сорняков в посевах кукурузы

Состав сорняков представлен большим разнообразием видов, которые могут быть отнесены к трем ведущим биологическим группам: многолетние двудольные, главным образом корнеотпрысковые (в посевах кукурузы преобладают виды осота и вьюнок полевой); малолетние двудольные, включая ранние и поздние яровые (виды пикульника, маревых, щирицы и др.); малолетние злаковые – ранние и поздние яровые (овсюг, ежовник куриный, щетинники, просо дикое и волосовидное). Глубокие различия в биологии сорняков даже в пределах одной группы определяют разнообразие подходов к их контролю.

1.1.1 Многолетние корнеотпрысковые сорняки

Бодяк полевой (осот розовый) – Cirsium arvense, злостный и трудноискоренимый сорняк. При наличии 5–10 побегов на 1 м² выносит из почвы 167 кг/га калия, 140 кг/га азота, 31 кг/га фосфора и 800–1000 т/га воды, в результате чего зерновая продуктивность кукурузы снижается на 60–80%[1]. Размножается семенами и вегетативно. В посевах семенные всходы бодяка развиваются медленно и ко времени уборки культуры обычно не выходят из фазы розетки. На второй год плодоносят и развивают мощную корневую систему, способную к вегетативному возобновлению.

Латук (молокан) татарский – Lactuca tatarica, злостный сорняк. Отличается высокой засухоустойчивостью и солевыносливостью. В плотных куртинах сорняка урожайность кукурузы снижается на 60–70%. Основной способ размножения – вегетативный, обусловленный способностью корней, сохраняющихся ниже уровня обработки почвы, к неоднократной регенерации надземных побегов из придаточных почек. При наличии влаги отрезки корней длиной всего 1,5–2 см хорошо приживаются.

Осот полевой (желтый) – Sonchus arvensis, злостный корнеотпрысковый сорняк. Обладает мощным, углубляющимся в землю до 4 м вертикальным корнем и большим количеством боковых корней размножения. При наличии в посевах кукурузы 5–10 побегов на 1 м² сорняк непроизводительно забирает из почвы 150 кг/га калия, 67 кг/га азота и 29 кг/га фосфора, вследствие чего зерновая продуктивность культуры снижается на 60–70% [1]. Характеризуется интенсивным вегетативным размножением. Корневые отрезки длиной всего 0,5–1 см способны к регенерации. Кроме того, осот полевой может образовывать до 30 тыс. семянок, сохраняющих жизнеспособность в почве до 5 лет.

Вьюнок полевой – Convolvulus arvensis. Корневая система проникает на глубину 4–6 м. От главного корня отходят боковые корни размножения, содержащие много адвентивных почек, дающих начало новым побегам. Сильно иссушает и истощает почву, вьющимися крепкими стеблями опутывает культурные растения, затрудняя проведение междурядных обработок. Семена сохраняют жизнеспособность в почве до 50 лет.

1.1.2 Малолетние двудольные сорняки

Марь белая – Chenopodium album, ранний яровой сорняк. Максимальная плодовитость растения 700 тыс. орешков, которые прорастают с глубины 6–8 см и сохраняют жизнеспособность в почве до 38 лет. По данным Бихари [2] средняя продуктивность мари белой около 3100 семян, отдельные экземпляры дают до 100 тыс. семена прорастают рано с весны, но не дружно. При заделке семян глубже 3 см всходы не появляются, а семена сохраняют жизнеспособность до 8 лет.

Пикульник обыкновенный, Жабрей – Galeopsis tetrahit, ранний яровой сорняк. Размножается семенами. На одном растении образуется в среднем около 2800 семян. В почве они сохраняют всхожесть до 14 лет. Выносит изменение реакции почвенного раствора в широком интервале.

Пикульник заметный, Зябра – Galeopsis speciosa, ранний яровой сорняк. Продуктивность одного растения варьирует от 200 до 1000 семян. Оптимальная глубина прорастания 1–2 см. в почве семена сохраняют жизнеспособность несколько лет [1, 2].

Щирица запрокинутая – Amaranthus retroflexus, поздний яровой сорняк. Сильно истощает и иссушает почву, снижает урожайность зерна кукурузы при 3–5 хорошо развитых растениях на 1 м² на 40–50% и более. Образует до 1 млн. семян, прорастающих с глубины 2,5–3 см и сохраняющих свою жизнеспособность в почве до 40 лет

1.1.3 Малолетние злаковые сорняки

Ежовник обыкновенный (просо куриное) – Echinochloa crus galli, поздний яровой сорняк. Быстро укореняется, образуя 25–30 узловых корней и более, поэтому забирает из почвы много воды и питательных веществ. При численности в посевах кукурузы 10–15 шт./м² урожайность зерна снижается на
0,4–0,6 т/га и более. Максимальная плодовитость – 60 тыс. семянок, которые прорастают с глубины 12–14 см и сохраняют жизнеспособность в почве до 13 лет.

Щетинник зеленый – Setaria viridis, поздний яровой сорняк. Обладает хорошо развитой мочковатой корневой системой, проникающей в почву на глубину 150–170 см. При численности в посевах кукурузы ко времени уборки 5–10 шт./м² урожайность зерна снижается на 0,3–0,5 т/га. Максимальная плодовитость 2300 зерновок. Семена прорастают с глубины 10–12 см и сохраняют жизнеспособность в почве от 4 до 30 лет.

Просо волосовидное – Panicum capillare, поздний яровой сорняк. Размножается только семенами, которых может образовывать до 10–12 тыс. шт. Они прорастают при хорошем прогревании почвы (12–14 °C) с глубины 6–8 см отличается устойчивостью к гербицидам и высокой вредоносностью.

Сравнивая эти три группы сорняков можно сделать вывод, что наиболее вредоносными являются многолетние корнеотпрысковые и малолетние злаковые сорняки. Если первые легко поддаются химическому контролю, то злаковые наиболее сложно.

1.2 Конкурентные отношения кукурузы с сорняками

В течение длительного времени основным препятствием для увеличения производства кукурузы были сорняки. Нетребовательность к условиям произрастания, пластичность и быстрота размножения сорных растений обусловливают огромную их вредоносность для кукурузы. Значительно ухудшается качество урожая – питательность, переваримость, поедаемость животными [3]. Прополка путем обработки культиваторами позволяет сократить потери до 15–25%, а комбинированное применение химических и механических средств борьбы с сорняками до 2–5%.

Сорняки, как и кукуруза, получают необходимые питательные вещества и воду из почвы. Основные условия для роста, развития сорных и культурных растений также одинаковы, следовательно, первые развиваются в ущерб вторым. Благодаря большей агрессивности сорняки успешно конкурируют с культурными растениями.

На ранних фазах развития кукурузы наличие сорняков в течение нескольких дней, связанное прежде всего с конкуренцией за воду и питательные вещества, приводит к снижению урожая даже в том случае, если позднее посев поддерживают в чистом от сорняков состоянии. С учетом этого следует уделять особое внимание уничтожению сорной растительности на молодых посевах.

Сорняки, появляющиеся раньше культурных растений, в большей степени снижают урожай, поскольку зачастую они в течение всего вегетационного периода конкурируют с культурными растениями и постоянно опережают их в развитии. Сорняки, прорастающие одновременно с культурными растениями, причиняют несколько меньший, но также значительный ущерб. В условиях конкуренции между культурными растениями и сорняками за питательные вещества в первую очередь обычно проявляется дефицит азота в почве.

Кукуруза относится к группе культур осуществляющих фотосинтез по эффективной с энергетической точки зрения схеме С-4. Это способствует формированию за короткие сроки высокого урожая, но обусловливает требовательность кукурузы к освещенности и качеству света [4].

Оптимальная продолжительность светового дня для нее 12–14 часов. На ранних стадиях развития кукурузы сорняки не только затеняют растения, но и рассеивают свет, что повышает в его составе длинноволновую часть. При таком составе света нормальная интенсивность фотосинтеза становится невозможной. Именно поэтому кукуруза более чувствительна к засоренности, чем большинство злаков.

Высокая интенсивность фотосинтеза требует для своей реализации оптимального температурного режима, чем обусловлена теплолюбивость кукурузы. Оптимальная температура для роста и развития кукурузы 15–24 ºC. При понижении температуры до минус 2–4 ºC растение погибает.

Кукуруза отличается высоким уровнем потребления питательных веществ, что также напрямую связано с эффективной схемой фотосинтеза С4. Относительная степень усвоения питательных веществ у кукурузы ниже, чем у сорной растительности. Содержание питательных веществ в сорных растениях превышает их количество в кукурузе.

Кукуруза весьма экономно использует влагу: на создание 1 т сухого вещества ее расходуется почти в два раза меньше, чем у большинства зерновых культур.

При более глубоком посеве кукуруза подавляет развитие сорняков, что особенно заметно, когда культура достигает высоты 60–80 см появление на Урале раннеспелых гибридов кукурузы, урожайность которых формируется главным образом за счет роста и развития початка, потребовало резкого снижения плотности стеблестоя кукурузы (со 150–180 до 60–80 тыс. раст./га). Вызванное этим снижение проективного покрытия обострило конкурентные отношения между кукурузой и сорняками.

Высокая вредоносность сорняков заключается также в том, что они значительно обесценивают важнейшие факторы интенсификации кукурузоводства – применение удобрений, орошение, внедрение новых гибридов и технологий. Сорные растения усложняют и затрудняют выполнение полевых работ, увеличивают расход горюче-смазочных материалов, снижают производительность труда и сельскохозяйственной техники.

1.3 Противозлаковые гербициды, их классы и типы

В основе современных технологий контроля засоренности в посевах кукурузы лежат два принципиально различающихся подхода. Первый предполагает использование почвенных гербицидов, фитотоксичных по отношению к малолетним злаковым и большинству двудольных сорняков, второй – использование листовых препаратов с близким спектром действия.

1.3.1 Производные симметричных триазинов

Среди производных триазинов имеются гербициды широкого спектра действия, поражающие многие виды сорных растений, а также узкоизбирательные гербициды. Производные триазинов характеризуются и системным, и контактным действием. Фитотоксическое действие триазинов в почве продолжается от нескольких дней до нескольких лет и обусловлено строением и физико-химическими свойствами этих гербицидов.

Под влиянием триазиновых гербицидов у чувствительных растений прекращается рост, листья становятся хлоротичными, что свидетельствует о подавлении фотосинтеза. Триазины тормозят фотолиз воды или реакцию Хилла. Поскольку реакция Хилла принимает участие в создании в организме соединений, богатых энергией, ее подавление способствует прекращению ассимиляции углекислоты [5, 6].

Симм-триазины поступают в растение главным образом через корни и передвигаются по сосудам ксилемы, при этом их передвижение зависит от транспирации. При снижении транспирации в корнях может накапливаться большое количество триазинов. Скорость поступления гербицидов в растения зависит от температуры: чем она выше, тем выше эффективность гербицида [7].