Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Агрохимические и экологические аспекты комплексного применения минеральных удобрений с гербицидами на основе метосулама в посевах озимой и яровой пшеницы в условиях Нечерноземной зоны России

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "Агрохимические и экологические аспекты комплексного применения минеральных удобрений с гербицидами на основе метосулама в посевах озимой и яровой пшеницы в условиях Нечерноземной зоны России"

РГГз од

! 3 1Ф1? На правах рукописи

ДОКУЧАЕВА Татьяна Ивановна

АГРОХИМИЧЕСКИЕ И ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ КОМПЛЕКСНОГО ПРИМЕНЕНИЯ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ С ГЕРБИЦИДАМИ НА ОСНОВЕ МЕТОСУЛАМА В ПОСЕВАХ ОЗИМОЙ И ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ В УСЛОВИЯХ НЕЧЕРНОЗЕМНОЙ ЗОНЫ РОССИИ

06.01.04 - агрохимия

Автореферат диссертации на соискание ученой степеии кандидата биологических наук

Москва - 1997

Работа выполнена во Всероссийском научно-исследовательском институте удобрений и агропочвоведения им. Д.Н. Прянишникова и Московской сельскохозяйственной академии им. К.А. Тимирязева.

Научные руководители: доктор биологических наук, профессор, академик РАСХН Ладоннн В.Ф., кандидат сельскохозяйственных наук, профессор Калинин В.А.

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор Соколов O.A.,

кандидат биологических наук, старший научный сотрудник Чечеткина JI.B.

Ведущее предприятие - Российский университет дружбы народов.

Защита состоится _ 1997 г. в " 14 " часов

на заседании диссертационного совета Д.020.09.01 Всероссийского научно-исследовательского института удобрений и агропочвоведения им. Д.Н. Прянишникова.

Адрес: 127550, Москва, ул. Прянишникова, 31; диссертационный совет ВИУА.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВИУА.

Автореферат разослан " ^^ " ¡997 г

Ученый секретарь диссертационного совета

Воллейдт Л. П.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Для снижения гербицидной нагрузки на агроценозы необходим поиск новых высокоактивных гербицидов с низкими нормами расхода, малой токсичностью для теплокровных, обладающих сравнительно низкой стоимостью гектарной нормы, совместимостью с другими агрохимикатами, в том числе с удобрениями, при совместном применении.

Метосулам - первый представитель нового гербицидного класса триазолопиримидинов сульфонанилидов, рекомендуемый для послевсходового применения в посевах зерновых колосовых культур для подавления двудольных широколистных сорняков в норме расхода 20 г д.в./га. Метосулам и препараты на его основе широко используются в качестве экспериментальных и коммерческих во многих странах мира.

Для регистрации метосулама на территории России необходимо проведение комплексных агроэкологических исследований, направленных на изучение всего спектра биологических, токсикологических и экологических параметров и экономической эффективности. Особая роль принадлежит установлению скоростей инактивации препарата в различных средах и защищаемых растениях в целях получения экологически безопасной продукции, а также возможного влияния на последующие культуры севооборота в конкретных почвенно-климатических условиях страны. В условиях экологического кризиса дня безопасного применения гербицида необходимо выявление действия на все компоненты агроценоза, установление возможного загрязнения сопредельных сред, изучение поведения в звеньях трофических цепей и прогнозирование отдаленных последствий использования вновь открытого гербицида.

Цель и задачи исследований. Основной целью исследований явилось изучение агрохимических и экологических аспектов безопасного применения гербицидов на основе метосулама (в том числе в рамках регистрационных испытаний) при комплексном их использовании с удобрениями.

В соответствии с программой предварительных испытаний метосулама и препаратов на его основе с производными 2,4-Д, впервые проводимых в России предполагалось изучить следующие вопросы:

1) установить биологическую эффективность и спектр действия метосулама и его смесей с 2,4-Д на фоне удобрений в посевах озимой и яровой пшеницы, а также оценить размеры выноса основных элементов питания растениями пшеницы и сорняками в связи с использованием агрохимикатов;

2) изучить влияние средств химизации на урожайность культур, структуру урожая и качество зерна пшениц, а также возможное последействие на чувствительную культуру;

3) исследовать действие метосулама и препаратов на его основе с 2,4-Д при комплексном их использовании с удобрениями в норме ^цРбоКбо на азотный, фосфорный и углеводный обмен в защищаемых растениях в динамике;

4) разработать инструментальные методики определения остаточных количеств метосулама в зеленой массе растений, элементах урожая и почве и изучить динамику их содержания в растениях и в почве в течение вегетации культур, а также в элементах урожая в связи с применением удобрений;

5) разработать методику определения остаточных количеств метосулама в почве биологическим методом с использованием растений-биотестов;

6) изучить миграционную способность препарата в почвенных колонках, а также гербицидное действие метосулама в моделируемых гидротермических условиях.

Научная новизна и практическая ценность работы. Диссертационная работа содержит впервые официально публикуемые в России данные по изучению первого представителя нового гербицидного класса - метосулама.

Впервые в России, в условиях Нечерноземной зоны, в рамках регистрационных испытаний метосулама и препарата на его основе с 2,4-Д -сансака проводилось изучение биологической эффективности гербицидов и выявление спектра их действия в посевах озимой и яровой пшеницы при

комплексном использовании с минеральными удобрениями; установление влияния на урожайность и элементы структуры урожая культур; изучение динамики разложения в почве и защищаемых растениях в течение вегетации; определение остаточных количеств метосулама в элементах урожая культур (зерно, солома).

Кроме того, в лабораторных модельных опытах исследовались миграционные свойства метосулама, гербицидная активность в различных гидротермических условиях, влияние на чувствительные культуры.

В дополнение к зарубежным материалам исследовано влияние нового гербицида и препаратов на его основе с производными 2,4-Д при комплексном их использовании с удобрениями на азотный, фосфорный, углеводный обмен в защищаемых растениях в течение вегетации; установлено влияние обработок гербицидами на изменение выноса основных элементов питания сорняками и культурами и качество урожая озимой и яровой пшеницы.

Разработан биометод для определения остаточных количеств метосулама в почве с помощью растений-биоиндикаторов.

Апробация работы. Материалы исследований докладывались на заседаниях лаборатории комплексного применения средств химизации ВИУА, на научной конференции молодых ученых ВИУА в 1995 году.

Объем и структура работы. Диссертационная работа изложена на 159 страницах машинописного текста и включает, кроме введения, 3 главы обзора литературы и 2 главы экспериментальной части; 21 таблицу, 21 рисунок, выводы, рекомендации производству, список использованной литературы, 10 таблиц приложений. Список литературы представлен 306 наименованиями, в том числе 97 иностранных авторов.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 3 работы.

Условия и методика проведения исследований

Полевые опьггы были проведены на полевой станции кафедры растениеводства ТСХА в 1993-1995 гг.; разработка методик определения остаточных количеств метосулама в зеленой массе, элементах урожая, почве

осуществлялась на кафедре химических средств защиты растений ТСХА в 1993-94 гг. под руководством профессора В.А. Калинина.

Погодно-климатические условия периодов вегетации были нетипичными для роста, развития и формирования урожая культур, особенно яровой пшеницы. ГТК на протяжении всей вегетации 1995 года и в июле-августе 1994 года составили всего 0,1, в мае и июне - 0,26 и 0,22 соответственно.

Почва опытных участков характеризовалась как дерново-подзолистая слабогумусная легкосуглинистая крупнопылевато - песчаная на моренном суглинке (содержание гумуса 1,5-1,7%; рНка=4,7-5,2; гидролитическая кислотность 3,3-5,3 м-экв./100 г почвы; содержание обменного калия 8,211,2 мг/100 г почвы; подвижных форм фосфора 6,7-15,0 мг/100 г почвы).

В качестве объекта использованы районированные в Нечерноземной зоне России озимая пшеница сорта Мироновская-808 и яровая пшеница сорта Иволга. Опыты проведены в 4-х кратной повторности с рендомизированным расположением делянок площадью 28 м2 для озимой пшеницы и 16,5 м2 для яровой. Схема опыта согласована со специалистами фирмы DowElanco и включала применение метосулама и препаратов на его основе с производными 2,4-Д как в виде баковой смеси, так и в виде заводской смеси (препарат сансак).

Схема опыта:

1. Контроль (без удобрений и гербицидов).

2. N9oP6oKio (фон).

3. Фон+ковбой (150 мл/га по препарату).

4. Фон+сансак (1 л/га по препарату: метосулам + 2,4-Д этилгексиловый эфир; 5 + 360 г/га по д. в.).

5. Фон+метосулам + 2,4-Д аминная соль (5 + 500 г/га по д. в.).

6. Фон+метосулам (20 г/га по д. в.).

В качестве эталонного гербицида выбран высокоэффективный экономичный комбинированный препарат ковбой. Гербициды применяли в фазу кущения обеих пшениц. Обработку проводили ранцевым опрыскивателем с нормой расхода рабочей жидкости 300 л/га.

Агротехника выращивания культур соответствовала рекомендованным для данной зоны технологиям. Предшественником обеих пшениц в оба года изучения был занятый пар. В качестве фоновой обработки осуществлялось предпосевное протравливание семян фунгицидом байтан-универсал с нормой расхода 2 кг/т, а в течение вегетации - применение фунгицида тилт (0,5 л/га).

Внесение минеральных удобрений под яровую пшеницу проводилось как осенью, под основную обработку почвы: фосфорные (42%-ный суперфосфат) и калийные (40%-ный хлористый калий), так и весной, одновременно с предпосевной обработкой почвы: азотные (34%-ная аммиачная селитра) в норме ^оРбоКео. Удобрения под озимую пшеницу применяли осенью. Проводилась подкормка обеих пшениц азотными удобрениями в дозе Ы30 в фазу кущения.

Фенологические наблюдения осуществляли по методике Госсортсети. Учет засоренности проводили количественно-весовым методом по методике ВИЗР в три срока: до применения гербицидов, через месяц после обработки и перед уборкой урожая. Урожайность пшеницы учитывали методом сплошного комбайнирования (поделяночно).

Агрохимический анализ почв проводили общепринятыми методами (определение рН солевой и водной вытяжки - потенциометрическим методом; гидролитическую кислотность - титриметрическим методом; гумус - по Тюрину, содержание подвижных форм фосфора и обменного калия -по Кирсанову).

Содержание форм азота, фосфора, Сахаров, калия в вегетативной массе, а также показатели качества зерна пшениц: белок, крахмал, клейковину, ИДК, ЫРК определяли на инфракрасном анализаторе "Инфрапид-61". Физические свойства зерна - по соответствующим ГОСТ. Динамику содержания аминокислот в вегетативной массе культур - на аминокислотном анализаторе "Хроматон Д-500". Содержание ОТК в сорняках - общепринятыми методами после мокрого озоления (азот -микрометодом Кьельдаля, фосфор - колориметрически, калий - на пламенном фотометре).

Динамику разложения изучаемого гербицида метосулам в зеленой массе яровой и озимой пшениц, в почве и элементах урожая (зерно и солома) определяли в соответствии с "Временными методическими указаниями по определению остаточных количеств метосулама в почве, воде, зеленой массе, зерне и соломе зерновых колосовых культур". Образцы зеленой массы культур и почвы отбирали в соответствии с "Едиными требованиями, предъявляемыми к изучению содержания остаточных количеств пестицидов и составлению отчета Госхимкомиссии России".

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Биологическая эффективность метосулама и его смесей с производными 2,4-Д при комплексном использовании с удобрениями в посевах озимой и яровой пшеницы

Видовой состав сорных растений являлся характерным для Нечерноземной зоны и был представлен в основном малолетними однодольными и двудольными видами. Исходная засоренность (табл. 1) посевов озимой и яровой пшеницы в контрольном варианте в количественном отношении незначительно различалась по годам (227 и 271 шт/м2 в 1994 и 1995 годах соответственно на озимой; 621 и 633 шт/м2 по годам на яровой пшенице) и классифицировалась во всех случаях как очень сильная (преобладание численности сорняков над численностью культуры). Применение удобрений в норме ^оРбоКво увеличивало как количество сорняков, так и накопленную ими биомассу.

Метосулам и его сочетания с производными 2,4-Д при комплексном их применении с удобрениями (^оРбоКбо) в годы исследований показали достаточно высокую эффективность (в среднем 70-80% гибели) в борьбе с основными засорителями в посевах озимой и яровой пшеницы по сравнению с контрольным и фоновым вариантами (табл. 1). Спектр действия метосулама включает значительное число однолетних и многолетних двудольных видов и практически идеально дополняет спектр действия гербицидов типа 2,4-Д. Наибольшее подавление сорняков отмечалось через месяц после применения гербицидов, снижаясь концу

Действие гербицида метосулам и его смесей с производными 2,4-Д при комплексном использовании с удобрениями на общую засоренность посевов озимой пшеницы Мироновская-808 и яровой пшеницы Иволга (в числителе - 1994 г., в знаменателе - 1995 г.).

Таблица 1.

Вари Кол-во Гибель, Масса Снижение сухой

ант сорня-ков, % к сорняков массы , % к

опы- шт/м2 (сухая),

та/ контр. фону г/ М2 контр. фону

учет* оз. яр. 03. яр. оз. яр. 03. яр. оз. яр. оз. яр.

1/1 227 621 15 41

271 633 46 14

1/2 356 691 28 50

54 653 7 45

1/3 75 354 120 17

4 118 9 81

И/1 253 683 21 66

311 654 78 32

И/2 392 568 160 22

62 516 12 84

И/3 26 392 122 21

6 120 16 149

111/2 104 26 71 86 73 83 40 16 52 68 75 83

4 94 93 86 94 82 1 42 86 7 92 50

III/3 64 200 15 43 33 49 56 7 53 59 62 67

1 10 75 91 83 92 1 15 89 81 94 90

IV/2 120 20 Я 66 70 69 63 64 31 35 38 60 66

5 21 91 97 92 96 1 5 86 89 92 94

1V/3 loo 208 36 41 50 4Z 53 8 56 51 70 62

2 44 50 63 67 63 1 60 89 26 94 60

V/2 112 184 69 73 71 68 48 26 51 48 70 72

6 23 89 96 90 95 1 6 86 87 92 93

V/3 56 264 25 25 42 33 22 И 23 35 42 48

2 48 50 59 67 60 2 65 78 20 87 56

V1/2 128 120 64 83 67 72 51 16 48 68 68 83

2 12 96 98 97 98 1 3 86 93 92 96

VI/3 48 224 36 37 50 43 25 10 21 41 47 52

1 8 75 93 83 93 1 13 89 84 94 91

*) I - контроль; II - фон (¡М^Р^К^); III - фон+ковбой, 150 мл/га; IV - фон+сансак, 1 л/га; V - фон+метосулам+2,4-ДА (5 г/га +500 г/га);

VI - фон+метосулам, 20 г/га. 1 учет - перед обработкой гербицидами; 2 учет - через месяц после обработки; 3 учет - перед уборкой урожая.

вегетации, однако в отношении показателей накопленной биомассы такая тенденция четко не прослеживалась.

Максимальное действие препаратов (до 98% гибели сорняков) на протяжении вегетации обеих культур отмечено в 1995, более засушливом году. Наибольшей эффективностью во все сроки лет изучения в посевах культур на фоне удобрений обладал метосулам в норме расхода 20 г д.в./га, а в 1994 году его активность практически не отличалась от вариантов с применением смесей на его основе с производными 2,4-Д. Эффективность эталонного препарата ковбоя за время изучения была высокой, сравнимой с применением метосулама в максимальной норме.

Вынос основных элементов питания культурами и сорняками при комплексном применении удобрений и гербицидов на основе метосулама

Применение гербицидов позволяет значительно уменьшить не только численность засорителей в посевах, но и накопление ими биологической массы. В результате комплексного применения изучаемых гербицидов и удобрений произошло значительное снижение выноса ОТК сорняками по сравнению с фоном, составившее в среднем на протяжении 2 лет изучения в посевах обеих пшениц по 40% по каждому элементу.

Отчуждение основных элементов питания засорителями (от суммарного выноса ОТК сорняками и культурой за вегетацию) при использовании метосулама и его смесей с производными 2,4-Д на фоне удобрений по сравнению с контрольным и фоновым вариантами снизилось в среднем в 2 раза по азоту и фосфору и в 1,5 раза по калию, варьируя как в зависимости от изучаемого варианта с применением гербицидов, так и в зависимости от года исследований и изучаемой культуры (рис. 1). Кроме того, в результате применения средств химизации улучшались условия для роста и развития культур, способствуя повышению их урожая.

Влияние гербицида метосулам и его сочетаний с производными 2,4-Д на урожайность, структуру урожая и качество зерна озимой и яровой пшеницы в связи с применением удобрений

Фактическая урожайность озимой и яровой пшеницы варьировала по годам исследований довольно значительно в зависимости от погодных условий. В более засушливый год растения имели меньшую высоту, длину

а

озимая пшеница, 1994 г.

Вариант опыте

П азот □ фосфор □ калий

б

озимая пшеница, 1995 г.

Варианты опыта В азот □ фосфор □ калий

яровая пшеница, 1994 г.

яровая пшеница, 1995 г.

во •

50 ■ 40 ■ Я 30 ■ 20 ■ 10 • о

I 2 3 4 5 I Варнашы опыта

В азот □ фосфор □ калий

2 3 4 5 I Варианты опыта

■ азот □ фосфор П калий

1 - контроль; 2 - КдоРбоКбО (фон); 3 - фон + ковбой (150 мл/га); 4 - фон + сансак (1 л/га); 5 - фон + метосулам +2,4-ДА (5 г/га+500 г/га); б - фон + метосулам (20 г/га).

Рис. 1. Доля выноса основных элементов питания сорняками за вегетацию от общего выноса культурой и сорняками по вариантам в посевах озимой и яровой пшеницы в 1994-95 годах.

колоса, озерненность колоса, массу зерен и, соответственно, меньшую величину урожая. Особенно разительно засуха отразилась на яровой пшенице: длина колоса сократилась на 1/3, количество зерен в колосе уменьшилось в 4 раза (у озимой - в 3 раза), масса зерна в колосе - в 5 раз (у озимой - в 2 раза), соответственно, масса 1000 зерен также снизилась; продуктивная кустистость у озимой пшеницы снизилась до 1,5 с 2,0 в более влагообеспеченный год.

Все использованные в опыте факторы достоверно повышали урожайность культур (табл. 2). Применение удобрений в норме ^0Р60К60 позволило дополнительно получить 5,5-11,1 ц/га (31,1-50,2%) на озимой и 1,2-6,5 ц/га (21,.1-39,6%) на яровой пшенице в годы исследований Влияние изучаемых гербицидов на фоне удобрений было еще более значительным: в относительно влагообеспеченный год прибавка урожая зёрна составила 72,997,5% на озимой и 73,2-821,9% на яровой пшенице по сравнению с контрольным вариантом, а более засушливый год - 37,9-45,8% и 38,6-45,6% по культурам соответственно. Прибавка урожая обеспечивалась за счет возрастания массы 1000 зереи, а главным образом, за счет увеличения количества продуктивных стеблей на единице площади.

Максимальные значения урожайности культур достигались при использовании на фоне удобрений метосулама в норме 20 г/га, а в 1995 году к нему приближались варианты с применением смесей метосулама с производными арилоксиалкилкарбоновых кислот.

Средства химизации не оказали достоверного влияния на показатели качества зерна озимой и яровой пшеницы (табл. 2). В засушливых условиях 1995 года был получен низкий урожай обеих культур, однако зерно озимой и яровой пшеницы имело повышенное содержание белка, клейковины и большую стекловидность ио сравнению с зерном предыдущего года. Содержание крахмала в условиях недостаточного увлажнения у обеих форм, наоборот, уменьшалось. Изменение, показателя ИДК носило сложный неоднозначный характер.

В целом, зерно озимой и яровой пшеницы обоих лет не отличалось высоким содержанием белка (от 9,6 до 11,3 % для озимой и от 7,5 до 10,0 %

Влияние гербицида метосулам и препаратов на его основе с производными 2,4-Д при комплексном их использовании с удобрениями на урожай и некоторые показатели качества зерна озимой пшеницы Мироновская-808 и яровой пшеницы Иволга (в числителе - 1994 г., в знаменателе - 1995 г).

Таблица 2.

Вар. Урожай зерна, Масса 1000 стекловид- белок клейковина крахмал идк

опыта ц/га зерен, г ность. % %/сух. в-во

озим. яров. озим. яров. озим. яров. озим. яров. озим. яров. озим. яров. озим. яров.

1 22.1 16,4 40.8 32.6 Ш 45.7 2J> 2Л 19.4 15.9 64.2 55,0 80.0 89.3

17,7 5,7 27,7 23,7 66,0 51,5 10,2 9,1 20,8 20,3 60,0 51,7 81,9 89,8

2 33.2 22.9 45.5 Ж5 67.3 51.0 Ш 8J0 2U 17.8 61,4 54.4 81.7 89.9

23,2 6,9 33,3 27,8 74,7 56,3 11,3 9,9 23,7 21,0 58,7 51,1 83,5 91,9

3 36J 24.8 50J. 38,1 64J. 52Л 8J! 19.7 19,4 ш 54.3 80.5 89.5

23,6 7,6 32,4 28,6 73,2 56,1 11,1 9,7 23,6 20,8 . 58,8 51,5 82,7 91,6

4 40,3 28.7 4М 39,5 65,5 54.3 10J) 2JL 19.7 20 J. 62J3 53.5 79.2 91.9

24,4 8,3 34,9 28,7 71,0 55,7 10,8 9,5 22,5 20,5 59,1 51,6 81,3 90,4

5 38,2 28J: 46,3 ЖО 68,7 52.Д 10 л Ы 21,1 20,5 61,0 53.8 80,2 22J)

25,8 7,9 35,0 27,5 71,3 57,1 10,8 10,0 22,4 21,1 59,3 50,9 81,0 92,4

6 43.6 30,0 47,7 38.4 66.8 53J. юл ал 20J 19.7 61.3 53,5 79.8 91,6

25,8 8,3 34,0 29,6 71,0 55,0 10,9 9,2 22,9 20,2 59,0 52,0 81,1 90,2

нср„, ЗД ixl м QJ 4J 12. М 0J L5 L3 1А 1,5 L4 1Л

1,5 0,6 0,4 0,2 3,2 3,7 0,7 0,4 0,9 0,9 1,1 0,9 1,1 1,5

Варианты: опыта: 1 - контроль (без гербицидов и удобрений); 2 - ТЧсщРбоКбО (Ф'он); 3 - фон+ковбой (150 мл/га);

4 - фон+сансак (1 л/га); 5 - фон+метос.улам+2,4-ДА (5+500 г/га); 6 - фон+метосулам (20 г/га).

для яровой соответственно) и клейковины (19,4-23,7% и 15,9-21,1% соответственно). Тенденция к увеличению этих параметров в сравнении с фоном наиболее характерна при использовании баковой смеси метосулама и аминной соли 2,4-Д при комплексном их использовании с удобрениями.

Влияние метосулама и препаратов на его основе с производными 2,4-Д на фоне удобрений на обмен веществ в защищаемых растениях

Важность изучения данного вопроса обусловлена тем, что механизм действия гербицида метосулам заключается в ингибировании синтеза ацетолактатсинтазы - первого важного фермента, ответственного за синтез аминокислот с разветвленной боковой цепью (валина, лейцина и изолейцина). Этот процесс в различной степени протекает как у чувствительных, так и у устойчивых растений.

"Амплитуда колебания" этих изменений, а также скорость нормализации являются результатом сопряженности многих сторон обмена веществ. Послевсходовое применение метосулама и смесей на его основе с 2,4-Д на фоне минеральных удобрений в норме NgoPéo^o вызвало, особенно в первые дни, неоднозначные изменения изучаемых параметров азотного, фосфорного и углеводного обмена в защищаемых растениях.

Действие гербицидов на основе метосулама на озимую пшеницу сопровождалось через 7 суток значительной стимуляцией синтеза белковых соединений после кратковременного подавления активности нитратредуктазы и, соответственно, синтеза белковых веществ в первые часы после применения гербицидов. Эти процессы в первую неделю после обработки сопровождались снижением содержания простых растворимых Сахаров (моно- и дисахаридов), а также увеличением содержания форм органического кислоторастворимого и органического нерастворимого фосфора. Эти изменения можно рассматривать как доказательство более активной жизнедеятельности растений, интенсификации энергетических процессов и возникновения определенных защитных реакций в организме.

Изменения в содержании свободных аминокислот также были довольно значительными в начальный период после обработки культур гербицидами. Так, через 7 часов после применения метосулама и его смесей

с 2,4-Д на фоне удобрений у озимой пшеницы уменьшалось как суммарное, так и содержание отдельных свободных аминокислот, в том числе и связанных с механизмом действия гербицида - валина, лейцина и изолейцина. В дальнейшем (спустя 7 суток) это ингибирующее действие гербицидов преодолевалось и переходило в значительную стимуляцию, а через три недели практически не отличалось от показателей в контроле.

К 20-дневному сроку первичные, наиболее значительные изменения исследуемых показателей, связанные с действием изучаемых препаратов (в том числе, с протеканием процессов детоксикации), у озимой пшеницы практически норматизовались.

У яровой пшеницы после обработки метосуламом и препаратами на его основе наблюдались иные количественные и качественные закономерности изучаемых параметров, носящие более сложный и неоднозначный характер, что связано с особенностями метаболизма токсических веществ культурой.

В более поздние сроки под действием гербицидов (40, 60 дней после обработки) изменялось перераспределение изучаемых соединений, особенно азотсодержащих, по органам у обеих культур.

Таким образом, применение метосулама, а также его сочетаний с производными 2,4-Д при комплексном использовании с удобрениями, несмотря на низкие нормы расхода препаратов, вызывает протекание сложных физиолого-биохимических процессов в защищаемых растениях в течение вегетации.

Деградация метосулама в растениях озимой и яровой пшеницы и содержание его остаточных количеств в элементах урожая в связи с применением удобрений

По результатам полевых исследований (рис. 2), метосулам является малостойким в устойчивых растениях соединением, разрушающимся менее, чем за 40 дней при использовании в максимальной норме расхода (20 г/га) на фоне Ы90Р60К60. При применении смесей метосулама (5 г/га) с производными 2,4-Д разрушение препарата происходит быстрее.

озимая пшеница, 1994 г.

яровая пшеница, 1994 г.

20**

озимая пшеница, 1995 г.

яровая пшеница, 1995 г.

7

Т, сут.

о,*

0,35 0,3 0,25 ■ 0,2 0,15 0,1 0,05 0

7

Т, сут. -1 —О—2 ■

-3

1 - К9оРбоК«о+са11сак> 1 л/га (метосулам+2,4-Д эфир; 5 г д.в./га+ЗбО г д.в./га);

2 - 9оРбоКбо+ +ме-госулам+2,4-ДА (5 г д.в./га +500 г д.в./га); 3 - КодРбоКво+метосулам (20 г д.в./га).

20* - 1,2 - не обнаружено (н/о), 3 - следы;

20"» - 1,2,3 - н/о.

20** - 1,2 - н/о, 3 - 0,04 мг/кг;

Рис. 2. Динамика содержания остаточных количеств метосулама в озимой и яровой пшенице в полевых условиях 1994-1995 гг. на фоне Ы90Р60К60.

Деградация метоеулама обусловливалась системой факторов биотической и абиотической природы, в числе которых норма расхода, препарата и погодные условия имели наибольшую значимость. Скорость исчезновения гербицида в защищаемых культурах зависела также от сортовых особенностей растений и степени засоренности посевов. На момент уборки урожая остаточные количества метоеулама не обнаруживались ни в соломе, ни в зерне обработанных культур через 89 и 74 дня после применения на озимой и яровой пшенице соответственно в 1994 году и через 59 и 64 дня соответственно в 1995 году.

Поведение метоеулама в почве

Динамика разложения метоеулама в почве в полевых условиях. Данные анализа деградации метоеулама (рис. 3) показали, что гербицид является среднестойким в дерново-подзолистой почве соединением, а профили деградации по годам в посевах озимой и яровой пшеницы, несмотря на сходный характер, несколько различались в зависимости от сложившихся погодно-климатических условий.

Метосулам (20 г/га) на фоне удобрений ЫэдРбоКбО! разлагается в почве в течение 40 (данные ВЭГХ), 40-60 дней (данные биотестирования), сансак (5 г/га метоеулама) - быстрее, причем в условиях сухой и жаркой погоды скорость деградации возрастает, особенно в начальный промежуток времени.

Биологический метод определения остаточных количеств метоеулама в почве. Метод биологического тестирования показал удовлетворительные результаты при определении остаточных количеств метоеулама в почве.

Наиболее чувствительной к препарату культурой (из изученных) оказался редис (предел чувствительности - 0,05 мкг препарата на 1 кг возушно-сухой почвы). Уравнение регрессии показывает тесную корреляционную зависимость между изучаемой концентрацией и процентом торможения роста корня культуры: у=0,92х+2,45, г2=0,98 (рис. 4). Средняя корреляционная зависимость имела место у гороха (у=0,69х+3,79, г2=0,52) при меньшей чувствительности к метосуламу (0,03

озимая пшеница, 1995г.

яровая пшеница, 1995 г.

40«*

1 - N90Рад(Сбо+сансак, 1 л/га (метосулам+2,4-Д эфир; 5 г д.в./га+ЗбО г д.в./га):

2 - К9оРбоК«)+ +метосулам+2,4-ДА (5 г д.в./га +500 г д.в./га); 3 - К9оРб()КбО+метосулам (20 г д.в./га).

сроки 0-20 - определено методом ВЭГХ; сроки 40-60 - методом биотестирования; 1*,2* - определено методом биотестирования (методом ВЭГХ - не обнаружено).

Рис. 3. Динамика деградации метосулама в дсрново-подзолистой почве в полевых условиях 1994-1995 гг. при выращивании озимой и яровой пшеницы на фоне КэдРбо^чо-

мг/кг). Наименьшую чувствительность имела кукуруза (0,05 мг/кг): у=2,79х+1,71, г2=1.

Редис, как культуру наиболее чувствительную к изучаемому препарату, использовали как тест-растение для определения остаточных количеств метосулама в почве.

редис кукуруза

у=0.92х+2.45 у=2.79х+1.71

Рис. 4. Калибровочные кривые для определения остаточных количеств метосулама в лерново-ползолистой среднесуглинистой почве (фактические и рассчитанные на основе уравнений регрессии).

Лабораторное изучение повеления метосулама в почве.

Влияние гидротермтеского режима на гербицидцую активность метосулама. В проведенных исследованиях температура почвы не оказывала существенного влияния на проявление фитотоксического действия. С увеличением влажности почвы гсрбииидное действие метосулама возрастало. Полученный эффект можно объяснить тем, что при увеличении влажности почвы количество сорбированного гербицида уменьшается. А поскольку увеличивается количество гербицида, доступного для растений, то, соответственно, возрастает и гербипилный эффект препарата в более влажной почве.

Миграционные свойства метосулама. Используя колоночные эксперименты, удалось определить, что метосулам слабо мигрирует по профилю дерново-подзолистой среднесуглинистой почвы, концентрируясь в верхнем 5 см слое (66,7% от внесенного количества). В нижележащих слоях метосулам равномерно распределяется в почвенном профиле в крайне

низких концентрациях, не представляя опасности для загрязнения грунтовых вод (табл. 3).

Миграция метосулама в дерново-подзолистой почве.

Таблица 3.

Слои Торможение Пробит Лога- Доза, % от

почвы, роста корней процента рифм мг/кг виссонного

см редиса, % торможения роста корней дозы количества

0-5 37,0 4,67 2,41 0,0026 66,7

5-10 2,1 2,97 0,57 0,00004 1,0

10-15 2,7 3,07 0.67 0,00005 I 1,з

15-20 3.0 .3,12 0.73 0,00005 1,3

20-25 3,0 3,12 0,73 0,00005 1,3

25-30 6,0 3,45 1 0,0001 2,6

Последействие метосулама изучалось весной, перед посевом следующей после применения исследуемых препаратов культуры. С каждого из изучаемых в предыдущем году вариантов отбирали образцы почвы с глубины 0-10 см. Методом биотестирования определяли реакцию редиса (всхожесть и энергию прорастания семян) к остаточным количествам метосулама, 2,4-Д и их метаболитам в почве.

Изучение последействия метосулама, а также его смесей с 2,4-Д с использованием чувствительного тест-растения свидетельствовало об отсутствии влияния метосулама в норме внесения 20 г/га, а также препаратов на его основе - сансака (метосудам, 5 г/га+2,4-Д эфир, 360 г/га) и баковой смеси метосулама с аминной солью 2,4-Д (5 г/га+500 г/га) на чувствительную к обоим гербицидным классам культуру.

ВЫВОДЫ

1. На фоне высокого действия удобрений в норме N1'Ку.п в период исследований на урожаи озимой и яровой пшеницы, обеспечивающих дополнительное получение в среднем 6,1 ц/га зерна, прибавка урожая от применения гербицидов на фоне удобрений в более влагообеспеченный год составила 16,1-21,5 ц/га на озимой и 12,0-13,6 ц/га на яровой пшенице, а в более засушливый год - 6,7-8,1 ц/га и 2,2-2,6 ц/го соответственно.

Максимальная урожайность культур достигнута при комплексном использовании удобрений и метосулама в норме расхода 20 г/га.

Прибавка урожая обеспечивалась за счет возрастания массы 1000 зерен, а главным образом - за счет увеличения количества продуктивных стеблей на единице площади под действием средств химизации.

2. Метосулам и его смеси с производными 2,4-Д в рекомендованных нормах расхода при комплексном их использовании с удобрениями являются высокоэффективными в борьбе против значительного числа однолетних и многолетних двудольных сорняков (80-90% гибели) в посевах зерновых колосовых культур, причем спектр действия метосулама почти идеально дополняет таковой у 2,4-Д. Общая засоренность к уборке в посевах обеих пшениц вследствие использования гербицидов на основе метосулама уменьшалась на 61-81% в 1994 году и на 93-100% в 1995 году.

Гербицндиое действие метосулама на чувствительные растения возрастает при увеличении влажности почвы и не зависят от температуры.

3. В результате использования изучаемых препаратов на фоне удобрений значительно снижался вынос основных элементов питания сорными растениями в посевах озимой и яровой пшеницы от суммарного выноса ИРК сорняками и культурой за вегетацию - в среднем до 20-25% азота, 15-20% фосфора, 35-40% калия, тогда как в контрольном и фоновом вариантах он составил 40-45% азота, 35-40% фосфора, 55-60% калия.

4. Физико-химические показатели качества зерна озимой и яровой пшеницы в значительной степени определялись погодными условиями, а также условиями питания. Применение средств химизации за время исследований не оказало достоверного влияния на изучаемые параметры, хотя при применении удобрений в норме IV) К прослеживалась тенденция к увеличению содержания белка и клейковины в зерне культур, а обработка метосуламом и его смесями с производными 2,4-Д на фоне удобрений оказывала неоднозначное влияние на физико-химические показатели качества зерна пшениц, способствуя снижению количества крахмала и повышению содержания белка и клейковины по сравнению с фоновым вариантом у яровой пшеницы в более влагообеспеченный год.

5. Под влиянием средств химизации в первые дни после обработки гербицидами происходит значительная стимуляция обмена веществ в защищаемых культурах, особенно у озимой пшеницы (увеличение содержания общего азота, его белковых и небелковых форм, повышение активности нитратредуктазы; общего фосфора, фракций органического кислоторастворимого и органического нерастворимого фосфора; уменьшение количества моно- и дисахаридов). К 20-дневному сроку первичные наиболее существенные изменения изучаемых показателей приходят в норму, однако вторичные изменения имеют место в течение вегетации, влияя на перераспределение исследуемых соединений, особенно азотсодержащих веществ, по органам растений.

6. Метосулам и препараты на его основе в сочетании с удобрениями изменяют суммарное содержание свободных аминокислот в растениях пшениц и отдельных составляющих аминокислотного баланса в первое время после обработки, в том числе и связанных с механизмом действия исследуемого гербицида (валина, лейцина, изолейцина).

7. Разработаны и апробированы инструментальные методики определения остаточных количеств метосулама методом ВЭГХ в зеленой массе растений, почве, элементах урожая (зерно, солома), а также разработан метод биологического тестирования для определения остаточных количеств изучаемого гербицида в почве с помощью наиболее чувствительных растений. Даны соответствующие уравнения регрессии.

8. Метосулам при послевсходовом его применении в норме 20 г д.в./га на фоне удобрений является малостойким в устойчивых растениях соединением, разрушающимся менее, чем за 40 дней и среднестойким в почве. Остаточных количеств изучаемого гербицида в элементах урожая (зерно, солома) культур через 59-89 дней после обработки гербицидами не обнаружено.

9. Физическое моделирование миграции метосулама в почвенных колонках выявило, что гербицид обладает низкой мобильностью; основное количество остатков сосредоточено в слое почвы 0-5 см.

РЕКОМЕНДАЦИИ О ПРАКТИЧЕСКОМ ИСПОЛЬЗОВАНИИ НАУЧНЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ

Впервые в России проведено комплексное агроэкологическое исследование первого представителя нового гербицидного класса триазолопиримидинов сульфонанилидов - метосулзма высокоэффективного безопасного гербицида новой генерации с низкими нормами расхода (20 г д.в./га). Для снижения гербицвдной нагрузки на агроценозы в качестве альтернативных препаратов для послевсходового применения в посевах зерновых колосовых культур для борьбы с двудольными сорняками в современных экономических условиях весьма перспективно комплексное применение удобрений с гербицидами на основе метосулама с производными 2,4-Д как в виде баковых (метосулам, 5 г д.в./га+2,4-Д аминная соль, 500 г д,в./га), так и заводских смесей (препарат сансак; метосулам+2,4-Д этилгексиловый эфир, 5+360 г д.в./га), позволяющими снизить нормы расхода метосулама в 4 раза, производных 2,4-Д - п 2 раза и повысить эффективность комбинированных препаратов ввиду комплиментарности спектров действия этих гербипидных классов.

По материалам диссертации опубликованы следующие работы:

1. Докучаева Т.И., Ладонин В.Ф., Калинин В .А. Влияние гербицида метосулам на некоторые стороны обмена веществ в озимой пшенице // БД -М,; НИИТЭИагропром. - 1996. - Вып. 6.2. - 16 с.

2. Докучаева Т.И., Ладонин В.Ф., Калинин В.А. Биологический метод определения гербицида метосулам в почве // БД - М.: НИИТЭИагропром. -1996. - Вып. 6.2. - 7 с.

3. Докучаева Т.И. Применение гербицида ХПЕ-511 в посевах озимой и яровой пшеницы // Тез. докл. ХХХ-ой конф. "Эффективность применения средств химизации и продуктивность сельскохозяйственных культур". - М.: ВИУА. - 1995. - С. 23.