БЛОГ №37

ПОВРЕЖДЕНИЕ СОРНЯКАМИ И ГЕРБИЦИДНЫЙ СТРЕСС

Борьба с сорняками на поле имеет большое значение для успешного выращивания сельскохозяйственных культур. На самом деле, сорняки оказывают сильную конкуренцию, особенно на ранних стадиях развития. Многократное выращивание одной культуры на данном участке земли, так называемая монокультура, является распространенной сельскохозяйственной практикой, которая позволяет упростить управление культурой и достичь наивысшего урожая в короткий срок. Однако долгосрочное использование монокультуры приводит к ряду нежелательных последствий, таких как развитие специализированного сообщества сорняков с высоким риском отбора биотипов сорняков, устойчивых к гербицидам. Сорняки вызывают различные прямые и косвенные негативные эффекты на сельскохозяйственные культуры

Таблица 1: основные прямые и косвенные негативные эффекты, вызванные сорняками

В сельском хозяйстве борьба с сорняками основана в основном на применении синтетических химических веществ (гербицидов). Основной причиной значительного успеха современных гербицидов является их избирательное действие. Селективный гербицид - это гербицид, который уничтожает или замедляет рост сорняков, вызывая при этом ограниченный стресс для сельскохозяйственных культур. Фитотоксичность гербицидов может возникнуть при распылении малых объемов водного раствора гербицида с малым размером капель, а также в ветреные дни, которые могут вызвать неравномерное распределение на посевах с избыточным внесением на некоторых участках поля. Более того, культуры, находящиеся в стрессовом состоянии, более чувствительны к повреждению гербицидами, чем здоровые культуры. Подводя итог, можно сказать, что гербициды могут оказывать токсическое воздействие на сельскохозяйственные культуры в следующих случаях:

1. чрезмерная доза гербицида;
2. низкая избирательность действия гербицида на культуру;
3. применение гербицида в неподходящих погодных условиях (например, при засухе, заболачивании, низких температурах), а также при заносе гербицида на другую культуру (дрейф гербицида);
4. использование гербицида на чувствительных культурах.

Устойчивые к гербицидам растения обладают способностью к детоксикации клеток, но когда механизмы детоксикации неэффективны, в метаболизме растений возникают различные функциональные нарушения. Фитотоксичность гербицидов чаще всего носит хронический характер, но в некоторых случаях (например, при дрифте) она может быть и фатальной для культуры. Способность растения восстанавливаться после повреждения гербицидом зависит от степени возникших структурно-функциональных нарушений. Несколько исследований показали, что хроническая фитотоксичность гербицидов может быть преодолена (в некоторой степени или полностью) применением биостимуляторов. Например, Танев (1987) показал, что низкомолекулярные фракции гуминовых веществ проявляют антидотные свойства в отношении фитотоксичности гербицидов. Балабанова и др. (2016) показали, что биостимулятор на основе аминокислот значительно восстанавливает оптимальный физиологический статус растений подсолнечника, обработанных гербицидом имазамокс. Солтани (2015) сообщил о значительном увеличении урожайности овса и озимой пшеницы в результате применения биостимулятора после обработки посевов гербицидами глифосат, топрамезон и атразин.

БИОСТИМУЛЯТОР УСИЛИВАЕТ ВОССТАНОВЛЕНИЕ ПОСЛЕ СТРЕССА ОТ ГЕРБИЦИДА У ПОДСОЛНЕЧНИКА

Подсолнечник(Helianthus annuus L.) может быть по ошибке опрыскан неподходящим гербицидом, вызывающим острые или хронические фитотоксические эффекты (даже гибель растений). Биостимуляторы растений могут помочь растениям восстановиться после повреждения, вызванного применением гербицида. Поэтому Нешев и др. (2022) провели полевые испытания для оценки эффекта применения биостимуляторов на гибридах подсолнечника Clearfiled Plus и Express Sun technologies, обработанных неселективными гербицидами.

Исследование включало следующие виды лечения:

Внекорневая обработка неселективными гербицидами проводилась на стадии 4-6 настоящих листьев растений подсолнечника (BBCH 14-16). Обработка биостимуляторами проводилась через четыре дня после применения гербицидов. Два полевых испытания проводились в течение трех последовательных вегетационных сезонов: 2017, 2018 и 2019 годов.

Для оценки эффекта от применения биостимуляторов было проведено множество измерений признаков сельскохозяйственных культур.

Сульфонилмочевины (трибенурон-метил) и имидазолиноны (имазамокс) являются гербицидами, которые ингибируют ALS (ацетолактатсинтазу). Визуальными симптомами у чувствительных растений являются остановка или замедление роста, потеря тургора листьев и жизнеспособности растений. Все эти негативные эффекты выбранных гербицидов были подтверждены в данном исследовании.

Поврежденные гербицидом растения из испытания 1 восстановились в меньшей степени по сравнению с растениями из испытания 2, где растения подсолнечника преодолели токсическое воздействие гербицида до уровня, сравнимого с уровнем необработанных контрольных растений, особенно при применении биостимулятора (обработка 2). После обработки биостимулятором растения преодолели стресс и росли лучше, чем растения, не обработанные биостимулятором. В Испытании 1, где гербицидный стресс был гораздо более выражен, растения, получившие обработку гербицидом, достигли полного цветения примерно на четыре дня раньше (в среднем), чем растения, обработанные и не обработанные биостимулятором.

Применение гербицидов может вызвать окислительный стресс у растений, который приводит к деградации хлорофилла (Chl) и, в конечном итоге, к снижению эффективности фотосинтеза растений. Когда растения подсолнечника подвергались более сильному стрессу при опрыскивании гербицидами, уровни Chl a, Chl b и общего количества каротиноидов в растениях снижались. Более того, содержание пластидных пигментов, а также чистая скорость фотосинтеза были повышены у растений подсолнечника, получивших биостимуляторы.

Растения, получившие гербицид (имазамокс или трибенурон-метил), имели наименьшее количество листьев на растение, а также общую площадь листьев, диаметр головки и высоту растений (обработка 1), в то время как применение биостимулятора смягчило негативное влияние гербицида на вышеуказанные признаки культуры.

Урожай семян подсолнечника был самым высоким в необработанных контрольных вариантах в обоих испытаниях. Растения, обработанные трибенурон-метилом (гибрид SY Bacardi CLP - испытание 1), показали урожайность примерно в два раза ниже, чем растения, выращенные без применения гербицидного стресса (обработка 1). Аналогично, когда растения опрыскивали имазамоксом (гибрид P 64 LE 25), урожай семян сильно снизился. В обоих испытаниях растения подсолнечника дали лучший урожай семян, когда биостимулятор был внесен после стресса (применения гербицидов).

Содержание масла в семенах подсолнечника также зависело от обработки, причем в обработке 1 (только применение гербицида) содержание масла снизилось сильнее. Применение биостимулятора после обработки гербицидами в некоторой степени изменило содержание масла в семенах, в то время как необработанный контроль обеспечил самое высокое содержание масла в семенах.

В заключение, данное исследование доказало, что при использовании биостимулятора для восстановления после стресса растения обоих гибридов подсолнечника в определенной степени преодолевают гербицидный стресс. Результаты также показали, что мелиоративный эффект биостимулятора был гораздо более выражен у гибрида подсолнечника (P 64 LE 25), обработанного имазамоксом (Испытание 1). После применения биостимуляторов растения подсолнечника обоих гибридов в определенной степени увеличили количество листьев на растении в начале цветения, общую площадь листьев в начале цветения, диаметр головки, высоту растений в конце вегетационного цикла и абсолютную массу семян; однако на содержание масла в семенах подсолнечника влияние биостимуляторов было незначительным.