Біологічні особливості бур’янів і удосконалення захисту посівів цукрових буряків

Размещено на http://www.allbest.ru

НАЦІОНАЛЬНИЙ АГРАРНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

ІВАЩЕНКО ОЛЕКСАНДР ОЛЕКСАНДРОВИЧ

УДК 633.63 : 632.9

БІОЛОГІЧНІ ОСОБЛИВОСТІ БУР'ЯНІВ І УДОСКОНАЛЕННЯ ЗАХИСТУ ВІД НИХ ПОСІВІВ ЦУКРОВИХ БУРЯКІВ

06.01.13 - гербологія

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата сільськогосподарських наук

Київ - 2007

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Інституті цукрових буряків Української академії аграрних наук

Науковий керівник - доктор сільськогосподарських наук, професор, академік УААН РОЇК Микола Володимирович, Інститут цукрових буряків УААН, директор

Офіційні опоненти:

доктор сільськогосподарських наук, професор БОРОНА Володимир Пантелеймонович, Інститут кормів УААН, завідувач лабораторії гербології

кандидат сільськогосподарських наук, старший науковий співробітник СТОРЧОУС Ігор Миколайович, Інститут захисту рослин УААН, завідувач лабораторії гербології

Провідна установа - ННЦ “Інститут землеробства УААН”, лабораторія обробітку ґрунту і боротьби з бур'янами, с.м.т. Чабани

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Національного аграрного університету за адресою: 03041, м. Київ, вул. Героїв Оборони, 13, навчальний корпус № 4, кімната 28

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Рожко В.М.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

бур'ян буряк цукровий

Актуальність теми. За специфічних морфологічних і біологічних особливостей посіви цукрових буряків протягом 50-60 днів від появи масових сходів не здатні самостійно ефективно протистояти появі негативній дії бур'янів. Масова присутність рослин бур'янів на посівах цукрових буряків приводить до зниження рівня продуктивності посіву від 40 до 80% та істотного погіршення якості коренеплодів.

Надійний захист посівів цукрових буряків від бур'янів вимагає значних матеріальних затрат, проведення системи послідовних обприскувань різними гербіцидами, що суттєво збільшує хімічне навантаження на довкілля.

Звідси вивчення біологічних особливостей основних видів бур'янів, специфіки процесів забур'янення і на їх основі удосконалення способів надійного їх контролювання в посівах цукрових буряків складають актуальність вибраної теми досліджень.

Зв'язок роботи з науковими програмами і темами. Дисертаційна робота виконана в рамках наукової програми Інституту цукрових буряків УААН “Розробити надійні системи захисту посівів від бур'янів, які на 25-30% дешевші традиційних” (номер державної реєстрації 0104U002622).

Мета і завдання досліджень. Метою досліджень було вивчити біологічні особливості основних видів бур'янів в посівах цукрових буряків і на підставі нових знань розробити більш досконалі й екологічні системи контролю їх в ценозах. Для досягнення поставленої мети вирішували такі завдання:

- дослідити особливості появи сходів рослин бур'янів на посівах цукрових буряків;

- встановити зміни характеру і ступеня забур'янення посівів цукрових буряків залежно від погодних умов і дії антропічних факторів;

- визначити особливості формування листкового апарату рослин бур'янів і цукрових буряків агроценозу;

- прослідити за зміною світлового режиму посівів цукрових буряків залежно від характеру і ступеня забур'янення ценозу;

- встановити вплив інтенсивності енергетичного (світлового) живлення на процеси органогенезу різних видів бур'янів;

- дослідити особливості дії селективних гербіцидів при застосуванні мікро норм їх внесення на рослини різних видів бур'янів в посівах цукрових буряків;

- прослідити за появою мутантних форм у рослин бур'янів, що вижили після застосування гербіциду Раундап-біо на посівах генетично модифікованих гібридів цукрових буряків;

- визначити енергетичну й економічну оцінку досліджуваних факторів;

- провести виробничу перевірку кращих варіантів досліду і обґрунтувати рекомендації виробництву.

Об'єкт досліджень. Процеси, що впливають на характер і ступінь забур'янення цукрових буряків, біологічні особливості окремих видів бур'янів, на використання світлової енергії, дію гербіцидів і поверхнево-активних речовини.

Предмет дослідження. Реакція рослин різних видів бур'янів на зміну рівня енергетичного живлення через формування ними листкового апарату і накопичення маси. Чутливість видів бур'янів до дії гербіцидів. Мутаційні процеси та резистентність рослин бур'янів залежно від дії гербіцидів.

Методи досліджень - лабораторний, польовий і виробничий. З специфічних методів досліджень використовували: візуальний - для реєстрації фенологічних фаз, кількісно-ваговий - при визначенні забур'янення посіву, урожайності та елементів структури; лабораторний - для визначення поглинання рослинами бур'янів сполук мінерального живлення, показників якості продукції; математично-статистичний - для оцінки достовірності одержаних результатів досліджень; розрахунково-порівняльний - для оцінки економічної та енергетичної ефективності досліджуваних факторів.

Наукова новизна результатів. Автором вперше встановлено роль рівня енергетичного (світлового) живлення у житті рослин різних видів бур'янів і органогенезі цукрових буряків. Внесено ряд пропозицій до технології контролювання бур'янів в посівах цукрових буряків. Серед них захищеними патентами України є модель контролювання бур'янів у посівах на основі енергетичних факторів (патент №12058), система застосування мікро норм витрати селективних гербіцидів та енергетичні методи їх обґрунтування (патенти №61511, №61512). На посівах генетично модифікованих гібридів цукрових буряків, де застосовували гербіцид суцільної дії Раундап-біо, вперше виявлені мутантні форми бур'янів, що різняться за набором хромосом, кількістю ядерної ДНК і чутливістю до дії гербіцидів.

Практичне значення одержаних результатів. Для ефективного захисту посівів цукрових буряків рекомендована система послідовних обприскувань із застосуванням мікро норм витрат селективних гербіцидів.

На підставі оцінки реакції видів бур'янів на рівень енергетичного забезпечення і визначення оптичної щільності посівів культурних рослин можна істотно покращити контролювання бур'янів в агрофітоценозі під час вегетації в період, коли застосування гербіцидів складне або не можливе.

Впровадження наукових розробок було здійснено у 2005 році в дослідному господарстві ІЦБ УААН: “9 січня” Білоцерківського району Київської області та СВК “Смотриківський” Пирятинського району Полтавської області на площі відповідно 105 та 49,8 га.

Особистий внесок здобувача. За темою дисертаційної роботи автором опрацьована наукова література, проведений патентний пошук, що дозволило розробити оригінальну програму досліджень, визначити методи її реалізації.

Здобувач особисто закладав досліди, проводив обліки, спостереження і аналізи; аналізував результати досліджень, провів статистичний аналіз даних, створив математичні моделі, що описують дію досліджуваних факторів, сформував висновки і рекомендації виробництву, наукові положення, що виносяться на захист.

Апробація результатів досліджень. Основні положення дисертаційної роботи було представлено та обговорено на наукових нарадах лабораторій гербології й селекції, засіданнях методичної комісії, Вченої ради Інституту цукрових буряків УААН (2003-2006 рр.)

Результати досліджень з теми дисертації здобувач особисто доповідав на четвертій науково - теоретичній конференції Українського наукового товариства гербологів “Проблеми бур'янів і шляхи зниження забур'янення орних земель”. (3-4 березня 2004, м. Київ), на Міжнародній науково-практичній конференції “Інтегрований захист рослин на початку ХХІ століття” (1-5 листопада 2004року м. Київ), на п'ятій науково-теоретичній конференції Українського наукового товариства гербологів “Комплексні дослідження рослин - експрелентів і системи захисту орних земель в Україні від бур'янів” (17-18 березня 2006, м. Київ).

Публікації. За темою дисертаційної роботи автором опубліковано 10 наукових праць, з них 6 у виданнях, які ВАК визнає фаховими; отримано 3 патенти.

Структура і обсяг дисертації. Дисертація викладена на 160 сторінках машинописного тексту комп'ютерної верстки. Вона ілюстрована 17 таблицями і 18 рисунками. Робота складається із вступу, 6 розділів, висновків, рекомендацій виробництву. Список використаної літератури містить 277 джерел, з них 104 латиницею. Додатки містять 10 таблиць, 3 копії патентів, 2 довідки про впровадження.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

БУР'ЯНИ, ЇХ БІОЛОГІЯ, ШКІДЛИВА ДІЯ І СИСТЕМИ ЇХ КОНТРОЛЮВАННЯ В ПОСІВАХ (Огляд літератури)

Проаналізовано сучасні положення щодо біологічних особливостей основних видів бур'янів у посівах цукрових буряків, їх вплив на ріст і розвиток та продуктивність технічної культури залежно від умов і елементів технології вирощування. На основі аналізу висунуто робочі гіпотези, визначено мету і завдання досліджень.

УМОВИ І МЕТОДИКА ДОСЛІДЖЕНЬ

Дослідження з теми дисертаційної роботи проводили на полях опорного господарства Інституту цукрових буряків УААН “Западинське” Васильківського району Київської області, в лабораторіях гербології, оптимізації мінерального живлення рослин та селекції (сектор поліплоїдії) Інституту цукрових буряків УААН протягом 2003-2005 років.

Ґрунт дослідного поля - чорнозем опідзолений важкосуглинковий на лесі. Орний шар ґрунту (0 - 30 см) характеризується середнім вмістом гумусу (за Тюріним) 3,0-3,6 %, низьким рівнем забезпеченості лужногідролізованим азотом (за Корнфілдом) 100-120 мг/кг, середнім і підвищеним (за Чиріковим) відповідно вмістом рухомого фосфору - 90-120 і обмінного калію - 70-100 мг/кг ґрунту, має слабокислу реакцію (pH_KСl - 6,2) та суму увібраних основ в орному шарі ґрунту (за Каппеном-Гільковіцем) - в межах 28-30 ммоль на 100 г ґрунту.

Клімат регіону за даними Білоцерківської метеорологічної станції помірно-континентальний. Середньодобова температура повітря становить 6-8^оС. Сума ефективних температур досягає 1157,4^оС, сума активних температур 2062,5^оС. Тривалість періоду з температурою вище +5^оС коливається в межах 210-215 днів, а з температурою вище +10^оС - 155-180 днів.

Середня кількість опадів за рік становить 562 мм, а за вегетаційний період - 298 мм, що становить 53 % від річної норми.

Температура повітря за вегетаційний період років досліджень в липні і серпні перевищувала середню багаторічну на 1,2-2,0 ^ОС. Під час збирання температура повітря була нижчою за багаторічну на 0,5-2,2 ^ОС. У 2005 році весна була пізньою і холодною. Низькі температури негативно вплинули на строки проведення сівби цукрових буряків, інтенсивність росту й розвитку їх і видів бур'янів, які досліджували. Літо було теплим і за кількістю опадів, близьким до середніх багаторічних показників.

Істотні відхилення від середньої багаторічної кількості опадів спостерігалися майже в усі місяці вегетації цукрових буряків. Суттєве перевищення їх було в червні 2005 року (на 62,3 мм), липні, серпні і вересні 2004 року (відповідно на 59,5, 84,2 і 31,0 мм). Менше норми було опадів у червні 2003 і 2004 років (відповідно на 23,1 і 42,5 мм), липні та вересні 2005 (відповідно на 23,8 і 41,3 мм).

Наведені відхилення елементів погоди у роки досліджень від середньої багаторічної норми відповідним чином вплинули як на ріст і розвиток рослин цукрових буряків, так і окремих видів бур'янів.

Програмою і методикою досліджень було передбачено проведення 9 лабораторних, модельних, польових та виробничих дослідів. Схеми їх, деталізація елементів методики, оригінальних або не типових для інших дослідів методики проведення обліків, спостережень і аналізів будуть наведені у відповідних розділах дисертаційної роботи.

Програмою досліджень було передбачено:

- встановити особливості появи сходів різних видів бур'янів на посівах цукрових буряків;

- дослідити динаміку, характер і ступінь забур'янення посівів цукрових буряків;

- вивчити особливості формування площі листкового апарату рослинами цукрових буряків на забур'янених і вільних від бур'янів посівах;

- встановити особливості формування площі листків бур'янів у буряковому агрофітоценозі;

- визначити особливості енергетичного (світлового) живлення агрофітоценозу цукрових буряків;

- вивчити вплив рівня енергетичного живлення на процеси органогенезу рослин бур'янів;

- визначити особливості дії знижених норм внесення селективних гербіцидів на бур'яни в посівах цукрових буряків;

- дослідити ефективність впливу норм витрати гербіцидів суцільної дії Раундап-біо на кількість ядерної ДНК в клітинах рослин бур'янів.

- виробнича перевірка удосконаленої системи захисту посівів цукрових буряків від бур'янів.

Більшість польових дослідів закладали на дрібних ділянках: площа посівної ділянки 36 м² (6 х 6 м), облікової - 25м² (5 х 5 м). Повторність досліду - чотириразова. Варіанти в повтореннях розміщували систематично, повторення - в одну або дві смуги.

В дослідах проводили наступні обліки, спостереження та аналізи.

1. Фенологічні спостереження за рослинами цукрових буряків проводили за методикою держкомісії з сортовипробування сільськогосподарських культур ( А.С.Оканенко, 1965). Початок кожної фази росту й розвитку цукрових буряків встановлювали після настання її у 10 % рослин, масову - у 75% рослин.

2. Вміст вологи в ґрунті визначали термостатно-ваговим методом, а запаси доступної рослинам вологи - розрахунковим.

3. Поглинання надземною частиною бур'янів елементів мінерального живлення з ґрунту при різному рівні енергетичного (світлового) забезпечення проводили за методом К. Гінзбурга т ін. (1968) з наступним визначенням: азоту - колориметрично з реактивом Несслера; фосфору - колориметрично за методом Деніже в модифікації Левицького; калію - на полум'яному фотометрі (А.П.Лісовал та ін.. 1984)

4. Густоту рослин - при появі повних сходів і при збиранні урожаю коренеплодів проводили за методикою Інституту цукрових буряків УААН;

5. На кожному повторенні варіанту проводили облік бур'янів по діагоналі ділянки на 4-х фіксованих облікових майданчиках розміром 0,25м² (0,2х 1,25 м). Обліки сходів бур'янів проводили перед проведенням першого обприскування гербіцидами і через 10 днів після здійснення останнього внесення препаратів в посівах цукрових буряків.

6. Обліки маси бур'янів проводили на облікових майданчиках шляхом зрізування рослин біля поверхні ґрунту з наступним розбиранням рослин за класами та зважуванням отриманої свіжої маси на терезах. Їх здійснювали у третю декаду липня (період формування максимальної маси бур'янів на посівах цукрових буряків).

7. Площу листків рослин ценозу визначали за методом А.А Ничипоровича (1966) шляхом відбору проб з листкових пластинок кожного виду рослин бур'янів і цукрових буряків з 10 рослин у чотириразовій повторності на кожному варіанті.

8. Інтенсивність падаючого потоку енергії ФАР сонця і його відбивання від ґрунту визначали фотоінтегратором Гуляєва з спеціальними селективними фото фільтрами за методикою (Х.Г.Тоомінга - Б.І.Гуляєва, 1967) .

9. Генотипні зміни (кількість ядерної ДНК та плоїдність) рослин бур'янів після застосування гербіциду суцільної дії визначали на приладі „Partec”, що діє на принципі флуоресцентного аналізу вмісту хромосом (ядерної ДНК) у ядрах клітин.

10. Облік урожаю основної продукції цукрових буряків проводили методом суцільного збирання коренеплодів і зважування з кожної облікової ділянки, облік нетоварної продукції цукрових буряків - розраховували за співвідношенням з основною на підставі аналізу проб.

11. Технологічні якості коренеплодів (цукристість, вміст розчинного попелу та ін.) визначали за методом холодної дегестії на технологічній аналітичній лінії “Венема” Білоцерківської дослідно-селекційної станції Інституту цукрових буряків УААН.

12. Статистичний аналіз результатів дослідів та спостережень проводили за дисперсійним, кореляційним і регресийним методами з використанням прикладної комп'ютерної програми Statistica-6.

13. Економічну та біоенергетичну ефективність застосування гербіцидів розраховували згідно з технологічними картами та відповідними рекомендаціями; економічну оцінку за „Методичними вказівками по визначенню економічної оцінки вирощування сільськогосподарських культур за інтенсивними технологіями” (1987);

Технологія вирощування цукрових буряків, за виключенням елементів, які були об'єктами досліджень, була загальноприйнятою для центрального Лісостепу України.

Попередник цукрових буряків - озима пшениця, яку висівали після гороху. Основний обробіток ґрунту був напівпаровий. В дослідах висівали гібрид цукрових буряків - Білоцерківський ЧС 57.

ОСОБЛИВОСТІ РОСТУ РОСЛИН В ЦЕНОЗАХ

Процеси забур'янення на початку вегетації наростають і досягають максимуму у другій декаді травня; з підвищенням оптичної щільності агрофітоценозів (1,09м²/м² і більше площі листкової поверхні рослин) процеси забур'янення гальмувались на 64,9-95,2%.

Обмеження появи сходів бур'янів на посівах цукрових буряків не є наслідком вичерпання запасів насіння бур'янів у верхньому шарі ґрунту, дефіциту вологи, елементів мінерального живлення, повітря чи тепла. Обмежуючим фактором тут поступово стає простір, який все більше заповнюють рослини цукрових буряків.

Внаслідок такого домінування, поступово зменшується рівень освітлення бур'янів у посіві, змінюється структура листкової поверхні агрофітоценозу (рис. 1).

Листкову поверхню рослин бур'янів, що з'явилися на посівах ще до появи сходів цукрових буряків, на 20.04 складали такі види: талабан польовий - Thlaspi arvense L., жабрій звичайний - Galeopsis tetrahit L., гірчиця польова - Sinapis arvensis L., гірчак розлогий - Polygonum lapathifolium L., лобода біла - Chenopodium album L. На час проведення останнього обліку в посівах були паслін чорний, лобода біла, щириця звичайна, гірчак розлогий, незабутниця дрібноквіткова, півняче просо, мишій сизий та інші.

Контролювання бур'янів можна досягти або шляхом застосування гербіцидів або управлінням темпів утворення листкової поверхні ценозу, серед якої більша частка належала б рослинам цукрових буряків, які б, в свою чергу, краще використовували енергетичні потоки в ценозі (табл. 1)

Падаючий потік енергії ФАР в забур'яненому ценозі і без бур'янів за період з 20 квітня до 20 червня збільшився з 17,9 до 23,63 кДж/м²·хв.

Поглинання енергії ФАР агроценозом цукрових буряків без бур'янів характеризується тісною позитивною криволінійною залежністю (з=0,96±0,07); в забур'яненому ценозі - з=0,98±0,03. Збільшення коефіцієнта в забур'яненому ценозі пов'язано з активністю поглинання ФАР бур'янами. Коефіцієнт детермінації (з²), що характеризує межі дії коефіцієнта криволінійної кореляції, в обох випадках становить 0,99 (тобто за значенням наближається до функціональної залежності; в нашому досліді коефіцієнт криволінійної кореляції є дійсним в 99 випадках із 100. В статистиці ж прийнято, що вірогідність передбачення є цілком достатньою, якщо коефіцієнт детермінації становить 0,8).

Таблиця 1

Динамiка ФАР в агрофiтоценозі цукрових бурякiв, кДж/м² хв

(середнє за 2003-2005 рр.)

Показник	Дата обліку
	20.04	01.05	10.05	20.05	01.06	10.06	20.06
Забур'янений посів
Падаючий потiк енергiї ФАР	17,90	19,77	20,63	22,15	22,96	23,30	23,63
в тому числі: поглинено агрофітоценозом	0	1,46	3,44	6,28	8,86	11,80	16,71
вiдбито ФАР агрофітоценозом	0	0,39	1,15	2,11	3,09	3,87	5,31
пропущено ФАР до ґрунту	17,90	17,92	16,04	13,77	11,01	7,62	1,60
альбедо ґрунту	4,23	2,83	2,19	1,26	0,87	0,24	0,10
Посів без бур'янів
Падаючий потiк енергiї ФАР	17,90	19,77	20,63	22,15	22,96	23,30	23,63
в тому числі: поглинено агрофiтоценозом	0	0,54	1,84	4,09	7,84	10,92	16,30
вiдбито ФАР арофiтоценозом	0	0,11	0,55	1,16	2,30	3,71	6,09
пропущено ФАР до ґрунту	17,90	19,12	18,25	16,90	12,82	8,67	1,24
альбедо ґрунту	4,23	3,25	2,65	1,70	1,27	0,39	0,13

Щоб можна було своєчасно вносити певні корективи в процес контролювання за формуванням листкової поверхні в забур'янених і вільних від бур'янів посівах цукрових буряків, було поставлено модельний дослід, мета якого встановити темпи формування площі листків в ценозі. Для цього в двох варіантах постійно обліковували появу бур'янів.

Схема досліду була такою:

1. Щодекадно помічали й підраховували утворену хвилю сходів бур'янів без їх знищення до 20.06.

2. Щодекадно відмічали появу сходів бур'янів, підраховували їх і знищували; цю роботу проводили до 20.06 (рис. 2).

В перший місяць формування агроценозів кількість бур'янів в обох варіантах на квадратному метрі була майже однакова. На сороковий день спостерігається досить істотна диференціація. Якщо у варіанті щодекадного видалення бур'янів відмічено зростання появи сходів бур'янів за вегетацію, то у варіанті без видалення рослин кількість їх стабілізується.

З приведених показників змін світлових режимів як забур'янених, так і вільних від бур'янів посівах цукрових буряків правомірно стверджувати, що комплекс рослин агрофітоценозу, що складається з представників різних видів значно швидше і більш повно заповнює вільні екологічні ніші, які є на посівах від початку вегетації, ніж це здатні робити посіви культури, що складаються з представників лише одного виду, навіть такого високо інтенсивного і високопродуктивного, як цукрові буряки.

ВПЛИВ ЕНЕРГЕТИЧНОГО ЖИВЛЕННЯ НА РОСЛИНИ БУР'ЯНІВ

Реакцію рослин бур'янів на рівень інтенсивності падаючого потоку ФАР в межах від 100 до 20% досліджували в модельному досліді з рослинами представниками ботанічних родин, що різняться за біологічними властивостями. Найбільшу масу однієї рослини формували бур'яни у фазу цвітіння. (табл. 2).

За максимального ослаблення світлового потоку (до листя рослин доходить лише 20% ФАР від повного потоку енергії) спостерігалося найбільше

Таблиця 2

Вплив рівня енергетичного живлення на масу бур'янів, г/рослину

(середнє за 2003-2005 рр.)

Вид рослин	Світлове забезпечення, %
	100	80	60	40	20
Щириця звичайна	199,8	132,2	78,1	47,8	13,3
Лобода біла	190,5	141,2	106,6	74,7	39,1
Гірчак розлогий	173,7	130,0	87,9	60,2	33,8
Півняче просо	66,6	44,8	32,1	19,8	12,1
Незабутниця дрібноквіткова	71,5	53,7	41,6	29,3	20,0
Паслін чорний	226,8	161,3	116,5	71,2	33,2
Зірочник середній	49,0	42,7	33,7	24,9	17,6
НІР05 = 11,6

пригнічення асиміляційних процесів в усіх видів бур'янів. Так, середня маса одної рослини щириці звичайної в цьому варіанті становила 13,3 г або лише 6,6% від маси рослин з повним енергетичним забезпеченням. Паслін чорний накопичував в середньому 33,2 г або 14,6% від маси рослин, що були в умовах оптимального світлового забезпечення; півнячого проса - 12,1 г або 18,2% ; лободи білої - 39,1 г або 20,5%; незабутниці дрібноквіткової - 20,0 г або 27,9% і зірочника середнього - 17,6 г або 35,9% від максимальної маси з повним енергетичним забезпеченням.

Між накопиченням вегетативної маси окремими видами рослин бур'янів і рівнем забезпечення світлом встановлено такі залежності:

- маса однієї рослини детермінована певним видом (найбільшу масу має щириця звичайна, лобода біла і паслін чорний);

- утворення зеленої і сухої маси бур'янів тісно (майже функціонально r = 0,98-0,99) й позитивно залежить від ступеня забезпечення світлом (рис. 3);

- якщо ця залежність у зірочника середнього, гірчака розлогого, незабутниці дрібноквіткової і пасльону чорного інтерпретується рівнянням прямої лінії, то у проса півнячого і щириці звичайної - рівнянням ступеневої функції, що свідчить про певні особливості росту й розвитку цих рослин - просо півняче має еректоїдні листки, які мають краще використання ФАР, а щириця звичайна - належить до іншої групи за протіканням фізіологічних процесів у рослинах.

Враховуючи визначені форму (прямолінійна чи криволінійна), напрям залежностей (позитивні чи негативні), ступінь тісноти зв'язків (слабкі, середні чи тісні), межі їх дії (за значенням коефіцієнта детермінації R²: якщо він >0,8 або 80%, то прогнозований показник діє у 80% випадків із 100), на підставі рівняння регресії можна з високою вірогідністю передбачити масу виду бур'янів залежно від рівня забезпечення світлом. Так, для маси однієї рослини зірочника середнього від рівня освітлення описується рівнянням прямої лінії у = 9,14 + 0,41х, а щириці звичайної - ступеневої функції у = 3,19+0,08х+0,02х².

Обсяг поглинання елементів мінерального живлення рослинами бур'янів при зниженні рівня енергетичного (світлового ) живлення на 80% був у межах: N - 5,5-31,7% , P₂O₅ - 4,8-30%, K₂O - 5,3-30,2% від величини поглинання рослинами, що мали повне енергетичне забезпечення.

УДОСКОНАЛЕННЯ СИСТЕМИ ЗАХИСТУ ПОСІВІВ ЦУКРОВИХ БУРЯКІВ ВІД БУР'ЯНІВ

Серед видів бур'янів у структурі агроценозу, де проводили дослідження ефективності збільшеної кількості обприскувань посівів цукрових буряків зменшеними нормами витрати гербіцидів, найбільш масовими були півняче просо - Echinochloa crus-galli (L.) Pal.Beauv.- 19,4%, мишій сизий - Setaria glauca (L.) Pal. Beauv. -14,6% щириця звичайна - Amaranthus retroflexus L. -12,4%, лобода біла - Chenopodium album L - 11,1%, гірчак розлогий - Polygonum lapathifolium L.-10,5%, незабутниця дрібноквіткова - Galinsoga parviflora Cav.- 10,1%.

Середня урожайність забур'янених посівів цукрових буряків була низькою 11,7 т/га з коливаннями по роках від 9,6 до 13,4т/га; цукристість дрібних коренеплодів становила 13,9%, вміст розчинного попелу 1,06% (табл. 3).

Застосування системи захисту посівів цукрових буряків від бур'янів по сходах, яка включала в себе три послідовні обприскування баковою композицією Бетанал Прогрес ОФ + Карібу + Тренд-90 (ПАР) з сумарною витратою гербіцидів 3,0+0,06+0,4 л/га було досить високоефективним.

Зниження чисельності рослин бур'янів після проведення захисних заходів коливалось не істотно: в 2003 році зниження становило відповідно 92,8%, у 2004 році - 93,5%, у 2005 році - 95,6%.

Нові системи захисту цукрових буряків від бур'янів по сходах, які включали шість послідовних обприскувань посівів баковими композиціями гербіцидів, що містили Бетанал Прогрес ОФ+Сільвет (ПАР), Бетанал Прогрес ОФ+Голтікс+Сільвет (ПАР) та Бетанес+Голтікс+Сільвет (ПАР) з сумарними нормами витрати препаратів відповідно 1,5+0,36л/га, 1,5+1,5+0,36 л/га та 1,5+1,+0,36 л/га, були високоефективними. Сходи рослин бур'янів відмирали більш повільно, ніж на варіантах з традиційною системою застосування гербіцидів, проте надійно. Так, у роки досліджень рівень знищення бур'янів варіантах 3 і 5 становило відповідно: у 2003 році - 92,1 і 96,1% і у 2004 році -93,5 і 96,1%; у 2005 році - у варіанті 3 - 92,1 і 98,0% у варіанті 4.

Як наслідок, у варіанті триразового внесення гербіцидів середня урожайність коренеплодів становила 49,5 т/га.

На варіантах (4, 5 і 6) урожайність мала тенденцію до перевищення варіанту з триразовим внесенням, але вона теж була в межах НІР₀₅. На цукристість коренеплодів досліджувані варіанти внесення гербіцидів практично не впливали. Вміст в коренеплодах розчинного попелу був низьким (0,96 і 0,94%).

Таблиця 3

Продуктивність посівів цукрових буряків при застосуванні різних систем захисту від бур'янів (середнє за 2003-2005 рр.)

Варіант	Густота стояння, тис. шт/га.	Урожайність коренеплодів, т/га	Цукристість коренеплодів, %	Вміст розчинного попелу, %
Забур'янений контроль	96,5	11,7	13,9	1,06
Бетанал Прогрес ОФ + Карібу + Тренд-90 (ПАР) - гербіциди вносяться в три прийоми	93,4	49,5	16,8	0,97
Бетанал Прогрес ОФ + Карібу + Тренд-90 (ПАР) - гербіциди вносяться у шість прийомів	94,2	48,8	16,8	1,01
Бетанал експерт + Голтікс + Сільвет (ПАР) - гербіциди вносяться у шість прийомів	95,6	49,3	16,8	0,96
Бетанес + Голтікс + Сільвет (ПАР) - гербіциди вносяться у шість	94,2	50,0	16,8	0,97
Контроль без бур'янів	90,1	53,7	16,9	0,95
НІР05		2,5	0,2	0,11

На посівах генетично модифікованих цукрових буряків, які стійкі до дії гліфосату, що є діючою речовиною гербіциду Раундап-біо, достатньо застосування одного гербіциду, який є відносно дешевим і до того ж досить екологічно безпечним.

Отже, з господарської точки зору застосування генетично модифікованих культурних рослин без сумніву є доцільним, хоча може таїти і ряд небажаних наслідків. Навіть при застосуванні гербіциду суцільної дії на посівах генетично модифікованих рослин практично незначна частина рослин бур'янів виживає. Їх кількість та накопичена у процесі наступної вегетації маса бур'янів може бути незначною і з господарської точки зору не мати економічного значення, але такі рослини часто зберігають здатність давати потомство. Отримане насіння здатне зберігати у собі спадкову інформацію про хімічний стрес, який пережила материнська рослина.

У видів Gallinsoga parviflora Cav., Chenopodium album L. за умов внесення на посівах генетично модифікованих гібридів цукрових буряків гербіциду Раундап-біо у нормах 1,0; 0,5; 0,25; 0,125 л/га серед рослин, що вижили і дали потомство, виявлені стійкі мутанти з різною кількістю ядерної ДНК, що відповідає гіпоанеуплоїдним, гексаплоїдним і пентаплоїдним станам геному.

Довготривале інтенсивне застосування гербіцидів одного механізму дії (наприклад, Раундап-біо) призводить до накопичення у природі мутагенних ефектів і зростання кількості стійких форм бур'янів, а збільшення норм витрати препарату сприяє росту чисельність мутагенних ефектів і швидкості формування резистентних популяцій рослин.

ЕКОНОМІЧНА Й ЕНЕРГЕТИЧНА ЕФЕКТИВНІСТЬ СИСТЕМ ЗАХИСТУ ЦУКРОВИХ БУРЯКІВ ВІД БУР'ЯНІВ

Використання зменшених норм витрати гербіцидів у нових системах захисту коштує значно дешевше - відповідно 364,26 і 487,28 грн. /га, що на 32,2 та 9,2 % менше, ніж на еталонному варіанті (табл. 4).

Таблиця 4

Економічна та енергетична ефективність систем захисту посівів цукрових буряків від бур'янів (Дослідне господарство “9-е січня”, 2005р.)

Показник	Варіанти досліду
	1	2	3	4	5
Урожайність коренеплодів, т/га	9,7	39,9	41,8	45,3	48,6
Збір цукру, т/га	1,35	7,05	7,42	8,05	8,66
Вартість урожаю, грн. /га	1333,8	5486,3	5747,5	6228,8	6682,5
Вартість гербіцидів, грн. /га	-	536,87	364,26	487,28	-
Вартість системи захисту, грн. /га	-	612,62	515,76	638,78	1045
Рентабельність систем захисту, %	-61,9	9,7	28,9	24,6	18,5
Енергетичні затрати на систему захисту, МДж/га	-	5797	4929	5257	5851
Енергетична вартість урожаю, МДж/га	29778	101920	106774	115714	124143
Біоенергетичний коефіцієнт	-	17,6	21,7	22	21,2

Найбільш раціональною виявилась нова система захисту від бур'янів у варіанті 3 з внесенням Бетанал експерту і поверхнево активної речовини Сільвет (відповідно 0,25+0,06 л/га) у шість прийомів - 515,76 грн/га. Порівняно з традиційною системою захисту за допомогою гербіцидів (варіант 2), нова система 3 коштувала на 96,86 грн/га менше. Проте збір цукру на посівах варіанту 3 був вищим на 0,37 т/га, ніж на посівах з традиційною системою захисту від бур'янів.

ВИСНОВКИ

1. В дисертації наведено новий напрям вирішення важливої наукової задачі, що полягає у встановленні біологічних особливостей основних видів бур'янів у агрофітоценозі та закономірностей формування продуктивності цукрових буряків залежно від технологічних прийомів контролювання забур'янення в умовах центрального Лісостепу України.

2. Інтенсивність появи сходів рослин бур'янів і процеси забур'янення наростають від початку вегетації і досягають максимуму у другій декаді травня; з підвищенням оптичної щільності агрофітоценозів (за умов формування 1,09 м²/м² і більше площі листкової поверхні рослин) процеси забур'янення гальмувались на 64,9-95,2%.

3. Провідним фактором гальмування процесів забур'янення посівів є зниження рівня енергетичного (світлового) живлення рослин. При зниженні потоку енергії ФАР біля поверхні ґрунту на 46,2%, зменшення процесів забур'янення стає помітним, а при зниженні рівня освітлення на 97,3% від повного забезпечення, лише 4,8% від максимального.

4. Найбільш чутливими до зниження рівня інтенсивності енергетичного (світлового) забезпечення у процесі вегетації є рослини Amaranthus retroflexus L., Chenopodium album L., Solanum nigrum L., а найбільш тіневитривалими - Stellaria media L.

5. Зниження інтенсивності потоку енергії ФАР на 80% приводило до пригнічення активності біологічних процесів і формування неотенічних форм рослин бур'янів. Маса рослин Amaranthus retroflexus L., Chenopodium album L., Solanum nigrum L. становила лише 6,6; 18,9; 14,7% відповідно від величини маси рослин на контролі.

6. Наявність достатнього енергетичного (світлового) забезпечення у процесі вегетації є провідним фактором, що гарантує рослинам здатність засвоювати сполуки мінерального живлення та воду, які наявні в ґрунті і визначає рівень їх конкурентноздатності у агрофітоценозах.

7. Нова система захисту посівів цукрових буряків від бур'янів, що базується на основі довготривалої дезорганізації процесів фотосинтезу, дозволяє у 2 рази і більше знизити витрати гербіцидів, що забезпечує високий рівень контролювання бур'янів і виключає небезпеку можливого пригнічення рослин цукрових буряків.

8. У видів Gallinsoga parviflora Cav., Chenopodium album L. за умов внесення на посівах генетично модифікованих гібридів цукрових буряків гербіциду Раундап-біо у нормах 1,0; 0,5; 0,25; 0,125 л/га серед рослин, що вижили і дали потомство, виявлені стійкі мутанти з гіпоанеуплоїдним, гексаплоїдним і пентаплоїдним станом геному.

9. Довготривале інтенсивне застосування гербіцидів одного механізму дії (наприклад, Раундап-біо) призводить до накопичення у природі мутагенних ефектів і зростання кількості резистентних популяцій бур'янів. При збільшенні норм витрати препарату, чисельність мутагенних ефектів і швидкість формування резистентних популяцій рослин зростає.

10. Продуктивність посівів цукрових буряків з використанням нової системи захисту від бур'янів становила 103,3-104,8%. Рентабельність застосування гербіцидів була від +24,6 до +28,9%, або перевищувала рентабельність традиційної системи захисту на 14,9-19,2%. Біоенергетичний коефіцієнт використання нової системи захисту від бур'янів становив від 21,7 до 33,5, або на 4,1 -12,7 був вищим, ніж при застосуванні традиційної системи.

РЕКОМЕНДАЦІЇ ВИРОБНИЦТВУ

В умовах центрального Лісостепу України для захисту посівів цукрових буряків від бур'янів до впровадження у виробництво рекомендовано:

1. При змішаному типі забур'янення, починаючи з фази сім'ядоль у рослин бур'янів провести систему послідовних обприскувань (не менше 6-и з інтервалом між внесеннями у 3-и дні) гербіцидними композиціями на основі Бетаналу експерт + Голтікс + Сільвет або Бетанес + Голтікс + Сільвет з нормами внесення (0,25 + 0,25 + 0,06л/га).

2. Після застосування рекомендованого комплексу гербіцидів, проти наступних сходів бур'янів необхідно формувати оптично щільні посіви, листки яких здатні знижувати інтенсивність падаючого потоку енергії ФАР до поверхні ґрунту більш як на 95%.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ:

1. Іващенко О.О., Мельник О.В. Чому гербіциди не діють //Захист рослин.- 2001.-№2. - C.15-17.

2. Іващенко О.О., Іващенко О.О. Системи захисту цукрових буряків на основі Бетаналу Прогрес ОФ - універсальність і найвища врожайність // Пропозиція. -2002.- №2.- C. 60-61.

3. Іващенко О.О. Нові підходи в системі застосування гербіцидів//Захист і карантин рослин. Міжвідомчий тематичний науковий збірник.- 2004.- Вип. 50.- С. 128-133.

4. Іващенко О.О. Важливий фактор ефективності дії гербіцидів. / Проблеми бур'янів і шляхи зниження забур'янення орних земель (4-а науково-теоретична конференція Українського наукового товариства гербологів 3-4 березня 2004р. м. Київ) - К: 2004, Колобіг. -С. 155-161.

5. Іващенко О.О., Ковальчук Н.С. Мінливість кількості ядерної ДНК незабутниці дрібноквіткової - Galinsoga parviflora Cav. в результаті дії гербіциду Раундап-біо // Вісник українського товариства генетиків і селекціонерів.- 2004.- Т.2, №2. -С.194-200.

6. Іващенко О.О., Іващенко О.О. Енергетичні аспекти агрофітоценозів// Карантин і захист рослин. - 2005.- №3. - С.21-23.

7. Іващенко О.О., Іващенко О.О. Екологічні принципи регулювання агрофітоценозів // Карантин і захист рослин.-2005. - №8. - С.6-8.

8. Іващенко О.О. Зменшені норми витрати - захист надійний//Комплексні дослідження рослин-експрелентів і системи захисту орних земель в Україні від бур'янів (5-а науково-теоретична конференція Українського наукового товариства гербологів (17-18 березня 2006р.).- К.: 2006, Колобіг. - С. 33-42.

9. Іващенко О.О. Бетанес має резерви // Цукрові буряки. - 2006.- №3.- С.14-15.

10. Макух Я.П., Іващенко О.О., Бовсуновський В.М. Забур'янення посівів цукрових буряків // Карантин і захист рослин.- 2005. -№11.-С. 3-4.

АНОТАЦІЇ

Іващенко О.О. Біологічні особливості бур'янів і удосконалення захисту посівів цукрових буряків.-Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогосподарських наук за спеціальністю 06.01.13 - гербологія. - Національний аграрний університет, Київ, 2007.

В дисертації наведено новий напрям вирішення важливої наукової задачі, що полягає у встановленні біологічних особливостей основних видів бур'янів у агрофітоценозі та закономірностей формування продуктивності буряків цукрових залежно від технологічних прийомів контролювання забур'янення в умовах центрального Лісостепу України.

Провідним фактором, що визначає ступінь забур'янення посівів, є поступлення енергії ФАР до поверхні ґрунту; за умов зниженні рівня освітлення на 97,3% від повного забезпечення світлом кількість бур'янів становила лише 4,8% від максимальної. Найбільш чутливими до зниження рівня інтенсивності енергетичного забезпечення були види Amaranthus retroflexus L., Chenopodium album L., Solanum nigrum L. Нова система захисту посівів цукрових буряків від бур'янів, що базується на основі їх довготривалого затінення, дозволяє у 2 рази і більше знизити витрати гербіцидів.

У видів Gallinsoga parviflora Cav., Chenopodium album L. за умов внесення на посівах генетично модифікованих гібридів цукрових буряків гербіциду Раундап-біо у нормах 1,0; 0,5; 0,25; 0,125 л/га серед рослин, що успішно вижили і дали потомство, виявлені стійкі мутанти з гіпоанеуплоїдним, гексаплоїдним і пентаплоїдним станом геному.

Продуктивність посівів цукрових буряків з використанням нової системи захисту від бур'янів становила 103,3-104,8%. Рентабельність її застосування гербіцидів перевищувала традиційні на 14,9-19,2%.

Ключові слова: біологія бур'янів, контролювання забур'янення, буряки цукрові, генетично модифіковані гібриди.

Иващенко А.А. Биологические особенности сорняков и усовершенствование защиты посевов сахарной свеклы.-Рукопись.

Диссертация на соискание учёной ступени кандидата сельскохозяйственных наук по специальности 06.01.13 - гербология.-Национальный аграрный университет, Киев, 2007.

В диссертации представлено новое направление решения важной научной задачи, которая заключается в установлении биологических особливостей основных видов сорняков в агрофитоценозе и закономерностей формирования урожайности сахарной свеклы в зависимости от технологиіческих приёмов контролирования засорённости посевов в условиях центрального Лесостепи Украины.

Главным фактором, который определяет степень засорённости посевов, является энергия ФАР, которая достигает поверхности почвы; при снижении уровня освещённости на 97,3% от полной обеспеченности светом количество сорняков составило лише 4,8% от максимальной. Наиболее чувствительными к знижению уровня интенсивности света были виды Amaranthus retroflexus L., Chenopodium album L., Solanum nigrum L.

Достаточное энергетичнеское обеспечие позволяет культурным растениям полнее усваивать елементы минерального питания и воду из почвы, что определяет уровень конкурентоспособности агрофитоценозов.

Новая система защиты посевов сахарной свеклы от сорняков заключается в длительном затенении всходов сорной растительности. Она позволяет в 2 раза и больше снизить расход гербицыдов.

У видов Gallinsoga parviflora Cav., Chenopodium album L. при внесении на посевах генетично модифицированих гибридов сахарной свеклы гербицыда Раундап-био нормами 1,0; 0,5; 0,25; 0,125 л/га среди растений, которые успешно выжили и дали потомство, были виявлены стойкие мутанты с гипоанеуплоидным, гексаплоидным и пентаплоидным состоянием генома.

Длительное применение гербицыдов типа Раундап-био приводит к накоплению в природе мутагенних ефектов і появлению резистентных популяций сорняков. С увеличением доз препаратов мутагенные ефекты и темпы формирования резистентних популяций сорной растительности возрастают.

При использовании новой системы защиты посевов от сорняков урожайность сахарной свеклы составила к прежней 103,3-104,8%. Рентабельность её перевышала традиционные на 14,9-19,2%. Биоэнергетический коэффициент использования новой системы защиты от сорняков колебался от 21,7 до 33,5, что на 4,1-12,7 выше, чем при прежней системе.

Ключевые слова: биология сорняков, контролирование засорённости, сахарная свекла, генетически модифицированные гибриды.

Ivashchenko O.O. Biological features of weeds and perfection of protection of sugar beet stands. - A manuscript.

A thesis for obtaining a scientific degree of the Candidate of agricultural sciences on speciality 06.01.13 - herbology. The National Agrarian University, Kyiv, 2007.

The thesis deals with a new direction in solving an important scientific problem which consists in establishing biological features of the major species of weeds in agrophytocenosis and regularities of the formation of productivity of sugar beet, depending on technological practices of weed control under conditions of the central forest-steppe zone of Ukraine.

The leading factor which determines the degree of weed infestation of stands is PAR energy coming to the soil surface; under conditions of reduction of lighting degree by 97.3 % of full light provision, the number of weeds amounts only to 4.8 % of the maximum. The most sensitive to decrease of the degree of intensity of energetic provision appeared to be the species Amaranthus retroflexus L., Chenopodium album L., Solanum nigrum L. A new system of protection of sugar beet stands from weeds which is grounded on the basis of their long-term shading allows to reduce herbicide expenditure twice and more.

In the species Gallinsoga parviflora Cav., Chenopolium album L., under conditions of application on the stands of genetically modified sugar beet hybrids of the Round-Up-herbicide at the rates of 1.0; 0.5; 0.25; 0.125 l/ha, among the plants which successfully survived and gave progeny, there were found resistant mutants with hypoaneuploid, hexaploid and pentaploid state of genome.

Productivity of sugar beet stands with the use of the new system of crop protection from weeds amounted to 103.3-104.8 %. Profitability of its use of herbicides exceeded the traditional systems by 14.9-19.2 %.

Key words: biology of weeds, weed control, sugar beet, genetically modified hybrids.

Размещено на Allbest.ru

...