Адаптогенные свойства препарата Гуми-М при стрессовом воздействии гербицида Пума супер 100 на яровую пшеницу Эритроспермум 59

Агрономический факультет

Кафедра семеноводства, технологии производства и переработки продукции растениеводства

ДИПЛОМНАЯ РАБОТА(Выпускная квалификационная работа)

адаптогенные свойства препарата гуми-м при стрессовом воздействии гербицида пума супер 100 на яровую пшеницу эритроспермум 59

Введение

Яровая пшеница – наиболее важная зерновая культура. Она дает почти 30 % мирового производства зерна и снабжает продовольствием почти более половины населения земного шара. По посевным площадям она занимает первое место. Основные зоны товарного производства зерна этой культуры – Поволжье, Урал, Западная и Восточная Сибирь. Эти районы дают свыше 80 % всего валового сбора зерна яровой пшеницы.

Зерно яровой пшеницы широко используется как для производства муки, так и для производства манной крупы, макаронных и кондитерских изделий. Хлеб из хорошей и пшеничной муки содержит до 74 % углеводов, до 12 % белков, минеральные вещества, аминокислоты, витамины. Качество хлеба зависит от содержания в зерне особого белка – клейковины. Сильная мука обычно содержит 28 % клейковины, средняя – 11-13,9 %.

На урожайность яровой пшеницы влияет ряд факторов, которые можно разделить на природные и антропогенные. К природным относятся световой, температурный режимы, распределение и количество осадков. К антропогенным относятся те факторы, которые поддаются регуляции, это режим минерального питания, почвенные условия, повреждение растений вредителями и болезнями, засоренность посевов.

Борьба с сорной растительностью подразделяется на агротехнические и химические приемы. Химическая защита посевов от сорняков осуществляется с помощью гербицидов.

Применение гербицидов имеет ряд отрицательных сторон. К ним относятся такие факторы как, повышенная пестицидная нагрузка на агрофитоценоз, необходимость очень строгого соблюдения технологии их применения. В противном случае (несоблюдение норм расхода препаратов, сроков их применения) происходит угнетения культурных растений и как следствие снижения урожайности и качества получаемого урожая.

Существуют приемы позволяющие минимизировать потери от неправильного использования гербицидам. В первую очередь, к ним относится использование адаптогенных препаратов. Наиболее распространенными из них являются гуминовые препараты. Их ассортимент в последнее время очень широк и представлен препаратами различной препаративной формы (порошкообразные, жидкие и пастообразные). Препарат Гуми-М отличается от них наличием в составе добавок микроэлементов.

1. Литературный обзор

1.1 Химические и агротехнические методы борьбы с сорняками

Перевод сельскохозяйственного производства на различные формы ведения хозяйства являются важнейшим направлением современного земледелия, обеспечивающего повышения плодородия почв, освоение технологии, повышение урожайности культуры.

Зональная система земледелия - это научно-обоснованный комплекс, все звенья которого в полной мере учитывают и реализуют материально-технические и трудовые ресурсы конкретной природной зоны. Один из наиболее важных элементов современного земледелия - борьба с сорняками.

Успешная борьба с сорными растениями должна осуществляться на основе системного подхода, научными и практическими принципами которого в современном земледелии является интеграционная система борьбы, представляющая собой сочетание биологических, химических, экологических и других методов защиты культурных растений, направленных на регулирование численности сорняков до уровня экономических порогов вредоносности.

Основные методы борьбы с сорняками - агротехнические. Определяются они в первую очередь системой обработки почвы и системой севооборотов. Система обработки почвы - это воздействие на нее рабочими органами машин и орудий с целью улучшения почвенных условий жизни сельскохозяйственных культур и уничтожения сорняков.

Применяют три системы: отвальная, безотвальная и комбинированная. Рациональная и своевременная обработка почвы снижает уровень засоренности посевов сорняками на 50-60 %. Она способствует интенсивному прорастанию и быстрому развитию культурных растений, препятствует распространению возбудителей болезней и вредителей, благодаря чему усиливается конкурентоспособность сельскохозяйственных культур. При обработке почвы погибают растущие сорняки, возбудители болезней и вредителей.

Агротехнические методы борьбы с сорняками большей частью обходятся дешевле, чем применение других методов и средств.

Основная обработка почвы включает в себя зяблевую вспашку, глубина и сроки которой зависят от почвенных условий, степени засоренности, видового состава сорняков. При замене вспашки плоскорезной и поверхностной обработками засоренность посевов может увеличиваться. В систему предпосевной обработки, включающую боронование и культивацию, а также проведение предпосевного прикатывания почвы, что способствует более равномерной заделки семян, а также усилению прорастания семян сорняков.

При данной обработке целесообразно использовать комбинированные агрегаты, это создает лучшие экологические условия для роста и развития выращенных культур и вызывает снижение засоренности.

Механическая борьба в послепосевной период направлена на уничтожение как малолетних, так и многолетних сорняков. Основные приемы обработки почвы по уходу за посевами - прикатывание, боронование, междурядное рыхление, окучивание. Сроки их проведения определяют состоянием культурных и сорных растений, когда сорняки наиболее чувствительны к механическим воздействиям, а возможные повреждения посевов не вызовут снижение урожая.

В системе агротехнических мер по борьбе с сорной растительностью особое место отводится периоду после уборки культур, так как в этот период наблюдается усиление роста и развития сорняков. Глубину лущения, сроки его проведения, виды орудий выбирают в зависимости от почвенно-климатических условий, степени засоренности полей, видового состава сорняков.

На почвах, сильно засоренных сорняками осеннюю обработку сочетают с внесением гербицидов, что относится к химическим методам борьбы. Мощная корневая система многолетних сорных растений не всегда уничтожается, даже при глубокой вспашке. В посевах сплошного сева зерновых часто применение машин невозможно, то есть их нужно пропалывать вручную, но это очень трудоемко, поэтому для подавления и уничтожения многолетних видов сорняков используют гербициды (Воробьев, 1991).

В земледелии удобрения и гербициды, как основные средства химизации, часто применяют на одном и том же поле, поэтому их действие взаимосвязано. Благодаря удобрениям интенсивнее растут культурные растения и сорняки, улучшают условия питания культурные растения, сокращают вынос сорняков элементами питания. Гербициды - неотъемлемая часть безпахотной системы земледелия. Химическая "пропашка" особенно необходима на участках, подверженных водной эрозии. При планировании химических мер борьбы с сорняками необходимо стремиться к объединению операций по внесению гербицидов и удобрений.

Трудности борьбы с сорняками в посевах зерновых связаны с коротким послеуборочным периодом (Баздырев, 1995). В большинстве зон Челябинской зоны необходимо проведение весенних полевых работ в сжатый срок.

1.2 Технология и биология возделывания яровой пшеницы (семейство Poaceae, род Tritikum).

Обработка почв под яровую пшеницу зависит от предшественника.

Предшественниками культуры являются чистый пар, сидеральные культуры (различные смеси, донник, сераделла), занятый пар, зернобобовые культуры, пропашные культуры. В свою очередь яровая пшеница является хорошим предшественником для овса, ячменя, табака, махорки.

Чистый пар обрабатывается следующим образом. После уборки предшественника проводят вспашку без боронования на глубину 23 см. Зимой - двукратное снегозадержание. Весной по мере спелости почвы проводят ранневесеннее боронование в два следа поперек склона. В течение вегетационного периода проводят 4-5 культивации с интервалом 19-21 день в зависимости от биологии корнеотпрысковых растений или 2 культивации можно заменить двумя обработками гербицидов. Осенью проводят плоскорезную или безотвальную обработку на глубину 25-27 см. Зимой - снегозадержание, весной - ранневесеннее боронование, культивацию и посев.

После уборки многолетних трав необходимо провести дискование в два следа на глубину 12-14 см для разбивки корневой системы и рыхления почвы. Уборка однолетних трав производиться 8-10 июля, после чего необходимо провести лущение стерни для справоцирования сорной растительности. Через 2-3 недели, как только взойдут сорняки, их можно уничтожить гербицидами Раундап, Баста или провести вторичное лущение (Посыпанов, 1997).

Яровая пшеница - влаголюбивая культура. Транспирационный коэффициент составляет 400-500. Больше всего влаги она потребляет в фазу выхода в трубку - 50-60 процентов, в фазу всходов ей необходимо 5-10 процентов, кущения 15-20 процентов, колошения 20-50 процентов, молочной спелости 3 процента. Семена яровой пшеницы прорастают при температуре 1-2 ^оС, но при такой температуре всходы задерживаются, изрежены, ослаблены. Такие всходы повреждаются вредителями и болезнями. Всходы появляются на 13 день. Благоприятная температура для прорастания 10-12. При такой температуре и влажности почвы 65-70 процентов всходы у мягкой пшеницы появляются на 7-8 день. Яровую пшеницу лучше высевать при плотности почвы 1,1-1,2 г/см (Гатаулина, 2000).

Для посева используют семена чистотой 98 процентов, всхожестью 94 процента. Посев необходимо проводить высококачественными семенами и массой 1000 семян 35-40 г. За 1,5 месяца до посева семена пшеницы обрабатывают следующими препаратами: ТМТД, Витавакс, Фундазол, Дивиденд. За 3-5 дней до посева необходимо провести воздушно-тепловой обогрев для активизации физиологических процессов в зерне.

Посев проводят в первых числах мая, когда почва на глубине 10 см прогреется на 5-6 ^оС. Пшеница - капризная культура, ее возделывают при рН 6,5. Семена сеют рядовым, узкорядным и перекрестным способами. При посеве узкорядным и перекрестным способами норму высева необходимо увеличить на 15 процентов. Для проведения повсходового боронования норму высева увеличивают на 20 процентов. Пшеница - это светолюбивая культура. При загущенных посевах стебли сильно вытягиваются, и происходит полегание. Вегетационный период длится 85-105 дней. Норма высева яровой пшеницы 4,5-5 млн.всхожих зерен на 1 га. В весовом соотношении 180-220 кг/га. Если почва тяжелого механического состава, то семена пшеницы сеют на глубину 4 см, если легкого состава - на глубину до 8 см.

Благоприятная температура для роста и развития яровой пшеницы составляет 18-20 ^оС. Во время колошения-20-22 ^оС, во время налива зерна-18-20 ^оС, во время созревания 14-16 ^оС.

Против корневой гнили семена необходимо опудрить порошковидным суперфосфатом из расчета 2 кг/ц семян и сразу провести посев. После посева на легких почвах проводят прикатывание для дружного прорастания семян. На тяжелых - не рекомендуют проводить из-за цементирования почвы. На 3-4 день после посева проводят довсходовое боронование поперек посева для уничтожения почвенной корки и сорной растительности, которые находятся в фазе белой нити. При этом уничтожается до 90 процентов сорняков.

Второе боронование при появлении 3-4 настоящих листочков поперек посева. При этом уничтожается до 46 процентов сорной растительности. В эту фазу яровая пшеница повреждается злаковой блошкой или тлей. Против этих вредителей используются следующие инсектициды: Децис, Каратэ, БИ-58 новый, Карбофос. Конец фазы кущения начала выхода в трубку против сорной растительности используют следующие инсектициды: Ковбой, Лорен, Луварам, Лонтрим, Диарен. Во время вегетации, если пшеница поражается ржавчиной или мучнистой росой, то почвы необходимо обработать следующими фунгицидами: Тилт, Спартак, Фундазол, Рекс, Байлетон.

В фазу колошения яровая пшеница повреждается трипсами. Следовательно зерно щуплое, а также клопами-вредными черепашками, колосья белеют. Против этих вредителей применяют инсектициды: Базудин и Фостак.

Уборку яровой пшеницы осуществляют либо прямым (прямое комбайнирование), либо раздельным способами (Коренев,1990).

Урожайность культуры зависит от грамотно поставленной технологии возделывания, где нередко применяют биологически активные препараты (БАВ) для повышения продуктивности пшеницы.

1.3 Гуматы, как биологически активные препараты

Гуминовые кислоты являются одним из важных компонентов гумуса почв, количество которого характеризует уровень почвенного плодородия. Как естественная составная часть природных почв гуминовые кислоты в течении многих тысячелетий стали необхоходимым элементом обитания корневой системы растений и богатейшей микрофлоры почв. В почве они накапливаются в результате распада растительных остатков, улучшая не только физико-химические свойства почвенных частиц, но и связывая избыток токсического для растений почвенного алюминия и других элементов. Механизм положительного влияния гуминовых кислот на обмен веществ у растений связан в основном с повышением активности у природных регуляторов роста - ауксинов, цитокининов и гиббереллинов, за счет конфирмационного изменения структуры мембран живых клеток при их молекулярном контакте с гуминовыми кислотами. Вместе с тем Гуматы активируют метаболизм и размножение полезной почвенной микрофлоры, в частности ризосферных микроорганизмов, взаимодействующих с корневой системой растений. Все это способствует в конечном итоге формированию высокого урожая сельскохозяйственных культур.

Наряду с росторегулирующими свойствами гуминовым кислотам присущи и свойства физически активных соединений нового поколения, открытых лишь в последние годы. Препараты этого направления, играющие роль сигнальных молекул, характеризуются не только ускорением ростовых процессов, но и активации защитных механизмов растений против неблагоприятных физических (жара, холод), химических (засоление, тяжелые металлы, радионуклиды) и биологических (грибные, бактериальные и вирусные болезни) факторов (Шевелуха, 1990).

Перечисленные выше полезные свойства гуминовых кислот для сельскохозяйственных растений и почвенной микрофлоры проявляются в условиях производства в разной степени в зависимости от особенности их препаративных форм (Кузнецов, 2001).

в НВП "Башинком" благодаря добавкам к препарату гуми солей микроэлементов создан высокоактивный препарат Гуми-М, обладающий свойством активатора как ростовых процессов, так и защитных механизмов растений против действия неблагоприятных факторов (лимит влаги, засоления, болезней и т.д.). Это и позволяет новому экологически безопасному препарату при предпосевной обработке семян зерновых культур существенно снизить уровень пороженности корневыми гнилями, что обычно присуще только химическим протравителям семян. Препарат хорошо совместим с многими химическими средствами защиты растений и гербицидами (Талипов, 2001).

1.4 Совместное применение биопрепаратов с гербицидами

Химическая защита зерновых культур от сорных растений, болезней и вредителей входит в обязательный комплекс аротехнических мероприятий, необходимых для уменьшения потерь вновь формирующегося урожая и сохранения его качества.

В зонах рискованного земледелия России селекция всегда была ориентирована на выведение высокоустойчивых сортов, адаптированных к местным неблагоприятным условиям. Хотя такая стратегия и позволяет в целом создавать более устойчивые сорта, но относительно низкий технологический уровень мешает на границе полной реализации их высоких адаптивных свойств. Отсюда вытекает важнейшее положение о необходимости дополнить существующую систему защиты растений новыми средствами и способами, которые содействовали бы эффективному проявлению адаптивных возможностей районированных сортов при влиянии любых неблагоприятных факторов биотического и абиотического характера.

Один из таких подходов для регламентации предпосевного протравливания семян обоснован С.Л. Тютеревым (2000) на основании собственных многолетних исследований. В зерновом хозяйстве он предлагает использовать при предпосевной обработке семян в смеси с фунгицидами современные фиторегуляторы, иммуностимуляторы, микроэлементы, аминокислоты и другие компоненты для активации собственных защитных сил растений и повышения урожайности дополнительно на 2-3 ц/га. Эти композиции он предложил называть защитно-стимулирующими составами. Они могут быть двух видов: c обязательным присутствием химического фунгицидного компонента и без него. Первая композиция должна обязательно использоваться для обработки семян на семеноводческих посевах. Такая обработка является ежегодной и преследует цель подавления головневых болезней, не поддающихся достаточно полному искоренению другими безфунгицидными защитно-стимулирующими препаратами. Аналогичные композиции с использованием гуми, фитоспорина, стифуна, рифтала предложены также и в Башкортостане и дали хорошие результаты. Отсюда следует, что 10-15% семенного фонда ежегодно должны притравливаться "жесткими" защитно-стимулирующими препаратами. Остальной фонд семян (85-90%) может обрабатываться как защитно-стимулирующим составом с наличием химических фунгицидов, так и относительно дешевыми и чистыми биологическими фунгицидами, а также высокоэфеективнывми иммуностимулянтами (Гилязетдинов, 2001, 2002).

В последние годы за рубежом появились новые системные фунгициды для протравливания семян с добавкой регуляторов роста (Витавакс 200 ФФ и др.), которые заметно повышают полевую всхожесть и ускоряют развитие растений на начальных этапах онтогенеза. Состав этих композиций по своей функции близок к защитно-стимулирующему. Необходимость их создания вызвана наличием у фунгицидов определенного токсического эффекта не только против болезней, но и частично и против самих культурных растений. Особенно этот негативный эффект проявляется при использовании гербицидов. Регуляторы роста растений нового поколения могут использоваться при протравливании семян и гербицидной обработке не только для увеличения урожая, но и повышения устойчивости сельскохозяйственных культур к стрессовым ситуациям, в том числе негативным последствиям при нарушениях регламента применения гербицидов (например, при обработке гербицидами зерновых в начале трубкования) (Угрюмов, 2000; Стрелков, 2000).

Применительно к наземным гербицидам практический интерес представляет то обстоятельство, что "противоядиями" можно пользоваться и при предпосевной обработке семян для уменьшения токсического действия некоторых агрессивных наземных гербицидов (Шаяхметов, 2000). В Челябинской области для этих целей в баковых смесях с гербицидами в некоторых хозяйствах на яровой пшенице успешно используют биопрепарат Агат-25К (Гилязетдинов, 2001). С.Л. Тютерев (2000) отмечает, что с помощью обработки семян биологически активными веществами можно защищать растения от смешанной, почвенной и частично аэрогенной инфекции и повысить устойчивость проростков к другим стрессам - недостатку тепла, влаги, питания, света (а также к химическим стрессам). Повторная обработка антистрессовыми препаратами в разных их комбинациях в онтогенезе растений является важным способом дополнительного повышения урожайности (Ямалеев, 2001). Отсюда следует важный вывод о том, что применение антистрессовых препаратов в баковых смесях с фунгицидами и гербицидами необходимо не только для уменьшения их токсического эффекта, но и повышения устойчивости растений к действию других неблагоприятных факторов-болезней, высоких и низких температур, засоления и др.

Из вышесказанного можно сделать заключение о том, что большинство современных химических средств защиты растений, являющихся обязательным компонентом интенсификации производства, оказывают частичный токсический эффект и на защищаемые растения из-за отсутствия узкой избирательности и нарушений технологических регламентов применения. Эти недостатки компенсируются при целенаправленном применении иммуностимулятоов, активирующих собственные защитные механизмы растений против негативного действия биотических и абиотических факторов среды, в том числе гербицидов и фунгицидов. Было установлено, что применение антистрессовых имунностимуляторов в баковых смесях с протравителями и гербицидами позволяет решить следующие задачи:

-уменьшить токсическое действие наземных гербицидов на зерновые культуры;

- сохранить естественные темпы роста и развития зерновых культур в зонах с коротким вегетационным периодом;

-повысить содержание клейковины у сильных и ценных сортов яровой пшеницы;

-совместить в одном регламенте обработки положительные эффекты наземных гербицидов и антистрессовых препаратов широкого спектра действия и соответственно повысить их общую экономическую эффективность, а также усилить токсическое действие наземных гербицидов на сорные растения за счет использования их максимальных доз.

2. ХАРАКТЕРИСТИКА МЕСТА И УСЛОВИЙ РАБОТЫ

2.1 Почвенно-климатические условия

Экспериментальные данные проводились на территории Красноармейского района Челябинской области.

Этот район относится к Северной лесостепной зоне. Климат этой зоны характеризуется умеренно теплым вегетационным периодом. Сумма эффективных температур выше десятиградусного уровня составляет в среднем 2200-2300^оС. Этот период продолжается 120-130 дней – с 9-10 мая до 12-15 сентября. Однако безморозный период заметно короче – 110-120 дней, а на почве температура без заморозков бывает 90-105 дней.

Осадков за период активной вегетации растений выпадает в пределах 240-250 мм. Влагозапасы в метровом слое почвы к моменту посева зерновых культур бывают, как правило, достаточные – 140-170 мм. Гидротермический коэффициент (по Селянинову) в весенне-летний период составляет 1,2-1,4.

Северная лесостепь Челябинской области одна из наиболее благоприятных для развития земледелия. Все сорта основных зерновых культур здесь обеспечены теплом. Устойчивый снежный покров устанавливается в середине ноября, достигает 30-40 см и сохраняется 150-160 дней. Он обеспечивает благоприятные условия перезимовки озимых культур (Козаченко, 1997).

Почва опытного поля представлена среднемощным черноземом выщелоченным (таблица 1).

Таким образом можно сделать вывод, что содержание питательных веществ в почве опытного поля достаточно для получения высоких урожаев зерновых культур.

Таблица 1 - Характеристика почвы опытного поля Института агроэкологии (Синявский И.В., 2001 г.)