Производные сульфонилмочевины

6. Производные сульфонилмочевины.

Сульфонилмочевины относятся к группе малотоксичных для теплокровных животных пестицидов. Выпускаются в виде смачивающихся порошков, диспергируемых гранул или сухой текучей рецептуры, содержащей до 75% д. в.

В полевых условиях сульфонимочевины разлагаются с той же скоростью, а иногда и быстрее, чем стандартные гербициды. Длительная остаточная активность связана в первую очередь с высокой чувствительностью культур севооборота, а не скоростью исчезновения гербицидов.

К сульфонилмочевинам относят следующие препараты: Глин, Телар, Хармони, Гранстар, Классик, Амбер.

Сульфанилмочевины высокоэффективны против широкого спектра двудольных сорняков и подавляют некоторые однодольные виды. Поглощаются кА сорняками, так и листьями, однако рузличаются по скорости исчезновения из почвы, а следовательно по уровню остаточной токсичности. При обработке листев в благоприятных условиях растения могут абсорбировать 75-98% гербицида, однако эта величина бывает значительно ниже (20-40%). Наиболее интенсивное поглощение происходит в первые часы после обработки и в основном заканчивается через сутки.

Подвижность сульфонилмочевин в растениях может колебаться в довольно широких пределах в зависимости от способа обработки, вида растений и внешних условий. Сульфонилмочевины, поглощенные корнями, перемещаются в надземные органы растения, при этом их подвижность выше, чем при обработке листьев.

Селективность гербицидов может быть обусловлена разными причинами: различным удерживанием раствора на поверхности растений. неодинаковой скоростью проникновения и передвижения вещества, различной интенсивностью метаболизма.

Исследования показали, что решающую роль в устойчивости растений к сульфонилмочевинам играет детоксикация гербицида растительными тканями.

Первым и наиболее характерным симптомом повреждения растений при обработке сульфонилмочевинами является сильное подавление роста. Ингибирование роста происходит очень быстро,обычно через несколько часов после обработки, однако растения погибают только через 1-3 недель. Подавление роста сопровождается различными изменениями пигментации: чаще всего наблюдаются хлорозы, но у некоторых видов может развиваться красная, оранжевая, пурпурная или темно-зеленая окраска. Со временем хлорозы усиливаются, происходит обесцвечивание жилок, развиваются некрозы, отмирают верхушечные почки и в итоге растения погибают.

При довсходовом применении сульфонилмочевины не ингибируют прорастания семян, однако последующий рост корней и проростков подавляют настолько быстро, что растения погибают до появления всходов.

7. 2,4-Д

При обработке солями или сложными эфирами 2,4-Д-дихлорфеноксиуксусной кислоты, молекулы гербицида проникают в растения через надземные органы. Поэтому 2,4-Д используют на посевах зерновых культур для послепосевной обработки в фазе полного кущения, когда на основном стебле имеется 4-5 листьев. Именно в этот период гербицид практически не вызывает снижения урожая злаковой культуры и его действие в основном направлено на сорную растительность.

Основная часть попавшей на листья 2,4-Д проникает в растения в течение нескольких часов.

На скорость проникновения оказывает влияние множество факторов: вид растения, температурв и влажность воздуха, освещенность,препаративная форма 2,4-Д, наличие на поверхности активных веществ.

Перемещение в пределах растения 2,4-Д завершает в зонах активного роста, в интенсивно растущих и делящихся клетках. Здесь он как ингибитор подавляет процессы окислительного фосфорилирования, синтеза нуклеиновых кислот, вызывает уменьшение эндогенных ауксинов. Все это вызывает образование деформированных листьев, поврежденных репродуктивных органов и отмирание апикальных частей растений.

Проявление ауксиновых свойств 2,4-Д приводитк повреждению тканей флоэмы, истощению листьев, нарушению целостности внешних покровов. Таким образом, гербицидный эффект 2,4-Д складывается из его ауксиновой и антиауксиновой активности.

Одно из важных преимуществ 2,4-Д перед другими хлорорганическими соединениями, используемыми в сельском хозяйстве в качестве пестицидов, заключается в относительно быстрой трансформации в растениях в нетоксичные производные.( Соровский образовательный журнал том 7, 2001).

1.4 Экологические и технологические проблемы, связанные с применением гербицидов

Прежде чем молекулы гербицида попадут в те части растений, где начнет проявляться их биологическая активность, они подвергаются различным воздействиям физического и химического характера, которые приводят к ослаблению или, наоборот, усилению их эффективности и соответственно к повышению результативности и экономичности осуществляемых мероприятий, направленных на уничтожение сорняков (Ф.Бихари и др., 1986).

Основу современной системы защиты кукурузы от сорняков составляют почвенные гербициды. Несмотря на большой ассортимент, высокую техническую и экономическую эффективность применения этих гербицидов, их относительную безопасность для теплокровных и экосистем, данный метод защиты не лишен некоторых недостатков.

Действие почвенных гербицидов опосредовано свойствами почвы (содержание гумуса, механический состав, водный режим и т.д.). На тяжелых и богатых гумусом почвах, обладающих высокой емкостью поглощения, эффективность большинства препаратов заметно снижается, что стимулирует увеличение норм их расхода (J.Zscheishcler u.a, 1983; Ф.Бихари и др., 1986).

Эффективность почвенных гербицидов зависит от влажности почвы. Обычно, чем суше почва, тем сильнее летучие гербициды связываются почвенными коллоидами, и наоборот, чем влажнее почва, тем в большей степени они вытесняются из мест связывания.

Более того, вследствие низкой растворимости при заполнении почвенных капилляров водой не адсорбированные почвенными частицами молекулы гербицида частично вытесняются из почвы (Ф.Бихари и др., 1986).

Нелетучие гербициды также находятся в прямой зависимости от влажности почвы, так как проявляют биологическую активность только при промывании в почву. Для естественного проникновения они должны быть предварительно растворены в воде. Поскольку в почву попадает лишь часть выпавших осадков, а также вследствие небольшой скорости растворения гербицидов, даже при наличии теоретически необходимого количества воды лишь незначительная часть гербицида попадает в почву.

На черноземах Южного Урала, отличающихся высоким содержанием гумуса, особенно при тяжелом механическом составе и на фоне периодически повторяющейся засухи, следует ожидать неустойчивой эффективности почвенных гербицидов.

Кроме технологических, возникает и ряд проблем экологического характера.

Поступая в почву, гербициды включаются в сложную метаболическую цепь. Превращения, испытываемое гербицидами под влиянием абиотических и биотических факторов, в конечном счете приводят к их инактивации, однако продукты этой инактивации могут иметь различное значение для почвенной биоты.

Так, в результате метаболизма производных 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты образуется 3-(2,4-дихлорфенокси)-пропионовая кислота, не обладающая биологической активностью.

Быстрым разложением до неактивных продуктов отличаются также производные карбаминовых кислот (эптам), ароматических аминов (трифлуралин), алифатических карбоновых кислот (ацетохлор, метолахлор).

Подобная безопасность отличает не все гербициды. Например, производные мочевины, которые в процессе метаболизма распадаются до 4-хлор-4-аминодифениловый эфир, 3,4-дихлоранилин, 4,4-дихлоркарбанилид, 3,4-дихлорнитробензол, не угнетают аэробные целлюлозоразлагающие бактерии, но отрицательно влияют на нитрифицирующие бактерии и азотобактер. Аналогичное действие оказывают продукты распада некоторых симм-триазинов (В.Г.Безуглов, 1988).

В связи с близкими спектрами действия почвенных гербицидов их систематическое применение ведет к обеднению исходного сообщества сорняков в видовом отношении, причем доминирующими становятся виды с наиболее высокой природной устойчивостью к данным препаратам. Н.Г. Николаева и др. (1993) называют это явление "гербицидоутомлением" почвы.

Другое отрицательное последствие применения гербицидов с узким спектром действия - реверсия засоренности (Н.И. Кашеваров, 1986; В.П. Ливочка, Г.Н. Петров, 1989; В.С. Циков, Л.А Матюха, 1989). Сущность этого явления состоит в том, что в результате изреживания стеблестоя сорняков оставшиеся сорные растения могут развивать дополнительную биомассу, суммарно превышающую первоначальную.

Разрешение многих из перечисленных проблем может базироваться на замене почвенных гербицидов листовыми препаратами с широким спектром действия. Однако современные листовые гербициды, применяемые в посевах кукурузы (производные феноксикислот, пиколиновой кислоты и др.) из-за отсутствия противозлаковой активности лишь дополняют почвенные, играя роль страховых гербицидов.

Ситуация качественно изменилась в конце 80-х - начале 90-х годов с открытием гербицидных свойств у производных сульфанилмочевины.

2 Характеристика места и условий работы 2.1 Почвенно-климатические условия

Почвенный покров северной лесостепи Челябинской области представлен следующими группами почв: серые лесные (22%), чернозёмы выщелоченные (35,1%), чернозёмы обыкновенные (7%), неполноразвитые чернозёмы (2,2%), солонцы (4,7%).

Серые лесные почвы формируются в условиях периодически промывного водного режима, почвообразовательный процесс характеризуется выносом гумуса и коллоидов из верхних горизонтов. Свойствами таких почв являются: кислая реакция почвенной среды, низкие запасы питательных веществ и неудовлетворительные физические свойства (А.П. Козаченко, 1997).

Чернозёмы выщелоченные - лучшие пахотные почвы. Имеют достаточно мощный гумусовый горизонт, благоприятную реакцию почвенного раствора. Почвы характеризуются высокой насыщенностью основаниями, значительным содержанием обменного калия, но малыми запасами подвижного фосфора. Имеют комковатую структуру гумусовых горизонтов, в значительной мере утраченную на пашне.

Чернозёмы обыкновенные занимают относительно спокойные элементы рельефа, формируются на карбонатных породах, характеризуются наличием карбонатных включений в нижней части гумусового горизонта, а почвы карбонатного рода - по всему профилю. Это обстоятельство приводит к некоторой законсервированности питательных веществ в почвах, слабой их подвижности. В то же время богатые карбонатами почвы менее устойчивы к ветровой эрозии. Содержание гумуса варьирует от 4,9 до 9,8%, мощность гумусового горизонта преимущественно 30-40 см.

Неполноразвитые чернозёмы формируются на щебне горных пород и характеризуются укороченным профилем. Производственная ценность этих почв невелика вследствие малой мощностью (10-15 см) гумусового горизонта, их щебнистости, неблагоприятного водно-воздушного баланса.

Солонцы на территории северной лесостепи распространены в основном в восточных районах. На пашне солонцы представляют собой пятна различных размеров. По глубине залегания солонцового горизонта и мощности горизонта А солонцы северной лесостепи относятся к глубоким и средним, по содержанию обменного натрия - преимущественно к натриевым и малонатриевым, по химизму засоления - к сульфатным, хлоридно-сульфатным, сульфатно-хлоридным и реже содовым.

Из имеющихся в районе почв наиболее пригодны для возделывания кукурузы черноземы выщелоченные. Приемлемые условия роста и развития для культуры складываются и на обыкновенных черноземах. Засоленные почвы для выращивания кукурузы непригодны.

Красноармейский район относится ко второму агроклиматическому району Челябинской области. Он характеризуется умеренной теплотой, условия увлажнения изменяются от достаточно влажных на северо-западе до незначительно засушливых на юго-востоке.

Территория района вытянута с северо-востока до области на юго-запад и занимает восточные хребты Южного Урала, эрозионнообразионную платформу и Западно-Сибирскую низменность. Рельеф изменяется от полого-увалистого с отдельными хребтами на западе и возвышенно-равнинному на востоке (Агроклиматические ресурсы..1977).

С изменением рельефа меняются агроклиматические и природные условия.

Сумма температур воздуха за период с температурой выше 10оС составляет 1800-2000оС. Устойчивый переход средней суточной температуры через 10оС весной 10-15 мая, осенью 12-15 сентября. Продолжительность периода с температурами выше 10оС, увеличивалось с северо-запада на юго-восток, составляют по району 120-125 дней, а периода с температурой выше 15оС - 70-80 дней. Средняя продолжительность безморозного периода 100-110 дней.

Увлажнение в районе значительно уменьшается с северо-запада на юго-восток. За период вегетации выпадает 200-250 мм осадков, ГТК изменяется от 1,0 до 1,4.

Устойчивый снежный покров устанавливается в конце первой - начале второй декады ноября и лежит 145-150 дней. Средняя из наибольших декадных высот снежного покрова 30-40 см.

Условия теплообеспеченности создают некоторые трудности для возделывания кукурузы, которые должны преодолеваться подбором адаптированных гибридов, а также ранними сроками посева, позволяющими максимально эффективно использовать ограниченные ресурсы тепла. Однако при этом следует учитывать возможное осложнение фитосанитарной обстановки, в частности, повышение засоренности посевов. В связи с этим резко возрастает актуальность исследований по вопросам борьбы с сорняками.

  2.2 Погодные условия проведения исследований

Агрометеорологические показатели вегетационного периода, Бродокалмак, 2002 г

Месяц	Декада	Температура воздуха, оС		Сумма t > 10 оС		Осадки, мм
		Фактическая	многолетняя	Фактическая	многолетняя	фактические	многолетние
Май	I	12,3	9,1	123	82	0,7	12,0
	II	10,5	11,3	202	195	16,7	14,0
	III	7,9	13,1	202	344	17,2	16,0
	За месяц	10,2	11,2	202	344	34,6	42,0
Июнь	I	11,0	15,0	290	494	24,0	16,0
	II	16,5	16,4	455	658	34,8	17,0
	III	14,9	17,9	604	837	9,4	19,0
	За месяц	14,1	16,4	604	837	68,2	52,0
Июль	I	20,9	17,9	813	1016	2,7	26,0
	II	15,1	13,0	964	1196	22,5	30,0
	III	19,8	17,9	1162	1392	13,4	26,0
	За месяц	18,6	16,3	1162	1392	38,6	82,0
Август	I	16,6	17,3	1328	1565	26,7	23,0
	II	15,8	16,2	1486	1727	21,2	21,0
	III	11,9	14,7	1593	1889	84,0	18,0
	За месяц	14,7	16,1	1593	1889	131,9	62,0
Сентябрь	I	14,6	12,4	1739	1980	9,3	17,0
	II	11,4	9,8	1830	2059	8,9	14,0
	III	9,2	2,4	1830	2059	15,5	13,0
	За месяц	11,7	8,2	1830	2059	33,7	44,0

Следует отметить повышенный фон температуры в первой декаде мая и пониженный в третьей . Фактические осадки в среднем были ниже нормы на 18,4 мм. Июнь характеризуется незначительным отклонением температуры от многолетней, температура в среднем ниже на 2,3 С0. Количество осадков было выше на 16,2 мм. Июль отличается небольшим повышением температуры на 2,3 С0 Июль характеризуется засушливым периодом, количество осадков было ниже на 44,4 мм. В августе наблюдается незначительное понижение температуры в среднем за месяц на 1,4 С0. Количество осадков превышало многолетние на 69,9 мм. В сентябре погодные условия характеризуются как теплые, температура в среднем выше на 3,5 С0. Количество осадков ниже на 10,3 мм.

В целом год можно охарактеризовать как холодный с большим количеством осадков.

3 Материал и методика проведения исследований 3.1 Цель и задачи проведения исследований

Цель наших исследований заключалось в изучении эффективности почвенных гербицидов при разных сроках (способах) внесения и влияния их на засоренность и урожайность посевов кукурузы.

Задачи исследования включали:

1.          Изучить засоренность посевов кукурузы под влиянием почвенных гербицидов разных сроков внесения.

2.          Установить влияние засоренности посевов на урожайность сухой массы и зерна кукурузы.

3 Дать экономическую оценку эффективности почвенных гербицидов при различных сроках применения.

3.2 Методика проведения опыта

Схема опыта

Фактор В	Фактор А
	Без гербицидов	Луварам 1.6 л/га
Контроль	00	10
Харнес 3 л/га до посева	01	11
Харнес 3 л/га после посева	02	12
Мерлин 120 г/га до посева	03	13
Мерлин 120 г/га после посева	04	14

Повторность опыта трехкратная, расположение повторений в 1 ярус. Размещение вариантов рендомизированное. Число вариантов -10 . Площадь делянки – 14.7м2, учетная площадь – 10м2 . Общая площадь под опытом –1323м2 .

Фенологические наблюдения проводились в первом и третьем повторениях на десяти закрепленных растениях. Отмечали фазы всходов,7 листьев, цветения метелки и початка, молочной, молочно-восковой спелости.

Начало цветения початков согласуется с появлением пестичных нитей. Фаза молочной спелости характеризуется полностью сформировавшемся зерном, однако оно легко раздавливается и из него вытекает белая жидкость. При молочно-восковой спелости из раздавленного зерна вытекает уже тестообразная масса, с некоторым включением твердых крупинок. Фазы спелости зерна определяют после освобождения от оберток десяти початков делянки. Определенную фазу регистрируют тогда, когда в эту фазу вступило восемь початков из десяти (В.Ф.Моисейченко и др.,1996).

Наблюдения за полевой всхожестью и сохранностью растений к уборке.

Учет засоренности проводили в фазы цветения початка – формирования зерна количественно-весовым методом во всех повторениях. Для этого по диагонали делянки в трех местах через равные промежутки на поверхность почвы накладывали рамку площадью 0.25 м2 . В пределах каждой рамки срезали сорняки. Подсчитывали их общее количество, отдельно указывая число многолетних корнеотпрысковых сорняков, малолетних злаковых и малолетних двудольных. Кроме того, с каждого варианта первого и третьего повторений отбирались образцы початков для определения влажности и для проведения структурного анализа: початки взвешивали, доводили до воздушно-сухого состояния (при комнатной температуре) и обмалачивали. При провединии структурного анализа определяли:

-            выход зерна при обмолоте;

-            число рядов зерен;

-            число зерен в ряду;

-            массу 1000 зерен;

Из обмолоченного зерна отбирали средние образцы для определения влажности термостатно-весовым методом. По данным структурного анализа расчитывали урожайность зерна.

3.3 Агротехника в опыте

После уборки предшествующей культуры (пшеницы) производили отвальную вспашку на глубину 21-23 см. Весной проводили боронование боронами БЗСС-1,0 в 2 следа, после этого вносили удобрения вручную, были использованы аммофос и аммиачная селитра, из расчета N80 P40, с последующей культивацией на глубину 6-8 см культиватором КПС-4. Посев осуществляли в 2002 году мая, в 2003 году 11-14 мая вручную, с имитацией пунктирного на глубину 5-7 см с междурядьями 70 см, норма посева – 81 тыс. семян на гектар (22 кг/га). В опыте использованы оригинальные семена гибрида Обский 150 СВ, внесенного в государственный реестр селекционных достижений по 9 региону. Уборку проводили вручную. Гербициды вносили с помощью ранцевого опрыскивателя. Расход рабочего раствора – 300 л/га,гербицидов согласно схеме опыта.

4 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 4.1 Фенологические наблюдения и влияние гербицидов на засоренность посевов

Исходная засоренность участка может быть оценена как высокая, масса сорняков в контроле превышала массу культурных растений более чем на 30%. Следует отметить, что применение гербицидов в чистом виде привело к сравнительно слабому влиянию на сорняки. Внесение гербицида Харнес в допосевной период привело к снижению засоренности посевов кукурузы на 47%. На фоне довсходового применения эффективность этого гербицида была несколько ниже: снижение биомассы сорняков составило лишь 33,1% (табл.1). Сроки внесения Харнеса определяли не только общий уровень засоренности, но и ее видовой состав. Так, при допосевном внесении гербицида остаточную засоренность составили главным образом многолетние двудольные сорняки. Перенос внесения Харнеса на довсходовый период привел к его локализации в поверхностном слое почвы и ослаблению фитотоксичного эффекта вследствии быстрого иссушения этого слоя почвы. В результате биомассу сорняков в описываемом варианте дополняли однолетние злаковые виды.

Для Мерлина характерна обратная зависимость эффективность от сроков внесения. Так, при довсходовом его внесении наблюдалось снижение засоренности кукурузы на 59%, в допосевной период – лишь на 21%. Следовательно, Мерлину свойственна не только принципиально иная реакция на срок применения, но и большая чувствительность к этому фактору.

Применение гербицида 2,4-ДА в чистом виде также оказало сравнительно слабое влияние на сорняки, снизив их биомассу лишь на 58%, причем остаточную засоренность в этом варианте формировалась за счет злаковых сорняков.

Таким образом, применение как почвенных гербицидов, так и страхового препарата, используемых в отдельности, на фоне смешанной засоренности не решило проблему контроля сорняков из-за сравнительно узкой их избирательности. Поэтому благодаря суммированию спектров действия, наиболее эффективны варианты с последовательным применением почвенных и страхового гербицидов. При этом, как и на фоне без страхового гербицида, отчетливо проявляется роль сроков внесения почвенных граминицидов. Минимальный уровень засоренности формировался в результате взаимодействия 2,4-ДА с Харнесом и Мерлином соответственно при допосевном и довсходовом применении последних.

Таблица 1

Засоренность посевов

Варианты	Сухая биомасса сорняков, г/м2
	2002	2003	Средняя
Контроль	555,4	680,2	617,8
Харнес, до посева, 3 л/га	239,3	415,4	327,4
Харнес после посева, 3 л/га	390,6	436,4	413,5
Мерлин до посева, 120 г/га	418,1	553,8	486,0
Мерлин после посева, 120 г/га	215,1	285,3	250,2
Луварам, 1,6 л/га	357,7	161,8	259,8
Харнес до посева + Луварам	36,6	4,9	20,7
Харнес после посева + Луварам	292,3	9,2	150,7
Мерлин до посева + Луварам	285,3	121,2	203,3
Мерлин после посева + Луварам	37,6	1,3	19,4
НСР05	296,6	106,9	-

Таблица 2

Урожайность сухой массы

Варианты	Урожайность сухой массы, ц/га
	2002	2003	Средняя
Контроль	10,4	40,3	25,3
Харнес, до посева, 3 л/га	62,3	80,2	72,4
Харнес после посева, 3 л/га	13,0	86,2	53,5
Мерлин до посева, 120 г/га	24,1	68,8	44,9
Мерлин после посева, 120 г/га	35,2	99,1	75,8
Луварам, 1,6 л/га	39,5	85,2	62,3
Харнес до посева + Луварам	69,8	103,6	86,7
Харнес после посева + Луварам	25,6	100,2	75,4
Мерлин до посева + Луварам	47,0	72,3	62,6
Мерлин после посева + Луварам	90,1	99,0	97,6
НСР05	20,4	7,9	-

  4.2 Влияние засоренности на урожайность зерна

Урожайность зерна кукурузы находится в тесной обратной зависимости от биомассы сорняков с коэффициентом корреляции – 0,98. В результате наиболее продуктивными оказались варианты с допосевным внесением Харнеса и послепосевным – Мерлина на фоне последующего применения страхового гербицида 2,4-ДА (табл.3). При этом некоторым преимуществом обладал вариант с использованием в качестве граминицида Мерлина. Это связано, в частности с тем, что довсходовое внесение гербицида совпало с прорастанием части корнеотпрысковых сорняков, что привело к заметной задержке их роста и развития. Для Харнеса при том же сроке внесения подобного эффекта не обнаружено.

Таблица 3

Урожайность зерна

Варианты	Урожайность зерна, ц/га
	2002	2003	Средняя
Контроль	2,9	19,8	11,4
Харнес, до посева, 3 л/га	14,5	54,0	34,2
Харнес после посева, 3 л/га	8,7	45,6	27,2
Мерлин до посева, 120 г/га	2,3	42,8	22,6
Мерлин после посева, 120 г/га	13,2	63,2	38,2
Луварам, 1,6 л/га	14,5	46,4	30,4
Харнес до посева + Луварам	34,5	70,4	52,4
Харнес после посева + Луварам	15,3	64,4	39,9
Мерлин до посева + Луварам	18,1	44,0	31,0
Мерлин после посева + Луварам	42,8	68,4	55,6
НСР05	8,0	11,0	-