Growth and development features of sugar beet domestic hybrids during the herbicide stress period

Full Text

Сахарная промышленность важна для экономики России, поскольку сахарный песок не только выступает в роли готового продукта, но также является важным сырьем для других товаров. Основной источник производства сахара в России – сахарная свекла, доля которой превышает 90 % с 2012 г. Культивирование свеклы проводится в 30 регионах страны. Россия занимает одно из лидирующих мест в мировом производстве сахарной свеклы, уступая лишь Китаю. Наша страна удерживает первое место в мире по выращиванию сахарной свеклы и производству свекловичного сахара с 2016 г. За последние пять лет объем производства свеклы увеличился на 14 %, достигнув годовой отметки в 51,3 млн т. Отрасль производства сахарной свеклы в России оставалась стабильной до конца 2022 г. С 2010 г. площадь посевов сахарной свеклы в Российской Федерации зафиксирована на уровне от 1027,2 до 1159,3 тыс. га, причем в последние годы отмечается небольшое снижение площади посева культуры [1, c. 101]. Анализ показал, что средняя урожайность сахарной свеклы постоянно растет, и за последние 10 лет в Пензенской области она составила 378,4 ц/га (в Российской Федерации – 423,5 ц/га), а за последние 5 лет – 391,5 ц/га (в Российской Федерации – 426,3 ц/га). Свекловодство по-прежнему остается одной из наиболее наукоемких, технологически и организационно сложных отраслей. Несмотря на достигнутые успехи отечественного свеклосахарного комплекса, производители сельскохозяйственного сырья имеют сложности с семенным материалом. Доля семян зарубежной селекции в российском агропромышленном комплексе (далее – АПК) к 2020 г. по сахарной свекле достигла 98 %. Снижение зависимости от гибридов сахарной свеклы иностранной селекции за счет разработки и продвижения гибридов сахарной свеклы отечественной селекции с комплексным технологическим оснащением процесса семеноводства сахарной свеклы является важным направлением, которое необходимо развивать для обеспечения продовольственной безопасности Российской Федерации [2, с. 3; 3, 4]. Поэтому одна из важнейших задач семеноводства заключается в правильном размещении сортов (гибридов) по природно-экологическим зонам нашей страны, с учетом наилучшей приспособленности каждого сорта (гибрида) к местным условиям. Основным принципом для определения приспособленности сорта (гибрида) к данным условиям может быть нормальный рост и его развитие, обеспечивающие получение высоких и устойчивых урожаев по годам [5, 6]. Баковую смесь гербицидов составляли с учетом количества сорняков, их фазы развития, а также видового состава.

В период химической борьбы с сорняками сахарная свекла испытывает стресс от воздействия гербицидов, особенно в ранние фазы развития. В зависимости от возраста растений под действием гербицидов отстает нарастание массы сахарной свеклы, нарушаются физиолого-биохимические процессы формирования листового аппарат и корнеплода.

Устойчивость растений к повреждающему действию пестицидов зависит от анатомо-морфологических и физиологических особенностей вида, условий произрастания, типа почвы [7]. Нарастание массы корнеплода – от функциональной активности листьев и сформированности листового аппарата. Поэтому адаптация растений сахарной свеклы к воздействию гербицидов посредством активации роста листового аппарата (количество, масса и площадь листьев) может протекать в диспропорции с нарастанием корнеплода [8].

Полевой опыт был заложен на полях ООО «Красная горка» Колышлейского района Пензенской области. Для решения поставленных задач проведены полевые опыты. Опыт 1 – двухфакторный был заложен методом рендомизации по схеме: фактор А – гибрид: 1 – F₁ РМС 121; 2 – F₁ Скала; 3 – F₁ Буря; 4 – F₁ Вулкан; 5 – F₁ Волна; 6 – F₁ Цунами; 7 – F₁ Прилив; 8 – F₁ Горизонт; фактор В – фон: 1 – ручная обработка (контроль); 2 – обработка гербицидами. Агротехника в опыте – принятая в хозяйстве. Сахарную свеклу возделывали в паровом звене зернопаропропашного севооборота. Предшественник – озимая пшеница. Норма высева – 120 тыс. шт./га. Баковую смесь составляли с учетом количества сорняков, их фазы развития, а также видового состава.

В современной системе выращивания сахарной свеклы по интенсивной технологии важное место занимает защита посевов от сорняков с помощью гербицидов. За последние годы наметилась тенденция увеличения засоренности посевов всех культур, в том числе и сахарной свеклы, явившаяся следствием введения в севооборот залежных земель, нарушения агротехники возделывания, в первую очередь, несоблюдения севооборотов и системы обработки почвы. Произошло значительное увеличение численности многолетних и трудноистребимых однолетних сорных растений [9]. Исследования проводили на фоне слабой и средней засоренности посевов сахарной свеклы с преобладанием малолетних двудольных сорняков (84,8–110,7 шт./м²). В севообороте, где регулярно проводили гербицидную обработку посевов сельскохозяйственных культур, группа малолетних двудольных сорняков в посеве сахарной свеклы не отличалась большим разнообразием видов и была представлена в основном щирицей запрокинутой. Среди многолетних двудольных сорняков были отмечены осоты и вьюнок полевой.

После первой гербицидной обработки среди изучаемых отечественных гибридов наибольшей массой растений в начальный период характеризовался гибрид F₁ Скала: через шесть суток на варианте с ручной прополкой масса одного растения составила 1,31 г, что на 38 % больше, чем у гибрида F₁ РМС 121. Масса растения гибридов F₁ Волна, F₁ Горизонт также была больше, чем у гибрида F₁ РМС 121, на 0,14 г, F₁ Прилив – на 0,13, F₁ Буря – на 0,12г, F₁ Цунами – на 0,11, а у гибрида F₁ Вулкан – на 0,09 г. Среднесуточная абсолютная скорость роста растений в фазу полных всходов за первый учетный период у гибрида F₁ РМС 121 (стандарт) была на уровне 120–130 г. Изучаемые гибриды отечественной селекции по скорости роста растений можно разделить на три группы: первая – гибриды F₁ Вулкан, F₁ Цунами и F₁ Буря с абсолютной среднесуточной скоростью роста 140–150 г, вторая – F₁ Волна, F₁ Прилив и F₁ Горизонт, увеличение массы – 150–155 г в сутки, третья – гибрид F₁ Скала, растения которого прибавляли в массе более 180 г в стуки, что на 46,9 % больше скорости роста растений гибрида F₁ РМС 121 (таблица).

Биометрические показатели растений сахарной свеклы через шесть суток после первой гербицидной обработки, (средняя масса одного растения до обработки – 0,18 г)

Biometric indexes of sugar beet plants in 6 days after the first herbicide treatment (average weight of one plant before treatment 0.18 g)

Примечание. в числителе – контроль (ручная прополка); в знаменателе – при обработке гербицидами.

Note. The nominator means control values (hand weeding); denominator – experimental values (after treatment with herbicides).

Установлено, что гербицид, примененный для защиты сахарной свеклы в первую химическую обработку, оказывал достоверное ингибирующее влияние на нарастание биомассы. средняя масса одного растения через шесть суток после обработки гербицидом составляла 0,88 г. Анализ биометрических данных растений показал, что воздействие стресс-фактора, которым в данном случае являлся гербицид, на растения всех гибридов оказалось негативным, что выражалось в снижении скорости роста и, как следствие, темпов нарастания массы. на начальных этапах своего роста наиболее устойчивыми к негативному воздействию гербицидов были растения сахарной свеклы гибридов F₁ Скала, F₁ Прилив и F₁ Буря, которые быстрее возобновляли активный рост после обработки гербицидом: снижение темпов прироста массы составило 0,028–0,029 г.

После второй гербицидной обработки на контрольном варианте (без применения пестицидов) наибольшая масса 100 растений сахарной свеклы была получена при выращивании гибрида отечественной селекции F₁ Скала и составила 1,166 кг. Гибрид F₁ РМС 121, используемый в данном опыте в качестве стандарта, отставал от изучаемых гибридов по накоплению массы на 32–111 г. Масса 100 растений гибридов F₁ вулкан и F₁ Цунами была больше массы стандартного гибрида на 3,4–3,6 % соответственно, но меньше, чем у гибрида F₁ Скала на 62-65 г. Среднесуточная скорость роста растений гибрида F₁ Буря – 1,5 г в сутки – обеспечивала более интенсивное накопление массы, чем у стандартного гибрида F₁ РМС 121. У гибридов F₁ Прилив, F₁ Волна и F₁ Горизонт масса 100 растений составляла 1,115–1,118 кг, что на 4,7–5,0 % больше массы гибрида F₁ РМС 121, но по интенсивности накопления массы уступали гибриду F₁ Скала на 48–51 г.

На вариантах с гербицидной обработкой наблюдалось торможение роста с нарастанием дефицита массы, по сравнению с ручной прополкой, с последующей адаптацией и активизацией ростовых процессов, способствующих восстановлению физиологических функций растительного организма. У стандартного гибрида F₁ РМС 121 масса 100 растений составила 0,865 кг. Наиболее устойчивым к негативному воздействию гербицидов были гибрид F₁ Скала, масса 100 растений которого составила 961 г. Стандартный гибрид F₁ РМС 121 значительно отставал в росте при гербицидной обработке: среднесуточная скорость составила 1,230 г. Вес одного растения гибрида F₁ Буря был на 4,82–5,53 % больше растений гибрида F₁ РМС 121.

Масса 100 растений сахарной свеклы после проведения трех гербицидных обработок составляла 3,5–4,5 кг. без применения химических обработок наибольшая масса одного растения была отмечена у гибрида F₁ Скала и составляла 45,59 г, что на 11,57 % больше, чем у стандартного гибрида F₁ РМС 121. У остальных изучаемых гибридов интенсивность накопления была несколько ниже, чем у гибрида F₁ Скала, и через шесть суток после проведения обработки масса одного растения составила 44,1–44,5 г. После проведения трех гербицидных обработок различия между массой интактных и подверженных негативному воздействию химических стресс-факторов растений сахарной свеклы были существенными, а способность растений противостоять угнетающему действию гербицидов отличалась в зависимости от гибридов. Растения сахарной свеклы, находясь в стрессовом состоянии, приостанавливают свой рост, что и отражается на интенсивности накопления массы. Отставание в накоплении массы у стандартного гибрида F₁ РМС 121 составило 13,15 % по сравнение с ручной прополкой. высокая устойчивость к негативному воздействию гербицидов отмечена у гибрида F₁ Скала. Менее устойчивыми были гибриды F₁ Вулкан, F₁ Цунами, F₁ Горизонт и F₁ Прилив – их способность к возобновлению активного роста после гербицидного стресса оценивалась на уровне 87,1–87,3 %.

Таким образом установлено, что фитотоксичность гербицидов для растений изучаемых гибридов проявлялась в разной степени. Наибольшая масса одного растения и продолжительность депрессии растений была короче у гибридов F₁ Скала и F₁ Волна. Учет урожайности корнеплодов показал, что преимущество по сбору корнеплодов за гибридом F₁ Скала, обеспечившим прирост урожайности на 11,55–12,16 т/га, или 23,7–24,0 % к средней (51,27 т/га). На втором месте по урожайности корнеплодов гибриды F₁ Волна и F₁ Горизонт, получено дополнительно (относительно средней) от 4,41 до 6,26 т/га продукции, или 8,6–12,2 %. Наименьшей урожайностью в сложившихся гидротермических условиях вегетации отличался гибрид F₁ РМС 121, урожайность которого составила 44,86 т/га.

Автор заявляет об отсутствии конфликта интересов.

About the authors

Evgeniy V. Zheryakov

Author for correspondence.
Email: zheryakov.e.v@pgau.ru
ORCID iD: 0000-0003-1288-6323
Scopus Author ID: 57363112300
ResearcherId: ABH-6643-2020

Candidate of Sciences (Agriculture), Associate Professor at the Plant Growing and Forestry Department

References

Supplementary files