АГРОНОМИЯ

О.Д. Петровская, аспирант

С.В. Барановский, кандидат технических наук

ФГАОУ ВО «Сибирский федеральный университет»

РФ, 660041, г. Красноярск, пр-т Свободный, 79

А.В. Демиденко, кандидат биологических наук

Т.Г. Волова, доктор биологических наук, профессор

ФГАОУ ВО «Сибирский федеральный университет»

Институт биофизики СО РАН, ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН»

РФ, 660036, г. Красноярск, Академгородок, 50/50

E-mail: olga.petrovskaya.96@mail.ru

УДК 632.954

DOI:10.30850/vrsn/2022/1/47-51

ДЕЙСТВИЕ ДЕПОНИРОВАННЫХ ГЕРБИЦИДНЫХ ПРЕПАРАТОВ

НА ЗЕРНОВЫЕ КУЛЬТУРЫ*

Изучено влияние депонированных гербицидных препаратов метрибузина (МЕТ) и трибенурон-метила (ТРИБ) на осно-

ве биоразлагаемого поли-3-гидроксибутирата на яровую пшеницу сорта Новосибирская 15 (Triticum aestivum) и яровой

ячмень - Биом (Hordeum vulgare). Исследование (2019 год) провели в условиях полевого стационара Красноярского государ-

ственного агроуниверситета на лугово-черноземной мощной тяжелосуглинистой почве. Внесение депонированных герби-

цидных препаратов способствовало лучшему контролю численности сорных растений, повышению урожайности культур.

При внесении препаратов МЕТ количество сорных растений снизилось более чем на 70 % (20 шт/м²) по сравнению с от-

рицательным контролем. Гербицидное действие ТРИБ и МЕТ, депонированных в матрицу из поли-3-гидроксибутирата

в смеси с опилками более выраженное по сравнению с опрыскиванием свободными формами пестицидов. В результате

исследования установили, что применение экспериментальных форм с ТРИБ увеличило биологическую урожайность зер-

новых культур. Максимальное количество продуктивных стеблей (712 шт/м²) и наибольшая урожайность (6,12 т/га)

зафиксированы у ярового ячменя с внесением депонированного трибенурон-метила.

Ключевые слова: метрибузин, трибенурон-метил, депонированные гербицидные препараты, яровая пшеница, яровой ячмень,

урожайность, структура урожая.

O.D. Petrovskaya, PhD student

S.V. Baranovskiy, PhD in Engineering sciences

Siberian Federal University

RF, 660041, g. Krasnoyarsk, pr-t Svobodnyj, 79

A.V. Demidenko, PhD in Biological sciences

T.G. Volova, Grand PhD in Biological sciences, Professor

Siberian Federal University

Institute of Biophysics SB RAS, FRC « Krasnoyarsk Scientific Center SB RAS»

RF, 660036, g. Krasnoyarsk, Akademgorodok, 50/50

E-mail:olga.petrovskaya.96@mail.ru

THE EFFECT OF DEPOSITED HERBICIDAL PREPARATIONS ON GRAIN CROPS

The aim of the study was to study the effectiveness of deposited herbicidal preparations metribuzin and tribenuron-methyl based

on biodegradable poly-3-hydroxybutyrate in micro-field crops of grain crops (spring wheat variety «Novosibirskaya 15» (Triticum

aestivum) and spring barley variety “Biom” (Hordeum vulgare). The research was carried out in the growing season of 2019 in a

field station of the Krasnoyarsk State Agricultural University, located in the vicinity of Krasnoyarsk on meadow-chernozem thick

heavy loamy soil. As a result of the study, it was shown that the introduction of deposited herbicidal preparations contributed to a

better control of the number of weeds in comparison with their free forms, which contributed to a greater formation of productive stems

and, as a consequence, an increase in crop yields. The maximum decrease in the number of weeds was recorded with the introduction

of MET preparations, where the number of weeds on August 20 decreased by more than 70 % (20 pcs/m²) in comparison with

the negative control. Similar effects of herbicides in free and deposited form are shown in crops of spring barley varieties «Biom».

The herbicidal effect of TRIB and MET deposited in a matrix of P (3GB) mixed with sawdust was more pronounced compared

to spraying with free forms of pesticides. The results of the study showed that the use of experimental forms with TRIB increased

the biological yield of grain crops by improving the indicators of the yield structure and effective control of weeds. The maximum

number of productive stems was recorded on spring barley with the addition of deposited tribenuron-methyl (712 pcs/m²), where

the highest yield was formed (6.12 t/ha).

Key words: metribusin, tribenuron-methyl, deposed herbicidal preparations, spring wheat, spring barley, yield, harvest structure.

* Работа выполнена при финансовой поддержке Проекта «Агропрепараты нового поколения: стратегии конструирования и

реализации» (Соглашение № 074-02-2018-328) в соответствии с Постановлением Правительства Российской Федерации

от 9 апреля 2010 г. № 220 «О мерах по привлечению ведущих ученых в вузы России» / The work was financially supported

by the Project «New Generation Agricultural Products: Design and Implementation Strategies» (Agreement No. 074-02-2018-328)

in accordance with Decree of the Government of the Russian Federation of April 9, 2010 No. 220 “On measures to attract leading

scientists to Russian universities”.

АГРОНОМИЯ

Пестициды предназначены для борьбы с вреди-

Таблица 1.

телями и болезнями, однако в основном они акку-

Общее количество сорных растений

в посадках зерновых культур

мулируются в растениях и животных, загрязняют

с различной доставкой гербицидов, шт/м²

почвы, водоемы и грунтовые воды. [4, 8, 15] Один из

способов повышения эффективности использова-

Вариант опыта

31 мая

12 июля

22 июля

17 августа

ния пестицидов - инкапсулирование в матрицы из

Пшеница Новосибирская 15

синтетических и природных полимеров. [2, 3, 5, 7, 9]

Контроль «-»

17±3

348±16

136±10

115±9

Применение биоматериалов в качестве систем

доставки имеет множество преимуществ: биосов-

Контроль «+» ТРИБ

10±2

267±13

100±8

81±6

местимость, нетоксичность, эффективная инкап-

Контроль «+» МЕТ

6±1

260±12

115±8

75±6

суляция, пролонгированное высвобождение. [10]

Гранулы ТРИБ

11±2

168±11

60±5

80±6

Особое место среди биоразлагаемых полимеров за-

Гранулы МЕТ

4±1

220±13

100±9

20±3

нимают полигидроксиалканоаты (ПГА), свойства

Ячмень Биом

которых (медленная биоразлагаемость, возмож-

Контроль «-»

19±3

403±28

180±13

79±6

ность получения полимерных изделий в различных

Контроль «+» ТРИБ

8±2

309±18

148±10

44±3

физических состояниях) открывают перспективу

Контроль «+» МЕТ

7±1

272±21

124±10

52±3

построения долгосрочных форм препаратов на их

основе. [6, 11, 13, 14]

Гранулы ТРИБ

10±2

250±20

120±10

28±3

Исследований по применению пестицидных

Гранулы МЕТ

12±2

125±11

100±8

28±3

препаратов на основе ПГА в посевах пшеницы и яч-

меня практически не было.

Цель работы - изучить действие депонирован-

Опыты провели в 2019 году в условиях полево-

ных гербицидных препаратов метрибузина и три-

го стационара Красноярского государственного

бенурон-метила на основе разрушаемого поли-3-

агроуниверситета на лугово-черноземной мощ-

гидроксибутирата (П(3ГБ)) на яровую пшеницу Ново-

ной тяжелосуглинистой почве. Варианты приме-

сибирская 15 (Triticum aestivum) и яровой ячмень Биом

нения гербицидов для каждой зерновой культу-

(Hordeum vulgare).

ры (яровая пшеница Новосибирская 15 и ячмень

Биом): контроль

«-» отрицательный (выращи-

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

вание растений без применения гербицидов);

контроль

«+» положительный (опрыскивание

Метрибузин (МЕТ) - системный избиратель-

растений водными растворами МЕТ и ТРИБ);

ный гербицид из группы 1,2,4-триазинонов. Три-

экспериментальные группы (внесение депониро-

бенурон-метил (ТРИБ) - системный селективный

ванных форм МЕТ и ТРИБ в виде гранул в почву

гербицид из группы сульфонилмочевин. Механизм

одновременно с посевом).

действия первого основан на ингибировании реак-

Семена высевали 23 мая 2019 года вручную по

ции Хилла, второго - фермента ацетолактатсинтазы.

общепринятой схеме: расстояние между рядка-

В качестве носителя для гербицида использовали

ми - 15 см, зернами - 1,5…2,0, глубина - 5…6 см.

смесь полимера поли-3-гидроксибутирата и бере-

Площадь опытной делянки - 1 м², повторность -

зовых опилок. Формы в виде гранул получены в со-

трехкратная, размещение - систематическое. Гра-

ответствии с методикой, описанной в предыдущих

нулы вносили в междурядья на глубину 5…6 см

исследованиях. [12]

(315 шт/м²). Однократно опрыскивали раствора-

Таблица 2.

Структура урожая зерновых культур

Показатель

Контроль «-»

Контроль «+» ТРИБ

Контроль «+» МЕТ

Гранулы ТРИБ

Гранулы МЕТ

пшеница Новосибирская 15

Число растений, шт/м²

147±12

158±13

148±13

159±13

149±13

Количество продуктивных стеблей, шт/м²

215±19

192±16

159±14

179±14

143±12

Высота растения, см

79±6

81±7

78±7,2

84±7,1

77±7,1

Длина колоса, см

5,6±0,7

5,5±0,4

5,4±0,6

5,5±0,04

5,2±0,4

Количество колосков в главном колосе, шт

11±0,9

10±0,6

10±0,9

10±0,6

Количество зерен в колосе, шт

23±1,2

22±1,1

21±1,6

19±1,1

Масса зерна одного колоса, г

0,7±0,06

0,7±0,05

0,7±0,06

0,8±0,06

0,6±0,04

Масса 1000 зерен, г

36,3±2,9

36,2±3,2

35,8±3,2

36,1±3,2

34,1±3,2

ячмень Биом

Число растений, шт/м²

176±15,4

182±16,3

170±16

198±17,5

182±17

Количество продуктивных стеблей, шт/м²

600±54

667±56

621±48

712±65

541±46

Высота растения, см

55±4,3

55±4,5

54±4,3

57±4,9

56±4,5

Длина колоса, см

4,9±0,5

5,1±0,5

4,4±0,5

Количество зерен в колосе, шт

14±1,1

14±0,9

15±0,9

14±0,9

Масса зерна одного колоса, г

0,79±0,06

0,85±0,07

0,77±0,05

0,86±0,06

0,81±0,06

Масса 1000 зерен, г

55,3±4,9

56,4±5,1

52,7±4,6

57,4±5,1

54,9±4,3

ВЕСТНИК РОССИЙСКОЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ НАУКИ • № 1-2022

АГРОНОМИЯ

Биологическая урожайность зерновых культур.

ми гербицидов во время посева согласно нормам

но. Максимальное снижение (70 %) численности

(МЕТ - 140 г/га, ТРИБ - 25 г/га). Урожай собирали

сорных растений зафиксировано 20 августа при

17 августа.

внесении МЕТ в свободной форме, депонирован-

В ходе эксперимента регистрировали сроки на-

ного в гранулы из карбоксиметилцеллюлозы-као-

чала гибели сорных растений и их количество.

линита - 76,1 %.

Биологическую урожайность зерновых культур

В посевах ярового ячменя сорта Биом герби-

определяли в фазе полной спелости (с пересчетом

цидное действие ТРИБ и МЕТ, депонированных

на 14-процентную влажность). Анализировали ее

в матрицу из П(3ГБ) в смеси с опилками было бо-

структуру в соответствии с общепринятыми мето-

лее выраженным по сравнению с опрыскивани-

диками. [1]

ем свободными формамами. При максимальной

Результаты статистически обрабатывали в про-

численности сорных растений (403 шт/м²) в июле

граммах Microsoft Excel (Windows 10) и Statgraphics

внесение свободных форм ТРИБ и МЕТ снизило

Centurion 8. Варианты сравнивали с помощью дис-

их количество до 309 и 272 шт/м², депонирован-

персионного анализа (ANOVA).

ных - 250 и 125 шт/м² соответственно. Высокое

гербицидное действие депонированных препа-

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

ратов можно объяснить выраженным пролонги-

рованным эффектом в связи с их постепенным

Сорные растения появились

31 мая: лебеда

высвобождением из полимерной основы из-за

(Atriplex), желтушник (Erysimum), одуванчик

замедленной деградации П(3ГБ).

(Taraxacum), жерушник (Rorippa), осот (Sonchus),

Структура урожая пшеницы и ячменя представ-

звездчатка средняя (Stellaria media), пырей

лена в таблице 2. При внесении депонированного

(Elytrigia). Максимальное их количество зафикси-

МЕТ число и высота растений пшеницы, количе-

ровано 12 июля. Доминирующий вид на делянках

ство продуктивных стеблей, длина колоса и масса

с пшеницей в конце июля - звездчатка средняя

зерна были наименьшими среди всех вариантов

(160 шт/м²). Общая численность сорняков в от-

обработки пестицидами. Наибольшее число рас-

рицательном контроле - 348 и403 шт/м² соот-

тений и продуктивных стеблей ячменя сформиро-

ветственно (табл. 1). Состав сорных растений в

валось в опыте с применением гранул ТРИБ - 198

посевах пшеницы: лебеда - 4,59 %, звездчатка

и 712 шт/м² соответственно. Внесение гранул МЕТ

средняя - 45,97, одуванчик - 21,84, осот - 4,59,

отрицательно повлияло на количество продуктив-

желтушник - 22, 99; в посевах ячменя - лебеда -

ных стеблей и длину колоса - 541 шт/м²и 4,4 см

22, желтушник - 19, звездчатка средняя - 22, оду-

соответственно.

ванчик - 32, осот - 4 %.

Свободные формы и гранулы МЕТ показали

С помощью однофакторного дисперсионного

хорошую гербицидную эффективность, но их ис-

анализа установили достоверное различие между

пользование негативно отразилось на элементах

вариантами обработки препаратами. Гербицид-

структуры урожая зерновых культур, что привело к

ный эффект проявился в середине июля. Внесение

наименьшей урожайности (см. рисунок).

свободных форм ТРИБ и МЕТ в посевы пшеницы

При внесении экспериментальных форм ТРИБ

снизило количество сорных растений на 20…25 %

биологическая урожайность ячменя увеличилась до

(267 и 260 шт/м² соответственно) относительно от-

6,12 т/га.

рицательного контроля. К концу июля численность

сорняков резко сократилась до 100 и 115 шт/м²

СПИСОК ИСТОЧНИКОВ

из-за обработки свободными формами ТРИБ

1. Серёгин, М.В. Учебная практика по растениеводству и

и МЕТ (в отрицательном контроле - 136 шт/м²),

кормопроизводству: учебное пособие /М.В. Серёгин,

20 августа - 81 и 75 шт/м².

А.А. Скрябин. - Пермь: ПГСХА, 2009. - C. 113.

Наиболее эффективное подавление сорняков

2. Ashitha, A. Characteristics and Types of Slow / A. Ashi-

в посевах пшеницы Новосибирская 15 наблюдали

tha, M. Jyothis //Controlled Release of Pesticides for Sus-

при внесении депонированных препаратов ТРИБ и

tainable Agriculture - Springer International Publishing,

МЕТ - на 50 и 37 % (168 и 220 шт/м²) соответствен-

2020. - P. 141-153. DOI:10.1007/978-3-030-23396-9_6

АГРОНОМИЯ

Cao, L. Biodegradable poly (3-hydroxybutyrate-co-4-hy-

mental Science and Pollution Research. - 2016. - V. 23. -

droxybutyrate) microcapsules for controlled release of

Is. 6. - P. 5243-5254. DOI: 10.1007/s11356-015-5739-1

trifluralin with improved photostability and herbicid-

15. Wang, P. Nanotechnology: a new opportunity in plant

al activity/ L. Cao, Y. Liu, C. Xu et al.// Materials Sci-

sciences/ P. Wang, E. Lombi, F.-J. Zhao, P.M. Kopittke //

ence and Engineering, 2019. - V. 102. - P. 134-141.

Plant Science. - 2016. - Т. 21. - № 8. - P. 699-712.

DOI:10.1016/j.msec.2019.04.050

DOI:10.1016/j.tplants.2016.04.005

Chhipa, H. Nanofertilizers and nanopesticides for agri-

culture/ H. Chhipa // Environmental chemistry letters,

LIST OF SOURCES

2017. - V. 15. - № 1. - P. 15-22. DOI:10.1007/s10311-

Seryogin, M.V. Uchebnaya praktika po rastenievodstvu i

016-0600-4

kormoproizvodstvu: uchebnoe posobie /M.V. Seryogin,

Khan, H. Effective control against broadleaf weed species

A.A. Skryabin. - Perm’: PGSKHA, 2009. - C. 113.

provided by biodegradable PBAT/PLA mulch film embed-

Ashitha, A. Characteristics and Types of Slow / A. Ashi-

ded with the herbicide 2-methyl-4-chlorophenoxyacetic

tha, M. Jyothis //Controlled Release of Pesticides for Sus-

acid (MCPA) / H. Khan, S. Kaur, T.C. Baldwin, I. Ra-

tainable Agriculture - Springer International Publishing,

decka et al. // ACS Sustainable Chemistry & Engineering,

2020. - P. 141-153. DOI: 10.1007/978-3-030-23396-9_6

2020. - V. 8. - № 13. - P. 5360-5370. DOI:10.1021/acs-

Cao, L. Biodegradable poly (3-hydroxybutyrate-co-4-hy-

suschemeng.0c00991

droxybutyrate) microcapsules for controlled release of tri-

Kiselev, E.G. The Kinetics of Fungicide and Herbicide

fluralin with improved photostability and herbicidal activi-

Release from Slow-Release Formulations Prepared from

ty/ L. Cao, Y. Liu, C. Xu et al.// Materials Science and En-

Degradable Poly-3-Hydroxybutyrate/ E.G. Kiselev,

gineering, 2019. - V. 102. - P. 134-141. DOI:10.1016/j.

S.V. Baranovskiy // Journal of Siberian Federal Universi-

msec.2019.04.050

ty. - 2016. - V. 9. - P. 233. DOI: 10.17516/1997-1389-

Chhipa, H. Nanofertilizers and nanopesticides for agri-

2016-9-2-233-240

culture/ H. Chhipa // Environmental chemistry letters,

Kwiecien, I. Biodegradable PBAT/PLA blend with bio-

2017. - V. 15. - № 1. - P. 15-22. DOI: 10.1007/s10311-

active MCPA-PHBV conjugate suppresses weed growth /

016-0600-4

I. Kwiecien, G. Adamus, G. Jiang et al. // Biomacromole-

Khan, H. Effective control against broadleaf weed species pro-

cules, 2018. - V. 19. - Is. 2. - P. 511-520. DOI: 10.1021/

vided by biodegradable PBAT/PLA mulch film embedded with

acs.biomac.7b01636

the herbicide 2-methyl-4-chlorophenoxyacetic acid (MCPA)

Li, Z.Z. Controlled release of avermectin from porous

/ H. Khan, S. Kaur, T.C. Baldwin, I. Radecka et al. // ACS

hollow silica nanoparticles: Influence of shell thickness

Sustainable Chemistry & Engineering, 2020. - V. 8. - № 13. -

on loading efficiency, UV-shielding property and release/

P. 5360-5370. DOI:10.1021/acssuschemeng.0c00991

Z.Z. Li, S.A. Xu, L.X. Wen et al. // Journal of Controlled

Kiselev, E.G. The Kinetics of Fungicide and Herbicide

Release. - 2006. - V. 3. - P. 81-88. DOI:10.1016/j.jcon-

Release from Slow-Release Formulations Prepared from

rel.2005.10.020

Degradable Poly-3-Hydroxybutyrate/ E.G. Kiselev,

Mahmoudian, M. Preparation and investigation of poly

S.V. Baranovskiy // Journal of Siberian Federal Universi-

(methylmethacrylate) nano-capsules containing haloxy-

ty. - 2016. - V. 9. - P. 233. DOI: 10.17516/1997-1389-

fop-R-methyl and their release behavior/ M. Mahmoudian,

2016-9-2-233-240

S. Torbati, N. Aliмirzayi et al. //Journal of Environmen-

Kwiecien, I. Biodegradable PBAT/PLA blend with bio-

tal Science and Health, Part B. - 2020. - V. 55. - Is. 4. -

active MCPA-PHBV conjugate suppresses weed growth /

P. 301-309. DOI: 10.1080/03601234.2019.1692614

I. Kwiecien, G. Adamus, G. Jiang et al. // Biomacromole-

10. Roy, A. Controlled pesticide release from biodegrada-

cules, 2018. - V. 19. - Is. 2. - P. 511-520. DOI: 10.1021/

ble polymers/ A. Roy, S.K. Singh, J. Bajpai, A. Bajpai //

acs.biomac.7b01636

Open Chemistry. - 2014. - V. 12 - Is. 4. - P. 453-469.

Li, Z.Z. Controlled release of avermectin from porous hollow

DOI:10.2478/s11532-013-0405-2

silica nanoparticles: Influence of shell thickness on loading ef-

11. Volova, T. Biological effects of the free and embedded

ficiency, UV-shielding property and release/ Z.Z. Li, S.A. Xu,

metribuzin and tribenuron-methyl herbicides on various

L.X. Wen et al. // Journal of Controlled Release. - 2006. -

cultivated weed species/ T. Volova, S. Baranovsky, O. Pet-

V. 3. - P. 81-88. DOI:10.1016/j.jconrel.2005.10.020

rovskaya et al. // Journal of Environmental Science and

Mahmoudian, M. Preparation and investigation of poly

Health, Part B. - 2020. - V. 55. - Is. 11. - P. 1009-1019.

(methylmethacrylate) nano-capsules containing haloxy-

DOI: 10.1080/03601234.2020.1807835

fop-R-methyl and their release behavior/ M. Mahmoudi-

12. Volova, T. Efficacy of embedded metribuzin and tribenu-

an, S. Torbati, N. Alimirzayi et al. //Journal of Environ-

ron-methyl herbicides in field-grown vegetable crops in-

mental Science and Health, Part B. - 2020. - V. 55. -

fested by weeds/ T. Volova, A. Demidenko, N. Kurachenko

Is. 4. - P. 301-309. DOI: 10.1080/03601234.2019.1692614

et al. // Environmental Science and Pollution Research. -

10. Roy, A. Controlled pesticide release from biodegradable

2021. - V. 28. - Is. 1. - P. 982-94. DOI: 10.1007/s11356-

polymers/ A. Roy, S.K. Singh, J. Bajpai, A. Bajpai // Open

020-10359-1

Chemistry. - 2014. - V. 12 - Is. 4. - P. 453-469. DOI:

13. Volova, T. Constructing slow-release fungicide formu-

10.2478/s11532-013-0405-2

lations based on poly (3-hydroxybutyrate) and natural

11. Volova, T. Biological effects of the free and embedded

materials as a degradable matrix/ T. Volova, S. Prudniko-

metribuzin and tribenuron-methyl herbicides on various

va, A. Boyandin et al. // Journal of agricultural and food

cultivated weed species/ T. Volova, S. Baranovsky, O. Pet-

chemistry. - 2019. - V. 67. - Is. 33. - P. 9220-9231. DOI:

rovskaya et al. // Journal of Environmental Science and

10.1021/acs.jafc.9b01634

Health, Part B. - 2020. - V. 55. - Is. 11. - P. 1009-1019.

14. Volova, T. Characterization of biodegradable poly-3-hydroxy-

DOI: 10.1080/03601234.2020.1807835

butyrate films and pellets loaded with the fungicide tebucona-

12. Volova, T. Efficacy of embedded metribuzin and tribe-

zole / T. Volova, N. Zhila, O. Vinogradova et al./ Environ-

nuron-methyl herbicides in field-grown vegetable crops

ВЕСТНИК РОССИЙСКОЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ НАУКИ • № 1-2022