ИЗСЛЕДОВАНИЯ В ИНСТИТУТЪТ ПО ФУРАЖНИТЕ КУЛТУРИ – ПЛЕВЕН

Проучване и сравняване на хербицидната ефикасност и еквивалентност на въздействие на търговски формулировки и техните информационни спектрални копия (IC), чрез вода.

доц. д-р Пламен Маринов-Серафимов, Институт по фуражните култури – Плевен

Целта на изследването е: Да се установи и сравни хербицидната ефикасност на търговски формулировки и техните информационни спектрални копия (IC), чрез вода.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДИ

Опитите са заложен при лабораторни условия в съдове с почва в четири повторения. Третирането е извършено блоково по варианти с пулсационна пръскачка (Akku-Wasserspruher) с плоска дюза. Търговските продукти с хербициден ефект са прилагани в регистрираната доза от фирмате производители за полски условия (ml/da), както и техните информационни спектрални копия (IC) чрез работен разтвор във вода, като за всички варианти в опита дозата на апликация и количеството на работния разтвор са преизчислявани, съобразно обема на култивационния съд. За провеждане на експеримента са подбрани растителни видове (тест растения) – салата (Lactuca sativa L.) и люцерна (Medicago sativa L.), които са с доказана висока чувствителност към хербицидните формулировки и същите са неселективни към тях. Третирането е извършено блоково по варианти.

В експеримента са включени следните хербицидни формулиравки:

Белука (680 g/l нонанова (пеларгонова) киселина); Емулсионен концентрат – ЕК; Доза на приложение: 160 ml/da.Тотален контактен хербицид (десикант) от растителен произход. Пеларгоновата киселина е извлечена от рапично масло само чрез физични методи (температура, налягане). Поради своя уникален механизъм на действие, плевелите третирани с Белука загиват за няколко часа (при спазване на препоръките за употреба). Белука е безвреден за околната среда, попаднал в почвата се разгражда до СО₂ и Н₂О.

Екопарт турбо (6,25 g/l пирафлуфен – етил); Емулсионен концентрат – ЕК; Доза на приложение: 80 ml/da. Тотален контактен хербицид (десикант) с активно вещество пирафлуфен-етил. Унищожава всички зелени части на растенията. Блокира  синтезата на хлорофил в зелените части на растението. Не се акумулира в околната среда и не е токсичен за пчелите и земните червеи.

Зи – Енд Активно в-во: 14% водоразстворим Цинк (Zn); Формулация: Еко тор; Доза на приложение: 15% разтвор. Използва се в края на вегетацията на културите, като десикант, преди прибиране на реколтата.

Лудис ОД [44 g/l темботрион; 22 g/l изоксадифен-етил (антидот); Маслена дисперсия (ОД); Доза на приложени 200 ml/da. Вегетационен, широкоспектърен, системен хербицид, съдържащ активно вещество темботрион от химичната група на трикетоните. Контролира широколистни и житни плевели. Поема се от листата и се транспортира до нарастващите части на растението. Непосредствено след прилагането, третираните плевели преустановяват растежа си и след 3 до 5 дни се наблюдава силно избеляване и обезцветяване на листата, последвано от некроза. Плевелната растителност загива за период до две седмици.

Оникс (600 g/l пиридат); Емулсионен концентрат – ЕК; Доза на приложение: 150 ml/da. Контактен вегетационен хербицид за борба с широколистни плевели. Абсорбира се от листата на плевелите. Растежът на плевелите спира веднага и при оптимални условия видимият ефект е 3-4 дни след третирането под формата на некротични петна, започващи от края на листата.

При търговските продукти с хербициден ефект за вегетационно приложение и техните информационни спектрални копия (IC) са използвани тест-растенията:

1. Салата (Lactuca sativa L.), сорт Айсберг „Грейт лейкс“ и
2. Люцерна (Medicago sativa L.), сорт „Дара“

Към включените в изследването информационни спектрални копия (IC) на продуктите с хербициден ефект е добавяно по 30% от търговския продукт (хербицид) за всеки един от тях, съгласно регистрираната доза от фирмата производител.

Третирането е извършено във фаза котиледони на салатата и люцерната, като фитотоксичния ефект на включените в експеримента хербицидни е отчитан по логаритмичната Девет балната скала на EWRS на 1, 3, 5, 7 и 14 ден след третирането, като са правени снимки с камера и дигитална микроскопска камера.

Растенията са отглеждани при фотопериод 13h ден и 11h  нощ с фотосоларна лампа за имитиране на слънчевото греене.

РЕЗУЛТАТИ И ОБСЪЖДАНЕ

Третирането на тест-растенията салата и люцерна с хербицида  Белука (680 g/l нонанова (пеларгонова) киселина) (тотален контактен хербицид (десикант) от растителен произход) в доза 160 ml/da и неговото информационно спектрално копие (IC) във фаза котиледони на културите се установява еквивалентен, бърз инициален десикационен ефект (Таблица 1 и 2). Не се установяват визуални различия в десикационния ефект при двете тест култури, както при прилагането на хербицидната формулировка, така и при третирането на културата с неговото информационно спектрално копие (IC). На първия ден, след третирането (1 DAT) се наблюдават видими хроротични изменения по растенията, които на третия и петия ден, след третирането преминават в некрози и загиване на растенията. Аналогични са и получените резултати при определяне на визуална фитотоксичност по логаритмичната скалата на EWRS (Таблица 3). За всички третирания е определен бал 9, тоест още на първия ден, след третирането се установява летален ефект на включените в изследването култури.

Биологичното въздействие на пирафлуфен-етила върху растителния организъм се изразява в блокиране синтезата на хлорофил в растенията в следствие на което всички зелени части на растенията загиват. Прилагането му, под формата на търговския продукт Екопарт турбо в доза 80 ml/da, както и на неговото информационно спектрално копие (IC) предизвикват еквивалентен десикационен ефект при салатата (Таблица 4). От визуално обследване е видно, че на първия ден, след извършване на третирането се установява умерено-силен фитотоксичен ефект от 7,5 бала по скалата на ЕWRS (Таблица 3) изразяващ се с хлоротични изменения, преминаващи в некрози по листната повърхност, независимо от използвания работен разтвор – хербицид или неговото информационно спектрално копие (IC). С удължаване периода на вегетация до третия ден след, третиране се установява летален ефект на тест-растението салата (бал 9). Независимо от наблюдаваните видими визуални симптоматични повреди по салатата, при наблюдение с дигитален електронен микроскоп се установяват различия в зависимост от приложението на работните разтвори – от комерсиалния продукт (Екопарт Турбо) в сравнение  неговото информационно спектрално копие (IC).

От Таблица 4 е видно, че на първия ден от третирането, прилагането на работния разтвор от комерсиалния продукт Екопарт Турбо оказва относително по-слабо фитотоксично въздействие върху листната петура на салатата, същата е с непроменена структура и в тургура на котиледоните и оцветена в зелено, докато при използването на информационно спектрално копие (IC) същата е с променена структура – частично дехидратирана, набръчкана с неравни участъци по периферията на листа, който е с променен цвят, което определя по силен инициален ефект на информационно спектрално копие (IC) в сравнение с комерсиалния хербициден разтвор. С удължаване периода до трети ден, след третирането във варианта третиран с комерсиалния продукт Екопарт Турбо се установява бърз инициален ефект на десикация (некроза по листната маса) върху тест-растението, докато при неговото информационно спектрално копие (IC) се установява слаб задържащ ефект, на по-бавно преминаване на фитотоксичните хлорофилни изменения в некрози. Независимо от установените незначителни разлики в наблюдавания десикационен ефект (установени само при наблюдение с дигитален микроскоп) може да се обобщи, че на петия ден от третирането се установява еквивалентен дисикационен ефект при салатата, независимо от приложението на химическия продукт Екопарт Турбо и/или неговото информационно спектрално копие (IC).

Таблица 1. Десикационен ефект на салата (Lactuca sativa L.) сорт „Айсберг“, след приложение на хербицида Белука и неговото информационно спектрално копие (IC)

Таблица 2. Десикационен ефект на люцерна (Medicago sativa L.) сорт „Дара“ след приложение на хербицида Белука и неговото информационно спектрално копие (IC)

Таблица 3. Визуална фитотоксичност по логаритмичната скалата на EWRS

Таблица 4. Десикационен ефект на салата (Lactuca sativa L.) сорт сорт „Айсберг“ след приложение на хербицида Екопарт турбо и неговото информационно спектрално копие (IC)

При третиране на люцерна се установяват видими визуални различия в инициалното фитотоксично (десикационно) въздействие на комерсиалния продукт – Екопарт турбо в сравнение с  неговото информационно спектрално копие (IC) (Таблица 5). При прилагане на комерсиалния продукт Екопарт турбо, десикационния ефект при люцерната се осъществява до седмия ден, след третирането, тоест с удължаване периода вегетация на културата фитотксичността нараства плавно от 3 до 9 бала (Таблица 3), докато при прилагането на неговото информационно спектрално копие (IC), доказан десикационен ефект се отчита след седмия ден от третиране – бал 5. Независимо от вида на използвания работен разтвор – от комерсиалния продукт или неговото информационно спектрално копие (IC) на четиринадесетия ден, след третиране се установява еквивалентно летално въздействие (бал 9) и десикация на културата.

Таблица 5. Десикационен ефект на люцерна (Medicago sativa L.) сорт „Дара“, след приложение на хербицида Екопарт турбо и неговото информационно спектрално копие (IC)

Предлагането на еко тора Зи – Енд [14% водоразстворим Цинк (Zn)], като десикант, оказва бърз инициален ефект при салатата, като не се установяват видими съществени различия в зависимост от приложението на химичната формулировка или неговото информационно спектрално копие (IC) (Таблица 6).

Таблица 6. Десикационен ефект на салата (Lactuca sativa L.) сорт „Айсберг“, след приложение на еко тора Зи – Енд и неговото информационно спектрално копие (IC)

При прилагането на еко тора Зи – Енд и неговото информационно спектрално копие (IC) при люцерна, се установяват съществени видими различия по отношение инициалното въздействие по отношение  десикационния ефект върху културата (Таблица 7). Търговската формулировка Зи – Енд, приложена в доза 15% работен разтвор, предизвиква бърз десикационен ефект в периода трети –пети ден, след третиране (6-8 бала), докато при прилагане на неговото информационно спектрално копие (IC) се установява плаващ и неравномерен десикационен ефект върху надземната биомаса на люцерната, макар визуално определените баловете на фитотоксичност, съгласно логаритмичната скалата на EWRS да са с близки стойности (Таблица 3). От направените електронни снимки с дигитален микроскоп е видно, че в периода трети – седми ден, след третиране десикационния ефект при люцерната е неравномерно проявен, което може да се обясни с начина на въздействие на Zn, който навлиза пасивно в растителния организъм, а биологичното му въздействие се основава на намаляване междуклетъчното съпротивление в повърхностния слой на структурните образувания по листата, свързани с удебелените епидермални клетки, покрити със защитен слой (кутикула) и наличието на восъчен налеп при културата. Според  Ni et al. (2012) кутикулните восъци върху листата на люцерната са доминирани от първични алкохоли (41,7 – 54,2%), алкани (13,2-26,9%), терпени (17,5 -28,9%), алдехиди (1,4 – 3,4%) и други неидентифицирани вещества  (4,5-18,4%). Независимо от наблюдаваните неравномерно изразени симптоматични повреди по вегетативните части на люцерната (котиледони, листа и стебла), след приложението на информационно спектрално копие (IC) на еко тора Зи – Енд четиринадесет дни, след третиране се установява еквивалентен десикационен летален ефект (бал 9), както при приложение на комерсиалния еко тор  Зи – Енд, така и при използването на неговото информационно спектрално копие (IC).

Таблица 7. Десикационен ефект на люцерна (Medicago sativa L.) сорт „Дара“, след приложение на еко тора Зи – Енд и неговото информационно спектрално копие (IC)

Широкоспектърният хербицид Лаудис използван в земеделската практика за комплексна борба срещу широколистни и житни плевели при житни култури, както и  неговото информационно спектрално копие (IC) приложени при салата, оказва летален ефект (бал 9) върху развитието на тест-растението до седмия ден след третирането.

Прилагането на информационното спектрално копие (IC) на хербицида Лаудис при салата, оказва по-бърз инициален ефект в сравнение с използвания стандартен работен разтвор на комерсиалния продукт. Леталеният ефект (ефикасността) от приложението на информационното спектрално копие (IC) на хербицида се отчита значително по-рано, на петия ден, след третирането на салатата следователно, информационното спектрално копие (IC) на търговския продукт Лаудис е със сходно по-бързо инициално действие от химическото въздействие (ефикасност) в сравнение със стандартния работен разтвор от комерсиалния  продукт, независимо, че активното вещество на хербицида в работния разтвор на  информационното спектрално копие (IC) е незначително – 30% (2,64 g/l), в сравнение със същото при комерсиалния работен разтвор на продукта – 8,8 g/l а.в.

Таблица 8. Хербицидна ефикасност при тест-растение салата (Lactuca sativa L.) сорт „Айсберг“, след приложение на Лаудис и неговото информационно спектрално копие (IC)

Хербицидната ефикасност на включените в изследването стандартен работен разтвор на Лаудис (200 ml/da) за полски условия и неговото информационното спектрално копие (IC) оказват еквивалентен фитотоксичен  ефект върху люцерната изразяваща се в обезцветяване на листата хлороза (албизъм), която до двадесет и първия ден, след третирането преминава в некроза. От представените резултати в Таблица 3 е видно, че независимо от вида на приложения работен разтвор на Лаудис 200 ml/da или неговото информационното спектрално копие (IC), се отчитат близки по стойности балове на фитотоксичност, които нарастват от 1 (без симптоматични повреди) до 9 бала (летален ефект) с удължаване периода на вегетация на люцерната. Не се установяват различия в биологичното въздействието на конвенционалния работен разтвор на Лаудис и използваното му информационното спектрално копие (IC) (Таблица 9). На петия ден, след третирането на люцерната не установяват еднообразни фитотоксични изменения – новопоявилите се примодиални (несъщински) листа при люцерната за всички варианти на опита са с ясно изразени хлоротични изменения (албизъм), характерно за фитотоксичното въздействие на активното вещество темботрион, появяващо се при чувствителни растения, след приложение на хербициди от групата на трикетоните. Визуално наблюдаваните  фитотоксични симптоматични повреди по люцерната се засилват, които в периода пети – четиринадесети ден, след третирането се засилват, като не се установяват съществени визуални различия в установения фитотоксичен ефект на използвания комерсиален хербицид и неговото информационното спектрално копие (IC) което е в пряка връзка с биохимичното въздействие на индиректения хербициден ефект темботриона (прилежащ към групата на трикетоните), като ALS инхибитор, определящ блокиране синтеза на  каротиноидите, вследствие на което отмират чувствителните растения под въздействие на ултравиолетова светлина. На двадесет и първия ден, след третирането, установените хлоротични (албизъм) изменения преминават в некрози и загиване на люцерната, както при комерсиалния разтвор на Лаудис, така и при приложение на неговото информационното спектрално копие (IC).

Включения в изследването контактен вегетационен хербицид Оникс (600 g/l пиридат) използван за контрол на широколистните плевели и неговото информационно спектрално копие (IC) оказват еднакъв и равностоен, фитотоксичен ефект при прилагането им върху салата (Таблици 3 и 10). От анализа резултатите, представени в Таблици 3 и 10 е видно, че използваното информационно спектрално копие (IC) на хербицидната търговска формулировка Оникс, не се различава съществено  по механизма на биологично въздействие и наблюдаваните визуални симптоматични повреди по салатата в сравнение с неговото информационно спектрално копие (IC). Във всички варианти на опита в зависимост от ефекта на използваните работни разтвори фитотоксичният им ефект (ефикасност) варира от слаб до незначителен (бал 2) на третия ден, след третирането, до летален (бал 9) (100 ефикасност) до пети – седми ден, след приложението им.

Таблица 9. Хербицидна ефикасност при тест-растение люцерна (Medicago sativa L.) сорт „Дара“, след приложение на Лаудис и неговото информационно спектрално копие (IC)

Таблица 10. Хербицидна ефикасност при тест-растение салата (Lactuca sativa L.) сорт „Айсберг“, след приложение на Оникс и неговото информационно спектрално копие (IC)

Прилагането на работен разтвор на комерсиалния продукт Оникс и неговото информационно спектрално копие (IC) при люцерна оказва съществени различия в инициалното фитотоксично въздействие върху културата (Таблица 11). От незначителни (бал 1), до относително слаби (бал 2) са наблюдаваните видими фитотоксични изменения по тест-растенията – първи-трети ден, след третиране, което може да се обясни с биологичното въздействие на активното вещество пиридат, който е единствения представител на химичната група фенил-пиридазин с доказан инхибиращ ефект върху фотосинтезата на чувствителните растения, чрез D1 кинона. Независимо от липофилните си характеристики пиридатът се абсорбира относително по-бързо от растенията изисква време да се свърже с фотосистема II, за да прекрати транспортът на електрони при фотосинтезата на растенията, което определя и относително слабия инициален ефект на въздействие върху тест растението люцерна.

Независимо от това, третирането на люцерната с информационното спектрално копие (IC) на хербицида оказва относително по-бърз инициален ефект (бол 6) на петия ден, докато, в сравнение с прилагания работен разтвор на комерсиалния продукт Оникс (бал 7). Независимо от наблюдаваните незначителни различия върху ефикасността на включените в изследването работни разтвори на седмия ден, след третирането на люцерната, както с работния разтвор на комерсиалния продукт Оникс, така и с неговото информационно копие се установява загиване на тест-растението (бал 9).

Таблица 11. Хербицидна ефикасност при тест-растение люцерна (Medicago sativa L.) сорт „Дара“, след приложение на Оникс и неговото информационно спектрално копие (IC)

ИЗВОДИ

Следвайки приложения експериментален подход е разработен in vitro (съдов) тест за установяване и сравняване еквивалентността на биологичното въздействие от комерсиални продукти с хербициден ефект и техните информационни спектрални копия (IC), във вода при тест-растения салата (Lactuca sativa L.) сорт „Айсберг“ и люцерна (Medicago sativa L.) сорт „Дара“ .

Използването на двата вида – салата (Lactuca sativa L.) и люцерна (Medicago sativa L.) при извеждането на съдови опити в лабораторни (контролирани) условия,  гарантира бързо инициално развитие на тест-растенията, възможност за установяване видовите различия, спрямо биологичния ефект от въздействието на комерсиални продукти с хербициден ефект и техните информационни спектрални копия (IC), което е предпоставка за доказване на тяхната биоеквивалентност на въздействие и възможност за взаимозаменяемост при използване в растително-защитните практики.

Препоръчителните работни дози за полски условия  на включените в изследването комерсиални продукти с хербициден ефект () и техните информационни спектрални копия (IC), предизвикват биоеквивалентен фитотоксичен и летален ефект на включените в изследването чувствителни видове салата (Lactuca sativa L.) и люцерна (Medicago sativa L.), което е предпоставка за достоверни експериментални резултати.

Установява се ясно изразено биоеквивалентно (хербицидно) въздействие с десикационен ефект при приложение на хербицидите Белука, Екопарт Турбо и еко тора Зи – Енд с доказан контактен десикационен ефект и техните информационни спектрални копия (IC) включените в изследването тест-растения салата (Lactuca sativa L.) и люцерна (Medicago sativa L.)

Апликацията на комерсиалните хербициди Лаудис (при люцерна) и Оникс (при салата), както и техните  информационни спектрални копия (IC) предизвикват еквивалентно биологично въздействие, като наблюдаваната фитотоксична симптоматика по тест-растенията не се различава съществено в предизвиканите визуални симптоматични повреди (т.е. фитотоксичност) съобразно механизма на въздействие на активните вещества върху включените в изследването тест-растения.

Прилагането на информационните спектрални копия (IC) на хербицидите Лаудис (при салата) и Оникс (при люцерна) оказват еквивалентен фитотоксичен ефект върху тест-растенията с тази разлика, че въздействието на  информационното спектрално копие (IC) е с по-бърз инициален ефект (ефикасност) в сравнение със стандартните работни разтвори от комерсиалните  продукти, независимо, че активното вещество на хербицидите в работния разтвор на информационното спектрално копие (IC) е значително по-малко (съставлява 30% от прилаганата доза), в сравнение със същото при комерсиалните работни разтвори на хербицидите (прилагани в стандартни дози, регистрирани от фирмите производители).

Включването на информациони спектрални копия (IC) на широко използваните в земеделската практика хербициди, като средство за борба срещу плевелите е предпоставка за по-слабо антропогенно натоварване и опазване от химично замърсяване (акумулиране на химичните субстанции в орницата и миграцията им в подпочвените води) на агрофитоценозите. Установената ефикасност на включените в изследването информациони спектрални копия (IC) вероятно се дължи  на бързото им включване в процеса на обмяната на веществата при тест-растенията, определено от повърхностно напрежение,  капилярността и между молекулната кохезия на водата, спомагащи за безпрепятственото й усвояване и активно навлизане в растителните организми в процеса на обмяната на веществата при културните растения.

ЛИТЕРАТУРА

Ni, Y., Y. Guo,L. Han, H. Tang, M.Conyers, 2012. Leaf cuticular waxes and physiological parameters in alfalfa leaves as influenced by drought. Photosynthetica, 50(3): 458-466.