Сравнительная эффективность действия гербицидов имидазолиноновой и сульфонилмочевинной группы на заразиху при селекции крупноплодных сортов подсолнечника

Введение. Растущий рынок кондитерских сортов подсолнечника оказал стимулирующее влияние на расширение селекционных программ. В Российской Федерации селекционная работа с крупноплодным подсолнечником кондитерского типа вновь началась сравнительно недавно. Востребованность данного направления исследований появилась с развитием рыночных отношений в конце 80-х – начале 90-х годов прошлого века [ 1 ] .

В настоящее время в мире возделывание крупноплодного подсолнечника составляет примерно 10 % от общего объёма производства данной культуры. В России, например, в 2021 г. площадь посева под кондитерскими сортами составила более 310 тыс. га, около половины которой располагалось в Краснодарском крае – 163 тыс. га (табл. 1).

Таблица 1

Посевные площади крупноплодных сортов подсолнечника в основных регионах возделывания РФ

Россельхозцентр РФ, 2021 г.

№№ п/п	Край, область	Площадь посева, га	Селекция ВНИИМК, га	Другие учреждения-оригина-торы, га
1	Краснодарский край	163624	61548	102076
2	Ростовская область	8418	1136	7282
3	Саратовская область	25080	10680	14400
4	Алтайский край	31296	4194	27102
5	Ставропольский край	14226	6246	7980
6	Воронежская область	11432	4314	7118
7	Волгоградская область	9386	7158	2228
8	Республика Адыгея	7090	4130	2960
9	Оренбургская область	15158	11652	3506
10	Самарская область	3738	1240	2498
11	Тамбовская область	3240	2980	260
12	Курская область	1986	1986	0
13	Пензенская область	320	0	320
14	Республика Крым	200	200	0
15	Другие регионы	15410	15188	222
	Итого	310 604	132 652	177 952

Во ВНИИМК крупноплодные сорта подсолнечника классического типа созданы в рамках селекционно-генетической программы получения исходного материала разных групп спелости и направлений использования, устойчивого к стрессовым условиям среды и основным патогенам. Большинство отечественных кондитерских сортов подсолнечника является межеумками по комплексу основных хозяйственно полезных признаков и занимают промежуточное положение между грызовыми и масличными биотипами.

Современные отечественные крупноплодные сорта характеризуются высокими темпами начального роста и энергией прорастания за счёт крупности и массы 1000 семян. Интенсивный начальный рост и повышенная облиственность способствуют значительному подавлению сорняков в междурядьях. Крупноплодные сорта способны формировать стабильный урожай в сложных климатических условиях и пригодны для классической технологии возделывания.

Подсолнечник сегодня – одна из наиболее экономически выгодных культур. Вместе с тем его средняя урожайность в РФ не превышает 1,6 т/га. Основным фактором снижения урожайности являются сорняки и в первую очередь – растение-паразит заразиха Orobanche cumana Wallr. Там, где появляются и распространяются новые расы паразита F и G, урожаю подсолнечника может быть нанесён значительный ущерб. Распространение заразихи более вирулентной, чем раса Е, зафиксировано примерно на 35 % общей площади посевов подсолнечника в РФ [ 2 ] , что составляет более 3,5 млн га.

Один из эффективных способов борьбы с заразихой – использование химического метода контроля на основе выращивания imi -устойчивых сортов подсолнечника в рамках производственной системы Clearfield, а именно гербицида Евро-Лайтнинг ® и его аналогов [ 3 ] . С другой стороны, были найдены генотипы, обладающие устойчивостью к другой группе ALS-ингибирующих гербицидов, а именно сульфонилмочевинам с действующим веществом трибенурон-метил [ 4 ] .

Евро-Лайтнинг – гербицид системного действия на основе имидазолинонов. Действующие вещества имазипир и има-замокс относятся к ингибиторам ацето-лактатсинтазы. Попадая на растения, имидазолиноны проникают через листья, стебли, корневую систему, накапливаясь в тканях меристемы. Механизм действия гербицида заключается в нарушении синтеза аминокислот валина и изолейцина за счет ингибирования ацетолактатсинтазы (ALS). Подавление образования ALS имидазолинонами блокирует производство фермента, который участвует в синтезе белка, что в конечном итоге приводит к гибели заразихи [ 5; 6 ] .

Генетической основой производственной системы Clearfield является обнаружение гена устойчивости к имидазолинам ( Imr ) в природной дикорастущей популяции, с последующей передачей его путём скрещивания культурному подсолнечнику [ 7 ] . Устойчивость к имидазолинонам является моногенным ( Imr ) неполнодоминирующим признаком [ 7 ] с влиянием гена-модификатора [ 8 ] .

Использование новой технологии в производстве крупноплодного подсолнечника не применялось в связи с отсутствием в популяции гена, контролирующего признак имидазолиноновой устойчивости. В этой связи важной задачей для селекции было совмещение в одном генотипе сортовой популяции признаков крупноплодности и устойчивости к гербициду Евро-Лайтнинг и его аналогу. Исходным селекционным материалом послужила линия ВК-1-ими, созданная в лаборатории генетики ФГБНУ ФНЦ ВНИИМК. Эта линия стала донором гена ( Imr ), контролирующего признак имидазолиноноустойчивости. Крупноплодный раннеспелый сорт-популяция служил реципиентом. Последующая обработка гербицидом Евро-Лайтнинг с использованием многократного индивидуального отбора с оценкой по потомству и направленным переопылением лучших семей позволила создать популяцию крупноплодного подсолнечника, устойчивую к имидазолинонам. В последующем, после оценки в предварительном и конкурсном сортоиспытании и размножении в ПНП номер С.858 был передан в государственное сортоиспытание под названием Аладдин [ 9 ] .

Не менее важным направлением в селекции крупноплодных сортов подсолнечника является создание исходного селекционного материала, устойчивого к сульфонилмочевинным гербицидам. В настоящее время существует несколько производственных систем по применению послевсходовых гербицидов на подсолнечнике, среди которых по ряду своих преимуществ выделяется система Sumo (ExpressSun). Эта технология позволяет уничтожать не только сорняки, но также сдерживает развитие вирулентных рас заразихи [10; 11; 12; 13]. При этом вносимый гербицид быстро разлагается в почве, что позволяет безопасно выращивать последующую культуру севооборота. Механизм действия сульфонилмочевинных гербицидов аналогичен действию имидазолинонов.

Селекция сульфонилмочевиноустой-чивых генотипов подсолнечника для технологии Sumo стала возможной только после обнаружения в дикорастущих популяциях особей, резистентных к трибе-нурон-метилу [ 11 ] .

В связи с появлением и распространением в последнее время новой вирулентной расы заразихи, преодолевающей генетический барьер устойчивости [ 14 ] , возникла необходимость провести сравнительное изучение действия имидазолинонов и сульфонилмочевин на новую вирулентную популяцию заразихи.

Материалы и методы. Исследования проводили в 2019–2022 гг. на центральной экспериментальной базе ФГБНУ ФНЦ ВНИИМК. Объектом изучения были крупноплодные сорта: Аладдин, устойчивый к имидазолинонам; Консул, устойчивый к трибенурон-метилу, и перспективный сорт СПК плюс ( Or 7 ), устойчивый к более агрессивной расе заразихи G. Оценку проводили на искусственно созданном инфекционном фоне площадью 4 га, который создавался путём многократного внесения инфицированной семенами заразихи почвы после оценки селекционного материала на устойчивость к заразихе расы G в условиях теплиц фитотронно-тепличного комплекса ВНИИМК, а также остатков семян паразита в количестве 4 кг, собранных в предыдущие годы на гибридах иностранной селекции, позиционирующих устойчивость к расе G. Закладка опытов, все наблюдения и учёты в течение вегетации проведены в соответствии с методикой, разработанной во ВНИИМК.

В фазе шести настоящих листьев по 100 растений каждого сорта были обработаны гербицидами с помощью ручного опрыскивателя в дозе: сорт Аладдин – гербицидом Евро-Лайтнинг (имазамокс + имазипир) – 1 л/га; сорт Консул – гербицидом Экспресс (трибенурон-метил) – 25 г/га. Сорт СПК плюс ( Or 7 ) оставили без обработки в качестве контроля. В ходе эксперимента проводили следующие наблюдения и учёты: всходы, фаза бутонизации (образование корзинок диаметром 20 мм), фаза цветения (появление разворачивающихся язычковых цветков), фаза созревания (обратная сторона корзинки приобретала лимонно-желтую окраску). В конце цветения проводили учёт поражённых растений подсолнечника заразихой и оценку влияния гербицидов на интенсивность поражения заразихой (определяли процент и степень поражения).

Результаты и обсуждение. Начиная с 2019 г. в полевых условиях на инфицированном заразихой фоне впервые проведена оценка перспективного селекционного материала крупноплодного подсолнечника на устойчивость к имидазолиноновым гербицидам. Цель исследования заключалась в оценке влияния имидазолинонов на распространение и вредоносность новых вирулентных рас заразихи.

Нами установлено, что действие гербицида Евро-Лайтнинг привело к почти полному уничтожению заразихи на корнях растений перспективных образцов крупноплодного подсолнечника (табл. 2). У номера С.858 из 100 растений, обработанных гербицидом, восприимчивыми оказались 3 %, при этом степень поражения была минимальной – два цветоноса заразихи на одно поражённое растение, что не оказало существенного влияния на показатели урожайности. Цветоносы заразихи на отдельных растениях появились сравнительно поздно – на стадии фазы созревания. По всей вероятности гербицид Евро-Лайтнинг способен защи-22

щать растение подсолнечника от заразихи до тех пор, пока не метаболизируется действующее вещество.

Таблица 2

Характеристика лучших номеров крупноплодного подсолнечника, устойчивых к имидазолиноновым гербицидам

Инфицированный фон ВНИИМК, 2019–2020 гг.

Селек-цион-ный номер	Период всходы – физиологическая спелость, сутки	Высота растения, см	Масса 1000 семян * , г	Мас-личность, %	Урожай-ность, т/га	Поражение заразихой после обработки гербицидом
						%	степень, шт.
858	98	172	110	45,7	3,15	3	2
1011	97	169	102	44,3	3,11	4	3
1014	97	176	100	43,8	3,05	5	3
НСР 05					0,22

* при густоте стояния 40 тыс. раст./га

Опыт по оценке эффективности гербицидов на основе сульфонилмочевины против заразихи также был заложен на инфекционном фоне ВНИИМК. Цель опыта – показать, как гербицид данной группы оказывает влияние на поражение крупноплодного подсолнечника новыми расами паразита и как это отражается на показателях урожайности. В опыте проводили учёт урожайности и подсчёт числа цветоносов заразихи на каждое растение (табл. 3).

Таблица 3

Влияние гербицида Экспресс ® на поражаемость крупноплодного подсолнечника заразихой

Инфицированный фон, ФГБНУ ФНЦ

ВНИИМК, 2020–2021 гг.

Происхождение	Веге-таци-онный период, сутки	Высота растения, см	Масса 1000 семян * , г	Мас-личность, %	Урожай-ность, т/га	Поражение заразихой после обработки гербицидом
						%	степень, шт.
С. 859 ( Sur )	97	169	141	37,7	2,83	73	3,2
С. 869 ( Sur )	105	175	122	43,1	2,48	81	4,1
СПК плюс ( Оr 7 ) (без обработки)	100	208	150	44,8	3,32	2	1,5
НСР 05					0,24

⁎ при густоте стояния 40 тыс. раст./га

Полученные данные свидетельствуют, что применение гербицида Экспресс ® из класса сульфонилмочевин на основе три-бенурон-метила вызвало заметное угнетающее действие на заразиху в части низкой степени поражения подсолнечника паразитом (3,2 и 4,1 шт./раст.). Однако поражаемость двух образцов была при этом высокой (73 и 81 %), что указывает на достаточный уровень инфицирования почвы семенами паразита и на частичный контроль заразихи трибенурон-метилом у генотипов при отсутствии гена заразихо-устойчивости Or7 . Сорт СПК плюс без обработки гербицидом показал высокий уровень контроля заразихи за счет эффективного действия гена Оr7 .

Несмотря на значительный процент поражения заразихой с низкой степенью, удалось сохранить сравнительно высокий уровень урожайности. Снижение продуктивности по сравнению со стандартом составило: С.859 – 14,8 %; С.869 – 25,8 %.

Таким образом, применение гербицида на основе сульфонилмочевины оказало заметное влияние на снижение вредоносности заразихи ( O. cumana ), что отразилось на показателях урожайности подсолнечника.

Используя периодический отбор с оценкой по потомству и направленным переопылением лучших по устойчивости к гербицидам номеров, удалось получить высокоценный селекционный материал, устойчивый к гербицидам имидазолиноновой и сульфонилмочевинной групп. Сорт Аладдин устойчив к имидазолинонам и внесен в Госреестр селекционных достижений, допущенных к использованию с 2023 г. по 5–9 регионам. Сорт Консул устойчив к сульфонилмочевинам, передан на Госсортоиспытание на 2023 г. с заявленными регионами сортоиспытания: Центрально-Черноземный (5), СевероКавказский (6), Средневолжский (7), Нижневолжский (8), Уральский (9) и Западно-Сибирский (10) (табл. 4).

Таблица 4

Влияние гербицидов Евро-Лайтнинг и Экспресс на поражаемость крупноплодных сортов подсолнечника заразихой O. cumana

Инфекционный фон, ФГБНУ ФНЦ ВНИИМК, 2022 г.

Сорт, гербицид	Веге-таци-онный период, сутки	Высота растения, см	Масса 1000 семян * , г	Мас-личность, %	Урожай-ность, т/га	Поражение заразихой
						%	степень, шт.
Аладдин (Евро-Лайтнинг)	96	176	100	44,0	3,31	4,0	2,5
Консул (Экспресс)	95	170	110	43,0	2,67	76,0	3,1
СПК плюс (без обработки)	100	210	116	45,5	3,69	2,0	1,5
НСР 05					0,18

* при густоте стояния 40 тыс. раст./га

Установлено, что существенное влияние по снижению вредоносности заразихи оказало применение гербицида имидазолиноновой группы. Так, по сравнению с действием гербицида на основе трибену-рон-метила, Евро-Лайтнинг по числу цветоносов заразихи на 100 растений (процент поражения х степень поражения) оказался в 23,5 раза эффективнее препарата Экспресс. Несмотря на значительное поражение подсолнечника заразихой при использовании сульфо-нилмочевин (76 %) с низкой степенью (3,1 цветоносов заразихи на 1 растение), уровень урожайности оставался сравнительно высоким.

Заключение. Полученные результаты позволяют провести сравнение эффективности действия послевсходовых гербицидов Евро-Лайтнинг и Экспресс на заразиху. Доказано негативное влияние на развитие заразихи на корнях гербицидоустойчивых сортов подсолнечника при обработке обоими препаратами.

В ходе исследований нами не отмечено угнетающего действия используемых гербицидов на рост и развитие растений подсолнечника. При этом применяемые гербициды по разному действовали на подавление заразихи. Наибольший эффект показали гербициды имидазолиноновой группы. Значительный уровень контроля заразихи имидазолинонами сопоставим с действием гена заразихо-устойчивости Or7 как по поражаемости, так и степени поражения. Трибенурон-метил оказывал сдерживающее действие на степень поражения при высоком проценте распространения заразихи на изученных крупноплодных сортах подсолнечника.

Таким образом, применение гербицидов ALS-ингибирующего типа как имидазолинонов (Евро-Лайтнинг), так и сульфонилмочевин (Экспресс), показало сравнительно высокую эффективность по снижению вредоносности вирулентной популяции заразихи. Это направление позволит более результативно использовать гербицидоустойчивые сорта подсолнечника в получении высоких урожаев и контролировать при этом распространение новых, более вирулентных рас заразихи O. cumana .