Смешать, но не взбалтывать: почему гербициды на удобрениях безопаснее для хлопчатника

Удобрения, покрытые гербицидами, потенциально могут обеспечить длительный контроль проблемных сорняков, одновременно снижая риск повреждения хлопчатника и, следовательно, уменьшая потери урожая. Поэтому в Фейетвилле и Марианне (штат Арканзас) были проведены исследования для оценки того, какие гербициды, нанесённые на удобрения, обеспечивают длительный контроль щирицы Палмера без повышения риска повреждения хлопчатника.

Восемь гербицидов были нанесены на смесь из 196 кг/га мочевины и 112 кг/га флориатного калия, которую вносили поверх хлопчатника на стадии 6–8 листьев. В Марианне флорпирауксифен-бензил обеспечил наименьший контроль, составивший в среднем 73% через 14 и 28 дней после обработки (ДПО). В Фейетвилле уровень контроля, обеспечиваемый флорпирауксифен-бензилом, не отличался от других обработок. Хотя эффективность некоторых обработок гербицидами снижалась к 28 ДПО, они всё ещё были действенны, обеспечивая не менее 93% контроля. Плотность щирицы Палмера различалась в зависимости от гербицида только в Марианне, где на участках, обработанных флорпирауксифен-бензилом, плотность сорняков была выше. Ни одна из обработок гербицидами в обоих экспериментах не вызвала каких-либо неблагоприятных последствий для культуры, измеренных по визуальным повреждениям, урожайности хлопка-сырца и полноте всходов культуры. Большинство обработок удобрениями с покрытием обеспечили высокий уровень контроля щирицы Палмера и продемонстрировали потенциал этого метода применения гербицидов в борьбе с сорняками. Эти результаты подчёркивают потенциал применения гербицидов, не предназначенных для послевсходового внесения на хлопчатник, в составе покрытия удобрений, поскольку этот метод снижает риск повреждения растений и потери урожая.

Щирица Палмера (Amaranthus palmeri S. Wats.) является одним из самых проблемных сорняков в производстве хлопчатника (Gossypium hirsutum L.). Длительная жизнеспособность семян, даже когда сорняк прорастает поздно в сезон, обильное семяобразование (до 600 000 семян на растение) и способность достигать до 2 метров в высоту — это некоторые из характеристик, которые позволяют этому растению быть высококонкурентным в неблагоприятных условиях (Keeley et al., 1987; Morgan et al., 2001; Norsworthy et al., 2016). Урожайность хлопка может быть резко снижена без надлежащего контроля сорняков, и десять растений щирицы Палмера на девять метров рядка хлопчатника могут снизить урожайность волокна до 57% (MacRae et al., 2013; Morgan et al., 2001). Более того, щирица Палмера может уменьшить объем полога хлопчатника и биомассу на 45% и 50% соответственно, и её следует контролировать вплоть до стадии 12 узлов, чтобы минимизировать потенциальные потери урожая (MacRae et al., 2013).

Производители хлопка полагаются на эффективные программы управления сорняками в течение всего сезона, чтобы снизить или смягчить конкурентное давление и достичь оптимальной урожайности (Burke et al., 2005; Culpepper and York, 1998). Гербициды с остаточным действием могут вноситься довсходово и послевсходово и необходимы для борьбы с сорняками, особенно с таким агрессивным видом, как щирица Палмера. Традиционно распространенные в производстве хлопчатника послевсходовые направленные и междурядные опрыскивания описываются как послевсходовое направленное внесение гербицида, которое может использоваться позже в сезоне, выходя за пределы стадии 12 узлов (Koger et al., 2007). Такие внесения обеспечивают более надежное управление сорняками в более поздний период сезона, контролируя появившиеся сорняки или продлевая остаточную активность (Culpepper and York, 1997). Однако часто требуется оборудование с кожухами, чтобы избежать повреждения культуры, в зависимости от гербицида или стадии роста.

Как и при послевсходовых направленных или междурядных внесениях, азот и калий вносятся поздно в сезоне, обычно на стадиях бутонизации и начала цветения (Wells and Green, 1991). При выращивании хлопчатника производители обычно вносят как азот, так и калий в период пиковой потребности растения, то есть когда начинают развиваться коробочки (бутонизация или стадия 6–8 листьев), а также в начале цветения (стадия 10–12 узлов) (Kerby and Adams, 1985; Robertson et al., 2007). На стадии бутонизации требуются и азот, и калий, тогда как в начале цветения снова рекомендуется только азот (Kerby and Adams, 1985; Robertson et al., 2007). Калий часто вносится в виде гранулированного хлористого калия, а азот — в виде гранулированной мочевины (Maguire et al., 2019). Если смешиваемые удобрения имеют схожий размер гранул и требуются культуре на одинаковых стадиях роста, то смешивание может позволить производителям вносить эти питательные вещества одновременно (Maguire et al., 2019; Wells and Green, 1991). Благодаря схожим срокам внесения и размеру гранул, мочевина и хлористый калий образуют совместимую смесь удобрений (Maguire et al., 2019).

Поскольку мочевину и хлористый калий необходимо вносить на стадии бутонизации, смесь этих удобрений потенциально может быть совместимым носителем для послевсходовых гербицидов. Внесение гербицидов, нанесенных на гранулированные удобрения, — это концепция, которая использовалась во многих производственных системах, включая производство риса (Oryza sativa L.), газонных трав и даже контейнерное производство декоративных растений (Braverman, 1995; Crossan et al., 1997; Yelverton, 1998). Использование удобрений, покрытых гербицидами, в условиях производства хлопчатника позволило бы производителям одновременно вносить послевсходовые гербициды и удобрения, обеспечивая востребованные практические преимущества. Например, гербициды, которые обычно вносятся направленно после всходов, потенциально можно было бы разбрасывать поверх хлопчатника, не вызывая повреждений. Кроме того, существует потенциал для повышения толерантности к гербицидам, уже зарегистрированным для послевсходового внесения сверху. Более того, если производители уже вносят удобрения, одновременное внесение гербицида может предотвратить лишние смены оборудования. С другой стороны, удобрения, покрытые гербицидами, могут не обеспечивать такой же уровень контроля, как опрыскивание, для всех продуктов из-за сниженного контакта с листвой (Braverman, 1995).

В хлопководстве остаточные гербициды можно вносить допосевно, довсходово, послевсходово и послевсходово направленно. Сроки и метод внесения могут различаться даже среди зарегистрированных гербицидов из-за риска повреждения культуры. Например, флуридон и пироксасульфон зарегистрированы только для довсходового и послевсходового направленного внесения соответственно, в то время как S-метолахлор считается безопасным для использования при внесении сверху (Everman et al., 2009; Grichar et al., 2020; Price et al., 2008; Webb et al., 2019). Потенциально любой гербицид, который обеспечивает остаточный или послевсходовый контроль сорняков, может быть интегрирован в позднесезонные программы в виде удобрений, покрытых гербицидами. Флорпирауксифен-бензил — это послевсходовый гербицид, который обеспечивает контроль щирицы Палмера (Anonymous, 2023). Хотя он не зарегистрирован для использования на хлопчатнике, предыдущие исследования проверяли потенциал использования флорпирауксифен-бензила в виде послевсходового направленного опрыскивания на стадии 8 узлов (Doherty et al., 2020). Будучи эффективным, это опрыскивание может снизить урожайность хлопка-сырца. Поэтому нанесение этого гербицида на удобрение может снизить риск потерь урожайности по сравнению с послевсходовым направленным опрыскиванием.

Остаточный контроль щирицы Палмера с повышенной толерантностью хлопчатника к гербицидам, которые часто фитотоксичны для культуры, может быть достигнут путем интеграции удобрений, покрытых гербицидами, в системы производства хлопчатника и существующие программы борьбы с сорняками. Исследования удобрений, покрытых гербицидами, проводились на таких культурах, как рис (Cotter, 2023). Если этот метод можно будет использовать на хлопчатнике, производители смогут максимизировать борьбу с сорняками, минимизируя при этом повреждение культуры. Поэтому было направлено исследование для оценки того, какие гербициды, нанесенные на удобрение, обеспечивают длительный контроль щирицы Палмера с течением времени без существенного риска повреждения хлопчатника.

Полевой эксперимент был проведен на двух участках летом 2023 года для оценки остаточного контроля щирицы Палмера и толерантности культуры в ответ на гербициды, нанесенные на мочевину и хлористый калий и внесенные поверх хлопчатника. Одно исследование было заложено в Сельскохозяйственном исследовательском и просветительском центре Milo J. Shult в Фейетвилле, штат Арканзас (36°05'43" с.ш. 94°10'22" з.д.), а другое — на Хлопковой исследовательской станции Lon Mann близ Марианны, штат Арканзас (34°41'40" с.ш. 90°46'08" з.д.). Высота участка в Фейетвилле составляла 390,88 м, а в Марианне — 70,18 м. В Фейетвилле экспериментальный участок был сложен из суглинистой почвы Leaf, а в Марианне почва была суглинистой Zachary (Таблица 1).

Таблица 1 Информация о почве для Фейетвилла и Марианны, штат Арканзас, 2023 г.

Все поля были подготовлены с помощью дискового борона, за которым следовал окучник. Делянки состояли из четырех рядков и были длиной 7,6 м и шириной 3,9 м в Марианне и шириной 3,6 м в Фейетвилле. Ширина междурядий составляла 97 см в Марианне и 91 см в Фейетвилле. Эксперимент был посажен четырехрядной вакуумной сеялкой (John Deere Max Emerge, Молин, Иллинойс, 61625) на глубину 1,3 см и с нормой 106 000 семян на гектар сорта с тремя генами Bt, устойчивым к глифосату, глюфосинату и дикамбе [Bollgard® 3 XtendFlex (DP2020B3XF) Bayer Crop Science LP, Сент-Луис, Миссури]. Поддержание культуры включало внесение регуляторов роста растений, гербицидов, инсектицидов и орошение, каждый из которых обсуждается ниже. В течение сезона оба участка получили два внесения мепикват-хлорида (Pix® Ultra Plant Regulator, BASF Corp, Research Triangle Park, Северная Каролина) по 49 г действующего вещества на гектар с использованием наземного опрыскивающего оборудования. Регулятор роста растений был использован, чтобы направить энергетические и питательные ресурсы на репродуктивный рост. Инсектицид вносился по мере необходимости для поддержания здоровой культуры. Эксперимент орошался дождеванием в Фейетвилле и поливался по бороздам, когда за неделю выпадало менее 2,5 см осадков в Марианне (Рисунок 1). Сплошные внесения проводились с помощью ранцевого опрыскивателя с CO2-наддувом, откалиброванного на подачу 140 л на гектар при скорости 4,8 км/ч с четырьмя плоскими веерными форсунками AIXR 110015 (Teejet Technologies, Спрингфилд, Иллинойс).

Рисунок 1 Данные по осадкам и температуре за вегетационный сезон 2023 года на (A) Сельскохозяйственном исследовательском и просветительском центре Milo J. Shult в Фейетвилле, штат Арканзас, и (B) Хлопковой исследовательской станции Lon Mann, 2023 г. Серые вертикальные стрелки представляют собой внесение удобрений, покрытых гербицидами. Даты внесения для экспериментов были одинаковыми в пределах одного местоположения. Когда осадки были недостаточными, дополнительное орошение обеспечивалось с помощью дождевания (Фейетвилл) или полива по бороздам (Марианна).

После посадки в Марианне были внесены паракват (Gramoxone®, Syngenta Crop Protection, LLC, Гринсборо, Северная Каролина) в дозе 700 г действующего вещества на гектар и флуометурон (Cotoran®, ADAMA, Роли, Северная Каролина) в дозе 560 г действующего вещества на гектар. В Фейетвилле был внесен только флуометурон в дозе 560 г действующего вещества на гектар, поскольку поле было обработано непосредственно перед посадкой. Кроме того, в Фейетвилле для борьбы со злаками был внесен клетодим (Select Max®, Valent, Сан-Рамон, Калифорния) в дозе 85 г действующего вещества на гектар. Смесь глифосата (Roundup PowerMax3®, Bayer Crop Science LP, Сент-Луис, Миссури) в дозе 1260 г кислотного эквивалента на гектар и глюфосината-аммония (Interline®, UPL NA Inc., Кинг-оф-Пруссия, Пенсильвания) в дозе 656 г кислотного эквивалента на гектар вносилась на стадиях 2–3 листьев и 6–8 листьев в обоих местах.

Эксперимент был спланирован как рандомизированный полный блок с девятью обработками и четырьмя повторностями. Девять обработок состояли из одной необработанной контрольной делянки и восьми обработок гербицидами. Обработки гербицидами были следующими: пироксасульфон в дозе 128 г действующего вещества на гектар, S-метолахлор в дозе 1388 г действующего вещества на гектар, флорпирауксифен-бензил в дозе 29 г действующего вещества на гектар, флуридон в дозе 168 г действующего вещества на гектар, флуометурон в дозе 1120 г действующего вещества на гектар, комбинация пироксасульфона в дозе 128 г действующего вещества на гектар плюс флуридон в дозе 168 г действующего вещества на гектар, комбинация пироксасульфона в дозе 128 г действующего вещества на гектар плюс флуометурон в дозе 1120 г действующего вещества на гектар и комбинация флуометурона в дозе 1120 г действующего вещества на гектар плюс флуридон в дозе 168 г действующего вещества на гектар (Таблица 2).

Таблица 2 Информация о гербицидах и нормы, использованные в экспериментах.

Все обработки гербицидами вносились на сухую гранулированную смесь удобрений, состоящую из мочевины в дозе 196 кг на гектар и хлористого калия в дозе 112 кг на гектар. Мочевина содержит 46% азота, а хлористый калий содержит 60% K2O. Необработанный контроль также получил внесение смеси удобрений, которая не была обработана гербицидом. Гербициды смешивали с BullsEye Blue Spray Pattern Indicator (SPI) (Milliken Chemical, Спартанберг, Южная Каролина) в дозе 0,112 л на гектар, чтобы обеспечить равномерное нанесение гербицида на удобрение. Удобрение и гербицид смешивали в бетономешалке высотой 1,3 м, шириной 0,64 м и длиной 1,09 м (Central Machinery, Камарилло, Калифорния). После высыхания на воздухе каждая обработка удобрением, покрытым гербицидом, была взвешена для каждой делянки с учетом целевой нормы внесения смеси удобрений (308 кг на гектар). Удобрение, покрытое гербицидом, вносилось с помощью ручного разбрасывателя GroundWork весом 2,7 кг с 5 настройками (Tractor Supply Co, Брентвуд, Теннесси), установленными на третью настройку. Человек, вносивший удобрение, покрытое гербицидом, с помощью ручного разбрасывателя, шел со скоростью 4,8 км/ч по междурядьям каждой делянки, делая два прохода по каждому междурядью. Эксперименты орошались не позднее чем через 3 дня после внесения удобрения, покрытого гербицидом.

Остаточный контроль щирицы Палмера оценивался по шкале от 0 до 100, где 0 означало отсутствие контроля, а 100 означало отсутствие видимых растений щирицы Палмера (Frans et al., 1986). Оценки проводились через 14 и 28 дней после обработки (DAT). Кроме того, на каждой делянке были установлены два квадрата по 1 м², и подсчет щирицы Палмера проводился еженедельно с 7 по 28 DAT. Эти подсчеты использовались для расчета относительной плотности, где количество растений щирицы Палмера, подсчитанных на каждой делянке, делилось на количество растений в необработанном контроле. Повреждение также оценивалось через 14 и 28 DAT по шкале от 0 до 100, где 0 означало отсутствие повреждений, а 100 означало полную гибель растения (Frans et al., 1986). Аэрофотоснимки были сделаны с помощью дрона DJI Mavic Mini (SZ DJI Technology Co. Ltd, Наньшань, Шэньчжэнь, Китай) через 14 DAT, и процент проективного покрытия хлопчатника (groundcover) был определен с помощью FieldAnalyzer (Green Research Services LLC, Фейетвилл, Арканзас). Для получения урожайности хлопка-сырца два средних рядка каждой четырехрядной делянки были собраны вручную в Фейетвилле, и урожайность была рассчитана (кг на гектар). Эксперимент в Марианне был случайно скошен до уборки урожая; поэтому данные об урожайности для этого экспериментального участка отсутствуют.

2.1 Статистический анализ

Данные по повреждению хлопчатника и контролю щирицы Палмера были подвергнуты дисперсионному анализу (ANOVA) с повторными измерениями для определения различий между обработками и сроками оценки с использованием PROC GLIMMIX в SAS 9.4 (SAS Institute, Кэри, Северная Каролина). Данные анализировались по местоположению, поскольку местоположение часто взаимодействовало с обработкой гербицидом. Все распределения были проверены с использованием платформы распределения JMP Pro V. 17 (SAS Institute, Кэри, Северная Каролина). Данные по контролю сорняков и повреждениям не соответствовали нормальному распределению по критерию Шапиро-Уилка, и для анализа ответных реакций использовалось бета-распределение. Для анализа повторных измерений была выбрана неструктурированная ковариация на основе модели наилучшего соответствия (Gbur et al., 2012). Степени свободы знаменателя были скорректированы с использованием аппроксимации Кенварда и Роджера (1997). Данные по урожайности хлопка-сырца и проективному покрытию хлопчатника анализировались с использованием гамма-распределения, в то время как относительная плотность щирицы Палмера анализировалась с использованием бета-распределения. Данные по урожайности хлопка-сырца, проективному покрытию хлопчатника и относительной плотности были подвергнуты дисперсионному анализу (ANOVA) с помощью процедуры PROC GLIMMIX. Средние значения разделялись с использованием post-hoc анализа Тьюки (α = 0,05).

3.1 Контроль щирицы Палмера

В Фейетвилле контроль щирицы Палмера различался между обработками гербицидами, причем различия были очевидны на двух сроках оценки (14 и 28 DAT), что указывает на то, что уровень контроля различался (Таблица 3). В Марианне контроль щирицы Палмера различался только между гербицидами, но не в ходе оценок через 14 и 28 DAT. Отсутствие различий в сроках оценки предполагает, что уровень контроля щирицы Палмера не различался с течением времени ни для одной из обработок гербицидами за оцениваемые периоды в Марианне. Флорпирауксифен-бензил обычно был одним из наименее эффективных гербицидов, обеспечивающих остаточный контроль щирицы Палмера в обоих местах. В Фейетвилле контроль не различался между 14 и 28 DAT, составив 94 и 89% соответственно. В Марианне флорпирауксифен-бензил обеспечил в среднем 73% контроля щирицы Палмера (в среднем за 14 и 28 DAT).

Таблица 3 Повреждение хлопчатника, остаточный контроль щирицы Палмера и плотность щирицы Палмера в ответ на удобрения, покрытые гербицидами, внесенные на стадии 6–8 листьев хлопчатника в Фейетвилле и Марианне, штат Арканзас, 2023 г.

Контроль щирицы Палмера снижался с течением времени, когда флуометурон вносился отдельно. В Фейетвилле флуометурон, нанесенный на удобрение, обеспечил 99% контроля через 14 DAT, но к 28 DAT контроль снизился до 93% (Таблица 3). Аналогично, в Марианне контроль щирицы Палмера составил в среднем 91% за оценки 14 и 28 DAT при этой обработке. Флуометурон плюс пироксасульфон обеспечили аналогичные уровни контроля щирицы Палмера по сравнению с одним флуометуроном. Добавление пироксасульфона к обработке флуометуроном показало снижение контроля на 6% с 14 до 28 DAT в Фейетвилле, с 99 до 93%. В Марианне, в среднем, обработка пироксасульфоном плюс флуометурон обеспечила сильный остаточный контроль щирицы Палмера (98%), который не отклонялся от других гербицидов, за исключением обработки флорпирауксифен-бензилом.

В Фейетвилле S-метолахлор обеспечил одинаковый уровень контроля щирицы Палмера с 14 DAT по 28 DAT: 93 и 94% соответственно (Таблица 3). В Марианне в среднем контроль составил 86%, что не отличалось от других обработок гербицидами.

Остальные четыре обработки гербицидами обеспечили аналогичные уровни контроля через 14 и 28 DAT в Фейетвилле и Марианне (Таблица 3). Этими четырьмя обработками были: флуридон, флуридон плюс флуометурон, флуридон плюс пироксасульфон и один пироксасульфон. В Фейетвилле эти обработки обеспечили от 94 до 98% контроля через 14 и 28 DAT соответственно, которые не различались между сроками оценки. В Марианне контроль варьировался от 88% до 94% при рассмотрении средних значений за 14 и 28 DAT.

Различия в относительной плотности щирицы Палмера наблюдались только в Марианне (Таблица 3). По сравнению с флорпирауксифен-бензилом, обработки пироксасульфоном плюс флуридон и пироксасульфоном плюс флуометурон имели более низкую плотность. При рассмотрении обоих участков относительная плотность не превышала 41% по сравнению с необработанным контролем.

3.2 Повреждение хлопчатника, урожайность и снижение проективного покрытия

Повреждение хлопчатника от удобрений, покрытых гербицидами, различалось только в Фейетвилле. Среднее повреждение за 14 и 28 DAT варьировалось от 2 до 8% (Таблица 3). Повреждение хлопчатника, вызванное пироксасульфоном плюс флуридон, составило в среднем 8% и проявлялось в виде некротических пятен или поражений на листьях (Рисунок 2). Уровень повреждения хлопчатника, вызванный большинством этих гербицидов, ниже, чем можно было бы ожидать, учитывая, что большинство гербицидов не зарегистрированы для внесения сверху, за исключением S-метолахлора и пироксасульфона. Этот метод внесения сделал безопасным применение гербицида, не зарегистрированного на хлопчатнике, — флорпирауксифен-бензила. Урожайность хлопка-сырца не была затронута ни одной обработкой ни в одном месте, независимо от присутствия щирицы Палмера или повреждения хлопчатника (Таблица 4). Аэрофотосъемка показала, что давление сорняков или повреждение культуры не повлияли на проективное покрытие хлопчатника ни для одной обработки удобрением, покрытым гербицидом (Таблица 4).

Рисунок 2 Округлые пятна на листьях хлопчатника (через 7 дней после обработки), вызванные флуридоном плюс пироксасульфон. (A) Отдельный лист. (B) Фотография делянки.

Таблица 4 Процент проективного покрытия через 14 дней после обработки в ответ на удобрения, покрытые гербицидами, в Фейетвилле и Марианне, а также урожайность хлопка-сырца в Фейетвилле в 2023 г.

4.1 Контроль щирицы Палмера

В другом исследовании, когда флорпирауксифен-бензил был направленно опрыскан после всходов на хлопчатник в стадии 8 узлов, контроль щирицы Палмера составил в среднем 99% через 28 DAT (Doherty et al., 2020). Результаты послевсходового направленного внесения, полученные Doherty et al. (2020), по сравнению с результатами, представленными здесь, указывают на то, что контроль может быть ниже, когда гербицид нанесен на удобрение. Тем не менее, необходимы эксперименты, сравнивающие эти два метода внесения. В исследовании, сравнивающем опрыскивание и нанесение на удобрение флорпирауксифен-бензила, опрыскивание обычно обеспечивало лучший контроль сорняков на рисе (Cotter, 2023). В исследовании, проведенном Barnett et al. (2013), флуометурон, смешанный с глюфосинатом и примененный в виде листового опрыскивания, обеспечил 92% контроля щирицы Палмера в течение 35 DAT. Контроль, обеспеченный этой листовой обработкой, аналогичен контролю при внесении флуометурона на удобрении, покрытом гербицидом.

Как и в случае с обработкой удобрением, покрытым гербицидом, когда S-метолахлор был опрыскан послевсходово и смешан с глифосатом, контроль щирицы Палмера составил в среднем 73% при позднесезонной оценке (Clewis et al., 2006). Аналогично этим результатам, контроль щирицы Палмера может варьироваться от 85 до 99%, когда S-метолахлор смешивается и опрыскивается с глифосатом, со снижением контроля не менее чем на 3 процентных пункта через 13 дней после обработки (Webb et al., 2019). Хотя этот гербицид может обеспечивать остаточный контроль щирицы Палмера в качестве покрытого удобрения, важно учитывать, что устойчивость к S-метолахлору ранее была подтверждена в популяциях щирицы Палмера, что может ограничивать районы, где S-метолахлор был бы эффективным вариантом (Brabham et al., 2019).

Исследование Grichar et al. (2020), оценивающее сплошное опрыскивание флуридоном довсходово, показало, что контроль щирицы Палмера варьировался от 82% до 100%, когда флуридон вносился довсходово с последующими послевсходовыми внесениями глифосата. Таким образом, уровень контроля, обеспеченный обработками, содержащими флуридон, нанесенный на удобрение, аналогичен тому, когда гербицид вносился сплошным опрыскиванием. Поскольку эти четыре обработки обеспечивают контроль, сопоставимый с опрыскиванием, использование их в качестве удобрений, покрытых гербицидами, предоставляет оптимальную стратегию для производителей, особенно тех, кто направлен на борьбу с щирицей Палмера.

4.2 Повреждение хлопчатника и урожайность

Если флорпирауксифен-бензил вносится послевсходово направленно на хлопчатник в стадии 8 узлов, может возникнуть до 11% эпинастии (Doherty et al., 2020). Хотя при обработке пироксасульфоном плюс флуридон, нанесенными на удобрение, произошло только 8% повреждения хлопчатника, послевсходовое опрыскивание сверху пироксасульфоном, смешанным с глифосатом, в другом исследовании вызывало до 23% повреждения хлопчатника (Webb et al., 2019). Повреждение не различалось с 14 по 28 DAT ни для одной обработки ни на одном экспериментальном участке в отношении внесения удобрения, покрытого гербицидом.

Маловажно, что на делянках присутствовало достаточное количество щирицы Палмера, чтобы повлиять на урожайность хлопка-сырца, потому что сорняки были удалены с помощью послевсходовых внесений глифосата плюс глюфосината вплоть до стадии 6–8 листьев хлопчатника. Подавление сорняков в этот период является ключевым, поскольку растения щирицы Палмера могут расти беспрепятственно и конкурировать с культурой за основные ресурсы, такие как свет и питательные вещества, что потенциально может привести к снижению урожайности (MacRae et al., 2013). Фактически, наличие всего десяти растений щирицы Палмера на девять метров рядка хлопчатника способно снизить урожайность волокна до 57% (MacRae et al., 2013; Morgan et al., 2001). Поэтому крайне важно обеспечить, чтобы интерференция со стороны щирицы Палмера была минимизирована по крайней мере до стадии 12 узлов (начало цветения), потому что после этой стадии развития урожайность хлопчатника менее восприимчива к пагубным последствиям конкуренции. Кроме того, все обработки вызвали минимальное повреждение культуры, что объясняется меньшей удерживаемостью гербицида на листьях и сниженной фитотоксичностью по сравнению с более мелкими каплями (McKinlay et al., 1972; Prasad and Cadogan, 1992).

Независимо от любого повреждения, вызванного растениям хлопчатника какой-либо обработкой, это не привело к снижению проективного покрытия культуры. Кроме того, растения щирицы Палмера, присутствующие на делянках, не вызвали серьезной интерференции, которая привела бы к уменьшению размера растений хлопчатника или его полога, что можно объяснить ограниченным присутствием щирицы Палмера до стадии первого цветения и размером сорных растений (MacRae et al., 2013). Если бы на делянках присутствовала крупная щирица Палмера, снижение объема полога культуры могло бы достигать 50% (MacRae et al., 2013). Сравнение двух мест иллюстрирует повреждение, контроль сорняков и размер полога с помощью аэрофотоснимков (Рисунок 3).

Рисунок 3 Аэрофотоснимки Фейетвилла (A, B) и Марианны (C) через 21 день после обработки. (A) показывает ярусы с первого по четвертый в Фейетвиллском эксперименте, а (B) показывает ярусы с пятого по восьмой.

Применение остаточных гербицидов поздно в сезоне является ценным инструментом для снижения интерференции щирицы Палмера. Хотя для послевсходового направленного внесения на хлопчатнике доступно множество гербицидов, варианты для послевсходового контроля сверху ограничены. Оптимальный контроль щирицы Палмера с минимальным повреждением культуры был получен для большинства обработок, протестированных в этом исследовании, что подчеркивает потенциал этих гербицидов для безопасного использования на удобрениях поверх хлопчатника при позднесезонных внесениях. Ни один гербицид ни в одном месте не обеспечил менее 73% контроля щирицы Палмера ни в один срок оценки. Что касается повреждения хлопчатника, ни один гербицид не вызвал более 8% повреждения культуры ни в одном месте. Кроме того, урожайность хлопка-сырца и проективное покрытие хлопчатника не были затронуты ни одной из протестированных обработок, что дополнительно подтверждает, что ни одна обработка гербицидом не повлияла на культуру неблагоприятно. Эти предварительные результаты сильно подтверждают использование удобрений, покрытых гербицидами, для позднесезонного управления сорняками в хлопководстве. Необходимы дальнейшие исследования толерантности хлопчатника, степени контроля сорняков других видов и различных гербицидных вариантов.

Ссылки

1.    Anonymous (2023). Loyant® herbicide product label. Available online at: https://www3.epa.gov/pesticides/chem_search/ppls/062719-00743-20200311.pdf (accessed March 17, 2023). CrossRef Google Scholar

2.    Barnett K. A., Culpepper A. S., York A. C., Steckel L. E. (2013). Palmer amaranth (Amaranthus palmeri) control by glufosinate plus fluometuron applied postemergence to WideStrike® cotton. Weed Technol. 27, 291–297. doi: 10.1614/WT-D-12-00158.1 CrossRef Google Scholar

3.    Brabham C., Norsworthy J. K., Houston M. M., Varanasi V. K., Barber T. (2019). Confirmation of S-metolachlor resistance in Palmer amaranth (Amaranthus palmeri). Weed Technol. 33, 720–726. doi: 10.1017/wet.2019.44 CrossRef Google Scholar

4.    Braverman M. P. (1995). Weed control in rice (Oryza sativa) with quinclorac and bensulfuron coating of granular herbicides and fertilizer. Weed Technol. 9, 494–498. doi: 10.1614/WT-04-284R.1 CrossRef Google Scholar

5.    Burke I. C., Troxler S. C., Askew S. D., Wilcut J. W., Smith W. D. (2005). Weed management systems in glyphosate-resistant cotton. Weed Technol. 19, 422–429. doi: 10.1614/WT-04-182R1 CrossRef Google Scholar

6.    Clewis S. B., Wilcut J. W., Porterfield D. (2006). Weed management with S-metolachlor and glyphosate mixtures in glyphosate-resistant strip- and conventional-tillage cotton (Gossypium hirsutum L.). Weed Technol. 20, 232–241. doi: 10.1614/WT-05-030R.1 CrossRef Google Scholar

7.    Cotter B. L. (2023). Evaluation of weed control efficacy and crop tolerance to florpyrauxifen-benzyl coated onto urea. [Master's Thesis]. Fayetteville, Arkansas: University of Arkansas. Google Scholar

8.    Crossan C. K., Gilliam C. H., Keever G. J., Eakes D. J., Wehtje G. R., Dozier W. A. (1997). Weed control in container-grown crops with herbicide-coated fertilizers. J. Environ. Hort. 15, 138–141. doi: 10.24266/0738-2898-15.3.138 CrossRef Google Scholar

9.    Culpepper A. S., York A. C. (1997). Weed management in no-tillage bromoxynil-tolerant cotton (Gossypium hirsutum). Weed Technol. 11, 335–345. doi: 10.1017/S0890037X00043049 CrossRef Google Scholar

10. Culpepper A. S., York A. C. (1998). Weed management in glyphosate-tolerant cotton. J. Cotton Sci. 2, 174–185. Google Scholar

11. Doherty R. C., Barber L., Collie T., Hill Z., Ross A. (2020). Cotton tolerance to post-directed applications of Loyant (Florpyrauxifen-benzyl). In Bourland F. (Ed.), Summaries of Arkansas Cotton Research 2020. Arkansas Agricultural Experiment Station Research Series, Vol. 668, pp. 36–44. Fayetteville: ScholarWorks@UARK. Google Scholar

12. Everman W. J., Clewis S. B., York A. C., Wilcut J. W. (2009). Weed control and yield with flumioxazin, fomesafen, and S-metolachlor systems for glufosinate-resistant cotton residual weed management. Weed Technol. 23, 391–397. doi: 10.1614/WT-09-007.1 CrossRef Google Scholar

13. Frans R., Talbert R., Marx D., Crowley H. (1986). Experimental design and techniques for measuring and analyzing plant responses to weed control practices. In Camper N. D. (Ed.), Research Methods in Weed Science, 3rd Ed., pp. 29–46. Westminster, CO: Southern Weed Science Society. Google Scholar

14. Gbur E. E., Stroup W. W., McCarter K. S., Durham S., Young L. J., Christman M., et al. (2012). Analysis of generalized linear mixed models in the agricultural and natural resources sciences. Madison, WI, USA: American Society of Agronomy and Soil Science Society of America. Google Scholar

15. Grichar J. W., Dotray P. A., McGinty J. A. (2020). Using fluridone herbicide systems for weed control in Texas cotton (Gossypium hirsutum L.). J. Adv. Agric. 11, 2349–0837. doi: 10.24297/jaa.v11i.8618 CrossRef Google Scholar

16. Keeley P. E., Carter C. H., Thullen R. J. (1987). Influence of planting date on growth of Palmer amaranth (Amaranthus palmeri). Weed Sci. 35, 199–204. doi: 10.1017/S0043174500079054 CrossRef Google Scholar

17. Kenward M. G., Roger J. H. (1997). Small sample inference for fixed effects from restricted maximum likelihood. Biometrika 53, 983–997. doi: 10.2307/2533558 CrossRef Google Scholar

18. Kerby T. A., Adams F. (1985). Potassium nutrition of cotton. In Munson R. D. (Ed.), Potassium in agriculture, pp. 843–860. Hoboken: Wiley. Google Scholar

19. Koger C. H., Price A. J., Faircloth J. C., Wilcut J. W., Nichols S. P. (2007). Effect of residual herbicides used in the last post-directed application on weed control and cotton yield in glyphosate and glufosinate-resistant cotton. Weed Technol. 21, 378–383. doi: 10.1614/0890-037X(2007)21[378:EORHUI]2.0.CO;2 CrossRef Google Scholar

20. MacRae A. W., Webster T. M., Sosnoskie L. M., Culpepper A. S., Kichler J. M. (2013). Cotton yield loss potential in response to length of Palmer amaranth (Amaranthus palmeri) interference. J. Cotton Sci. 17, 227–232. Google Scholar

21. Maguire R., Alley M., Flowers W. (2019). Fertilizer Types and Calculating Application Rates. Virginia Cooperative Extension. Available online at: https://www.pubs.ext.vt.edu/content/dam/pubs_ext_vt_edu/424/424-035/424-035.pdf (accessed January 29, 2024). Google Scholar

22. McKinlay K. S., Brandt S. A., Morse P., Ashford R. (1972). Droplet size and phytotoxicity of herbicides. Weed Sci. 20, 450–452. doi: 10.1017/S0043174500036110 CrossRef Google Scholar

23. Morgan G. D., Baumann P. A., Chandler J. M. (2001). Competitive impact of Palmer amaranth (Amaranthus palmeri) on cotton (Gossypium hirsutum) development and yield. Weed Technol. 15, 408–412. doi: 10.1614/0890-037X(2001)015[0408:CIOPAA]2.0.CO;2 CrossRef Google Scholar

24. Norsworthy J. K., Schrage B. W., Barber T. L., Schwartz L. M. (2016). Emergence date influences growth and fecundity of Palmer amaranth in cotton. J. Cotton Sci. 20, 263–270. doi: 10.1017/S0890037X00034977 CrossRef Google Scholar

25. Prasad R., Cadogan B. L. (1992). Influence of droplet size and density on phytotoxicity of three herbicides. Weed Technol. 6, 415–423. doi: 10.1017/S0890037X00034977 CrossRef Google Scholar

26. Price A. J., Koger C. H., Wilcut J. W., Miller D., Santen E. V. (2008). Efficacy of residual and non-residual herbicides used in cotton production systems when applied with glyphosate, glufosinate, or MSMA. Weed Technol. 22, 459–466. doi: 10.1614/WT-07-083.1 CrossRef Google Scholar

27. Robertson B., Bednarz C., Burmester C. (2007). Growth and development — first 60 days. Cotton Phys. Today 13, 1–5. Google Scholar

28. Webb C. J., Keeling J. W., Dotray P. A. (2019). Crop tolerance and weed management with pyroxasulfone in cotton. Texas J. Agri. Nat. Resour. 32, 29–41. Google Scholar

29. Wells K. L., Green J. D. (1991). Using solid, bulk blended mix-grade fertilizers. Soil Sci. News Views 12, 133. Google Scholar

30. Yelverton F. (1998). Utilizing preemergence herbicides with and without fertilizer carriers: should you spray or should you use a granular carrier? Michigan State Univ. USGA Green Section Rec. 36, 13–16. Google Scholar

Linn SL, Norsworthy JK, Barber T, Thrash B and Roberts T (2024) Evaluation of residual palmer amaranth control with herbicides coated on fertilizer. Front. Agron. 6:1476532. doi: 10.3389/fagro.2024.1476532

Перевод статьи «Evaluation of residual palmer amaranth control with herbicides coated on fertilizer.» авторов Linn SL, Norsworthy JK, Barber T, Thrash B and Roberts T., оригинал доступен по ссылке. Лицензия: CC BY. Изменения: переведено на русский язык