Home » Овощеводство » Борьба с сорняками при выращивании моркови

Борьба с сорняками при выращивании моркови

Основная страница: Морковь

Борьба с сорняками остается одной из самых серьезных проблем в производстве моркови, несмотря на достижения в области интегрированных стратегий контроля. В действительности, Ван Хеемст (1985) сообщил, что морковь является наиболее чувствительной к вмешательству сорняков из 26 культур, включенных в глобальный обзор литературы. Эта чувствительность в значительной степени связана с присущими этой культуре характеристиками роста, которые включают медленное и изменчивое появление всходов, относительно слабую силу проростков и медленное развитие полога в начале сезона. Адекватная борьба с сорняками без ущерба для урожайности и качества корнеплодов моркови требует интеграции профилактических, культурных и прямых стратегий (Peruzzi et al., 2007). Последние разработки в области роботизированных пропольчиков с использованием искусственного интеллекта, биостимуляторов и конкурентных сортов, которые благоприятствуют росту моркови, а не сорняков, а также использование органической мульчи в системах полосовой обработки почвы могут улучшить борьбу с сорняками на моркови.

Вредоноснность

Однолетние злаковые и широколистные (двудольные) сорняки являются основными вредителями моркови. Большинство из них можно контролировать с помощью гербицидов, зарегистрированных в настоящее время для использования в посевах моркови.

Однако несколько устойчивых сорняков становятся серьезной проблемой. Некоторые сорняки из семейства сложноцветных, включая маревые (Conyza canadensis), ананасовую капусту (Matricaria matricarioides) и крестовник обыкновенный (Senecio vulgaris), в некоторой степени устойчивы к линурону (Lorox) и растворителю стоддарта. Повилика (Cuscuta campestris), паразитический сорняк, распространяется в некоторых районах.

Осоки, как желтая (Cyperus esculentus), так и сыть круглая (Cyperus rotundus), являются наихудшими сорняками-вредителями моркови. Послевсходовые гербициды могут контролировать желтую осоку, но зарегистрированных гербицидов против сыти круглой на моркови нет. Культивация и предпосевная химическая обработка обеспечивают некоторую борьбу с осокой. Летняя обработка пара также может быть эффективной. Осоки не конкурируют с морковью, посаженной осенью, потому что рост осоки замедляется и в конечном итоге прекращается, когда температура понижается, а морковь дает больше тени.

Вмешательство сорняков в морковь снижает урожайность корнеплодов, ухудшает качество, стимулируя развитие корнеплодов неправильной формы, и препятствует механической уборке. Видовой спектр сорняков зависит от региона производства, но чаще всего включает обычные однолетние и злаковые виды, которые появляются после предпосевной обработки почвы. Потери товарного урожая корнеплодов моркови из-за сезонной конкуренции с сорняками часто превышают 90% (Bellinder et al., 1997; Coelho et al., 2009; Freitas et al., 2009).

Укоренившиеся многолетние сорняки могут представлять особую проблему при выращивании моркови, поскольку с ними трудно справиться доступными методами, такими как культивация, они часто имеют обширную корневую систему, которая нарушает рост корней моркови и легко вытесняет слабые проростки моркови. Например, Уильям и Уоррен (1975) зафиксировали плотность пурпурной осоки (Cyperus rotundus) 1600 растений/м2 при выращивании моркови в Бразилии. Кроме того, паразитические сорняки, такие как повилика (Cuscuta spp.), египетская метлица (Phelipanche aegyptiaca) и метлица крапчатая (Orobanche crenata), прикрепляются к растениям моркови и вытягивают из них воду и питательные вещества. В зависимости от плотности и времени заражения паразитами, ущерб от паразитизма может варьироваться от эстетических дефектов, когда сорняки, в частности, метлица, физически прикрепляются к корню моркови, до снижения содержания сахара в корнеплодах и полной потери урожая (Konieczka et al., 2009; Cochavi et al., 2015).

Морковь часто выращивается в севообороте с другими специализированными культурами и поэтому подвержена воздействию уникальных культурных сорняков, которые действуют как сорняки, когда растут в морковный сезон, например, картофель (Solanum tuberosum) из клубней, сохраняющихся в почве. Эти культуры часто более конкурентоспособны в борьбе за воду, питательные вещества и свет, чем морковь, и поэтому могут привести к потере урожая даже при очень низкой плотности популяции. Например, Уильямс и Бойдстон (2006) сообщили, что урожайность корнеплодов моркови снизилась на 5%, когда картофель-доброволец был оставлен на сезон при низкой плотности 0,06 растений/м2. Два растения картофеля на квадратный метр снижали урожайность моркови на 5% при выращивании в течение первых 430 вегетационных градусо-дней (GDD; рассчитывается, начиная с 50% всходов моркови и при базовой температуре 7,2 °C).

Нехимические методы борьбы

Севообороты и системы севооборота, благоприятствующие моркови по сравнению с сорняками

Борьба с сорняками на моркови может быть улучшена путем адекватного управления сорняками в севообороте и использования системы возделывания, которая благоприятствует моркови по сравнению с сорняками. В частности, многолетние сорняки, такие как сыть (Cyperus spp.), должны быть уничтожены до посева моркови. Система производства моркови и конфигурация посева также важны для определения конкурентоспособности сорняков. Например, капельное орошение позволяет размещать воду и питательные вещества рядом с растениями моркови для оптимального использования, в то время как междурядные сорняки лишены этих ресурсов. Сама конфигурация морковных рядов может влиять на рост сорняков, где раннее формирование полога культуры усиливается, когда посевные ряды более узкие, тем самым уменьшая доступ света для молодых сорняков (рис.).

Конкурентоспособность моркови по отношению к сорнякам повышается при узкорядной системе с пятью рядами посева на грядку (а) по сравнению с традиционной трехрядной системой (b).
Конкурентоспособность моркови по отношению к сорнякам повышается при узкорядной системе с пятью рядами посева на грядку (а) по сравнению с традиционной трехрядной системой (b).

Сроки посадки, способствующие быстрому росту ранней моркови и ее конкурентоспособности

Морковь, посеянная в теплую почву и в более теплые погодные условия, обычно всходит и растет быстрее, чем ранняя морковь, посеянная в более холодных условиях. В прохладных условиях всходы моркови появляются через 2-3 недели после посева, а растениям моркови требуется 35-45 дней, чтобы достичь стадии пятилистника (Bellinder et al., 1997). Свантон и др. (2010) исследовали критический период отсутствия сорняков у моркови, или период времени, в течение которого культура должна быть свободна от сорняков, чтобы минимизировать снижение урожая, при двух датах посева. Критический период отсутствия сорняков составлял от 414 до 444 GDD (накопленный от даты посева и при базовой температуре 5°C), когда морковь была посеяна в середине-конце мая. Критический период без сорняков был продлен до 930 GDD, когда морковь была посеяна в конце апреля. Этот период без сорняков в некоторой степени зависит от конфигурации посадок, как отмечают Фрейтас и др. (2009). Они сравнили междурядья 15 и 20 см и сообщили, что более узкие ряды сократили критический период без сорняков на 7 дней.

Ложный посев

Отсроченный посев также позволяет использовать метод ложного посева или «черствого грядки», при котором почва обрабатывается до готового семенного ложа и остается лежать под паром в течение 1-3 недель, пока сорняки прорастают и появляются. Затем молодые сорняки уничтожаются мелкой обработкой почвы, выжиганием или недолговечным, неселективным гербицидом. Хотя эта стратегия эффективно уничтожает первый всплеск сорняков, которые будут конкурировать с морковью, семена спящих сорняков не затрагиваются, а многолетние вегетативные ткани сорняков могут распространяться при обработке почвы.

Конкурентоспособные сорта моркови для подавления или переноса заражения сорняками

Конкурентные различия между сортами моркови были отмечены на бразильской моркови, зараженной высокой популяцией пурпурной осоки. Снижение урожайности корнеплодов моркови составило 39% там, где выращивался сорт Курода, и 50% там, где выращивался сорт Нантес (William and Warren, 1975). Учитывая эти наблюдения, Colquhoun et al. (2017) сравнили способность переносить и подавлять сорняки у девяти сортов моркови. Они сообщили, что скорость появления всходов у разных сортов сильно различалась и влияла на развитие полога, а затем и на вмешательство сорняков.

Механическая или физическая борьба с сорняками

Выращивание является основой многих программ интегрированной борьбы с сорняками на моркови. Основное внимание уделяется инструментам и стратегиям, которые механически удаляют или уничтожают сорняки, растущие как можно ближе к морковному ряду, без повреждения культуры, чтобы ограничить конкуренцию сорняков и необходимость ручной прополки, но такая избирательность является сложной задачей. В лабораторном исследовании Бенджамин и Рен (1978) продемонстрировали, что срезание корнеплода у 2-недельных растений моркови стимулирует утолщение боковых корней вблизи срезанного конца, что приводит к образованию раздвоенной или «вильчатой» моркови, которая часто не может быть продана в зависимости от конечного использования. Аскар и Маттссон (1991, 1994) отметили неправильную форму корнеплодов моркови, когда культиваторы использовались близко к ряду растений, вероятно, в результате этого повреждения.

Многочисленные типы культиваторов были оценены в производстве моркови, причем некоторые инструменты были разработаны специально для удовлетворения потребностей культуры. Peruzzi и др. (2007) сравнили обычный культиватор на грядке с пятью полосатыми рядами моркови с точным культиватором, используемым на грядке с десятью одиночными рядами моркови. Обе системы также подвергались пламенной прополке и ручной прополке. Была отмечена экономия труда при использовании точного культиватора в десятирядной системе, но ручная прополка все равно была необходима. Авторы пришли к выводу, что для эффективного контроля и приемлемой урожайности и экономической рентабельности необходима программа, объединяющая технику залежалых семян, факельную прополку, точную культивацию, ручную прополку и конфигурацию конкурентного посева.

Щеточный культиватор не был разработан специально для выращивания моркови, но он стал предметом многочисленных исследований и интереса со стороны производителей. Аскар и Маттссон (1994) сравнили обычный культиватор с мотыгой и две ширины необработанных полос в ряду культуры (10 или 5-6 см). Они сообщили об отсутствии различий в урожайности при использовании любого культиватора или ширины полосы, но культивация увеличила урожайность моркови в два из трех лет по сравнению с морковью без культивации. Однако они также сообщили, что культивация привела к увеличению доли разветвленной моркови в два года исследования.

Термическая борьба с сорняками

Огненная прополка используется, в частности, в органическом производстве моркови. Горелки, работающие на пропане, направляются на только что появившиеся сорняки со скоростью, которая повреждает целостность клеточной стенки, что проявляется в виде пропитанного водой внешнего вида. Растения моркови могут быть довольно сильно повреждены, поэтому практическое применение было сосредоточено на довсходовой огневой прополке в течение длительного периода между посевом моркови и всходами, когда часто наблюдается первый всплеск сорняков (Turner et al., 2000; Anyszka and Golian, 2017). Огневая прополка не является самостоятельной стратегией борьбы с сорняками, но может быть эффективной в сочетании с механическими методами, дополненными ручной прополкой. Anyszka и Golian (2017) наблюдали больше сорняков и меньшую урожайность моркови при использовании одной только факельной прополки по сравнению с ручной прополкой и механическими методами.

Сокращенная обработка почвы, покровные культуры и мульча

Системы сокращенной обработки почвы, используемые в других системах земледелия, признают ряд преимуществ, включая снижение прорастания семян сорняков и увеличение хищнического уничтожения семян сорняков. Эти преимущества еще больше подчеркиваются и расширяются, когда сокращенная обработка почвы сочетается с покровными культурами, которые служат в качестве мульчи в сезон и ветрозащитного экрана от выдувания почвы, повреждающего чувствительные всходы моркови. Покровные культуры высеваются осенью до начала морковного сезона и часто уничтожаются под зиму в более холодном климате или с помощью гербицидов, или скашиваются до посева моркови. Однако сокращенная обработка почвы может быть сложной системой для выращивания корнеплодов, чувствительных к структуре и уплотнению почвы, часто смещает спектр видов сорняков в сторону ветроопыляемых многолетников, таких как одуванчик обыкновенный (Taraxacum officinale), и в значительной степени исключает возможность использования культивации в качестве стратегии борьбы с сорняками.
Brainard и Noyes (2012) сравнили производство моркови при обычной обработке почвы с системой полосовой обработки с добавлением и без добавления компоста на трех перерабатывающих сортах моркови. Ячмень (Hordeum vulgare), который был создан до посева моркови, был оставлен в качестве ветрозащитной полосы в системе полосовой обработки почвы. Ежегодная борьба с сорняками, урожайность корнеплодов моркови и чистый доход садовода были такими же или выше при системе полосовой обработки почвы по сравнению с обычной обработкой. Добавление компоста дало менее четкие результаты.

Аналогично, Borowy (2004) сравнил систему, в которой рожь (Secale cereale) выращивалась осенью перед посевом моркови, весной уничтожалась гербицидом глифосат, а морковь высевалась без обработки почвы («no-till») с традиционной системой обработки почвы без покровной культуры. Автор отметил трудности, связанные с посевом моркови под 80%-ный покров остатков ржи и твердую необработанную почву, но ржаная мульча снизила количество видов сорняков на 96-100%. Однако наблюдался сдвиг в сторону многолетнего одуванчика обыкновенного, где этот единственный вид составлял 30% популяции сорняков в необработанной системе к моменту уборки моркови. Урожайность моркови не отличалась между системами производства, но исследование, по-видимому, проводилось только в течение одного вегетационного периода. Кроме того, работа проводилась на лессовой почве с низким содержанием органического вещества (1,6%), которая остается рыхлой и более благоприятной для роста корней моркови, чем более тяжелая почва.

В последующей работе Borowy et al. (2015) исследовали осенний посев горчицы белой (Sinapis alba), которая погибла от низких зимних температур и обеспечила укрытие остатков в начале морковного сезона, в частности. Авторы полагались на значительное количество ручной прополки для оставшейся части борьбы с сорняками и предположили, что система выиграет от интеграции с гербицидами для борьбы с сорняками в течение всего сезона. Всходы моркови были выше там, где выращивалась белая горчица, но рост растений моркови был медленнее в течение оставшейся части сезона. В результате, общий урожай корнеплодов и корнеплоды более 20 мм были снижены по сравнению с обычными обработками почвы без покровных культур. При несколько схожих результатах урожайности Gruszecki et al. (2015) сообщили, что живая мульча, выращенная между рядами моркови, снизила урожайность корнеплодов и увеличила количество моркови малого диаметра (<20 мм) и вильчатой моркови по сравнению с применением гербицида линурон без покровных культур. Измельченная и высушенная мульча из бобовых покровных культур может оказаться более перспективной. Сантос и др. (2011) обнаружили, что мульча из голубиного гороха (Cajanus cajan) и глирицидии (Gliricidia sepium) увеличила урожайность и диаметр корнеплодов моркови, а популяция сорняков была на 300% меньше по сравнению с морковью без мульчи.
Учитывая эти наблюдения, необходимы дальнейшие исследования систем, объединяющих преимущества полосовой обработки почвы с гербицидами, внесенными в рядки моркови для борьбы с сорняками в междурядьях, и мульчированием покровными культурами для борьбы с сорняками в междурядьях. Мейн и др. (2013) сообщили, что гербицид линурон может быть нанесен на рядки и в сочетании с междурядной культивацией сокращает использование гербицидов на 66% по сравнению с широкорядным внесением, без ущерба для борьбы с сорняками и урожайности корнеплодов моркови. В литературе не сообщалось о возможности интеграции такого гербицидного полосного внесения с покровными культурами и сокращенной обработкой почвы.

Ручная прополка

Во многих производственных системах, особенно в тех, где синтетические гербициды не применяются для уничтожения сорняков в рядках, ручная прополка в той или иной степени неизбежна для предотвращения значительного снижения урожая моркови. Однако, как отметил Бишоп (2002), ручная прополка часто слишком дорогостоящая и требует много времени. Наличие рабочей силы также стало ограничением во многих регионах мирового производства. Меландер и др. (2005) сообщили, что даже производственные системы, в которых интегрированы многочисленные стратегии борьбы с сорняками, по-прежнему требуют от 100 до 400 часов ручной прополки на гектар.

Гербициды, применяемые в посевах моркови

Хорошая программа борьбы с сорняками включает как до-, так и послевсходовое применение гербицидов, севооборот и культивацию. Линурон широко используется как до- и послевсходовое внесение на навозной почве. Поскольку он может повредить прорастающую морковь, применение линурона должно точно соответствовать рекомендациям по использованию препарата.

Растворитель Стоддард, нефтяной дистиллят, может быть распылен послевсходовым способом поверх моркови и убивает большинство широколистных и злаковых сорняков. Однако он очень дорогой и может оставлять маслянистый привкус на моркови, если применять его слишком близко к уборке. Трифлуралин (Трефлан) обычно используется для борьбы с сорняками на моркови, посаженной на минеральных почвах.

Линурон

Линурон является основным гербицидом для моркови на протяжении многих лет. Многие исследования продемонстрировали широкое применение линурона на посевах моркови. Например, урожайность моркови на сорных участках без гербицида часто была на 15% или меньше, чем при применении линурона (Henne and Guest, 1973; Henne and Poulson, 1980). Белл и др. (2000) также сообщили, что урожайность моркови примерно в шесть раз выше, если линурон применялся довсходовым, послевсходовым или в оба срока по сравнению с сорной морковью. За два года исследований чистая прибыль при применении линурона составила от 980 до 6426 долларов США на гектар по сравнению с 740-2852 долларами США на гектар, где морковь пропалывалась вручную.

Линурон применяется довсходовым и послевсходовым способом на моркови и контролирует несколько однолетних травянистых и широколистных сорняков, включая некоторые виды при новом появлении. Применение линурона ограничено на груботекстурных почвах с низким содержанием органических веществ для снижения риска повреждения урожая и загрязнения грунтовых вод, поэтому гербицид запрещен в некоторых регионах. Линурон — это гербицид на основе мочевины, который ингибирует фотосистему II в восприимчивых растениях. Ограниченные популяции нескольких видов сорняков, распространенных в моркови, таких как свинорой краснокорневой (Amaranthus retroflexus) и лядвенец обыкновенный (Chenopodium album), были идентифицированы с устойчивостью к линурону (Heap, 2018).

Метрибузин

Geminiani et al. (2008) считают метрибузин полезной альтернативой послевсходовому линурону, за исключением полей, где преобладали пасленовые сорняки. Метрибузин применяется послевсходовым способом на моркови, как правило, на стадиях роста культуры после применения линурона, чтобы продлить контроль почвенных остатков сорняков и снизить риск повреждения молодых растений моркови. Гербицид легко выщелачивается в песчаных почвах с низким содержанием органического вещества. Метрибузин — гербицид семейства триазинонов, который ингибирует фотосистему II в восприимчивых растениях, что приводит к довсходовой и ранней послевсходовой борьбе с сорняками. Устойчивость к метрибузину несколько распространена среди таких видов сорняков, как амброзия обыкновенная и свинорой красный.

S-метолахлор

S-Метолахлор контролирует в основном однолетние злаковые сорняки и некоторые однолетние широколистные при довсходовом применении на моркови. Повреждение моркови иногда наблюдается, когда прохладная, влажная погода наступает во время или вскоре после применения гербицида. Этот гербицид относится к семейству хлорацетамидов и ингибирует синтез очень длинноцепочечных жирных кислот. Наблюдается минимальное развитие устойчивости сорняков.

Пендиметалин

Конецка и др. (2009) считают пендиметалин единственным эффективным гербицидом для борьбы с повиликой болотной (Cuscuta gronovii), отмечая более чем 80% контроль через 56 дней после посадки моркови. Как и S-метолахлор, пендиметалин контролирует несколько однолетних трав и некоторые однолетние широколистные растения при довсходовом внесении. Пендиметалин является гербицидом, ингибирующим микротрубочки. Несмотря на более чем четыре десятилетия применения, устойчивые сорняки не получили широкого распространения.

Прометрин

Гербицид прометрин применяется до- и послевсходовым способом на моркови по схеме, аналогичной линурону, и контролирует несколько однолетних широколистных сорняков и отдельные виды трав. Прометрин также ингибирует фотосистему II в восприимчивых растениях. Повреждение моркови может наблюдаться при более высоких нормах расхода и при применении на ранних стадиях роста моркови. Спорадически сообщалось об устойчивых сорняках, распространенных среди моркови, таких как Amaranthus spp. и лядвенец обыкновенный (Heap, 2018).

Трифлуралин

Трифлуралин контролирует многие однолетние травы и некоторые широколистные сорняки. Гербицид вносится до посадки моркови и заделывается в почву с обработкой или водой, чтобы снизить риск улетучивания и ухудшить контроль сорняков. Трифлуралин — это динитроанилиновый гербицид, который ингибирует сборку микротрубочек. Изредка сообщалось об устойчивых сорняках, особенно травах, но они не получили широкого распространения. Трифлуралин неэффективен на почвах с высоким содержанием органического вещества, на которых выращивается морковь в некоторых регионах производства.

Граминициды

Гербициды сетоксидим и клетодим контролируют только всходы активно растущих сорняков, особенно при применении до начала кущения. Эти гербициды относятся к семейству циклогександионовых гербицидов, которые ингибируют фермент ацетил-КоА карбоксилазу. Устойчивость к послевсходовым граминицидам встречается довольно часто и была зарегистрирована у 48 видов сорняков по всему миру (Heap, 2018).

Природные гербициды и биологический контроль

Попытки биологической борьбы с сорняками, характерные для вредителей моркови, в основном ограничивались Alternaria spp. для борьбы с повиликой (Cuscuta spp.). Бьюик и др. (1986) сообщили о 92% борьбе с повиликой болотной, но рост Alternaria spp. был ограничен пестицидами, обычно используемыми для моркови, такими как гербицид линурон и фунгицид хлороталонил. Последующие исследования указали на нестабильность биологического агента контроля, и эта стратегия так и не нашла коммерческого применения (J. Colquhoun, 2008, неопубликованные результаты). Гвоздичное масло и цитрусовое масло показали некоторые перспективы в качестве природных гербицидов. В органическом производстве моркови Мэйн и др. (2013) обнаружили, что эти масла обеспечивают незначительно лучшую борьбу с сорняками, чем уксусная кислота и пламя.

Будущие проблемы

Борьба с сорняками в традиционном производстве моркови находится под особой угрозой из-за развития устойчивых к гербицидам сорняков и регулирования применения пестицидов.

Чрезмерная зависимость от нескольких активных ингредиентов гербицидов для борьбы с сорняками привела к широкому распространению устойчивости сорняков, как отмечалось выше. Кроме того, глобальное нормативное давление на использование пестицидов в целом повлияет на производство моркови. Например, гербицид линурон недавно был запрещен в Европе и в настоящее время находится в процессе переоценки регистрации в США. Экологические проблемы, вероятно, усилят это нормативное давление и могут стать особенно сложными для таких распространенных гербицидов для моркови, как S-метолахлор и метрибузин, которые были обнаружены в грунтовых водах.

Текущие и перспективные области исследований

Устойчивые сорняки и глобальное давление по сокращению использования пестицидов стимулировали возобновление интереса к изучению нехимических стратегий борьбы с сорняками, которые могут быть интегрированы в целостные сезонные программы. На родственных мелкосеменных культурах, таких как листовая зелень, ведутся исследования по изучению сочетания роботизированных технологий, дистанционного зондирования и искусственного интеллекта в качестве потенциальной замены человеческого труда и ручной прополки. Принятие такой системы сельхозпроизводителями зависит от последовательной избирательности, или способности оборудования удалять или уничтожать сорняки, растущие среди растений моркови, без значительного повреждения урожая. Кроме того, исследователи изучают возможность использования природных биостимуляторов для благоприятного роста моркови по сравнению с сорняками, например, применение гибберелловой кислоты для стимулирования конкурентного роста верхушки моркови и раннего закрытия полога.

Литература

Carrots and Related Apiaceae Crops, 2nd Ed. Edited by Emmanuel Geoffriau and Philipp W. Simon. USA. 2021.

Commercial Vegetable Recommendations. CARROTS. Extension Bulletin E-1437 (Minor Revision). February 1986. Coopererative Extension Service. Michigan State University.

Carrot Production in California. JOE NUÑEZ, University of California Cooperative Extension Farm Advisor, Kern County; TIM HARTZ, University of California Cooperative Extension Vegetable Crops Specialist, University of California, Davis; TREVOR SUSLOW, University of California Cooperative Extension Postharvest Specialist, University of California, Davis; MILT MCGIFFEN, University of California Cooperative Extension Plant Physiologist, University of California, Davis; and ERIC T. NATWICK, University of California Cooperative Extension, Imperial County