Агропромышленная газета юга России - Видео ЮтубСорный рис с окрашенным перикарпом зерна, распространенный на посевах сортов риса в зоне умеренного климата, по систематическому положению относится к тому же виду, что и культурный рис – Oryza sativa L.
Все сорно-полевые формы этого вида обладают нежелательными для рисоводов агробиологическими признаками, такими как полегаемость, осыпаемость колосков, низкое качество зерна, восприимчивость к болезням.
С другой стороны, ряд признаков, не присущих возделываемым сортам риса, дает этим растениям преимущества в конкурентной борьбе. Например, период покоя семян, более растянутые во времени сроки прорастания семян и цветения колосков, формирование большего числа продуктивных побегов, быстрые темпы роста и, как правило, большая высота растений и выход их в верхний ярус. Неравномерное созревание колосков и способность к их осыпанию сразу после созревания создают банк семян краснозерного риса в почве. Семена таких сорно-полевых растений риса по форме, размеру и часто по цвету цветковых чешуй обычно мало отличаются от семян культурного риса, что создает определенные трудности при ведении семеноводства. Поля, сильно засоренные сорным рисом, как правило, выводят из севооборота.
В настоящее время принято считать, что широко распространенные и наиболее вредоносные формы краснозерного риса, обладающие доминантными признаками сорняков, произошли в результате естественной гибридизации в полевых условиях. Впоследствии эти гибридные краснозерные формы многократно переопылялись с культурным рисом и между собой, что привело к появлению новых биотипов, имеющих фенотипическое сходство не только с дикими предковыми формами, но и с возделываемыми сортами.
В рисосеющих странах Европы, таких как Италия, Франция, Испания, Португалия, Греция, Болгария, сорный рис с окрашенным перикарпом зерна является одним из наиболее вредоносных сорняков и распространен на 35 - 65% площади, занятой под рисом. К началу ХХI века была отмечена тенденция к увеличению засорения до 40 - 75%. Так, в Камарге (Франция) краснозерный рис встречался на 50% площадей рисовых полей. Из-за высокой степени засорения в 1995 году 15 - 20% сортовых посевов были обезличены. Потери урожая в этих областях, особенно в условиях монокультуры, достигли 50%.
Краснозерный рис зарегистрирован на полях Италии с начала ХIX века. Тогда его еще не относили к числу сорняков риса. В настоящее время распространение сорного риса с окрашенным перикарпом зерна отмечено на 65 - 80% рисовых полей Италии. По данным A. Ferrero (2003), на сильно засоренных участках он занимает более 30% площади рисовых чеков.
В США, странах Центральной и Южной Америки краснозерный рис является одним из основных сорняков, снижающих урожай и качество получаемой продукции. В США он отмечался на полях с 1846 года в штатах Луизиана, Южная и Северная Каролина, Арканзас и Техас. К 1979 году он был распространен уже на 200 тыс. га рисовых полей, и потери урожая по этой причине составили 50 млн. долларов. Плотность стеблестоя растений краснозерного риса оказывала существенное влияние на урожайность возделываемых сортов: наличие 5 раст./м² привело к потере урожая белозерного риса на 22%, 19 – на 50%, а 108 раст./м² – уже на 77%.
В Россию сорный рис с окрашенным перикарпом зерна, по всей вероятности, был завезен с семенами сортов риса из стран Юго-Восточной Азии. За годы возделывания этой культуры он распространился по всем рисосеющим регионам и считается одним из самых злостных засорителей. Каждый процент примеси окрашенных зерен в семенах риса может снижать урожай на 1,5 -
2,3%. До 90-х годов ХХ века посевы риса в Краснодарском крае засоряли в основном высокорослые растения сорного риса с окрашенными цветковыми чешуями, остями и перикарпом зерна, с легко осыпающимися колосками. В настоящее время на посевах значительное распространение получили растения краснозерного риса, фенотипически сходные с возделываемыми сортами. У таких растений отмечено отсутствие осыпаемости колосков при созревании и периода покоя семян.
В европейских странах, как правило, все биотипы сорного риса с окрашенным перикарпом зерна относят к одной разновидности - sylvatica Chiappelli. Российские ученые используют классификацию Г. Г. Гущина (1938), в которой разновидности определяются по окраске цветковых чешуй и перикарпа зерна, наличию и окраске остей.
Исследования по определению таксономического состава и степени распространения на посевах в Краснодарском крае сорно-полевых форм риса ведутся нами с 1999 года. Обследования проводятся маршрутным методом ежегодно во всех рисосеющих районах края. Все зарегистрированные формы имели окрашенный перикарп зерна и относились к тому же виду, что и культурный рис, – Oryza sativa L. Таксономический анализ выявил наличие на посевах риса в Краснодарском крае 8 разновидностей краснозерного риса, относящихся к подвиду japonica и 1 – к подвиду indica (по Г. Гущину).
Для изучения степени распространения на посевах риса растений, относящихся к разным ботаническим разновидностям, были заложены учетные площадки размером 1х1 м² в четырехкратной повторности. На полях севооборота, где третий год выращивали рис по рису и не проводили профилактических мероприятий по защите посевов от сорного риса, степень засоренности составила 35 - 50%.
Соотношение краснозерных разновидностей на таких посевах было следующим: безостые sundensis – 40 - 45%, kasakstanica и subpyrocarpa (с зачатками остей) – 15 - 20%, остистые pyrocarpa, desvauxii и caucasica – до 20% (на разных участках), единично встречались остистые краснозерные растения с двухцветными цветковыми чешуями flavoacies и bicolorata. На участках производственных посевов на товарное зерно при соблюдении севооборота (2-й год рис по рису) засоренность посевов была ниже и не превышала 10 - 12%, в том числе var. sundensis – 80%, subpyrocarpa – 15%, pyrocarpa – 5 - 10%, kasakstanica, flavoacies, desvauxii и caucasica – менее 5%.
Изучение морфотипов сорно-полевых форм риса выявило различие между остистыми и безостыми разновидностями подвида japonica с осыпающимися колосками. Для остистых форм были характерны большая высота растений (125 -140 см), способность к формированию 10 - 15 продуктивных побегов, поникающая или развалистая форма метелки (длина главной метелки 23 - 25 см), длинный флаговый лист – 42 - 52 см. Безостые сорные формы риса имели высоту 100 - 115 см, формировали 3 - 5 продуктивных побегов, длина главной метелки составляла 19 - 21 см, форма метелки – поникающая, реже компактная прямостоячая, флаговый лист 27 - 30 см длиной.
Изучение популяций разновидности philippensis подвида indica выявило два биотипа растений с неосыпающимися колосками. Первый –
высокорослые (140 - 145 см), формирующие 6 - 8 продуктивных побегов, позднеспелые, не устойчивые к полеганию и восприимчивые к болезням; второй – среднерослые (100 - 110 см), формирующие 2 - 4 продуктивных побега, среднеспелые, среднеустойчивые к полеганию и пирикуляриозу. Для растений обоих биотипов были характерны длинная (20 - 23 см) поникающая сильноизогнутая метелка, окрашенный перикарп и длинная веретеновидная форма зерна (l/b 3,4 - 3,7).
Наибольшей вариабельностью по морфобиологическим признакам и широким распространением на рисовых полях, по нашим данным, отличались безостые растения с соломенно-желтыми цветковыми чешуями, относящиеся к разновидности sundensis. Тогда как, по наблюдениям итальянских ученых, большей вариабельностью и распространенностью в посевах риса обладают остистые и полуостистые формы. Так, из 119 популяций сорного краснозерного риса, собранных на полях Италии, они составляют 56% и 17% соответственно. Причем эти растения лучше, чем растения безостых сорно-полевых форм, приспособлены к меняющимся условиям окружающей среды и условиям культивирования.
Основным способом борьбы с сорно-полевыми формами риса в России на семенных и опытных посевах является в первую очередь сортовая прополка вручную. При этом удаляются хорошо заметные в посеве высокорослые остистые формы риса, а также безостые формы с резко отличающейся от возделываемого сорта окраской цветковых чешуй. В результате в посевах часто остаются безостые и полуостистые краснозерные разновидности с соломенно-желтыми цветковыми чешуями sundensis, subpyrocarpa (для белозерных сортов var. italica) и philippensis (для сортов var. gilanica); двухцветными цветковыми чешуями kasakstanica (для сортов
var. zeravschanica). Аналогичные наблюдения были сделаны и американскими учеными. По данным V. K. Shivrain и сотр. (2010), на посевах риса преобладали растения сорного краснозерного биотипа с соломенно-желтыми цветковыми чешуями (до 70%), фенотипически сходные с возделываемыми сортами, реже встречались растения с черными (22%) и красно-коричневыми (8) цветковыми чешуями.
Традиционные меры борьбы с сорным краснозерным рисом направлены в основном на поддержание сортовой чистоты семян и очистку почвы от падалицы. К таким мерам относятся: введение специальных севооборотов для семенных участков, исключающих размещение семенных посевов риса по рису; сортовая прополка вручную семенных посевов; при производстве элиты и суперэлиты – проведение отбора метелок по комплексу положительных признаков непосредственно в поле; ранняя и глубокая вспашка чеков после уборки урожая. Главным и наиболее эффективным средством борьбы с сорным краснозерным рисом считается правильная организация семеноводческой работы: поддержание сортовой чистоты во всех звеньях семеноводства и своевременное сортообновление.
В мировой практике рисосеяния наиболее эффективные меры борьбы с сорным рисом основаны на сочетании агротехнических приемов и химических мер борьбы. Обычно используются провокационные заливы чеков с последующей обработкой гербицидами (например, глифосатом) по проросшим сорнякам до посева риса.
В условиях Краснодарского края этот метод ограниченно применяется из-за того, что подача воды в рисовые системы края осуществляется централизованно, по графику, за 5 - 7 дней до начала посева риса (третья декада апреля). Провокационные заливы широко применяются только в паровом поле, особенно в семеноводческих хозяйствах.
Кроме традиционных методов борьбы с сорным рисом в странах умеренного климата в настоящее время используются инновационные технологии, направленные на ограничение численности сорняков и увеличение урожайности культуры. Так, в начале ХХI века в США было разработано новое направление – создание сортов риса, устойчивых к гербицидам. Суть его заключалась в создании генетически модифицированных или мутантных растений риса, обладающих устойчивостью к гербицидам сплошного действия. Предполагалось, что устойчивые к гербицидам сорта риса можно будет высевать на полях, сильно засоренных краснозерным рисом и выведенных за пределы рисового севооборота.
Основной причиной, ограничивающей внедрение устойчивых к гербицидам трансгенных сортов риса, стала проблема горизонтального переноса генов между возделываемыми сортами риса и сорно-полевыми краснозерными формами. Как правило, и те и другие принадлежат к одному и тому же виду Oryza sativa, что говорит об их генетической совместимости. Несмотря на то что рис является самоопылителем, при определенных климатических условиях в случае совместного произрастания и совпадения фенологических фаз при открытом цветении может произойти частичное перекрестное опыление растений риса.
Частота переноса генов у риса в результате ауткроссинга невелика и в полевых условиях оценивается, по многим наблюдениям, в пределах 0,01 - 0,2% как от сорного краснозерного риса к культурному, так и в обратном направлении. Тем не менее этот процесс при внедрении в производство трансгенных сортов риса может способствовать появлению устойчивых к гербицидам популяций сорных растений и привести к непредсказуемым экологическим последствиям. Так, в США в 2004 году был зарегистрирован первый случай перекрестного опыления сорта группы Clearfield и краснозерного риса. Частота переноса генов составила 0,012%.
При внедрении в производство новых методов борьбы с сорняками следует учитывать, что излишняя химизация и трансгенное биозагрязнение агроэкосистем приводят к глубоким экологическим изменениям, дестабилизируют генофонды сельскохозяйственных и диких видов, способствуют появлению новых «суперсорняков», требующих обработок все более токсичными гербицидами. В РФ в настоящее время использование генетически модифицированных сортов риса запрещено.
Проблеме борьбы с сорно-полевыми формами риса в России сейчас уделяется серьезное внимание не только семеноводческими хозяйствами, но и производителями товарного зерна. Благодаря этому засоренность посевов краснозерным рисом в хозяйствах, использующих природосберегающие технологии возделывания риса, значительно снизилась. В перспективе для решения проблемы засорения посевов риса необходимо использовать системный подход, сочетая экономические интересы с анализом и минимизацией экологических последствий.
О. ЗЕЛЕНСКАЯ, ФБГНУ ВПО Кубанский государственный аграрный университет, Е. МАКСИМЕНКО, ЭСП «Красное»
