CC BY
160
УДК 632.51: 631.5
Фитосанитарное состояние посевов яровой пшеницы при технологии No-Till
Н.Г. ВЛАСЕНКО,
заведующая научно-
исследовательским центром по
защите растений Сибирского НИИ
земледелия и химизации сельского
хозяйства
Н.А. КОРОТКИХ,
ведущий научный сотрудник
О.В. КУЛАГИН, А.А. СЛОБОДЧИКОВ,
старшие научные сотрудники
e-mail: vlas_nata@ngs.ru
В настоящее время в мире сельскохозяйственные культуры выращиваются по технологии No-Till на площади более чем 100 млн га в самых разнообразных условиях климата и почвы [7]. Эти технологии приобретают все большее значение благодаря тому, что основаны на принципе абсолютного сбережения ресурсов - почвенно-климатичес-ких, материальных, энергетических и трудовых. Их главная суть - полный отказ от обработки почвы и создание мульчи из растительных остатков на ее поверхности. Это предотвращает эрозию почвы, защищает ее от перегрева в период засухи и от переохлаждения в экстремальных зимних условиях, уменьшает испарение влаги, способствует восстановлению плодородного слоя. Переход к No-Till технологиям нельзя осуществлять по шаблону, он не прост и реализуется в течение длительного времени. При этом важнейшим условием эффективного функционирования системы No-Till является постоянное, непрерывное ее использование с соблюдением биоразнообразия культур в севообороте [12]. Очевидно, что внедрение No-Till влечет за собой изменение таких факторов окружающей среды, как температура почвы, уровень содержания почвенной влаги, относительная влажность, уровень рН и плодородия, ослабление минерализации
органического вещества в почве, что неизбежно отразится на фитосани-тарной ситуации в посевах.
Для оценки фитосанитарных рисков, возникающих при переходе к технологии No-Till, в 2008 г. на опытном поле СибНИИЗиХ в ОПХ «Элитное» Новосибирской области, расположенном в центрально-лесостепном Приобском агроландшаф-тном районе, был развернут стационар по сравнительному изучению технологий возделывания сельскохозяйственных культур: (фактор А) -традиционной (зябь глубокая плоскорезная, предпосевная культивация и посев СЗП-3,6) и No-Till (прямой посев по оставленной с осени стерне сеялкой, оборудованной анкерными сошниками шириной 2 см) [1]. Следует отметить, что к началу закладки опыта на этом поле в течение двух лет проводили уравнительный посев яровой пшеницы по безотвальному рыхлению, причем урожай зерна был на уровне 4 т/га, с мульчированием поверхности почвы соломой во время уборки урожая. Таким образом, был создан хороший стерневой фон.
Были сформированы два трехпольных севооборота (фактор В), где в качестве основной культуры выступает яровая мягкая пшеница, в качестве фитосанитарных - овес и полевые капустные (редька масличная, рапс или горчица сарептская). Введение в севооборот капустных культур со стержневой корневой системой, помимо фитосанитарной функции, за счет глубоко проникающих в почву корней оказывало рыхлящее влияние на почву.
Уровни применения средств химизации (фактор С) включали контроль (без удобрений и пестицидов до 2009 г., с 2010 г. без удобрений + противодвудольный гербицид) и
комплексное использование агро-химикатов - внесение минеральных удобрений в дозе N60P20, протравливание семян зерновых фунгицидом, в фазе кущения обработка пшеницы баковой смесью противозлакового и противодвудольного гербицидов, овса - только противодвудольным гербицидом, в фазе флаг-лист -начало колошения зерновых - фунгицидом против листостебельных инфекций. На капустных - опрыскивание в фазе всходов против земляных блошек инсектицидом, в фазе розетки - начало стеблевания гра-миницидом. Площадь делянки по фактору А - 130 м х 20 м = 2600 м2, фактору В - 66 м х 20 м = 1320 м2, по фактору С1 - 4 м х 20 м = 80 м2, по фактору С2 - 16 м х 20 м = 320 м2. Повторность опыта 3-кратная.
Одной из важных проблем при внедрении No-Till технологии является засоренность посевов, в том числе из-за изменения видового состава сорной флоры, адаптации сорняков к новым условиям. В начале освоения No-Till в связи с лучшим сохранением почвенной влаги и наличием семян сорняков на поверхности почвы, плотность сорняков в течение первых нескольких лет может увеличиваться по отношению к технологиям, основанным на обработках почвы, но после 5-10 лет использования этой технологии общая плотность сорняков здесь зачастую ниже [2]. Это обусловлено гибелью семян сорняков, которая, как правило, выше, когда они остаются на поверхности почвы и их поедают животные, а также они более подвержены экстремальным условиям окружающей среды, физическим воздействиям, нежели когда они заделываются в почву посредством ее обработки [10].
В первый год опыта отличий по видовому разнообразию сегетальной флоры в посевах в зависимости от технологий возделывания не наблюдали, тип засорения был смешанным с доминированием однодольных просовидных сорняков. Фитосани-тарная ситуация в посевах в 2009 г при разных технологиях складыва-
лась неодинаково: наблюдали резкое увеличение численности сорных растений при выращивании пшеницы по глубокому рыхлению. В фазе кущения культуры их плотность в вариантах без применения удобрений и гербицидов составляла в среднем 432 шт/м2, в вариантах с внесением азота - 1047 шт/м2. При No-Till технологии данный показатель в аналогичных вариантах имел значения 61 и 97 шт/м2 соответственно. Учет воздушно-сухой биомассы растений позволил лучше представить фитоса-нитарную обстановку в посевах в отношении сорняков. В среднем в контроле при No-Till их биомасса была выше в сравнении с традиционной технологией более чем в 12 раз, достигая 431 г/м2. Удельная масса сорняков (воздушно-сухая масса сорняков/воздушно-сухая масса культуры + сорняков) в посевах пшеницы, возделываемой по традиционной технологии без применения агро-химикатов, не превышала 6-7 % независимо от предшественника. На 95 % сорная растительность была представлена однодольными видами: просом посевным (Panicum miliaceum L.) и ежовником обыкновенным (Echinochloa сrusgaШ (L.) Beauv). А в вариантах с No-Till при меньшем количестве сорняков показатель их удельной массы достигал в среднем 48 %. В посевах пшеницы по овсу доля сорного компонента была меньшей и составляла 35 %, в посевах пшеницы по капустным -46 %, в посевах пшеницы по пшенице - 64 %, при этом 98 % от их общей массы приходилось на двудольные виды. Широкое распространение получил мелколепестник канадский (Erigeron canadensis L.), встречались и развивали большую биомассу такие многолетники как латук компасный (Lactuca serriola L.), осот полевой (Sonchus arvensis L.), бодяк щетинистый (Cirsium setosum (Willd.) Bess.), одуванчик лекарственный (Taraxacum officinale Wigg.).
Преимущество просовидных сорняков на первом фоне обусловлено, с нашей точки зрения тем, что механические обработки почвы способ-
ствовали заделке их семян, обеспечению максимального контакта с почвой и более активному прорастанию после посева во время всходов культуры, тогда как на фоне без обработок многие семена остались на поверхности и не проросли во всходы. На фоне с No-Till возросла доля видов из семейства Asteraceae, причем в основном многолетников, имеющих малые запасы семян в слое 0-10 см (менее 0,05 %) и размножающихся в основном за счет вегетативных органов. Кроме того, снабженные летучками семена этих сорняков заселяли посевы, попадая с других сорных участков. Полученные данные согласуются с данными литературы о том, что при внедрении технологии No-Till наблюдается увеличение количества одуванчика, мелколепестникаканадского, малолетних озимых видов и корнеот-прысковых сорняков [3, 4, 6, 13]. Практически полное зарастание контрольных вариантов сорняками подтвердило то, что без их химического контроля освоение технологии No-Till невозможно в принципе, несмотря на то, что значительную часть засоренности можно снизить предупредительными, организационными и агротехническими мерами. И уже со второго года внедре-
ния технологии No-Till (с 2010 г.) опрыскивание делянок, на которых культуры выращивались без удобрений, дикотицидом стало обязательным мероприятием.
В результате, в фазе молочно-восковой спелости зерна пшеницы в контроле (без применения удобрений, противодвудольный гербицид) удельная масса сорняков в среднем за 2010-2011 гг. составила 9,8 % на фоне глубокого рыхления и 12,3 % на фоне без обработки почвы (рис. 1).
В вариантах с применением комплекса агрохимикатов (удобрения + пестициды) культурные растения развивали массу почти в два раза большую, чем в контроле (в среднем 755 г/м2) и способствовали более эффективному подавлению сорняков: доля последних снижалась до 1,9 и 3,4 % соответственно.
В севообороте с капустными культурами биомасса пшеницы была выше таковой в севообороте с овсом на 18 % в контроле и на 35 % в вариантах с использованием комплекса агрохимикатов, и подавление сорняков здесь было заметнее. В вариантах с традиционной обработкой почвы удельная масса сорняков была ниже на 1,3 %, в вариантах с No-Till - на 2,7 %.
1. Удельная масса сорняков в посевах яровой пшеницы в зависимости от технологии возделывания и предшественника (%)
4 Защита и карантин растений № 1, 2014
Таким образом, при ограничении роли двудольных сорняков удельная масса сорных растений сдерживается науровне 10-15%, и их вредоносность остается невысокой. При применении азотного удобрения, комплекса фитосанитарных средств биомасса культуры значительно возрастает (на 76 %), что способствует более сильному подавлению сорного компонента - удельная масса сорняков в общей надземной массе фитоценоза сокращалась до 2-5 % (порог вредоносности 10 %).
Вид вводимых в севообороты культур и особенности применения гербицидов в их посевах оказали влияние на соотношение удельных масс однодольных и двудольных сорняков в ценозах. Так, в севообороте с овсом в посевах пшеницы масса сорного компонента на 98 % была представлена мятликовыми, а в севообороте с капустными культурами их доля снижалась до 84 %. Подобное различие наблюдали как на фоне рыхления почвы (99 и 79 %), так и на No-Till, но в последнем случае оно было менее резким (97 и 88 %).
Видовой состав сегетального сообщества был более разнообразным в вариантах с прямым посевом. В среднем число сорных видов в посевах пшеницы на этом фоне было выше практически в 2 раза за счет более широко представленных двулетних и зимующих растений (Erigeron canadensis L., Erodium cicutarium (L.) L'Herit., Descurainia sophia (L.) Webb ex Prantl, Viola arvense Murray), а также усиления роли корнеотпрысковых многолетников (Euphorbia virgata W. et K., Lactuca serriola L., Linaria vulgaris Mill.).
Если в вариантах с обработкой почвы количество многолетних видов не превышало 10 % от общего числа встречаемых видов, то при прямом посеве этот показатель качественного состава сегетального сообщества достигал 38 %. В связи с этим встает проблема правильного выбора гербицидов, позволяющих контролировать более широкий спектр двудольных сорняков.
Из-за накопления растительных остатков на поверхности почвы при No-Till может измениться значение некоторых болезней и вредителей. Есть данные, что эти технологии снижают пораженность растений многими болезнями благодаря их прямому положительному воздействию на биологию почвы [8]. Было, например, показано, что пораженность растений корневой гнилью ниже при выращивании пшеницы по No-Till в сравнении с обработкой почвы [9]. Но, с другой стороны, может происходить и ухудшение ситуации в отношении некоторых болезней, во-первых, за счет поддержания популяций патогенов, сохраняющихся на большем количестве пожнивных остатков, во-вторых, за счет изменений в окружающей среде, таких как понижение температуры почвы, повышение влажности почвы и оставление почвы нетронутой [5]. Что касается вредителей, то обработка почвы напрямую больше затрагивает те виды, которые проводят одну или больше фаз жизненного цикла в почве. Так, было показано, что популяции 28 % видов вредителей возрастали, 29 % не показали существенного изменения и 43 % уменьшились с минимизацией обработки почвы [11].
В наших исследованиях, несмотря на то, что растительных остатков на поверхности почвы при No-Till было в 1,5 раза больше (их воздушно-сухая масса в среднем составляла 247 г/м2), чем при рыхлении, значительного нарастания численности вредителей и вспышек заболеваний установлено не было. Например, для гельминтоспориоза, имеющего в условиях Западной Сибири ежегодно высокую распространенность, основным источником инфекции являются семена и почва. Уровень заселенности почвы жизнеспособными конидиями гриба Bipolaris soro-kiniana после первой ротации севооборотов и в годы второй практически не изменялся от первоначального (40 конидий в 1 г воздушно-сухой почвы) и оставался умеренным. В то же время на No-Till отмечена тенден-
ция снижения плотности патогена в верхнем слое почвы на 8-21 % независимо от уровня химизации, а при традиционной технологии с рыхлением почвы число пропагул гриба, напротив, возрастало в вариантах с применением удобрений и средств защиты растений - на 11 %, в контроле - на 33 %.
В годы первой ротации севооборотов (2008-2010 гг.) в фазе молоч-но-восковой спелости зерна показатель развития корневой гнили на пшенице, возделываемой по технологии No-Till, был выше и составлял в контроле 20,9 %, тогда как по традиционной технологии - 15,8 %. На фоне с комплексным применением удобрений и пестицидов болезнь развивалась слабее в 1,3 и 1,4 раза соответственно (16,1 и 11 %).
Учет пораженности пшеницы, проведенный в годы второй ротации севооборотов (2011-2012 гг.), показал, что ситуация в отношении данной болезни оставалась стабильной, но было отмечено, что при комплексном применении удобрений и средств защиты растений на этом этапе освоения технологий уже можно сдерживать развитие болезни на уровне аналогичных вариантов с механическими обработками почвы (в контроле при No-Till технологии развитие болезни - 20,4, при традиционной - 16,2 %, при применении комплекса агрохимикатов - 11,2 и 11,3 % соответственно).
Аэрогенные инфекции в большей степени зависели от гидротермических условий вегетационных периодов и не получали большого развития в годы исследований, в то же время распространенность их в вариантах без применения средств защиты была высокой и зачастую достигала 99-100 % независимо от применяемой технологии. На No-Till пораженность пшеницы септорио-зом в зависимости от условий вегетационных периодов варьировала от 0,5 до 11,4 %, тогда как на рыхлении этот показатель изменялся от 0,7 до 20,6 %. В среднем по годам развитие этой болезни при прямом посеве было в 2,5 раза ниже. В от-
ношении таких инфекций, как мучнистая роса и бурая листовая ржавчина пшеницы не было установлено четкой зависимости их развития от технологии возделывания. В среднем за пять лет индекс развития мучнистой росы в посевах пшеницы составил 2,3 %, и, в целом, сильнее были поражены растения на фоне рыхления почвы (в 1,3 раза). Однако в 2011 г., когда продуктивность пшеницы на No-Till была выше в среднем по опыту на 0,47 т/га и культурные растения формировали значительную вегетативную массу (выше таковой при рыхлении почвы на 46 % в контроле и на 68 % - при комплексном использовании агрохимикатов), в посевах по стерне наблюдали рост пораженности этим заболеванием в 5 раз.
Изучаемые технологии не различались существенно по пораженности посевов пшеницы бурой листовой ржавчиной, имевшей во все годы исследований невысокий индекс развития (0-4,3 %). Однако было отмечено, что в 2009 г. на No-Till развитие этой болезни было выше более чем в 2 раза. Таким образом, не исключена возможность того, что при благоприятных условиях бурая ржавчина станет значимым фактором, лимитирующим продуктивность пшеницы при возделывании по No-Till технологии.
В то же время, ограничить влияние аэрогенных инфекций и нивелировать в этом отношении различия между изучаемыми технологиями
позволяет опрыскивание посевов фунгицидами в фазе колошения пшеницы.
Данные по формированию популяций вредных насекомых выявили, что наиболее привлекательными для внутристеблевых вредителей (стеблевая блошка, шведская и яровая мухи) оказались посевы пшеницы, выращиваемые по традиционной технологии. Поврежденность основных стеблей пшеницы в вариантах с рыхлением почвы была выше в 2,6, а боковых - в 1,7 раза. Здесь температуры почвы и околоземного воздуха были выше, всходы культуры появлялись раньше, и, соответственно, заселялись вредителями активнее.
Повышенный температурный фон 2012 г., когда в мае и июне среднемесячные температуры воздуха были выше среднемноголетних значений на 1,2 и 4,1 °С, обеспечил благоприятные условия для развития хлебных полосатых блошек. При этом концентрация жуков в посевах пшеницы на No-Till была ниже в 3 раза в сравнении с посевами по рыхлению почвы. Ограничить негативное воздействие вредителей всходов (на 74 %) удавалось с помощью обработок посевов инсектицидами.
В течение первой ротации севооборотов численность пшеничного трипса была выше на No-Till в среднем на 35 %, за два года второй ротации - на 18 %, чем при выращивании пшеницы по глубокому рыхлению.
Таким образом, сравнительный анализ данных по фитосанитарному
состоянию посевов яровой пшеницы показал, что на первом этапе освоения технологии No-Till значительные различия с традиционной технологией возделывания, основанной на глубоком безотвальном рыхлении, наблюдаются лишь в формировании сорного компонента агроценозов. Однако ни в том, ни в другом случае нельзя получить высокий гарантированный урожай зерна без применения агрохимикатов - удобрений и средств защиты. В среднем за годы исследований, урожайность зерна яровой пшеницы в контроле лишь немного превышала 1 т/га. Что касается интенсивного фона, то в среднем по опыту, сбор зерна с 2008 по 2011 г. при выращивании по No-Till технологии был выше, либо на уровне традиционной технологии, и лишь в острую засуху 2012 г. уступил ей по этому показателю (рис. 2).
Учитывая, что при прочих равных затратах на возделывание яровой пшеницы при No-Till технологии исключаются затраты на обработку почвы (а они составляют примерно 20-25 % общих затрат), ее экономический эффект очевиден.
ЛИТЕРАТУРА
1. Власенко А.Н., Власенко Н.Г., Коротких Н.А. Разработка технологии No-Till на черноземе выщелоченном Лесостепи Западной Сибири // Земледелие, 2011, № 5, с. 20-22.
2. Anderson R.L. Diversity and No-till: keys for pest management in the U.S. Great Plains // Weed Science, 2008, v. 56, p. 141-145.
3. Bhowmik P.C., Bekech M.M. Horseweed (Conyza canadensis) seed production, emergence, and distribution in no-tillage and conventional-tillage corn (Zea mays) // Agronomy (Trends in Agricultural Science), 1993, №. 1, p. 67-71.
4. BlackshawR.E. Tillage intensity affects weed communities in agroecosystems // Invasive Plants: Ecological and Agricultural Aspects. - Switzerland: Birkhauser Verlag, 2005, p. 209-221.
5. Bockus W.W., Shroyer J.P. The Impact of Reduced Tillage on Soilborne Plant Pathogens // Annu. Rev. Phytopathol, 1998, v. 36, p. 485-500.
6. BuhlerD.D. Influence of tillage systems on weed population dynamics and
2. Урожайность зерна при разных технологиях возделывания яровой пшеницы (т/га)
УДК 631.95:631.4
Для снижения развития корневой гнили
management in corn and soybean in the Central USA // Crop Science, 1995, v. 35, p. 1247-1258.
7. Derpsch R, Friedrich T, Kassam A, Li H. Current status of adoption of no-till farming in the world and some of its main benefits // J. Agricultural and Biological Engineering, 2010, v. 3, p. 1-25.
8. Krupinsky J.M., Bailey K.L., McMullen M.P., Gossen B.D., Turkington T.K. Managing plant disease risk in diversified cropping systems // Agronomy Journal, 2002, v. 94, p. 198-209.
9. Mathieson J.T., Rush S.M., Bordovsky D., ClarkL.E., Jones O.R. Effects of Tillage on Common Root Rot of Wheat in Texas // Plant Diseases, 1990, v. 74, № 12, p. 10061008.
10. Mohler C.L. Weed life history: identifying vulnerabilities // Ecological Management of Agricultural Weeds. - UK: Cambridge University Press, 2001, p. 40-98.
11. Stinner B.R., House G.J. Arthropods and Other Invertebrates in Conservation-Tillage Agriculture // Annu. Rev. Entomol, 1990, v. 35, p. 299-318.
12. Sturny W.G., Chervet A., Maurer-Troxler C., Ramseier L., Mueller M., Schaffluetzel R., Richner W., Streit B., Weisskopf P., Zihlmann U. Direktsaat und Pflug im Systemvergleich - eine Synthese // Agrarforschung Schweiz, 2007, v. 14 (8), p. 350-357.
13. Wicks G.A., Burnside O.C., Felton W.L. Weed control in conservation tillage systems // Managing Agricultural Residues. - Florida: Lewis Publishers, Boca Raton, 1994, p. 211-244.
Аннотация. Дана сравнительная оценка фитосанитарной ситуации в посевах яровой пшеницы при возделывании по традиционной, основанной на глубоком безотвальном рыхлении, и No-Till технологиям. Показаны существенные различия в формировании сорного компонента в посевах яровой пшеницы.
Ключевые слова. Технология возделывания, яровая пшеница, сорняки, болезни, вредители, урожайность.
Abstract. The comparative assessment of a phytosanitary situation in crops of a spring-sown field at cultivation on traditional, based on deep chisel tillage, and No-Till technologies is given. Essential distinctions in formation of a weed component in spring wheat crops are shown.
Keywords. Cultivation thechnology, spring wheat, weeds, diseases, pests, yields.
Н.И. БОГАЧУК, Г.С. МАРЬИН, О.Г. МАРЬИНА-ЧЕРМНЫХ
Фитосанитарную роль мульчирования и его влияние на урожайность изучали в 2009-2012 гг. на дерново-подзолистых почвах с содержанием гумуса в пределах 1,56 %, рН 5,8 на сорте яровой пшеницы Лада.
Полевой опыт был 2-факторным.
Фактор А - норма внесения ржаной измельченной соломы при осеннем мульчировании. Варианты: 1 - 0; 2 - 2 т/га и 3 - 4 т/га.
Фактор В - обработка почвы. Варианты: 1. Зяблевая вспашка на глубину 20-22 см; 2. Культивация на глубину 8-10 см; 3. Дискование на глубину 8-10 см; 4. Нулевая обработка почвы.
В вариантах 1-3 мульча находилась на поверхности почвы 2,5 недели до основной обработки почвы, а в варианте 4 - в течение осени-зимы, до ранневесенней обработки почвы.
Весенняя обработка почвы в вари-
антах 1-3 - ранневесеннее боронование, 4 - дискование на глубину 810 см. Во всех вариантах последующая предпосевная обработка почвы была в виде культивации в 2 следа, после посева проведено прикатыва-ние почвы.
В таблице 1 показано влияние осеннего мульчирования на почвенные популяции микромицетов и дождевых червей. Оно зависело от количества мульчирующего вещества и способа его заделки в почву. Так, при заделке зяблевой вспашкой (после нахождения соломенной резки в течение 2,5 недель на почве) общая численность почвенных грибов повысилась по сравнению с вариантом без внесения мульчи на 9 %, сапротрофных видов - на 18,3 %, дождевых червей - на 10,3 %, численность патогенных видов грибов не изменилась. Увеличение количества соломенной мульчи до 4 т/га при том же способе заделки дало практически такие же результаты.
Таблица 1
Влияние мульчирования на численность микромицетов и дождевых червей в слое почвы 0-10 см, анализ перед ранневесенней обработкой
Вариант Количество микромицетов (103 КОЕ/г почвы) Число дождевых
всего сапротрофных патогенных червей (экз/м2)
Зяблевая вспашка на глубину 0—22 см
Без мульчи 40,7 22,4 18,3 17,5
Ржаная солома, 2 т/га, 2,5 нед. до заделки 44,4 26,5 17,9 19,3
-"-, 4 т/га, -"- 45,3 28,3 17,0 19,9
Осенняя поверхностная обработка почвы (культивация на глубину 8-10 см)
Без мульчи 42,5 23,5 19,0 18,6
Ржаная солома, 2 т/га, 2,5 нед. до заделки 53,8 38,9 14,9 25,0
-"-, 4 т/га, -"- 56,9 43,6 13,3 29,1
Осенняя поверхностная обработка почвы (дискование на глубину 8-10 см)
Без мульчи 43,7 23,6 20,1 19,6
Ржаная солома, 2 т/га, 2,5 нед. до заделки 46,8 27,9 18,9 23,0
-"-, 4 т/га, -"- 45,9 29,6 16,3 26,1
Осенняя нулевая обработка
Без мульчи 47,5 24,1 23,4 29,3
Ржаная солома, 2 т/га, 2,5 нед. до заделки 49,7 30,2 19,5 31,4
-"-, 4 т/га, -"- 53,3 34,9 18,4 35,3
НСр„5 1,6 1,4 1,3 2,1
