CC BY
35
ЗЕМЛЕДЕЛИЕ И АГРОМЕТЕОРОЛОГИЯ
Известия ТСХА, выпуск 6, 2010 год
УДК [631/635:581.9](470.40/.43)
ФОРМИРОВАНИЕ АГРОФИТОЦЕНОЗОВ ПОЛЕВЫХ КУЛЬТУР В СТЕПНОЙ ЗОНЕ СРЕДНЕГО ПОВОЛЖЬЯ
Д.В. ВОРНИКОВ, Г.И. БАЗДЫРЕВ, А.А. ПАВЛИКОВ
(Кафедра земледелия и агрометеорологии РГАУ - МСХА имени К.А. Тимиря зева)
Оценка фитосанитарного состояния посевов в севооборотах в учхозе «Мум-мовское» показала увеличение обилия и повышение агрессивности сорняков. Депрессия от сорных растений в зерновых культурах достигает 50%. Конкуренция между культурными растения ми и сорняками в условиях недостаточной влагообеспеченности возрастает.
Ключевые слова: фитосанитарный потенциал, учет сорняков, вредоносность, сроки прополки, конкуренция, урожай.
Для эффективного управления сорно-полевой растительностью важно анализировать ее видовой состав. Вопросы о флористическом составе сорняков имеют большое теоретическое значение и практическое понимание процессов, происходя щих в полевом агрофитоценозе. В зависимости от того, какое многообразие видов встречаетс в полевом агрофитоценозе, мы можем говорить об устойчивости э того сообщества [1, 9,
14, 15].
Фитосанитарное состо ние агроландшафтов России, сложившееся к началу XXI в., справедливо оценивается как сложное и неудовлетворительное. В этой свя зи формирование агрофитоценозов современного зем-ледели России требует новой стратегии контрол и учета их фитосанитарного состо ни . В первую очередь для этого необходимо применение интегрированного комплекса мероприятий с целью снижения плотности попул ций до экономически и эколо-
гически безопасного уровня . [3, 6, 8,
16, 17].
За последние годы потери урожая зерновых, картофеля, технических, овощных, плодово-я годных и кормовых культур только лишь от сорных растений составили 40,4 млн т, в пересчете на зерновые единицы [2,
10, 11]. Первоочередными задачами
в системе регулировани фитосанитарного состо ни агрофитоценозов представл ютс своевременное
и качественное выполнение общих агротехнических мероприятий, направленных на повышение культуры земледелия, внедрение достижений селекции и семеноводства, особенно сортов, устойчивых к различным бо-лезн м и вредител м.
Цель работы — изучение форми-ровани агрофитоценозов различных культур, выращиваемых в условиях недостаточной влагообеспеченности, неудовлетворительного применени удобрений и средств защиты, но при соблюдении элементов (звеньев) си-
стемы земледели в течение длительного времени.
Методика
Среднее Поволжье характеризует-с резко континентальным засушливым климатом с высокими летними и низкими зимними температурами, непосто нством осадков и тепла по месяцам и годам, стремительными переходами от зимы к весне и лету. Характерными особенност ми региона вл ютс недостаточна обеспеченность растений влагой, частые засухи и суховеи. Среднегодовое количество осадков в лесостепи составл -ет 450-550 мм, в степи — 250-350 мм, а количество испарившейс воды за апрель — окт брь в 2,5-5 раз превышает сумму осадков, выпавших за этот период. В св зи с этим основным ограничивающим фактором получения высоких и устойчивых урожаев с.-х. культур вл етс недостаток
воды. Накопление, сохранение в почве и рациональное использование расте-ни ми влаги зависит от многих факторов, в т.ч. и обработки почвы.
Учебно-опытное хозя йство РГАУ -МСХА имени К.А. Тимиря зева «Мум-мовское» было организовано 2 апреля 1949 г. на базе подсобного хозя йства Саратовского завода № 306 в Аткар-ском районе и существует до насто -щего времени. Почва учхоза «Мум-мовское» — среднемощные обыкновенные черноземы тяжелосуглинистые на лессовидном суглинке. Содержание гумуса в пахотном слое — 4,22%, подвижного фосфора — 52,0 мг/кг, обменного кали — 119,0 мг/кг почвы, рНсол — 5,6.
Дл учета и контрол сорных растений провод т оперативное или систематическое обследование полей севооборотов дл определени видового состава, их обилия, а также типа засоренности и разрабатывают меры борьбы с ними. По данным систематического обследовани хоз йства
на засоренность составля ют карты и разрабатывают интегрированную защиту. Оперативное обследование — это определение состояния засоренности полей в определенные периоды и сроки технологии возделывания культур. Обследование полей учхоза «Муммовское» проводили по методике кафедры земледелия и МОД РГАУ -МСХА имени К.А. Тимирязева [15].
Результаты исследований
Классики русской агрономии
В.Р. Вилья мс, П.А. Костычев, Н.М. Ту-лайков, А.Г. Доя ренко считали ликвидацию сорной растительности важнейшей задачей культурного земле-дели . В отношении сорных растений В.Р. Вилья мс отмечал, что борьба с ними должна иметь характер системы, основанной на главных биологических свойствах сорн ков.
В насто щее врем практически две трети посевных площадей основных с.-х. культур в России засорены в сильной и средней степени. Сложив-шийс сорный ценоз Среднего Поволжья представлен более 100 видами сорных растений, из них до 15-20% повсеместно распространенных, от-личающихс обилием и высокой конкурентоспособностью к культурам.
Характер засоренности обследуемых полей оказалс типичным дл региона Среднего Поволжья. Из многолетних преобладали: осот полевой (Sonchus arvensis L.), бодяк полевой (Cirsium arvense L.), вьюнок полевой (Convolvulus arvensis L.), латук татарский (Lactuca tatarica L.), тысячелистник (Achillea millefolium L.); из малолетних — куриное просо (Echinochloa crusgalli L.), щирица запрокинутая (Amaranthus retroflexus L.), марь белая (Chenopodium album L.), я рутка полевая (Thlaspi arvense L.), фиалка полевая (Viola arvensis L.), горец шероховатый (Polygonum scabrum L.), липучка ежевидная (Lappula echina-ta L.), гречишка вьюнковая (Polygo-
num convolvulus L.), пикульник ла-данниковый (Galeopsis ladanum L.).
С большой долей уверенности можно предположить, что поля учхоза «Муммовское» имеют большой потенциальный запас сорных и вегетативных зачатков, что сказалось на реакции по влени всходов ровых поздних (щирица запрокинута и куриное просо) в острозасушливом 2010 г.
Характеристика агрофитоценозов по полям, севооборотам и культурам представлена на диаграммах (рис. 1$6).
Учет, засоренности полей залинейного севооборота
В учхозе «Муммовской» разработаны и освоены в производстве три севооборота: кормовой (555 га), те-пловский (1311 га) и залинейный (2229 га). Картирование полей проводили по залинейному севообороту. Агротехника для всех приведенных ниже культур типичная для зоны Среднего Поволжья.
Озима пшеница сорта Саратовская 17 посея на по предшественнику чистый пар.
Исходна засоренность культуры была следующей: из многолетних преобладали Convolvulus arvensis, Son-chus arvensis, из малолетних — Thlaspi arvense, Viola arvensis, Polygonum scabrum, Achillea millefolium, Lappula echinata. Всего сорня ков — 47 шт./м2, в т.ч. многолетних — 2 шт./м2, однолетних — 45 шт./м2.
Озимая рожь сорта Марусенька посе на по предшественнику чистый пар.
В посевах озимой ржи видовой состав и количество сорн ков были незначительны и не превышали порога вредоносности, культура размещалась по чистому пару, в залиней-ном севообороте. Исходна засоренность культуры была следующей: из многолетников преобладали Sonchus arvensis, Convolvulus arvensis, из малолетников — Thlaspi arvense. Всего сорня ков — 6 шт./м2, в т.ч. многолетних — 2 шт./м2, однолетних — 4 шт./м2.
Подсолнечник сорта ЮВС-3 посе-н по предшественнику ровые зерновые (овес).
Посевы подсолнечника оказались сильно засоренными, встречались
Рис. 1. Диаграмма учета засоренности озимой пшеницы
Ocoi полевой .1
Вьюнок полевой 1
Ocoiполевой I Вьюнок полевой Яру 1 ка полевая
Рис. 2. Диаграмма учета засоренности озимой ржи
I Выоиок полевой I Бодяк полевой Ocoiполевой I Латук Просо куриное Щирица запрокинутая Марь белая Дру| ие
Рис. 3. Диаграмма учета засоренности подсолнечника
различные виды сорня ков, из однолетних главными засорител ми были Echinochloa crusgalli — 614 шт./м2 и Amaranthus retroflexus — 437 шт./м2, также встречались единичные экзем-пл ры Chenopodium album. Из многолетних преобладал Cirsium arvense — 3 шт./м2, Sonchus arvensis — 2 шт./м2, Convolvulus arvensis — 8 шт./м2, Lactu-
са 1а1атгса — 1 шт./м2. Всего сорняков — 1070 шт./м2, в т.ч. многолетних — 13 шт./м2, однолетних — 1057 шт./м2. Все обнаруженные виды являются особо вредоносными не только дл подсолнечника, но и для других культур. Экономический порог вредоносности дл подсолнечника 35 шт./м2 малолетних и 3-5 шт./м2 многолетних.
Марь белая
Рис. 4. Диаграмма учета засоренности яровой пшеницы
атый
■ Бодяк полевой
■ Осої і олсеой Выомои полевой
■ Греч и ш ка вьюнковая Марь белая
I куриное просо Липучка ежевидная
■ Пикульник Щирица запрокинутая
■ Клевер луговой і Ярутка полевая
Горец шерохова і ый
Рис. 5. Диаграмма учета засоренности ячменя
Фактический уровень засоренности в Яровая пшеница сорта Саратов-
25 раз превышает экономический по- ская 68 посея на по предшественнику
рог. озимые зерновые (озимая пшеница).
В посевах я ровой пшеницы встречались различные виды сорн ков, из однолетних главными засорите-л ми были Echinochloa crusgalli — 73 шт./м2, Amaranthus retroflexus — 52 шт./м2, также встречались Polygonum convolvulus, Lappula echinata и Polygonum scabrum. Из многолетних преобладали Sonchus arvensis — 44 шт./м2, Cirsium arvense — 9 шт./м2, Convolvulus arvensis — 7 шт./м2.
Всего сорня ков — 203 шт./м2, в т.ч.
многолетних — 61 шт./м2, однолетних---
142 шт./м2. Экономический порог вредоносности для я ровой пшеницы 15— 20 шт./м2 малолетних и 1—3 шт./м2 многолетних. Фактический уровень засоренности в 10 раз превышает экономический порог вредоносности.
Ячмень сорта Прерия посеян по предшественнику озимые зерновые (озима пшеница).
В посевах чмен встречались различные виды сорня ков, из однолетних преобладали: Echinochloa
crusgalli — 120 шт./м2, Lappula echi-nata — 8 шт./м2, Galeopsis ladanum — 8 шт./м2, также встречались единичные экземпляры Amaranthus retroflexus, Trifolium pratense, Thlaspi arvense. Из многолетних встречались
Convolvulus arvensis — 4 шт./м2, Cirsium arvense — 3 шт./м2 и единичные экземпл ры Sonchus arvensis. Всего сорня ков — 183 шт./м2, в т.ч. многолетних — 8 шт/м2, однолетних — 175 шт./м2.
Овес сорта Скакун посе н по предшественнику пропашные (кукуруза).
В посевах овса видовое разнообразие сорных растений было несколько меньше по сравнению с ч-менем, но посевы оказались сильно засоренными, встречались различные виды сорняков, из однолетних главными засорител ми были Echi-nochloa crusgalli — 147 шт./м2 и Ama-ranthus retroflexus — 151 шт./м2,
также встречались Chenopodium album, Polygonum convolvulus, Lappula echinata. Из многолетних преобладали Convolvulus arvensis — 7 шт./м2 и Sonchus arvensis — 5 шт./м2. Всего сорня ков — 351 шт./м2, в т.ч. многолетних — 12 шт./м2, однолетних — 139 шт./м2. Экономический порог вредоносности дл овса 15—20 шт./м2 малолетних и 1—3 шт./м2 многолетних. Фактический уровень засоренности более чем в 15 раз превышает экономический порог вредоносности.
Рис. 6. Диаграмма учета засоренности овса
Критические периоды вредоносности сорных растений в посевах озимой пшеницы
Обя зательным элементом интегрированных систем защиты растений является определение критических периодов и порогов вредоносности сорных растений в каждой конкретной зоне, регионе и т. д., что позво-ля ет более рационально использовать имеющиеся методы борьбы (в т.ч. и химический). Химическая прополка в данном случае применя ется как средство оперативного регулирования засоренности до пороговой, когда другие методы исчерпаны.
С целью разработки эффективных мер борьбы с сорными растени ми необходимо знать не только экономические пороги вредоносности, но и периоды наибольшего отрицательного влия ния сорня ков, т.е. критические периоды. Длительность критического периода зависит от почвенноклиматических условий, вида культурных растений, конкурентных
взаимоотношений в агроценозе, густоты стояния, соотношения видов, пространственного их распределени и т.д. Дл определени вредоносности и критических периодов на опытном поле учхоза «Муммовское» в посевах озимой пшеницы нами проводилс мелкодел ночный опыт по определению вли ни сроков прополки на урожайность озимой пшеницы. Учетные площадки — 1 м2, сроки прополки — 1 мая, 15 мая, 1 июня, 15 июня, 1 июля. Повторность 4-кратная . Контролем служили деля нки, на которых сорные и культурные растени росли совместно в течение вегетационного периода. На делянках с прополкой сорн ки удал ли в назначенный срок и в течение вегетации их поддерживали в чистом виде. В период полного созревани культуры площадки убирались с последующим определением массы зерна и соломы. Результаты исследовани представлены в таблице 1.
Как показывают результаты наших наблюдений, наибольшая вредонос-
Т а б л и ц а 1
Урожайность озимой пшеницы в зависимости от сроков прополки сорняков
Время прополки Масса зерна (соломы) с 1 м2 по повторностям, г Эффект, %
I II III IV в среднем на 1 м2
Контроль 930 894 930 938 923 100
410 380 402 400 398 100
1 мая 1100 1067 1105 1112 1096 119
457 452 460 461 458 115
15 мая 1068 1055 1102 1115 1085 117
455 437 457 467 454 114
1 июня 1088 1070 1092 1090 1081 117
464 453 467 464 462 116
15 июня 1074 1052 1085 1089 1075 116
441 430 446 445 441 110
1 июля 1030 1007 1035 1028 1025 111
432 415 435 430 432 108
НСР05 для зерна 2,77
П р и м е ч а н и е. В числителе — масса соломы, г/м2; в знаменателе — масса зерна, г/м2.
ность сорн ков приходитс на период начала весенних вегетаций до первой декады июня, борьба с ними обеспечила наибольшую прибавку урожая, эффективность прополки составила 16-19%. Критическим периодом в посевах озимой пшеницы в данных услови х оказалс период около двух меся цев, с начала весенней вегетации до выхода в трубку. Чем раньше будет проводиться прополка, тем она эффективней.
Вредоносность сорных растений в посевах зерновых
Дл изучени вредоносности сор-н ков в услови х недостаточной обеспеченности влагой нами на производственных посевах полей севооборотов учхоза «Муммовское» были отобраны площадки размером 1 м2 по принципу отсутстви сорн ков или слабой за-
соренности и сильной засоренности. В период полного созревани зерновых отбирали снопы с площадок размером 1 м2 в 4-кратной повторности. Снопы разбирали на содержание массы сорных растений, массы соломы и массы зерна. Результаты представлены в таблице 2. Судя по полученным данным, можно отметить, что вредоносность зависила не столько от обилия сорняков, сколько от их наличи . В посевах озимых сорн ков сравнительно было мало, но тем не менее они оказывали существенное влия ние на культуру. В посевах озимой пшеницы снижение урожая зерна при сильной засоренности достигло 50%. В вариантах со слабой засоренностью средн масса зерна со снопа составила 375 г/м2, а в вариантах с сильной засоренностью — 184 г, масса сорных растений — 6 и
Т а б л и ц а 2
Вредоносность сорных растений в посевах зерновых
Вариант Масса сорняков с 1 м2, г Масса снопа с 1 м2, г Масса зерна с 1 м2, г
Озимая пшеница при слабой засоренности
1 5,20 1054 412
2 5,20 1044 408
3 5,70 918 356
4 6,21 940 324
В среднем от контроля 5,6 989 375 (100%)
Озимая пшеница при сильной засоренности
1 54,00 556 200
2 69,10 452 180
3 57,75 406 165
4 55,80 522 190
В среднем от контроля 59,3 484 (48,9%) 184 (49,1%)
Озимая рожь при слабой засоренности
1 — 1342 508
2 — 1380 544
3 — 1350 526
4 — 1362 530
В среднем от контроля — 1359 527 (100%)
Озимая рожь при сильной засоренности
1 25,00 755 289
2 19,00 806 310
3 24,05 623 234
4 22,64 820 314
В среднем от контроля 22,8 751 (55,3%) 287 (54,5%)
Вариант Масса сорняков с 1 м2, г Масса снопа с 1 м2, г Масса зерна с 1 м2, г
Яровая пшеница при слабой засоренности
1 74,7 328 89
2 42,1 433 105
3 57,0 360 91
4 66,0 289 78
В среднем от контроля 66,0 353 91(100%)
Яровая пшеница при сильной засоренности
1 213,0 296 72
2 550,0 200 50
3 473,0 228 51
4 312,0 274 66
В среднем от контроля 387 250 (70,8%) 60 (65,9%)
Ячмень при слабой засоренности
1 33,7 335 120
2 28,7 389 128
3 49,3 320 109
4 51,2 325 100
В среднем от контроля 41 342 114 (100%)
Ячмень при сильной засоренности
1 272,2 312 72
2 363,0 229 78
3 229,0 304 89
4 225,0 305 90
В среднем от контроля 272 288 (84,1%) 82 (71,9%)
Овес при слабой засоренности
1 58,7 420 130
2 49,3 416 141
3 54,5 415 136
4 50,5 412 129
В среднем от контроля 54 416 134 (100%)
Овес при сильной засоренности
1 360 210 98
2 600 168 56
3 435 204 96
4 585 175 66
В среднем от контроля 495 189 (45,4%) 79 (58,9%)
НСР05 для зерна 20,3
59 г и масса снопа — 989 и 484 г соответственно.
Снижение урожая озимой ржи составило 45%. Известно, что рожь обладает самой высокой конкурентной способностью и тем не менее в усло-ви х недостаточной влагообеспечен-ности сильно страдает от сорн ков, даже казалось бы при небольшой мас-
се последних. В посевах ровой пшеницы снижение урожая составило 34%, что свидетельствует о повышении конкурентоспособности по сравнению с озимыми. Одновременно следует отметить более интенсивный рост биологической массы сорных и культурных растений. Даже на сравнительно чистых пло-
щадках масса сорных растений составила 60 г/м2, а на сильно засоренных — 387 г. Соответственно и масса снопа при слабой засоренности составила 353 г/м2, а при сильной — 250 г. Вредоносность сорн ков сказалась не только на основной продукции, но и на побочной. Снижение соломы составило 30%.
Ячмень по сравнению со всеми изучаемыми культурами показал самую высокую конкурентоспособность. Снижение урожая при сильной засоренности составило 28%. Следует отметить, что ячмень наиболее сильно страдает от засухи. Урожай даже на сравнительно чистых площадках составил 114 г/м2, а на сильно засоренных — 82 г.
При оценке вредоносности сорн -ков овес занимал промежуточное положение. Снижение урожая составило 41 %.
Таким образом, в условиях недостаточной влагообеспеченности возрастает вредоносность сорных растений. Вредоносность сорных растений зависит от видового состава агрофитоценоза и складывающихс условий, в т.ч. и технологий возделывания культур. По способности противо-сто ть в конкуренции к сорн кам в условиях засухи с.-х. культуры можно расположить по убывающей степени в следующем порядке: озимая рожь, озимая пшеница, ячмень, яровая пшеница, овес.
Заключение
Формирование агрофитоценозов полевых культур в степной зоне Среднего Поволжья происходит под влиянием метеорологических условий. В агрофитоценозах культурные и сорные растения конкурируют за все факторы жизни растений. В условиях недостаточной влагообеспеченности конкурентные взаимоотношения обостряются. Депрессия урожая составляет 50% и более от потенциального урожая. По конкурентной способности противо-сто ть сорным растени м с.-х. культуры можно расположить в следующем порядке: озимая рожь, озимая пшеница, ячмень, яровая пшеница, овес.
Фактический учет засоренности учхоза «Муммовской» показал, что засоренность колеблетс в больших пределах от нескольких сорн ков в посевах озимой ржи — 6 шт./м2, до 1070 шт./м2 на пол х подсолнечника.
Борьбу с сорняками необходимо проводить до наступлени критических периодов во взаимоотношениях между культурой и сорняками. Это обеспечит максимальный эффект прополки, выраженный в величине прибавки урожая и рентабельности проводимых меро-при тий. Соблюдение сроков прополки — наиболее рациональный способ повышения эффективности энергосберегающих и современных технологий возделывания с.-х. культур, выращивание которых возможно только на чистых от сорн ков пол х.
Библиографический список
1. Агроэкологическая оценка земель, проектирование адаптивно-ландшафтных систем земледелия и агротехнологий. М.: Росинформагроинтех, 2005.
2. Агротехнологии XXI века / Сб. науч.-практ. конф. М.: Изд-во РГАУ - МСХА имени К.А. Тимирязева, 2007.
3. Актуальные вопросы борьбы с сорными растениями. М.: Колос, 1980.
4. Баздырев Г.И., Копылов Е.В. Действие противоэрозионных приемов обработки почвы на обилие и вредоносность сорного компонента на склоновых земл х нечерноземной зоны // Известия ТСХА. Вып. 4, 2003. С. 7—21.
5. Баздырев Г.И., Павликов М.А. Агроэкологическая и агрономическая эффективность почвозащитных приемов обработки почвы и средств химизации на склоновых землях // Известия ТСХА. Вып. 2, 2004. С. 3—15.
6. Баутин В.М., Глазко В.И. Опыт и проблемы аграрных преобразований в России // Известия ТСХА. Вып. 4, 2009, С. 7-30.
7. Жученко А.А. Ресурсный потенциал производства зерна в Росссии. М.: Изд-во «Агрорус», 2004.
8. Захаренко А.В. Теоретические основы управления сорным компонентом агрофитоценоза в системах земледелия. М.: Изд-во МСХА, 2000.
9. Защита растений от болезней и вредителей. М.: КолосС, 2004.
10. Казаков Г.И., Авраменко Р.В. и др. Земледелие в Среднем Поволжье. М.: Колос, 2008.
11. Казаков Г.И. Обработка почвы в Среднем Поволжье. Самара, 2008.
12. Опыт изучения агроэкосистем в режиме агроэкологических стационаров. Тверь — С.-Пб., 2000.
13. Сафин Р.И. Фитосанитарный мониторинг. Казань, 2004.
14. Система земледелия. М.: КолосС, 2006.
15. Баздырев Г.И., Зотов Л.И. и др. Сорные растения и меры борьбы с ними в современном земледелии. М.: Изд-во МСХА, 2004.
16. Burner H. Unkrautbekempfung.-jena., 1995.
17. Karch K.,Hintzche E. Aspekte ober verum Kontung und der Unkrautbekemp-flung in spezialisierten Fruchtfolgen. Berlin, 1976.
Рецензент — д. с.-х. н. Н.Н. Лазарев SUMMARY
Phytosanitary condition evaluation in crop rotation sown area, on a practical training farm “Mummovskoe”, allows to assert that both abundance and infestation with weeds regularly go up. Depression in crops, caused by growing weeds, reaches up to 50%. Competition between crops and weeds, under conditions of insufficient moisture, rises.
Key words: phytosanitary potential, weed assessment, investigation, injuriousness, time of pulling weeds, competition, yield.
Ворников Дмитрий Васильевич — к. с.-х. н.
Баздырев Геннадий Иванович — д. с.-х. н. Тел. (499) 976-35-21.
Павликов Алексей Аркадьевич — асп. кафедры земледелия и агрометеорологии РГАУ - МСХА имени К.А. Тимирязева. Тел. (499) 976-08-51. Эл. почта: [email protected]
