CC BY
56
УДК:631.512.2:631.582
Изменение сорного компонента под действием ресурсосберегающих систем обработки почвы в зернопропашном севообороте и методы борьбы с ним
В.Д. ПОЛИН, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент
И.А. СМЕЛКОВА, аспирант
Российский государственный аграрный университет -Московская сельскохозяйственная академия имени К.А. Тимирязева, ул. Тимирязевская, 49, Москва, 127550, Российская Федерация E-mail: [email protected], [email protected]
Цель наших исследований - разработать систему гербицидов для зернопро-пашного севооборота при различных по интенсивности приемах обработки почвы. Эксперименты проводили в Центре точного земледелия РГАУ-МСХА в 20082014 гг. Сравнивали влияние традиционной и ресурсосберегающей систем обработки почвы на засоренность полей. Видовой и количественный состав сорных растений связан с технологией возделывания культур. Применение прямого посева зерновых приводит к увеличению численности и массы сорняков, а также к изменению их видового состава. Отсутствие механических способов борьбы с сорняками в этом варианте в послеуборочный период, продолжительная и теплая осень в исследуемые годы приводили к резкому увеличению количества зимующих видов. По этой причине на озимой пшенице гербициды стали использовать осенью в фазе третьего листа культуры, а весной их не применяли, учитывая высокую конкурентную способность озимых по отношению к яровым сорнякам. В условиях минимизации обработки почвы при возделывании однолетних трав необходимо использовать гербицид сплошного действия при массовом появлении зимующих сорняков. Возделывание картофеля в севообороте позволяет уменьшить засоренность полей до порога вредоносности и практически выравнивает изучаемые варианты по засоренности. Неравномерное распространение сорняков по опытному участку делает целесообразным использование системы GreenSeeker ЯТ200для борьбы с сорными растениями, что повышает экономическую эффективность гербицидов.
Ключевые слова: сорняки, прямой посев, точное земледелие, гербициды, озимая пшеница, картофель, севооборот, GreenSeeker ЯТ 200.
Для цитирования: Полин В.Д., Смел-кова И.А. Изменение сорного компонента под действием ресурсосберегающих систем обработки почвы в зернопропашном севообороте и методы борьбы с ним // Земледелие. 2015. № 8. С. 29-32.
Постоянный рост цен на дизельное топливо вынуждает производителей осваивать ресурсосберегающие технологии. При возделывании сельскохозяйственных культур более 40% энергозатрат приходится на обработку почвы [1], поэтому сокращение затрат направлено, в первую очередь, на это звено системы земледелия. Уменьшение числа обработок и их глубины, отказ от вспашки сводит всю технологию обработки почвы под культуру к двум-трем приемам, а при прямом посеве - к одному. Отсутствие механического воздействия на почву, как утверждают сегодня многие исследователи - противники вспашки [2-5], положительно сказывается на свойствах почвы, и агроценоз приближается к естественному состоянию. В этих условиях сорные растения более конкурентоспособны, чем культурные. По этой причине многократно возрастает пестицидная нагрузка на поля. В связи с изложенным, цель наших исследований - разработка системы гербицидов и их эффективного применения в зернопропашном севообороте при различных по интенсивности приемах обработки почвы.
В исследованиях, проведенных в Центре точного земледелия РГАУ-
МСХА имени Тимирязева в зернопропашном севообороте (вико-овсяная смесь, озимая пшеница, картофель, ячмень) в 2008-2014 гг., мы сравнивали влияние традиционной и ресурсосберегающей систем обработки почвы на засоренность полей севооборота общей площадью 6 га. Опыт по условию был разделен на 4 участка (далее по тексту: поля № 1, № 2, № 3, № 4), которые, в свою очередь, поделены на варианты по обработке почвы: традиционная технология (ОП) и ресурсосберегающая технология (ПП). Каждый из этих вариантов был разделен еще на два по способу посева (по маркеру и автопилотом) по две повторности каждый.
В традиционной технологии проводили вспашку под все культуры и соответствующие предпосевные обработки. В вариантах с ресурсосберегающей технологией осуществляли прямой посев озимой пшеницы и вико-овсяной смеси, под картофель проводили фрезерную обработку на глубину 10-12 см, под ячмень -предпосевную обработку для выравнивания поверхности почвы после картофеля. Для уничтожения сорной растительности в посевах исследуемых культур использовали гербициды (табл. 1).
В 2009 г. изучали использование оптических датчиков GreenSeeker RT 200 для дифференцированного внесения гербицидов в посевах ячменя. Индекс NDVI (Normalized Difference Vegetative Index), определяемый этой системой, для растительности имеет положительные значения, и чем больше зеленая фитомасса, тем он выше. В начальные периоды развития культуры величина этого индекс для посевов ячменя колеблется незначительно, а его изменения зависят от видового и количественного состава, а также стадии развития сорняков. Компьютер сравнивает полученное значение индекса с заданным алгоритмом и в режиме online определяет норму гербицида на участке поля.
Большое влияние на видовой и количественный состав сорняков
1. Схема применения гербицидов за исследуемый период
Год
озимая пшеница
2008 -
2009 Ковбой
2010 Ковбой/Линтур
2011 Линтур/Балерина (+ Глидер - в ПП после уборки предшественника)
2012 Линтур (+ Глидер - в ПП после уборки предшественника)
2013 Линтур (+ Глидер - в ПП после уборки предшественника)
2014 Линтур (+ Глидер - в ПП после
_уборки предшественника)_
Культура_
I картофель | ячмень
вико-овес
Лазурит Фенизан
Лазурит Ковбой
Лазурит Ковбой
Лазурит Балери-
Зенкор Балери- Глидер (в ПП после убор-
на ки предшественника) Зенкор Балери- Глидер (в ПП после убор-
на ки предшественника) Зенкор Секатор Глидер (в ПП после убор_ки предшественника)
Ы (D 3 ü
(D
д
(D
5
(D
00 2
О ^
на
Рис. 1. Количество сорняков по культурам севооборота в среднем за 2009-2014гг. (шт./м2): ■ — по вспашке многолетние; Я — по вспашке малолетние; — по прямому посеву многолетние; Ш — по прямому посеву малолетние.
■л о
СЧ 00
Ф
S ^
ф
4
ф
^
5
ш т
оказывает технология возделывания культуры (рис. 1). Прямой посев однолетнихтрав значительно увеличивал количество многолетних сорняков, по сравнению со вспашкой (НСР05 = 2 шт./м2), при возделывании по такой технологии озимой пшеницы отмечено увеличение малолетних зимующих сорняков (НСР05 = 8 шт./м2), что вызывало потребность в проведении дополнительной обработки гербицидом сплошного действия после уборки предшественника.
Отсутствие механического метода борьбы с сорняками при прямом посеве в послеуборочный период и продолжительная теплая осень в исследуемые годы приводили к резкому увеличению количества таких зимующих сорняков, как фиалка полевая (Viola arvensis M.), ярутка полевая (Thlaspi arvense L.), ромашка непахучая (Matricaria inodora L.), пастушья сумка (Capsella bursapastoris L.) и др. За 2-3 месяца после уборки предшествующих культур зимующие сорняки развивали мощную вегетативную массу, и весенние обработки гербицидом при прямом посеве часто не уничтожали растения указанных видов, так как они находились в устойчивой к гербициду фазе (бутонизация, цветение). По этой причине на озимой пшенице гербициды стали применять осенью в фазе третьего листа культуры, а не весной, учитывая высокую конкурентную способность озимых по отношению к яровым сорнякам. Надо также отметить увеличение в вариантах с прямым посевом зерновых культур и однолетних трав популяции мятлика однолетнего, принадлежность которого к семейству
злаковых не позволяет бороться с ним химическим методом. Большое количество сорняков в посевах ви-коовсяной смеси объясняется тем, что в первые 2 года проведения эксперимента в этом поле гербициды не применяли, что привело к сильному засорению делянок одуванчиком лекарственным и зимующими сорняками. Урожайность зеленой массы однолетних трав в варианте прямого посева снизилась почти в 2 раза, сорные растения составляли в массе почти 50%. К моменту бутонизации вики большая часть зимующих сорняков (пастушья сумка, ромашка непахучая, ярутка полевая) высыхала, что снижало качество корма. Поэтому было принято решение при прямом посеве после уборки ячменя проводить обработку гербицидом сплошного действия, что позволило получать урожай зеленой массы
вико-овса на уровне варианта со вспашкой, где химические средства борьбы с сорной растительностью не использовали.
Количество сорняков не всегда отражает их вредоносность. В наших исследованиях при прямом посеве численность сорняков могла быть меньше, но их сырая масса в 1,52 раза больше, чем по вспашке. Эта закономерность хорошо проявлялась на викоовсяной смеси, в посевах которой количество сорняков по вспашке составляло 97 шт./м2, при прямом посеве - 73 шт./м2, а их сырая масса - соответственно 62,9 и 186,5 г/м2. Большую массу сорняков формируют, прежде всего, многолетние сорняки, а так же, как было сказано ранее, зимующие.
Значительное влияние на снижение численности сорняков в севообороте оказывает картофель. Интенсивная фрезерная обработка в предпосевной период, фрезерное гребнеобразование и последующая обработка почвенным гербицидом, интенсивное воздействие на почву при уборке культуры после трех лет прямого посева резко снижает численность сорняков до 6 шт./м2 как при вспашке, так и в варианте с минимальной обработкой почвы, при их сырой массе всего 1011 г/м2. Интенсивные обработки способствуют уменьшению количества многолетних сорных растений, что значительно снижает их сырую массу в посевах последующей культуры и практически выравнивает изучаемые варианты по засоренности.
Видовой состав сорной растительности на полях опыта был типичным для зоны проведения исследований (табл. 2). Результаты анализа свидетельствует о неоднородности распределения сорных растений по опытному участку. В среднем за 6 лет, несмотря на сравнительно не-
2. Видовой и количественный состав сорных растений по полям севооборота в среднем за 2009-2014 гг. (шт./м2)
Виды сорняков Поле 1 Поле 2 Поле 3 Поле 4
ОП ПП ОП ПП ОП ПП ОП ПП
Хвощ полевой 1 2 1 3 1 1 3
Осот полевой 1
Бодяк полевой 1
Одуванчик лекарственный 1
Пырей ползучий Чистец болотный 1 1 3 2
Многолетние всего 1 4 1 4 1 3 8
Мятлик однолетний 3 3 32 20
Ромашка непахучая Фиалка полевая 3 4 14 3 7 7 9 7 3
Сушеница топяная 3 8
Торица обыкновенная 3 56 21 7 5
Марь белая 3 14
Пастушья сумка 10 11 12
Мышехвостик маленький 7
Дымянка аптечная 6 3 5
Редька дикая Прочие 7 9 5 13 17 15 13 8 17
Малолетние всего 19 30 90 89 25 45 46 49
Рис. 2. Пространственное распространение сорных растений, шт./м2: а) малолетних яровых ранних; б) многолетних.
большую площадь опытного участка, наиболее засоренным оказалось поле № 2. Численность сорняков по технологиям практически не отличалась и находилась на уровне 90 шт./м2. Более 50% из этого количества приходилось на торицу полевую, мятлик однолетний, тогда как на других полях севооборота их доля незначительна. Минимальное количество сорных растений отмечено в поле № 1, где их основными представителями были фиалка полевая и дымянка аптечная (Fumaria officinalis L.), при этом надо отметить увеличение количества сорняков в варианте с минимальной обработкой на 11 шт./м2, а в третьем поле на 20 шт./м2, по сравнению со вспашкой. На поле № 4 в большом количестве отмечены пастушья сумка и марь белая, также на фоне минимальной обработке присутствовало 20 шт./м2 мятлика однолетнего. Из многолетних сорняков на опытном участке чаще всего встречались хвощ полевой, одуванчик лекарственный, осот полевой и бодяк полевой, их количество колебалось по полям севооборота от 1 до 8 шт./м2 в зависимости от погодныхусловий, как правило, они появлялись в одних и тех же местах благодаря вегетативному размножению. Наибольшее их количество отмечено на поле № 4: по минимальной технологии -8 шт./м2, при вспашке - 3 шт./м2. На поле № 2 многолетние сорные растения за 6 лет наблюдений встречались в единичных экземплярах.
Очаговое распространение сорных растений по участку опыта (рис. 2) объясняется накоплением их семян и органов вегетативного размножения, в результате которого при благоприятных погодных условиях в отдельные годы их количество достигало от 100 до 150 шт./м2 (торица полевая, мятлик однолетний, фиалка полевая).
Неравномерность распределения сорняков по полю в системе точного земледелия позволяет применять гербициды дифференцированно, используя систему GreenSeeker RT 200. Она представляет собой несколько оптических датчиков, которые равномерно расположены вдоль штанги опрыскивателя. Каждый из этих датчиков имеет свой источник света и может использоваться в любое время суток. Система GreenSeeker RT 200 измеряет индекс NDVI, затем сравнивает полученное значение с заданными значениями и в режиме реального времени определяет расход препарата.
чения их числа и массы, повышался индекс NDVI.
При сканировании посевов ячменя установлена слабая корреляционная зависимость между величиной NDVI и количеством сорняков в учетных рамках. Это связано с различиями в видовом составе, а также фазами роста и развития сорной растительности. Так, на некоторых участках опытной делянки многолетние и зимующие сорные растения к моменту учета имели большую высоту и массу, по сравнению с другими сорняками. Поэтому в данной части делянки при меньшем количестве сорняков показатель NDVI был большим (0,33-0,54).
3. Изменение NDVI в зависимости от количества сорняков
Учетная площадка Индекс NDVI Количество сорняков, шт./м2 Масса сорняков, г
с сорняками без сорняков разница сырая сухая
ПП 1 0,58 0,45 0,13* 43 21 3,7
ПП 2 0,42 0,39 0,03 12 0,8 0,18
ПП 3 0,47 0,43 0,04 29 8,8 1,63
ПП 4 0,37 0,35 0,02 17 1,8 0,31
ОП 1 0,25 0,14 0,11* 63 17,5 3,4
ОП 2 0,45 0,39 0,06 40 4,2 0,7
ОП 3 0,55 0,40 0,15* 59 6,3 1,16
Технологиче-
ская колея 1 0,32 0,29 0,03 19 2,6 0,46
Технологиче-
ская колея 2 0,29 0,22 0,07 27 24,9 4,14
* различия достоверны (НСР05 = 0,1)
В наших исследованиях проективное покрытие поверхности поля зеленой массой в посеве ячменя различалось в зависимости от числа и массы сорняков: по мере увели-
В другой части делянки отмечено много взошедших яровых сорняков, но их проективное покрытие было незначительным, и индекс имел меньшие значения (0,15-0,32).
4. Нормы внесения гербицида «Ковбой» на посевах ячменя при разных значениях NDVI*
NDVI Изменение расхода рабочего раствора (препарата), л/га (мл/га)
дифференцированное внесение I полная доза
< 0,30 290 (134) 410 (190)
0,30-0,35 314 (145)
0,35-0,40 338 (156)
0,40-0,45 362 (167) 410 (190)
0,45-0,50 386 (178)
> 0,5 410 (190)
* Достаточно высокий расход рабочего раствора (от 290 до 410 л/га) обусловлен необходимостью широкого варьирования расхода препарата в эксперименте
Ы (D 3 ь
(D
д
(D Ь 5
(D
00 2
О ^
5. Влияние расхода рабочего раствора гербицида Ковбой на численность и массу сорняков в посевах ячменя (2009 г.)
Вариант Первый учет (26.05) Второй учет (22.06)
полная доза дифференцированное внесение
число, шт./м2 масса г/м2 число, шт./м2 масса, г/м2 число, шт./м2 масса, г/м2
сырая сухая сырая | сухая сырая | сухая
ОП 125 36,4 8,2 26 10,3 1,2 28 13,1 2,0
0 0 0
ПП 63 25,9 6,8 23 13,0 10,5 25 14,1 2,5
1 0 4
Числитель - малолетние; знаменатель - многолетние сорняки.
■л о
СЧ 00
О
S
ф
и
ф
^ s
ш m
Такие результаты свидетельствуют о том, что на основании величины этого показателя можно давать качественную оценку засоренности посевов культуры.
Анализ измерения NDVI на посевах культуры в рамке с сорняками и после их удавления вручную показал, что прибор четко реагирует на такие действия - величина индекса снижается (табл. 3).
Коэффициент корреляции между показателями NDVI c сорняками и без сорняков с их фактической численностью в посевах ячменя составил 0,84. Мы использовали эту зависимость для оценки эффективности применения гербицидов при разных нормах расхода рабочей жидкости.
Для внесения гербицида в режиме on-line мы предварительно определили индекс NDVI в посевах ячменя (его значения колебались от 0,18 до 0,6) и в зависимости от этого изменяли нормы расхода рабочей жидкости для опрыскивателя UF 901 (табл. 4). Расход рабочего раствора учитывался бортовым компьютером, что позволило легко определить его затраты по делянкам опыта. В результате дифференцированном внесении экономия рабочего раствора составила 94 л/га.
Учет количества сорняков после обработки делянок гербицидом показал, что число выживших сорняков было примерно одинаковым, как при полной дозе, так и при дифференцированном внесении гербицида (табл. 5).
Таким образом, в условиях продолжительного осеннего периода с положительными температурами зимующие сорняки в посевах озимых культур формируют мощную вегетативную массу и становятся устойчивыми к большинству применяемых гербицидов. Поэтому для их уничтожения при ранних сроках сева озимых гербициды необходимо применять осенью в ранние фазы развития сорной растительности.
В случае использования технологии прямого посева зерновых, увеличивающей засоренность фи-
тоценозов, в севооборот необходимо вводить пропашную культуру с интенсивной обработкой почвы.
В условиях минимализации обработки почвы при возделывании однолетних трав для уничтожения многолетних и зимующих сорняков, развивающих большую массу, необходимо в послеуборочный период предшествующей культуры применять гербицид сплошного действия.
Дифференцированное применение гербицидов позволяет снизить расход препарата без снижения его эффективности.
Литература.
1. Агроэкологические основы применения комплекса машин при возделывании полевых культур / В.И. Балабанов, В.Д. Полин, С.С Солдатова, Н.С. Матюк. М.: Изд-во РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева, 2011. 197 с.
2. Келлер К., Линке К. Успешное земледелие без плуга / пер. с нем. Л.В. Орловой. Самара: ИПК «Самарская Губерния», 2004. 119 с.
3. Аллен Х.П. Прямой посев и минимальная обработка почвы / пер. с англ. М.Ф. Пушкарева. М.: Агропромиздат, 1985. 208 с.
4. Кант Г. Земледелие без плуга: предпосылки, способы и границы прямого посева при возделывании зерновых культур / пер. с нем. Е.И. Кошкина и др. М.: Колос, 1980. 158 с.
5. Фолкнер Э.Х. Безумие пахаря / пер. с англ. В.Н. Энгельгардт. М.: Государственное издательство сельскохозяйственной литературы, 1959. 278 с.
Change in Weed Component under Influence of Resource-Saving Systems of Tillage in Grain-Row Crop Rotation and Control Methods for It
V.D. Polin, I.A. Smelkova
Russian State Agrarian University -Timiryazev Moscow Agricultural Academy, ul. Timiryazevskaya, 49, Moskva,127550, Russian Federation
Summary. The aim of our research was to develop the system of herbicides for a
grain-row crop rotation with different in intensity methods of soil cultivation. The experiments were carried out in the Center of Precision Agriculture in RSAU-TMAA in 2008-2014. We compared the influence of the traditional and resource-saving systems of soil cultivation on the field infestation. The technology of crop cultivation greatly affects the species composition and amount of weeds. The direct sowing of grain crops leads to the increase in the number and weight of weeds, as well as to the change in the species composition of weed plants. The lack of the mechanical method of weed control in this variant after harvesting, prolonged and warm autumn in the studied years caused the sharp increase in the amount of wintering weeds. For this reason herbicides for winter wheat were applied in autumn at the phase of the third leaf of the culture, and in spring herbicides were not used because of the high competitive ability of winter crops with respect to spring weeds. Under conditions of the minimization of soil treatment during cultivation of annual grasses it is necessary to use the non-selective herbicide at the mass appearance of wintering weeds. The potato cultivation in crop rotation enables to reduce the field infestation to the critical threshold of injuriousness and practically equalizes the studied variants in the infestation. The nonuniform distribution of weeds through the test plot makes it possible to use the systems of precision farming against the weeds using the GreenSeeker RT 200 system, which increases the economic effectiveness of used herbicides.
Keywords: weeds, direct seeding, precision farming, herbicides, winter wheat, potato, crop rotation, GreenSeeker RT 200.
Author Details: V.D. Polin, Cand. Sc. (Agr.), assoc. prof. (e-mail: polinwd4@ gmail.com), I.A. Smelkova, post-graduate student (e-mail: smelkova.irina@gmail. com).
For citation: Polin V.D., Smelkova I.A. Change in Weed Component under Influence of Resource-Saving Systems of Tillage in Grain-Row Crop Rotation and Control Methods for It. Zemledelie. 2015. No 8. Pp. 29-32 (in Russ.).
Замечена опечатка
Уважаемые читатели в №7-2015 г. на стр. 14 в подписи к рис. 1 в условных обозначениях вместо «фактическое выпадение осадков» следует читать «фактическая температура воздуха», вместо «климатическая норма осадков» - «климатическая норма температуры воздуха». Приносим свои извинения.
