CC BY
16_ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ПЛОДОРОДИЯ_
КОНКУРЕНЦИЯ КУЛЬТУРНЫХ И СОРНЫХ РАСТЕНИЙ В СЕВООБОРОТЕ ЗА ПИТАТЕЛЬНЫЕ ВЕЩЕСТВА
А.М. Конова, к.с.-х.н., Смоленский НИИСХ, Л.М. Державин, д. с* -х»н*, Л.Н. Самойлов, к*с*-х.н*, ВНИИА
В полевом севообороте обработка гербицидами в среднем за 3 ротации обеспечивала снижение засоренности в 2 раза, что позволило снизить расход питательных веществ, отчуждаемых сорняками: азота — в 4-6; фосфора — 4,5-5,0; калия 4,0-5,5 раза. В то же время возрастало потребление возделываемыми культурами азота на 23-25%, фосфора на 2023% и калия — на 17-21 %.
Ключевые слова: вынос питательных веществ, сорные растения, минеральные удобрения, культуры севооборота, коэффициенты использования питательных веществ из удобрений (КИУ).
В Нечерноземной зоне России слабым звеном на пути к интенсивному земледелию при низком (в настоящее время) обеспечении удобрениями и средствами защиты растений, наряду с низким естественным плодородием почв, является засоренность посевов. Среди факторов, повышающих урожайность культур, на долю известковых, минеральных и органических удобрений приходится 65-75%, остальное принадлежит средствам защиты растений.
При низкой культуре земледелия сорняки могут использовать до 10-12 млн т питательных веществ, что в 7-9 раз больше, чем вносилось в сельском хозяйстве России в 2000 г. [1]. К 2010 г. ситуация с засоренностью посевов не улучшилась.
По мнению многих ученых [2, 4-6], конкуренция между культурными и сорными компонентами агроценоза за потребление питательных веществ почвы и удобрений составляет суть их взаимоотношений. Однако, в большинстве исследований с удобрениями и пестицидами этому вопросу или не придается внимание, или он отражен очень слабо.
Цель исследований - изучить конкурентные отношения за элементы питания между культурными и сорными растениями в агроценозе.
Методика. Объект и методы исследования подробно опубликованы ранее [3]. Схема опыта факториальная, построенная по принципу двухфакторного эксперимента с размещением вариантов по полной рендомизации. Изучали три системы защиты растений (СЗР): агротехническую, по прогнозам (с применением СЗР на основе рекомендаций станции защиты растений, сигнализации и прогнозов) и жесткую (с применением СЗР, запланированных заранее). Каждую систему защиты испытывали на четырех уровнях удобренности с дифференциацией доз минеральных удобрений в зависимости от культур севооборота (табл. 1). Средства защиты растений использовали согласно Списку пестицидов и агрохимикатов, разрешенных к применению на территории РФ в годы проведения опытов.
1. Удобрения, применяемые под культуры в севообороте
Уровень удоб-ренности
Озимая рожь (1,2) Озимая пшеница* (3)
Лен-долгунец
Картофель (1,2) Гречиха *(3)
Ячмень
За ротацию
На 1 га севооборотной площади
адк 0
адк 0
адк 0
адк 0
адк 0
адк 0
^0Рб0к9с
^0Р90к120
И120Р120к150 Мз0Рз0кз0**
^0Р120к150
N300^390^10 N2^300^90
^2Рб0^8
^0Р90^20
^5Р90^20
^5Рб0^0
^20Р120к150
М405Р4^к520
^00Р360^450
^0Р72^0
^20Р120к150
^0Р90к120
^0Р90^0
^50Р120к150
^10Р10кб00
^90Р420к510
^8Р84кю2
* В 3-й ротации возделывали озимую пшеницу и гречиху;
** Внесено удобрений в числителе за 1 и 2-ю ротацию, в знаменателе за 3-ю ротацию.
Результаты и их обсуждение. Исследования показали, что средства химизации оказывали заметное влияние на сорняки в севообороте. К уборке сельскохозяйственных культур среднегодовая общая засоренность севооборота снизилась с 109-133
2 2
шт/м в первой ротации до 84-88 шт/м во второй и до 44-50
2
шт/м в третьей ротации, или в 1,3-2,6 раза. Заметим, что при различных уровнях удобренности она была примерно одинаковой (рис).
На двух системах защиты растений (по прогнозам и жесткой) под влиянием гербицидов снижение общей засоренности составило: в первой ротации - 50,9-57,1%, второй - 65,571,8%; третьей - 56,5-77,2%, в том числе малолетними сорняками соответственно: 55,5-77,8%; 44,4-66,7%; 25,0-50,0%.
В первой ротации при внесении удобрений на 1 га севооборотной площади в дозе от ^0Р78к102 до N[02 Рюг^го среднегодовая масса малолетних и многолетних сорняков в севообороте увеличилась по сравнению с контролем на 17,324,0%, во второй - на 24,9-41,6 %. В третьей ротации при дозе
от ^2Р60к78 до ^8Р84к102 масса сухих сорняков увеличилась на 55,3-178,5 %.
Полученные уравнения регрессии выражают зависимость засоренности (У[) и массы сорняков (У2) к уборке от применения удобрений (ЫРк) и гербицидов (г):
0
2
3
1-я ротация
Уровни удобренное™ уровни удобренности
ЕЭ А ПП ИЖ
ЕЗА ПП ПЖ
2-я ротация
Уровни удобренности Уровни удобренности
ПП ЕЖ ИА( ПП ИЖ
Рис. Влияние удобрений и систем защиты на сорные растения. Система защиты: А - агротехническая,
П - по прогнозам, Ж - жесткая
1-я ротация
2 2
У1 = 132,39 - 23,90(ЫРК) + 4,97(№К) - 107,12Г + 33,57Г + 11,49(№К • Г),Я = 0,99
У2 = 149,01 + 30,38(№К) - 116,30Г - 28,10(№К • Г),Я = 0,97.
2-я ротация
У1 = 86,00 - 58,38 • Г,Я = 0,99
У2 = 120,56 + 10,38 • (ЫРК) + 40,07(№К)2 + 8,87Г - 102,26Г2 - 47,62 • (ОТК • Г),Я = 0,96.
3-я ротация
У1 = 44,28 + 13,87 • (№К ) - 12,77(№К )2 - 34,46Г,Я = 0,99
У2 = 53,70+93,07(№К)2 - 23,67Г - 65,90(№К Г),Я = 0,98.
Таким образом, засоренность во второй ротации по сравнению с первой под влиянием севооборота уменьшилась в 1,3-1,5, а в третьей в 2,5-2,7 раза. Дополнительное дифференцированное применение гербицидов в севообороте снижало засоренность до 1,8-2,1 раза во второй, и до 3,0-4,9 раза в третьей ротации. При этом вынос питательных веществ сорняками от общего выноса (культура + сорняки) составил по азоту 38,9-41,5%, по фосфору 44,9-46,9, по калию 41,7-47,3%.
На жесткой системе защиты по сравнению с агротехнической непроизводительные расходы питательных веществ удобрений, отчуждаемые сорняками, снижались по азоту в 4,6-5,8 раза, по фосфору в 4,6-6,1 и по калию в 4,3-5,6 раза. В то же время потребление сельскохозяйственными культурами севооборота возрастало: азота на 15,1-15,7 %, фосфора на 17,4-17,7 и калия на 16,2-18,7%. На системе защиты по прогнозам показатели были в основном идентичными (табл. 2).
Из приведенных данных следует, что для снижения затрат элементов питания на единицу продукции внесение удобрений под сельскохозяйственные культуры как в севообороте, так и вне его должно дифференцированно дополняться применением гербицидов с учетом биологии культуры.
При изучении условий эффективного применения средств химизации важно располагать данными о коэффициентах использования питательных веществ из удобрений (КИУ), как в целом по севообороту, так и по культурам, входящим в севооборот (табл. 3).
2. Вынос элементов питания сорными и культурными растениями по 1-3 ротациям севооборота в зависимости от применения
удобрений и гербицидов
Система защиты Уровень удобренности Среднегодовая продуктивность, ц/га з.е. * Расход питательных веществ (основная + побоч. продукция) на создание 1 ц з.е. основной продукции, кг
N Р2О5 К,О
1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3
Агротехническая 0 25,8 25,2 15,7 2,31 3,38 2,47 3,43 2,48 3,00 0,78 1,23 0,94 1,35 1,02 1,20 2,31 3,39 2,60 3,58 2,52 3,08
1 28,8 30,7 19,3 2,44 3,66 2,67 3,77 2,69 3,46 0,90 1,38 1,06 1,50 1,12 1,39 2,49 3,70 2,69 3,81 2,77 3,54
2 29,1 32,7 24,0 2,57 3,90 2,72 3,96 2,68 3,55 0,92 1,43 1,06 1,54 1,08 1,37 2,53 3,89 2,81 4,05 2,74 3,63
3 29,1 30,9 24,7 2,81 4,06 2,80 4,26 2,85 3,96 0,92 1,39 1,09 1,65 1,13 1,50 2,65 3,92 2,97 4,43 2,94 4,06
По прогнозам 0 28,7 30,0 20,1 2,31 2,52 2,43 2,66 2,18 2,42 0,78 0,86 0,90 0,99 0,89 0,97 2,30 2,51 2,59 2,82 2,17 2,42
1 31,4 36,8 27,9 2,48 2,67 2,65 2,90 2,32 2,61 0,93 1,00 1,02 1,12 0,94 1,04 2,47 2,68 2,75 2,99 2,33 2,62
2 31,6 36,0 30,5 2,60 2,86 2,73 3,04 2,45 2,74 0,94 1,04 1,07 1,18 0,99 1,08 2,55 2,82 2,88 3,19 2,52 2,79
3 31,0 35,9 33,6 2,86 3,10 2,80 3,14 2,58 2,94 0,97 1,04 1,08 1,20 1,01 1,11 2,62 2,81 2,98 3,31 2,55 2,88
Жесткая 0 28,9 30,3 20,0 2,29 2,54 2,40 2,60 2,23 2,43 0,75 0,85 0,97 1,05 0,93 0,99 2,31 2,57 2,57 2,77 2,22 2,42
1 34,0 37,8 28,0 2,48 2,66 2,63 2,82 2,34 2,54 0,90 0,97 1,04 1,11 0,96 1,03 2,49 2,68 2,76 2,95 2,38 2,57
2 34,4 38,5 31,2 2,60 2,81 2,72 2,97 2,44 2,69 0,92 1,00 1,05 1,13 0,98 1,06 2,56 2,78 2,89 3,09 2,46 2,70
3 33,9 37,6 34,3 2,88 3,12 2,76 3,06 2,46 2,79 0,95 1,03 1,06 1,17 1,01 1,08 2,65 2,90 3,06 3,36 2,51 2,75
*Числитель - без учета выноса сорняками, знаменатель - с учетом выноса сорняками.
Полученные результаты показывают, что более высокие КИУ получены при умеренных дозах минеральных удобрений при последовательном комплексном сочетании с гербицидами. При внесении минеральных удобрений в дозах К60-102 Р78-102 К102-120 на 1 га севооборотной площади на агротехнической системе защиты в первой ротации КИУ повышались по азоту с 17,8 до 21,6 %, по калию - с 12,0 до 14,6, а по фосфору снижались с 7,3 до 6,6 %. Во второй ротации произошло их увеличение по сравнению с первой ротацией, причем более значительно на первом уровне удобренности, по азоту на 15,4%, по фосфору на 3,9 и по калию на 4,9%.
Применение на умеренном уровне удобрений (№60Р78К102) еще гербицидов, фунгицидов и ретардантов по прогнозам и
жесткой повышало КИУ в первой ротации по азоту до 30,341,0%, по фосфору до 11,4-13,3 и по калию до 17,8-24,8 %, во второй ротации, соответственно, - до 59,3-62,3, до 20,1-23,1 и 35,0-38,2%. По сравнению с агротехнической системой здесь КИУ возросли по азоту в 1,8-1,9 раза, по фосфору в 1,8-2,0 раза и по калию в 2,1-2,3 раза. При этом если с увеличением уровня удобренности КИУ по азоту и фосфору уменьшались, то по калию возрастали, что, видимо, связано с присутствием в севообороте картофеля (табл. 3).
Среди изучавшихся культур по азоту более высокий КИУ 78,3-79,3 % был у льна-долгунца при дозах удобрений К30.45 на фоне Р90К120. На озимой ржи при уровнях удобренности ^0.90 Р60.90 К90-120 он находился в пределах 60,1-64,2%.
3. Коэффициенты использования основных макроэлементов из минеральных удобрений
Система Уровень Озимая рожь Ячмень Лен-долгунец Картофель
защиты удобренности N P2O5 K2O N P2O5 K2O N P2O5 K2O N P2O5 K2O
0 - - - - - - - - - - - -
Агротехническая 1 45,7 22,2 27,9 23,3 5,4 9,7 28,0 3,8 5,2 14,3 7,8 13,5
2 45,7 21,1 30,4 21,7 6,2 12,5 41,6 6,6 10,8 21,8 10,0 25,2
3 35,1 16,1 26,1 23,6 6,8 14,7 15,5 6,0 10,7 13,7 7,3 24,5
0 - - - - - - - - - - - -
По прогнозам 1 56,0 27,8 30,6 48,8 10,0 21,1 67,0 10,6 15,4 52,3 21,8 55,3
2 49,8 22,6 29,2 40,3 11,8 26,1 73,3 14,4 21,3 34,9 15,3 43,1
3 50,5 21,3 31,5 29,2 8,6 18,0 68,0 16,7 27,6 32,6 14,8 53,7
0 - - - - - - - - - - - -
Жёсткая 1 64,2 30,7 33,3 49,6 11,4 22,9 78,3 13,6 16,8 60,5 25,5 64,9
2 60,1 26,2 33,8 46,4 12,3 28,6 79,3 15,6 21,1 50,7 21,7 60,0
3 54,3 22,7 32,7 28,5 8,1 32,1 68,7 18,0 25,2 41,2 17,9 66,3
Установлено, что по сравнению с агротехнической системой защиты на первом уровне удобренности, а также применения гербицидов, фунгицидов и ретардантов на жесткой системе защиты КИУ повышалось для зерновых культур по азоту в 1,4-2,1 раза, по фосфору в 1,4-2,1 и по калию в 1,2-2,4 раза, для льна-долгунца по азоту в 2,8, по фосфору в 3,6 и по калию в 3,2 раза, для картофеля по азоту в 4,2 раза, по фосфору в 3,3 и по калию в 4,8 раза.
По результатам исследований конкуренцию между культурой и сорняками можно представить в виде следующего ряда - по степени угнетения сорняками и необходимости обработки гербицидами: лен-долгунец - картофель - ячмень -озимая пшеница - озимая рожь.
Вывод. Результаты исследований показали, что с помощью комплексного применения удобрений и пестицидов можно целенаправленно управлять конкурентными отношениями агрофитоценозов севооборота в сфере потребления
питательных веществ путем снижения расхода элементов питания сорняками и повышения культурными растениями и, как следствие, ослаблять конкуренцию сорняков в пользу культурных растений.
Литература
1.Захаренко В.А. Борьба с сорняками в посевах зерновых колосовых культур // Защита и карантин растений.-2000.-№4.-С. 15-16. 2. Заха-ренко В.А. Экономическая оценка фитосанитарного состояния агро-экосистем в земледелии России // Агрохимия.-2003.-№10.-С. 29-40. 3. Конова А.М. Экологическая оценка комплексного применения удобрений и пестицидов в севообороте // Плодородие.-2010.-№3.-С. 8-10. 4. Ладонин В.Ф. Роль гербицидов при возрастании масштабов применения удобрений в земледелии // Химия в сел. хоз-ве.-1976.-№1.-С. 58-64. 5. Спиридонов Ю.А. Методические основы изучения вредоносности сорных растений // Агрохимия.-2007.-№3.-С. 68-77. 6. Жуков Ю.П. Агроэкологические аспекты комплексного применения средств химизации в Нечернозёмной зоне. (Проблемы агроэкологического мониторинга в ландшафтном земледелии)-М.: ВИУА, 1994.-С. 21-24.
COMPETITION OF CULTIVATED AND WEED PLANTS FOR NUTRIENTS IN A CROP ROTATION
A.M. Konova1, L.M. Derzhavin2, L.N. Samoilov2 1Smolensk Research Institute ul Nakhimova 21, Smolensk, 214025 Russia 2Pryanishnikov All-Russian Scientific Research Institute of Agrochemistry, Russian Academy of Agricultural Sciences
ul Pryanishnikova 31a, Moscow, 127550 Russia
In a field crop rotation, the treatment with herbicides halved the content of weeds for 3 rotation cycles on the average, which decreased the consumption of nutrients by weeds: nitrogen by 4—6 times, phosphorus by 4.5—5 times, and potassium by 4.0—5.5 times. At the same time, the uptake of nutrients by crops increased by 23—25% for nitrogen, by 20—23% for phosphorus, and by 17—21 % for potassium. Keywords: removal of nutrients, weed plants, mineral fertilizers, rotation crops, nutritive efficiency offertilizers.
