Научная статья на тему 'Новый биологический способ борьбы с сорными растениями и их группировками в полезащитных лесных насаждениях'

Новый биологический способ борьбы с сорными растениями и их группировками в полезащитных лесных насаждениях Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

CC BY
202
61
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
агростепь / агроландшафт / БИОЛОГИЧЕСКАЯ КОНКУРЕНЦИЯ / дефляция / Фитоценоз / экологическая ниша / эрозия / Agrosteppe / agrolandscape / biological competitiveness / Deflation / phytocenosis / Ecological niche / Erosion

Аннотация научной статьи по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству, автор научной работы — Дудченко Л. В.

Разработан биологический способ ускоренного подавления сорной растительности под лесополосами, основанный на создании под ними агростепного покрова аналога флористически богатых степных (луговых) фитоценозов с предельно насыщенными осями экологических ниш многолетними целинными травами, конкурентная сила которых за элементы питания, влагу и свет существенно выше, чем у сорняков.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

The biological method of the accelerated suppression of weed vegetation under the forest belts, based on creation under them an agrosteppe cover analogue floristic rich steppe (meadow) phytocenosis with extremely saturated axes of ecological niches the long-term virgin grasses, which competitive force for food elements, a moisture and light essentially above, than at weeds is developed.

Текст научной работы на тему «Новый биологический способ борьбы с сорными растениями и их группировками в полезащитных лесных насаждениях»

в

J".

НОВЫЙ БИОЛОГИЧЕСКИЙ СПОСОБ БОРЬБЫ С СОРНЫМИ РАСТЕНИЯМИ И ИХ ГРУППИРОВКАМИ В ПОЛЕЗАЩИТНЫХ ЛЕСНЫХ НАСАЖДЕНИЯХ

Л.В. ДУДЧЕНКО,

соискатель, Ставропольский НИИСХ Россельхозакадемии

Ключевые слова: агростепь, агроландшафт, биологическая конкуренция, дефляция, фитоценоз, экологическая ниша, эрозия.

Борьба с сорной флорой и её зарослями в полезащитных лесных насаждениях несмотря на её давнюю историю всё ещё остаётся актуальной в силу невысокой эффективности и экологической нецелесообразности используемых для этого способов в агроландшафте [1].

История приёмов борьбы с сорняками под лесополосами включает ручную прополку, культивацию междурядий и обработку гербицидами. В настоящее время используют главным образом два способа: культивацию и опрыскивание приземного травостоя различными гербицидами. Культивацию, как правило, практикуют 3-4 раза в сезон в течение пяти лет. По существующей технологии почвы под лесополосами не подвергаются в дальнейшем никаким обработкам. Опрыскивание гербицидами также проводят в те же сроки и с той же продолжительностью, что и при культивации междурядий [2].

После прекращения борьбы с сорняками последние вновь прорастают из богатого банка их семян в почве, накопленного в предыдущие годы. В формирующихся сорно-бурьянистых группировках под лесополосами преобладают такие злостные сорняки, как анизанта кровельная - Anisantha tectorum (L.) Nevski., амброзия полыннолистная - Ambrosia artemisiifolia L., бодяк седой - Cirsium incanum Fisch., дескурайния Софии - Descurainia Sophia L., костер японский - Bromus japonicus Thunb., латук компасный -Lactuca serriola L., мышей сизый -

Setaria glauca Beauv., хориспора нежная - Chorispora tenella DC, щирица запрокинутая - Amaranthus retroflexus L, щирица жминовидная - Amaranthus blitoides S. Wats и другие, общее число которых в агроландшафтах юга России достигает 400-600 видов.

Таким образом, приём культивации и применение гербицидов против сорняков дают лишь временный эффект (в первые пять лет проведения операций). В последующие годы жизни лесополос заросли сорняков продолжают присутствовать до гибели деревьев и кустарников. В течение 40-60 лет функционирования полезащитных лесных полос полевая сорная флора под ними поставляет ежегодно на прилегающие поля миллиарды семян сорняков [3].

Для возможной замены двух традиционно используемых в производстве способов борьбы с сорняками -культивации или опрыскивания гербицидами - нами в Ставропольском НИИ сельского хозяйства разработан новый метод подавления сорняков и их зарослей под полезащитными лесными полосами. Полевой эксперимент был заложен на полигоне «Агроландшафт» института [4].

Цель и методика исследований

Подавление сорняков биологической конкуренцией со стороны целинных многолетних растений в составе флористически богатого степного (аг-ростепного) сообщества, состоящего на 80-90% из многолетников, среди которых доминирующую роль выполняют дерновинные и другие низкорослые

356241, Ставропольский край,

Шпаковский р-н, г. Михайловск,

мкр. СНИИСХ;

тел. 8 (8652) 95-55-90;

e-mail: [email protected]

злаки: келерия стройная - Koeleria cristata (L.) Pers, кострец береговой -Bromopsis riparia (Rehm.) Holub., овсяница валлисская - Festuca valesiaca Gaudin, овсяница скальная - Festuca ru pi col a Heuff.

В методическом плане работа, проводимая впервые, имела следующие особенности: её гипотеза - возможное создание под лесополосами экологически комфортного и экономически низкозатратного травостоя степного типа - альтернативы длительно существующим зарослям пашенных сорняков в лесополосах.

Результаты исследований Работа выполнена на месте закладки новой двухрядной тополевой лесополосы в пункте «Агроландшафт» СНИИСХ. Объект опыта - двухрядная лесополоса в возрасте двух лет из тополя чёрного - Populus nigra L. Высота особей саженцев в момент закладки опыта равнялась в среднем 2,7 м. Ширина междурядий лесополосы -

2.5 м, длина - 9 м, площадь делянок -

22.5 м2 в 4-кратной повторности. Общая площадь опыта - 450 м2. Почвенный покров опытного участка представлен чернозёмом обыкновенным среднемощным среднесуглинистым с содержанием гумуса 3,7%.

Перед закладкой опыта проводилась культивация почвы на глубину 810 см. Посевной материал вносился

Agrosteppe, agrolandscape, biological competitiveness, deflation, phytocenosis, ecological niche, erosion.

вручную по вариантам с последующим прикатыванием (рис. 1). Естественная посевная смесь семян заготавливалась среди хорошо сохранившихся степных травостоев комбайнирова-нием в два срока с интервалом 25 дней. Перед высевом обе партии степной смеси объединялись вместе [5].

Схема опыта включала варианты:

■ самозарастание (контроль);

■ агростепь;

■ смесь культурных трав;

■ агростепь + культурные травы;

■ агростепь + редкие виды растений.

Вариант «самозарастание» (контроль) показывает ситуацию, складывающуюся после прекращения уход-ных работ по современной традиционной технологии.

Вариант «агростепь» это аналог естественной степной растительности, которая существовала в доагри-культурный период в данном ландшафте и характеризуется высокой адаптивностью к абиотическим условиям местности.

Вариант «культурные травы» включает смесь сортов селекции СНИИСХ: кострец безостый Ставропольский 31, овсяница луговая Ставропольская 20, клевер луговой На-

следник, эспарцет песчаный.

Вариант «агростепь + редкие виды растений» предусматривает возможность возврата в агроландшафт растений, включённых в региональные и федеральные Красные книги: горицвет весенний - Adonis vernalis L., ирис крымский - Iris taurica Lodd., ирис ненастоящий - Iris notha Bieb., ковыль узколистный - Stipa tirsa Stev., ковыль красивейший - Stipa pulcherrima C. Koch, пион узколистный - Paeonia tenuifolia L.

Данная схема эксперимента призвана показать эффективность разных типов фитоценозов в подавлении сорной флоры под молодой лесополосой на фоне традиционного фактора самозарастания, имеющего место в настоящее время в лесополосах всех регионов России. Вместе с тем ставилась задача ввести под древесный полог наряду с агростепью обычный агроценоз из сортовых многолетних трав и некоторые редкие виды растений из естественного экотона в урочище Шалево - зональной лесостепи Ставропольской возвышенности. Введение редких видов растений в пятый вариант было сделано с целью воспроизводства их генофонда и ох-

Биология

раны в агроландшафте, биоразнообразие которого в настоящее время минимальное (ограничивается небольшим набором колосовых и пропашных культур) [6].

Это - с одной стороны, с другой же важным фактором повышения фи-тоценотической закрытости степного покрова против сорной флоры является одновременное занятие осей экологических ниш семенами десятков видов дикорастущих растений, после чего становятся затруднительными и практически невозможными рост и развитие живых особей сорных трав, даже в тех случаях, когда банк их семян оказывается весьма разнообразным.

Формирование агростепного покрова под молодой лесополосой в первый год жизни посева степной смеси семян проходило в условиях жёсткой конкурентной борьбы с быстрорастущими видами пашенных сорняков видов, характерных для молодых 1-3летних залежей. Как явствует из полученных данных, в первое лето жизни во всех пяти вариантах созданного покрова лесополосы присутствовали молодые особи как степных, так и сорных видов растений (табл. 1).

На начальном этапе сживания между собой молодых растений в группировки в них преобладали наиболее агрессивные сорняки: амброзия полыннолистная, марь белая -Chenopodium album L., щирица запрокинутая и некоторые другие. Это результат высокой степени открытости осей экологических ниш в формирующихся сообществах, когда конкурентный фон в первый год жизни травяного покрова остается ещё слабым. При этом особи целинных растений хотя и отстают в росте и развитии от сорных видов, продолжают удерживаться в сообществе, тогда как малолетние сорняки, завершив плодоношение, отмирают, постепенно выпадая из него.

После перезимовки на второй год жизни господство в вариантах с агростепью полностью переходит к целинно-степным многолетникам, постепенно повышающим фитоценоти-ческую закрытость сообщества для сорно-полевой флоры.

На третий год было выявлено (табл. 2), что вариант «самозарастание» полностью остаётся сорно-бурь-янистым, состоящим из анизанты кровельной, амброзии полыннолистной, вьюнка полевого - Convolvulus arvensis L. и многих других.

То есть эта заросль сорняков при оставлении лесополосы без традиционных уходных работ в последующие годы была бы господствующей на площади всего насаждения, как это имеет место во всех почвенно-растительных зонах в настоящее время.

По прошествии трёх лет в агро-степном покрове отсутствуют сорня-

Таблица 1

Состав растительных группировок агростепного покрова лесополосы в

1-й год жизни

Варианты Группировки Видов на 100 м2 Покрытие, %

проек- тивное истин- ное

1. Самозарастание Ambrosia artemisiifolia + Amaranthus retrflexus + Cirsium arvense 26 90 2,7±0,2

2. Агростепь Ambrosia artemisiifolia + Chenopodium album + Festuca valesiaca 38 70 3,6±0,9

3. Культурные травы (клевер, кострец, овсяница, эспарцет) Ambrosia artemisiifolia + Trifolium (сорт.) + Onobrychis (сорт.) 28 70 5±0,4

4. Агростепь + культурные травы Ambrosia artemisiifolia+ Trifolium (сорт.) + Onobrychis arenaria 39 70 5,4±0,2

5. Агростепь + редкие виды растений Ambrosia artemisiifolia + Lactuca serriola + Poterium polygamum 27 70 4,5±0,4

Таблица 2

Растительные группировки приземного яруса лесополосы на 3-й год жизни

Варианты Группировки Видов на 100 м2 Покрытие, %

проек- тивное истин- ное

1. Самозарастание Anisantha tectorum + Convolvulus arvense + Ambrosia artemisiifolia 29 90 5,0±0,4

2. Агростепь Festuca valesiaca + Poterium polygamum + Gallium ruthenicum 40 100 5,8±0,5

3. Культурные травы (клевер, кострец, овсяница, эспарцет) Bromopsis inermis + Onobrychis arenaria + Convolvulus arvensis 19 100 4,0±0,3

4. Агростепь + культурные травы Festuca valesiaca + Bromopsis inermis + Poterium polygamum 33 100 5,5±0,2

5. Агростепь + редкие виды растений Festuca valesiaca + Festuca pratensis + Poterium polygamum 40 100 5,6±0,4

ки среди доминантов. Вариант агроценоза сортовых трав флористически беден и остаётся более открытым фитоценотически и легче доступен сорнякам. Сочетание агростепи с теми же сортовыми травами также исключает доминирование представителей сорной флоры. Сорняки отсутствуют и среди доминантов пятого варианта, состоящего из агростепи и редких видов растений.

Три варианта опыта с агростепью по видовому составу и сложению оптимальны как противосорняковые благодаря доминированию в них степных многолетников: костреца безостого - Bromopsis inermis Holub., овсяницы валлисской, подмаренника русского - Galium ruthenicum Willd., черноголовника многобрачного -Poterium polygamum Waldst.et Kit., а также сопутствующих им таких целинных видов, как вязель пестрый -Securigera varia (L.) Lassen, гвоздика Рупрехта - Dianthus ruprechtii Schischk, лапчатка прямая - Potentilla recta L., лапчатка железистая -Potentilla adenophylla Boiss. et Hohen., лабазник обыкновенный - Filipendula vulgaris Moench, овсяница скальная, земляника зелёная - Fragaria viridis (Duch.) Weston и многие другие «степняки».

Из этих данных видно также достаточно высокое видовое богатство вариантов опыта, включающих агростепь.

В целом к третьему году жизни возрастают показатели покрытия -проективного (надземными частями растений) и истинного (суммарным основанием растений у поверхности почвы).

Выводы. Рекомендации

Новый биологический способ борьбы с сорной флорой в лесополосах прост и доступен:

■ исключает гербициды, применение которых чревато загрязнением окружающей среды и снижением качества продукции сельскохозяйственных культур, возделываемых близ лесополос, а также резко снижает затраты на проведение фитосанитарных работ с их помощью;

■ экономически эффективен в сравнении с ручной прополкой и стандартной технологией механической борьбы с сорняками в первые 5-6 лет жизни лесополосы, после чего сорные растения возобновляются не менее интенсивно;

■ способ высокоэкологичен, так как вводимый под лесополосу фрагмент степи адаптивен к ландшафту, является также функционально комфортным для полезной энтомофауны;

■ введённая под полог полезащитного древостоя единожды, степная растительность неограниченно долго будет выполнять функцию подавления сорняков, так как она обладает универсальным биопринципом природы -

воспроизводством через самосев её компонентов: злаковых, бобовых и большого разнообразия видов разнотравья;

■ агростепной покров после пожаров вновь отрастает без заметного снижения видового состава и структуры;

■ в случае гибели деревьев и кустарников от старения или палов агро-степная растительность продолжает функционировать ежегодно без перерыва.

Таким образом, существующие в настоящее время способы и приёмы борьбы с сорными растениями и их зарослями под полезащитными лесны-

Биология

ми полосами могут быть дополнены или заменены весьма эффективным биологическим средством борьбы с ними, основанном на формировании под древостоем флористически богатого самовозобновляющегося неограниченно долголетнего и ценотически закрытого для сорняков агростепного покрова (рис. 2).

Подавление сорняков фактором биологической конкуренции со стороны степного покрова лесополосы экономически весьма эффективно и экологически целесообразно, так как исключает затраты на борьбу с вредной растительностью механическим и химическим способами.

Рисунок 1. Закладка опыта по созданию агростепного покрова в двурядной тополевой лесополосе, 2006 г

Рисунок 2. Подавление сорняков биологическим способом -конкуренцией плотным степным травостоем, 2008 г.

Биология

Метод прост в применении, дос- лективным и индивидуальным фер- тью и позволяет уменьшить затраты

тупен любой форме землепользования мерским хозяйствам), отличается вы- на проведение уходных работ (от 13,8

(специализированным лесхозам, кол- сокой рентабельностью и окупаемос- тыс. руб. до 29 тыс. руб. на 1 га).

Литература

1. Бессарабов С. Ф. Защитные лесные полосы, массивные лесные насаждения, выращенные в степях до 1917 г. М. : Сельхозиздат, 1963. С. 5-28.

2. Ключников Л. Ю., Маттис Г. Я. Химическая борьба с сорняками при лесоразведении. М. : Лесная промышленность, 1969. 144 с.

3. Савостьянов В. К. Полезащитное лесное лесоразведение в Хакасии // Земледелие. 1995. № 1. С. 13-14.

4. Дзыбов Д. С. Метод агростепей. Ускоренное восстановление природной растительности : методич. пособие. Саратов : Научная книга, 2001. 50 с.

5. Дзыбов Д. С. Метод ускоренного воссоздания травянистых биогеоценозов. Экспериментальная биогеоценология и агроценозы. М. : Наука, 1979. С. 129-131.

6. Жученко А. А. Адаптивное растениеводство (эколого-генетические основы). М. : Агрорус, 2008. 814 с.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.