CC BY
61
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: sniish@mail.ru
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.
