CC BY
86
УДК 632.51:631.582
Сорные растения в бессменных посевах сельскохозяйственных культур
И.В. ДУДКИН,
ведущий научный сотрудник Всероссийского НИИ земледелия и защиты почв от эрозии
Один из ведущих российских ученых в области севооборотов С.А. Воробьев [1] отмечал, что возделывание длительное время на поле какой-либо одной культуры или группы культур, мало различающихся по биологии, приводит кувеличению засоренности почвы и посевов, особенно теми видами сорняков, которые лучше приспособлены к совместному произрастанию с данными культурными растениями.
Исследования, проведенные во ВНИИЗиЗПЭ в стационарном многофакторном опыте по физическому моделированию систем земледелия, одном из крупнейших полевых опытов по земледелию в России, позволяют проследить процессы формирования сорного компонента агрофитоценозов при длительном (18 лет) бессменном выращивании сельскохозяйственных культур. В проведении исследований в разные годы принимали участие сотрудники института А.В. Тарасов, Н.Ф. Михайлова, З.М. Шмат и Н.В. Ланина.
Более десяти лет бессменного возделывания засоренность всех изучавшихся культур нарастала, причем увеличивались как количество, так и масса сорных растений (табл. 1). Но, как показали наши исследования, увеличениезасоренности посевов при длительном выращивании культурных растений на одних и тех же полях происходит до определенного момента, по достижении которого она начинает снижаться. В нашем опыте максимальные значения показателей засоренности отмечены на 13-й год, причем наибольшую массу сорняки накап-
ливали в посевах сахарной свеклы и ячменя.
Подобный характер изменения засоренности бессменных культур может показаться парадоксальным. Но специально проведенными исследованиями установлено, что в бессменных посевах в связи с односторонним влиянием растений на почву возникает такое явление, как почвоутомление. По выражению В.Т. Лобкова [2], почвоутомление - это экологический механизм, с помощью которого система почва-растение, обладающая определенными возможностями саморегуляции в условиях агроценоза, пытается освободиться от одностороннего воздействия на почвенную среду со сторо-
ны искусственного растительного сообщества, создавая условия для его естественной смены. Именно по этой причине в монокультуре получают большое развитие (на первом этапе) сорные растения, являющиеся одной из стадий возможной сукцессии.
В первые годы бессменного возделывания от почвоутомления, которое начинает проявляться уже через 2-3 года, страдают прежде всего сельскохозяйственные культуры, развитие и рост которых сдерживаются. В связи с ухудшением состояния ослабевает их конкурентная способность по отношению к сорнякам. В результате по мере нарастания почвоутомления количество и масса сорных растений возрастают.
Однако с увеличением срока бессменного возделывания культур ситуация меняется: снижается биологическая активность, почва приобретает токсические свойства. Это негативно воздействует как на культурные, так и на сорные растения.
Таблица 1
Динамика засоренности бессменных посевов сельскохозяйственных культур (начало бессменного возделывания — 1985 г.)
В среднем за годы
1986-1988 1989-1990 1996-1997 1998-1999 2001-2002
Озимая пшеница
Количество сорняков в начале 106 357 550 486 249
вегетации (шт/м2)
Количество сорняков перед уборкой (шт/м2) 136 361 603 398 127
Сырая масса сорняков (г/м2) 475 615 1090 543 406
Ячмень
Количество сорняков в начале вегетации (шт/м2) 229 664 162 319 233
Количество сорняков перед уборкой (шт/м2) 276 763 446 315 144
Сырая масса сорняков (г/м2) 320 1503 1537 720 350
Сахарная свекла
Количество сорняков в начале - 2758 1516 252 -
вегетации (шт/м2)
Количество сорняков перед уборкой (шт/м2) 170 110 429 98 -
Сырая масса сорняков (г/м2) 983 1182 1615 466 -
Кукуруза
Количество сорняков в начале - 1205 1754 509 -
вегетации (шт/м2)
Количество сорняков перед уборкой (шт/м2) 259 - 261 200 -
Сырая масса сорняков (г/м2) 744 - 1215 406 -
Происходят изменения и в самом сорно-полевом сообществе. У каждой культуры выкристаллизовывается ядро видов сорняков, биологические особенности которых позволяют успешно произрастать в посевах именно этой культуры. Но укрепление позиций определенных видов сорняков, увеличение их численности также становятся фактором одностороннего воздействия на почвенную среду. Причем негативное воздействие этого процесса на растения как культурные, так и сорные, связано не только с изменениями в микробном сообществе почвы, в частности, с увеличением токсигенных форм микроорганизмов, но и с явлением аллелопатии. В.Т. Лобков отмечал, что аллелопа-тический эффект проявляется в процессе взаимного влияния сорных и культурных растений. Кроме того, аллелопатическое действие сорняков может сказываться за счет повышения токсичности почвы вследствие накопления в ней продуктов разложения вегетативной массы сорных растений. Причем сорняки воздействуют не только на растения культуры, но и на самих себя, то есть происходит самоотравление.
Таким образом, на засоренность бессменных посевов в наибольшей степени влияют два процесса: 1 - снижение конкурентоспособности культуры по отношению к сорнякам и, как результат, увеличение засоренности; 2 - негативное влияние утомленной почвы на сорняки, в результате чего снижаются их количество и сырая масса. Как показали наши исследования, на первом этапе (первые 13 лет бессменного возделывания) на засоренность посевов в большей мере влияет первый процесс, а в дальнейшем - второй.
Длительное бессменное возделывание сельскохозяйственных культур не только оказывает большое влияние на показатели общей засоренности, но и приводит к глубоким изменениям в структуре сорно-полевого сообщества.
Прежде всего, следует отметить, как изменялось в бессменных культурах соотношение малолетних и многолетних видов. В посевах озимой пшеницы и ячменя зафиксировано небольшое снижение количества малолетних сорных растений и, соответственно, увеличение многолетних. На поле сахарной свеклы при высоком исходном содержании многолетников в дальнейшем на-
блюдалось существенное уменьшение их доли в сорно-полевом сообществе (табл. 2).
При бессменном возделывании озимой пшеницы преимущество получают зимующие виды сорняков. Их содержание с 1986 по 2002 г увеличилось в 8 раз, в то же время снизилось долевое участие яровых и двулетних видов в сорно-полевом сообществе.
Рост засоренности зимующими видами связан с тем, что циклы развития этих сорняков и культуры очень схожи. Потеря яровыми сорняками своих позиций в агрофитоценозе объясняется большим их угнетением развитыми с осени растениями озимой пшеницы, чего не происходит, например, в посевах яровых зерновых культур.
Если ранние яровые сорняки в бессменном агрофитоценозе озимой пшеницы снижают свое участие в формировании сорно-полевого сообщества, но удерживаются в посевах, то поздние яровые к 2002 г выпали полностью. Это связано с тем, что озимая пшеница созревает намного раньше, чем поздние яровые сорняки. Поэтому растения этой биологической группы уничтожаются при уборке, не успев дать семена.
Следует также отметить, что с увеличением срока бессменного возделывания культур возрастало процентное содержание многолетников с 4,6 до 8,8 за счет корнеотпрысковых и корневищных сорных растений.
В бессменных посевах ярового ячменя количество яровых сорняков в целом не претерпело таких резких изменений, как в посевах озимой пшеницы, хотя и снизилось за период с 1986 по 2002 г. на 13,5 %, но при этом значительно изменился групповой состав яровых сорняков. Если в 1986 г. отношение долевого участия ранних яровых к поздним яровым сорнякам составляло 3,6, то в 2002 г - 0,5. К 2002 г. доля поздних яровых сорняков в общем количестве сорных растений превышала 50 %. Роль ранних яровых сорняков, наоборот, значительно снизилась.
Таблица 2
Динамика структуры сорно-полевого сообщества при бессменном возделывании сельскохозяйственных культур (% от общего количества сорняков перед уборкой)
Биологические Озимая пшеница Ячмень Сахарная свекла Кукуруза
группы сорных растений Годы исследований
1986 1996 2 О О 2 1986 1996 2 О О 2 1986 1996 2 О о 2 1986 1996 2001
Всего сорняков 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100
В т.ч. малолетние 95,4 94,6 91,2 98 93 95,1 69,8 79,1 91,5 96,6 90,2 98,8
из них: эфемеры 0 13,3 0 0,1 2,5 9,1 0 0 0 2,3 0,6 0
яровые, в т.ч.: 74,1 10,6 9,7 92,7 86,5 79,2 61,5 78,5 91,5 89,6 89,3 97
ранние яровые 57,9 2,1 9,7 72,4 56,2 25,4 34,9 10,9 1,1 4,9 5,1 4,2
поздние яровые 16,2 8,5 0 20,3 30,3 53,8 26,6 67,6 90,4 84,7 84,2 92,8
зимующие 9,8 69,8 81,5 3,9 2,6 4,7 5,7 0,6 0 3,2 0,3 1,7
двулетние 11,5 0,9 0 1,3 1,4 2,1 2,6 0 0 1,5
многолетние 4,6 5,4 8,8 2 7 4,9 30,2 20,9 8,5 3,4 9,8 1,2
из них:
корне- отпрысковые 2,5 3,2 5,4 1,9 6,6 4,3 29,2 15,1 7,4 3,4 6 1,2
корневищные 0,4 1,5 3,4 0 0,1 0,3 0 3,4 0 0 0 0
стержнекорневые 1,7 0,1 0 0,1 0,1 0 1 0,9 0 0 2,9 0
клубневые 0 0,6 0 0 0,2 0,3 0 1,5 1,1 0 0,9 0
Следует также отметить увеличение засоренности эфемерами (звездчатка средняя).
Так же, как и в посевах озимой пшеницы, проявилась тенденция повышения роли многолетников в сообществе сорных растений с увеличением срока бессменного возделывания, только, в отличие от пшеницы, участие корневищных сорняков в формировании сорного полевого сообщества было небольшим.
При бессменном возделывании сахарной свеклы наибольшее распространение получают поздние яровые сорняки. Их содержание в сообществе сорных растений возросло с 26,6 % в 1986 г. до 90,4 % -в 2002 г., то есть в 3,4 раза. Этот показатель у яровых сорняков, напротив, снизился до 1 %. Зимующие сорняки, удельный вес которых в посевах сахарной свеклы изначально был небольшим, через 18 лет после начала бессменного возде-
лывания этой культуры выпали из агрофитоценоза. Многолетние виды при бессменном выращивании этой пропашной культуры имели отрицательную динамику. Их долевое участие в сорно-полевом сообществе снизилось в 4,1 раза, хотя и к 2002 г. еще продолжало оставаться довольно высоким - 8,5 %.
Из всех изучавшихся культур
структурные изменения в сорно-полевом сообществе в посевах бессменной кукурузы были наименьшими и не столь четко выраженными. Следует лишь отметить, что, как и в посевах сахарной свеклы,доминировали поздние сорняки, доля которых в 2001 г. составила 92,8 % от общего количества сорных растений.
ЛИТЕРАТУРА
1. Воробьев С.А. Севообороты интенсивного земледелия. - М.: Колос, 1979, 368 с.
2. ЛобковВ.Т. Почвоутомление при выращивании полевых культур. - М.: Колос, 1994, 112 с.
Аннотация. Рассмотрена динамика изменения вредоносности и структуры сорнополевого сообщества при бессменном возделывании культур. Показаны различия в процессах в зависимости от возделываемых культур.
Ключевые слова. Сорняки, бессменное возделывание, структура сорно-полевого сообщества.
Abstract. The dynamics of the alteration of the crop stand weediness and the structure of the field weed community when long-term continuous crop growing is considered. The differences in the occurring processes depending on the cultivated crop are shown.
Keywords. Weed plants, continuous crops, field weed community structure.
В.Е. Камбулину — 70 лет
В апреле 2010 г. исполнилось 70 лет В.Е. Камбулину, доктору сельскохозяйственных наук, профессору, главному научному сотруднику Казахского НИИ защиты и карантина растений.
После окончания Казахского сельскохозяйственного института Владимир Евгеньевич работал старшим лаборантом, младшим, старшим научным сотрудником, заведующим отделами этого института. Возглавлял его северный филиал в г. Кокшетау, ряд лет был заместителем главного государственного инспектора Республики Казахстан по карантину растений. При его активном участии на территории республики были разработаны системы защиты семенных посевов многолетних бобовых и злаковых трав от вредителей, а также борьбы с комплексом вредных насекомых естественных пастбищ, в том числе нестадными саранчовыми и итальянским прусом в районах их массовых размножений. Он участвовал в разработке первого Закона Республики Казахстан «О карантине растений», в подготовке многих правительственных документов, касавшихся проблем карантина и защиты растений. Под руководством и при непосредственном участии В.Е. Камбулина создавались методические руководства по регистрационным и производ-
ственным испытаниям пестицидов, электронные справочные материалы по защите и карантину растений.
Как национальный консультант ряда международных организаций, он использует все свои знания и многолетний опыт в целях практического применения современной стратегии и тактики защиты сельскохозяйственных угодий Казахстана от саранчовых, обеспечивающих не только высокую биологическую эффективность, но и экологичность защитных мероприятий. Неоднократно выступал за рубежом по актуальным проблемам защиты растений от вредных саранчовых, методикам долгосрочных и сверхдолгосрочных прогнозов, популяционной динамике саранчовых, математическим методам ее оценки и другим вопросам.
Член Международной ассоциации прикладной акари-дологии, лауреат премии имени А.И. Бараева 2005 г. в области сельскохозяйственной науки, Владимир Евгеньевич и сейчас полон энергии и творческих планов. Желаем ему здоровья и успехов во всех делах и начинаниях!
А.О. САГИТОВ,
генеральный директор КазНИИ карантина и защиты растений, академик НАН Республики Казахстан
19
4 Защита и карантин растений № 6, 2010
