CC BY
5
СЧ О СЧ
Ф
S ^
ш
4
ш ^
5
ш со
Abstract. The research aimed to assess the effect of doses of mineral fertilizers on the productivity of crop rotations and agrochemical indicators of soil on various elements of the landscape of the Central Black Earth region to optimise agricultural technologies to produce agricultural crops. The work was carried out in 2013-2020 on typical medium loamy chernozem with a humus content of 6.5-6.6 % (GOST 26213-91). The following factors were studied in the experiment: landscape element - a slope of northern exposure and a watershed plateau; type of crop rotation - grain-fallow, grain-grass-row; doses of mineral fertilizers per 1 hectare of crop rotation area - without fertilizers;
N140P150K160; N280P300K320. On aVerage, oVer
the years of the research, the differences in the productivity of crop rotations between the northern slope and the watershed plateau amounted to 1.29 tons of grain units/ ha with an advantage when cultivating crops on the plateau. The productivity of grain-grass-row crop rotation, compared to grain-fallow crop rotation, on the slope of northern exposure was higher by 1.71 tons of grain units/ha, on the watershed plateau - by 2.0 tons of grain units/ha. The use of single doses of mineral fertilizers on a slope of northern exposure in grain-fallow crop rotation increased the value of this indicator, relative to the option without fertilizers, by 26.8 %, in grain-grass-row-crop rotation - by 21.8 %; on the watershed plateau - 10.1 and 15.2 %, respectively; in double doses on the northern slope - by 37.0 and 31.6 %, on the plateau - by 17.4 and 23.0 %. In the grain-grass-row crop rotation, regardless of the landscape element, the application of double doses of fertilizers provided a significant increase in the humus content, relative to the option without their use, by 0.26-0.27 %. The payback of mineral fertilizers by manufactured products in crop rotations when using single doses of Nt40PtS0Kt60 was higher compared to double doses, on average on a slope of northern exposure - by 28.8 %, on a watershed plateau - by 19 %.
Key words: landscape elements; crop rotations; mineral fertilizers; productivity of crop rotations; payback of fertilizers; agro-chemical soil indicators.
Author Details: I. I. Gureev, D. Sc. (Techn.), head of laboratory (e-mail: gu-reev06@mail.ru); A. V. Gostev, D. Sc. (Agr.), leading research fellow (e-mail: gostev@ kurskfarc.ru); L. B. Nitchenko, Cand. Sc. (Agr.), senior research fellow (e-mail: nitch-enko58@yandex.ru); V. A. Lukyanov, Cand. Sc. (Biol.), senior research fellow (e-mail: lukyanov27@mail.ru); S. V. Khlupina, Cand. Sc. (Agr.), senior research fellow (e-mail: sveta46agro@yandex.ru); I. A. Pruschik, research fellow (e-mail: kursk.iva@inbox.ru).
For citation: Gureev II, Gostev AV, Nitchenko LB, et al. [Productivity of crop rotations depending on doses of fertilizers on various landscape elements of the Central Black Earth region]. Zemledelie. 2024;(1):4-10. Russian. doi: 10.24412/0044-3913-2024-1-4-10. ■
doi: 10.24412/0044-3913-2024-1-10-15 УДК 632.51:631.582(470.2)
Засоренность зернотравяно-пропашного севооборота на Северо-Западе России
A. М. ШПАНЕВ12, доктор биологических наук, зав.лабораторией (e-mail: ashpanev@mail.ru)
B. В. СМУк12, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник (e-mail: vvsmuk@mail.ru) Агрофизический научно-исследовательский институт, Гражданский просп., 14, Санкт-Петербург, 195220, Российская Федерация 2Всероссийский научно-исследовательский институт защиты растений,
ш. Подбельского, 3, Пушкин, Санкт-Петербург, 196608, Российская Федерация
Исследование проводили с целью изучения особенностей засоренности типового зернотравяно-пропашного севооборота в почвенно-климатических условиях Северо-Западного региона РФ. Работу осуществляли в 2012-2018 гг. с использованием методики постоянных учетных площадок. Определяли количество произрастающих видов сорняков, их численность, проективное покрытие и фи-томассу в начальный и заключительный периоды развития культурных растений. Исследования проводили в следующем севообороте: люпин узколистный (си-деральный пар), озимая рожь, яровой ячмень с подсевом многолетних трав (клевер красный и тимофеевка луговая), многолетние травы 1 и 2 годов пользования, картофель, яровой рапс. В среднем за годы опыта выявлен разнообразный видовой состав (55 видов, 8 видов/м2), высокая численность (220 экз./м2) и надземная масса (185,2 г/м2) сорной растительности. Более разнообразный видовой состав наблюдали в посадках картофеля (55 видов, 17видов/м2). Наименьшее количество видов(35...44, 3 вида/м2), а также густота (95.108 экз./м2) и фитомасса (50,8. 54,8 г/м2) сорных растений, отмече -ны на полях многолетних трав. Их двухлетнее возделывание способствовало снижению засоренности полей малолетними видами, относительно предшественника (ячмень), в 3,5 раза и увеличению засоренности многолетними в 2,6 раз, в особенно -сти пыреем ползучим - в 7,8 раз. Наиболее засоренными были посевы ячменя ярового и люпина узколистного, в которых насчитывали 457 и 324 экз./м2 сорных растений. На площади зернотравяно-пропашного севооборота массовыми оказались 8 видов (марь белая, фиалка полевая, пикуль-
ники, дымянка аптечная, торица полевая, пастушья сумка обыкновенная, пырей ползучий, ромашка непахучая), обычными - 11, редкими - 36 видов. С учетом выявленных особенностей и закономерностей засоренности агроценозов в многолетнем аспекте гербицидная обработка ежегодно востребована в посадках картофеля, часто - в посевах ячменя и рапса, в редких случаях - при возделывании ржи озимой.
Ключевые слова: севооборот, сорные растения, постоянные учетные площадки, видовой состав, видовое обилие, структура засоренности, индекс попарного видового сходства, коэффициент общности удельного обилия.
Для цитирования: Шпанев А. М., СмукВ. В. Засоренность зернотравяно-пропашного севооборота на Северо-Западе России // Земледелие. 2024. № 1. С. 10-15. бо: 10.24412/0044-3913-2024-1-10-15.
Изучение засоренности севооборотов для разработки прогноза распространения наиболее вредоносных видов сорных растений и эффективного контроля их численности нашло довольно полное отражение в отечественной литературе [1, 2, 3]. По литературным данным засоренность разного типа севооборотов имеет свои особенности, которые определяются составом и долевым участием возделываемых культур. Так, наибольшее количество сорных растений в начале и конце вегетации отмечено в зернотравяно-пропашном севообороте, а самое низкое - в зернотравяном, тогда как зернопаропропашной севооборот занимал промежуточное положение [4]. В зернотравяно-пропашном севообороте фиксировалась более высокая численность всех биологических групп однолетних сорняков, а также корнеотпрысковых и клубневых. В зернотравяном севообороте оказалась выше засоренность многолетними сорняками, тогда как в зернопаропро-пашном севообороте возрастала доля малолетних сорняков, а содержание многолетников было наименьшим. По другим данным, в порядке снижения засоренности располагались зерновой, плодосменный и зернотравяно-пропашной севообороты [5]. При этом наибольшая засоренность малолетними сорняками наблюдалась в зерновом севообороте, наименьшая - в зернотравяно-пропашном, многолетниками - в плодосменном [6]. В пропашных севооборотах бла-
годаря многократному проведению механических обработок почвы достигается высокий уровень чистоты полей, но из-за внесения органических удобрений может возникнуть потребность в проведении защитных мероприятий [7]. Одним из эффективных агротехнических приемов очищения полей от сорняков служит зернотра-вяной севооборот с увеличенной долей озимых зерновых культур [8] или короткоротационный зернопаропро-пашной севооборот с чистым паром не менее 25 % [9], а также биологизи-рованные севообороты с зерновыми культурами и люцерной [10].
Для некоторых регионов подобные исследования по-прежнему актуальны, особенно с учетом представлений о формировании на севооборотной площади единого фитосанитарного пространства [11].
Зернотравяно-пропашной севооборот, содержащий два поля многолетних трав, как правило, тимофеевки луговой и клевера красного, широко используется в Северо-Западном регионе РФ. При этом травы выступают в качестве основного кормового ресурса для молочного животноводства, а также источника улучшения структуры почвы и поступления органического вещества [12, 13, 14]. При хорошем травостое они способны значительно снизить засоренность полей, как это происходит в кормовых севооборотах с одним или двумя полями многолетних трав [15].
Цель исследований - изучение особенностей засоренности типового зернотравяно-пропашного севооборота в почвенно-климатических условиях Северо-Западного региона РФ для разработки системы эффективного управления видовым и численным составом сорных растений в пространственной структуре севооборотной агроэкосистемы.
Работу проводили в 2012-2018 гг. в период ротации севооборота, освоенного в 1982 г на землях Меньковского филиала Агрофизического НИИ в Гатчинском районе Ленинградской области. Объект изучения - сорная растительность зернотравяно-пропашного севооборота с классическим для Северо-Западного региона составом и чередованием культур во времени и пространстве: люпин узколистный (сидеральный пар), озимая рожь, яровой ячмень с подсевом многолетних трав (клевер красный и тимофеевка луговая), многолетние травы 1 и 2 годов пользования, картофель, яровой рапс. Общая площадь севооборота 4,2 га, каждого поля - 0,6 га. Ежегодно использовался посевной и посадочный материал высоких репродукций районированных сортов. Почва опытных полей дерново-слабоподзолистая супесчаная, мощность пахотного слоя -23 см, рНКС| - 4,6, содержание гумуса (по Тюринуу) - 1,9 %, подвижных со-
единений фосфора и калия (по Кирсанову) - 257 и 92 мг/кг соответственно.
Для изучения сорной растительности использовали методику постоянных учетных площадок (Зубков А. Ф. Методические указания по сбору полевой биоценологической информации с целью оценки вредоносности комплекса вредных организмов. Л.: ВИЗР, 1978. 18 с.). Площадь постоянных площадок на культурах сплошного сева составляла 0,1 м2, на пропашных (картофель) - 1,4 м2. Ежегодное количество площадок варьировало от 36 (многолетние травы, люпин узколистный, картофель) до 72 (рожь озимая, яровые ячмень и рапс), за весь период исследований составляло 2520 шт. Засоренность полей севооборота определяли путем подсчета сорных растений в отдельности по видам на каждой постоянной площадке в критические фазы развития культурных растений: кущение - ячмень яровой, начало выхода в трубку - рожь озимая, 2 настоящих листа - рапс яровой, 2 тройчатых листа - люпин узколистный, весеннее отрастание - многолетние травы, через 10 дней после посадки - картофель. В это же время учета подсчитывали количество видов сорных растений, произрастающих на каждой постоянной площадке (видовое обилие), их общее проективное покрытие, а при уборке урожая - численность, сырую фитомассу и высоту сорняков для каждого вида в отдельности. Для уточнения видового состава сорных растений прибегали к маршрутным обследованиям, охватывающим всю площадь полей севооборота, благодаря чему список пополнялся крайне редко встречаемыми видами.
Видовую принадлежность сорных растений определяли по Маевскому (Маевский П. Ф. Флора средней полосы европейской части СССР. М.: Сельхозгиз, 1954. 912 с.) с дополнительным использованием монографии А. В. Фисюнова (Фисюнов А. В. Сорные растения. М.: Колос, 1984. 320 с.). В отдельных случаях обращались за помощью к геоботаникам ВИЗР (Н. Н. Лунева, Т.Д. Соколова). В качестве дополнительных показателей вычисляли встречаемость, относительное обилие и коэффициент обилия вида (Палий В. Ф. Об определении обилия в фаунистических исследова-
ниях // Сб. энтомол. работ АН Киргизской ССР. Фрунзе: Илим, 1965. № 4. С. 112-121.). При этом каждый вид сорного растения, согласно значению коэффициента обилия, был отнесен к определенной группе - массовые (больше 1), обычные (от 0,1 до 1) и редкие (менее 0,1). С целью сравнения агроценозов по засоренности проводили расчет индекса попарного видового сходства Сьёренсена (Sorensen T. A method of establishing groups of equal amplitude in plant sociology based on similarity of species content and its application to analysis of the vegetation on Danish commons//Biologiske skrifter. 1948. № 5. P. 1-34.) и коэффициента общности удельного обилия Шорыги-на (Шорыгин А. А. Питание, избирательная способность и пищевые взаимоотношения некоторых Goobiidae Каспийского моря // Зоологический журнал. 1939. Т. 18. Вып. 1. С. 27-51.).
В годы проведения исследований избыточное увлажнение наблюдали в 2012, 2013 и 2016 гг., когда суммарное количество осадков, выпавших за вегетационный период, превысило норму на 66, 53 и 31 %. Сильный дефицит влаги отмечали в 2015 г (64 %), а в другие годы количество осадков было близким к среднемноголетнему значению. Величина среднесуточной температуры воздуха отличалась превышением нормы на 17 % - в 2013 г, 9 % - в 2014 г, 8 и 15 % - в 2016 и 2018 гг, и понижением в 2017 г на 7 %. Следовательно, наиболее благоприятными для роста и развития культурных растений (теплыми и влажными) были 2013 и 2016 гг, а холодным и достаточно сухим - 2017 г
Статистическую обработку данных проводили в программе «Statistica 6».
Сорная растительность на площади изучаемого зернотравяно-пропашного севооборота представлена 55 видами, принадлежащими 20 семействам, а также 3 видами культурных растений, произрастающих в посевах других культур. К числу последних отнесены тимофеевка луговая (Phleum pretense L.), клевер красный (Trifolium pretense L.) и рапс яровой (Brassica napus L.). Наиболее многочисленные по числу видов - семейства Астровые (11), Яснотковые (7), Гвоздичные (6), Капустные (5) и Гречишные (5). Большая группа семейств была пред-
1. Сходство видового состава и общность удельного обилия сорных растений в зернотравяно-пропашном севообороте
Культура Индекс попарного видового сходства Коэффициент общности удельного обилия
РО* I ЯЯ I МТ1 I МТ2 I К I РЯ РО I ЯЯ I МТ1 I МТ2 I К I РЯ
ЛУ 0,87 0,86 0,96 0,85 0,76 0,80 51,0 62,8 50,3 60,6 50,6 63,0
РО 0,94 0,89 0,82 0,87 0,96 60,4 45,5 46,1 45,1 58,7
ЯЯ 0,88 0,81 0,90 0,95 43,7 50,8 62,3 82,5
МТ1 0,89 0,78 0,84 57,8 37,4 46,8
МТ2 0,85 0,83 45,6 57,8
К 0,89 65,0
*РО - рожь озимая, ЛУ - люпин узколистный, ЯЯ - ячмень яровой, МТ1 - многолетние травы 1 года пользования, МТ2 - многолетние травы 2 года пользования, К - картофель, РЯ - рапс яровой.
Ы (D 3 ü
(D
д
(D
5
(D
М О м -ь
2. Засоренность посевов и посадок культур зернотравяно-пропашного севооборота (в среднем за 2012-2018 гг.)
Показатель Люпин узколистный Рожь озимая Ячмень яровой + многолетние травы Многолетние травы 1 года пользования Многолетние травы 2 года пользования Картофель Рапс яровой НСР05
Видовой состав, шт. 34 44 45 35 44 55 48 4,53
Видовое обилие, 6 8 9 3 3 17 8 0,50
видов/м2
Густота, экз./м2 324 208 457 95 108 159 192 29,13
Фитомасса, г/м2 292,9 81,1 256,6 54,8 50,8 226,9 333,0 39,10
ставлена только одним видом. Биологические группы малолетних и многолетних сорных растений составили 36 и 22 вида соответственно.
Наиболее разнообразный состав сорной растительности отмечен в посадках картофеля, где из-за продолжительного довсходового периода культуры и широких междурядий складывались благоприятные условия для прорастания многих видов сорняков. Приблизительно равное количество видов сорных растений наблюдали в посевах рапса ярового (48 видов), ячменя ярового (45), ржи озимой (44) и на полях многолетних трав 2 года пользования (44 вида). Наименее представительный состав видов сегетальных растений был выявлен в посевах люпина узколистного (34 вида) и многолетних травах 1 года пользования (35).
Выявленное высокое сходство видового состава сорных растений, произрастающих в агроценозах сельскохозяйственных культур на территории севооборота, подтвердило теоретические представления о целостности севооборотной агроэкосистемы [16]. Значения индекса попарного видового сходства варьировали в пределах 0,76.. .0,96 при среднем значении по севообороту 0,87, что свидетельствует о сходстве видового состава на 87 % (табл. 1). В тоже время по итогам расчета коэффициента общности удельного обилия обозначились различия в структуре засоренности агроценозов. Наименее схожими по засоренности оказались картофель и многолетние травы 1 года пользования, высокая общность отмечена в посевах ячменя ярового и рапса ярового. Средняя величина общности удельного обилия сорных растений по севообороту составило 54,5 % (см. табл. 1).
По видовому обилию, характеризующему количество видов сорных «¡г растений, произрастающих на еди-
0 нице площади посева или посадки, ^ картофель значительно превосходил ^ (в 1,9.5,7 раза) остальные культуры г в севообороте (табл. 2). Меньше всего
1 видов сорняков фиксировали на полях ^ многолетних трав (3 вида/ м2). Близким оказалось видовое обилие сорных
® растений в посевах ячменя ярового, Л ржи озимой и рапса ярового (8.9 ви-М дов/м2). Средняя по севообороту ве-
личина этого показателя соответствовала 8 видам/м2.
Для возделываемых в зернотравяно-пропашном севообороте культур характерна разная степень засоренности. В среднем за годы опыта наиболее засоренными отмечены посевы ячменя ярового (457 экз./м2) и люпина узколистного (324 экз./м2). В полях многолетних трав наблюдали наименьшее количество сорной растительности (95.108 экз./м2), надземная масса которых на 26,3.282,2 г/м2 ниже, чем в посевах других культур. Культуры
со средней засоренностью - рожь озимая, рапс яровой и картофель. При этом посевы рапса ярового и ржи озимой, различающиеся по способности подавлять рост и развитие сорных растений, в сильной степени (в 4,1 раза) отличались друг от друга по величине фитомассы, сформированной сорняками за период произрастания в агро-ценозе. Средняя масса одного сорного растения в агроценозах составила: в посевах рапса ярового - 1,51 г; картофеля - 1,05, ячменя ярового - 0,82 и ржи озимой - 0,26 г. Долевое участие сорных растений в общей фитомассе снопа, определенное на момент уборки культуры, указывает на то, что наихудшие условия для роста и развития сегеталов складывались в травостое многолетних трав (1,6 и 2,2 % - 1 -го и 2-го года пользования), а также в посевах ржи озимой (3,8 %). Благоприятная среда для произрастания сорных
растений сформировалась в посевах люпина узколистного, ячменя ярового и рапса ярового. Доля сорняков от общей фитомассы в этих агрофитоцено-зах составляла 12,9, 15,0 и 19,5 % соответственно. Среднее по севообороту количество произрастающих сорных растений на начальный период развития культурных растений - 220 экз./м2 фитомасса сорняков в уборочный период - 185,2 г/м2. В целом можно отметить, что двухлетнее возделывание многолетних трав приводило к снижению общей засоренности, которая возрастала с каждым последующим годом и достигала максимума в посевах ячменя ярового.
Анализ материалов исследований свидетельствует о стабильности проявления видовых показателей сорных растений в пределах изучаемого севооборота. Так, видовое разнообразие в 2012-2018 гг составляло 42.46 видов и не имело существенных различий по годам (НСР05=4,53 шт.), а видовое обилие сорных растений изменялось в диапазоне 7.10 видов/м2 (табл. 3).
Высокая величина коэффициента попарного видового сходства Съеренсена, равное 0,90 в среднем за годы исследований, свидетельствует о постоянстве видового состава сорных растений, произрастающих на полях зернотравяно-пропашного севооборота в течение очередного срока его ротации (табл. 4).
На основании довольно высокого коэффициента общности удельного обилия Шорыгина, равного 69,4, допустимо сделать заключение о постоянстве структуры засоренности агроценозов и доминировании одних и тех же видов сорных растений из года в год. В тоже время следует отметить очевидную изменчивость количественных показателей засоренности, зависимых от погодных условий, складывающихся в период вегетации культурных растений. Начальная густота сорных растений из-
4. Сходство видового состава и общность удельного обилия сорных растений в зернотравяно-пропашном севообороте в разные годы
Год Индекс попарного видового сходства Коэффициент общности удельного обилия
2013 2014|2015|2016|2017 2018 2013 2014|2015|2016|2017|2018
2012 0,90 0,85 0,88 0,85 0,84 0,83 64,2 55,2 63,6 72,1 72,6 69,8
2013 0,93 0,94 0,93 0,90 0,92 75,4 69,2 69,5 66,2 62,7
2014 0,94 0,95 0,92 0,89 63,5 69,0 61,1 61,8
2015 0,94 0,95 0,93 75,7 71,2 76,1
2016 0,90 0,90 79,1 81,5
2017 0,89 77,8
3. Засоренность полей зернотравяно-пропашного севооборота в разные годы
Показатель 2012 г. 2013 г. 2014 г 2015 г 2016 г. 2017 г. 2018 г. НСР05
Видовой состав, шт. 42 45 43 42 45 46 42 4,53
Видовое обилие, видов/м2 7 10 7 7 9 9 8 0,44
Густота, экз./м2 205 326 267 153 305 201 286 24,85
Фитомасса, г/м2 301,5 361,4 242,5 122,9 128,7 199,8 135,7 72,87
5. Структура засоренности агроценозов зернотравяно-пропашного севооборота (в среднем за 2012-2018 гг.), % от общей численности
Биологическая группа Люпин узколистный Рожь озимая Ячмень яровой + многолетние травы Многолетние травы 1 года пользования Многолетние травы 2 года пользования Картофель Рапс яровой
Многолетние 0,7 1,2 0,7 0,5 2,2 16,5 2,2
однодольные
Многолетние 6,1 2,3 1,8 17,8 14,3 2,7 10,6
двудольные
Малолетние 0,1 1,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,3
однодольные
Малолетние двудольные 93,1 95,4 97,4 81,6 83,4 80,7 86,9
менялась в пределах 153.. .326 экз./м2 (в 2,1 раза) и в значительной степени определялась условиями увлажнения и тепла в начальный период развития культурных растений. Так, засушливые условия в первые 17.20 дней после посева ячменя ярового, рапса ярового и люпина узколистного, а также посадки картофеля в значительной степени ограничивали прорастание малолетних видов сорных растений.
Условия увлажнения оказывали сильное влияние на итоговые показатели засоренности агроценозов. В годы с избыточным увлажнением отмечали не только нарастание видового обилия и численности сорных растений в течение периода вегетации, но и надземной массы. Дефицит осадков приводил к обратным изменениям. Величина накопленной фито-массы у сорных растений в среднем по севообороту варьировала по годам от 122,9 (в 2015 г) до 361,4 г/м2 (в 2013 г), то есть в 2,9 раза.
В посевах ячменя ярового количественные показатели засоренности в разные годы варьировали от 257 до 773 экз./м2 сорняков, или 7,3.43,6 % проективного покрытия, в посевах люпина узколистного -от 96 экз./м2 до 593 экз./м2. На полях, занятых многолетними травами 1 года пользования, в разные годы насчитывали 118 экз./м2 (2012 г.), 180 (2013 г), 52 (2014 г), 125 (2015 г), 67 (2016 г.), 43 (2017 г.) и 77 экз./м2 (2018 г), травами 2 года пользования - 27.288 экз./м2. В посевах ржи озимой минимальная в опыте величина засоренности соответствовала 38 экз./ м2 максимальная - 433 экз./м2. При этом в абсолютном большинстве случаев проективное покрытие не превышало 10 % и только в 2016 г в посеве с из-реженным стеблестоем, вызванным сильным проявлением снежной плесени, оно составляло 22,4 %. В посевах рапса ярового в 2012, 2014 и 2015 гг. наблюдали засушливые условия в первые 17.20 дней после высева культуры и, как следствие, слабую засоренность, когда насчитывали 33, 80 и 81 экз./м2 соответственно годам, а проективное покрытие составляло 1,8.5 %. В другие периоды густота сорных растений в посеве рапса достигала 203.365 экз./м2, а проективное покрытие - 16,8.22,1 %. Для посадок картофеля отмечено слабое варьирование засоренности по годам. Через 7.10 дней после посадки ежегодно насчитывали 133.160 экз./м2 и только в 2018 г. - 229 экз./м2.
Коэффициент вариации начальной засоренности агроцено-зов зернотравяно-пропашного севооборота изменялся в ряду 146-119-91-79-73-53-45 % соответственно культурам многолетние травы 2 года - многолетние травы 1 года - рожь озимая - рапс яровой - люпин узколистный - яч-
мень яровой - картофель, а конечной фитомассы сорных растений 197-201-107-114-93-135-193%.
На основании превышения экономического порога вредоносности (ЭПВ) и величины проективного покрытия проведение защитных мероприятий против сорной растительности оправдано на протяжении всех 7 лет исследований - в посадках картофеля, 5-ти лет (2012-2014 гг., 2016 и 2018 гг.) - в посевах ячменя ярового, 4-х лет (2013 и 2016-2018 гг.) - в посевах рапса ярового и одного года из 7-ми (2016 г.) - в посевах ржи озимой.
Сорные растения в агроценозах изучаемого севооборота в основном представлены малолетними видами. На их долю соответственно приходилось от 80,8 до 97,5 % (88,5 % в среднем по севообороту). Доля малолетних однодольных, представленных мятликом однолетним (Poa annua L.) и ситником жабьим (Juncus bufonius L.), не превышала 1,1%. Численное преимущество многолетних двудольных над однодольными просматривалось во всех агроцено-зах, за исключением картофеля, где наблюдали обратное (табл. 5). Это объясняется особенностью предшествующей культуры, в качестве которой выступали многолетние травы. Из литературы известно о значительном увеличении засоренности полей пыреем ползучим (Elitrigia repens (L.) Nevski) после возделывания многолетних трав [11]. В нашем случае засоренность им травостоя многолетних трав 2-го года пользования возрастала в 4,8 раза, по сравнению 1-м, а посадок картофеля - в 11 раз (25 экз./м2). Еще одна отличительная черта засоренности посадок картофеля - наличие многолетних трав, которые полностью не удавалось уничтожить осенней и весенней обработкой почвы. При этом тимофеевка луговая была представлена большей численностью, чем клевер луговой - 1,1 и 0,3 экз./м2 соответственно.
Наблюдали большое долевое участие многолетних двудольных видов в структуре засоренности многолетних трав. Фактическая их численность составляла 17 и 15 экз./м2 соответственно для трав 1 и 2-го годов пользования, что оказалось сопостави-
мо с посевами люпина узколистного и рапса ярового.
Для посевов люпина узколистного, ржи озимой, ячменя ярового характерно формирование малолетнего типа засоренности, посадок картофеля и полей многолетних трав -корневищно-малолетнего, посевов рапса ярового - корневищно-корнеотпрысково-малолетнего.
Во всех агроценозах, за исключением ржи озимой, наблюдали численный перевес малолетних сорных растений с яровым типом развития над зимующими и факультативными. Доля первых их них составляла от 40,0 до 73,0 %, вторых - от 12,8 до 55,5 %, третьих - от 0,1 до 10,8 %. Наибольшее относительное обилие яровых сорняков оказалось характерно для посева люпина узколистного, зимующих - для ржи озимой, факультативных - для многолетних трав (табл. 6). Среди зимующих видов сорных растений численный перевес был на стороне фиалки полевой (Viola arvensis Murr.) (48 экз./ м2, 59,2 %), а пастушья сумка (Capsella bursa-pastoris (L.) Medic.) (21 экз./ м2, 25,5 %) превосходила по плотности произрастания ромашку непахучую (Matricaria inodora L.) (7 экз./м2, 9 %), незабудку полевую (Myosotis arvensis (L.) Hill.) (3 экз./м2,
3.3 %), звездчатку среднюю (Stellaria media (L.) Vill.) (2 экз./ м2 2,3 %) и другие. Безусловный лидер в группе яровых сорных растений - марь белая (Chenopodium album L.) (65 экз./ м2, 43,3 %). Другие виды со значительным обилием - это пикульники (Galeopsis tetrahit L., Galeopsis bifida Boenn., Galeopsis spesiosa Mill.) (18 экз./ м2, 11,9 %), торица полевая (Spergula arvensis L.) (18 экз./ м2, 11,8 %), дымянка аптечная (Fumaria officinalis L.) (14 экз./ м2, 9,2 %), сушеница то-пяная (Filaginella uliginosa (L.) Opiz) (14 экз./ м2, 9,1 %), редька дикая (Raphanus raphanistrum L.) (6 экз./ м2, 3
4.4 %), торичник красный (Spergularia 2 rubra (L.) J. et C.Presl) (6 экз./ м2, s 4,3 %). Из числа видов, составляющих д группу факультативных сорных расте- Л ний, способных к развитию как по зи- s мующему, так и яровому типу, выде- z лялись ясколка дернистая (Cerastium 10 holosteioidees Fries) (1 экз./м2, 61,8 %) м и вероника плющелистная (Veronica о hederifolia L.) (0,6 экз./ м2, 29,6 %). 4
6. Структура засоренности малолетними видами сорных растений агроце-нозов зернотравяно-пропашного севооборота (в среднем за 2012-2018 гг.)
Агроценоз Биологическая группа сорных растений
многолетние малолетние
зимующие 1 яровые 1 факультативные
Люпин узколистный 6,8* 20,1 73,0 0,1
18,0 13,1 68,7 0,2
Рожь озимая 3,5 55,5 40,0 1,0
36,1 38,2 19,7 5,9
Ячмень яровой + 2,6 32,1 65,2 0,1
многолетние травы 13,8 16,7 69,3 0,2
Многолетние травы 1 18,3 27,9 45,8 7,9
года пользования 65,6 9,0 13,1 12,3
Многолетние травы 2 16,5 25,3 47,5 10,8
года пользования 64,2 5,0 14,3 16,5
Картофель 19,3 12,8 67,8 0,1
64,9 7,8 25,8 1,4
Рапс яровой 12,8 28,8 58,0 0,4
43,4 11,1 44,9 0,6
*в числителе - доля от общей численности, %, в знаменателе - доля от общей фито-массы, %.
Группа многолетних сорных растений преимущественно представлена корневищными (4,2 %), среди которых широкое распространение в пределах севооборотной площади имели пырей ползучий и щавель малый (Rumex acetosella L.), в меньшей степени - мать-и-мачеха обыкновенная (Tussilago farfara L.) и мята полевая (Mentha arvensis L.). На долю корнеотпрысковых и клубневищных, основными представителями которых являлись осот полевой (Sonchus arvensis L.) и чистец болотный (Stachys palustris L.), приходилось 1,6 и 0,4 % от общей численности сорных растений. Данное соотношение между основными группами многолетников просматривалось во всех агроце-нозах. Среди видов сорных растений с многолетним циклом развития в большей численности на территории изучаемого севооборота произрастали пырей ползучий (5 экз./м2), щавель малый (4 экз./м2) и осот полевой (4 экз./м2). Доля перечисленных видов составляла 27,9, 23,2 и 21,1 % соответственно от суммарной густоты многолетников. При этом в посадках картофеля явное преимущество отмечали за пыреем ползучим (82,1 %), на полях многолетних трав преобладал щавель малый (89 % и 69,7 % соответственно годам пользования травостоя), в посевах люпина узколистного и рапса ярового - осот полевой (48,2 % и 32,9 % соответственно).
Анализ засоренности уборочного периода свидетельствует о том, что зимующими видами севооборотная агроэкосистема пополняется, главным образом, из-за посевов ржи ози-ч;г мой, где на их долю приходится 55,5
0 и 38,2 % соответственно от общей N численности и биомассы сорных рас-^ тений (см. табл. 6). Яровые сорняки Z поддерживали высокую численность
1 в севообороте благодаря успешному J произрастанию в посевах ячменя яро-
4 вого (65,2 и 69,3 %), рапса ярового (58
5 и 44,9 %) и картофеля (67,8 и 25,8 %). Л В сравнении с другими культурами, М рапс яровой отличался более про-
должительным периодом вегетации, что позволяло закончить полный цикл развития абсолютному большинству произрастающих здесь сорных растений. Люпин, как сидеральную культуру, запахивали раньше, чем происходило созревание и обсеменение сорных растений. Возделывание многолетних трав способствовало увеличению видового разнообразия и численного присутствия видов сорных растений с многолетним циклом развития. В общей фитомассе сорных растений на долю видов с многолетним циклом развития приходилось 65,6 и 64,2 % на травах 1 и 2 годов пользования соответственно. В отсутствии гербицид-ных обработок увеличение засоренности полей многолетниками наблюдали после картофеля (на 13,8 %) и рапса ярового (на 15,2 %).
К массовым (коэффициент обилия >1) видам сорных растений
на площади изучаемого зернотравяно-пропашного севооборота отнесены марь белая (14,7), фиалка полевая (11,7), пикульники (4,5), дымянка аптечная (3,0), торица полевая (3,1), пастушья сумка обыкновенная (2,5), пырей ползучий (1,7), ромашка непахучая (1,4). Группу обычных видов, имеющих среднее обилие (коэффициент обилия от 0,1 до 1), составили щавель малый (1,0), редька дикая (1,0), торичник красный (0,8), сушеница топяная (0,8), бородавник обыкновенный (0,3), незабудка полевая (0,2), ясколка дернистая (0,2), персикария щавелелистная (Persicaria lapathifolia L.) (0,2), вероника плющелистная (0,2), осот полевой (0,2) и звездчатка средняя (0,1). Массовых насчитывали 8 видов, обычных -11, редких, для которых свойственно низкое обилие (коэффициент обилия <0,1) - 36 видов.
В посевах люпина узколистного наибольшую густоту произрастания наблюдали у мари белой, фиалки полевой, дымянки аптечной, пикульни-ков, торичника красного, торицы полевой; ржи озимой - фиалки полевой, мари белой, пастушьей сумки, торич-ника красного; ячменя ярового - мари белой, фиалки полевой, пастушьей сумки, торицы полевой, пикульников, дымянки аптечной; рапса ярового -мари белой, фиалки полевой, дымянки аптечной, торицы полевой, пикульни-ков; картофеля - мари белой, пырея ползучего, пикульников, фиалки полевой, редьки дикой; многолетних трав 1 года пользования - щавеля малого, ромашки непахучей, торичника красного, торицы полевой, мари белой, пикульников; многолетних трав 2 года пользования - дымянки аптечной,
7. Засоренность агроценозов зернотравяно-пропашного севооборота отдельными видами сорных растений (в среднем за 2012-2018 гг.), экз./м2
Вид Люпин узколист- Рожь озимая Ячмень яровой + многолет- Многолетние травы 1 года пользования Многолетние травы 2 года пользования Картофель Рапс яровой НСР05
ный ние травы
Марь белая 91 33 131 9 17 59 54 12
Фиалка 43 76 82 6 10 17 33 8
полевая
Пастушья 12 22 50 4 1 2 13 4
сумка обыкновенная
Пикульники, 34 10 28 9 6 18 15 6
виды
Торица 21 3 44 10 4 6 15 5
полевая
Дымянка 19 3 23 1 23 8 16 8
аптечная
Ромашка 7 9 7 14 8 1 6 4
непахучая
Редька дикая 6 9 8 0,2 0,1 13 2 3
Торичник 23 17 0,3 12 0,4 0,2 1 3
красный
Пырей 2 3 3 1 2 25 3 2
ползучий
Щавель малый 3 1 3 15 12 1 3 9
Бородавник обыкновенный 4 3 7 2 1 2 2 1
Осот полевой 11 1 2 1 2 2 8 3
Незабудка 1 5 4 1 3 0,2 2 1
полевая
мари белой, щавеля малого, фиалки полевой, ромашки непахучей (табл. 7).
Таким образом, на площади зернотравяно-пропашного севооборота, типового по составу и чередованию культур для Северо-Западного региона РФ, наиболее разнообразный состав сорной растительности выявлен в посадках картофеля (55 видов, 17 видов/м2), наименьшее количество видов (35.44 шт.), видовое обилие (3 вида/м2), а также густота и фитомасса сорных растений (95.108 экз./м2и 50,8.54,8 г/ м2 соответственно) отмечены в посевах многолетних трав. Двухлетнее их возделывание приводило к снижению засоренности полей, относительно предшественника (ячменя), малолетними однодольными и двудольными в 3,5 раза, а также к увеличению засоренности многолетними видами в 2,6 раза, в особенности пыреем ползучим (в 7,8 раз). Из всех культур севооборота наиболее засоренными оказались посевы ячменя ярового (457 экз./м2 и люпина узколистного (324 экз./м2).
Массовыми на площади зернотравяно-пропашного севооборота были 8 видов сорных растений (марь белая, фиалка полевая, пикуль-ники, дымянка аптечная, торица полевая, пастушья сумка обыкновенная, пырей ползучий, ромашка непахучая), обычными - 11, редкими - 36 видов. Этот перечень следует учитывать при выборе препаратовдля гербицидной обработки.
На полях севооборота формировался единый и постоянный во времени состав видов сорных растений, тогда как количественные показатели засоренности, определяющие её структуру, изменялись по культурам и годам. С учетом выявленных особенностей и закономерностей засоренности агроценозов изученного севооборота в многолетнем аспекте гербицидная обработка ежегодно востребована в посадках картофеля, часто - в посевах ячменя ярового и рапса ярового, в редких случаях -в посевах ржи озимой.
Литература
1. Паштецкий В. С., Радченко Л. А., Женченко К. Г. Зернопаропропашные севообороты для условий Крыма // Таврический вестник аграрной науки. 2017. № 4 (12). С. 90-97.
2. Морозов В. И., Тойгильдин А. Л., Подсевалов М. И. Флористический состав и динамика численности сорных растений агрофитоценозов в севооборотах лесостепной зоны Поволжья // Вестник Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии. 2018. № 4 (44). С. 102-109. doi: 10.18286 /1816-4501-2018-4-102-109.
3. Перфильев Н. В., Вьюшина О. А., Тимофеев В. Н. Соотношение видов сорных
растений под влиянием севооборота и систем основной обработки почвы в условиях северного Зауралья // Достижения науки и техники АПК. 2018. Т. 32. № 5. С. 35-40. doi: 10.24411/0235-2451-2018-10509.
4. Дудкин И. В., Дудкина Т. А. Влияние севооборотов на засоренность посевов // Земледелие. 2013. № 8. С. 40-42.
5. Замятин С. А., Изместьев В. М. Севооборот как способ контроля за сорняками // Вестник Марийского университета. Серия: Сельскохозяйственные науки. Экономические науки. 2015. Т. 1. № 2 (2). С. 23-26.
6. Замятин С. А., Ефимова А. Ю., Мак-суткин С. А. Сорные растения полевых севооборотов // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. 2018. № 5 (66). С. 98-103. doi: 10.30766/2072-9081.2018.66.5.98-103.
7. Борисова Е. Е. Значение севооборота и предшественников в снижении засоренности сельскохозяйственных культур // Вестник Нижегородского Государственного инженерно-экономического университета. 2014. № 6 (37). С. 13-21.
8. Моисеев А. Н., Моисеева К. В. Засоренность зернотравяного севооборота в северной лесостепи Тюменской области // Аграрный вестник Урала. 2017. № 12 (166). С. 7.
9. Курдюкова О. Н. Засоренность посевов и продуктивность короткоротацион-ных севооборотов степной зоны // Вестник КрасГА У. 2022. № 7 (184). С. 69-76. doi: 10.36718/1819-4036-2022-7-69-76.
10. Каипов Я. З., Чукбар Н. А. Влияние биологизированных севооборотов на засоренность посевов в условиях засушливой степи Зауралья Башкортостана // Аграрная наука. 2022. № 5. С. 67-72. doi: 10.32634/0869-8155-2022-359-5-67-72.
11. Шпанев А. М. Полевые экосистемы агроландшафта Каменной Степи и их фи-тосанитарное оздоровление. СПб.: ВИЗР, 2012. 304 с.
12. Гребенников В. Г., Шипилов И. А., Кущ Е. Д. Многолетние травы как фактор сохранения и повышения плодородия каштановых почв // Кормопроизводство. 2011. № 2. С. 16-17.
13. Кирюшин В. И. Управление плодородием почв и продуктивностью агроценозов в адаптивно-ландшафтных системах земледелия // Почвоведение.
2019. № 9. С. 1130-1139. doi: 10.1134/ S0032180X19070062.
14. Влияние сельскохозяйственных культур на агрохимические свойства аллювиальных почв Центральной поймы реки Мокша / Н. И. Иванова, В. И. Каргин, М. Н. Панасов и др. // Аграрный научный журнал. 2019. № 8. С. 17-23. doi: 10.28983/ а^.у20^8рр17-23.
15. Козлова З. В., Матаис Л. Н., Глушко-ва О. А. Влияние кормовых севооборотов на засоренность посевов и урожайность сельскохозяйственных культур в условиях Прибайкалья // Вестник Казанского ГАУ.
2020. Т. 15. № 2(58). С. 20-24. doi: 10.1273 7/2073-0462-2020-20-24.
16. Зубков А. Ф. Полевой кормовой севооборот как целостная экосистема // Экология. 1992. № 2. С. 3-11.
Weediness of grain-grass-row crop rotation in the North-West of Russia
A. M. Shpanev12, V. V. Smuk12
1Agrophysical Research Institute, Grazhdanskiy prosp., 14, Sankt-Peterburg, 195220, Russian Federation 2All-Russian Research Institute of Plant Protection (VIZR), sh. Podbel'skogo, 3, Pushkin, Sankt-Peterburg, 196608, Russian Federation
Abstract. The research aimed to study the weed infestation characteristics of a typical grain-grass-row crop rotation in the soil and climatic conditions of the North- Western region of the Russian Federation. The work was carried out in 2012-2018 using the methodology of permanent discount areas. The number of growing weed species, their numbers, projective cover and phytomass in the initial and final periods of development of cultivated plants were determined. Research was carried out in the following crop rotation: blue lupine (green manure), winter rye, spring barley with under-sowing of perennial grasses (red clover and timothy), perennial grasses of 1 and 2 years of use, potatoes, spring rape. On average, over the years of the research, a diverse species composition (55 species, 8 species/m2), high abundance (220 pcs./m2) and green weight of top (185.2 g/m2) of weeds were revealed. A more diverse species composition was observed in potato plantings (55 species, 17 species/m2). The smallest number of species (35-44, 3 species/m2), as well as the density (95-108 cs./m2) and phytomass (50.8-54.8 g/m2) of weeds, were observed in the fields of perennial grasses. Their two-year cultivation contributed to a 3.5-fold decrease in the weediness of fields with young species, relative to the forecrop (barley), and an increase in the weediness of perennial species by 2.6 times, especially creeping wheatgrass - by 7.8 times. The weediest crops were spring barley and blue lupine, in which there were 457 and 324 pcs./m2. In the area of grain-grass-row crop rotation, 8 species turned out to be widespread (frost-blite, field violet, hemp nettle, common fumitory, common spurrey, windflower, couch grass, mayweed), common -11, rare - 36 species. Considering the identified features and patterns of weediness in agrocenoses in a long-term aspect, herbicide treatment is annually in demand in potato plantings, often in barley and rapeseed crops, and in rare cases when cultivating winter rye.
Key words: crop rotation; weeds; permanent discount areas; species composition; species abundance; weed structure; index of pairwise species similarity; coefficient of 3 commonality of specific abundance. ^
Author Details: A. M. Shpanev, D. Sc. § (Biol.), head of laboratory (e-mail: ashpanev@ g mail.ru); V. V. Smuk, Cand. Sc. (Agr.), senior § research fellow (e-mail: vvsmuk@mail.ru). s
For citation: Shpanev AM, Smuk VV z [Weediness of grain-grass-row crop ro- 1 tation in the North-West of Russia] M Zemledelie. 2024;(1):10-15. Russian. O dot 10.24412/0044-3913-2024-1-10-15 ■ 4
