ФОРМИРОВАНИЕ СОРНЫХ КОМПОНЕНТОВ АГРОЦЕНОЗА ГОРОХА В ЗАВИСИМОСТИ ОТ СИСТЕМ ЗЕМЛЕДЕЛИЯ

УДК 632.5+631.5:633.35

Горох (Pisum sativum) - основная зернобобовая культура Украины и Европы в целом. До недавнего времени посевные площади гороха в Украине составляли 1,2-1,6 млн. га, однако в последние годы посевы уменьшились до 500 тыс. га [3]. Получение высоких урожаев зерна гороха возможно лишь в условиях надежной защиты посевов от сорняков, что связано с низким уровнем конкурентной способности посевов усатых сортов гороха на начальных этапах развития культуры [6]. Высокий уровень потенциальной засоренности пахотного слоя почвы семенами сорняков и органами вегетативного размножения многолетних растений делает защиту посевов организационно сложным и экономически затратным.

Сорняки могут снижать урожайность зерна гороха на 20-70 %. Уровень потерь урожая культуры зависит от количества, видового состава и длительности присутствия сорняков в посеве.

Систематическое применение гербицидов в посевах сельскохозяйственных культур, и в частности гороха, не привело к уменьшению уровня актуальной и потенциальной засоренности полей в Украине. Эффективность действия гербицидов на протяжении последних 10-15 лет снизилась с 90-95 до 45-60 % [2] .

На современном этапе развития земледелия основой защиты посевов от сорняков в нашей стране является своевременное применение комплекса агротехнических мероприятий и, в частности, основной обработки почвы. Научные исследования и практика дают основание считать, что основная обработка почвы является одним из самых действенных мер контроля уровня присутствия сорняков в агроценозах. В суммарном противосорняковом эффекте удельный вес системы основной обработки почвы составляет около 60, предпосевного - 30 и послепосевного - 10%.

Следует учитывать, что эффективная система защиты любой культуры должна обеспечивать снижение потенциальной засоренности пахотного слоя путем уменьшения пополнения семенного банка почвы. Так, около 72% семенного банка составляют семена тех экземпляров сорняков, которые достигают репродуктивной фазы развития у посевах сельскохозяйственных культур. Поэтому главное внимание должно уделяться уничтожению именно этих растений. Снижение запасов семян в почве - долгосрочная стратегия, реализация которой предусматривает применение мер контроля на всех стадиях жизненного цикла сорняков. Установлено, что посевы с потенциальной засорённостью пахотного слоя около 10 млн. шт./га физически нормальных семян можно защитить от сорняков современными агротехническими мероприятиями, без применения гербицидов. В дальнейшем это позволит получать высокие урожаи со значительно меньшими затратами на защиту посевов от сорняков [5].

В связи с этим, целью наших исследований было установить закономерности формирования уровня засоренности посевов гороха, динамику появления всходов сорняков в течении вегетационного периода культуры и поступления в почву семян проблемных видов в зависимости от различных систем земледелия и основной обработки почвы

Методика проведения исследований. Изучение проблемных видов агроценозов гороха проводились в стационарном полевом опыте кафедры земледелия и гербологии Национального университета биоресурсов и природопользования Украины. Стационарный полевой опыт расположен в Правобережной Лесостепи Украины.

Почва опытного участка - чернозем типичный малогумусный середньосуглинистый. В состав минеральной твердой фазы почвы входит 37% физической глины и 63% песка. Содержание гумуса в пахотном слое почвы составляет 4,0%, рН - 6,8, емкость поглощения - 32,5 мг-экв на 100 г почвы. Грунтовые воды расположены на глубине 5-6 м.

Климат - умеренно-континентальный. Средняя температура воздуха за год составляет 6,5-7,0⁰С. Продолжительность периода с температурой выше +5⁰С составляет 210-215 дней, а с температурой выше + 10⁰С - 150-189 дней. Среднегодовое количество осадков 540-560 мм, за вегетационный сезон выпадает около 65% годового количества осадков.

Исследования проблемных видов сорняков проводили в зерно - пропашном севообороте с последующим чередованием культур: клевер - пшеница озимая - свекла сахарная - кукуруза на силос - пшеница озимая - кукуруза на зерно - горох - пшеница озимая - свекла сахарная - ячмень с подсевом клевера.

Варианты стационарного опыта размещены методом расщепленных участков. Участки первого порядка, на которых осуществляли варианты основной обработки почвы, имеют посевную площадь 280 м², а учетную - 225 м². Участки второго порядка, на которых применяли соответствующие системы удобрений и защиты растений имеют посевную площадь 93,6 м², а учетную - 75 м². Количество повторений в опыте - 4, размещение вариантов систематическое.

Таблица 1. Схема стационарного опыта

 Дифференцированный (контроль)

 Плоскорезный

 Отвально-безотвальный

 Поверхностный

 Дифференцированный

 Плоскорезный

 Отвально-безотвальный

 Поверхностный

 Дифференцированный (контроль)

 Плоскорезный

 Отвально-безотвальный

 Поверхностный

Содержание вариантов основной обработки почвы в севообороте: дифференцированная обработка - в течение ротации указанного севооборота осуществляют один раз плоскорезное рыхление под ячмень, две поверхностные обработки дисковыми орудиями под пшеницу озимую после кукурузы на силос и гороха и шесть разноглубинных вспашек; плоскорезная обработка – разноглубинные обработки под все культуры севооборота, кроме дискование под пшеницу озимую в полях, указанных выше; отвально - безотвальная обработка - две вспашки ярусным плугом под сахарную свеклу, а под остальные культуры плоскорезная и поверхностная (под указанные выше поля озимой пшеницы) обработки; вариант поверхностной обработки заключается в проведении дискования под все культуры севооборота на 8-10 см.

В качестве химических средств контроля сорняков в опыте используют современные рекомендованные гербициды на основе эколого-экономических порогов засоренности полей. У вариантах биологической системы защиты от сорняков осуществляли с помощью довсходовых и послевсходовых боронований. Высевали районирован сорт гороха Мадонна.

Результаты исследований. Исследования показали существенное влияние систем земледелия и обработки почвы на засоренность гороха. Учет видового состава сорных растений гороха в фазу 3-5 листьев показал, что посевы были засорены преимущественно малолетними сорняками, основную часть которых составляли однодольные (Echinochloa crusgalli L., Setaria glauca L.) - 53%, остальные - двудольные (Chenopodium album L., Amaranthus retroflexus L., Galium aparine L., Polygonum convolvulus L., Solanum nigrum L., Stellaria media L.) - 44-47%. Количество многолетних видов не превышало 1% (Agropyron repens L., Cirsium arvense L.). Доминирующим видом в посевах гороха – ежовник обыкновенный, субдоминант - щетинник сизый, марь белая, щирица запрокинутая и горец вьюнковый. Участь этих проблемных видов в общей структуре засоренности приведена на рис.1.

Рис.1. Видовой состав сорных растений гороха в фазу 3-5 листьев культуры

В начале вегетации наблюдался повышенный уровень засоренности гороха в условиях различных систем земледелия на вариантах поверхностного и плоскоризного обработок почвы в среднем в 2,6 и 3,9 раза по сравнению с дифференцированным (рис. 2).

Рис.2. Засоренность посевов гороха в фазе 3-5 листьев культуры, шт./м²

Эта закономерность подтверждается численностью сорняков и их массой в период уборки гороха (рис. 3, 4). Приведенные данные свидетельствуют, что у вариантах с плоскорезной основной обработкой почвы, по сравнению с контролем, наблюдалось повышение засоренности на биологической системе земледелия в 8, экологической - в 3,5, промышленной - в 2,3 раза. При применении поверхностной обработки эти показатели возростали в 1,4, 3,5 и 6 раз соответственно. Масса сорняков перед уборкой гороха на этих вариантах превышала контроль соответственно в 2,6-3,8 и 3,0-6,2 раза.

Рис. 3. Количество сорняков, шт./м²  (перед уборкой культуры)

Рис. 4. Масса сорняков, г/м²  (перед уборкой культуры)

По уровню засоренности биологическая система земледелия значительно уступает промышленной, что является одной из основных причин отказа производителей от широкого ее внедрения. Так, в фазе 3-5 листьев гороха в условиях биологической системы земледелия по сравнению с промышленной системой наблюдается повышение засоренности в среднем по системам обработки почвы на 38,1 %.

Известно, что степень фактической засоренности посевов, главным образом, зависит от наличия семян и органов вегетативного размножения сорняков в почве и комплекса факторов, которые влияют на их прорастание и применяемых мер контроля. Стратегия контроля засоренности заключается в регулировании репродуктивной способности популяций сегетальных растений. Даже при условии эффективной защиты в гербокритичный период гороха и избежав биологического вреда, стратегическая цель контроля еще не достигнута, так как в большинстве видов сорняков растянутый период появления всходов, а все мероприятия имеют ограниченный срок действия. В связи с этим, в части растений, всегда есть шанс избежать гибели и сформировать семена, чтобы пополнить семенной банк почвы.

Результаты наших исследований показали, что в течение вегетации гороха наблюдается появление трех периодов появления всходов исследуемых видов сорняков, которые способны достичь репродуктивной стадии. Эти периоды соответствуют следующим фазам развития гороха: всходы, 3-5 листьев и 6-7 листьев. На сегодняшний день в период послевсходовой защиты культуры существующими гербицидами можно уничтожить только первую и вторую волны появления всходов сорняков. Следующие всходы сорняков не несут особой угрозы снижения урожайности зерна гороха. В это время растения гороха интенсивно растут в высоту и наращивают листовой аппарат, она доминирует на поле и лишает своих конкурентов светового питания. Растения ежовника обыкновенного, щирицы запрокинутой и мари белой находились в подавленном состоянии, большинство из них - в неотеничной форме. Однако, очень важно знать, достигают такие сорняки репродуктивной фазы и пополняют они семенной банк почвы их семенами.

Результаты исследований свидетельствуют, что наивысшую семенную продуктивность имеют сорняки первой волны появления всходов (табл. 2). Для них характерно формирование высокорослых растений. Эти сорняки остаются в посевах при низкой эффективности мер защиты. Растения второй волны сорняков формировали значительно меньшую семенную продуктивность по сравнению с первым сроком появления всходов независимо от вида. Количество семян сорняков третьей волны всех видов находилось в пределах 37-75 шт./м, а растения щирицы запрокинутой и мари белой третьего срока появления на промышленной системе не образовали семян. Всходы сорняков, которые появились в фазу начала бутонизации - цветения гороха, на время уборки не достигли репродуктивной фазы. На промышленной системе земледелия наблюдается меньшая семенная продуктивность по сравнению с биологической системой у ежовника обыкновенного в 1,1-1,2 раза, в то время, когда растения щирицы запрокинутой и мари белой, наоборот, формировали большее количество семян в 1,5 и 2 раза соответственно.

Анализ качественного состава семян проблемных видов сорняков показал, что жизнеспособность семян сформировалась только у растений первой и второй волны. В ежовнике обыкновенном жизнеспособность семян у растений второй волны по сравнению с первой была на 13-15% ниже. Наблюдается повышение жизнеспособности семян данного вида за промышленной системы земледелия по сравнению с биологической на 1-5%. Наиболее высокую жизнеспособность имели семена щирицы запрокинутой - 81-98% независимо от систем земледелия, систем основной обработки почвы и времени появления всходов. Самая низкая жизнеспособность семян отмечена у ежовника обыкновенного - 41-64%.

Расчеты показывают, что наибольшее количество жизнеспособных семян поступает в почву от сорняков первой волны появления всходов при неэффективной защите посевов в первые 27-32 дней вегетации гороха (табл.3). Наибольшее пополнение семенного банка происходит за счет мари белой, несмотря на то, что ее количество по сравнению с ежовником обыкновенным в структуре засоренности на время уборки культуры в среднем на 55% меньше. В варианте с поверхностной обработкой в почву поступает в 1,4-1,6 раза больше жизнеспособных семян по сравнению с вариантами, где применяли пахоту.

Таблица 3 Пополнение семенного банка почвы за счет проблемных видов в условиях различных систем земледелия

* Б - биологическая система земледелия, П - промышленная система земледелия.

Установлено, что количество семян, поступающей от сорняков второй волны, даже при условии полного уничтожения всходов первого срока появления, обеспечивает существенное пополнение семенного банка почвы и присутствие популяций соответствующих видов в последующих культурах севооборота.

Учет урожайности гороха свидетельствует, что недостаточный уровень контроля засоренности на биологической и экологической системах земледелия приводит к снижению урожайности гороха в среднем на 0,49 и на 0,21 т/га соответственно (рис. 5). Необходимо отметить, что в 2005-2010 гг. высокую урожайность гороха отмечено на вариантах отвально-безотвальной обработки почвы, что обеспечило прирост урожая по сравнению с дифференцированной системой на 0,07-0,10 т/га. Наивысшую урожайность в опыте (4,8 т/га) получили в варианте промышленной системы земледелия на отвально-безотвальной обработки почвы в севообороте.

Рис. 5 Влияние систем земледелия и систем основной обработки почвы на урожайность гороха, т /га

Выводы

1. К проблемным видам в агротоценозов гороха принадлежат сорняки: ежовник обыкновенный (Echinochloa crus - galli L.), щетинник сизый (Setaria glauca L.), марь белая (Chenopodium album L.) и щирица запрокинутая (Amaranthus retroflexus L.).

2. В течении вегетационного периода культуры наблюдается появление трех волн всходов сорняков, способных достичь репродуктивной фазы, причем существующими мерами можно уничтожить лишь первые две волны.

3. Наибольшее количество жизнеспособных семян сорняков поступает в почву от растений первого срока появления всходов (238 - 308 млн. шт./га). У сорняков второй волны, в зависимости от вариантов опыта, эта величина составляет 37,2 - 142,75, третьего - 0,3-3,9 млн. шт./га, что обеспечит высокую степень засоренности посевов последующих культур севооборота. Сорняки других сроков появления всходов в 2005-2010 гг. Не образовали жизнеспособных семян.

4. За биологической системы земледелия присутствие сорняков было выше в среднем на 38% по сравнению с промышленной системой.

5. Высший противосорняковый эффект и уровень урожайности наблюдаются в варианте промышленной системы земледелия.

Рецензии:

20.04.2015, 17:23 Вишневский Петро Станиславович
Рецензия: Статья Бабенко А.И, Танчика С.П. «Формирование сорных компонентов агроценоза гороха в зависимости от систем земледелия» является актуальной и имеет научную новизну, но не смотря не это, нуждается в доработке. 1. В названии ничего не отмечено о способах обработки почвы. На моё мнение -«Формирование сорных компонентов агроценоза гороха в зависимости от способов обработки почвы при разных системах земледелия» . 2. Схема опыта представлено очень громоздко. 3. Неудачно отображена информация у рисунков 3 и 4. Так не может быть и необходимо это переделать, система земледелия должна быть представлена на оси а не обработка почвы. При доработке данная статья рекомендуется к публикации.

4.06.2015, 23:15 Мудрых Наталья Михайловна
Рецензия: Современное ведение хозяйства требует соблюдение всех экологических требований, поэтому считаю, что статья выполнена на актуальную тему. Однако, для размещения в журнале авторам требуется несколько доработать статью: 1. Рис. 3 и 4 плохо воспринимаются (может развернуть их или представить диаграммами - лепестковыми и т.п.); 2. Провести математическую обработку полученных результатов (мин. урожайность гороха); 3. Проверить ключевые слова и абстракт (не все отражает действительную картину статьи). После доработки статья может быть опубликована.



Комментарии пользователей:

Оставить комментарий