Введение к работе
Актуальность проблемы. Около 56% посевных площадей в России занимают зерновые злаковые культуры, среди которых преобладает яровая пшеница, средняя урожайность которой остается на сравнительно низком уровне и составляет 14-15 ц/га. В Самарской области яровую пшеницу возделывают на площади около 317 тыс. га, при урожайности 11-14 ц/га.
Низкая урожайность зерновых культур связана со снижением агротехнического уровня земледелия, а также с существенными потерями урожая зерна от сорняков, возбудителей болезней, вредителей. В Самарской области от вредных организмов ежегодно теряется не менее 25-35% выращиваемого урожая (Калимуллин и др., 1999; Основные пути повышения, 2008), при этом его потери от сорняков составляют 12-16%. В связи с нарастающим распространением минимальных технологий возделывания культур возникает необходимость в более широком применении химических средств защиты растений, что небезопасно для окружающей среды.
К важным задачам современного земледелия относится разработка региональных интегрированных систем защиты растений, способствующих повышению урожайности культур и получению продукции растениеводства высокого качества. Необходимы более глубокие ландшафтно-зональные исследования по биологии и экологии вредных организмов, с особенностями их взаимоотношений с сельскохозяйственными культурами, обоснования по применению новых, более эффективных и экологически безопасных гербицидов и других химических . средств защиты растений в сочетании с агротехническими, биологическими методами, что послужило основанием для проведения настоящей работы.
Связь темы диссертации с плановыми исследованиями. Выполненная работа является составной частью научно-исследовательской работы кафедры химии и защиты растений Самарской сельскохозяйственной академии по направлению «Разработка региональных интегрированных систем защиты сельскохозяйственных культур от вредителей и возбудителей болезней в лесостепи Среднего Поволжья», а также кафедры земледелия и агрохимии СГСХА «Разработка основных элементов энергосберегающих систем земледелия, адаптивных условиям лесостепи Заволжья».
Цель и задачи исследования. Основная цель работы - исследование экологии и вредоносности сорняков в посевах мягкой яровой пшеницы в лесостепи Среднего Поволжья, влияния на них метеоусловий года, мезоформ рельефа, агротехнических приемов, новых гербицидов; оценка воздействия гербицидов на физиологические особенности культуры.
В связи с этим были поставлены следующие задачи: выявить и уточнить видовой состав сорняков, их численность, проективное покрытие, биомассу и биоразнообразие микрогруппировок и типов засоренности; изучить влияние на них мезоформ рельефа, метеоусловий года, основной обработки почвы, гербицидов; исследовать влияние сорняков и гербицидов на водный режим и содержание фотосинтетических пигментов в листьях культуры, поврежденность зерна вредителями, показатели урожайности пшеницы.
Научная новизна. Впервые для Самарской области в посевах яровой пшеницы выявлены и уточнены 233 типа микрогруппировок сорной растительности, относящиеся к 14 формациям, 12 типов и подтипов засоренности в зависимости от метеоусловий года, мезоформ рельефа, основной обработки почвы; определена эффективность против сорняков на яровой пшенице 9 гербицидов и их баковых смесей, относящихся к производным сульфонилмочевины, бензойной и ари-локсифеноксипропионовой кислот, в зависимости от типов засоренности, метеоусловий года и обработки почвы; оценено их влияние на показатели урожайности культуры; получены новые данные по влиянию мезоформ рельефа на численность, проективное покрытие и биомассу сорняков, продуктивность пшеницы; токсическому влиянию гербицидов на пшеницу, воздействию сорняков и гербицидов на водный режим, содержание фотосинтетических пигментов в листьях культуры, поврежденность зерна пшеницы вредителями. Впервые в лесостепи Самарской области определено влияние на урожайность яровой пшеницы куриного проса, щетинника сизого, щирицы жмин-довидной, осота полевого, бодяка полевого, вьюнка полевого, сорго алепского в зависимости от мезоформ рельефа и метеоусловий года.
Теоретическая и практическая значимость работы. Выполненная работа вносит существенный вклад в разработку ландшафтноа-даптивной интегрированной защиты яровой пшеницы от сорняков для условий лесостепи Самарской области, познание структуры и динамики сорного компонента в посевах зерновых культур; системный анализ взаимодействий культуры, сорняков, гербицидов, вредителей зерна. Результаты исследований по эффективности гербицидов и их влиянию на урожайность пшеницы рассчитаны на практических работников сельского хозяйства. Приведенные в работе данные могут быть использованы в курсах по защите растений в сельскохозяйственных ВУЗах, на семинарах повышения квалификации по защите пшеницы от сорняков.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Неустойчивость погодных условий по годам и сезонам, низкий агротехнический уровень земледелия, широкое распространение минимальных систем обработки почвы, растянутость сроков появления всходов и развития сорных растений, несовпадение рекомендуемых для обработки фаз развития культуры с наиболее уязвимыми фазами
развития сорняков определяют сложный тип засоренности посевов яровой пшеницы сорняками различных биологических групп (корне-отпрысковые, корневищные многолетние, малолетние однодольные и двудольные) и сравнительно невысокую эффективность современных гербицидов (в среднем 34-85%).
-
Против двудольных сорняков наиболее высокую эффективность проявили банвел и кортес. Гербициды в среднем способствовали повышению урожайности яровой пшеницы в среднем на 13-35% за счет увеличения, прежде всего, числа продуктивных стеблей, затем массы зерен в колосе и массы 100Q зерен.
-
Под влиянием гербицидов - производных сульфонилмочевины и бензойной кислоты в первые две недели после применения в листьях пшеницы происходит уменьшение их водоудерживающей способности на 20%, содержания хлорофиллов на 20-35% и увеливение содержания свободного пролина на 30%.
-
Под влиянием гербицидов поврежденность зерна пшеничным трипсом уменьшается на 13-53%, а клопами-черепашками уменьшается на 10%, или увеличивается на 30% в зависимости от метеоусловий года.
Апробация работы. Материалы исследований были доложены на Международной конференции «Аграрная наука сельскому хозяйству» (Барнаул, 2007); Международном научно-практическом форуме микологов России «Иммунопатология, аллергология, инфектология» (Москва, 2010); Всероссийской научно-практической конференции «Экология в высшей школе: синтез науки и образования» (Челябинск, 2009), на конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов Самарской ГСХА (2007-2009 гг.).
Публикация результатов исследований. По теме диссертации опубликованы 5 научных работ, 3 из них - в рекомендованных ВАК РФ рецензируемых изданиях.
Декларация личного участия автора. Диссертация содержит фактический материал, полученный автором в течение 2006-2008 гг. Помощь в проведении учетов сорняков и структурного анализа элементов продуктивности пшеницы оказали сотрудники и студенты кафедры «Защиты растений», обработка и анализ собранного материала выполнены автором самостоятельно.
Структура и объем диссертации. Диссертация, общим объемом 182 страницы машинописного текста, состоит из введения, 6 глав, выводов и предложений производству, библиографического списка, включающего 255 источников, в том числе 20 - на иностранных языках; содержит 38 таблиц и 4 рисунка.
