Введение к работе
Актуальность темы. Почвенно-климатические условия Поволжья позволяют ежегодно получать высокие валовые сборы зерна и другой сельскохозяйственной продукции. Однако обеспечение стабильных урожаев этих культур сдерживается не только недостатком влаги, но и высокой засоренностью полей. Учеты сорняков, ежегодно проводимые областными станциями защиты растений, показывают высокий и возрастающий уровень засоренности полей, что создает серьезную угрозу продовольственной и экологической безопасности государства. (Спиридонов Ю.Я., 2004). В Саратовской области в 2005 году было засорено 87% посевов сельскохозяйственных культур, в Волгоградской области – 75%, Самарской – 93%.
Ежегодно сельское хозяйство России теряет от вредителей, болезней и сорняков более 100 млн. т продукции в пересчете на зерно, из которых около 40 млн. т приходится на сорняки (Захаренко В.А., 2000). Средние потери урожая зерновых от сорняков составляет 20-25%, а пропашных до – 50% и более.
В Поволжье по этой причине не добирается ежегодно 25-30% урожая, ухудшается его качество (Лебедев В.Б. и др., 2004).
В связи с этим разработка эффективных мер борьбы с сорняками является одной из актуальных проблем земледелия Юго-Востока.
Большой вклад в изучении сорной растительности и разработке мер борьбы с ней в Поволжье внесли Зелинский В.Р., Рихтер А.А., Казакевич Л.И., Котт С.А., Смирнов Б.М., Курдюков Ю.Ф., Корчагин В.А., Шинкаренко А.С., Лебедев В.Б., Морозов В.И. Их работы были нацелены на изучение биологии семенных и вегетативных зачатков сорных трав, способов их уничтожения, на разработку и уточнение методики картирования сорняков. Необходимость продолжения серьезных капитальных исследований по этой проблеме возникла также в связи с тем, что после классических работ по борьбе с сорняками, выполненных профессором Смирновым Б.М. в 50-60 г.г. прошлого столетия, крупных научных разработок в Поволжье по сорняковедению не проводилось.
Комплекс технологических приемов борьбы с сорняками предлагаемых в Поволжском регионе, включающий принятые севообороты, интенсивную обработку почвы не обеспечивает очищения посевов сельскохозяйственных культур от сорной растительности до экономически безопасного уровня.
Резко снизить засоренность и значительно повысить продуктивность всех сельскохозяйственных культур способно только рациональное сочетание агротехнических и химических методов борьбы с сорняками при совместном применении с минеральными удобрениями.
В связи с коренным изменением ситуации в производстве и широкого поступления на рынок более эффективных и экологически менее опасных гербицидов, особого внимания заслуживает потребность в исследованиях по подбору и эффективному использованию новых препаратов.
Однако специальных исследований, касающихся разработки систем борьбы с сорняками в севообороте в длительных стационарных, полевых опытах в Поволжье практически не проводилось.
Цель исследований – разработать интегрированные системы защиты сельскохозяйственных культур от сорной растительности в полевых севооборотах черноземной степи Поволжья.
В связи с этим ставилась задача:
-обосновать закономерности формирования видового состава сорняков в зависимости от погодных условий, применения удобрений и гербицидов;
-изучить взаимодействие культурных и сорных растений в агрофитоценозе и определить пороги вредоносности сорняков для яровой пшеницы, проса, нута, кукурузы, сорго для обоснования рационального использования гербицидов;
-определить воздействие гербицидов на динамику основных элементов питания в растениях, на их химический состав и прохождение фенофаз;
-подобрать ассортимент перспективных гербицидов для применения на посевах озимой и яровой пшеницы, подсолнечника, кукурузы, проса, нута и установить оптимальные и минимально необходимые нормы, сроки и способы их применения подавляющие сорняки, но не оказывающие отрицательного последействия на урожайность последующих культур в севообороте;
-выявить эффективность разных по уровню интенсивности агротехнических и химических методов борьбы с сорняками;
-определить эффективность совместного действия в севообороте агротехнических и химических методов борьбы в сочетании с минеральными удобрениями;
-разработать модели интегрированной защиты сельскохозяйственных культур от сорной растительности;
-выполнить экономическую и биоэнергетическую оценку системам мер борьбы с сорняками.
Научная новизна работы. Установлены закономерности изменения агрофитоценозов на черноземных почвах Поволжья в зависимости от погодных условий, применяемых удобрений и гербицидов.
Впервые для условий Поволжья установлены экономические пороги вредоносности (ЭПВ) и экономические пороги целесообразности (ЭПЦ) применения гербицидов, определено воздействие гербицидов на динамику основных элементов питания в растениях, на их химический состав, прохождение фенофаз, что служит научной основой для разработки эффективных мер борьбы с сорной растительностью.
Впервые в зоне подобран ассортимент перспективных гербицидов нового поколения для обработки посевов основных культур. Предложены технологии применения гербицидов, дифференцированные с учетом видового состава сорняков, степени засоренности и погодных факторов.
Установлены оптимальные и минимально необходимые нормы внесения, сроки и способы применения гербицидов.
Выявлено совместное влияние разных по интенсивности агротехнических и химических методов.
Изучена эффективность комплексов методов борьбы с сорняками в зернопаропропашном севообороте.
Выявлено взаимодействие влияния систем защиты растений и удобрений на продуктивность пашни в севообороте.
Установлена связь между урожайностью культур и степенью засоренности посевов, вредоносности сорных растений в зависимости от условий вегетационного периода, удобрений, гербицидов.
Разработаны, на основе сочетания эффективных технологических и химических мер, системы борьбы с карантинными и наиболее вредоносными сорняками: горчаком розовым, повиликой, вьюнком полевым, пыреем, овсюгом и падалицей проса.
Проведены оценки экономической и биоэнергетической эффективности комплексов борьбы с сорняками.
На основе 20-летних исследований разработаны для зоны Поволжья научно-практические основы борьбы с сорняками и производству предложены системы интегрированной борьбы, обеспечивающее резкое снижение засоренности посевов, позволяющие значительно повысить урожайность и качество продукции.
Основные положения, выносимые на защиту:
-факторы, влияющие на формирование видового состава сорняков и уровень засоренности культур в севообороте;
-экономические пороги вредоносности сорных растений и экономические пороги целесообразности применения гербицидов;
-экологически обоснованные минимально необходимые нормы, сроки и способы применения гербицидов;
-оценка эффективности разных систем борьбы с засоренностью посевов в севообороте в разные по погодным условиям годы и разных технологических фонах;
-комплексные меры борьбы с карантинными и злостными сорняками;
-модели интегрированной системы защиты посевов от сорной растительности в севообороте.
Практическая ценность работы. Заключается в разработке интегрированных систем борьбы с сорной растительностью на черноземных почвах Поволжья, с учетом экономического порога вредоносности сорных растений и экономического порога целесообразности применения гербицидов на основных сельскохозяйственных культурах, обеспечивающих повышение урожайности и улучшение качества продукции.
На основании проведенных исследований рекомендованы для внедрения эффективные системы борьбы с особо вредными и трудно искореняемыми сорняками: горчаком розовым, повиликой, вьюнком полевым, пыреем, овсюгом, падалицей проса.
Установлено влияние метеорологических условий, средств защиты растений и удобрений на видовой состав и уровень засорённости, что позволяет применять различные системы борьбы, в зависимости от складывающихся погодных факторов.
Подобраны минимально необходимые нормы, сроки и способы применения гербицидов, что позволяет свести к минимуму их негативное воздействие на окружающую среду.
Установленные положения и выявленные закономерности используются для научно-практических разработок в борьбе с сорной растительностью в Поволжье.
Применение этих разработок позволяет повысить продуктивность севооборота на 28,0-36,8%, чистый доход с 1 га пашни на 384-442 руб., рентабельность производства до 78-112%, коэффициент окупаемости до 7,2-8,31.
Реализация результатов исследований. Результаты исследований вошли в рекомендации для сельскохозяйственного производства. «Системы ведения сельского хозяйства Саратовской области» Саратов 1987. «Научно обоснованные системы земледелия Саратовской области на 1986-1990 гг.» (НИИСХ Юго-Востока, Саратов, 1986г.). «Концепции и программы развития АПК области на 1997-2000 гг. » (Саратов, 1997 г.). «Системы ведения АПК Саратовской области» (Саратов, 1998 г.). «Концепции развития агропромышленного комплекса Саратовской области до 2005 года» (Саратов, 2000г.). «Рекомендации по региональному применению гербицидов в Российской Федерации» (Москва, 1998г.). «Научно обоснованные технологии химического метода борьбы с сорняками в растениеводстве различных регионов Российской Федерации» (Голицино, 2001г.). «Научно обоснованные системы применения гербицидов для борьбы с сорняками в практике растениеводства» (Голицино, 2005г.) и ряда других практических руководств, научных рекомендаций и нормативно-методических документов.
Внедрение разработанных рекомендаций осуществлялось путем ежегодной организации химического метода борьбы с сорняками в хозяйствах Саратовской области, пропагандой этого метода на Всероссийских и областных конференциях, совещаниях, на семинарах и курсах специалистов сельского хозяйства и агрономов по защите растений, публикаций в периодической печати.
Разработанные автором технологии широко внедряются на полях Поволжья и обеспечивают высокий экономический эффект.
Апробация работы. Основные научные положения и разработки получили положительную оценку на заседании Координационного Совета и Совета по научно-методическому руководству технологическими центрами при Президиуме ВАСХНИЛ и совещании по проблеме совершенствования защиты сельскохозяйственных культур от вредных организмов в интенсивном земледелии (Орджоникидзе, 1989). На зональной научно-практической конференции (Саратов, 1992, 2001, 2004). Всероссийском совещании, посвященном 85-летию НИИСХ Юго-Востока (Саратов, 1995, 1996). Всероссийской конференции, посвященной проблемам качества зерна (Саратов, 1997). На Российской научно-практической конференции посвященной 200-летию Саратовской губернии (Саратов, 1997). На Международной научной конференции «Развитие научного наследия академика Н.И. Вавилова», (Саратов, 1997). На первом Всероссийском научно-производственном совещании (Москва, 1998). На втором Всероссийском научно-производственном совещании «Состояние и развитие гербологии на пороге XXI столетия», (Голицино, 2000). На Международной научно-практической конференции «Биосферосовместимые и средозащитные технологии при воздействии человека с окружающей природой», (Пенза, 2001). На первой региональной научно-практической конференции «Проблемы защиты растений в Поволжье», (Самара, 2002). На Международной научной конференции «Земледелие на рубеже XXI века», (Москва, 2003). На Всероссийском совещании «Рациональное природопользование и сельскохозяйственное производство в южных регионах Российской Федерации», (Москва, 2003). На Международной научно-практической конференции «Повышение устойчивости биоресурсов на адаптивно-ландшафтной основе», (Оренбург, 2003). На Всероссийском совещании «Современные системы защиты растений от болезней и перспективы использования достижений биотехнологии и генной инженерии», (Голицино, 2003). На Всероссийской научно-практической конференции «Вавиловские чтения - 2004», (Саратов, 2004). На Международной научно-практической конференции «Химический метод защиты растений. Состояние и перспективы повышения экологической безопасности», (Санкт-Петербург, 2004). На Всероссийской научно-практической конференции «Адаптивные технологии производства качественного зерна в засушливом Поволжье», (Саратов, 2004). На третьем Международном научно-производственном совещании, (Голицино, 2005). На Международной научно-практической конференции «Проблемы борьбы с засухой», (Ставрополь, 2005). На Всероссийском совещании, посвященном 95-летию со дня основания ГНУ НИИСХ Юго-Востока (Саратов, 2005). На Всероссийской третьей научно-практической конференции (Краснодар, 2005). На втором Всероссийском съезде по защите растений (Санкт-Петербург, 2005), заседаниях ученого Совета НИИСХ Юго-Востока. На областных совещаниях и семинарах работников агропромышленного комплекса Саратовской области.
Публикации. По материалам исследований опубликовано 79 печатных работ, в том числе в журналах «Защита и карантин растений», «Агро XXI», в сборниках научных работ ВНИИ фитопатологии, МСХА, НИИСХ Юго-Востока, Самарского НИИСХ, Краснодарского НИИСХ, Ставропольского НИИСХ, Пензенского НИИСХ, Ульяновского НИИСХ, Оренбургского НИИСХ, Прикаспийского НИИСХ, Самарской ГСХА, Саратовского ГАУ. Получено авторское свидетельство № 1817974
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 298 страницах компьютерного текста, состоит из введения, 9 глав, выводов и предложений производству, включает 59 таблиц, 31 рисунок, и 26 приложений. Список литературы включает 456 источников, в том числе 22 на иностранном языке.
