Введение к работе
Актуальность проблемы. Сорняки являются постоянным компонентом полевых растительных сообществ. Конкурируя с культурными растениями за факторы жизни, они способны существенно снизить урожай возделываемых культур и качество продукции.
Проблема борьбы с сорняками, всегда стоявшая перед земледельцами, в последние годы в России ещё более обострилась. В современных условиях потенциальные потери урожая от сорных растений выше, чем суммарные потери от болезней и вредителей. Претерпевает изменения видовой состав сорняков. Место менее приспособленных и менее устойчивых к природным и антропогенным воздействиям занимается более устойчивыми и более приспособленными. Возрастает засорённость злостными и трудноискоренимыми видами: осотом, бодяком, пыреем и другими (Захаренко В.А., 2004).
Без решения проблемы борьбы с сорняками теряют смысл многие мероприятия, направленные на улучшение роста и развития культурных растений. Только создав благоприятігую гербологическую ситуацию в посевах, можно рассчитывать на получение высоких и устойчивых урожаев полевых культур.
В проведенных ранее в ЦЧЗ исследованиях рассматривались отдельные вопросы, касающиеся проблемы борьбы с сорными растениями. Их анализ показал, что, во-первых, в большинстве случаев изучение засорённости посевов не являлось самостоятельным исследованием, а было сопутствующим при решении других вопросов.
Во-вторых, проведено мало исследований, выполненных в стационарных многофакторных полевых опытах, в которых, как правило, изучение засорённости посевов не ограничивается одной ротацией севооборота. Такие опыты более информативны, они дают возможность оценить комплексное действие различных факторов.
В-третьих, подавляющая часть исследований, проведенных в ЦЧЗ, посвящена химическому методу борьбы с сорняками. В ряде изысканий рассматривается засорённость посевов в связи с обработкой почвы. Другие факторы, оказывающие значительное влияние на засоренность посевов, становятся предметом исследований гораздо реже.
Разработка современных систем земледелия, предусматривающих более полное использование природных факторов, требует корректировки и систем противо-сорняковых мероприятий. Совершенствование систем управления сорным компонентом агрофитоценозов должно проходить в русле общего направления, заключающегося в переходе от химико-техногенной тактики фитосапитарных мероприятий к адаптивно - агроландшафтной системе контроля вредных объектов. Формирование последней должно носить поэтапный характер и быть увязано с условиями региона (Оперативный прогноз - основа санитарного благополучия, 2007).
Цель и задачи исследований. Целью исследований являлось выявление приёмов и оптимальных сочетаний противосорняковьгх мероприятий, обеспечивающих наибольшее снижение засорённости посевов и рост продуктивности выращиваемых культур, достижение максимальной экономической и энергетической эффективности.
Для достижения поставленной цели предусматривалось решение следующих задач:
определить противосорняковую эффективность систем основной обработки почвы в севооборотах разных видов;
изучить действие систем основной обработки на засорённость почвы семенами сорняков;
выявить различия в формировании сорного ценоза на водораздельном плато и склонах полярных экспозиций;
изучить травяную флору лесных полос и граничащих с ними местообитаний;
определить влияние защитных лесных насаждений на засорённость посевов сельскохозяйственных культур;
выявить особенности образования сорных сегетальных сообществ при длительном бессменном возделывании сельскохозяйственных культур;
провести сравнительный анализ засорённости сельскохозяйственных культур при возделывании в севооборотах и бессменно;
установить влияние вида севооборота на уровень засорённости посевов и видовой состав сорняков;
дать оценку промежуточным культурам как средству снижения засорённости посевов основных культур севооборота;
установить влияние минеральных удобрений на засорённость посевов возделываемых культур;
выявить различия в действии минеральных удобрений на сорный компонент агрофитоценозов па разных элементах рельефа;
определить действие способов применения и норм внесения навоза на сорную часть полевых растительных сообществ;
установить влияние побочной продукции зерновых колосовых культур, используемой в качестве удобрения, на засорённость посевов;
изучить действие способов внесения минеральных и гранулированных ор-ганно-минеральных удобрений на сорно-полевое сообщество;
выявить изменения, происходящие в ценозе сорных растений при внесении кальцийсодержащих мелиорантов;
определить эффективность химического способа борьбы с сорняками в зернопропашном севообороте и его роль в общей системе противосорняковых мероприятий;
провести сравнительный анализ разных, комплексных систем управления сорным компонентом агрофитоценозов по показателям засорённости посевов, урожайности сельскохозяйственных культур, экономической и энергетической эффективности и определить лучшие из них.
Научная новизна. Впервые для условий западной части лесостепи Цен-трально-ЧерЕЮЗёмной зоны Российской Федерации изучено действие основных элементов системы земледелия и их сочетаний на количество сорняков, массу и видовой состав сорных растений и даны рекомендации по снижению их вредоносности. Проведена оценка экономической и энергетической эффективности различных систем регулирования засорённости посевов.
Выполнен сравнительный анализ засорённости посевов в севооборотах разных видов и при бессменном возделывании. Изучены процессы, происходящие в сорных ценозах при длительном (18 лет) бессменном возделывании сельскохозяйственных культур.
Выявлены особенности формирования сообщества сорных растений на склонах полярных экспозиций и водораздельном плато. Проведена группировка сорных растений по их реакции на местоположение в рельефе. Определено влияние фактора засорённости посевов на урожайность сельскохозяйственных культур на разных элементах рельефа.
Изучена травяная флора лесных полос, установлено влияние защитных лесных насаждений на засорённость, урожайность сельскохозяйственных культур и структуру урожая.
Проведена оценка биологизированных систем земледелия по их воздействию на сорный компонент полевых растительных сообществ. Определена их экономическая и энергетическая эффективность.
Основные положения, выносимые на защиту:
Эффективность систем основной обработки почвы в борьбе с сорняками находится в зависимости от вида севооборота.
Засорённость посевов возрастает в ряду: водораздельное плато - юго-юго-восточная экспозиция - северо-северо-западная экспозиция. В зависимости от условий рельефа изменяется структура сорно-полевого сообщества.
Флористический состав травянистых растений в лесных полосах и граничащих с ними местообитаниях изменяется в зависимости от места произрастания, однако при этом вьщеляется группа растений, которые встречаются в экотопах с разными условиями существования. С увеличением расстояния от лесной полосы засорённость посевов снижается. Количество и масса сорных растений в агрофи-тоценозах с теневой (северной) стороны от лесной полосы выше, чем с освещенной (южной).
При длительном бессменном возделывании сельскохозяйственных культур засорённость нарастает до определённого предела, а затем наблюдается её некоторое снижение. Одновременно происходят глубокие изменения в структуре сорно-полевого сообщества, которые во многом определяются биологическими особенностями возделываемой культуры.
Засорённость посевов снижается в ряду севооборотов: зернотравянопро-пашной - зернопаропропашной - зернотравяной. По мере удаления от парового поля в севооборотах с разными видами пара (чёрным, сидеральным, занятым) засорённость возрастает, достигая максимума в последнем поле севооборота.
Выращивание промежуточных культур (горохо-овсяной смеси) в зернопро-пашном севообороте положительно сказывается на состоянии засорённости посевов основных культур.
6. Под действием удобрений (минеральных, навоза, соломы) к периоду
уборки культур количество сорняков снижается, а масса - возрастает. Выделяются
виды сорняков, одинаково реагирующие на использование разных удобрительных
средств: с преимущественно положительной реакцией, увеличивающие своё со
держание в составе сорных растений (элементпозитивные) и виды с отрицатель
ной реакцией (элемент-негативные).
При локалыю-ленточном способе внесения минеральных и гранулированных органо-минеральных удобрений, по сравнению с разбросным, имеет место тенденция снижения засорённости посевов.
Действие кальцийсодержащих мелиорантов на сорный компонент агрофи-тоценозов различается по элементам рельефа и, кроме того, зависит от фона удобрений.
7. При комплексном действии разных методов подавления сорных растений достигается наибольший противосорняковый эффект. Определена роль отдельных приёмов борьбы с сорняками в общей системе мероприятий, выявлены наилучшие сочетания факторов снижения засорённости посевов в различных севооборотах.
Практическая значимость работы заключается в использования полученных научных результатов в производственной практике. Материалы исследований автора неоднократно были востребованы департаментом растениеводства Комитета агропромышленного комплекса Курской области и филиалом ФГУ «Росселъ-хозцентр» по Курской области. Научные разработки соискателя внедрены в Курской области на площади около 600 тыс. га. Автор участвовал в чтении лекций и проведении практических занятий с целью повышения квалификации руководителей и главных агрономов хозяйств Курской области. Материалы диссертации используются в учебном процессе в Курской государственной сельскохозяйственной академии имени профессора И.И. Иванова. Результаты исследований широко использованы при подготовке рекомендаций и методик.
Апробация работы и публикации. Основные положения диссертации были представлены в 27 докладах на трёх научно-практических конференциях в г. Курске (1997 г.), г. Барнауле (2000 г.), г. Пензе (2003 г.), межрегиональной научно-практической конференции в г. Тамбове (1999 г.), на четырёх Всероссийских научно-практических конференциях в г. Белгороде (2000 г.), г. Курске (2006 г., март 2007 г., сентябрь 2007 г.), на восьми Международных научно-практических конференциях в г. Москве (2004 г.), г. Воронеже (2004 г.), г. Курске (июнь 2005 г., сентябрь 2005 г., январь 2008 г., сентябрь 2008 г.), г. Белгороде (2006 г.), г. Нижнем Новгороде (2008 г.).
Автором опубликованы 104 печатные работы, в том числе 67 - по теме диссертации, из которых 23 - в периодических изданиях, рекомендованных ВАК для публикации основных результатов диссертаций на соискание учёной степени доктора наук.
Объём и структура диссертации. Работа изложена на 386 страницах компьютерного текста, содержит 123 таблицы, 17 рисунков и 36 приложений. Список литературы включает 527 источников, из них 19 - зарубежных. Диссертация состоит из введения, 9 глав, концепции формирования системы управления сорным компонентом агрофитоценоза как части адаптивно-ландшафтной системы земледелия, выводов, предложений производству и списка литературы.
Декларация личного вклада автора в результаты исследований. Экспериментальные исследования по изучению сорных растений проводились в опытном хозяйстве ВНИИЗиЗПЭ в Медвенском районе Курской области и в лабораториях института лично автором. Автором осуществлялись: постановка задач, разработка программ исследований, проведение полевых учётов и наблюдений, анализ полученных результатов и литературных материалов, ежегодная подготовка научных отчётов, формулирование основных положений и выводов работы.
На начальных этапах в проведении отдельных исследований по засорённости посевов и почвы участвовали кандидаты с.-х. наук [А.В. Тарасов! и З.М. Шмат, кандидат биологических наук |Н.Ф. Михайлова], Н.В. Панина.
Автор выражает глубокую благодарность всем научным сотрудникам и специалистам лабораторий борьбы с сорняками, почвозащитной обработки почвы и технологий, систем земледелия, севооборотов и защиты растений за поддержку и многолетнее сотрудничество.
При подготовке диссертации неоценимой помощью автору были научные консультации чл.-корр. РАСХН Черкасова Г.Н., д.с.-х.н. Акименко А.С., д.т.н. Гу-реева И.И., д.с.-х.н. Здоровцова И.П., д.с.-х.н. Пыхтина И.Г.
