Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Теоретические и практические проблемы земледелия на склонах 8
1.1. Условия возделывания зерновых культур на разных экспозициях склона 8
1.2. Адаптивная способность зерновых культур 14
1.3. Основы адаптивно-ландшафтной системы земледелия 20
ГЛАВА 2. Условия и методика проведения исследований 25
2.1. Природно-климатические условия и почвы 25
2.2. Методика проведения исследований и схема опыта 36
ГЛАВА 3. Влияние экспозиции склона на агрофизические и агрохимические показатели плодородия почвы 40
3.1. Водный режим почвы 41
3.2. Тепловой режим почвы 54
3.3. Динамика элементов питания в почве 56
ГЛАВА 4. Фитосанитарное состояние посевов зерновых культур на склонах различных экспозиций 69
4.1. Засоренность посевов 70
4.2. Распространение вредителей и болезней 73
ГЛАВА 5. Влияние экспозиции склона на рост, развитие, урожайность зерновых культур и технологические показатели качества зерна 80
5.1. Фенологические фазы развития зерновых культур 80
5.2. Элементы структуры урожая изучаемых культур 83
5.3. Урожайность зерновых культур 88
5.4. Технологические показатели качества зерна 94
ГЛАВА 6. Экономическая и биоэнергетическая эффективность возделывания зерновых культур на склонах различных экспозиций 102
6.1. Экономическая эффективность 102
6.2. Биоэнергетическая эффективность 108
Выводы 111
Предложения производству 114
Список использованной литературы 115
- Адаптивная способность зерновых культур
- Методика проведения исследований и схема опыта
- Динамика элементов питания в почве
- Элементы структуры урожая изучаемых культур
Введение к работе
Актуальность. При разработке адаптивных ландшафтных систем земледелия академик В. И. Кирюшин (1996) выделил законы и правила. Одним из таких является закон относительной независимости адаптации, то есть адаптивность сельскохозяйственных растений и технологий их возделывания к конкретным природным условиям.
Суть адаптивного перехода в земледелии заключается в том, чтобы перейти от общего зонального принципа к более дифференцированному, более полному учету природио-территориальных комплексов, учитывающему рельеф, почвенное плодородие, способы его восстановления и повышения. В данном случае правильно использовать географические и биологические возможности территории, растений (Жученко, 1990). Только детальный учет микрозональности обеспечит повышение продуктивности культур и их экологическую устойчивость.
Многолетними исследованиями установлено, что на склонах северных экспозиций высота снежного покрова, влияющего на промерзание, водопо-глотительную способность почв, сток и развитие эрозионных процессов, бывает, как правило, больше, чем на противоположных склонах. Так, запасы воды в снеге на склонах южной экспозиции ОПХ им. В.В. Докучаева в среднем за 1976 - 1986 гг. составили 55 мм, на склонах северной экспозиции - 80 мм. Продолжительность снеготаяния на склонах северных экспозиций дольше и в отдельные годы достигает 12-14 дней. Такие же закономерности наблюдались в просыхании и поспевании почвы.
Почвы склонов различаются по запасам продуктивной влаги. Стекающие по склону талые и ливневые воды создают неодинаковое увлажнение почв. Склону северной экспозиции присущи, как правило, большие запасы продуктивной влаги в важнейшие фазы вегетации зерновых культур, чем склонам южной экспозиции. Это объясняется различиями в ветровом и радиационном режимах, в отложении и таянии снега, стока и испарения влаги с
поверхности почв, солнечных и теневых экспозиций (Мус охра но в, 1983).
Поэтому, при определении оптимального набора возделываемых культур, наряду с сельскохозяйственными потребностями в производстве определенных видов растениеводческой продукции, необходимо учитывать адаптивную способность сельскохозяйственных культур к различным условиям их произрастания, сравнительную продуктивность различных видов и сортов культур.
Исследований по изучению адаптивной способности полевых культур при возделывании их на склоновых землях с различными экспозициями в Западной Сибири не проводилось. Нерешенность указанных выше вопросов и предопределила выбор темы.
Цель работы. Выявить влияние экспозиции склона па основиыс показатели плодородия почвы и урожайность зерновых культур в условиях При-обья Алтайского края.
Задачи исследований:
Определить влияние экспозиции склона на характер снегоотложения.
Изучить влияние экспозиции склона на водный, тепловой режимы и динамику элементов питания почвы в основные периоды роста и развития растений.
Выявить влияние различных экспозиций склона на фитосанитарное состояние посевов зерновых культур.
Установить влияние экспозиции склона на формирование урожая зерновых культур и качество зерна.
Дать экономическую и биоэнергетическую оценку возделывания зерновых культур на склонах северо-западной и юго-восточной экспозиций.
Защищаемые положения:
Экспозиция склона оказывает существенное влияние на характер снегоотложения, водный, тепловой режимы и динамику элементов питания почвы, а также фитосанитарное состояние посевов.
В годы с достаточным количеством вегетационных осадков, более оптимальные условия для роста и развития зерновых культур складываются на склоне юго-восточной экспозиции, в засушливые и острозасушливые периоды на склоне северо-западной экспозиции.
На склоне юго-восточной экспозиции, независимо от погодных условий года, формируется урожай зерновых культур с более высоким содержанием белка.
Научная новизна. Впервые для условий Приобской лесостепи Алтайского края на основании изучения влияния экспозиции склона на основные показатели плодородия почвы, а также урожайность полевых культур и технологические показатели зерна, даны рекомендации по оптимизации размещения зерновых культур в зависимости от погодных условии года и элементов рельефа.
Практическая ценность работы. Определены различия в условиях возделывания зерновых культур на склонах юго-восточной и северозападной экспозиций. Предложены рекомендации по корректировке размещения посевов зерновых культур на склоновых землях, позволяющие получать стабильные урожаи высокого качества.
Апробация работы. Основные материалы и положения доложены на заседаниях методических советов АНИИЗиС в 2001-2002гг., па заседаниях кафедры общего земледелия и защиты растений АГАУ в 2001 - 2003 гг.
По материалам исследований опубликовано 3 научных статьи.
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 129 страницах машинописного текста, состоит из введения, шести глав, выводов, предложений производству. Содержит 46 таблиц и 4 рисунка.
Список использованной литературы включает 184 наименования, в том числе 11 на иностранных языках.
За помощь в организации экспериментов и другие формы участия автор благодарен коллективам лаборатории ландшафтного земледелия Алтайского научно-исследовательского института сельского хозяйства и кафедры общего земледелия и защиты растений Алтайского государственного аграрного университета.
Особую признательность автор выражает заведующему кафедрой общего земледелия и защиты растений АГАУ, доктору сельскохозяйственных наук, профессору Н. В. Яшутину, заведующему лабораторией ландшафтного земледелия АНИИСХ, доктору сельскохозяйственных наук В. В. Вольнову.
Адаптивная способность зерновых культур
Экологизация и биологизация интенсификационных процессов в растениеводстве тесно связаны с ориентацией этой сферы деятельности человека на замкнутость циклов потока вещества и энергии в агроэкосистемах, максимальную утилизацию солнечной энергии и других экологически безопасных и неограниченных ресурсов природной среды для формирования урожая и повышения плодородия почвы при одновременной минимализации затрат невосполнимых ресурсов и энергии на каждую дополнительную единицу продукции. Важную роль при оценке реальной ситуации и тенденций в указанных процессах играет учет адаптивного потенциала сельскохозяйственных культур (Жученко, 1990, 1994).
Классификация растений по их требованиям к климатическим условиям была предметом внимания многих исследователей. Так, Г. Т. Селянинов (1958) классифицировал сельскохозяйственные культуры по их отношению к режиму температуры и увлажнения вегетационного периода, условий перезимовки.
В классификации П. И. Колоскова (1971), растения сгруппированы по продолжительности вегетационного периода. Основной характеристикой в классификации В. Н. Степанова (1957) является потребность растении в тепле и освещении.
Указанные классификации, как и многие другие, преследуют цель комплексно оценить климатические условия среды обитания растений и помогают решать практические задачи размещения сельскохозяйственных культур в новых районах. Однако при большой сложности комплексной оценки среды приведенные классификации полностью задачу не решают. Поэтому наряду с комплексными классификациями разрабатываются частные классификации по требовательности растений к отдельным факторам среды. Например, биоклимагическая классификация А. М. Алпатьева (1954, 1969.) предусматривает деление растений по степени потребности во влаге за период вегетации и по скорости потребления влаги, зависящей от ритма роста и развития растений (Руднев, 1978).
Зональность оказывает решающее влияние на ход важнейших физиологических процессов у растений. Отдельные виды и сорта одних зон приспосабливаются к экологическим условиям других зон. Однако приспособления эти не безграничны, так как физиологические и биохимические процессы и растениях нормально идут лишь в определенных температурных границах. Оптимальным тепловым режимом считается такой, при котором в течение всей жизни, особенно в период роста и развития, количество и продолжительность тепла наилучшим образом обеспечивают ход всех физиологических и биохимических процессов в данном растении при данных условиях (Коровин, 1972).
Подбором культур в агроценозы можно решать одновременно несколько задач и при этом более эффективно использовать ресурсы природной зоны, а именно - плодородие почвы, свет, тепло, влагу (Кружилин, Часовских, 2002).
У каждой культуры период вегетации имеет свою продолжительность (от начала всходов до созревания). У большинства культур она меньше обычного периода вегетации, а многие скороспелые сорта в южных районах за это время могут давать два урожая и более. На период вегетации каждой культуры влияет величина энергии, которую повседневно получают растения. Температура воздуха, почвы и растений зависит от количества солнечной радиации, поглощаемой земной поверхностью или растениями. Теперь, когда ведутся регулярные наблюдения за солнечной радиацией, можно подсчитать, какие суммы солнечной энергии требуются тому или иному виду растений, чтобы они завершили одну фазу развития и перешли к другой. Так, для ячменя и овса, вегетационный период которых продолжается примерно 80 - 90 дней, суммарной радиации требуется около 4,5 - 5,0 млрд. ккал/га за период вегетации. Несмотря на большие изменения, которые вносят облачность и осадки, общая картина прихода и расхода рационального тепла в течение вегетации не нарушается. Кроме того, количественные соогношения между составляющими баланса, полученные на поле с ячменем, характерны и для полей, занятых другими зерновыми культурами, причем не только для всего вегетационного периода, но и отдельных фаз развития растений (Каю-мов, 1977).
При адаптивной интенсификации растениеводства особое внимание должно быть уделено более эффективной утилизации солнечной радиации в агроцснозах, поскольку именно она является главным энергическим базисом растениеводства. Это, в свою очередь, обусловлено тем, что практически только зеленые растения способны в процессе фотосинтеза увеличивать свободную энергию биогеоценоза путем преобразования солнечной радиации в высококачественную энергию биохимических продуктов. Причем фотосинтез - единственный биологический процесс, который идет с увеличением свободной энергии системы, а все остальные (за исключением хемосинтеза) осуществляются за счет потенциальной энергии, запасаемой в продуктах фотосинтеза (Ничипорович, 1972, 1979).
Английские физиологи растений особенно много внимания уделяли анализу урожаев сельскохозяйственных культур под действием тех или иных факторов окружающей среды. Введенный Вестом, Бриггсом и Киддом (1920) показатель - чистой продуктивности фотосинтеза, служил предметом многочисленных исследований. Использование такого показателя предполагает, что образование сухого вещества является наиболее удовлетворительным критерием роста растений (Ричарде, Хаган, Мак-кала, 1955). Фотосинтетическое накопление энергии в биомассе растений всей планеты, которая составляет около 125 млрд. т, оценивается в 3-1221 Дж/год. Это примерно в 10 раз больше ежегодно потребляемого человечеством количества энергии (Hall, 1982; Хильми, 1978).
Методика проведения исследований и схема опыта
Для достижения поставленных задач были выбраны следующие зерновые культуры:Яровая мягкая пшеница Алтайская 50. Среднеспелый сорт степного экотипа, обладает средней устойчивостью к полеганию, высокой засухоустойчивостью, слабо поражается пыльной головней и в меньшей степени бурой ржавчиной. В благоприятных условиях урожайность может достигать 50 ц/га, содержание белка в зерне до 16 %, сырой клейковины в муке до 33 %. Сочетание высокой засухоустойчивости с хорошей отзывчивостью на агрофон обеспечивает высокую пластичность сорта. Сорт рекомендован для возделывания в Алтайском крае.
Яровая мягкая пшеница Алтайская 98. Сорт относится к среднеран-ней группе, с вегетационным периодом 74 - 78 дней. Характеризуется активным ростом в сочетании с интенсивным кущением. Обладает устойчивостью к повреждению шведской мухой, стеблевой блохой, поэтому формирует густой стеблестой. Устойчив к засухе и высокой температуре. Сорт не поражается пыльной головней в естественных условиях и слабо восприимчив при искусственном заражении. Устойчив к осыпанию, прорастанию зерна и валках, средне устойчив к полеганию. Урожайность на благоприятном агрофоне 40 - 45 ц/га. Сильная пшеница, содержание белка 15 - 16 %, клейковины - 28 - 32 %.
Овес Корифей. Сорт среднеспелого типа, созревает за 85 - 90 дней. За счет толстой соломины устойчив к полеганию. Обладает иммунитетом к пыльной головне, высокой засухоустойчивостью. Сорт отличается высокой пластичностью и урожайностью (до 60 ц/га), низко пленчатый, крупнозёрный. Рекомендован для выращивания во всех зонах Алтайского края.
Ячмень Сигнал. Сорт среднеспелого типа, созревает за 85 - 90 дней. Засухоустойчивость выше средней, при искусственном заражении не поражается твердой головней, при естественном - свободен от пыльной головни. Шведской мухой повреждается средне. Высокопродуктивный (свыше 60 ц/га), отзывчив на высокий агрофон. Сорт пригоден для выращивания на пивоваренные и кормовые цели, рекомендован для возделывания в лесостепной зоне Алтайского края и Западной Сибири.
Яровая твердая пшеница Алтайская нива. Сорт относится к среднеспелому типу, устойчив к заморозкам, прорастанию зерна на корню, пыльной головне. Обладает способностью к более активному наливу зерна при пониженных температурах. Характеризуется засухоустойчивостью и пластичностью. Высокоурожайный (до 55 ц/га), зерно крупное (45 - 48 г), содержит 14 - 15 % белка, 35 - 40 % клейковины. Сорт рекомендован для выращивания в степных, лесостепных и предгорных районах Алтайского края и аналогичных условиях Западной и Восточной Сибири с суммой среднесуточных температур свыше 10 С не менее 1800 С. Площадь делянки (1,65X50) - 82,5 м2, площадь поля-0,36 га, площадь опытного участка - 0,72 га, количество делянок на двух экспозициях склона -30 шт. 0-защитка (яровая мягкая пшеница Алтайская 50); 1 - яровая мягкая пшеница Алтайская 50; 2 - яровая мягкая пшеница Алтайская 98; 3 - овес Корифей; 4 - ячмень Сигнал; 5 - яровая твердая пшеница Алтайская нива. Технология возделывания зерновых культур в опыте - общепринятая на склонах (послеуборочное лущение ЛДГ - 15; глубокая плоскорезная обработка КПГ-250 на 25-27 см; ранневесеннсе боронование БЗСС - 1,0; предпосевная обработка КПС-4 на 5-7 см; срок посева в первой декаде мая; норма высева- 4,5 млн. всхожих зерен/га сеялкой СН-16; прикатьшание после посева ЗККШ-6; гербицидная обработка Гранстар 20 г/га). Предшественник - горох Таловец 55. В опытах проводили следующие наблюдения и исследования: 1. Высота снежного покрова определялась перед снеготаянием пере носной рейкой через 3 метра по трем створам каждого участка. Плотность снега - весовым плотномером в 6 - кратной повторности на каждой экспози ции склона (Моисейченко, 1996). 2. Запасы влаги в почве (до 1 м через 10 см в 3-х кратной повторности -после схода снега; перед посевом; в основные фазы роста и развития растений - всходы, кущение, колошение; перед уборкой; перед уходом в зиму), термостатно-весовым методом (Вадюнина, Корчагина, 1973). 3. Температура почвы в слоях 0 - 10, 10-20 см, при помощи прибора ТМЦЭ - 2 (в основные фазы роста и развития растений - всходы, кущение, колошение, уборка, в полуденные часы). 4. Содержание в почве подвижных форм азота, фосфора и обменного калия (через 20 см в слое 0 - 40см в 3-х кратной повторности - после схода снега; перед посевом; в основные фазы роста и развития растений - всходы, кущение, колошение; перед уборкой; перед уходом в зиму). Определение подвижного азота производили ионо-метрическим методом, подвижный фосфор и обменный калий - по методу Чирикова в 0,5Н СН3СООН, модификация - Ден еже. 5. Фенологические наблюдения за ростом и развитием растений (всходы, кущение, выход в трубку, колошение, уборка), по методике Госкомиссии по сортоиспытанию..., 1971. 6. Засоренность посевов (масса и видовой состав сорняков), определялась методом наложения метровок 0,25 м в 12-кратной повторности перед уборкой зерновых культур совместно с отбором пробных снопов на структуру урожая (Моисейченко, 1996). 7. Поражаемость болезнями (листовые заболевания, в фазу молочной спелости культур) и вредителями (личинки пшеничного трипса, в молочно-восковую спелость) (Моисейченко, 1996). 8. Элементы структуры урожая - по пробным снопам, отобранным перед уборкой (Доспехов, 1985). 9. Учет урожайности, методом отбора снопов в 12-кратной повторно-сти, урожайность рассчитывалась на 14 % влажность и 100 % чистоту. 10. Качество зерна, по методике Госкомиссии по сортоиспытанию, 1971. П. Для общей характеристики физико-химических свойств почвы опытного участка в почвенных разрезах определяли: - гумус по методу Тюрина (Аринушкина, 1970); - рН ионо-метрическим методом; - плотность почвы цилиндром (98,5 см3 до 1 м через 10 см) по Н. Л. Ка-чинскому; - структура почвы определялась в исходных образцах, взятых по слоям 0 - 10, 10 - 20, 20 - 30 см. Структурный состав - по методу II. И. Савинова, водопрочность агрегатов - по методу И. М. Бакшеева (Вадюнина, Корчагина, 1973). 12. Анализ погодных условий по данным Барнаульской агрометеостан-ции.
Динамика элементов питания в почве
Для нормального роста и развития растений необходим ряд элементов, которые они поглощают из почвы при помощи своих корней. Особое место в обмене веществ растительного организма среди этих элементов занимают азот, фосфор и калий (Справочник агронома, 1963).
Рельеф - главный фактор разнокачественности почвенного плодородия. Например, в условиях Приобской лесостепи мощность гумусового слоя, не смытых почв, расположенных на водоразделах, составляет 15-54 см, си льносмытых при крутизне склона 5 - 6" - 15 - 16 см намытые почвы имеют мощность гумусового горизонта 67 - 109 см (Рекомендации по склоновому земледелию, 1982). В зависимости от абсолютной высоты, крутизны, экспозиции и места склона в значительной степени изменяется плодородие почвы. Причем наиболее существенное влияние оказывают высота и экспозиция склонов (Ацци, 1959).
Холмистость рельефа, его сильная пересеченность и расчлененность предопределяют пространственную изменчивость типов почв, уровня залегания грунтовых вод и увлажнения поверхностных горизонтов, скорость эрозионных процессов и других параметров природной среды, определяющих в конечном счете продуктивность сельскохозяйственных угодий (Мосолов, 1949). Неравномерное распределение климатических факторов (температуры, влажности, освещенности), на склоновых землях, предопределяет и пространственную мозаичность почвенного покрова (Жученко, 1990).
Азот - исключительно важный биогенный элемент; он входит в состав всех белковых веществ, содержится в хлорофилле, нуклеиновых кислотах, фосфатидах и многих других органических веществах. Накопление азота в почве обусловлено биологической аккумуляцией его из свободного азота атмосферы.
Азот, положительно влияет на закладку колоса, развитие вегетативной массы растений, а к периоду налива зерна азота в почве обычно бывает недостаточно. Для получения высокой белковости зерна важно, чтобы в почве было достаточное количество усвояемого азота на протяжении всего периода вегетации и, в особенности в период колошение - созревание (Каюмов, 1977).
В практике земледелия особенно велико значение азота (Гамзиков, 1981). Его динамика коррелирует с водным режимом и температурными условиями почвы (Майборода, 1982). Это основные факторы, влияющие на скорость минерализации органических веществ. И как уже было отмечено, действие этих факторов в разной степени проявляется на склонах изучаемых экспозиций.
Обеспеченность зерновых культур нитратным азотом почвы определяет степень потребности культуры в минеральных удобрениях. При содержании нитратов в пахотном горизонте почвы менее 5 мг/кг существует сильная потребность, при уровне нитратов в пределах 5-10 мг/кг - средняя, от 10 до 15 мг/кг - слабая, а при обеспеченности в 15 мг/кг и более потребность в азотных удобрениях отсутствует.
Обеспеченность зерновых культур нитратным азотом на выщелоченных черноземах склона юго-восточной экспозиции, к моменту всходов, в слое почвы 0-40 см, была высокой (по Гамзикову). И варьировала от 19,7 мг/кг в посевах яровой твердой пшеницы Алтайская нива до 23,3 мг/кг в посевах овса Корифей (табл. 16). немного выше среднего уровня (от 15,0 мг/кг в посевах мягкой пшеницы Алтайская 98 до 16,3 мг/кг в посевах также мягкой пшеницы Алтайская 50).
При нарастании вегетативной массы растений, содержание нитратного азота снижалось независимо от экспозиции склона. Так, к моменту колошения яровой пшеницы, на склоне юго-восточной экспозиции, содержание N-N03 находилось в пределах от 4,5 мг/кг (в посевах Алтайской нивы) до 5,2 мг/кг почвы (в посевах Алтайской 50).
Во время налива зерна процессы потребления нитратного азота растениями и его воспроизводство в почве уравновешивались. К моменту полного созревания культур па склоне юго-восточной экспозиции его содержание увеличивалось под всеми культурами (в среднем на 0,6 мг/кг), меньшее увеличение было отмечено на склоне северо-западной экспозиции (в среднем на 0,1 мг/кг почвы).
Кроме экспозиции склона, существенное влияние на водный и тепловой режимы, и через них на содержание нитратов в почве, оказывают погодные условия года. Отдельно по годам исследований, динамика содержания нитратного азота, в слое почвы 0-40 см, с момента схода снега до ухода почвы в зиму представлена в таблице 17, а графическое отображение (в среднем за 2001 - 2003 гг.) получила на рисунке 2.
Весной, после схода снега, содержание нитратного азота, в слое 0-40 см почвы, на склоне юго-восточной экспозиции находилось в пределах от 15,0 мг/кг (в 2002 г.) до 17,2 мг/кг (в 2003 г.). Па склоне северо-западной экспозиции, было чуть ниже от 14,5 до 17,0 мг на 1 кг почвы, также в 2002 и 2003 гг. соответственно.
К моменту посева культур содержание нитратного азота, & среднем за три года, несколько снижалось (до 15,0 мг/кг на склоне юго-восточной экспозиции, и до 14,6 мг/кг на склоне северо-западной экспозиции).
При появлении всходов зерновых культур потребление нитратного азота было еще не столь высоко, а почва была уже более прогретой. При этом микробиологическая активность усиливалась, и содержание нитратного азота на склоне юго-восточной экспозиции возрастало до 20,1, 16,7 и 26,7 мг/кг соответственно в 2001, 2002 и 2003 гг., на склоне северо-западной экспозиции, также наблюдалось увеличение, но оно не было столь значительным (в среднем за три года на 1,6 мг/кг).
При увеличении скорости нарастания вегетативной массы содержание нитратного азота в почве снижалось. Так, с момента всходов до колошения (выметывния) культур, на юго-восточной и северо-западной экспозициях склона, отмечали снижение содержания нитратов до 4,7 и 3,4 мг/кг соответственно (в среднем за 2001 - 2003 гг.). Эта закономерность подтверждалась ранее, результатами исследований полученными в Красноярской лесостепи (Таскина, 1990; Романов, 2004).
Элементы структуры урожая изучаемых культур
Уже раньше исследования показали исключительно высокое разнообразие видов патогенов, вредителей, нематод и сорняков, поражающих посевы сельскохозяйственных культур. В настоящее время существенный вред культивируемым растениям наносят примерно 1500 различных возбудителей болезней, более 10 тысяч видов насекомых, 1500 видов нематод и свыше 1800 видов сорняков. Подсчитано, например, что в США урожайность сельскохозяйственных культур может снижаться под влиянием 160 видов бактерий, 250 вирусов, 8000 патогенных грибов, 8000 насекомых и 2000 сорняков (Чулкина и др., 2000).
Многие сорняки являются резерваторами вредителей. Так, более 70 семейств членистоногих, поражающих культивируемые виды растений, используют сорняки в качестве кормовой базы. В то же время и полезная энто-мофауна нередко приурочена к сорным растениям. Причем имеющиеся данные свидетельствуют о том, что массовое распространение сельскохозяйственных вредителей с большей вероятностью происходит на не засоренных, чем засоренных полях. Поэтому зависимость урожайности от плотности популяций сорняков оказывается не линейной, а сигмоидальной: низкая плотность популяций сорняков обычно не влияет на урожайность, а некоторые виды сорняков даже стимулируют рост растений-хозяев (Жученко, 1990).
Степень проявления болезней растений, а также численность и вредоносность сельскохозяйственных вредителей на полях с расчлененным рельефом характеризуются значительной пестротой. Это обусловлено экспозицией склонов, особенностями отложения снега и весеннего снеготаяния, характером стока талых вод, водным и пищевым режимом (Алиновский, ТумаПкина, Шевченко, 1983).
Огромный вред культурным растениям причиняют сорняки. Град, массовое появление вредных насекомых - все действует временно на урожай. Вред же от сорняков постоянный, систематический (Протасов, Ладенов, Шерснев, 1987).
Прямое неблагоприятное воздействие сорных растений, вегстирующих в посевах сельскохозяйственных культур, выражается в поглощении ими элементов питания и влаги (Плотников, Левченко, 1965; Русинова , 1973).
При урожае сухой надземной массы в 12 ц с 1 га пырей ползучий берет из почвы 48,6 кг азота, 31,5 кг фосфора, 65,5 кг калия, яровая пшеница же при урожае зерна в 16 ц с 1 га потребляет азота 45,8 кг, фосфора 21,6 кг и калия 28,1 кг(Коиуров, 1940).
Сорные растения расходуют большое количество почвенной влаги. По этому вопросу П.А. Костычев (1951) писал: «...и какая польза будет с того, что мы приводим почву в прекрасное механическое состояние, способствующее сохранению почвенной влажности, раз сорные травы истреблены не будут. Большая влажность только поможет распространению сорных трав, и для растений культурных не только не останется влаги, но еще будут заглушены сорной растительностью».
На основании данных научно-исследовательских учреждений и практического опыта доказано, что с одного квадратного метра сильно засоренного поля в 30 дней может испариться 130 - 140 кг влаги, а с квадратного метра чистых посевов при таких же условиях погоды за то же время - только 35-40 кг (Буддо, Сигов, 1962).
Как показали исследования, проведенные на Приобском плато В.Е. Мусохрановым (1983), засоренность посевов неодинакова на склонах различных экспозиций. На склоне северо-западной экспозиции она в среднем на 12 % выше, чем на противоположном склоне. На склоне юго-восточной экспозиции преобладают малолетние сорняки - 53,1 %. На склоне противоположной экспозиции их количество снижается до 43,5 % от общего"числа сорняков. Максимальная засоренность по элементам рельефа присуща долинной части, где создаются наилучшие условия для вегетации сорных растений. Такие же закономерности отмечены для склоновых земель, расположенных в предгорьях Алтая, Салаира, на Бийско-Чумышской возвышенности (Мусо-хранов, 1983).
Результаты исследований засоренности посевов зерновых культур к моменту уборки, проведенных нами в 2001-2003 гг., представлены в таблице 22.
Наиболее распространенными в изучаемых вариантах опыта были однолетние сорняки: просо куриное (Panicum cms galli), щирица запрокинутая (Amaranthus retroflexus), мышей зеленый (Seteria viridis), встречается марь белая (Chenapodium album). Из группы многолетних сорняков вьюнок полевой (Convolvulus arvensis).
Как и в исследованиях проведенных В.Е. Мусохрановым, в нашем опыте засоренность посевов зерновых культур, в среднем за три года, была более высокой на склоне северо-западной экспозиции - 56 г/м", или 6,6 % в биомассе урожая основной культуры. На противоположном склоне данный показатель был ниже на 14 г/м и на 2,3 %, полученное различие достоверно (НСР03=2,7г/м2).
При сравнении культур и сортов, на склоне юго-восточной экспозиции, в весовом выражении были более засорены посевы яровой мягкой пшеницы Алтайская 98 и ячменя Сигнал - 44 и 43 г/м2 соответственно. Но при пересчете веса сорняков к биомассе урожая основной культуры, менее низкорослый ячмень оказался наиболее засоренным - 5,0 %,
На склоне северо-западной экспозиции, также посевы ячменя Сигнал, как в весовом, так и в процентном выражении, были наиболее засорены - 63 г/м (8,4 % в биомассе урожая). Среди пшениц более высокая засоренность, на данном склоне, была отмечена в посевах яровой твердой пшеницы Алтай-екая нива - 56 г/м (6,9 % в биомассе урожая),
В 2002 г., при наиболее благоприятных условиях увлажнения, засорен-ность посевов зерновых культур была наименьшей - 42 г/м и 5 1 % в биомассе урожая (в среднем для двух экспозиций), что объяснятся лучшим развитием и более высокой конкурентоспособностью культурных растений. Напротив, в 2003 г., когда условия увлажнения ухудшились, засоренность посевов возросла - 53 г/м2 и 5,8 % в биомассе урожая (в среднем для двух экспозиций).
Похожие диссертации на Плодородие почвы и урожайность зерновых культур на склонах Алтайского Приобья
