Содержание к диссертации
Введение
Глава I. Состояние изучаемого вопроса
1.1. История происхождения сорных растений 9
1.2. Биологические особенности сорняков, причиняемый вред и меры борьбы с ними 15
1.3. Сорные растения как компонент агрофитоценоза 30
1.4. Взаимоотношения культурных и сорных растений 38
Глава II. Условия закладки опыта, агротехника и методика исследований
2.1. Условия закладки опыта 46
2.2. Агротехника в опыте 48
2.3. Почвенные условия 49
2.4. Методика исследований 49
2.5. Климатические условия 51
Глава III. Водно-физические и агрохимические исследования в опыте
3.1. Запасы продуктивной влаги в почве 57
3.2. Структурное состояние выщелоченного чернозема 59
3.3. Агрохимические показатели почвы и растений 63
Глава IV. Фитосанитарное состояние культур в севообороте
4.1. Численность и видовой состав элиминируемых растений 69
4.2. Масса сегетальных растений в посевах культур 88
4.3. Почвенный банк семян сорных растений 92
4.4. Засоренность бункерной массы зерна 97
Глава V. Урожайность культур и сорный компонент агрофитоценоза
5.1. Урожайность, ее слагаемые и сорняки 106
5.2. Формирование сорного компонента в агрофитоценозе под влиянием абиотических биотических
и антропогенных факторов 110
Выводы 136
Предложения производству 139
Библиографический список
- Биологические особенности сорняков, причиняемый вред и меры борьбы с ними
- Почвенные условия
- Структурное состояние выщелоченного чернозема
- Масса сегетальных растений в посевах культур
Введение к работе
Проблема преодоления негативных последствий антропогенного воздействия на биосферу Земли за последнее время значительно обострилась. Ее аспекты обсуждаются не только в научных кругах, но и постоянно упоминаются в средствах массовой информации в связи со значительным воздейст-виєм окружающей среды на жизнь практически любого человека.
Сельскохозяйственное производство значительно влияет на состояние биосферы планеты. Это зависит в первую очередь от степени интенсификации производства, выбранных технологий, уровня производственных затрат, в том числе энергетических, а также от уровня расхода невозобновляемых ресурсов. При ориентации сельскохозяйственного производства в основном на техногенные факторы возникают проблемы с долговременной устойчивостью экологических систем, увеличивается их зависимость от наличия источников невозобновляемых ресурсов. В условиях повсеместной химизации экономическая эффективность самого процесса производства сельскохозяйственной продукции серьезно зависит от затрат на весь цикл, т.е. на производство, транспортировку и внесение средств химизации; на энергию для этого производства, а также неизбежно связанные с этим затраты на очистные сооружения, медицинское обслуживание населения и многое другое.
Поэтому в сфере агропромышленного комплекса страны необходимо стремиться к тому, чтобы система сельскохозяйственного производства была экономически, социально и экологически устойчива. То есть она должна обеспечить потребности ныне живущих, не ущемляя условий жизни будущих поколений. Здесь не должно быть места крайностям - односторонняя ориентация на техногенные факторы может вызвать (и вызывает) экологические проблемы, а ориентация только на биологические проблемы сопряжена со значительным снижением производства продукции сельского хозяйства. На национальном уровне это чревато потерей продовольственной независимости страны. Истина лежит скорее всего посередине: необходимо рациональное
использование всех имеющихся возможностей для оптимизации сельскохозяйственного производства.
По данным Российской академии сельскохозяйственных наук (РАСХН) в настоящее время из оборота выведено 33 млн. га сельскохозяйственных угодий, что в 2 раза больше площади освоенных целинных и залежных земель в Российской Федерации (16,3 млн. га). Потенциально на этих землях можно получать около 40 млн. тонн продукции в пересчете на зерновые единицы. Неиспользованные земли, а также значительные площади посевов сельскохозяйственных культур (свыше 60 млн. га) заросли сорными растениями и особенно наиболее вредоносными, трудноискоренимыми" и карантинными видами: осотами, бодяком, вьюнком полевым, пыреем ползучим, горчаком ползучим (розовым), гумаем. По данным В.А. Захаренко. (1978), ежегодные потери продукции вследствие высокой засоренности полей превышают 15 млн. т зерновых единиц. Поискам решения проблемы засоренности было посвящено заседание президиума РАСХН, прошедшее 22 июля 2004 года.
При обсуждении данной проблемы выступал вице-президент РАСХН, академик А.А. Жученко, который указал на недостаточное внимание к теоретическим и экономическим аспектам проблемы засоренности. По его мнению, только интегрированная система защиты посевов, совместные исследования всех отделений РАСХН позволят решить эту сложную проблему [61].
Академик М.С. Соколов в своем выступлении остановился на системном подходе к применению гербицидов с учетом гигиенических и экологических аспектов. Он отметил, что еще недостаточно изучены зональные пороги вредоносности сорняков, не учитывается роль технологии внесения в безопасном применении гербицидов. До сих пор не решен вопрос утилизации неиспользованных пестицидов, которых накопилось более 24 тыс. тонн.
Сорняки обычно рассматриваются как конкуренты культуры при использовании ими воды, пищи и солнечного света. Распространение их независимо от численности, а также засорения сельскохозяйственных угодий принято считать неблагоприятным явлением. Однако это не всегда так. Сорняки имеют разнонаправленное действие на культурные растения.
К сорным растениям на территории бывшего СССР относят около 1000 видов; наиболее вредоносными из них являются-лишь 100-200 видов. Сорняки являются источником распространения как вредных, так и полезных насекомых, а для фитофагов они являются пищевым субстратом. Аналогично сорняки являются промежуточными хозяевами многих фитопатогенных микроорганизмов, но в то же время - резерваторами их антагонистов. Сорняки, рост которых подавляется при обычной обработке почвы, выступают в системах с ее нулевой обработкой как промежуточное хранилище питательных веществ. В этом случае они играют роль полезных продуцентов (перехватчиков подвижных форм азота).
Кроме того, установлено, что многие высшие растения синтезируют вещества, обладающие ингибирующим или стимулирующим действием на растения или другие организмы. Это фитонциды, антибиотики, колины (корневые выделения) и др. Они влияют на сукцессии и видовой состав фитоценозов. Становится понятным явление «почвоутомление», когда почва после пырея угнетала люцерну и пшеницу, после рыжика — лен, горца почечуйного - картофель, лен и т.д.
Традиционные мероприятия по защите от сорняков (чистый пар, междурядные обработки) увеличивают вероятность эрозии почвы. Полное исключение сорняков может способствовать переходу обитающих на них второстепенных вредных видов насекомых на культуру. В ряде случаев сорняки выступают как ее партнеры в симбиотической или ассоциативной азотфиксации. Все чаще публикуются указания о том, что сорнякам принадлежит значительная роль в поддержании оптимальной численности полезных хищных насекомых.
Сорняки как компонент агробиоценоза ответственны за его сукцессию в случае резкого изменения режима, как наиболее приспособленные виды растений.
Сорняк - это источник генетической информации, резервный растительный ресурс для селекционеров. Существует мнение, что многие культуры (рожь, овес и др.) - бывшие сорняки пшеницы. Поэтому не прекращаются попытки использовать генетическую и зародышевую плазму различных
*
диких растений для придания новым, сортам культурных растений важных характеристик, имеющихся у дикарей.
В настоящее время в качестве основного традиционного метода борьбы с однолетними и многолетними сорняками по-прежнему рассматривают провокацию их всходов с целью последующего механического, физического или химического их уничтожения.
В агробиоценозах наибольшую опасность представляют однолетние сорняки, поскольку в силу исключительно высокой семенной продуктивности и разнокачественности семян любой из современных методов подавления пока не приносит полного положительного эффекта. Поэтому при борьбе с сорняками, как и с другими вредными организмами, необходимо осуществлять системный подход. Он учитывает взаимодополняющие мероприятия по повышению конкурентоспособности культуры, следствием чего является снижение биомассы сорных растений до безопасного экономического порога вредоносности.
Сорняки считаются самыми злостными врагами земледельцев. В мире насчитывается около 30 000 видов сорных трав. Из них 1800 видов ежегодно вызывают серьезные экономические потери. Пятьдесят видов засоряют посевы основных продовольственных культур. В нашей стране распространено свыше 1030 видов сорных растений. Из них наиболее вредоносны 80-120 видов. Вместе с тем на каждом поле насчитывается 15-20 особо опасных сорняков [100]. От них потери урожая в год достигают 26% [12; 60; 159]. На Южном Урале в лесостепной части Челябинской области определено до 200 видов сорных растений, приносящих значительный вред сельскохозяйственному производству [80]. Но вопросы формирования урожая культур в зависимости от экологических факторов среды в агрофитоценозах, от взаимодействия культурных и сорных растений изучены недостаточно. Изучение формирования видового состава сорных растений в агрофитоценозах в зависимости от вышеуказанных факторов позволит прогнозировать и планировать эффективные меры борьбы с ними и принесет экономическую выгоду. Это и определяет актуальность темы исследований.
Целью наших исследований является изучение видового состава сорных растений и его формирования в шестипольном зернопаротравяном севообороте при длительном использовании разных систем обработки почвы и влияния засоренности на урожайность культур.
Задачи исследования:
изучить видовой состав сорных растений, произрастающих в посевах полевых культур в севообороте;
выявить возможные динамические изменения, происходящие в сеге-тальной флоре под различными культурами и при разных системах обработки почвы в севообороте;
установить численность и видовое разнообразие семян сегетальных растений в пахотном слое почвы;
определить видовой состав и степень засорения семенами элиминируемых растений бункерной массы зерна;
изучить влияние биотических и абиотических факторов среды на формирование сорного компонента и урожайность культур;
исследовать влияние агроклиматических условий на видовой и количественный состав сорных растений.
Объект исследования - главный продуцирующий блок: почва - растение - внешняя среда.
Предмет исследования: засоренность посевов, почвы и бункерной масссы зерна семенами сегетальных растений, агрономические свойства почвы, урожайность сельскохозяйственных культур и ее изменения под влиянием производственной деятельности.человека и в зависимости от агроклиматических факторов среды.
Для решения поставленных задач проведена следующая работа:
изучены правительственные документы по вопросам борьбы с сорной растительностью и повышения урожайности сельскохозяйственных культур;
проанализированы труды по практическим исследованиям влияния производственной деятельности человека на засоренность посевов;
изучена литература по экологии, агроэкологии, земледелию, агрохимии с целью определения состояния проблемы;
— использованы общепринятые методики исследований почвы и растений.
Для обработки экспериментальных данных использовались методы математической статистики.
Научная новизна. Впервые в условиях лесостепной зоны Южного Урала в длительном стационарном опыте в зернопаротравяном севообороте изучено формирование сорного компонента под влиянием различных абиотических, биотических и антропогенных условий. Определены видовой состав и численность сегетальных растений в посевах, численность и видовой состав их семян в пахотном слое почвы и бункерной массе зерна культур. Установлены наиболее распространенные виды сегетальных растений. Получены новые данные о формировании сорного компонента при разных системах обработки почвы и влиянии его на урожайность культур.
Практическая значимость исследования заключается в том, что полученные результаты дают возможность прогнозировать видовой состав сорняков в посевах культур при разных системах обработки почвы и планировать рациональные меры борьбы с ними.
Апробация работы. Основные» положения диссертации обсуждались на научно-практических конференциях в Челябинском государственном агро-инженерном университете (2004, 2005, 2006 гг.), в Челябинском государственном университете (2005 г.), в Челябинском государственном педагогическом университете (2003, 2004, 2005, 2006 гг.), на Всероссийской научно-практической конференции в г. Пензе (2006 г.), в Челябинском научно-исследовательском институте сельского хозяйства (2007 г.).
Публикации. По итогам исследований опубликовано 11 печатных работ.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, общих выводов, предложений производству, библиографического списка, 13 приложений. Текстовая часть изложена на 156 страницах и содержит 42 таблицы, 15 рисунков, 13 приложений. Библиографический список включает 191 наименование, из них 18 — на иностранном языке.
Биологические особенности сорняков, причиняемый вред и меры борьбы с ними
Южный Урал — один из богатейших по природно-экологическим ресурсам район России. Производство высококачественного товарного и фуражного зерна составляет около 19 млн. тонн, что соответствует почти 1/5 части его валового производства в России. Вместе с тем высокая потенциальная урожайность районированных сортов (5,5-6,0 т/га) реализуется лишь на 25-30% [165]. Одна из существенных причин этого - вредные организмы (сорные растения, фитопатогены, фитофаги), недобор урожая от которых ежегодно превышает 50% вследствие нарушения формирования густоты продуктивного стеблестоя, числа зерен в колосе и массы, 1000 зерен.
Сорные растения наносят значительный вред сельскохозяйственному производству. На борьбу с сорняками расходуется не менее 30% всех трудовых затрат в земледелии [31].
Вредоносность можно оценивать через различие между потенциальной и фактической урожайностью сельскохозяйственных культур [161], при помощи параметров уравнения регрессии, описывающего зависимость урожая от засоренности [182]. В целом за последнее время в литературе все чаще встречаются примеры использования математического моделирования [181; 184; 186] взаимоотношений между культурными и сорными растениями. Производятся попытки прогноза потерь урожая при помощи компьютерных моделей [183].
Ущерб, наносимый сорняками, зависит от многих факторов, а именно: от вида культуры, места, времени ее выращивания; погодных условий, уровня удобренности почвы [185], ее механического состава и т.д. Сорняки вызывают сокращение мирового производства в среднем на 9,5%, по пшенице и кукурузе оно достигает соответственно 20 и 30%. В европейских странах, где широко применяют химические средства борьбы с сорняками, различие между потен.-циальной и фактической урожайностью пшеницы составляет 5% [176].
Прогрессирующее в настоящее время зарастание сорняками сельскохозяйственных угодий обусловлено экологической ситуацией, сложившейся в агропромышленном комплексе страны. Отсутствие необходимого финансирования не позволяет в достаточной степени использовать традиционные методы борьбы с сорняками. Засоренность сельскохозяйственных культур и особенно пахотных земель — показатель низкой культуры земледелия [159].
Полностью уничтожить сорные растения невозможно. Целесообразно снизить их ценотическую роль до безопасного для культурных растений уровня. Подобно естественной и культурной растительности, сорная растительность на рудеральных местообитаниях выполняет основные функции зеленых растений - продуцирование органического вещества и регулирование газового состава атмосферы.
Видов культурных растений во много раз меньше, чем дикорастущих и сорных растений, но зато их разновидностей и сортов — бесчисленное множество. В России в группу основных культур входят 13 видов растений из 12 семейств, которые дают 3/4 продуктов питания. В агроэкосистемах с сорными растениями они образуют агробиоценозы. Флора России и сопредельных государств СНГ насчитывает около 1500 видов сегетальных (произрастающих в посевах) сорных растений [59; 85].
В-агроэкосистемах России встречается 468 видов сорных растений, из которых 139 - экономически значимые и 6 - особо опасные.
В полевых севооборотах в посевах зерновых культур обычно насчитывается 20-27 видов наиболее встречаемых элиминируемых растений [80].
Вредоносность сорняков проявляется целым комплексом воздействий на культурные растения, которые выработались у них в процессе эволюции и приспособления к условиям, постоянно изменяемым человеком. В связи с этим у сорных растений появился ряд биологических особенностей, обеспечивающих их превосходство над культурными. Одна из них - исключительная жизнеспособность в неблагоприятных условиях внешней среды несмотря на все мероприятия, направленные на их уничтожение.
Так, например, в опытах СМ. Красножон и др. [87] после двукратного боронования 18% малолетних и 35% двулетних сорняков было засыпано почвой, а многолетние были практически не повреждены. Культивацией без боронования все сорняки были подрезаны, однако корневая система большинства всходов малолетних сорняков закреплялась в неразрушенных комках почвы, которые в процессе обработки лишь сместились стойками лап культиватора.
Почвенные условия
Агротехника возделывания полевых культур в опыте соответствовала зональной агротехнике, принятой в северной лесостепи Челябинской области. На изучаемых вариантах систем основной обработки почвы все операции выполнялись в соответствии со схемой, принятой в опыте. В своей научной работе мы использовали следующие методы исследований: полевой, лабораторный, лизиметрический, статистический.
Предпосевная обработка почвы на фоне отвальной и комбинированной системы обработки почвы состояла из дискового лущения ЛД-10 на 6-8 см и культивации на 6-8 см в два следа, одновременно применялось и другое орудие: на первом следе лущильник, а на втором - культиватор. При такой обработке лучше уничтожались малолетние сорняки, в частности овсюг. Посев осуществляли сеялками СЗ-3,6 с одновременным прикатыванием почвы.
В вариантах с безотвальной и минимальной системой обработки почвы предпосевную обработку и посев на всех вариантах опыта проводили одинаково: лущение + культивация и посев сеялками СЗП-3,6. боронование почвы на всех фонах обработки проводили зубовыми боронами БЗСС-1 в два следа.
В опытах высевали районированные сорта культур: пшеница Эритроспермум 59, озимая рожь Чулпан 7, ячмень Челябинский 99, горох Александрит. На делянках вносили азотные и фосфорные гранулированные удобрения из расчета 4СМ15 кг д.в. на 1 га. В паровом поле применяли только фосфорные удобрения по 60 кг д.в. на 1 га. Кроме того, одновременно с посевом вносили фосфорные удобрения в дозе 20 кг д.в. на 1 га. Азотные удобрения применяли весной под культивацию сеялкой СЗ-3,6 методом врезания. Уход за посевами зерновых культур заключался в проведении довсходового боронования и применении гербицидов против двудольных сорняков - чисталан в дозировке 0,9 кг/га и фенфиз в фазе кущения зерновых культур. Уборку урожая зерновых культур проводили прямым комбайнированием, гороха — раздельным способом.
Почва опытного участка - чернозем выщелоченный, маломощный, среднегумусный, тяжелосуглинистый. Черноземы образуются под травянистой растительностью в условиях непромывного водного режима. Среднее содержание гумуса в пахотном слое перед закладкой опыта в 1975 году было 6,05%. Мощность гумусового горизонта находится в пределах 33-38 см. Вскипание от соляной кислоты (наличие карбонатов) отмечается с глубины 87 см.
В пахотном горизонте рН солевой вытяжки составляет 6,01. Поглощенные основания по Гедройцу: Са - 29,01 мг/экв на 100 г почвы, Mg -9,17 мг/экв на 100 г почвы, Р205 (по Чирикову) - 4,16 мг/100 г почвы, К20 (по Чирикову) - 25,0 мг/100 г почвы. В целом плодородие почвы достаточно высокое, чтобы выращивать различные сельскохозяйственные культуры.
Наблюдения в опыте проводили по общепринятым методикам. В таблице 1 приведены методики сопутствующих исследований.
По природно-климатическим условиям Южный Урал представляет большое разнообразие рельефа, почвенного, растительного покрова, а также неоднороден по степени обеспеченности теплом и влагой.
На формирование климата региона большое влияние оказывают Уральские горы, разделяющие его на Предуралье и Зауралье. Горы препятствуют продвижению воздушных масс, идущих со стороны Атлантического океана вглубь материка, в связи с чем в Зауралье климат несколько суше, чем в Предуралье. Существенное влияние на климат Зауралья оказывают азиатские антициклоны, которые во многом делают его сходным с климатом западной Сибири и Северного Казахстана. Отличительной особенностью климата всего региона является резкая континентальность - холодная и продолжительная зима, короткое, часто сухое, жаркое лето. Четыре времени года на Южном Урале выражены четко. Осень характеризуется постепенным понижением температуры воздуха, начинай с момента перехода ее через +15 С в сторону понижения до О С. Нередкими бывают заморозки на почве и в воздухе во второй половине августа. Осень чаще бывает дождливая, зима — продолжительная.
Зима суровая. О суровости зимы свидетельствует также абсолютный минимум температуры воздуха, который достигает -47 С. Холодные зимы неблагоприятны для перезимовки сельскохозяйственных культур.
Весной после схода снега начинается прогревание почвы, наблюдается быстрый рост температуры за счет трансформации (нагревания) воздушных масс. Переход среднесуточной температуры воздуха через 10 С наблюдается в лесостепной зоне во второй декаде мая, и сразу же начинается бурное развитие растительности. Во второй декаде мая в отдельные годы устанавливается жаркая погода, обусловленная выносом прогретого воздуха из Средней Азии и Южного Казахстана или длительной трансформацией арктического воздуха в условиях малооблачной антициклональной погоды.
С прекращением заморозков и установлением теплого режима со средней суточной температурой, выше 10 С наступает лето, период активной вегетации растений. Осадков за весенний период выпадает 14—17% годового количества, причем в виде дождя и мокрого снега. В ранневесенний период сохраняется неустойчивый характер погоды с одним — двумя похолоданиями, с частыми морозами и пыльными бурями.
Лето в целом жаркое и влажное по отношению к другим временам года. Осадков выпадает около 50% от годового количества. Самым теплым и наиболее влажным месяцем является июль. Суховеи в летний период - обычное явление. При возделывании сельскохозяйственных культур необходимо учитывать продолжительность периода активной вегетации растений и временный возврат холодов для- корректировки сроков сева.
Континентальный характер климата проявляется в неравномерном распределении осадков в течение года. Наибольшее количество осадков приходится на летний период (июль-август) с максимумом в июле. Зимой количество осадков резко уменьшается, особенно во второй половине (январь, март). В теплую половину года (апрель-октябрь) выпадает в среднем 76% годовой суммы осадков. На летние месяцы (июнь-август) приходится 42-50% годовой суммы, что связано с усилением циклонической циркуляции и увеличением влагосодержания воздуха в летний сезон. В первую половину лета осадков выпадает меньше, чем во вторую, что необходимо учитывать при посеве ранних яровых культур, у которых фаза кущения приходится, на этот период. Поэтому все агромероприятия должны быть направлены на накопление и сохранение почвенной влаги.
В целом обеспеченность климатическими ресурсами лесостепной части Южного Урала позволяет выращивать многие сельскохозяйственные культуры умеренного климата. Осадков и тепла в основном достаточно.
Условия для роста и развития культур, особенно в начале вегетации, во многом определяются агротехническими работами, проведенными после уборки культур (обработка почвы, внесение удобрений, уничтожение всхо дов сорняков, спровоцированных обработкой почвы), и накопленной влагой за осенне-зимний период - до посева культур.
Наши исследования проводились в годы, значительно различающиеся между собой по погодным условиям. За осень и зиму 2002-2003 года осадков выпало 195 мм, что было в пределах среднемного летних значений - 200 мм (табл. 2, прил. 1).
Структурное состояние выщелоченного чернозема
Среди зерновых культур яровая пшеница предъявляет повышенные требования к условиям произрастания [105], что связано, в первую очередь, с ее биологическими особенностями, богатым химическим составом и слабой кор-невой системой. Поэтому выбор хорошего предшественника и применение удобрений является залогом хорошего урожая. В таблице 8 приведены некоторые агрохимические показатели почвы под яровой пшеницей в период колошения.
Если рассматривать варианты по содержанию гумуса по слоям, можно отметить, что при отвальной системе, где все слои почвы ежегодно перемешиваются, дифференциация по содержанию гумуса менее выражена, чем в других вариантах. Так, например, содержание гумуса в слое 20-40 см при отвальной системе обработки составляет в процентах от содержания гумуса в слое 0-20 см 86,3%, а при безотвальных системах обработки почвы - 70,9-73,7%. Особое место занимает вариант с комбинированной обработкой - 69,2%.
В целом же, вследствие более быстрой минерализации органического вещества при отвальной обработке, содержание гумуса в слое 0-20 см самое низкое - 5,1%, а в слое 20-40 см — самое высокое из-за более глубокого окультуривания всего пахотного слоя и более глубокого проникновения корней растений.
По показателям кислотности верхние горизонты относятся к группе слабокислых почв (5,1-5,5 солевой вытяжки КС1). Следует также отметить, что систематическое применение физиологически-кислых удобрений (например, КС1) способствует некоторому подкислению верхнего 0-20-см слоя почвы. Кислотность в варианте с отвальной, комбинированной и безотвальной системой обработки почвы в слое 0—20 см составляет 5,2—5,3 рН, а в слое 20-40 см - 5,3-5,4 рН.
Содержание нитратного азота в слое 0-20 см по вариантам обработки составило 6,1-7,5 мг/кг почвы, а в слое 20- 40 см - 5,5-5,8 мг/кг почвы, что свидетельствует о том, что в этот период вегетации потребность растений в азотных удобрениях была сильная. Подвижного фосфора в слое 0-20 см было отмечено на уровне 4,2—5,2 мг/100 г почвы, а в слое 20-40 см - 3,4-4,3 мг/100 г почвы. Это указывает на низкое содержание подвижного фосфора в почвах и потребность растений в фосфоре, который необходим для формирования зерна, в частности яровой пшеницы. Обеспеченность обменным калием по вариантам опыта была на уровне средних значений, а в слое 0-20 см в первых трех вариантах его содержание было выше 8,1 мг/100 г почв, т. е. являлось повышенным. Разница в содержании азота, фосфора и калия по вариантам опыта была незначительна.
Таким образом, результаты агрохимических анализов почвы в период цветения яровой пшеницы показали, что в этот период роста и развития она в первую очередь нуждается в азотных и фосфорных удобрениях. Поэтому для получения высокого и качественного урожая необходимо обеспечить растения именно этими элементами питания, а присутствие сегетальной растительности может усугублять положение.
Изучение выноса химических элементов культурными растениями, в частности яровой пшеницей, показало, что при разных способах обработки почвы она выносит неодинаковое количество азота. Так, если при отвальной обработке почвы в период цветения пшеницы эта величина составляет 2,52% на абсолютно сухое вещество, то при безотвальной 2,63%. Подобные результаты получены и по сорным растениям (табл. 9). Как видно из таблицы 9; сорные растения выносят из почвы значительное количество элементов. питания и практически не уступают культурным растениям.
Обработка посевов гербицидами способствует снижению численности двудольных сорняков, однако оставшиеся сорные растения извлекают из почвы значительно больше элементов питания; чем без использования химических средств защиты растений, о чем речь пойдет далее.
Однако если сорняки рассматривать как естественный компонент агро-биоценоза [180], то при контролировании фитосанитарной ситуации они оказываются полезными в силу своей способности активизировать биогеохимический оборот в более глубоких горизонтах почвы и выступать в роли пулов (запасников) минеральных удобрений [182]. Они также способствуют формированию системы полезных симбиотических связей с гетеротрофным блоком педофауны, дождевыми червями (Артемьева, 1982) [25; 58; 107].
Таким образом, на основании проведенных исследований, нами установлено, что, создавая благоприятные условия для культуры - водный, пищевой режим, хорошие физические свойства почвы, тем самым обеспечиваются хорошие условия- и для сегетальних растений, которые, конкурируя с культурами, пользуются плодородием почвы и- выносят из нее химические элементы, создавая дефицит для культур, но, с другой стороны, если сорные растения запахиваются в почву, то они, как и остатки культур (корни, пожнивные остатки), участвуют в биологическом круговороте элементов и создают плодородие почвы.
Масса сегетальных растений в посевах культур
Численность сорных растений в посевах не всегда дает полную картину вреда, причиняемого культурным растениям, хотя бы потому, что даже отдельные виды сорняков имеют неодинаковую массу и степень их вреда в посевах будет разной. Наши измерения массы сорняков по вариантам опыта и в разных полях севооборота показали, что эти величины были неоди-аковыми. Средние за годы наблюдений результаты исследования представ-ены в таблице 19 и на рисунках 5,6. Максимальная средняя масса культуры за 4 года наблюдений отмечалась у ячменя (1536,4 /м2) и однолетних трав (1452,8 /м2). Результаты замеров массы сорняков и культуры показали, что в общей биомассе урожая макси-альная средняя масса сорняков была отмечена в посевах гороха - 124,8 /м , или 9,4%. По вариантам обработки почвы на горохе эта величина колебалась от 8,0 (101,2 /м2) до 11,1% (145,2 /м2). Средняя засоренность однолетних трав составила 6,8% (97,4/м2), а по вариантам - от 4,5 (63,5/м ) до 10,2% (140,1 /м2). Самая низкая засоренность была в посевах озимой ржи - 0,6%) (7,4 г/м2) и яровой пшеницы - 1,4% (19,2 г/м2). По обработкам почвы самая низкая засоренность была после вспашки (контрольный вариант) - 3,5%) (52,3%), а самая высокая засоренность - при безотвальной системе обработки почвы - 6,5% (91,3 г/м2). При минимальной обработке она составила 5,1% (66,8 г/м2), т.е. на 1,4% (24,5 г/м2) меньше, чем при безотвальной, что мы связываем с применением химических методов борьбы с сорняками.
Масса сорняков в посевах сорняков зависит от многих причин и формируется в связи с условиями года (влагообеспеченность, температурный режим, фон удобрений, видовой состав сорняков, применение гербицидов). Вред, причиняемый сорняками культурам, изменяется в связи с изменением технологии выращивания культур, сменой культур, сортов и гибридов, количественными и качественными изменениями самой засоренности [120].
В таблице 20 приведены результаты изменения массы сорняков в посевах яровой пшеницы в вариантах с использованием гербицидов и без них.
Расчеты показывают, что уменьшение массы сорняков на 1 м в 5 раз приводит к увеличению биомассы снопа на 24% (почти на четверть). Следовательно, снижение засоренности посевов - важный резерв получения хорошего урожая.
В вариантах с безотвальной и минимальной обработкой почвы большая часть семян сорных растений, осыпаясь, остается на ее поверхности. Эти семена подвергаются воздействию биотических и абиотических факторов среды, тем самым приближаясь к условиям, в которых функционируют естественные экосистемы. Поэтому минимизация обработки почвы имеет огромный неиспользуемый пока потенциал для регулирования и контроля видового состава и количества сорных растений и требует более тщательного подхода к исследованию происходящих процессов.
Следует также обратить внимание на то, что запасы жизнеспособных семян в почве, находящихся в покоящемся состоянии, при обработке гербицидами не уничтожаются; весьма сложно подавить семенные банки и биологическими методами, поэтому идет активный поиск способов уничтожения семян сорняков. Так, в США (Исаева, 1989) синтезировали препарат метилизотиоцинат (МИТ), который уничтожает семена сорняков, находящихся в почве (кроме семян в твердой оболочке). Наши исследования засоренности пахотного слоя почвы показали, что в целом засоренность была высокой (табл. 21, прил. 11).
В слое 0-10 см среднее число семян сорных растений за 4 года наблюдений при отвальной системе обработки почвы составило 83,8 шт/кг почвы. По другим вариантам колебалось от 98,6 до 110,7 шт/кг почвы. По мере углубления численность семян сорняков уменьшалась и составила в слое 10-20 см по вариантам опыта 61,0-86,1 шт/кг почвы, а в слое 20-30 см -45,7—56,4 шт/кг почвы.
