Species composition of weeds in various crop rotations of the Mari El Republic

全文:

Возделывание сельскохозяйственных культур всегда сопровождается появлением сорных растений, борьба с которыми остается актуальной во все времена. Применяют различные методы – агротехнические, биологические и химические, однако ни один из них в отдельности не может полностью решить проблему засоренности. [1]

Сорняки причиняют огромный вред сельскохозяйственным посевам. На полях, засоренных сорняками, затрудняется уход за культурными растениями и уборка урожая, что приводит к дополнительным материальным затратам. Сорная растительность потребляет из почвы влагу, питательные вещества, снижает температуру почвы и замедляет микробиологические процессы у культурных растений. Большой вред от расходования воды на создание биомассы сорняков культурные посевы ощущают в засушливые годы. [2–4]

Сорняки очень быстро распространяются. [5–7] В условиях хронического дефицита органических удобрений для воспроизводства плодородия почвы во многих хозяйствах на поле оставляют солому, возделывают культуры на зеленое удобрение на пару и пожнивно, расширяют площади многолетних бобовых трав в полевом севообороте. Все эти мероприятия помогают распространяться сорным растениям. Очень важный фактор в воспроизводстве плодородия почвы и борьбе с засоренностью посевов – правильно построенный севооборот, одна из основных функций, выполняемых севооборотом – фитосанитарная. [8, 9] По результатам исследований Мичуринского ГАУ, правильно составленный севооборот снижает общую засоренность культур сплошного сева в 3...5, а пропашных – 2 раза, подавляет наиболее опасные многолетние корнеотпрысковые сорняки. [10, 11] Биологические особенности полевых сорняков – приспособление к механическому повреждению при обработке почвы, образование большого количества семян, высокая выживаемость при постоянном уничтожении. [12]

Мониторинг сорной растительности необходим для прогнозирования распространения наиболее вредоносных сорняков в севооборотах. Фитосанитарное состояние посевов сельскохозяйственных культур изучено недостаточно и для большей их части характерна средняя и повышенная степень засоренности.

Цель работы – определить видовой состав сорных растений в севооборотах, выявить влияние культур севооборотов на засоренность посевов.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Видовой состав сорных растений определяли в 1996–2021 годах на опытном поле Марийского НИИСХ – филиала ФГБНУ ФАНЦ Северо-Востока в двух закладках (1996 и 1998 годы). За время исследований прошло четыре ротации севооборотов. Схема опыта: Фактор А (вид севооборота): 1 – зернотравяной (овес + клевер, клевер первого года пользования, озимые, вика/овес на зерно, яровая пшеница, ячмень); 2 – I плодосменный (вика/овес на зеленую массу, озимые, ячмень, картофель, вика/овес на зерно, яровая пшеница); 3 – II плодосменный (вика/овес на зерно, яровая пшеница, картофель (навоз 80 т/га), ячмень + клевер, клевер первого года пользования, озимые); 4 – III плодосменный (ячмень + клевер, клевер первого года пользования, клевер второго года пользования, озимые, картофель, овес); Фактор В (минеральные удобрения): 1 – контроль (без удобрений – естественное плодородие), 2 – N₆₀P₆₀K₆₀. Посевы гербицидами не обрабатывали. Агротехнические меры – боронование до и после всходов бороной БИГ-3. Почва – дерново-подзолистая среднесуглинистая. Содержание гумуса – 1,72%, рН_сол – 5,67, Нг – 1,7 мг-экв/100 г почвы, сумма поглощенных оснований – 7,9 мг-экв/100 г почвы. Обеспеченность почвы подвижным фосфором – 270, обменным калием – 130 мг/кг. Размещение вариантов систематическое, повторность трехкратная. Общая площадь опытных делянок – 165 м². Учеты и наблюдения проводили общепринятыми методами по Б.А. Доспехову. [13] Исследования сопровождались изучением факторов внешней среды, биометрическими измерениями, агрохимическими анализами почвы и растений. Агротехника общепринятая для условий Республики Марий Эл. Засоренность полевых агроценозов определяли один раз количественным методом: зерновые и зернобобовые культуры – в фазе молочной спелости, картофель – смыкания ботвы, клевер и однолетние травы – цветения, с использованием рамки площадью 0,25 м² в четырехкратной повторности. [14] Вместе с количеством сорных растений учитывали их видовой и агробиологический состав. Данные результатов исследований математически обрабатывали методом дисперсионного анализа. [13]

РЕЗУЛЬТАТЫ

Наибольшее влияние на засоренность посевов оказывают питательные вещества в почве и удобрения. В разные периоды вегетации взаимоотношения культурных растений и сорняков имели специфические особенности и зависели от характера формирования агроценоза в начальные и последующие этапы развития, и прежде всего, от интенсивности нарастания их биомассы, а также гидротермических условий. Относительно неблагополучными были 2002, 2009, 2010, 2014, 2016, 2018 и 2021 годы, гидротермический коэффициент (ГТК) за вегетационный период составил соответственно – 0,56, 0,77, 0,37, 0,84, 0,56, 0,87 и 0,84. Относительно влажные – 2000, 2003, 2006, 2008, 2017 и 2020 годы (ГТК – 1,73, 1,64, 1,48, 1,71, 1,85 и 1,86 соответственно). Но в целом погодные условия были удовлетворительными для роста и развития полевых культур в севооборотах.

Массовое появление сорной растительности в посевах наблюдали в фазе кущения растений. Видовая насыщенность увеличилась из-за малолетних видов, преобладали яровые поздние. Основная масса сорняков за годы исследований: малолетние – куриное просо и амарантовые (марь белая), многолетние – осот желтый и хвощ полевой. Минимальное количество сорняков отмечено в III плодосменном севообороте (в среднем – 49,55 шт. м²), максимальное в зернотравяном – 61,15 шт./м² (табл. 1). В III плодосменном севообороте, исходя из общего количества сорняков и численности растений различных биологических групп, складывалась благоприятная гербологическая обстановка.

 

Таблица 1.

Количество сорняков и структура сорно-полевого сообщества в зависимости от севооборота, в среднем за четыре ротации, 1996–2021 годы

Биологическая группа сорных растений	Количество сорняков, шт./м2				Доля общего количества сорняков, %
	Зернотравяной	I	II	III	Зернотравяной	I	II	III
Всего	61,15	57,85	59,40	49,55	100	100	100	100
Малолетние	51,38	48,16	49,79	42,00	84,0	83,2	83,8	84,8
из них эфемеры	0,47	1,14	2,53	1,68	0,8	2,0	4,3	3,4
яровые	43,74	42,13	42,95	33,75	71,5	72,8	72,3	68,1
в том числе ранние	6,95	6,43	7,46	6,59	11,4	11,1	12,6	13,3
поздние	36,79	35,70	35,49	27,16	60,2	61,7	59,7	54,8
зимующие	6,77	4,38	4,26	5,92	11,1	7,6	7,2	11,9
двулетние	0,40	0,52	0,05	0,66	0,6	0,9	0,1	1,3
Многолетние	9,77	9,70	9,62	7,55	16,0	16,8	16,2	15,2
стержнекорневые	0,53	0,32	0,39	0,43	0,9	0,6	0,6	0,9
корневищные	2,98	3,06	3,19	2,22	4,9	5,3	5,4	4,5
мочковатокорневые	0,39	0,34	0,32	0,33	0,6	0,6	0,5	0,7
корнеотпрысковые	5,88	5,97	5,72	4,57	9,6	10,3	9,6	9,2

 

Исследования показали, что полевые севообороты повлияли на динамику численности сорной растительности на посевах (табл. 2). Если в первую ротацию их было 23 вида, то в четвертой увеличилось до 36. Кроме того, в опыте замечены торица полевая, сушеница топяная и незабудка мелкоцветковая, которые в наших исследованиях не попали в площадь рамки. На долю малолетних сорняков приходится 26 видов, многолетних – 10. Виды сорняков, входивших в сегетальное сообщество в посевах, зависели от севооборота: зернотравяной, I и III плодосменные – 32 вида, II плодосменный – 29. Во II и III плодосменных севооборотах появлялись малолетние сорняки (аистник цикутовый, качим постенный, мелколепестник канадский, пастушья сумка обыкновенная, фиалка полевая), а василек синий и метлица обыкновенная идут на убывание. В этих же севооборотах во второй и третьей ротациях среди многолетних встречались полынь обыкновенная и подорожник большой. При внесении 80 т/га навоза под картофель во II плодосменном севообороте численность малолетних яровых была самой большой. Причина этого – поступление семян с навозом и повышение плодовитости сорняков в результате улучшения условий питания. Также в этом севообороте в четвертой ротации появилась крапива двудомная.

 

Таблица 2.

Динамика засоренности посевов в севооборотах (1996–2021 годы), шт./м²

Вид	Ротация				Среднее
	первая	вторая	третья	четвертая
Малолетние
Звездчатка средняя	0,61	1,34	2,75	1,10	1,45
Горец вьюнковый	0,49	0,40	0,75	0,79	0,61
Горец шероховатый	0,17	1,89	1,09	0,46	0,90
Горец птичий	0,02	0,00	1,10	0,67	0,45
Дымянка аптечная	1,50	2,08	1,69	2,08	1,84
Пикульник обыкновенный	1,99	2,17	1,07	0,56	1,45
Пикульник красивый	0,46	0,76	0,25	0,04	0,38
Подмаренник цепкий	1,43	1,89	1,33	0,30	1,24
Торица полевая	0,00	0,00	0,00	0,00	0,00
Вероника изящная	0,00	0,00	0,19	0,46	0,16
Марь белая	12,35	18,89	25,88	21,42	19,63
Просо куриное	7,04	13,41	18,20	17,06	13,93
Сушеница топяная	0,01	0,00	0,00	0,00	0,00
Щирица запрокинутая	0,11	0,00	0,08	0,04	0,06
Аистник цикутовый	0,00	0,00	0,05	0,38	0,11
Василек синий	1,57	1,55	1,45	0,50	1,27
Качим постенный	0,00	0,00	0,00	0,54	0,14
Мелколепестник канадский	0,00	0,00	0,67	2,03	0,67
Метлица обыкновенная	1,76	2,59	1,10	0,35	1,45
Незабудка мелкоцветковая	0,00	0,00	0,00	0,00	0,00
Пастушья сумка обыкновенная	0,02	0,00	0,11	0,16	0,07
Ромашка непахучая	0,50	0,57	0,64	1,20	0,73
Скерда кровельная	0,00	0,16	0,24	0,19	0,15
Ярутка полевая	0,57	1,10	0,53	0,10	0,58
Проломник нитевидный	0,00	0,00	0,00	0,68	0,17
Фиалка полевая	0,00	0,00	0,57	1,05	0,41
Сумма	30,61	48,79	59,75	52,17	47,83
Многолетние
Одуванчик лекарственный	0,66	0,40	0,24	0,09	0,35
Полынь обыкновенная	0,00	0,00	0,06	0,22	0,07
Хвощ полевой	1,54	2,07	2,31	2,91	2,21
Чистец болотный	0,00	0,00	0,55	2,04	0,65
Крапива двудомная	0,00	0,00	0,00	0,02	0,01
Подорожник большой	0,00	0,00	0,25	1,14	0,35
Вьюнок полевой	0,70	1,05	1,01	0,64	0,85
Бодяг полевой	1,50	1,77	1,16	0,49	1,23
Осот желтый	2,95	3,39	3,75	3,53	3,40
Льнянка обыкновенная	0,02	0,10	0,00	0,08	0,05
Сумма	7,37	8,78	9,33	11,16	9,16
ИТОГО	37,98	57,57	69,08	63,32	56,99

 

Во все годы исследований по малолетним сорнякам наименьшая засоренность в вариантах без удобрений – 45,63 шт./м², с N₆₀P₆₀K₆₀ – 50,04 шт./м², что на 9,6% больше, чем в контроле (НСР₀₅ – 5,55), по многолетним – на фоне естественного плодородия – 9,02 шт./ м², на удобренном – 9,30 шт./м² (НСР₀₅ – 0,64) (табл. 3).

 

Таблица 3.

Влияние севооборота и агрофона на засоренность посевов в севооборотах, среднее за 1998–2021 годы

Биологическая группа сорных растений	Количество сорняков, шт./м2		НСР05
Фактор А – севооборот
Малолетние	Зернотравяной	51,38	7,58
	I плодосменный	48,16
	II плодосменный	49,79
	III плодосменный	42,00
Многолетние	Зернотравяной	9,77	1,28
	I плодосменный	9,70
	II плодосменный	9,62
	III плодосменный	7,55
Фактор В – удобрения
Малолетние	Без удобрения	45,63	5,50
	N60P60K60	50,04
Многолетние	Без удобрения	9,02	0,63
	N60P60K60	9,30
Малолетние	НСР05 частных различий – 11,50; фактора АВ – 9,84
Многолетние	НСР05 частных различий – 3,29; фактора АВ – 2,88

 

Таким образом, мониторинг засоренности посевов в полевых севооборотах показал, что доминирующая биологическая группа среди малолетних – яровые поздние сорняки. Наибольшая засоренность малолетними сорняками в зернотравяном севообороте – 51,38 шт./м², наименьшая в III плодосменном – 42,00 шт./м². Из многолетних преобладали корнеотпрысковые и корневищные (осот желтый, хвощ полевой). При внесении минеральных удобрений численность сорной растительности увеличивается с улучшением условий питания: малолетние – на 4,31 шт./м², многолетние – 0,18 шт./м² (НСР₀₅ – 0,63).

При построении севооборотов необходимо уделить внимание мероприятиям, исключающим возможность попадания сорняков на поля, прежде всего, очистке семенного материала (особенно зерновых культур), обкашиванию обочин полей, внесению только перепревшего навоза. Сроки, способы сева с учетом климатических условий, нормы высева и всхожесть семян также влияют на конкурентную борьбу между сорными и культурными растениями.

作者简介

S. Zamyatin

Federal Agricuctural Research Center of the North-East named N.V. Rudnitsky

Email: zamyatin.ser@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-3999-9179

PhD in Agricultural Sciences, Mari Agricultural Research Institute

俄罗斯联邦, Ruem, Mari El Republic

R. Maksimova

Federal Agricuctural Research Center of the North-East named N.V. Rudnitsky

编辑信件的主要联系方式.
Email: zamyatin.ser@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-0324-8525

Researcher, Mari Agricultural Research Institute

俄罗斯联邦, Ruem, Mari El Republic

参考

补充文件