Особенности формирования и развития сорного компонента полевого фитоценоза

Литература.

1. Анисимов А.И. и др. Главный хлеб XXI века. - Белгород: Крестьянское дело, 2001. - 80 с.

2. Богомазов А.Н., Нетребенко Н.Н., Пендюрин Е.А. Продуктивность озимой пшеницы в зависимости от погодных условий и удобрений на выщелоченных черноземах //Агрохимия. - 1994. - №12. - С. 158-159.

3. Сушков В.П. Влияние удобрений и погодных условий на урожайность основных сельскохозяйственных культур в Белгородской области: Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата с.-х. наук. - Курск: ВНИИЗиЗПЭ, 2004. - 22 с.

4. Долженко Н.К. Использование удобрений и урожай в хозяйствах Белгородской области за 1961-2000 годы (справочник): в 2 т. - Белгород: Крестьянское дело, 2002. - Т. 2. - 224 с.

5. Лукин С.В. Содержание органического вещества в пахотных почвах Белгородской области //Достижения науки и техники АПК. - 2010. - №4. - C. 44-45.

6. Лукин С.В., Четверикова Н.С. Мониторинг плодородия пахотных почв лесостепной зоны Центрально-Черноземного района//ВестникРоссельхозакадемии. - 2010. - №1. - С. 71-73.

7. Лукин С.В., Авраменко П.М. Закономерности изменения содержания подвижного фосфора и обменного калия в почвах Белгородской области // Агрохимия. - 2007. - № 6. - С. 22-26.

DYNAMICS OF WINTER WHEAT PRODUCTIVITY IN BELGOROD REGION

S.V. Lukin

Summary. The aim of the investigation was to study the dynamics of winter wheat productivity in connection with the level of organic and mineral fertilizer application in Belgorod region. The published materials of the local agency of Federal State Statistics Service over 1965-2012 and also of other reference works were analyzed in the article. In the region the weighted average value of winter wheat yield varied from 1.57 to 4.51 t/ha during the studied period, and the level of mineral fertilizer application was 38...209 kg of the active material per 1 ha of cultivated area, and for organic fertilizers this value was 2.0.29.1 t/ha. The lowest grain yields were noted in 1965, 1967, and 1995, they were 1.77, 1.57, and 1.66; at that the level of mineral fertilizer application was not high - 40, 45, and 70 kg of active material per 1 ha. However the main reason was extremely unfavorable conditions of moistening in September and May. For example, in September in 1964, 1966, and 1994 depth of precipitation was 11.3, 28.1, and 16.0 mm, correspondingly, with the standard 47.7 mm; and in May in 1965, 1967, and 1995 it was 32, 13.9, and 18.3 mm (the standard is 48 mm). As a whole, the lowest productivity was noted during the period of 1965-1972. The maximum average winter wheat grain harvest per the unit of area (3.56 t/ha) was noted during intensive chemicalization in 1988-1992, when level of mineral fertilizer usage was maximal. The record yield of this crop was 4.51 t/ha in 2008, with application of 94 kg of active material per 1 ha in the average and very favorable weather conditions; depth of precipitation was 115 mm and 42 mm in September in 2007 and in May in 2008, respectively. The correlation between productivity and organic fertilizer application was rather weak (R=0.4), and between productivity and mineral fertilizers doses (on the five-year cycles) - high (R=0.79). Keywords: winter wheat, productivity, bulk yield, planting acreage, fertilizers, humus.

УДК 632.5.01/08

ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ И РАЗВИТИЯ СОРНОГО КОМПОНЕНТА ПОЛЕВОГО ФИТОЦЕНОЗА

Н.А. НУЖНАЯ, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник

Воронежский НИИСХ Россельхозакадемии E-mail: niish1c@mail.ru

Резюме. Рассмотрены многолетние данные по динамике засоренности посевов в зернопропашных короткоротационных севооборотах, различающихся полем пропашных, со следующим чередованием культур: горох - озимая пшеница - пропашные (сахарная свекла, подсолнечник, кукуруза). По мере освоения севооборотов происходит изменение доминирующей группы сорных растений в сторону увеличения доли сорняков, отличающихся высокой экологической пластичностью по отношению к антропогенным факторам воздействия на агрофитоценоз. В условиях севооборота не установлено строгой приуроченности отдельных видов сорняков к конкретной культуре. Найдена прямая корреляционная зависимость засоренности посевов отдельными видами сорняков в смежные годы. В посевах гороха и ячменя выявлена тесная связь между численностью многолетних сорняков в предшествующем и текущем годах (г = 0,781...0,904), в посевах озимой пшеницы - между малолетними (г = 0,731.0,747). Определяющий фактор формирования засоренности посевов малолетними видами сорняков - погодные условия начала вегетации. Коэффициент корреляции между количеством всходов малолетних сорняков и гидротермическим коэффициентом в мае месяце составил +0,610, многолетними - +0,246. Численность многолетних сорняков, в основном, изменяется в результате антропогенного воздействия на агрофитоценоз. В условиях

склона северной экспозиции конкуренция сорных растений выступает в более острой форме. В целом, выявленные закономерности формирования засоренности дают возможность более рационально и своевременно планировать проведение защитных мероприятий.

Ключевые слова: сорные растения, агрофитоценоз, севооборот, склоны полярных экспозиций.

Сорные растения и борьба с ними - постоянно актуальная проблема земледелия. Ослабление внимания к вопросам защиты посевов от сорняков приводит к вспышкам засоренности и удорожанию предпринимаемых защитных мероприятий.

Сорные растения отличаются высокой приспособляемостью и устойчивостью в агроценозе и по многим биологическим свойствам превосходят культурные виды (плодовитость, выживаемость, пластичность). Как правило, борьба с ними ведется уже по факту, то есть по мере появления, что не всегда своевременно и эффективно. Для успешного контроля и регулирования численности сорных растений необходимы знания основных особенностей их развития и распространения в агрофитоценозе [1...3], получить которые возможно только в длительных стационарных исследованиях.

Цель наших исследований - установить особенности и закономерности формирования и развития сорного компонента фитоценоза сельскохозяйственных культур в зависимости от биотических и абиотических факторов воздействия.

Условия, материалы и методы. Исследования проводили в трех подобных севооборотах, различающихся полем пропашных, со следующим чередованием культур: горох - озимая пшеница - пропашные (сахарная свекла, подсолнечник, кукуруза). Полевой стационарный опыт был заложен в 1980 г. всеми полями одновременно во времени и пространстве. Учет сорных растений осуществляли в посевах всех культур опыта на закрепленных площадках (0,25 м2) в 24 кратной повторности.

В 2007-2009 гг. была изучена засоренность посевов на склонах полярных экспозиций крутизной до 3о. Склоны принадлежали к одному водоразделу и имели одинаковое хозяйственное использование.

Почва опытного участка - чернозем обыкновенный тяжелосуглинистый среднемощный со следующей агрохимической характеристикой пахотного слоя: содержание гумуса - 7,0...7,2 %; общего азота - 0,4 %; общего фосфора - 0,2 %; общего калия - 1,7 %; рН солевой вытяжки - 6,9 %; степень насыщенности основаниями - 96,2 %. Метеорологические условия в годы проведения исследований характеризовались значительными колебаниями. В среднем за годы исследований гидротермический коэффициент периода вегетации равнялся 1, что соответствует среднему многолетнему для условий Воронежской области.

Результаты и обсуждение. Для выяснения общих закономерностей изменения видового состава сорных растений во времени был проведен сравнительный анализ засоренности посевов в первой, третьей и пятой ротациях короткоротационных севооборотов. Он показал, что плотность стеблестоя и видовое разнообразие сорных растений в условиях общепринятой технологии возделывания культур за время исследований практически не изменились. Вместе с тем, уже к третьей ротации в структуре сорного компонента существенно поменялись доминанты. Так, если в первой ротации в посевах всех культур преобладали марь белая и щирица запрокинутая, то в третьей - их доля и обилие значительно уменьшились, а доминирующее положение стали занимать подмаренник цепкий и горчица полевая. Последующие наблюдения (пятой ротации) не выявили сильных изменений, в результате чего можно заключить, что основные изменения в структуре сорного компонента происходят в первые две ротации, то есть по мере освоения севооборотов. В дальнейшем она стабилизируется.

Общий уровень засоренности посевов в период исследований сильно различался по годам и колебался в среднем по всем культурам, от 231 до 30 шт./м2. Различия в численности сорняков были обусловлены погодными условиями. Статистический анализ методом парной корреляции данных количества всходов малолетних и многолетних сорняков с показателями погоды (суммой осадков и ГТК) позволил установить наличие определенной связи между ними (табл. 1).

Метеорологические условия в большей степени влияют на количественную составляющую сорного компонента, причем наиболее сильно на ее малолетнюю часть, а накопление биомассы, как правило, обусловлено конкурентными способностями культурных растений. Численность и масса корнеотпрысковых

Таблица 1. Корреляционная зависимость засоренности посевов от погодных условий

Сорняки

Показатель малолет- много-

ние летние

Численность сорняков в начале вегетации, шт./м2

ГТК мая + 0,610 + 0,246

Сумма осадков в мае + 0,596 + 0,289

Воздушно-сухая масса сорняков в период уборки, г/м2

ГТК (май-август) + 0,492 + 0,076

Сумма осадков за май-август + 0,244 + 0,034

сорняков практически не зависит от условий увлажнения. Их присутствие в агроценозе в большей степени обусловлено антропогенным воздействием (обработка почвы).

Строгой приуроченности отдельных видов сорняков к конкретной культуре, возделываемой в севообороте, не установлено. Вместе с тем, агрофитоценозы характеризуются различной экологической устойчивостью по отношению к сорным растениям. В частности, отмечена слабая конкурентная способность всех культурных растений по отношению к многолетним корнеотпрысковым сорнякам. В период вегетации происходит снижение численности лишь осота полевого. Количество бодяка полевого и вьюнка не только не снижается, но и увеличивается. Более эффективно сельскохозяйственные растения подавляют развитие малолетних сорняков. Процент их гибели в посевах яровых культур в результате затенения составляет в среднем 71.84 %. Однако, несмотря на сильное угнетение этих видов сорняков в процессе вегетации, в агрофитоценозах остается значительное их количество и при определенных условиях они могут выходить в верхний ярус ценоза и тем самым подавлять развитие культурных растений, снижая их урожайность. В этом отношении, как показали наши исследования, в посевах гороха наибольшей конкурентоспособностью отличается горчица полевая, а в ценозах озимой пшеницы - подмаренник цепкий.

Формирование засоренности посевов в текущем году зависит от ее уровня и типа в предшествующие годы. Анализ корреляционных связей показал, что засоренность посевов гороха и ячменя многолетними сорняками тесно связана с количеством стеблей этих видов сорняков в посевах предшествующих культур. Коэффициент корреляции колебался от 0,781 до 0,904. Засоренность посевов озимой пшеницы в текущем году, напротив, слабо связана с числом многолетних сорняков в посевах гороха (г = 0,447.0,536) и сильно с количеством малолетних (г = 0,731.0,747). Степень засоренности агроценозов пропашных культур как малолетними, так и многолетними сорняками практически не зависит от уровня засоренности предшествующей озимой пшеницы.

В современных адаптивно-ландшафтных системах земледелия при планировании и проведении фитосанитарных мероприятий, в первую очередь, следует исходить из агроэкологических особенностей развития агрофитоценоза в целом и его сорного компонента в частности.

Известно, что склоновые земли по своим почвенноклиматическим условиям сильно отличаются от равнинных. Склоны полярных экспозиций характеризуются резко различными условиями, что отражается на формировании и развитии агрофитоценоза, его экологической устойчивости и фитосанитарном состоянии [4, 5].

Исследования, проведенные в условиях склонового рельефа, выявили неоднозначное влияние экспозиции склона на формирование засоренности посевов. Установлено, что видовая насыщенность сорного компонента на склоне северной экспозиции выше, чем на склоне южной. В среднем за годы исследований (2007-2009 гг.) в агрофитоценозе озимой пшеницы на северном склоне было отмечено порядка 15.17 основных видов сорных растений, на южном - 10.13 видов. Северный, более влажный склон предпочитали фиалка полевая, ромашка непахучая, дрема белая. Южный склон оказался более комфортен для живокости полевой. Ее количество здесь было в 8,4 раза больше, чем на склоне северной экспозиции. Численность и видовое разнообразие многолетних сорняков не связано с экспозицией склона. Засоренность этими видами практически не зависит от условий внешней среды (в частности, погоды), а их контроль в агрофитоценозе обусловлен интенсивностью и степенью антропогенного воздействия.

Различное поступление тепла и влаги на склоны полярных экспозиций отражается на развитии агрофитоценоза и уровне конкуренции растений за факторы жизни. Масса сорняков, накапливаемая в посевах культур в период вегетации, служит показателем конкурентоспособности сорного ценоза в большей степени, нежели их численность. Установлено, что на склоне северной экспозиции сорняки развивают большую вегетативную массу, чем на южной (табл. 2). При практически равной их численности на единице площади (31,2 и 33,4 шт./м2 соответственно) накопление биомассы сорных растений в посевах озимой пшеницы в условиях склона северной экспозиции было в 1,8 раза выше, по-видимому, благодаря лучшему соотношению тепла и влаги.

Известно, что соотношение массы культурного и сорного компонентов служит показателем конкурентных взаимоотношений в агрофитоценозе и критерием оценки защитных мероприятий.

Мы установили, что на склоне северной экспозиции доля сорняков в общей фитомассе растений значительно выше, чем на южном. В среднем по всем вариантам опыта в общей биомассе агрофитоценоза озимой пшеницы в период уборки урожая на долю сорных растений на северном склоне приходилось 10,4 %, на южном - 3,0 %.

Таблица 2. Накопление вегетативной массы сорняками в агрофитоценозе озимой пшеницы на склонах полярных экспозиций

Засоренность Экспозиция склона

северная 1 южная

Численность сорняков, шт./м2 31,2 33,4

Масса сорняков в воздушно-

сухом состоянии, г/м2 58,8 32,2

Масса сорняков в общей био-

массе снопа, % 10,4 3,0

Выводы. Таким образом, проведенные в условиях стационара исследования показали, что динамика сорных растений в фитоценозах сельскохозяйственных культур имеет определенные закономерности:

При многолетнем использовании одной и той же схемы севооборота (в течение двух ротаций) происходит отбор группы сорняков, приспособившихся к определенному чередованию культур.

Степень засоренности посевов малолетними сорняками в основном определяется погодными условиями, складывающимися в начале вегетации, а их вредоносность зависит от уровня конкурентной способности сельскохозяйственных культур. На засоренность посевов многолетними сорняками погодные условия периода вегетации практически не влияют.

Формирование засоренности посевов культур в текущем году зависит от ее уровня и типа в предшествующие годы. Засоренность посевов гороха и ячменя многолетними сорняками имеет тесную корреляционную зависимость с их количеством в посевах предшествующих культур: коэффициент корреляции составляет соответственно 0,442.0,813 и 0,781.0,904. Засоренность озимой пшеницы имеет тесную взаимосвязь с числом малолетних сорняков в посевах предшествующей культуры (горох). Коэффициент корреляции 0,731.0,747.

Конкурентные отношения между культурными и сорными расте-ниями в условиях склона северной экспозиции проявляются в более острой форме. Доля сорняков в общей биомассе агрофитоценоза озимой пшеницы на южном склоне составила 3,8 %, на северном - 10,0 %.

Литература.

1. Захаренко В.А. Гербициды. - М.: Агропромиздат, 1990. - 240 с.

2. Протасова Л.Д., Ларина Г.Е. Конкурентоспособность сорных растений в агроценозе // Агрохимия. - 2009. - № 6. -С. 67-85.

3. Спиридонов Ю.Я. Особенности видового состава сорной растительности в современных агроценозах Российского Нечерноземья // Вестник защиты растений. - 2004. - № 2. - С. 15-24.

4. Ковалев Н.Г., Родионова А.Е., Иванов Д.И. Адаптивные реакции сорных растений в посевах овса в зависимости от условий произрастания // Вестник защиты растений. - 2004. - № 1. - С. 3-10.

5. Кирюшин В.И. Агрономическое почвоведение. - М.: КолосС, 2010. - 687с.

FEATURES OF FORMATION AND DEVELOPMENT OF A WEED COMPONENT FIELD OF PHYTOCOENOSIS

N.A. Nujnaya

Summary. Long-term contaminations of crops given on dynamic in crop rotations are considered. It is established, that in process of development of crop rotations there is a change of dominating group of weed plants aside increases in a share of the weeds distinguished by high ecological plasticity in relation to anthropogenous factors of influence on agrofitocenosis. In conditions of a crop rotation it is not established strict separate kinds of weeds to concrete culture. Direct correlation dependence of a contamination of crops by separate kinds of weeds in adjacent years is found. In crops of peas and barley close communication between number of long-term weeds in previous and current years (r = 0,781-0,904), in crops of a winter wheat between juvenile (r = 0,731-0,747) is revealed. It is established, that weather conditions of the beginning of vegetation are the determining factor in formation of a contamination of crops by juvenile kinds of weeds. The factor of correlation between quantity of shoots of juvenile weeds and hydrothermal factor in May has made +0,610, long-term +0,246. Number of long-term weeds, basically, changes as a result of anthropogenous influence on agrofitocenosis. Ambiguous influence of an exposition of a slope on formation of a contamination of crops is opened. It is established, that in conditions of a slope of northern exposition the competition of weed plants acts in sharper form. As a whole, the laws of formation of a contamination revealed during long-term experiment provide more rational and duly carrying out of protective actions..

Key words: weed plants, agrophytocoenosis, a crop rotation, slopes of polar expositions.