Озимая и яровая пшеницы – основные продовольственные культуры. В структуре посевных площадей России пшеница занимает более 50,0%. Площади ее посевов в Самарской области составляют около 500 тыс. га при средней урожайности озимой пшеницы 20-25 ц/га, яровой пшеницы – 12 ц/га. Потери урожая зерновых от сорняков в России и, в частности, в Самарской области составляют около 20-25%, могут доходить до 40% [2, 5-7]. К резкому повышению засоренности полей и изменению видового состава сорных растений привел переход земледелия на минимальную и нулевую обработку почвы [4]. Важная задача современного земледелия – разработка зональных систем защиты растений от сорняков, снижение их численности в агроценозах до уровней ниже экономических порогов вредоносности для повышения урожайности сельскохозяйственных культур.
Цель исследований – оценка влияния сорняков на продуктивность мягкой озимой и яровой пшеницы в лесостепи Самарской области.
Задачи исследований – уточнить видовой состав и распределение сорной растительности в посевах озимой и яровой пшеницы в зависимости от мезоформ рельефа и метеоусловий года; провести сравнительные учеты надземной массы доминирующих видов сорняков и показателей продуктивности пшеницы на засоренных и незасоренных участках посевов, оценить уровень их вредоносности.
Материал и методы исследований. Полевые исследования проводились в 2012-2015 гг. в окрестностях п.г.т. Усть-Кинельский в лесолуговом холмисто-увалистом ландшафте на ландшафтно-экологическом профиле протяженностью около 8 км от водораздела до первой террасы р. Б. Кинель с превышением рельефа около 80 м. Для исследований были выбраны опытные поля яровой и озимой пшеницы, возделываемые в пяти 3-5-польных севооборотах Поволжского НИИ селекции и семеноводства им. П. Н. Константинова (ПНИИСС), расположенные в верхней, средней и нижней частях макросклона северо-западной экспозиции. В верхней части склона располагалось одно поле площадью 9 га, в средней – три поля (2, 5, 3 и 4 га) и в нижней – одно поле площадью 17 га. Почва опытных участков – чернозем обыкновенный, среднемощный, среднегумусный, тяжелосуглинистый. Предшественником озимой пшеницы был чистый пар, яровой пшеницы – озимая пшеница. Основная обработка почвы на паровом поле после уборки предшественника, а также под озимую и яровую пшеницу – вспашка на глубину 20-25 см. На паровом поле в весенне-летний период против сорняков проводилась трехкратная культивация, а в посевах озимой и яровой пшеницы – предпосевная культивация. Посев озимой пшеницы проводился в конце августа – первой декаде сентября, яровой пшеницы – в конце апреля – начале мая в оптимальные сроки с учетом погодных условий. Норма высева для озимой пшеницы составляла 5,5 млн. всхожих семян/га, яровой пшеницы – 4,5 млн. Минеральные удобрения вносились под основную обработку почвы, азотные в виде подкормки в фазу кущения. Гербициды на паровом поле и в опытных посевах пшеницы не применялись.
Объектами исследований были сорта озимой мягкой пшеницы: Поволжская 86, Кинельская 8 (разновидности lutescens) и Поволжская Нива (albidum); сорт яровой мягкой пшеницы – Кинельская 59 (lutescens) селекции Поволжского НИИСС. По срокам созревания все сорта среднеспелые.
Во 2012-2014 гг. метеоусловия характеризовались как засушливые и сухие с гидротермическим коэффициентом (ГТК) в период вегетации озимой пшеницы 0,4-0,8, яровой пшеницы – 0,4-0,5, в 2015 г. – очень сухие с ГТК около 0,2. Лишь в сентябре 2013 г. сумма осадков превышала среднемноголетнюю норму в 2,6 раза, что способствовало дружному появлению всходов и развитию озимой пшеницы и зимующих сорняков в осенний период. В июне 2015 г. осадки практически отсутствовали. В мае-июле 2013 г., а также в мае и июле 2014 г. их количество было ниже нормы, в июне 2014 г. – лишь немного превышало среднемноголетние значения. Для развития яровых сорняков не складывались благоприятные условия в весенний период. Видовой состав сорной растительности в посевах озимой и яровой пшеницы учитывали путем маршрутного обследования опытных полей на ландшафтном профиле катенным методом [3] от наиболее высокой точки местности (водораздел) до самой низкой (долина р. Б. Кинель) по диагонали поля по фазам развития культур (всходы, кущение, трубкование, молочная и восковая спелость). На каждом поле в 10 местах на учетных площадках по 1 м2 определялся видовой состав сорных растений. Оценку обилия засоренности посевов пшеницы проводили по шкале Друде с дополнениями А. А. Уранова, П. Д. Ярошенко: soc (socialis) – сорные растения смыкаются надземной частью, сплошь; сор 3 (от copiosa – обильно) – очень обильно; сор 2 – обильно; сор 1 – весьма обильно; sp. (sparsae) – рассеянно; sol (solitaries) – редко, мало; un (unicum) – встречается единично; и по проективному обилию надземных органов растений, выраженному в %. На основании этих учетов выделялись и отмечались колышками на поле участки: не засоренные, слабо, средне и сильно засоренные доминирующими видами сорняков. В течение вегетации вариант без сорной растительности поддерживался в чистом виде путем ручной прополки. В фазу восковой спелости на выделенных участках по мезоформам рельефа после общего описания растительности участка проводили учеты надземной массы сорняков и пшеницы весовым методом. С учётной площадки 0,25 м2 в 4-кратной повторности выдергивали все растения сорняков и пшеницы. Собранные снопы отряхивали от почвы, помещали в полиэтиленовые пакеты, доставляли в лабораторию, помещали в холодильник и в свежем виде отделяли побеги растения пшеницы от сорняков, сорняки разбирали по видам. Сорняки по видам из каждого образца помещали в бумажные пакеты и высушивали до абсолютно сухого состояния в термостате при температуре 105°С, затем взвешивали. В образцах растений пшеницы побеги разделяли на продуктивные и непродуктивные, подсчитывали и записывали их количество. Образцы пшеницы раскладывали на бумагу в лаборатории и высушивали в течение 3 дней до воздушно сухого состояния, затем продуктивные и непродуктивные побеги взвешивали; отделяли колосья от побегов, определяли длину и массу колосьев. Колосья обмолачивали, определяли в них количество и массу зерен. На основании данных по массе зерен в колосе и количеству продуктивных колосьев на 1 м2 подсчитывали биологическую урожайность зерна. Полученные данные по массе зерна приводили с учетом его влажности к стандартному показателю 14%. За время исследований было взято и проанализировано 184 снопа,
в том числе озимой пшеницы в 2013 г. – 32, 2014 г. – 52, 2015 г. – 28; яровой пшеницы
в 2012 г. – 8, 2013 г. – 24, 2014 г. – 24, 2015 г. – 16 снопов.
Статистическая обработка полученных данных проводилась в программах Microsoft Word и Microsoft Exel с применением дисперсионного и корреляционного анализов.
Результаты исследований. Видовой состав и распределение сорняков. В период исследований (2012-2015 гг.) в посевах озимой пшеницы было выявлено 28 видов сорных растений, в посевах яровой пшеницы – 19. Среди них по количеству видов в посевах озимой пшеницы преобладали яровые поздние (43%), зимующие (18%), яровые ранние однолетники и корнеотпрысковые многолетники (по 14%); в посевах яровой пшеницы – яровые поздние однолетники (58%) и корнеотпрысковые многолетники (21%). К наиболее характерным, повсеместно распространенным засорителям посевов яровой и озимой пшеницы, относились ранний яровой однолетник марь белая (Chenopodium album L.) и корнеотпрысковые многолетники: вьюнок полевой (Convolvulus arvensis L.), бодяк щетинистый (Cirsium setosum (Willd.) Bess.); озимой пшеницы – также зимующие однолетники: ярутка полевая (Thlaspi arvense L.), латук дикий (Lactuca serriola L.), ромашка непахучая (Tripleurospermum inodorum (L.) Sch. Bip.); поздние яровые однолетники: щирицы жминдовидная (Amaranthus blitoides S. Wats) и запрокинутая (Amaranthus retroflexus L.); яровой пшеницы – корнеотпрысковые сорняки: бодяк щетинистый, молочай прутьевидный (Euphorbia virgata Waldst. & Kit.). Во влажные в раннелетний период годы в посевах яровой и озимой пшеницы к ним добавлялись поздние яровые однолетники: щетинник сизый (Setaria pumila (Poir.) Schult.) и просо куриное (Echinochloa crusgalli (L). Beauv.). Указанные сорняки распространены в посевах пшеницы на всех основных мезоформах рельефа (водоразделах, верхних, средних и нижних частях склонов).
В посевах озимой пшеницы наибольшее видовое разнообразие сорняков характерно для средней части склонов (18-22 вида), к водоразделам и верхним частям склонов, а также к нижним частям склонов, оно снижается до 14-15 видов. Яровой поздний однолетник щетинник зеленый (Setaria víridis (L.) Beauv.), зимующий сорняк василек синий (Centaurea cyanus L.), корневищный многолетник щавель конский (Rumex confertus Willd.) учитывались преимущественно в посевах на нижних, более увлажненных частях склонов; стержнекорневой многолетник одуванчик лекарственный (Taraxacum officinale Wigg.) – на нижних и средних, яровые поздние однолетники: дурнишник обыкновенный (Xanthium strumarium L.) – на средних, горец птичий (Polygonum aviculare L.), канатник теофраста (Abutilon theophrastii Medik.) и донник белый (Melilotus albus Medik.) – на средних и верхних частях склонов; зимующие однолетники: пастушья сумка (Capsella bursa-pastoris (L.) Medik.), ромашка непахучая, латук дикий – повсеместно от водоразделов до нижних частей склонов. Наибольшее видовое разнообразие сорняков в посевах озимой пшеницы на нижних частях склонов отмечено в 2012-2013 гг., на средних и верхних частях склонов – в 2014-2015 гг.
В посевах яровой пшеницы наибольшее видовое разнообразие сорняков также отмечено в средней части склонов (8-13 видов), к нижним частям склонов оно снижается до 7-8, а к верхним – до 6 видов. При этом зимующий однолетник пастушья сумка (Capsella bursa-pastoris (L.) Medik.) отмечен, главным образом, в посевах яровой пшеницы на нижней части склонов, яровые поздние однолетники: циклахена дурнишниколистная (Cyclachaena xanthiifolia (Nutt.) Fresen.) – на нижней и средней, горец почечуйный (Persicaria maculosa Gray.), горец птичий, пикульник ладанниковый (Galeopsis ladanum L.), канатник, просвирник, дурнишник, зимующий однолетник ромашка непахучая, кистекорневой многолетник подорожник большой (Plantago major L.) – на средней части склонов. Наибольшее количество видов сорняков в посевах яровой пшеницы отмечено в 2014 г. на средней части склонов (13 видов), где их число снижалось до 8 видов в 2013 и 2015 гг. На нижней и верхней частях склонов количество видов сорняков в годы исследований (2013-2015 гг.) менялось незначительно и составляло 6-8 видов. В целом в посевах озимой пшеницы складываются более благоприятные условия для поддержания высокого видового разнообразия сорной растительности, по сравнению с посевами яровой пшеницы. Посевы яровой и озимой пшеницы на средних частях склонов являются резерваторами многих видов сорняков, откуда они распространяются на нижние и верхние части склонов в благоприятные для их развития годы. Многолетняя динамика видового разнообразия сорняков в посевах озимой пшеницы выражена более отчетливо, по сравнению с посевами яровой пшеницы. Яровая пшеница отличается низкой продуктивной кустистостью и слабой конкурентной способностью по отношению к сорнякам, по сравнению с озимой пшеницей. Тип засорения обусловлен приспособленностью сорных растений к биологическим особенностям культур. У озимой пшеницы таковыми являются озимые и зимующие сорняки. Озимая пшеница была засорена
в основном яровыми поздними, зимующими и корнеотпрысковыми, яровая пшеница – яровыми поздними и корнеотпрысковыми сорняками.
Вредоносность сорняков. При практической оценке влияния сорняков на сельскохозяйственные культуры к важнейшим показателям относится их экономический порог вредоносности (ЭПВ), при котором урожайность культуры снижается на 5-10%, и применение защитных мероприятий в борьбе с сорняками экономически оправдано. В годы исследований (2012-2015 гг.) к сорнякам, численность которых превышала их ЭПВ, относились в посевах озимой пшеницы зимующие однолетники: ярутка полевая и латук дикий, яровые ранние сорняки: конопля сорная, марь белая, гречишка вьюнковая, яровой поздний однолетник пикульник ладанниковый, корнеотпрысковые многолетники: вьюнок полевой и бодяк щетинистый; в посевах яровой пшеницы – преимущественно корнеотпрысковые многолетники: вьюнок полевой, осот полевой, бодяк щетинистый и молочай прутьевидный. В посевах озимой пшеницы в фазу кущения осенью или весной, а в посевах яровой пшеницы в фазы – всходы, кущение весной ЭПВ ярутки полевой составляет 10-20, латука дикого
1-2, конопли сорной – 5-15, мари белой – 9-12, гречишки вьюнковой 6-8, пикульника – 15-18, вьюнка полевого – 5-10, осота полевого 2-3, бодяка – 1-2, молочая – 2-5 растений или стеблей на 1 м2 [1].
К наиболее объективным методам оценки вредоносности сорняков в посевах пшеницы относится сравнение их развития, взаимоотношений и продуктивности на сравнительно однородных засоренных и незасоренных участках посева. В зависимости от жизненной формы сорняков их размеры и вредоспособность значительно различаются. При сравнительной оценке вредоносности сорняков к интегральному показателю, тесно связанному с потерями урожайности культуры, относится их надземная биомасса в период наибольшего развития сорняка и пшеницы в фазу восковой спелости зерна. В посевах озимой пшеницы на участках, засоренных яровыми ранними двудольными однолетниками, урожайность зерна снижалась на 16-28%, яровыми поздними – на 35%, зимующими однолетниками: яруткой полевой – на 8-36%, латуком диким – на 4-20%, корнеотпрысковыми многолетниками: вьюнком полевым в зависимости от степени засоренности – на 6-28%, бодяком щетинистым – на 24-32%; в посевах яровой пшеницы осотом полевым и бодяком – на 17-18%, молочаем – на 26%, вьюнком в зависимости от степени засоренности – на 2-44%, по сравнению с незасоренными участками (табл. 1, 2).
Таблица 1
Влияние сорной растительности на сухую надземную массу и урожайность зерна озимой пшеницы сортов Кинельская 8, Поволжская 86, Поволжская Нива (средние данные)
|
Сорняки |
Год |
Сухая надземная масса |
Сухая масса сорняка, г/м2 |
Биологическая урожайность |
||||||
|
Жизненная форма |
Вид |
Контроль |
Опыт |
Отклонение, % |
Контроль |
Опыт |
Отклонение, % |
|||
|
Яровые |
Конопля сорная |
2013 |
1768,4 |
1466,0 |
−17,1 |
172,4 |
41,1 |
32,7 |
−20,4 |
|
|
2015 |
1915,4 |
1306,5 |
−31,8 |
85,5 |
48,8 |
40,9 |
−16,2 |
|||
|
Марь белая |
2015 |
1915,4 |
1596,5 |
−16,6 |
64,7 |
48,8 |
40,4 |
−17,2 |
||
|
Гречишка |
1532,1 |
955,6 |
−37,6 |
43,2 |
42,5 |
30,4 |
−28,5 |
|||
|
Яровые поздние |
Пикульник |
892,9 |
−41,7 |
57,7 |
27,8 |
−34,6 |
||||
|
Зимующие |
Ярутка полевая |
2013 |
1818,0 |
1485,6 |
−18,2 |
18,4 |
38,1 |
35,0 |
−8,1 |
|
|
2014 |
1773,6 |
1046,0 |
−41,0 |
30,8 |
45,5 |
29,1 |
−36,0 |
|||
|
Латук дикий |
2014 |
1841,8 |
1637,6 |
−11,0 |
205,2 |
42,9 |
41,1 |
−4,2 |
||
|
2015 |
1915,4 |
1451,7 |
−24,2 |
169,2 |
48,8 |
38,8 |
−20,5 |
|||
|
Корнеотпрысковые |
Вьюнок полевой, |
слабо |
2013 |
1571,7 |
1212,7 |
−22,8 |
21,1 |
45,0 |
38,9 |
−13,6 |
|
средне |
1187,6 |
−24,4 |
41,1 |
38,3 |
−14,9 |
|||||
|
обильно |
1178,3 |
−25,0 |
81,9 |
38,1 |
−15,3 |
|||||
|
НСР05 |
|
50,5 |
|
|
|
2,7 |
|
|||
|
слабо |
2014 |
1200,3 |
944,0 |
−19,7 |
11,5 |
45,5 |
42,7 |
−6,2 |
||
|
средне |
944,8 |
−21,3 |
23,1 |
37,1 |
−18,4 |
|||||
|
обильно |
871,1 |
−27,4 |
114,4 |
32,8 |
−27,9 |
|||||
|
НСР05 |
|
95,2 |
|
|
|
2,7 |
|
|||
|
Бодяк |
2014 |
1841,8 |
1366,8 |
−25,9 |
46,4 |
42,9 |
32,8 |
−23,5 |
||
|
2015 |
1915,4 |
1078,4 |
−43,7 |
112,8 |
48,8 |
33,4 |
−31,6 |
|||
Таблица 2
Влияние корнеотпрысковых сорняков на сухую надземную массу и урожайность зерна яровой пшеницы сорта Кинельская 59
|
Вид |
Год |
Сухая надземная масса пшеницы, г/м2 |
Сухая масса сорняка, г/м2 |
Биологическая урожайность зерна, ц/га |
|||||
|
Контроль |
Опыт |
Отклонение, % |
Контроль |
Опыт |
Отклонение, % |
||||
|
Осот полевой |
2013 |
827,0 |
370,0 |
−55,1 |
189,2 |
28,7 |
23,7 |
−17,4 |
|
|
Бодяк щетинистый |
2014 |
1380,0 |
1053,8 |
−23,6 |
68,0 |
43,6 |
35,7 |
−18,1 |
|
|
Молочай прутьевидный |
996,4 |
−27,8 |
180,4 |
32,5 |
−25,5 |
||||
|
Вьюнок полевой |
2012 |
779,2 |
535,6 |
−31,3 |
127,2 |
23,8 |
15,9 |
−33,2 |
|
|
Вьюнок полевой, засоренность |
слабо |
2013 |
828,0 |
776,3 |
−6,3 |
4,9 |
28,7 |
28,1 |
−1,6 |
|
средне |
706,7 |
−14,7 |
21,6 |
25,2 |
−11,7 |
||||
|
обильно |
635,9 |
−23,2 |
71,6 |
22,7 |
−20,5 |
||||
|
НСР05 |
|
52,3 |
|
|
|
2,1 |
|
||
|
слабо |
2014 |
1369,8 |
1254,8 |
−8,3 |
19,6 |
49,6 |
46,4 |
−6,3 |
|
|
средне |
1229,3 |
−10,2 |
61,3 |
37,2 |
−24,9 |
||||
|
обильно |
1001,1 |
−26,9 |
82,6 |
28,0 |
−43,5 |
||||
|
НСР05 |
|
78,5 |
|
|
|
3,8 |
|
||
|
слабо |
2015 |
1170,0 |
1053,2 |
−10,0 |
10,8 |
44,1 |
36,9 |
−16,3 |
|
|
средне |
1002,4 |
−14,3 |
48,0 |
35,4 |
−19,7 |
||||
|
обильно |
858,4 |
−26,6 |
81,6 |
30,6 |
−30,6 |
||||
|
НСР05 |
|
76,5 |
|
|
|
1,6 |
|
||
В фазу восковой спелости отношение сухой надземной массы сорняков к надземной массе пшеницы составляло в посевах озимой пшеницы на участках, засоренных яровыми двудольным сорняками 4-12%, яруткой полевой 1-3%, латуком около 12%, вьюнком, в зависимости от степени засоренности, 1-13%, бодяком 3-10%. В посевах озимой и яровой пшеницы, чем выше было отношение сухой массы вьюнка к надземной массе пшеницы, тем больше были потери урожайности зерна с коэффициентами корреляции, соответственно 0,840 и 0,715.
Заключение. В посевах озимой пшеницы складываются более благоприятные условия для поддержания высокого видового разнообразия сорной растительности, по сравнению с посевами яровой пшеницы. Посевы пшеницы на средних частях склонов являются резерваторами многих видов сорняков, откуда они распространяются на нижние и верхние части склонов в благоприятные для их развития годы. Многолетняя динамика видового разнообразия сорняков в посевах озимой пшеницы выражена более отчетливо, по сравнению с посевами яровой пшеницы. Озимая пшеница была засорена в основном яровыми поздними, зимующими и корнеотпрысковыми сорняками, яровая пшеница – яровыми поздними и корнеотпрысковыми. В посевах озимой пшеницы на участках, засоренных яровыми ранними двудольными однолетниками, урожайность зерна снижалась
на 16-28%, яровыми поздними – на 35%, зимующими однолетниками: яруткой полевой – на 8-36%, латуком диким – на 4-20%, корнеотпрысковыми многолетниками: вьюнком полевым в зависимости от степени засоренности – на 6-28%, бодяком щетинистым – на 24-32%; в посевах яровой пшеницы: осотом полевым и бодяком – на 17-18, молочаем – на 26%, вьюнком в зависимости от степени засоренности – на 2-44%, по сравнению с незасоренными участками. В посевах озимой и яровой пшеницы, чем выше было отношение сухой массы вьюнка к надземной массе пшеницы, тем больше были потери урожайности зерна с коэффициентами корреляции, соответственно 0,840 и 0,715.
