The harmfulness of weeds in oat agrocenosis with underseeding of perennial grasses in the North-West of the Russian Federation

全文:

Оценка вредоносности вредных организмов – одна из ключевых задач агробиоценологической диагностики посевов сельскохозяйственных культур, поскольку нацелена на определение их хозяйственного значения и необходимости проведения защитных мероприятий. Кроме величины потерь урожая нахождению подлежат коэффициенты вредоспособности, которые могут использоваться для прогноза потерь урожая и в расчетах экономических порогов вредоносности, – критерии принятия решений о целесообразности проведения защитных обработок.

С учетом того, что вредоносность фитосанитарных объектов изменяется вместе с агротехникой и технологией возделывания культур, под влиянием погодных условий и выбранных сортов, исследования в этом направлении будут всегда актуальны и востребованы производственной защитой растений. [1, 4, 6–8, 11, 14, 15]

Основной вред зерновым культурам на Северо-Западе РФ причиняют сорные растения, которые при достаточном увлажнении формируют большую вегетативную массу. Потери урожая пшеницы озимой от сорняков в зависимости от состояния посева и типа засоренности – 1…24%. При этом основной недобор урожая связан с произрастанием в посеве зимующих видов. От 1% проективного покрытия урожай пшеницы озимой снижался на 0,13 ц/га (0,34%), от 1 экз./м² – 0,08 ц/га (0,22%). [13] Потери урожая пшеницы яровой – 2,5% на низком уровне азотного питания и 8,3% – высоком, а коэффициенты вредоспособности сорных растений, показывающие снижение урожая культуры от 1% проективного покрытия, – 0,14 и 0,49% соответственно. [12]

Оценку вредоносности сорных растений в посевах овса применительно к данному региону возделывания культуры ранее не проводили. Как следствие, в производстве вынуждены пользоваться ЭПВ, разработанными для яровых пшеницы или ячменя, хотя с учетом явных различий в биологии яровых зерновых культур, это не совсем правомочно.

Цель работы – оценить вредоносность сорной растительности в агроценозах овса с подсевом многолетних трав с учетом степени засоренности и содержания в почве основных элементов минерального питания на Северо-Западе РФ.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Исследования проводили в 2020–2023 годах на Меньковском филиале Агрофизического НИИ (Ленинградская обл., Гатчинский р-н). Опытные посевы размещали на полях зернотравяно-пропашного севооборота, который практически в неизменном виде функционирует с 1982 года. Предшественник овса в севообороте – рожь озимая. Подсеваемые многолетние травы – тимофеевка луговая и клевер красный. Использовали сорт овса Яков, имеющий допуск к возделыванию в Северо-Западном регионе с 2010 года.

Длительное внесение минеральных удобрений в севообороте, согласно определенной схеме, привело к формированию трех разных вариантов по содержанию основных элементов минерального питания: высокое – дозы NPK 100, 75 и 75 кг д.в./га, среднее – 65, 50 и 50, низкое – удобрения не вносили (табл. 1).

Таблица 1.

Агрохимические свойства дерново-подзолистой супесчаной почвы в зернотравяно-пропашном севообороте МФ АФИ [5]

Площадь под каждым из вариантов составляла 0,18 га, поля – 0,6, севооборота – 4,2 га.

В соответствии с методикой [2], визуальные учеты численности по видам и общего проективного покрытия сорных растений, а также состояния культурных растений проводили на постоянных учетных площадках 0,1 м² при кущении овса посевного, – фазе критической во взаимоотношении данных компонентов агрофитоценоза. Были получены результаты по урожайности овса и фитомассе сорных растений на момент уборки урожая для каждого вида и постоянной площадки. Ежегодно 36 постоянных площадок размещались по 12 на каждом варианте удобренности и находились в посеве с появления всходов до достижения овсом полной спелости.

Определяли коэффициент вредоспособности сорных растений и потерь урожая, рассчитывали величину снижения урожая от 1 экз. или 1% проективного покрытия сорняками единицы площади посева, а также меру отрицательного влияния на формирование урожая культуры всей популяции сорных растений. Вредоносность сорняков оценивали с помощью уравнений множественной регрессии. Зависимая переменная – урожайность овса посевного, аргументы – в одном случае численность наиболее распространенных видов сорняков, в другом – проективное покрытие сорных растений. В уравнении множественной регрессии при необходимости, как в случае со шведской овсяной мухой в год ее массового размножения (2021), включались показатели других вредных объектов, оказывающих значительное влияние на формирование урожая овса посевного в регионе исследований. Это вызвано необходимостью биоценотического подхода при оценке вредоносности, когда показатели причиняемого вреда каждым видом уточняются в общем уравнении регрессии. Включались сопутствующие признаки культуры – густота растений овса в фазе всходов, общая фитомасса культурных и сорных растений, а также многолетних трав на момент уборки урожая. Присутствие сопутствующих признаков культуры обусловлено необходимостью исключить влияние избирательности вредных организмов на организменном и популяционном уровнях, которое способно искажать результаты оценки причиняемого вреда. Для каждого уровня минерального питания и годов исследований рассчитывали отдельные уравнения множественной регрессии, аргументы которых – одни и те же признаки сорных и культурных растений. Расчеты проводили в программе Statistica 6.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Видовой состав сорной растительности, произрастающей в агроценозе овса с подсевом многолетних трав, не отличался большим разнообразием. Ежегодно встречали 20…23 практически одних и тех же видов, а на единице площади посева – 6…10 видов/м². В фазе кущения овса в разные годы насчитывали от 380 до 979 экз./м² сорных растений, проективное покрытие – 6,3…33,5%. Превышение пороговых значений, оправдывающее с точки зрения величины сохраненного урожая проведение гербицидных обработок, наблюдали в 2021–2023 годах, в 2020 это было нецелесообразным. По итогам этого же года было зафиксировано формирование наименьшей надземной массы сорных растений, доля которых в общей фитомассе посева составила всего лишь 2,7% (табл. 2).

Таблица 2.

Засоренность агроценоза овса с подсевом многолетних трав на Северо-Западе РФ по годам

В другие годы усредненная масса одного сорного растения варьировала в пределах 0,35…0,81 г, всей совокупности произрастающей сегетальной растительности – 145,3…490,4 г/м². В 2021 году была сформирована фитомасса сорняков, составляющая 47% суммарного значения данного агрофитоценоза.

Для изучаемого агроценоза характерно формирование малолетнего типа засоренности на протяжении всего периода исследований. Доля многолетников в общей численности сорных растений – 0,1…2,4% (табл. 3). Сильную засоренность многолетниками наблюдали в 2022 году, умеренную – 2023, когда их насчитывалось 19 и 10 экз./м² соответственно. Преобладающий вид – чистец болотный (Stachys palustris L.), его численность в 2022 и 2023 годах – 11 и 6 экз./м² соответственно.

Таблица 3.

Структура засоренности агроценоза овса с подсевом многолетних трав на Северо-Западе РФ

Массовые виды – марь белая (Chenopodium album L.), пикульники (Galeopsis spp.), фиалка полевая (Viola arvensis Murr.), торица полевая (Spergula arvensis L.), дымянка аптечная (Fumaria officinalis L.), редька дикая (Raphanus raphanistrum L.), горец развесистый (Persicaria lapathifolia (L.) S.F. Gray), среднемноголетняя численность которых в фазе кущения овса – 279, 80, 71, 65, 38, 23 и 22 экз./м². Регулярная встречаемость и большая доля мари белой в общей засоренности посева указывают на статус сверхдоминанта для данного вида (табл. 4).

Таблица 4.

Распространенные виды сорных растений в агроценозе овса с подсевом многолетних трав на Северо-Западе РФ

Оценка вредоносности сорных растений с помощью множественно-регрессионного анализа и методики постоянных учетных площадок показала, что урожайность овса посевного по усредненным за весь период исследований данным снижалась на 2,22 ц/га (10,3%). При сильной засоренности посевов (2022) недобор урожая – 19,8%, слабой (2020) – 1,5%, средней, характерной для 11…25% проективного покрытия, – 5,8…14,2%. Согласно полученным коэффициентам вредоспособности, снижение урожая овса посевного от 1% проективного покрытия почвы сорной растительностью, составляло в разные годы от 0,24 до 0,80% (табл. 5). Наиболее высокое значение коэффициента было в год массового размножения шведской овсяной мухи, что объясняется усилением вредоносности сорных растений при изреженном стеблестое (210 шт./м² в фазе кущения, 385 шт./м² – полной спелости). Наименьшая вредоспособность отмечена в 2020 году, когда доля многолетних сорняков в общей структуре засоренности посева овса была наименьшей (0,3%).

Таблица 5.

Вредоносность сорных растений в агроценозе овса с подсевом многолетних трав в разные годы исследований

На основании проведенных расчетов общего уравнения множественной регрессии по данным всего периода исследований определено, что наличие в посеве овса 1 экз./м² сорного растения в фазе кущения снижает урожайность на 0,005 ц/га (0,18%), в том числе многолетников – 0,007 ц/га (0,27%), малолетников – 0,005 /га (0,20%), 1% проективного покрытия – 0,267 ц/га (0,91%).

По результатам расчета уравнений множественной регрессии, где в качестве зависимой переменной последовательно выступали основные элементы структуры урожая, выяснили, что произрастание сорной растительности сильнее всего сказывалось на густоте продуктивного стеблестоя, слабее всего на массе 1000 зерен (табл. 6). Величина последнего показателя определяется намного позднее и из-за него значительно может компенсироваться отрицательное влияние вредных организмов, включая сорняки, на формирование урожайности культурных растений.

Таблица 6.

Влияние сорных растений на основные элементы структуры урожая овса посевного

Оценка вредоносности отдельных видов сорных растений выявила наличие отрицательной связи с урожайностью овса посевного только у мари белой, пикульников, дымянки аптечной и бородавника обыкновенного. В расчете уравнения множественной регрессии, одновременно присутствовали все указанные виды, коэффициенты вредоспособности оказались равны 0,39, 0,16, 0,12 и 0,55% соответственно для каждого из них, потери урожая – 10,9, 1,3, 0,5 и 0,4% (табл. 7). Подтвердилось, что самый вредоносный вид – марь белая. В 2021 году, когда ее густота произрастания составила 574 экз./м² и на долю этого вида в общей засоренности приходилось 83,5%, потери урожая овса посевного достигли 21,8%, а в 2022 при 326 экз./м² – 12,7%. Примечательно, что коэффициенты вредоспособности в указанные годы 0,38 и 0,39%.

Таблица 7.

Вредоносность распространенных видов сорных растений в агроценозе овса с подсевом многолетних трав на Северо-Западе РФ

Уровень минерального питания во многом определяет вредоносность сорных растений. [3, 16, 17] Наши исследования показали, что при отсутствии удобрений на протяжении многих лет, из-за большего количества многолетних видов, коэффициент вредоспособности сорных растений оказался выше в 1,3 раза, но потери урожая ниже в 2,2 раза, чем на удобренном варианте (табл. 8). Сказалось преимущество применения удобрений на общее проективное покрытие – 21,9 против 7,6%. Об увеличении засоренности посевов овса под действием минеральных удобрений говорилось ранее и другими исследователями. [9, 10]

Таблица 8.

Вредоносность сорных растений в агроценозах овса с подсевом многолетних трав в зависимости от содержания в почве основных элементов минерального питания

Выводы. В современных условиях землепользования на Северо-Западе России потери урожая овса от сорной растительности составили 2,22 ц/га (10,3%), по годам исследований они варьировали от 0,4 до 5,2 ц/га (1,5…19,8%). Основные потери были связаны с произрастанием в посеве мари белой. Влияние сорных растений распространялось на все элементы структуры урожая, в том числе густоту продуктивного стеблестоя (снижение на 14,7%), массу и количество зерен в метелке (8,5 и 7%), массу 1000 зерен (0,7%). Вредоносность сорняков возрастала при сильном повреждении стеблестоя овса шведской овсяной мухой (в 1,8 раза) и по мере повышения содержания в почве основных элементов минерального питания (в 2,2 раза).

Таким образом, определены коэффициенты вредоспособности сорных растений (снижение урожая овса от 1 экз./м² сорного растения в фазе кущения культуры на 0,005 ц/га (0,18%), 1% проективного покрытия – 0,267 ц/га (0,91%)), которые можно использовать как для прогноза потерь урожая, так и в расчетах экономических порогов вредоносности, считающихся критериями принятия решений о целесообразности проведения гербицидных обработок.

作者简介

A. Shpanev

编辑信件的主要联系方式.
Email: ashpanev@mail.ru

Grand PhD in Biological Sciences

参考

补充文件