Актуальность темы
В условиях реформирования экономики Казахстана и России защита растений рассматривается как первостепенная экономическая проблема. Улучшение фитосанитарного состояния посевов и предотвращение потерь урожая от вредителей, болезней и сорняков должны стать первоочередной задачей и главным направлением стабилизации, вывода из кризиса аграрного сектора экономики путем разработки новых интегрированных систем защиты растений, отвечающих требованиям проводимых реформ [3, 4, 11, 46, 109, 140, 183, 212, 213, 278].
Основным источником доходов сельского хозяйства Казахстана, является производство зерна. Однако, более 60% посевов сельскохозяйственных культур засорены сорняками в средней и сильной степени.
В условиях широко распространения минимальных технологий возделывания культур агротехнические приемы не обеспечивают высокую эффективность в борьбе с сорными растениями. Использование гербицидов является одним из приоритетных направлений в защите растений от сорняков, в сочетании с другими элементами системы защиты растений, способствует общему повышению культуры земледелия.
В аграрном секторе Западно-Казахстанской области в 2001 г. использовалось в сельскохозяйственном обороте 4,5 млн. га земель, или 32% от всех сельхозугодий области. В 2002;2004 гг. площадь пашни составила 884,6 тыс. га, из них зерновыми культурами было занято 650 тыс. га, или 73,5%. Среди зерновых по занимаемой площади преобладала яровая пшеница — 367 тыс. га (56,5%).
В условиях возрастающих требований к защите посевов в связи с концентрацией и узкой специализацией зернового производства и все более широким применением минимальной и нулевой обработки почвы возрастает значение химического метода. Анализ развития химического метода дает основание полагать, что возможности его совершенствования колоссальны как в отношении ассортимента пестицидов, так и способов и средств их применения. Однако, сложной остается проблема правильного выбора из часто близких по спектру действия и другим свойствам препаратов.
Изученность гербицидов с различным спектром действия в сочетании с обработкой почвы под яровую пшеницу остается недостаточной, поэтому их поиски для борьбы с сорняками в условиях сухостепной зоны Приуралья являются актуальными и представляют научный и практический интерес.
Цель и задачи исследований. Основная цель работы — изучение биологии, экологии и вредоносности сорняков в посевах яровой пшеницы в сухостепной зоне Приуралья, влияния на них метеоусловий года, агротехнических приемов и химических препаратов. В связи с этим ставились следующие задачи по изучению:
— микроассоциаций сорняков в посевах яровой пшеницы;
— взаимоотношений сорных растений с растениями яровой пшеницы;
— особенностей биологии и вредоносности сорных растений в агроэкосистемах ;
— влияния гербицидов, способов обработки почвы и посева на распространение и численность сорняков;
— эффективности совместного действия агротехнических и химических методов борьбы с сорняками в посевах яровой пшеницы в зависимости от метеоусловий года.
Научная новизна. Впервые в России и Казахстане по сорной растительности и состоянию культуры осуществлено крупномасштабное картирование агроце-нозов. В сухостепной зоне Приуралья в агроценозах яровой пшеницы выявлено 37 типов микроагроценозов (микроассоциаций), оценено их влияние на структуру продуктивности яровой пшеницы и качество ее зерна в зависимости от метеоусловий года, способов обработки почвы, посева, применения гербицидов. Получены новые данные по влиянию метеоусловий года и агротехнических приемов на состав и обилие сорняков, продуктивность пшеницыэффективности гербицидов против корнеотпрысковых сорных растений, роли гербицидов в повышении урожайности пшеницы в условиях сухостепной зоны Приуралья.
Теоретическая и практическая значимость работ. Представленные в работе материалы, научные положения, выводы вносят существенный вклад в агро-фитоценологию, интегрированную защиту растений от сорняковмогут быть использованы в разработке мероприятий по защите яровой пшеницы от сорных растений и теоретических основ системы защиты растений, в курсах по экологии и защите растений для студентов высших учебных заведений.
Реализация результатов исследований. Полученные результаты исследований прошли производственную проверку в 2004;2005 гг. в КХ «Жанар» Терек-тинского района, Западно-Казахстанской области, где внедрены в производство. Результаты исследований и наблюдений используются в курсах лекций по интегрированной защите растений для студентов Самарской ГСХА, учащихся Уральского колледжа газа, нефти и отраслевых технологий .
Апробация работы. Материалы исследований были доложены на международных научно-практических конференциях профессорско-преподавательского состава сотрудников и аспирантов СГСХА «Актуальные вопросы агрономической науки в 21 веке» (Самара, 2004), «Актуальные проблемы сельскохозяйственной науки и образования» (Самара, 2005),. международных научно-практических конференциях «Народное хозяйство Западного Казахстана: состояние и перспективы развития» (Уральск, 2004), «Состояние окружающей среды — важная проблема современности» (Уральск, 2005) в Западно-Казахстанском аграрно-техническом университете, международной научно-практической конференции «Химический метод защиты растений: состояние и перспективы повышения экологической безопасности» (Санкт-Петербург, 2004) — Всероссийской научно-практической конференции «Агротехнический метод защиты растений от вредных организмов» (Краснодар, 2005). Работа рассматривалась на заседании кафедры защиты растений СГСХА.
Публикация результатов исследований. По теме диссертации опубликовано 11 научных работ.
Декларация личного участия автора. Диссертация содержит фактический материал, полученный лично автором в течение 2002;2004 гг. В небольшом объеме использованы материалы из фонда отдела защите растений Западно-Казахстанской области по степени засоренности посевов сорняками за 1991;2004 гг. Помощь в проведении полевых учетов и картирования сорных растений оказывали студенты отделения защиты растений Уральского колледжа газа, нефти и отраслевых технологий, обработка и анализ собранного материала выполнены автором самостоятельно.
Основные положения, выносимые на защиту:
В агроценозах яровой пшеницы Приуралья выявлено 37 типов микроагроце-нозов (микроассоциаций), имеющих 4-ярусную вертикальную структуру и относящихся к 6 формациям корнеотпрысковых многолетников и одной формации поздних яровых однолетников. Их состав и распространение определяются метеоусловиями года, способами обработки почвы, посева, конкурентными отношениями с культурой, применением гербицидов.
2. Показатели обилия сорняков тесно связаны обратной зависимостью с суммой осадков в мае-июне и прямой — с среднемесячной температурой воздуха в июне, а урожайность пшеницы имеет противоположные знаки высоких связей с этими метеорологическими факторами.
3. Эффективность гербицидов против сорняков в наибольшей степени зависела от их действующих веществ и в меньшей степени от метеоусловий года, способов обработки почвы и посева, возрастая от гербицидов группы 2,4-Д к Секатору и его баковым смесям. Баковые смеси Секатора почти с одинаковой эффективностью подавляют развитие надземных органов и корневой системы корнеотпрысковых сорняков.
4. Среди элементов продуктивности пшеницы гербициды, подавляя сорняки, оказывают наибольшее положительное воздействие на ее интегральный показатель — урожайность, возрастающий на 19−82%.
Объем и структура работы. Диссертация общим объемом 181 стр. coctopit из введения, 7 глав, выводов, предложений, списка литературы. Фактический материал представлен в 1 рисунке, 69 таблицах.
Автор выражает благодарность и признательность научному руководителю, доктору биологических наук, профессору В. Г. Каплину за поддержку и помощь во время сбора материала, его анализа и написания диссертации, доктору сельскохозяйственных наук, профессору В. В. Вьюркову за оказание методической помощи, представителю фирмы «Bayer Crop Science» А. Б. Нугманову за предоставленные гербициды, руководителю КХ «Жанар» М. К. Жаркееву за предоставленную возможность проведения исследований на полях хозяйства и студентам отделения защиты растений и агроэкологии Уральского колледжа газа и нефти за помощь в проведении полевых учетов сорных растений.
ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ.
1. В Западно-Казахстанской области в 2002;2004 г. в посевах мягкой яровой пшеницы выявлены 15 обычных видов сорных растений из 9 семейств. Среди них однодольных (злаки) — 3 видаяровых ранних однолетников — 3, яровых поздних -4, корнеотпрысковых многолетников — 7 видов, цветковых паразитов — 1 вид.
2. С помощью крупномасштабного картирования в агроценозах яровой пшеницы по сорной растительности и состоянию культуры выявлено 37 типов микроагроценозов (микроассоциаций). В формации молочая лозного (Euphorbia waldsteinii) выявлено 4, молокана татарского (Lactuca tatarica) — 16, бодяка полевого (Cirsium arvense) — 3, осота полевого (Sonchus arvensis) — 4, льнянки обыкновенной (Linaria vulgaris) — 1, горчака ползучего (Acroptilon repens) — 1, щетинника (Setaria) — 8 типов микроагроценозов. Наибольшие площади в агроценозе занимают микрогруппировки с преобладанием молокана (54−88%). На долю микрогруппировок с доминированием злаков приходится 5−39% общей площади агроценоза. Отвальная обработка почвы и стерневой посев, по сравнению с плоскорезной обработкой и дисковым посевом, способствовали увеличению распространения микрогруппировок с преобладанием молокана (соответственно на 34 и 17%) и уменьшению площади, занимаемой микроагроценозами с доминированием щетинников (на 34 и •3%). Стерневой посев способствовал уменьшению распространения микрогруппировок молочая на 9%, вьюнка полевого на 5%, по сравнению с дисковым посевом. В неблагоприятные по метеоусловиям годы распространенность сообществ молочая и вьюнка полевого резко снижается, что наблюдалось в 2004 г., по сравнению с 2003 г.
3. В годы исследований показатели общей средней численности, проективного покрытия и воздушно-сухой массы сорняков в контроле были тесно связаны обратной зависимостью с суммой осадков в мае-июне и прямой — с среднемесячной температурой воздуха в июне с коэффициентом корреляции соответственно -0,997, -0,853, -0,9998 и +0,971, +0,652 й +0,957, что в значительной мере было обусловлено конкурентными отношениями с культурой. Чем лучше условия для развития пшеницы, тем ниже были показатели обилия сорняков в ее посевах. Масса сорняков в высокой степени положительно коррелирует также с запасом питательных веществ в почве. Чем выше плодородие почвы, тем больше обилие сорняков и их масса. Коэффициент корреляции между массой сорняков и запасом питательных веществ составил 0,870. Максимальные показатели обилия сорняков отмечены в микрогруппировках корнеотпрысковых сорняков: молокана татарского в 2002 г., молокана и молочая в 2003 г., молокана и бодяка полевого в 2004 г. Среди агротехнических приемов лучшим в снижении численности, проективного покрытия и массы сорняков в посевах яровой пшеницы оказался вариант с посевом стерневой сеялкой и отвальной обработкой почвы. При дисковом посеве и плоскорезной обработке эти показатели обилия сорняков увеличивались соответственно на 38, 51, 7% и 25, 30, 78%.
4. В агроценозах пшеничного поля в контрольном варианте было выделено 4 яруса растений. Верхний ярус (71−82 см) образуют яровая пшеница, осот полевой, овсюг обыкновенный. Доминанты сорной растительности — молокан татарский, молочай лозный, бодяк полевой, вьюнок полевой, льнянка обыкновенная, щетинники составляют основу второго яруса (25−40 см). Роль сорняков третьего (18−22 см) и четвертого (7−10 см) ярусов (горец вьюнковый, щирицы) незначительна. Средняя высота сорных злаков была максимальной в 2004 г., прочих сорняков — в 2003 г.
5. По пространственному распределению, численности, проективному покрытию, биомассе и вредоносности в посевах яровой пшеницы преобладали многолетние и однолетние двудольные сорняки. Численность молокана, вьюнка полевого, бодяка, осота в посевах пшеницы значительно превышала их экономические пороги вредоносности (ЭПВ), а среди сорных злаков у преобладавших в посевах щетинников она не достигала ЭПВ.
6. В среднем по годам, способам обработки почвы и посева эффективность гербицидов против сорняков в агроценозах яровой пшеницы отличалась незначительно. По состоянию надземных органов эффективность гербицидов против сорняков возрастала от гербицидов группы 2,4-Д (Луварам, Дезормон) (соответственно 77−79 и 87−88%) и Секатора (79−83%) к его баковым смесям с Луварамом (8394%) и Дезормоном (86−94%), а по подавлению развития корневой системы корнеотпрысковых сорняков в слое 0−40 см соответственно 35−57, 43 -59, 62−81, 75−98 и 81−98%. По состоянию корневой системы наиболее устойчив к гербицидам группы 2,4-Д (Луварам, Дезормон) осот полевой, менее устойчивы молокан и особенно молочай лозный, а к Секатору и его баковым смесям — соответственно молокан, осот и молочай.
7. Среди элементов структуры продуктивности яровой пшеницы в зависимости от метеоусловий года наиболее резкие колебания испытывали количество продуктивных стеблей (шт./м2) и урожайность, значения которых в неблагоприятном для развития 2004 г. были в 1,5−1,6 раза меньше, а во влажном 2003 г. в 1,3 раза больше их средних значений за годы исследований. Менее резкие аналогичные колебания испытывали показатели продуктивной кустистости и массы 1000 зерен. Средняя масса зерен в колосе в эти годы практически не отличалась. Длина колоса и число зерен в колосе имели максимальные значения в 2002 г., а минимальные в благоприятном 2003 г. Коэффициент корреляции между урожайностью пшеницы и суммой осадков в мае-июне составил +0,999, а между урожайностью и среднемесячной температурой воздуха в июне — -0,938. В отношении способов посева и обработки почвы количество продуктивных стеблей было наибольшим при дисковом посеве, а всех остальных показателей продуктивности — при стерневом. Плоскорезная обработка почвы оказала заметное положительное влияние лишь на продуктивную кустистость, масса 1000 зерен была практически одинаковой при отвальной и плоскорезной обработке, остальные показатели продуктивности имели максимальные значения при отвальной обработке почвы.
8. Гербициды, подавляя сорнянки, в среднем оказали наибольшее влияние на урожайность пшеницы, по сравнению с метеоусловиями года и агротехническими приемами, повысив ее во все годы наблюдений на 42−53%, с максимальной эффективностью в неблагоприятном для развития культуры 2004 г. Масса зерен в колосе возрастала в опытах с гербицидами на 22−33%, количество продуктивных стеблейна 8−28%, остальные показатели были выше контроля на 4−22%. В зависимости от способов посева и обработки почвы в опытах с гербицидами наибольшее увеличение количества продуктивных побегов наблюдалось при стерневом посеве и отвальной обработке почвы, продуктивной кустистости — при дисковом посеве и отвальной обработке, остальных элементов продуктивности — при дисковом посеве и плоскорезной обработке. Среди испытанных гербицидов Луварам увеличивал показатели элементов продуктивности на 2−19, Дезормон — 4−38, Секатор — 8−47, Се-катор+Луварам — 11−68, Секатор+Дезормои — на 10−82%.
9. Содержание клейковины и протеина в зерне пшеницы было максимальным в засушливом в мае-июне 2004 г. с низкой урожайностью, когда оно отвечало необходимым хлебопекарным качествам, составляя соответственно 28,8−31,8% и 13,9−14,5%. Подавление сорняков гербицидами, оказывало слабое влияние на изменение этих показателей. В опытах с Секатором и его баковыми смесями они увеличивались не более, чем на 5−12%, по сравнению с контролем. Для накопления в зерне белковых веществ, кроме соблюдения правил агротехники, решающее влияние оказывают погодные условия и уровень плодородия, особенно обеспеченность азотными удобрениями.
10. При применении баковых смесей Секатора с Луварамом и Секатора с Дезормоном по отвальной обработке почвы получена максимальная урожайность яровой пшеницы — соответственно 23,1 и 24,2 ц/га, что обеспечило наибольший выход стоимости продукции с 1 га — 227,4 и 238,2 у.е., при снижении себестоимости 1 ц зерна до 9,4 и 10,3 у.е., получении чистого дохода 147,0 и 159,2 у.е./га, уровне рентабельности 182,8 и 201,3%.
11. На основании проведенных исследований в сухостепной зоне Приуралья рекомендуется возделывание яровой пшеницы с применением отвальной обработки почвы плугом ПН-4−35 на глубину 20−22 см, посев стерневой сеялкой СЗС-2,1 с нормой высева 2,5 млн. всхожих семян/га, баковой смеси Секатора с Дезормоном для борьбы с сорняками в фазу кущения — выхода в трубку яровой пшеницы, внесением минеральных удобрений в рекомендуемых для Приуралья дозах.
