WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


 

На правах рукописи

КОНИЩЕВА

Вера Андреевна

АГРОТЕХНИЧЕСКИЕ ПРИЕМЫ РЕГУЛИРОВАНИЯ

ВРЕДОНОСНОСТИ СОРНЫХ РАСТЕНИЙ

В УСЛОВИЯХ ЛЕСОСТЕПНОЙ ЗОНЫ СЕВЕРНОГО ЗАУРАЛЬЯ

Специальность 06.01.01 – общее земледелие

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата сельскохозяйственных наук

Тюмень – 2012

Работа выполнена на кафедре экологии и рационального природопользования ФГБОУ ВПО «Тюменская государственная сельскохозяйственная академия»

Научный руководитель:

доктор сельскохозяйственных наук, профессор 

Тюменской ГСХА

Моторин Александр Севостьянович

Официальные оппоненты:

Скипин Леонид Николаевич

доктор сельскохозяйственных наук, профессор 

Тюменского ГАСУ

Полосина Валентина Анатольевна

кандидат сельскохозяйственных наук, доцент

Красноярского ГАУ

Ведущая организация:

СибНИИЗХим СО РАСХН

Защита состоится «29» мая 2012 г. в 1630 часов на заседании диссертационного совета Д 220.064.01 при Тюменской государственной сельскохозяйственной академии.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Тюменской государственной сельскохозяйственной академии.

Адрес академии: 625003, г. Тюмень, ул. Республики, 7

  Тел./факс: (3452) 46-87-7; E-mail: dissTGSHA@mail.ru

Автореферат разослан «28» апреля 2012 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

  Рзаева Валентина Васильевна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ



Актуальность работы. В современных условиях борьба с сорняками – один из важнейших элементов системы земледелия. Сорные растения обладают большим числом биологических особенностей, которые позволяют им удерживаться в полевых сообществах. Всесторонние и глубокие знания этих особенностей позволят установить, в какие моменты сорняки наиболее чувствительны к неблагоприятным внешним факторам и наименее стойки к различным агрономическим приемам (Баздырев, 2000).

Многочисленные исследования по изучению вредоносности сорных растений показали, что она не является постоянной величиной, а зависит от метеорологических условий вегетации, биологических особенностей конкурирующих растений, интенсивности нарастания биомассы сорняков и культуры, технологии обработки почвы, видов удобрений, гербицидов, норм высева семян и т.д. (Таскаева, Тараторин, 1981; Ионин, 1992; Власенко, 2000; Глухих, 2000). Для оценки вредоносности сорняков и успешной борьбы с ними, необходимо знать видовой состав и биологию сегетальной флоры, особенности развития в зависимости от природных и агротехнических факторов.

В настоящее время ставится задача – изыскать менее опасные для окружающей среды приемы борьбы с сорняками, основанные на биологических особенностях культуры. До настоящего времени в условиях лесостепной зоны Северного Зауралья не уделялось должного внимания изучению агротехнических приемов регулирования вредоносности сорных растений, что обусловило необходимость проведения исследований по данной теме.

Цель исследований. Изучение агротехнических приемов регулирования вредоносности сорных растений в условиях лесостепной зоны Северного Зауралья.

Задачи исследований:

- изучить видовой состав и фитомассу сорных растений в зависимости от нормы высева и уровня питания яровой пшеницы;

- установить влияние сорных растений на запасы продуктивной влаги, температуру, содержание питательных веществ в почве в зависимости от коэффициента высева пшеницы и нормы удобрений;

- определить вынос основных питательных веществ сорным и культурным компонентом;

- исследовать влияние агроклиматических факторов на вредоносность сорных растений при возделывании яровой пшеницы;

- дать экономическую оценку агротехнических приемов регулирования вредоносности сорных растений пшеничного агрофитоценоза.

Научная новизна. Впервые в лесостепной зоне Северного Зауралья изучено влияние коэффициента высева яровой пшеницы и нормы удобрений на видовой состав и фитомассу сорных растений. Определено влияние сорняков на запасы продуктивной влаги, температуру и содержание питательных веществ в почве при разной густоте стояния пшеницы и запланированной урожайности. Установлен вынос питательных веществ сорными растениями и яровой пшеницей. Проведена сравнительная оценка экономической эффективности использования норм высева яровой пшеницы и удобрений как приемов регулирования вредоносности сорняков.

Практическая значимость работы. Полученные результаты позволяют количественно оценить уровень вредоносности сорных растений в зависимости от коэффициента высева яровой пшеницы и норм минеральных удобрений. Данные по выносу питательных веществ сорняками и яровой пшеницей могут использоваться при расчете норм удобрений на запланированную урожайность. Материалы исследований можно применять для выработки рекомендаций по повышению эффективности борьбы с сорной растительностью с минимальным использованием химических средств.

Защищаемые положения:

1. Вредоносность сорных растений снижается: при увеличении нормы высева яровой пшеницы с 3,1 до 9,3 млн/га; при внесении минеральных удобрений на запланированную урожайность 3,0-6,0 т/га.

2. Конкурентоспособность яровой пшеницы с сорными растениями повышается при ГТК=1,25-1,37.

Апробация работы. Результаты исследований представлены и обсуждены на заседаниях кафедры; на региональных конференциях молодых ученых «Инновации молодых ученых агропромышленному комплексу Сибири и Урала» (Тюмень, 2010), «Научно-техническое творчество молодежи – агропромышленному комплексу Урала и Сибири» (Тюмень, 2010).

Личный вклад. В основу настоящей работы положены собственные исследования автора за 2009-2011 гг. Автор принимал непосредственное участие в разработке программы исследований, самостоятельно проводил опыты и наблюдения в полевых и лабораторных условиях, обобщал и анализировал экспериментальные данные.

Публикации. По результатам исследований опубликовано 6 научных работ, в том числе одна в издании, рекомендованном ВАК РФ.

Структура и объем работы. Диссертационная работа изложена на 198 страницах. Состоит из введения, 4 глав, выводов, предложений производству. Содержит 46 таблиц, 41 рисунок и 47 приложений. Список литературы состоит из 201 наименований, в том числе 27 иностранных авторов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1 Обзор литературы

В главе обобщены результаты исследований по вопросу влияния нормы высева сельскохозяйственных культур и минеральных удобрений на видовой и количественный состав сорной растительности, оказывающей воздействие на запасы влаги, температуру и содержание питательных веществ в почве.

2 Объекты, условия и методика исследований

Исследования проводились в 2009-2011 гг. на опытном поле Тюменской государственной сельскохозяйственной академии, расположенном в зоне северной лесостепи. По температурному режиму и особенностям распределения осадков годы существенно отличались и характеризовались следующим образом: 2009 г. – сильно засушливый (65,5% от нормы) и жаркий (104,5%), ГТК=0,86; 2010 г. – жаркий (106,4 %) и влажный (106%) с неравномерным выпадением осадков, ГТК=1,37; 2011 г. – жаркий (106,4%) и влажный (93,6%) с типичным выпадением осадков, ГТК=1,25.

Объекты полевых исследований – сорная растительность, почва чернозем выщелоченный, яровая мягкая пшеница сорта Красноуфимская 100. В Тюменской области сорт районирован по 3 зоне с 2008 г. Агрохимические показатели пахотного слоя почвы: гумус – 7,23%; рHcl – 5,0; N-NO – 1,44 мг/кг, P2O5 – 7,7 и K2O – 9,3 мг/100 г почвы.

Опыт по изучению влияния нормы высева яровой пшеницы на вредоносность сорных растений включал 5 вариантов: 1) 3,1 млн/га; 2) 4,7 млн/га; 3) 6,2 млн/га; 4) 7,7 млн/га; 5) 9,3 млн/га. Шаг брали из расчета +/- 25 и 50 % от рекомендуемой для лесостепной зоны нормы высева 6,2 млн/га. Предшественник овес. Посев проводился сеялкой ССНП-1,6. Варианты размещались по методу рендомизации. Повторность опыта 4-х кратная, каждая делянка разбита на две учетных: культура с сорными растениями и чистый посев. Площадь делянки 67,5 м2, учетной – 4 м2, всего опыта – 0,21 га.

Опыт по изучению влияния уровня минерального питания на вредоносность сорных растений пшеничного агрофитоценоза содержал 5 вариантов: 1) контроль (без удобрений); 2-5 варианты внесения удобрений на запланированную урожайность: 2) 3,0 т/га; 3) 4,0 т/га; 4) 5,0 т/га; 5) 6,0 т/га. Из минеральных удобрений вносили аммиачную селитру и аммофос вручную под предпосевную культивацию КПС-4. Наблюдения проводились в трехпольном зернопаровом севообороте: 1 – однолетние травы (горох+вика); 2 – яровая пшеница; 3 – овес. Посев пшеницы проводился сеялкой СЗ-3,6 с нормой высева 6,2 млн/га в оптимальные сроки. Размещение вариантов в опыте систематическое. Повторность опыта 4-х кратная, каждая делянка разбита на две учетных: культура с сорными растениями и чистый посев. Площадь делянки 50 м2, учетной – 4 м2.

Основные методы исследований: полевой и лабораторный. В процессе исследований проводились следующие наблюдения: фенологические – по методике ГСУ (1985); учет количественного и видового состава сорной растительности в фазу кущения, колошения и полной спелости пшеницы на закрепленных учетных площадках (0,25 м2) в 12-ти кратной повторности, степень засоренности по методике Н.З. Милащенко (1962); массу культурных и сорных растений учитывали количественно-весовым методом в фазу кущения и полной спелости пшеницы; ярусность сорняков – по методике Н.Г. Власенко (2000); густота стояния растений пшеницы в фазу полных всходов-кущения и перед уборкой на закрепленных участках площадью 0,25 м2 в 4-х кратной повторности; влажность почвы термостатно-весовым методом (ГОСТ 28268-89) в основные фазы развития культуры на глубину до 1 метра (через каждые 10 см) в 4-х кратной повторности; запасы продуктивной влаги рассчитывали по данным влажности и плотности почвы (Доспехов Б.А., Васильев И.П., Туликов А.М., 1987); содержание подвижных форм питательных веществ в почве в основные в фазы развития культуры по слоям 0-20 и 20-40 см (ГОСТ 26207-91, ГОСТ 26210-91, ГОСТ 26488-85); количество питательных веществ в пшенице и в сорняках: азот (ГОСТ 13496.4-93), фосфор и калий по методу Труога-Мейера; вынос питательных веществ культурными и сорными растениями в фазу полной спелости пшеницы по методике ЦИНАО (2000); температуру пахотного слоя почвы (0,2 м) определяли почвенно-вытяжными термометрами ТПВ-50 в течение вегетации культуры через 3-5 суток в 14 часов местного декретного времени; урожайность пшеницы и элементы ее структуры – сноповым методом.

Экономическая эффективность – по нормативам и расценкам на основании расчета технологических карт на кафедре экономики ТюмГСХА. Статистическая обработка экспериментальных данных методом дисперсионного и корреляционного анализов по Б.А. Доспехову (1985) с использованием пакета прикладных программ Microsoft Excel (2007).

3 Вредоносность сорных растений в зависимости от нормы высева

яровой пшеницы

Видовой и количественный состав сорной растительности. В годы исследований в посеве пшеницы встречалось 22 вида сорных растений, относящихся к 14 семействам. Самыми многочислен­ными по числу видов оказались се­мейства гвоздичных и мятликовых – по 3 вида; астровые, яснотковые, гречишные и маревые – по 2 вида; остальные – по 1 виду (табл. 1).

Таблица 1 – Густота стояния пшеницы и численность сорных растений

в засоренном посеве в фазу полной спелости, шт./м2

Норма

высева,

млн/га

2009 г.

2010 г.

2011 г.

Густота

стояния

пшеницы, шт./м2

2009-2011 гг.

Численность

сорняков,

шт./м2

2009-2011 гг.

Сохранность растений пшеницы к уборке,

шт./м2 / %

Сорняки, шт./м2

Сохранность растений пшеницы к уборке,

шт./м2 / %

Сорняки, шт./м2

Сохранность растений пшеницы к уборке,

шт./м2 / %

Сорняки, шт./м2

3,1

122 / 51,7

219/8

179 / 82,1

104/1

227 / 92,7

60/44

176/75,6

128/18

4,7

197 / 48,9

155/17

220 / 72,2

102/4

265 / 88,6

119/24

227/67,5

125/15

6,2 (К)

242 / 53,0

185/5

327 / 84,1

92/1

324 / 84,4

68/31

298/72,8

115/12

7,7

344 / 69,6

156/13

395 / 71,4

75/4

443 / 89,3

64/34

394/76,6

98/17

9,3

440 / 71,3

148/8

532 / 85,7

70/3

505 / 92,3

34/53

492/82,7

84/21

r

0,97

-0,84

0,98

-0,96

0,98

-0,58

0,98

-0,99

*r

- 0,81

- 0,96

- 0,61

-0,99





Примечание: числитель – численность малолетних сорняков; знаменатель – численность многолетних; r – корреляция между количеством растений пшеницы, сорняков и нормой высева пшеницы; *r – корреляция между густотой стояния пшеницы и численностью сорных растений.

Из малолетних сорных растений в агрофитоценозе преобладали: подма­ренник цепкий, куриное просо, гре­чишка вьюнковая, щирица запрокину­тая, марь белая, аистник цикутовый, звездчатка сред­няя. Многолетние сорняки в основном были представлены осотом полевым (2009-2011 гг.) и горошком мышиным (2011 г.). Наибольшую долю (по 8 видов) во все годы среди биологических групп сорняков занимали ранние яровые.

В среднем за годы исследований выявлена тесная обратная корреляция между численностью сорняков и нормой высева пшеницы (r = -0,99). Нормы высева пшеницы выше контроля снижали численность малолетних сорняков на 15-27% (17-31 шт./м2). По всем нормам высева относительно контроля (6,2 млн/га) возрастало количество многолетних сорных растений (на 25,0-75,0%).

Существенное влияние на видовое разнообразие сорного компонента по фазам развития пшеницы и в целом за вегетацию оказали метеорологические условия. Установлена средняя прямая корреляция (r = 0,53) между видовым составом сорняков и нормой высева пшеницы.

Фитомасса и вертикальная структура сорного компонента. В течение вегетации яровой пшеницы взаимоотношения культуры и сорных растений имеют специфические особенности. В начале вегетации масса сорняков ничтожна и не является существенным показателем засоренности. Установлена закономерность увеличения фитомассы пшеницы (r = 0,63) и снижение влияния на нее сорного компонента (r = -0,78) по мере повышения нормы вы­сева. Максимальное снижение фитомассы пшеницы на засоренных делянках отмечалось при норме высева 3,1 млн/га (табл. 2).

Таблица 2 – Фитомасса сорных растений в зависимости

от метеорологических условий и нормы высева пшеницы, г/м2

Годы

исследований

Количество осадков за вегетацию, мм

Среднесуточная tо

воздуха, оС

Норма высева, млн/га

r

3,1

4,7

6,2 (К)

7,7

9,3

2009

153

16,3

96,5/20,1

22,3/5,0

56,8/10,9

32,3/6,6

29,3/5,9

-0,68

2010

248

16,6

62,6/8,2

26,7/3,3

37,1/4,0

20,1/2,2

11,1/1,5

-0,88

2011

219

16,6

12,4/1,1

8,4/0,6

11,0/0,7

5,0/0,3

5,0/0,3

-0,85

Среднее

207

16,5

57,2/9,8

19,1/3,0

35,0/5,2

19,1/3,0

15,1/2,6

-0,77

*r

-0,59

-0,76

0,01

-0,21

-0,62

-0,78

-0,63

-0,79

-0,85

-0,95

-

Примечание: числитель – фитомасса сорняков, г/м2; знаменатель – удельная масса сорняков в агрофитоценозе, %; r – корреляция между фитомассой сорняков и нормой высева пшеницы; *r – корреляция между фитомассой сорняков и количеством осадков за вегетацию (числитель), среднесуточной температурой воздуха (знаменатель).

Минимальное накопление фитомассы сорными растениями к фазе спелости пшеницы установлено в типичный по метеоусловиям 2011 г. Во все годы по отношению к контролю отмечалась тенденция уменьшения фитомассы сорняков по мере увеличения нормы высева (r = от -0,86 до -0,98). В среднем за три года (2009-2011) фитомасса сорной растительности при минимальной норме высева пшеницы (3,1 млн/га) возрастала на 38,8% (22,2 г/м2) по сравнению с рекомендуемой (6,2 млн/га).

Данные двухфакторного дисперсионного анализа указывают на существенное влияние нормы высева (F(факт.)9,36 > 4,46F(крит.)) и гидротермических условий (F(факт.)4,42 > 3,84F(крит.)) на формирование фитомассы сорных растений.

При дефиците осадков (2009 г.) более 50% сорняков  в загущенных посевах (7,7 и 9,3 млн/га) находилось в нижнем ярусе (высота до 25 см). На вариантах с нормами высева ниже контроля (3,1 и 4,7 млн/га) 56-61% сорняков располагался в среднем ярусе (25-60 см). В годы со среднемноголетним количеством осадков (2010 и 2011 гг.) по всем вариантам опыта сорняки развивались слабо, свыше 60% находилось в нижнем ярусе агрофитоценоза (< 25 см).

Запасы продуктивной влаги в почве. В 0,3 м слое почвы по всем нормам высева запасы продуктивной влаги были выше на чистых делянках. Во все сроки определения существенное влияние на них оказали осадки (рис. 1).

Рисунок 1 – Запасы продуктивной влаги в 0,3 м слое почвы в зависимости от нормы высева, мм, 2009-2011 гг.

Увеличение нормы высева пшеницы снижало влияние сорняков на запасы влаги в почве, что подтверждается коэффициентом корреляции (r = от -0,86 до -0,99). В среднем за 2009-2011 гг. максимальное снижение запасов продуктивной влаги (6,1 мм) в 0,3 м слое почвы установлено при норме высева 3,1 млн/га. С увеличением нормы высева до 9,3 млн/га разница между чистыми и засоренными посевами по запасам продуктивной влаги была несущественной и составила 1,5 мм.

Температурный режим пахотного слоя почвы. Корреляционный анализ подтвердил существенную прямую зависимость (r = 0,92) температуры почвы от температуры воздуха (рис. 2).

Рисунок 2 – Температура пахотного (0,2 м) слоя почвы в зависимости

от нормы высева яровой пшеницы, оС

Температура почвы также зависела от фитомассы сорного компонента. В начале всходов пшеницы при незначительной фитомассе растений между исследуемыми вариантами опыта (3,1 и 6,2 млн/га) температура почвы оставалась практически одинаковой (11,6-11,7оС). После удаления сорных растений в фазу кущения на варианте с нормой высева 3,1 млн/га температура почвы повысилась: в 2009 г. на 0,5оС; в 2010 г. на 0,3оС; в 2011 г. на 0,2оС; на контроле (6,2 млн/га) – на 0,3оС (2009 г.), на 0,1оС (2010, 2011 гг.).

В среднем за вегетацию пшеницы в годы исследований сорняки снижали температуру пахотного слоя почвы при норме высева 3,1 млн/га на 0,3оС; при 6,2 млн/га – на 0,2оС.

Вынос питательных веществ сорными растениями. Установлена тесная прямая зависимость количества выноса питательных веществ сорняками от их фитомассы (r = 0,94-0,99). Максимальный вынос питательных веществ сорными растениями (10,6-41,7 кг/га) установлен в засушливом 2009 г., в результате накопления ими обильной фитомассы (29,3-96,5 г/м2). Вынос азота, фосфора и калия сорняками при норме высева 3,1 млн/га составлял 48,6% (41,7 кг/га) от потребления их пшеницей – 85,8 кг/га (рис. 3). При максимальной норме высева 9,3 млн/га потери питательных веществ от сорняков снижались до 5,5% (12,1 кг/га), что в два раза ниже контроля (22,2 кг/га).

Рисунок 3 – Вынос питательных веществ пшеницей и сорняками в фазу

полной спелости, кг/га, 2009-2011 гг.

В относительно благоприятных метеорологических условиях при ГТК= 1,37 и 1,25 (2010 и 2011 гг.) яровая пшеница успешно конкурировала с сорняками, снижая их массовую долю в агрофитоценозе до низкого уровня 0,3-8,2%. В результате чего вынос сорняками питательных веществ составил 1,0-16,9 кг/га соответственно.

Вынос питательных веществ сорняками находился в тесной обратной зависимости от нормы высева пшеницы (r = -0,88). В среднем за годы исследований по данным дисперсионного анализа вынос питательных веществ сорным компонентом агроценоза существенно зависел от условий вегетационного периода (F(факт.) 10,52 > 4,46 F(крит.)).

Урожайность яровой пшеницы в зависимости от засоренности посева и нормы высева. Существенное снижение урожайности по отношению к чистому посеву установлено в 2009 г. на вариантах с нормой высева 3,1 млн/га (0,38 т/га) и 6,2 млн/га (0,22 т/га), с массовой долей сорного компонента 20,1 и 10,9% соответственно (табл. 3, рис. 4).

Таблица 3 – Урожайность яровой пшеницы в зависимости от нормы

Норма

высева, млн/га

Посев

пшеницы

Годы исследований

Среднее

Отклонение от

контроля, %

2009

2010

2011

3,1

Чистый

2,09

1,85

2,83

2,26

-19,9

Засоренный

1,71

1,65

2,72

2,03

-24,5

НСР05

0,12

0,13

0,12

-

4,7

Чистый

2,52

1,94

2,87

2,44

-13,3

Засоренный

2,41

1,89

2,82

2,37

-11,6

НСР05

0,12

0,19

0,10

-

6,2

(контроль)

Чистый

2,90

2,39

3,16

2,82

-

Засоренный

2,68 

2,30 

3,0 

2,68

-

НСР05

0,16

0,25

0,20

-

7,7

Чистый

2,69

2,00

2,81

2,50

-11,2

Засоренный

2,60

1,97 

2,78 

2,45

-8,7

НСР05

0,13

0,13

0,11

-

9,3

Чистый

2,45

1,77

2,64

2,29

-18,8

Засоренный

2,42

1,74

2,61

2,26

-15,9

НСР05

0,12

0,13

0,13

-

высева и засоренности посева, т/га

Урожайность яровой пшеницы относительно контроля существенно снижалась по всем нормам высева. В 2010 г. значительное снижение урожая (0,20 т/га) установлено при минимальной норме высева с существенной удельной массой сорных растений в агроценозе 8,2%.

Рисунок 4 – Снижение урожайности пшеницы в зависимости от численности и  фитомассы сорного компонента, т/га, 2009-2011 гг.

Сорные растения, занимая в фитомассе агрофитоценоза 0,3-1,1% (2011 г.) не оказали существенного влияния на урожайность пшеницы. В среднем за три года увеличение нормы высева пшеницы уменьшало потери урожайности от действия сорняков, что подтверждается коэффициентом корреляции (r = -0,82). По результатам двухфакторного дисперсионного анализа установлено существенное влияние условий вегетационного периода (F(факт.) 31,25 > 4,46 F(крит.)) и нормы высева (F(факт.) 5,55 > 3,84 F(крит.)) на урожайность пшеницы.

Влияние сорных растений на экономическую эффективность возделывания яровой пшеницы. В среднем за 2009-2011 гг. в чистых и засоренных посевах уменьшение нормы высева в два раза по сравнению с контролем привело к повышению рентабельности на 64 и 49% (соответственно) и снижению затрат в 1,7 раза (табл. 4). Самые низкие показатели экономической эффективности получены при нормах высева 7,7 и 9,3 млн/га.

Показатели

3,1 млн/га

4,7 млн/га

6,2 млн/га (К)

7,7 млн/га

9,3 млн/га

1

2

1

2

1

2

1

2

1

2

Урожайность, т/га

2,26

2,03

2,44

2,37

2,82

2,68

2,50

2,45

2,29

2,26

Затраты,  руб./га

4649

4613

6295

6284

7872

7850

9338

9330

10923

10918

Стоимость продукции, руб./га

11300

10150

12200

11850

14100

13400

12500

12250

11450

11300

Себестоимость, руб./т

2057

2272

2580

2651

2791

2929

3735

3808

4770

4831

Прибыль, руб./га

6651

5537

5905

5566

6228

5550

3162

2920

527

382

Рентабельность, %

143

120

94

89

79

71

34

31

5

3

Таблица 4 – Влияние сорных растений на экономическую эффективность возделывания яровой пшеницы, 2009-2011 гг.

Примечание: 1 – чистый посев, 2 – засоренный посев.

4 Вредоносность сорных растений в зависимости от уровня

минерального питания яровой пшеницы

Видовой и количественный состав сорной растительности. Наибольшую долю – 8 видов сорного компонента (40%) занимали малолетние ранние яровые; по 4 вида – поздние яровые, зимующие и многолетние – (табл. 5). 

Таблица 5 – Влияние уровня питания пшеницы на численность

сорных растений в фазу полной спелости пшеницы, шт./м2

Вариант

2009 г.

2010 г.

2011 г.

Фитомасса

пшеницы, г/м2

2009-2011 гг.

Численность

сорняков,

шт./м2

2009-2011 гг.

Фитомасса

пшеницы, г/м2

Сорняки, шт./м2

Фитомасса пшеницы, г/м2

Сорняки, шт./м2

Фитомасса пшеницы, г/м2

Сорняки, шт./м2

Контроль

464

142/18

1240

83/1

1220

97/4

975

107/8

NPK на 3,0 т/га

828

167/13

1540

113/0

1745

70/0

1371

117/4

NPK на 4,0 т/га

952

184/18

1720

78/0

1880

41/2

1517

101/7

NPK на 5,0 т/га

956

204/7

1872

99/0

2060

28/1

1629

110/4

NPK на 6,0 т/га

964

198/6

1895

103/0

1956

19/0

1606

107/2

r

0,93*

-0,59**

0,20

-0,77

-0,94

-0,78

-0,11

-0,77

0,94***

0,18

-0,94

-0,45

Примечание: числитель – малолетние сорняки, знаменатель – многолетние сорняки; *r – корреляция между фитомассой пшеницы и количеством малолетних сорняков; ** r – корреляция между фитомассой пшеницы и количеством многолетних сорняков; *** r – корреляция между фитомассой пшеницы и общей численностью сорняков.

В годы исследований установлен малолетний тип засоренности посевов, доминировал поздний яровой сорняк – куриное просо. Повышение нормы удобрений способствовало снижению численности многолетних сорняков (r = -0,80) и видового состава сегетальной флоры (r = -0,88). Результаты дисперсионного анализа выявили существенное влияние метеоусловий вегетационного периода на численность сорняков и их видовой состав.

Фитомасса и вертикальная структура сорного компонента. Установлена тесная прямая зависимость фитомассы сорняков от уровня питания пшеницы (r = 0,82-0,86). За годы исследований максимальная их фитомасса определена при норме удобрений на 5,0 и 6,0 т/га. Минимальное накопление фитомассы сорняками, к фазе полной спелости пшеницы, происходило при благоприятных метеоусловиях (2011 г.) на всех вариантах опыта. В среднем за три года (2009-2011) фитомасса сорняков при внесении удобрений на 5,0 т/га зерна пшеницы превышала контроль в 6 раз и составила 48,7 г/м2 (табл. 6).

Таблица 6 – Фитомасса сорных растений в зависимости от метеорологических условий и уровня питания пшеницы, г/м2

Годы

исследований

Количество осадков за вегетацию, мм

Среднесуточная tо воздуха, оС

Норма удобрений на запланированную

урожайность

r

контроль

3,0 т/га

4,0 т/га

5,0 т/га

6,0 т/га

2009

153

16,3

15,0/1,1

20,7/2,4

32,7/3,3

104,7/9,9

77,3/7,4

0,82

2010

248

16,6

12,5/1,0

25,5/1,7

25,9/1,5

25,0/1,4

46,4/2,5

0,86

2011

219

16,6

5,9/0,5

5,8/0,3

10,5/0,6

16,4/0,8

5,8/0,3

0,38

Среднее

207

16,5

11,1/0,9

17,3/1,5

23,0/1,8

48,7/4,0

43,2/3,4

0,89

*r

0,81

0,65

0,01

-0,21

-0,50

-0,68

-0,92

-0,99

-0,62

-0,78

-

Примечание: числитель – фитомасса сорняков, г/м2; знаменатель – удельная масса сорняков в агрофитоценозе, %; r – корреляция между фитомассой сорняков и нормой высева пшеницы; *r – корреляция между фитомассой сорняков и количеством осадков за вегетацию (числитель), среднесуточной температурой воздуха (знаменатель).

В результате исследований выявлено отсутствие зависимости между численностью и фитомассой сорного компонента (r = -0,37). Внесение удобрений увеличивает количество сорняков верхнего яруса (r = 0,92).

Запасы продуктивной влаги в почве. Во все годы и сроки определения запасы продуктивной влаги в корнеобитаемом слое (0,3 м) на всех вариантах опыта были выше на чистых делянках (рис. 5).

Рисунок 5 – Запасы продуктивной влаги в 0,3 м слое почвы в зависимости от нормы удобрений, мм, 2009-2011 гг.

Температурный режим пахотного слоя почвы. При максимальном уровне питания яровой пшеницы независимо от величины ГТК сорные растения, затеняя почву, снижали ее температуру: в 2009 г. на 0,4оС; в 2010 и 2011 гг. – на 0,3оС (рис. 6). В среднем за три года сорняки снижали температуру пахотного (0,2 м) слоя почвы на варианте с внесением удобрений на 3,0 т/га на 0,2оС; на 6,0 т/га – на 0,3оС.

Рисунок 6 – Температура пахотного (0,2 м) слоя почвы в зависимости от

уровня питания яровой пшеницы, оС

По данным дисперсионного анализа снижение сорняками температуры почвы в равной степени зависело от метеоусловий (F(факт.)60,84 > 18,51F(крит.)) и нормы удобрений (F(факт.)60,68 >19,00 F(крит.)).

Вынос питательных веществ сорными растениями. В зависимости от нормы удобрений меняется характер поглощения питательных веществ сорняками. Вынос питательных веществ сорняками находился в прямой зависимости (r = 0,89) от их фитомассы  (рис. 7).

Рисунок 7 – Вынос питательных веществ пшеницей и сорняками в фазу

полной спелости, кг/га, 2009-2011 гг.

Наибольшее количество питательных веществ (до 56,7 кг/га) сорняки вынесли из почвы в 2009 г. в результате накопления ими обильной фитомассы. Доля выноса элементов питания по сравнению с пшеницей составила от 1,2 до 16,7%. С увеличением уровня питания возрастает количество поглощенных питательных веществ сорняками (r = 0,80). В относительно благоприятных метеоусловиях 2010 и 2011 гг. пшеница успешно конкурировала с сорняками, снижая вынос ими питательных веществ до 1,01-8,95 кг/га. Результаты двухфакторного дисперсионного анализа свидетельствуют о существенном влиянии уровня питания яровой пшеницы на снижение сорняками запасов нитратного азота и обменного калия в почве и метеоусловий вегетационного периода на общий вынос питательных веществ.

Урожайность пшеницы в зависимости от уровня минерального питания и засоренности посевов. Увеличение нормы удобрений существенно (r = 0,98) повышало урожайность пшеницы в чистом и засоренном посевах (табл. 7).

Таблица 7 – Урожайность яровой пшеницы в зависимости от уровня

питания и засоренности посева, т/га

Вариант

Посев

пшеницы

Годы исследований

Среднее

Отклонение от контроля, %

2009

2010

2011

Контроль

Чистый

2,23

2,10

2,63

2,32

-

Засоренный

2,10

2,04

2,56

2,23

-

НСР05

0,13

0,13

0,25

-

NPK на

3,0 т/га

Чистый

3,02

2,59

3,49

3,03

+30,6

Засоренный

2,90

2,54

3,44

2,96

+32,7

НСР05

0,19

0,13

0,25

-

NPK на

4,0 т/га

Чистый

3,76

3,44

4,09

3,76

+62,1

Засоренный

3,63

3,39

4,04

3,69

+65,5

НСР05

0,25

0,13

0,13

-

NPK на

5,0 т/га

Чистый

4,16

3,96

4,16

4,09

+76,3

Засоренный

3,92

3,92

4,10

3,98

+78,5

НСР05

0,13

0,13

0,13

-

NPK на

6,0 т/га

Чистый

4,33

4,20

3,95

4,16

+79,3

Засоренный

4,16

4,15 

3,90

4,07

+75,4

НСР05

0,19

0,19

0,25

-

При сильном дефиците осадков (ГТК=0,86) установлена прямая корреляционная зависимость (r = 0,62) между снижением урожайности сорняками и уровнем питания пшеницы  (рис. 8).

Сорные растения на варианте без удобрений существенно снижали урожайность (на 0,13 т/га) при наличии в посеве многолетнего сорняка – осота полевого (9 шт./м2). Максимальные потери урожая от сорняков установлены при норме удобрений на 5,0 т/га (0,24 т/га) с долей сорного компонента в агрофитоценозе – 9,9%.

В относительно благоприятных условиях 2010 и 2011 гг. установлена тесная обратная корреляционная зависимость между потерями урожая от сорняков и уровнем питания пшеницы (r = -0,80; -0,62 соответственно). В среднем за три года снижение урожайности находилось в прямой зависимости от численности сорного компонента (r = 0,73).

Рисунок 8 – Снижение урожайности пшеницы в зависимости от численности и фитомассы сорного компонента, 2009-2011 гг.

Экономическая эффективность возделывания яровой пшеницы. В среднем за три года максимальный доход в чистом и засоренном посевах получен при внесении удобрений на запланированную урожайность 3,0 т/га (табл. 8). Уровень питания пшеницы оказал существенное влияние на величину прибыли. При внесении удобрений на запланированную урожайность 3,0 и 4,0 т/га сорняки оказали наименьшее влияние на снижение уровня рентабельности.

Таблица 8 – Влияние сорных растений на экономическую эффективность

возделывания яровой пшеницы, 2009-2011 гг.

Показатели

Контроль

NPK на 3,0 т/га

NPK на 4,0 т/га

NPK на 5,0 т/га

NPK на 6,0 т/га

1

2

1

2

1

2

1

2

1

2

Урожайность, т/га

2,32

2,23

3,03

2,96

3,76

3,69

4,09

3,98

4,16

4,07

Затраты,  руб./га

7793

7780

10804

10793

15342

15330

20197

20179

25237

25223

Стоимость продукции, руб./т

11600

11150

15167

14800

18800

18450

20450

19900

20800

20350

Себестоимость, руб./т

3388

3518

3630

3719

4099

4182

4933

5071

6078

6207

Прибыль, руб./га

3807

3387

4355

3999

3472

3101

268

-282

-4437

-4873

Рентабельность, %

49

43

41

38

23

20

1

-

-

-

Примечание: 1 – чистый посев; 2 – засоренный посев.

ВЫВОДЫ

1. При возделывании яровой пшеницы с разными нормами высева установлен малолетний тип засоренности посевов. Преобладают ранние яровые, составившие 36%  сорного компонента агрофитоценоза. Между численностью сорняков и нормой высева пшеницы существует обратная корреляция (r = от -0,61 до -0,96). Нормы высева пшеницы выше контроля (6,2 млн/га) снижают численность малолетних сорняков на 15-27% и слабо влияют на видовой состав (r = 0,53). Уменьшение нормы высева ниже рекомендуемой приводит к возрастанию численности сорных растений на 10-16%.

В посеве яровой пшеницы с нормами удобрений наибольшую долю сорного компонента (40%) занимают малолетние ранние яровые. Повышенные нормы удобрений (на 5,0-6,0 т/га) снижает численность многолетних сорняков по отношению к контролю на 4-6 шт./м2 (48-74%) и сокращает видовой состав сегетальной флоры на 4-9 видов (27-60%). Не установлено зависимости численности малолетних сорняков от уровня питания пшеницы (r = -0,08).

2. Повышение нормы высева яровой пшеницы приводит к снижению фитомассы сорных растений (15,1-57,2 г/м2) и их содержанию в агрофитоценозе (1,7-7,2%). В среднем за годы исследований фитомасса сорной растительности при норме высева 3,1 млн/га возрастает на 38,8% по сравнению с контролем (6,2 млн/га). В годы со среднемноголетним количеством осадков свыше 60% сорных растений находится в нижнем ярусе агрофитоценоза.

Между фитомассой сорняков и уровнем питания пшеницы установлена прямая зависимость (r = 0,82-0,86). Максимальная фитомасса сорняков формируется при норме удобрений на запланированную урожайность 5,0 и 6,0 т/га (48,7 и 43,2 г/м2). Отсутствует тесная зависимость между численностью и фитомассой сорняков (r = -0,37). Улучшение питательного режима почвы увеличивает количество сорных растений верхнего яруса (r = 0, 92).

3. Увеличение нормы высева пшеницы до 9,3 млн/га снижает влияние сорняков на запасы влаги в корнеобитаемом (0,3 м) слое почвы до 1,5 мм (r = от -0,86 до -0,99). В среднем за три года максимальное сокращение запасов продуктивной влаги (6,1 мм) установлено при норме высева 3,1 млн/га.

При дефиците осадков увеличение нормы удобрений до 5,0 т/га усиливает влияние сорняков на снижение запасов продуктивной влаги в почве от 4,1 до 8,5 мм (11,4 и 23,5%). В типичный по метеоусловиям год с увеличением нормы удобрений снижается потребление влаги сорняками (r = -0,90). В среднем за вегетацию запасы продуктивной влаги в корнеобитаемом (0,3 м) слое почвы в чистых посевах выше, чем в засоренных на 2,7-4,2 мм.

4. Активное развитие всех групп сорных растений происходит при значении ГТК=0,86 в результате чего снижается температура пахотного слоя почвы: при норме высева 6,2 млн/га на 0,3оС; 3,1 млн/га – на 0,5оС.

В среднем за вегетацию сорные растения снижают температуру пахотного (0,2 м) слоя почвы при внесении удобрений на запланированную урожайность 3,0 т/га на 0,2оС; 6,0 т/га – на 0,3оС. Максимальное снижение сорняками температуры 0,2 м слоя почвы (на 0,3оС) происходит в начальный этап развития яровой пшеницы – фазу кущения, при незначительной фитомассе культуры (142,8-285,1 г/м2).

5. При норме высева 3,1 млн/га и ГТК=0,86 содержание питательных веществ в сорняках выше на 29,8% по сравнению с растениями яровой пшеницы. Вынос питательных веществ сорняками определяется их фитомассой (r = 0,94-0,99) и нормой высева пшеницы (r = -0,88). При норме высева 3,1 млн/га вынос составляет 12% (20,3 кг/га) от потребления питательных веществ пшеницей. В загущенном посеве (9,3 млн/га) вынос питательных веществ сорными растениями снижается до 2,1%, что в 2 раза ниже контроля (6,2 млн/га).

Повышение нормы удобрений способствует уменьшению содержания питательных веществ в пшенице засоренного посева на 0,43-0,94%. Вынос питательных веществ сорняками зависит от их фитомассы (r = 0,89). По сравнению с острозасушливым 2009 г. (1,8-56,7 кг/га) в типичные по ГТК 2010 и 2011 гг. потери питательных веществ от сорняков незначительны (от 1,0 до 8,9 кг/га). 

6. При высокой степени засоренности (ГТК=0,86) на вариантах 3,1 млн/га в 2009-2010 гг. (20,1% и 8,2%) и 6,2 млн/га в 2009 г. (10,9%) получена существенная прибавка урожайности в чистом посеве (0,38; 0,20 и 0,22 т/га соответственно). Увеличение нормы высева пшеницы сокращает потери урожайности от сорняков (r = -0,82).

Внесение минеральных удобрений существенно повышает урожайность яровой пшеницы в чистом посеве на 30,6-79,3% и в засоренном – на 32,7-75,4% (r = 0,98). В острозасушливых условиях 2009 г. существенная прибавка урожайности пшеницы получена в чистом посеве на контроле (0,13 т/га) и при норме удобрений на 5,0 т/га (0,24 т/га). При среднемноголетних метеоусловиях вегетационного периода установлена обратная зависимость между снижением урожайности сорняками и нормой удобрений (r = от -0,62 до -0,80).

7. Самая высокая стоимость продукции получена в чистом (14,1 тыс. руб.) и в засоренном (13,4 тыс. руб.) посевах яровой пшеницы при норме высева 6,2 млн/га. Снижение нормы высева в два раза по сравнению с контролем повышает уровень рентабельности на 49-64%, сокращает затраты в 1,7 раза без изменения величины прибыли. Увеличение нормы высева до 9,3 млн/га резко снижает все показатели эффективности возделывания яровой пшеницы.

При внесении удобрений на запланированную урожайность 3,0 и 4,0 т/га сорняки оказывают минимальное влияние на снижение уровня рентабельности (на 3%) по сравнению с контролем (на 6%). Максимальный доход в засоренном посеве получен при норме удобрений на 3,0 т/га (3999 руб./га). Внесение удобрений из расчета на 5,0 и 6,0 т/га зерна экономически не оправдано.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

  1. Яровую пшеницу сорта Красноуфимская 100 рекомендуется высевать с нормой высева 4,7 млн/га, которая обеспечивает низкую засоренность (0,6-5,0% от фитомассы агрофитоценоза), несущественное снижение урожайности сорняками (0,05-0,11 т/га), высокую прибыль 5566 руб./га и уровень рентабельности 89%.
  2. Расчет нормы удобрений следует вести на планируемую урожайность 3,0-4,0 т/га. Внесение минеральных удобрений на урожайность 5,0-6,0 т/га зерна экономически не оправдано.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

  1. Моторин А.С. Оптимизация нормы высева яровой пшеницы как фитоценотического метода борьбы с сорными растениями в условиях северной лесостепи Тюменской области / А.С. Моторин, В.А. Конищева // «АгроЭкоИнфо», 2012. №1. (http://agroecoinfo.narod.ru/journal/STATYI/ 2012/1/st_09.doc).
  2. Конищева В.А. Динамика развития сегетальной флоры пшеничного агрофитоценоза при различной интенсивности минерального питания / В.А. Конищева // «Проблемы и тенденции инновационного развития агропромышленного комплекса и аграрного образования России»: Сб. материалов междунар. науч.-практ. конференции. пос. Персиановский: Донской ГАУ, 2012. Т. 2. С. 32-34.
  3. Конищева В.А. Влияние сорных растений на температурный режим почвы при возделывании пшеницы с внесением удобрений // «Инновационные технологии и разработки в агропромышленном комплексе»: Сб. материалов междунар. науч.-практ. конференции. Кокшетау: КГУ имени Ш. Уалиханова, 2012. С. 40-44. 
  4. Конищева В.А. Влияние сорных растений на запасы продуктивной влаги в почве в зависимости от густоты стояния яровой пшеницы / В.А. Конищева // «Научно-техническое творчество молодежи – агропромышленному комплексу Урала и Сибири»: Сб. материалов региональной конференции молодых ученых. Тюмень: ТГСХА, 2010. Т. 2. С. 131-137.
  5. Конищева В.А. Вредоносность сорных растений в зависимости от густоты стояния яровой пшеницы в условиях Западной Сибири / В.А. Конищева // «Инновации молодых ученых агропромышленному комплексу Сибири и Урала»: Сб. материалов региональной конференции молодых ученых. Тюмень: ТГСХА, 2010. С. 25-30.
  6. Конищева В.А. Влияние сорных растений на температурный режим почвы в зависимости от густоты стояния яровой пшеницы // «Научные исследования – основа модернизации сельскохозяйственного производства»: Сб. материалов междунар. науч.-прак. конференции. Тюмень: ТГСХА, 2011. С. 55-59. 
 





© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.