Delist.ru

Научные основы комплексной фитозоологической оценки состояния зернового агроценоза в почвозащитном земледелии Приобской лесостепи Западной Сибири (01.07.2007)

Автор: Красноперов Андрей Геннадьевич

При почвозащитной системе зяблевой обработки почвы почти в 2 раза снижается доля многолетних сорных растений, а двулетних увеличивается в 2,4 раза по сравнению с отвальной системой зяблевой обработки почвы (5 видов). Биологические спектры при разных системах зяблевой обработки сходны по типам жизненных форм, но отличаются в процентном соотношении. При отвальной и почвозащитной системах зяблевой обработки почвы преобладают корневищные растения и стержнекорневые сорные растения.

При переходе к почвозащитной системе обработки почвы уменьшается число видов сорных растений с корнеотпрысковой корневой системой в 20 раз, а число растений с мочковатой корневой системой увеличивается в 2,8 раза. Среди корневищных сорных растений в 4,9 раз возрастает доля длиннокорневищных, а короткокорневищные растения незначительно увеличивают свою долю при переходе от отвальной к почвозащитной системе обработки почвы.

По отношению к увлажнению ведущей является группа мезофитов – 53 вида (59.6 %) Значительную долю в спектре занимают мезоксерофиты – 23 вида, что составляет 25.8 %. Ксерофиты составляют 7.9 % от общего числа видов. Мезогигрофитов ещё меньше – 6,7 %.

Проведенный эколого-ценотический анализ позволил выявить происхождение и предпочитаемое размещение сорных растений, что позволяет прогнозировать их пространственное распределение в агрофитоценозе.

3.2 Продолжительность и типы вегетирующих сорных растений

По продолжительности вегетации на почвозащитных зяблевых обработках зафиксированы короткокорневищные и длиннокорневищные сорные растения.

Среди коротковегетирующих сорных растений зернового агрофитоценоза выявлено несколько биоморфологических типов, которые определяются продолжительностью вегетации от самой короткой, до более растянутой.

Весенне-раннелетние эфемеры. Это однолетние растения с очень коротким циклом развития. Наиболее распространены озимые формы, начинающие свое развитие с осени предыдущего года и отмирающие обычно в июне. В зерновом агрофитоценозе встречаются два вида - Androsace filiformis Retz. и Draba nemorosa L. Все особи с неглубокой корневой системой.

Эфемероиды. Жизненный цикл этих сорных растений складывается из вегетативной фазы, продолжающейся один или несколько сезонов, и генеративной фазы, после прохождения которой растения полностью отмирают. В год цветения и плодоношения вегетация генеративных особей продолжается до фазы колошения пшеницы (вторая – третья декада июля), а затем, после плодоношения, они обычно засыхают и отмирают (фаза молочно-восковой спелости пшеницы). К таким сорнякам относятся: Barbarea stricta Andrz., Berteroa incana (L.) D.C., Carduus crispis L. и другие.

Полуэфемероидный тип развития свойственен многим двудольным сорным растениям, теряющим значительную часть листовой поверхности лишь в засушливые годы с коэффициентом увлажнения Ку<0.58 (1990, 1994 гг.). Это сорные растения Persicaria lapathifolia (L.) S.F Gray, Fagopyum tataricum (L.) Gaertn., Barbarea stricta Andrz., Dracocephalum thymiflorum L. и др. Большинство перечисленных полуэфемероидных сорных растений относится к группе мелкокорневых, отчасти среднекорневых, что и обусловливает характерную реакцию на недостаток влаги в почве в верхних слоях, возникающую часто под покровом основной культуры к моменту её колошения.

Длительновегетирующие сорные растения. Среди длительновегетирующих сорных растений было выделено несколько групп, различающихся по отношению к основным зяблевым обработкам почвы.

1. Длительновегетирующие сорные растения, обладающие глубокой и средней по глубине корневой системой. Преимущественное обилие имеют в годы с умеренно-увлажненным и умеренно-переувлажненным типом увлажнения. Это сорные растения, произрастающие при почвозащитных зяблевых обработках почвы. Для них характерны крупные, относительно широкие листья, высокие, растущие в первом ярусе побеги. Эти сорняки имеют высокую интенсивность транспирации, обеспеченную глубокой корневой системой, добывающей влагу из горизонта постоянного увлажнения. Сюда относятся: Centaurea scabiosa L., Melilotus officinalis (L.) Pall., Rumex confertus Willd., Lanhyrus tuberosus L., Medicago sativa L., Leonorus cardiaca L. По фитоценотической принадлежности это в основном лесостепные виды.

2. Длительновегетирующие сорные растения с узкими листьями и некоторыми ксероморфными признаками (войлочное опушение, толстая кутикула). К этой группе отнесены несколько сорных растений - Astragalus danicus Retz., Euforbia virgata Waldst.et Kit., Matricaria perforata Merat. Эта группа сорных растений при наличии опушения может иметь более широкие листовые пластинки. Корневая система – от глубокой до средней. Преимущества имеют в годы с умеренно-дефицитным типом увлажнения

3. Длинновегетирующие сорные растения с неярко выраженными ксероморфными признаками и мелкой корневой системой. Это сорные растения, преобладающие на минимальных зяблевых обработках почвы, имеющих преимущество в годы с дефицитным (степным) и остро дефицитным типом увлажнения. В этой группе можно выделить более мелкие подразделения: а) сорные растения с войлочным опушением листьев: Nonea pulla, Cardamine pratensis L.; б) мезоморфные розеточные растения с прижимающимися к почве листьями и ползучие растения нижнего яруса агрофитоценоза: Potentilia anserina L., Potentilia paradoxa Nutt. Ex Torr. et Gray, Berteroa incana (L.) DC., Epilobium tetragonum L.; в) узколистные растения: Artemisia vulgaris L., Equisetum arvense L., Linaria vulgaris Mill., Moehringia lateriflora (L.) Fenzl.

3.3 Закладка и формирование надземных органов сорных растений

Установлено, что в зерновых агрофитоценозах среди сорных растений выделяются три группы по срокам начала вегетации: ранним, средним и поздним началом вегетации.

Особенно ранним началом вегетации характеризуются Androsace filiformis, Viola arvensis, Artemisia sieversiana, приступающие к формированию вегетативных побегов еще осенью и сразу после таяния снега начинающие вегетировать.

Наиболее обширную группу сорных растений составляют виды, заметная вегетация которых начинается после таяния снега, - в конце апреля – начале мая. К ним относятся некоторые летнезеленые виды Nonea pulla (L.) DC, Sonchus arvensis L., Chenopodium album L. и большинство летне-зимнезеленых видов - Draba nemorosa L., Matricaria perforate Merat , Dracocephalum thymiflorum L., Lamium amplexicaule L.и др.

Группа сорных растений с поздним началом вегетации начинает вегетировать в третьей декаде мая - начале июня. Это - Avena fatua L., Erigeron canadensis L., Echnochloa crusgalli (L.) Beauv., Crepis tectorum L., Convolvulus arvensis L., и др.

С момента схода снега до начала вегетации самых поздних растений проходит более одного месяца с некоторыми колебаниями по годам. В разные по гидротермическим условиям годы наблюдаются сдвиги в начале вегетации. Однако указанные различия в сроках закладки и формирования надземных органов сорных растений отмеченных групп принципиально сохранялись в течение трех ротаций севооборота..

3.4 Особенности роста побегов и листьев

сорных растений

В анализе вегетации большое значение для эффективного гербицидного контроля имеет выяснение структуры генеративных побегов: наличие или отсутствие листьев в основании и по длине побегов, а также сроков их формирования. Установлено, что по мере минимизации зяблевой обработки почвы и удаления основной культуры от пара увеличивается количество видов сорных растений, способных в течение сезона вегетации образовывать две генерации побегов и листьев.

Все сорные растения по способности формирования генераций побегов и листьев разделились на 2 группы. Первая способна к образованию одной генерации листьев, вторая – двух генераций за вегетационный период. Число генераций листьев зависит от вида растения, его биоморфы. У некоторых видов появление листьев летне-осенней генерации зависит от гидротермических условий сезона вегетации.

4. Факторы, лимитирующие прорастание и развитие сорных растений

4.1 Фитотоксичность почвы

В оценке экологического состояния почвы в исследуемом зерновом агрофитоценозе очень важно определить общий исходный фон пестицидной нагрузки, на котором мы раскрываем зависимости распределения беспозвоночного населения в растительных сорных сообществах. За комплексный показатель принимается фитотоксичность – свойство загрязненной почвы подавлять прорастание семян, рост и развитие высших растений.

Многообразные химические вещества, предусмотренные при современной технологии возделывания зерновых культур, попадая в агрофитоценоз, претерпевают в нем различные превращения, усиливая при этом токсическое действие, как на культурные растения, так и на сообщества сорных растений. Известно, что наиболее восприимчивым к токсическим веществам природного и техногенного происхождения являются растения редиса (Raphanus sativus) из семейства крестоцветных (Brassicaceae) (Вайда, 1992). О характере угнетения проростков R. sativus судили по динамике «ростового индекса» (Ri) корневой системы, гипокотиля и листовых пластинок в сравнении с контролем, (Барахтенова и др.2003).

Обнаружено, что все исследуемые образцы почвы с вариантов полевого мониторинга отличаются друг от друга по показателю ростового индекса R. sativus. Отмечено негативное влияние факторов системы зяблевой обработки почвы, минеральных удобрений и системы защиты растений с долями 9.8, 21.5 и 35.6 % соответственно на общий уровень фитотоксичности почвы. При двухфакторном анализе и трехфакторном анализе – зарегистрировали их совместное негативное усиленное действие.

Зафиксированы значительные различия между горизонтами почвы по уровню общей фитотоксичности почвы. Отличия отмечены как по средним значениям ростового индекса редиса, так и по различным предшественникам. Кроме того, на всех вариантах, где применялся полный комплекс средств защиты растений, наблюдалось уменьшение значений ростового индекса и соответственно повышение общей фитотоксичности почвы, выраженное в различных аномальных отклонениях в развитии проростков редиса (Красноперов, Синещеков, Красноперова, и др., 2002). Сорные растения разных видов и разных жизненных форм специфично реагируют на фитотоксичность почвы, о чем мы излагаем в последующих главах.

4.2 Аллелопатическое влияние

Обнаружено негативное прижизненное влияние однодольных и двудольных сорных растений на проростки пшеницы с помощью лабораторного опыта (Синещеков, Красноперов, Красноперова, и др. 2003). Установлена достоверная зависимость проростков пшеницы от аллелопатического воздействия проростков сорных растений, причем двудольные растения на примере вьюнка полевого (Convolvulus arvensis), оказывали более интенсивное воздействие в сравнении с однодольными сорняками на примере щетинника (Setaria viridis) и овсюга (Avena fatua). Количественными показателями этой зависимости являются соотношение числа проростков сорных растений на один проросток пшеницы и величина ростового индекса культурного растения (рис. 2).

Рис. 2 - Изменение ростового индекса первичных корешков проростков пшеницы на разном фоне аллелопатических влияний сорных растений.

Степень увлажнения

Для идентификации влияния увлажнения на развитие сообщества сорных растений был использован коэффициент увлажнения (Ку), поскольку он является интегральным показателем гидротермических условий в месте проведения исследований, так как не только увязывает температуру и влажность, но учитывает запасы почвенной влаги как в зимний так и летний периоды. Каждый вид сорного растения характеризовался девятью в основном, морфометрическими показателями, а также вероятной встречаемостью на всех вариантах антропогенной нагрузки в зерновом агрофитоценозе, в том числе массой единичного растения. Было проанализировано влияние всех пяти типов увлажнения на исследуемые девять признаков сорных растений (табл.1).

Таблица 1 - Влияние типов увлажнения на морфометрические показатели сорняков

Тип увлажнения Признаки

Ярус Ср. площадь лист. поверхности Сумма площади листовой поверхности Ср. масса 1 растения Сумма массы Ср. число побегов Сумма побегов Встречаемость Жизнеспособность Число видов растений

Продолжение табл. 1

1 3.7 381.3 23.4 7.7 1.2 0.7 0.2 9.7 4.4 89

загрузка...