Видовой состав и вредоносность сорняков агроценоза кукурузы и совершенствование химических мер борьбы с ними в условиях лесостепной зоны РСО-Алания тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 06.01.01, кандидат сельскохозяйственных наук Оказова, Зарина Петровна

• Оказова, Зарина Петровна
• кандидат сельскохозяйственных наук
• 1998

Оглавление диссертации кандидат сельскохозяйственных наук Оказова, Зарина Петровна

ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ИЗУЧЕННОСТИ ВОПРОСА,

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1. Морфолого-биологические особенности и народно-хозяйственное значение кукурузы

1.2. Сорные растения в агроценозе кукурузы и их биологические особенности

1.3. Борьба с сорной растительностью в посевах кукурузы

1.4. Гербициды в технологии возделывания кукурузы 16 1.5., Цель и задачи исследований

2. УСЛОВИЯ, МЕСТО И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1. Почвенно-климатические условия 24 2.1.1 .Почвы зоны проведения исследований 24 2.1.2. Агроэкологические условия

2.2. Агротехника выращивания кукурузы

2.3. Характеристика гибридов кукурузы

2.4. Краткая аннотация гербицидов, использованных в опытах

2.5. Методика проведения исследований

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1. Видовой состав сорняков и засоренность посевов кукурузы лесостепной зоны РСО-Алания

3.2. Вредоносность сорняков в агроценозе кукурузы 48 3.2.1. Водно-пищевой режим почвы в зависимости от степени засоренности посевов кукурузы сорняками

3.2.2. Рост и развитие сорных растений в зависимости от плотности размещения их на единице площади

3.2.3. Влияние степени засоренности посевов кукурузы на рост растений, элементы структуры урожая, урожайность и качество зерна.

3.3. Экономические пороги и критические периоды вредоносности сорных растений в посевах кукурузы

3.3.1. Экономические пороги вредоносности сорных растений в посевах кукурузы

3.3.2. Критические периоды вредоносности сорняков в посевах кукурузы 3.3.3. Формирование элементов структуры урожая и урожайности кукурузы в зависимости от интенсивности приемов ухода за посевами

3.4. Влияние гербицидов на сорную растительность и кукурузу V, 76 3.4.1. Биологическая эффективность гербицидов 3.4.2. Действие гербицидов на рост и развитие растений кукурузы

V 3.4.3. Влияние гербицидов на элементы структуры урожая и урожайность зерна кукурузы

3.5. Изучение возможности повышения эффективности титуса при использовании его в баковых смесях с другими гербицидами

3.5.1. Баковые смеси титуса с почвенными гербицидами и их действие на сорняки и кукурузу

3.5.2. Влияние баковых смесей титуса со страховыми гербицидами на сорную растительность и кукурузу

3.6. Эффективность применения титуса и его баковых смесей с другими гербицидами на пожнивной кукурузе

4. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

4.1. Длительность фитотоксического действия гербицидов

4.2. Оценка экологической безопасности гербицидов при использовании их в посевах кукурузы

4.3. Содержание остаточных количеств гербицидов в почве и зерне кукурузы

5. ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ КУКУРУЗЫ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ГЕРБИЦИДОВ

6. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ГЕРБИЦИДОВ В ТЕХНОЛОГИИ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ КУКУРУЗЫ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Видовой состав и вредоносность сорняков агроценоза кукурузы и совершенствование химических мер борьбы с ними в условиях лесостепной зоны РСО-Алания»

Одной из основных отраслей агропромышленного комплекса было и остается растениеводство, обеспечивающее население продовольствием, животноводство - кормами, пищевую промышленность - сырьем.

Научно обоснованное ведение отрасли растениеводства способствует общему развитию агропромышленного комплекса и повышению уровня производства сельскохозяйственной продукции.

Однако, анализ состояния АПК РСО-Алания и, в общем, Российской Федерации показал значительное снижение его мощности и разрушение основ, складывавшихся в течение многих лет - сократились объемы применения удобрений, пестицидов, нарушились структура посевных площадей, системы обработки почвы, борьбы с сорной растительностью и др. В связи с происшедшими изменениями не соблюдаются технологии возделывания сельскохозяйственных культур, разработанные в соответствии с ранее существовавшими агроэкологическими условиями и энерговооруженностью, с учетом ландшафтных особенностей территорий.

Сложившиеся условия работы АПК РСО-Алания привели к снижению уровня культуры земледелия, продуктивности растениеводства и животгр о новодства. 1ак, урожайность зерна одной из основных культур - кукурузы, в среднем за 1991-1995 г.г. в республике составила 29,6 ц/га. В 1996 году урожайность стала еще ниже - 28,0 ц/га, хотя почвенно-климатические условия достаточно благоприятны для возделывания кукурузы и получения высоких урожаев (19, 24, 27).

Одной из причин снижения урожайности кукурузы в республике является засоренность её посевов сорной растительностью.

Обследования посевов кукурузы в республике, проведенные в 1990-1995 г.г. на 1/3 их площади показали, что засоренность составила 10-2340 шт/м2.

В литературе имеется множество примеров, подтверждающих роль сорной растительности в снижении урожайности сельскохозяйственных культур и возрастании убытков, при их возделывании. По данным ФАО ежегодные мировые потери от сорняков в денежном выражении составляют 20 млрд. долларов. Поэтому важным условием снижения потерь урожая и повышения объема производства сельскохозяйственной продукции является защита посевов от сорной растительности (67, 144, 147).

Для проведения научно обоснованных мер борьбы с сорняками необходимо иметь сведения об их видовом составе, количестве и вредоносности в агроценозах сельскохозяйственных культур (53, 66, 125).

Кроме того, для эффективного применения гербицидов важно правильно выбрать их с учетом устойчивости к ним культурных растений и сорняков.

Для достижения наилучшего эффекта гербициды следует применять с учетом экономических порогов и критических периодов вредоносности сорняков в посевах сельскохозяйственных культур, в том числе кукурузы (18, 35, 65, 80).

Применение в посевах кукурузы гербицидов, различных по химическому составу и механизму действия, повышает их эффективность в подавлении всего разнообразия сорняков. При использовании смесей и комбинаций гербицидов расширяется спектр их действия на сорные растения.

В зоне проведения наших исследований значительные трудности в борьбе с сорной растительностью в посевах кукурузы вызваны тем, что видовой состав сорняков и засоренность не уточнялись с 70-х годов, а экономические пороги и критические периоды вредоносности сорняков не изучались вообще (17, 27, 78).

Кроме того, продолжительный период использовались гербициды, одинаковые по механизму действия, в результате чего в агроценозе кукурузы появились устойчивые к ним виды сорных растений, что увеличило засоренность посевов.

В связи с вышеизложенным возникла необходимость совершенствования технологии возделывания кукурузы, системы защиты растений от сорняков с учетом вопросов охраны окружающей среды и получения экологически чистой продукции.

Заключение диссертации по теме «Общее земледелие», Оказова, Зарина Петровна

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1. Видовой состав сорняков и засоренность посевов кукурузы лесостепной зоны РСО-Алания

Изучение видового состава сорняков и засоренности посевов сельскохозяйственных культур с целью усовершенствования системы мер борьбы с ними всегда были в центре внимания агрономической науки и практики (4, 6, 18, 33, 52, 66, 69, 78, 147 и др.)

В 1995-1997 г.г. посевы основной культуры - кукурузы в РСО-Алания занимали 68-70 тыс. га, в том числе в хозяйствах лесостепной зоны - 14-15 тыс. га.

Основные посевы кукурузы были представлены гибридами американской, югославской и молдавской селекции.

В 1995-1997 г.г. обследования посевов кукурузы на засоренность проведены на площади 9600 га в хозяйствах лесостепной зоны. При этом учитывалось влияние основных приемов технологии возделывания (предшественники, система обработки почвы, состав гибридов, используемые гербициды и другие приемы ухода) на засоренность посевов.

В 1995-1997 г.г. обследования посевов кукурузы провели в типичных хозяйствах лесостепной зоны республики: Ардонского района (колхоз им. К. Хетагурова - 1019 га, колхоз им. Мичурина - 673 га, совхоз "Ардон" -1203 га, АКХ им. Ленина - 1192 га), Дигорского района (совхоз им. Цаго-лова - 980 га), Ирафского района (колхоз им. Калинина - 350 га), Правобережного района (ОПХ "Ольгинское" - 1045 га, совхоз "Фарн" - 532 га), Пригородного района (колхоз "По заветам Ильича - 780 га, колхоз "Чермен" - 820 га, АО "Ногир" - 856 га, ОПХ "Михайловское -150 га).

В результате проведенных обследований установлено, что флористический состав сорняков в посевах кукурузы представлен 75 видами, из которых основными являются: куриное просо (Echinochloa crusgali (L.) Beauv), щирица запрокинутая (Amaranthus retroflexus (L.)), сорго алепское (Sorghum halepense (L.) Pers), просо волосовидное (Panicum capillare (L.)), амброзия полыннолистная (Ambrosia artemisifolia (L.)), марь белая (Chenopodium album (L.)), щетинники (Setaria spp (L.)), канатник Теофра-ста (Abutilon Theophrasti Medik), осоты (Sonchus spp (L.)), вьюнок полевой (Convolvulus arvensis (L.)), пикульник обыкновенный (Galeopsis tetrahit (L.)), пастушья сумка обыкновенная (Capsela bursa-pastoris (L.)), галинсога мелкоцветная (Galinsoga parviflora (Cov)) и другие (2 04, £15,216).

При этом преобладающее большинство из зарегистрированных сорняков составляли однолетние, из которых 52,3% - поздние яровые сорные растения. Доля ранних яровых и зимующих сорняков - 33%, этому способствует принятая технология возделывания кукурузы, предусматривающая посев в мае, когда одна часть ранних яровых сорняков уже заканчивает полный цикл своего развития, а другая частично уничтожается предпосевной обработкой почвы. Поздние яровые сорняки в посевах кукурузы получают благоприятные условия для роста и развития (61,95).

В период вегетации кукурузы из класса однодольных наиболее часто встречались куриное просо (11,80%), щетинник зеленый (5,72%). Из двудольных - щирица запрокинутая (10,98%), звездчатка средняя (6,39%), марь белая (6,09%), амброзия полыннолистная (5,98%).

Сведения о видовом составе сорной растительности в посевах кукурузы лесостепной зоны РСО-Алания по данным маршрутных обследований приведены в приложении 5.

Обследования посевов кукурузы в лесостепной зоне республики, проведенные в 1995-1997 г.г. показали, что в зависимости от уровня культуры земледелия засоренность посевов составляет от 10 до 1120 шт/м2.

Обобщая вопрос видового состава сорной растительности и засоренности посевов кукурузы, следует отметить, что видовой состав сорняков достаточно разнообразен при высокой засоренности. По биологическим группам в условиях 1995-1997 г.г. в посевах кукурузы однодольные сорняки в среднем занимали 70%, а двудольные - 30% (рис. 2.).

Рис 2. Соотношение (в процентах) биологических групп сорных растений в посевах кукурузы лесостепной зоны РСО-Алания (1995-1997 г.г.). однодольные □ двудольные

3.2. Вредоносность сорняков в агроценозе кукурузы

3.2.1. Водно-пищевой режим почвы в зависимости от степени засоренности посевов кукурузы

Основными факторами формирования высокой урожайности сельскохозяйственных культур являются обеспеченность их влагой и питательными веществами (4, 34, 66,117,123).

Кукуруза относится к засухоустойчивым культурам, но так как урожай зерна и зеленой массы кукурузы с единицы площади значительно выше, чем у других зерновых культур, то на образование этого урожая она расходует больше воды. Наибольшее количество влаги она расходует в период, начинающийся за 10 дней до выметывания и заканчивающийся спустя 20 дней после выхода метелок. По отношению к влагообеспеченно-сти этот период для кукурузы "критический". Недостаток влаги в этот период приводит к снижению урожая (4, 117).

При высокой агротехнике кукуруза сравнительно хорошо противостоит почвенной и воздушной засухе. Это связано с тем, что в период наибольшего потребления влаги она имеет хорошо развитую корневую систему, способную обеспечить растение влагой с большой глубины, кроме того, она поглощает влагу из воздуха (4, 123).

Водный режим почвы при богарных условиях возделывания кукурузы формируется за счет атмосферных осадков и регулируется приемами ухода за посевами (117,123).

Многочисленными исследованиями в различных почвенно-климатических условиях установлено, что на водно-пищевой режим почвы в посевах сельскохозяйственных культур значительное влияние оказывает сорная растительность путем усвоения из почвы значительной части питательных веществ и влаги (34, 117, 123).

В ходе наших исследований (1995-1997 г.г.) изучалось влияние степени засоренности посевов кукурузы на содержание влаги и питательных веществ в пахотном слое почвы. Исходная влажность почвы в слое (0-30 см) в годы исследований значительно менялась и определяющим фактором в этом были выпадавшие осадки (прштож. 6, 7, 8). Заметно менялась влажность почвы по отдельным слоям. В поверхностном слое (0-10 см) была ниже, а с глубиной повышалась, объяснялось это тем, что шел процесс физического испарения влаги с поверхности.

В фазе всходов кукурузы влажность почвы снижалась, по сравнению с исходной, как за счет испарения с поверхности так и усвоения её растениями кукурузы и сорняков. При этом влажность почвы снижалась с увеличением степени засоренности кукурузы.

В последующий период (фаза 8-9 листьев кукурузы), когда в агроценозе интенсивно росли растения кукурузы и сорняков, влажность почвы значительно снижалась и зависела от количества осадков и температуры воздуха. Так, в 1996 году количество осадков за вегетационный период кукурузы составило 95,4% от среднемноголетней нормы, в 1995 году - 147,3%, а в 1997 -174,4%о от среднемноголетней нормы. Влажность почвы по годам находилась в соответствии с количеством осадков, более низкой она была в 1996 году в отличие от 1995 и 1997 годов. Более высоким уровнем влажности отличался 1997 год.

Тенденция снижения влажности почвы с возрастанием количества сорняков на единице площади сохранилась и в фазе развития кукурузы - 89 листьев.

Влажность почвы в фазе выметывания кукурузы, по сравнению с фазой 8-9 листьев, увеличивалась. К этому времени интенсивный рост растений кукурузы закончился, а сорные растения, в основном, сформировали вегетативную массу и расход влаги, соответственно, снизился. Наибольший расход влаги отмечался в фазе интенсивного роста растений кукурузы и сорной растительности.

Кроме того, в агроценозе наблюдался максимальный уровень проективного покрытия поверхности почвы, что способствовало снижению потерь влаги с поверхности почвы через испарение и она в виде атмосферных осадков накапливалась в почве.

Во все годы исследований влажность почвы к концу вегетации кукурузы имела тенденцию к повышению во всех слоях. Это была связано с тем, что в этот период растения кукурузы прекратили потреблять из почвы влагу, а сорная растительность расходовала минимальное количество её, которое с большим запасом восполнялось выпадавшими осадками.

Надо отметить, что за счет атмосферных осадков годы исследований отличались различной водообеспеченностью, характерной для лесостепной зоны РСО-Алания.

В целом можно заключить, что водный режим почвы в посевах кукурузы был вполне благоприятным для роста и развития растений кукурузы и сорняков.

Исследованиями многих ученых в различных зонах и на разных сельскохозяйственных культурах установлено влияние сорной растительности на пищевой режим почвы (57, 66, 101, 147).

Нами изучалось влияние степени засоренности на содержание нит-^ ратного и аммиачного азота, подвижного фосфора и обменного калия в пахотном слое почвы (табл. 3.1 ).

Из таблицы 3.1 видно, что в начале вегетации кукурузы почва содержала нитратов, аммиачного азота, подвижного фосфора и обменного калия в количестве, достаточном для роста и развития растений кукурузы. В фазе 8-9 листьев растений кукурузы содержание аммиачного азота в контрольном варианте (без сорняков) составило 12,37 мг/кг и нитратного азота - 8,69 мг/кг почвы, что вызвано их использованием растениями кукурузы на ростовые процессы.

Влияние степени засоренности на эти показатели было явным, с увеличением количества сорняков в посеве кукурузы содержание аммиачного и нитратного азота в почве постепенно снижалось с 12,37 до 8,53 мг/кг и с 8,69 до 3,22 мг/кг почвы или в 1,4-2,7 раза меньше. Содержание подвижного фосфора в почве контрольного варианта в начале вегетации кукурузы было 262,64 мг/кг почвы, а с увеличением засоренности от 5 до 320 шт/м2 (смешанный тип

Влияние степени засоренности посевов кукурузы на пищевой режим пахотного слоя почвы (1995-1997 г.г.)

Варианты Содержание элементов питания в слое (0-25 см) почвы, мг/кг фаза 8-9 листьев перед уборкой урожая

Ш4 Шз Р205 К20 ИН4 Ш3 Р2О5 К20

Кукуруза, чистая от сорняков 12,37 8,69 262,64 124,44 12,49 5,92 237,51 140,70

Кукуруза, засоренная 5 шт/м2 12,27 8,07 260,99 122,45 12,40 5,71 232,68 128,95

Кукуруза, засоренная 10 шт/м2 12,20 7,55 249,98 107.72 11,96 5,56 231,90 126,77

Кукуруза, засоренная 20 шт/м2 11,16 6,11 241,78 99,86 11,42 5,22 226,38 * 125,16 ►

Кукуруза, засоренная 40 шт/м2 9,84 5,38 236,36 95,10 11,15 5,13 215,52 122;59

Кукуруза, засоренная 80 шт/м2 9,43 4,50 223,28 91,55 10,92 5,01 208,39 118,04

Кукуруза, засоренная 160 шт/м2 8,82 3,86 216,81 80,05 10,56 4,75 200,21 114,98

Кукуруза, засоренная 320 шт/м2 8,53 3,22 207,95 70,26 10,39 4,64 182,39 113,01

Содержание элементов питания в исходном образце почвы перед посевом кукурузы: N114 - 12,93 мг/кг; N03- 16,19 мг/кг; Р205 - 249,74 мг/кг; К20 - 132,20 мг/кг. засоренности) произошло снижение содержание подвижного фосфора до 207,95 мг/кг почвы. Аналогичная закономерность наблюдалась и по обменному калию - 124,4 мг/кг почвы в контроле и 70,26 мг/кг на фоне высокой засоренности - 320 шт/м2 или произошло снижение содержания обменного калия в сравнении с контролем в 1,7 раза.

Повышение уровня засоренности посевов кукурузы, а также интенсивный рост и развитие сорняков способствовали максимальному использованию основных элементов питания и соответственно снижению содержания их в почве.

Перед уборкой кукурузы содержание аммиачного азота (N£[4) в контроле было 12,49 мг/кг почвы, а на фоне максимальной засоренности (320 шт/м2 ) - 10,39 мг/кг, что можно объяснить использованием его сорными растениями и некоторым подавлением общих биологических процессов в почве под воздействием высокой засоренности посева.

По сравнению с началом вегетации и фазой интенсивного роста к концу вегетации кукурузы содержание нитратов в почве снизилось, но закономерность по влиянию степени засоренности на них сохранилась.

Содержание подвижного фосфора в почве также снизилось до 237,51 мг/кг в контроле и до 182,39 мг/кг почвы в варианте с максимальной засоренностью кукурузы.

Обеспеченность почвы обменным калием, в сравнении с другими элементами питания, к концу вегетации в контроле (без сорняков) стала выше (140,7 мг/кг) в связи со снижением его использования растениями кукурузы. Вместе с тем по мере повышения степени засоренности посева кукурузы от 5 до 320 шт/м2 содержание обменного калия снизилось с 128,95 до 113,01 мг/кг почвы.

Влияние степени засоренности посевов кукурузы на пищевой режим почвы показано графически на рисунке 3.

Из результатов проведенных исследований следует, что на пищевой режим почвы в посевах кукурузы значительное влияние оказывает степень засоренности их. По мере повышения степени засоренности посевов происходит снижение содержания питательных веществ в почве, что вызывает нарушение процесса питания растений кукурузы и снижение урожайности.

150

100

50 0

30« I

25 С ш о

0ч

2 ОС

170

Условные обозначения;

I - фаза 8-9 листьев Я 2 - перец уборкой Л ' урожая - №03 ~К2° " О

10 20 40 80 160 320

X5

Количество сорняков, шт/м

Влияние степен» за®оренности на пищевой, режим почвы посева кукурузы

Содержание элементов питания в исходном; образце почвы перед посевом кукурузы М^ - 12,93 мг/кг Р205 - 249,74 мг/кг

03 - 16,19 мг/кг К20 - 132,20 мг/кг

3.2.2. Рост и развитие сорных растений в зависимости от плотности размещения их на единице площади.

Исследованиями многочисленных ученых, проведенными в разных почвенно-климатических условиях установлено, что сорные растения конкурируют не только с культурными, но существует внутривидовая и межвидовая конкуренция самих сорняков и зависит она от плотности размещения их на единице площади (66, 69, 139, 144).

Учитывая то, что основными засорителями посевов кукурузы в лесостепной зоне РСО-Алания являются куриное просо и щирица запрокинутая, нами проведены исследования по установлению влияния степени засоренности на рост, развитие и семенную продуктивность этих сорняков (табл. 3.2, 3.3).

Исследования показали, что с увеличением плотности размещения куриного проса на единице площади в посевах кукурузы от 5 до 320 шт/м2 средняя высота растений куриного проса составила 133,0-58,7 см, то есть с увеличением количества растений на 1 м2 в 64 раза высота их уменьшилась в 2,1 раза или составила 44,2% от высоты сорняков при засоренности 5 шт/м2.

При плотности размещения растений куриного проса 5 шт/м2 кустистость их составила 14,3 шт на одно растение, а с увеличением засоренности до 320 шт/м2 число стеблей уменьшилось до 5,1, что на 64,4% меньше, чем при засоренности 5 шт/м2.

Воздушно-сухая масса одного экземпляра куриного проса при засоренности 5 шт/м2 составила 19,4 г, ас увеличением плотности размещения сорняка до 320 шт/м2 этот показатель снизился до 10,7 г или на 44,9% меньше, чем при минимальной засоренности.

Исследования по установлению влияния степени засоренности посевов кукурузы щирицей запрокинутой на рост и развитие сорняка (табл. 3.3) показали, что при плотности размещения 5 шт/м2 щирица отличалась интенсивным ростом и к началу уборки урожая кукурузы достигала высоты 149,9 см.