Шевченко М.С. Наукове обгрунтування способів регулювання шкодочинності бур\'янів в агроценозах зернових і олійних культур степової зони України

Короткий зміст

Огляд літератури. У розділі надається аналіз літературних джерел щодо підвищення ефективності засобів регулювання шкодочинності бур’янів, системного впливу сівозмінного фактору та способів обробітку на формування фітоценозів бур’янів, особливості фітотоксичної дії гербіцидів на окремі біогрупи і види бур’янів, а також закономірності конкурентних відносин в агроценозах та їх зв’язок з продуктивністю зернових і олійних культур.

Визначено, що формування ступеня і типу засміченості посівів сільськогосподарських культур є процесом багатосторонньої залежності від способів обробітку грунту, їх конкурентоспроможності, фітотоксичності і вибірковості дії гербіцидів.

Специфічність грунтово-кліматичних умов та різноманіття способів обробітку грунту і фітотоксичних характеристик обумовлює неоднозначні результати досліджень, що потребує проведення спрямованої адаптації окремих засобів контролю бур’янів до умов середовища. Встановлено, що агрофізичні властивості грунтів і структура фітоценозів бур’янів в посівах перебувають у стані мінливості, яка вимагає постійного корегування систем землеробства і значення окремих агроприйомів. Одержано докази можливості розширення впровадження ґрунтозахисних методів ведення землеробства за рахунок вдосконалення цільового підходу до застосування гербіцидів.

Аналіз підтвердив необхідність проведення досліджень по кожному з вказаних напрямків та розробки системи боротьби з бур’янами на базі нових агротехнічних та хімічних прийомів.

Умови і методика проведення досліджень. Основна частина польових експериментів за темою дисертації виконувалась в мережі дослідних станцій Інституту зернового господарства УААН (дослідному господарстві „Дніпро”, на Ерастівській, Красноградській та Ізмаїльській дослідних станціях) та аграрному товарному підприємстві „Первомайське” Синельниківського району Дніпропетровської області. За грунтово-кліматичною класифікацією території експериментальної бази проведених досліджень відносяться до північного та південно-західного Степу України, і за комплексом агрокліматичних умов відповідають їх типовим характеристикам.

Ґрунтовий покрив дослідних ділянок представлений в основному чорноземом звичайним мало гумусовим з потужністю гумусового горизонту 75-85 см. Гумусу в орному шарі – 3,8-4,5%, азоту, що легко гідролізується (за Тюриним) – 2,9-5,2, рухомого фосфору (за Чириковим) – 12,7-13,5 і обмінного калію (за Бровкиною) – 18,9-25,8 мг на 100 г сухого грунту. Реакція ґрунтового розчину нейтральна, рН водної витяжки коливається в межах 6-7. Об’ємна маса грунту в непорушеному стані в орному шарі у весняний період знаходиться в межах 1,05-1,15 г/см³.

Найменша вологоємкість по профілю до 150 см коливається в межах від 22,1 до 27,0%. При вологості грунту, яка відповідає найменшій вологоємкості в 0-150 см шарі запаси вологи становлять 467,9 мм. Враховуючи вологість стійкого в’янення, непродуктивна частина вологи становить в цьому шарі грунту – 210,7 мм, а доступні для сільськогосподарських культур запаси досягають 257,2 мм. Грунтові води залягають на глибині 12 м.

Основним обмежувальним фактором серед кліматичних умов залишається низький гідротермічний коефіцієнт (0,6-0,8) який формується як результат хронічного дефіциту вологозабезпечення. Лише в окремі роки в гідротермічному балансі проявляється недостатня сума ефективних температур. Середня багаторічна сума опадів в північному Степу знаходиться в межах 485-520 мм і близько 2/3 їх припадає на теплий період. Середньорічна температура становить 8,4^оС при – 4-8^оС в січні на 21-23^оС в липні. Період активних температур триває 200-300 днів.

Агрометеорологічне значення погодних умов в роки проведення досліджень відрізняється в більш значній мірі, ніж середньобагаторічні показники окремих регіонів. За роки досліджень половина (1991, 1995, 1996, 1997, 2000, 2001, 2002) перевищувала за кількістю опадів багаторічну норму. При цьому екстремальне перевищення, більш ніж в 1,5 рази, спостерігалося в 1996,2000,2001 роках, а недобір опадів більше 25% в 1986,1998,1999 рр. Закономірність динаміки температур полягала в тому, що теплозабезпеченість синхронно зростала при знижені кількості опадів.

Закладку і проведення польових дослідів проводили у відповідності з прийнятими методиками (1979,1980). При виконанні фітоценотичних досліджень і визначенні ефективності заходів боротьби з бур’янами керувалися спеціальними методичними розробками (1969,1974,2001). Схеми досліджень наведені в розділах дисертації, в яких розкривається фізичний зміст варіантів. Площа облікових частин ділянок в залежності від завдань, організаційно-технічних параметрів та вимог статистичного обробітку результатів знаходилась в межах 25-150м². Дози гербіцидів вказані за препаративною формою, Технологічні процеси вирощування зернових і олійних культур відповідали затвердженим зональним рекомендаціям.

Кількісно-видовий облік бур’янів проводили у фазі розвитку озимої пшениці, кукурудзи, соняшника і сої, які найточніше відображають критичні етапи конкурентних відносин в агроценозі. При проведені останнього обліку бур’яни зважували в сирому та повітряно-сухому стані. Для визначення критичних періодів конкурентних відносин, облік маси бур’янів проводився по кожному виду окремо з відбором середньої проби для агрохімічного аналізу. Потенційну засміченість контролювали в орному шарі грунту за допомогою бура конструкції ВНДІ кукурудзи. Зустрічність бур’янів визначали за методикою Раункієра.

З метою всебічної оцінки явищ і процесів проводили фенологічні спостереження, визначення щільності, об’ємної маси і структурно-агрегатного складу грунту; проективного покриття поверхні ділянок органічними рештками культур; вмісту у грунті нітратного азоту, рухомого фосфору та обмінного калію; якісних показників зерна; моделювання корелятивних зв’язків; фазової динаміки конкурентних відносин і еволюційної мінливості фітоценозів бур’янів; економічний та біоенергетичний аналіз технологічних прийомів і складових частин агроценозів.

Достовірність і об’єктивність одержаних результатів досліджень визначали методами статистичного аналізу (1979) та за допомогою комп’ютерної програми „Statistica 5,0”.

Вплив сівозмінного фактору та систем обробітку грунту

на формування фітоценозу бур’янів

Проведені дослідження з питань впливу сівозміни та основного обробітку грунту показали, що системні заходи землеробства виступають базовим фактором формування ступеня і типу засміченості. Встановлено, що найбільш радикальним заходом зниження засміченості при освоєнні грунтозахисного обробітку грунту в п’ятипільній сівозміні (чорний пар – озима пшениця – кукурудза на зерно – ярий ячмінь – соняшник) залишається чорний пар. При проведенні різноглибинної полицевої оранки та чизельного обробітку в пару проростало 52,6-67,3% бур’янів від загальної їх кількості за ротацію сівозміни (рис. 1). При значно вищій засміченості в результаті консервую чого обробітку (993,2 шт./м²) порівняно з полицевою оранкою (478,5 шт./м²) завдяки чорному пару в наступних полях ступінь засміченості вирівнювався. В посівах культур сівозміни на фоні оранки проростало 242,5 шт./м², а чизельного обробітку 259,8 шт./м².

Як виявилося, найбільша потенційна небезпека зростання ступеня засміченості спостерігалася в посівах просапних культур (кукурудза, соняшник), де щільність бур’янів становила 180,2-186,6 шт./м².

Способи основного обробітку грунту виявилися причиною трансформації структурно-видового складу фітоценозів бур’янів. Одним з елементів зміни складу бур’янів при проведенні системного консервуючого обробітку грунту стало зростання ролі як ценотичноутворюючого фактору однорічних двосім’ядольних та зимуючих і дворічних їх видів. При цьому на фоні чизельного основного обробітку грунту спостерігалося більш значне розповсюдження важковикорінюваних коренепаросткових  бур’янів,  сумарна  кількість яких в сівозміні досягла 19,5 шт./м²  проти 11,2 шт./м² при полицевій оранці.

Як важливу закономірність слід відзначити звуження видового різноманіття бур’янів протягом ротації сівозміни з 29-34 до 25-27 видів.

Враховуючи пропорційну залежність ступеня засміченості посівів від запасів насіння бур’янів у грунті встановлено особливості пошарової їх концентрації в оброблюваному шарі. Доведено, що при проведенні безполицевого обробітку грунту під кукурудзу в ланці сівозміни „чорний пар – озима пшениця – кукурудза” потенційна засміченість шару грунту 0-10 см становить 35 млн га, в той час як на полицевій оранці 46 млн га. Механізми міграції насіння бур’янів в ланці сівозміни „кукурудза молочно-воскової стиглості – озима пшениця – кукурудза на зерно” привели до зворотнього результату: найбільш активний 0-10 см шар грунту при сівбі кукурудзи на зерно містив 57 млн га, що на 42 млн га більше, ніж на оранці. Встановлені закономірності механізмів профільної міграції насіння бур’янів у грунті  дозволять ефективно управляти процесами зниження ступеня засміченості.

Про консервативність потенційної засміченості та її уповільнену мінливість свідчать експериментальні дані, одержані при беззмінному вирощуванні кукурудзи протягом 3-х років на фоні різних способів основного обробітку грунту (табл. 1).

            За умов застосування хімічного і агротехнічного способів боротьби з бур’янами в посівах кукурудзи, глибока оранка, плуг Мальцева, протиерозійний культиватор КПЕ-3,8 та нульовий основний обробіток грунту забезпечували зниження потенційної засміченості шару 0-30 см на 22,0-29,4%. При   цьому   не   спостерігалося   чіткого   розмежування   за   рівнем   очисної

ефективності між способами обробітку грунту. Завдяки інтенсивному протибур’яневому комплексу на всіх етапах їх розвитку аналогічна тенденція до зниження потенційної засміченості зберігалася в активній зоні проростання бур’янів (0-10 см). Проте, темпи зниження потенційної засміченості на фоні безполицевих видів обробітку грунту, які становили за трирічний цикл 7-14 млн га, не забезпечували досягнення мінімального рівня запасів насіння бур’янів (33 млн га), що склався за підсумком на полицевій оранці.