Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Видовой состав и вредоносность сорняков агроценоза кукурузы и совершенствование химических мер борьбы с ними в условиях лесостепной зоны РСО-Алания

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Оказова, Зарина Петровна, Владикавказ



РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК

РАСХН

СЕВЕРО-КАВКАЗСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСГИТУТ ГОРНОГО И ПРЕДГОРНОГО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА

на правах рукописи

ОКАЗОВА ЗАРИНА ПЕТРОВНА

УДК

ВИДОВОЙ СОСТАВ И ВРЕДОНОСНОСТЬ СОРНЯКОВ АГРОЦЕНОЗА КУКУРУЗЫ И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ХИМИЧЕСКИХ МЕР БОРЬБЫ С НИМИ В УСЛОВИЯХ ЛЕСОСТЕПНОЙ ЗОНЫ

РСО-АЛАНИЯ

Специальность 06.01.01. - общее земледелие

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Научный руководитель:

доктор сельскохозяйственных наук, профессор, зав. каф.

почвоведения СОГУ Бясов К.Х.

Владикавказ -

1998

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 5

1. СОСТОЯНИЕ ИЗУЧЕННОСТИ ВОПРОСА,

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ 7

1.1. Морфолого-биологические особенности и народно-хозяйственное значение кукурузы 7

1.2. Сорные растения в агроценозе кукурузы и их биологические особенности 10

1.3. Борьба с сорной растительностью в посевах кукурузы 13

1.4. Гербициды в технологии возделывания кукурузы 16 1.5., Цель и задачи исследований 22

2. УСЛОВИЯ, МЕСТО И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ 24

2.1. Почвенно-климатические условия 24 2.1.1 .Почвы зоны проведения исследований 24 2.1.2. Агроэкологические условия 26

2.2. Агротехника выращивания кукурузы 32

2.3. Характеристика гибридов кукурузы 33

2.4. Краткая аннотация гербицидов, использованных в

опытах 33

2.5. Методика проведения исследований 36

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 45

3.1. Видовой состав сорняков и засоренность

посевов кукурузы лесостепной зоны РСО-Алания 45

3.2. Вредоносность сорняков в агроценозе кукурузы 48 3.2.1. Водно-пищевой режим почвы в зависимости

от степени засоренности посевов кукурузы сорняками 48

3.2.2. Рост и развитие сорных растений в зависимости от плотности размещения их на единице площади 54

3.2.3. Влияние степени засоренности посевов кукурузы на рост растений, элементы структуры урожая, урожайность и качество зерна. 58

3.3. Экономические пороги и критические периоды вредоносности сорных растений в посевах кукурузы 65

3.3.1. Экономические пороги вредоносности сорных

растений в посевах кукурузы 65

3.3.2. Критические периоды вредоносности сорняков в

посевах кукурузы 70

\| 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 78

/ 3.4.2. Действие гербицидов на рост и развитие растений

кукурузы 92

V 3.4.3. Влияние гербицидов на элементы структуры

урожая и урожайность зерна кукурузы 96

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

другими гербицидами 101

3.5.1. Баковые смеси титуса с почвенными гербицидами и

их действие на сорняки и кукурузу 102

3.5.2. Влияние баковых смесей титуса со страховыми гербицидами на сорную растительность и кукурузу 109

3.6. Эффективность применения титуса и его баковых смесей

с другими гербицидами на пожнивной кукурузе 117

4. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ 123

4.1. Длительность фитотоксического действия гербицидов 123

4.2. Оценка экологической безопасности гербицидов при использовании их в посевах кукурузы 125

4.3. Содержание остаточных количеств гербицидов в почве и

зерне кукурузы 130

5. ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ КУКУРУЗЫ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ГЕРБИЦИДОВ 134

6. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ГЕРБИЦИДОВ В ТЕХНОЛОГИИ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ КУКУРУЗЫ 141

ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ 147

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 152

ПРИЛОЖЕНИЯ 175

ВВЕДЕНИЕ

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 живот-

гр 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.

1. СОСТОЯНИЕ ИЗУЧЕННОСТИ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1. Морфолого-биологические особенности и народнохозяйственное значение кукурузы

Кукуруза относится к семейству злаковых, роду Zea L. Все разнообразие сортов и гибридов кукурузы представлено одним видом Zea mays L (3, 34,117,158).

Кукуруза - аборигенное растение Америки. Наибольшая площадь занята кукурузой в США. Продукция кукурузы превышает всю вместе взятую в этой стране продукцию пшеницы, овса, ячменя, ржи, риса, гречихи.

Кукуруза - однолетнее растение. Корневая система мощная, мочковатая, многоярусная, сильно разветвленная, способная на почвах с рыхлым сложением подпахотного горизонта проникать на глубину до Зм, и распространяться в радиусе 1 м. (3, 34, 117). Кукуруза имеет стебель толщиной от 2 до 7 см, хорошо облиственный, прямостоячий, округлый, гладкий. Высота растений колеблется от 60 см до 6 м. Листья крупные, линейные, цельнокрайние, параллельно неравные, в чередующемся порядке расположенные по двум противоположным сторонам стебля. Число листьев от 8 до 45. У распространенных,в нашей стране гибридов и сортов образуется от 13 до 24 листьев. Общая поверхность листьев растения, в зависимости от сорта и агротехники, 0,3-1,5 м2. На каждом растении кукурузы имеется два типа соцветий: мужское - метелка и женское - початки. Початки (измененные боковые побеги) располагаются в пазухах листьев, на верхушке боковых побегов с укороченными междоузлиями и видоизмененными листьями, образующими обвертку. Число полноценных початков на растении может быть различным (3, 10, 117, 136).

Плод - зерновка, обычно голая, крупная. Масса 1000 семян у мелко-семянных гибридов и сортов равна 100-150 г, у крупносемянных - 300400 г. В зависимости от группы и сорта (гибрида) зерновки кукурузы

имеют белую, кремовую, желтую, оранжевую, красную и другие окраски. В початке образуется от 200 до 1200 зерен. Выход зерна 75-82% массы початка (33, 117, 158). Содержание углеводов в зерне кукурузы 65-70%, белка 8-12%, жира 4-8%. Кроме того, зерно содержит минеральные соли, витамины.

Кукуруза - теплолюбивая культура. Семена прорастают при температуре 10-12°С, прирост биологической массы прекращается при среднесуточной температуре ниже 10°С. Оптимальная температура для формирования растения кукурузы - 16-23°С, в зависимости от скороспелости. Растения кукурузы выдерживают весенние заморозки до -2-4°С в фазе 6 листьев. Осенью при -1-2°С зеленые листья отмирают, а при -3°С повреждается невызревшее зерно (33, 117).

Сумма биологически активных температур, необходимых для созревания скороспелых форм кукурузы - 1800-2000°С, а для среднеспелых и позднеспелых - 2300-2600úC (3, 34, 136).

Кукуруза является засухоустойчивой культурой, особенно в ранние фазы. На образование единицы сухого вещества надземной массы кукуруза расходует 250-300 единиц воды. Её растения хорошо используют почвенную влагу (117, 158)184,199).

В онтогенезе потребность растений кукурузы в воде возрастает. Для прорастания семян необходимо 40-45% воды'от их массы. В фазе 7-10 листьев расход воды увеличивается, максимума достигает в период цветения и молочной спелости зерна. Оптимальная влажность почвы, при которой растения кукурузы развиваются и формирование урожая проходит наиболее продуктивно - 70-80% от HB (3, 34,117).

Кукуруза - растение короткого дня и реагирует на освещенность. Наиболее интенсивно ростовые процессы идут при продолжительности дня 12-14 часов. В загущенных и засоренных посевах растения кукурузы

V

склонны к "стеканию" в молодом возрасте (16, 17, 34, 124, 125, 158).

Кукуруза требовательна к почвенным условиям: лучше растет на рыхлых, воздухопроницаемых, плодородных почвах с pH 6,5-7,5. Опти-

мальным для растений кукурузы является содержание в почве кислорода не менее 18-20%, а оптимальная плотность корнеобитаемого слоя -1,1-1,3 г/см3 (3, 16,50,52).

Кукуруза высокопродуктивная" культура, поэтому потребляет большое количество питательных веществ. Так, на формирование 1 т зерна и соответствующей листостебельной массы использует 24-33 кг азота, 10-12 кг фосфора, 21-30 кг калия (3, 4, 10, 13, 18, 34, 91, 114).

Среди зерновых культур, по площади посева и валовому сбору зерна в мировом земледелии кукуруза занимает третье место после пшеницы и риса. Она является основной зеронофуражной культурой, широко используется в народном хозяйстве на пищевые цели, корм скоту, как сырье в перерабатывающей промышленности (3, 34,118, 162).

Из зерна кукурузы получают муку, крупу, крахмал, используют для получения этилового спирта, декстринов, глюкозы, патоки, меда, сахара, витамина Е, аскорбиновой и глютаминовой кислот, пива, сиропов, консервов и других продуктов (3, 34, 82).

При соответствующей технологии возделывания кукуруза как пропашная культура способствует снижению засоренности полей севооборота, является удачной парозанимающей культурой. Она широко применяется в поукосных, пожнивных и повторных посевах (57, 62, 65).

Зерно кукурузы - ценный' компонент комбикорма для животных и птицы. Один килограмм зерна содержит 1,34 к.е. и 78 г переваримого протеина (34, 118, 162).

Кукуруза - ценная силосная культура. Силос, заготовленный в фазу молочной и восковой спелости, обладает также высокими кормовыми достоинствами.

Площади посева кукурузы в РСО-Алания (1996-1997 г.г.) составляли 70,8 тыс. га. Кроме того, ежегодно кукуруза высевается как пожнивная, поукосная или повторная культура на площади 8-10 тыс. га, то есть она имеет важное значение в кормовом производственном балансе и в целом, в экономике республики. Посевы раннеспелых гибридов ку-

курузы являются хорошими предшественниками для озимых и других полевых культур.

1.2. Сорные растения и их биологические особенности

Сорными называются растения, которые не возделываются человеком, но засоряют сельскохозяйственные угодья (9, 66, 67, 69, 92, 148, 156).

На разных этапах развития земледелия существовали различные меры борьбы с сорной растительностью, менялись методы снижения засоренности посевов, совершенствовались приемы уничтожения сорняков на основе изучения их видового состава и биологических особенно стей (19, 148, 156,160,194,231).

Сорняки, по сравнению с культурными растениями, более адаптированы к конкретным экологическим условиям, менее требовательны к температуре, влаге, плотности почвы, другим условиями. Для эффективной защиты полевых культур от сорняков необходимо знать их видовой состав и биологические особенности (10, 14, 19, 57, 66, 69,120,185).

Засоренность на большей части посевных площадей России и других стран достигает сильной и средней степени, запасы семян сорняков в пахотном слое почвы составляют от 100 млн. до 4 млрд. и более штук на 1 гектаре, что является одним из источников засоренности посевов сельскохозяйственных культур (42, 78, 148, 166Д75 Д76).

Запасы семян сорняков в почве меняются в зависимости от почвенно-климатических условий зоны, её географического расположения и ряда других факторов. Так, в пахотном слое почвы Ленинградской области на 1 га пашни обнаружено более 500 млн. штук семян сорняков, а в Днепропетровской - 997 млн. штук. В этих же условиях на необрабатываемых землях запасы семян сорняков были значительно больше - до 4 млрд. шт. на 1 га (78,148).

Установлено, что на Кубани, Ставрополье и Донских степях на необрабатываемых землях засоренность амброзией полыннолистной в 10-50 раз выше, чем на окультуренных угодьях (37, 96).

Важным условием, определяющим уровень запасов семян сорняков в почве, является вл aro обеспеченность зоны. Более высокие запасы семян сорняков обнаружены в зоне избыточного увлажнения (39562 шт/м2), среднее количество (15101 шт/м2) - в зоне достаточного увлажнения и наименьшее (12402 шт/м2) в зоне недостаточной влагообеспеченности (11, 59., 70, 80, 227, 235).

Одним из источников увеличения запаса семян сорняков в почве является внесение неперепревшего навоза, который содержит большое количество жизнеспособных семян сорняков. Так, с 1т неперепревшего навоза на поля попадает 1,5-2,0 млн. всхожих семян сорняков (19, 70, 75, 135). Эти же авторы отмечают, что при внесении на 1 га оптимальной дозы навоза количество семян сорняков возрастает до 30-60 млрд. штук (173, 193, 228).

Этим вопросам посвящено много исследований, в которых указано на значительное влияние агроэкологических условий (севооборот; систем обработки почвы, внесения гербицидов, удобрений и др.) на видовой состав семян сорняков, их численность и жизнеспособность в пахотном слое почвы (14, 57, 59, 60, 92, 221, 246).

Засоренность пахотных земель связана и с тем, что сорняки обладают высокой плодовитостью. Установлено, что 1 растение горца вьюнкового способно дать 11200 шт. семян, щирицы - 500000 семян в год (78, 147, 155).

Во многих исследованиях установлено, что одним из надежных факторов, снижающих семенную продуктивность и жизнеспособность семян сорняков являются применения гербицидов. В опытах по изучению доз и сроков использования 2,4-Д выявлены наиболее эффективные меры борьбы с марью белой (19, 93, 158, 210). В других исследованиях выявлена возможность появления в популяции мари белой мутантов, устойчивых к триазиновым гербицидам (141, 195).

Сложность снижения засоренности полей заключается и в том, что в аг-рофитоценозах существует большое разнообразие видов и групп сорняков, каждый из которых имеет свои индивидуальные особенности и приспособляемость к неблагоприятным условиям (47, 65, 67, 134, 144, 147, 171).

Исследованиями выявлены определенные календарные сроки появления всходов растений с точностью до пятидневок. Наибольшее число всходов появлялось после теплых дождей. С увеличением высоты до 900 м над уровнем моря наблюдалось усиление темпов прорастания и увеличение количества сорняков. Также выявлены виды сорняков, семена которых пр�