Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Лесоводственно - технологическое обоснование применения гербицидов при создании и уходах за культурами сосны и ели на невозделываемых сельхозземлях

ВАК РФ 06.03.01, Лесные культуры, селекция, семеноводство

Автореферат диссертации по теме "Лесоводственно - технологическое обоснование применения гербицидов при создании и уходах за культурами сосны и ели на невозделываемых сельхозземлях"

На правах рукописи

Постников Антон Михайлович

ЛЕСОВОДСТВЕННО - ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРИМЕНЕНИЯ ГЕРБИЦИДОВ ПРИ СОЗДАНИИ И УХОДАХ ЗА КУЛЬТУРАМИ СОСНЫ И ЕЛИ НА НЕВОЗДЕЛЫВАЕМЫХ СЕЛЬХОЗЗЕМЛЯХ (на примере Ленинградской области)

06.03.01. - Лесные культуры, селекция, семеноводство

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

2 4 ОКТ 2013

005535546

Санкт-Петербург 2013

005535546

Работа выполнена в научно-исследовательском отделе химического ухода за лесом Федерального бюджетного учреждения «Санкт-Петербургский научно-исследовательский институт лесного хозяйства» (ФБУ «СГТбНИИЛХ»)

Научный руководитель — Егоров Александр Борисович, доктор сельскохозяйственных наук

Официальные оппоненты:

Шутов Игорь Васильевич, доктор сельскохозяйственных наук, профессор, член-корреспондент РАСХН, главный научный сотрудник научно-исследовательского отдела использования лесов ФБУ «Санкт-Петербургский научно-исследовательский институт лесного хозяйства»,

Субота Марина Борисовна, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент кафедры почвоведения и гидромелиорации ФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет им. С.М. Кирова»

Ведущая организация — Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Пермская государственная сельскохозяйственная академия имени академика Д.Н.Прянишникова» (ФГБОУ ВПО Пермская ГСХА)

Защита состоится « ж » ноября 2013г. в // часов на заседании диссертационного совета Д 212.220.02 при Санкт-Петербургском государственном лесотехническом университете им. С.М. Кирова по адресу: Институтский пер., 5, Главное здание, зал заседаний.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского государственного лесотехнического университета им. С.М. Кирова.

Автореферат разослан «^ » октября 2013г.

Ученый секретарь диссертационного совета д-р с.-х. наук, проф.

А.В. Жигунов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В настоящее время в России около 50 млн. га сельскохозяйственных угодий оказались выведенными из оборота. По ряду причин на северо-западе Европейской части России большие площади сельскохозяйственных земель также вышли из обращения. В результате на них развиваются негативные процессы задернения, заболачивания, а в отдельных случаях залужения и зарастания древесно-кустарниковой растительностью. Такие земли являются источником распространения сорняков, вредителей и возбудителей болезней, что негативно сказывается на состоянии граничащих с ними возделываемых сельхозземель и земель лесного фонда. Предлагается перспективный вариант дальнейшего использования невозделываемых сельскохозяйственных земель - выращивание на них хозяйственно-ценных древесных пород. Для условий северо-запада Европейской части РФ актуально создание культур сосны обыкновенной (Pinns sylvestris L.) и ели европейской (Picea abies (L.) Karst.) различного назначения. Однако установлено, что на таких землях доминирует мощная, многоярусная травянистая растительность, представленная преимущественно многолетними видами. Очевидно, что для обеспечения хорошей приживаемости и роста культур сосны и ели необходимо ограничить конкуренцию со стороны нежелательной (сорной) травянистой растительности. Механические способы борьбы с ней довольно трудоемки и недостаточно эффективны, а также дают лишь кратковременный эффект. Самым эффективным методом борьбы является химический, то есть применение гербицидов. Необходимо обосновать эффективные варианты, технологические регламенты и схемы применения гербицидов, которые позволят подавить травянистую растительность невозделываемых сельхозземель и не окажут отрицательного воздействия на состояние лесных культур. В литературе широко обсуждаются различные вопросы применения гербицидов на землях лесного фонда, но при этом данных об эффективности их действия на невозделываемых сельхозземлях практически нет.

Цель исследований - обеспечение эффективного и длительного подавления широкого спектра нежелательной (сорной) травянистой растительности для создания благоприятных условий роста культур сосны и ели на невозделываемых сельскохозяйственных землях.

Общая задача исследований заключается в лесоводственно-технологическом обосновании и разработке регламентов и схем применения современных гербицидов против широкого спектра видов травянистых растений при создании и уходах за культурами сосны и ели на невозделываемых сельскохозяйственных землях.

Научная новизна состоит в том, что впервые обоснованы технологические регламенты и схемы применения гербицидов при создании и уходах за культурами сосны и ели на невозделываемых сельскохозяйственных землях в условиях северо-запада Европейской части России.

Составные части, имеющие элементы новизны:

- получены экспериментальные данные по эффективности действия гербицидов на широкий спектр нежелательной травянистой растительности на невозделываемых сельскохозяйственных землях (арсенал, 2 л/га; арсенал, 2 л/га + анкор-85, 100 г/га; атронПро, 2 кг/га; раундап, 4 л/га + анкор-85, 150 г/га; раундап, 4 л/га + арсенал, 0,5 л/га + анкор-85, 50 г/га; раундап, 4 л/га + арсенал, 1 л/га + анкор-85, 50 г/га; раундап, 6 л/га; раундап, 3 л/га + арсенал, 0,5 л/га +анкор-85, 100 г/га; раундап, 3 л/га

+ арсенал, 0,5 л/га + анкор-85, 50 г/га; раундап, 3 л/га + арсенал, 1 л/га +анкор-85, 100 г/га);

- получены экспериментальные данные относительно селективности действия примененных гербицидов на сеянцы сосны и ели в культурах в зависимости от сроков обработки, посадки и вида посадочного материала;

- разработаны технологические регламенты применения гербицидов для предварительной химической обработки почвы перед созданием лесных культур (арсенал, 2 л/га + анкор-85, 100 г/га; атронПро, 2 кг/га; раундап, 4 л/га + арсенал 1 л/га + анкор-85, 50 г/га; раундап, 3 л/га + арсенал, 0,5 л/га +анкор-85, 100 г/га; раундап, 4 л/га + арсенал, 0,5 л/га + анкор-85, 50 г/га; раундап, 6 л/га);

- разработаны технологические регламенты применения гербицидов для проведения осенних агротехнических уходов за культурами сосны и ели (раундап, 4 л/га; раундап, 3-4 л/га + анкор-85, 50-70 г/га);

- изучено влияние предварительной механической обработки почвы совместно с химической на биологическую эффективность, а также на приживаемость и показатели роста культур сосны и ели;

- изучено влияние осенних агротехнических уходов за культурами сосны и ели на динамику вторичного зарастания нежелательной травянистой растительностью, а также на рост культур;

- разработана технология создания культур, предусматривающая объединение предварительной химической обработки и посадки в один технологический прием (одноприёмная технология);

- определены показатели химической и токсикологической нагрузки на экосистемы разработанных технологических регламентов и схем применения гербицидов.

Теоретическая и практическая значимость. Теоретическая значимость работы заключается в том, что получены обширные экспериментальные данные по эффективности действия ряда современных гербицидов на нежелательную травянистую растительность невозделываемых сельскохозяйственных земель, по их селективности к сеянцам сосны и ели, выявлены особенности роста и развития культур при различных сроках посадки в зависимости от вида посадочного материала и режимов химических уходов. Практическая значимость определяется разработанными технологическими регламентами и схемами применения гербицидов, которые характеризуются высокими показателями лссоводственной, биологической и экономической эффективности и рекомендуются для производственного применения на северо-западе Европейской части России. Появилась реальная возможность повторного вовлечения невозделываемых сельскохозяйственных земель в хозяйственный оборот.

Обоснованность и достоверность выводов основана на обширном экспериментальном материале, собранном в процессе трехлетних исследований в полевых мелкоделяночных и производственных опытах, выполненных на невозделываемых сельскохозяйственных землях в Ленинградской области. Результаты обработаны методом дисперсионного анализа, а также с использованием t-критерия Сгыодента с определением точности и достоверности полученных данных при уровне вероятности 95%.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на I, II и III Международных научно-практических конференциях «Инновации и технологии в лесном хозяйстве» (ФБУ «СПбНИИЛХ», 2011, 2012,

2013 гг.), на Шестой Международной научно-технической интернет - конференции «Леса России в XXI веке» (СПбГЛТА им. С.М. Кирова, 2011 г).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 7 научных работ, в том числе 3 работы из перечня ведущих рецензируемых журналов и изданий, рекомендуемого ВАК.

Личный вклад автора. На всех этапах диссертационной работы при определении цели, общей задачи, программы, методов исследования автор принимал личное участие. Экспериментальные работы, математическая обработка результатов и их анализ проводились лично автором.

Методология и методы исследования. В работе использован общепринятый метод полевых исследований с выполнением полевых и производственных опытов, проводилась статистическая обработка экспериментальных данных и анализ полученных результатов, на всех этапах проводился анализ литературы по проблеме.

На защиту выносятся следующие положения:

- анализ экспериментальных данных, характеризующих биологическую эффективность действия гербицидов на нежелательную травянистую растительность невозделываемых сельскохозяйственных земель;

анализ экспериментальных данных, характеризующих селективность примененных гербицидов по отношению к сеянцам сосны и ели в культурах;

- технологические регламенты и схемы применения гербицидов при создании и уходах за культурами сосны и ели на невозделываемых сельскохозяйственных землях, заросших нежелательной травянистой растительностью;

оценка химической и токсикологической нагрузки на экосистемы рекомендуемых гербицидов и их смесей.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 6 глав, заключения, списка литературы и 1 приложения. Она изложена на 138 страницах, включает 24 таблицы, 16 рисунков и список литературы из 161 наименования, в том числе 25 на иностранных языках.

Автор глубоко признателен своему руководителю А.Б. Егорову за помощь в работе над диссертацией. Автор выражает благодарность А.Н. Цурко, М.В. Постникову, В.М. Постникову за помощь при создании опытных объектов и проведение учетов на них. Автор благодарит старшего научного сотрудника научно-исследовательского отдела химического ухода за лесом ФБУ «СПбНИИЛХ» Л.Н. Павлюченкову за помощь при оформлении диссертационного материала.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА

В настоящее время в лесном хозяйстве весьма актуально искусственное лесовосстановление - создание и выращивание лесных культур и лесосырьевых плантаций. Это позволяет с большой долей вероятности качественно восстанавливать насаждения после сплошных рубок, используя селекционный посадочный материал высокого качества, заниматься облесением невозделываемых сельскохозяйственных земель. Различным аспектам этой темы посвящено множество работ профессоров Н.Е. Декатова, М.П. Прокопьева, А.Н. Писаренко, М.Д. Мерзленко, Г.И. Редько, Н.П. Калиниченко, А.Р. Родина, И.В. Шутова, А.Ф. Чмыра, H.A. Марковой,

A.B. Жигунова и других. В целом в этих работах приводится много примеров создания высокопродуктивных насаждений различного породного состава и целевого назначения методом искусственного лесовосстановления.

На основании анализа литературы можно сделать вывод о высокой эффективности искусственного лесовосстановления в случае соблюдения технологий создания культур. Также важную роль в итоговом успехе данного мероприятия играет правильное и своевременное проведение уходов за культурами. Основным лимитирующим фактором быстрого роста и высокой приживаемости сеянцев является сильная конкуренция со стороны нежелательной растительности. Общепринятые (механические) методы борьбы с ней, в большинстве случаев, недостаточно эффективны, а в ряде случаев неприменимы. В будущем необходимо стремиться к оптимизации расходования средств и повышению эффективности метода искусственного лесовосстановления.

Процесс сокращения площадей, использующихся для выращивания сельскохозяйственных культур, отмечается во многих странах мира, однако в нашей стране его темпы одни из самых высоких. Большие площади плодородных земель не используются, зарастают травянистой и древесно-кустарниковой растительностью. Один из вариантов их повторного вовлечения в хозяйственную деятельность -создание культур хозяйственно-ценных древесных пород различного назначения. Однако, в настоящее время в РФ использование данной категории земель для посадки на них лесных культур, связывают, в основном, только с полезащитными насаждениями.

По данным И.В. Шутова и A.B. Жигунова (2013), экспериментальная закладка культур на невозделываемых сельскохозяйственных землях началась в 1970-е годы, сохранились базовые стационарные объекты, находящиеся в Псковской, Ленинградской областях и в южной части Карелии. Возраст данных насаждений около 40 лет. В лучших вариантах опытов средний прирост стволовой древесины на плантациях названного возраста оказался равен 10 м3 на 1 га в год. По величине полученного среднего прироста данные насаждения превосходят окружающие их древостой естественного происхождения примерно в 2,5-3 раза. Кроме этого, на данных объектах не зафиксировано вспышек распространения вредителей и болезней.

Для обеспечения максимальной эффективности метода искусственного лесовосстановления необходимо усовершенствовать технологию борьбы с нежелательной растительностью с целью уменьшения финансовых и трудовых затрат. Конкурирующая растительность в условиях северо-запада Европейской части России в наиболее производительных лесорастительных условиях оказывает большое влияние на приживаемость и развитие хозяйственно-ценных древесных пород. Поэтому необходимо обратить внимание на применение химических средств для контроля нежелательной растительности в лесном хозяйстве. В настоящее время химический метод борьбы с сорняками имеет большое значение в сельском хозяйстве на продовольственных, кормовых и технических культурах. Для применения в сельском хозяйстве зарегистрированы сотни гербицидов (Список, 2010) . В лесном хозяйстве России химический метод начал активно применяться еще в тридцатые годы прошлого века, а в 60-70 годы получил широкое развитие. К ученым, которые внесли основной вклад в развитие химического метода в лесном хозяйстве в нашей стране, относятся профессора Н.Е. Декатов, И.В. Шутов, В.П. Бельков, А.Н. Мартынов, Г.Я. Матгис и другие.

Прием химической обработки почвы иод культуры, а также уход за ними -хорошо известные способы устранения конкуренции со стороны нежелательной древесно-кустарниковой и травянистой растительности. Их проведение весьма актуально не только для земель лесного фонда, но и при облесении невозделываемых сельскохозяйственных земель.

Из современных гербицидов, разрешенных к применению в лесном хозяйстве, особый интерес представляют препараты трех групп, хорошо зарекомендовавшие себя на разного рода объектах - глифосатсодержащие препараты (раундап, глифос, торнадо и др.), производные имидазола (арсенал), производные сульфонилмочевины (анкор-85), а также новый для лесного хозяйства препарат атронПро. Есть данные об их применении на невозделываемых сельскохозяйственных землях только против борщевика Сосновского (Хайруллина, 2013). Однако нет обстоятельных сведений об их эффективности против широкого спектра видов нежелательной травянистой растительности на данной категории земель.

ГЛАВА 2. ПРОГРАММА, МЕТОДИКА И ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

В соответствии с целью и обшей задачей в программу исследований были включены следующие вопросы.

1. На основе анализа результатов нолевых опытов с перспективными для изучения гербицидами определить эффективность их действия на широкий спектр видов нежелательных (сорных) травянистых растений, типичных для невозделываемых сельскохозяйственных земель.

2. Оценить влияние применения гербицидов при химической обработке почвы перед посадкой культур и при агротехнических уходах за ними на состояние и показатели роста сосны и ели в первые годы после посадки.

3. Разработать технологические регламенты применения гербицидов при химической обработке почвы перед посадкой культур, а также при агротехнических уходах за ними.

4. Обосновать технологические схемы применения гербицидов при создании и уходах за культурами сосны и ели на невозделываемых сельскохозяйственных землях.

5. Оценить химическую и токсикологическую нагрузки на экосистемы, а также отдельные показатели экономической эффективности разработанных технологических регламентов и схем.

Закладка полевых опытов проводилась на невозделываемых сельхозземлях в Гатчинском районе Ленинградской области. С 1994 года эти земли полностью вышли из сельскохозяйственного оборота, и на них не проводилось никаких хозяйственных мероприятий. Почвы дерново-подзолистые легкосуглинистые, с содержанием гумуса 5,4% в одном блоке опытов и 3% - в другом. Условия дренированные. В этих, относительно богатых почвенных условиях, наиболее важно и сложно обеспечить эффективное уничтожение нежелательной травянистой растительности. Древесно-кустарниковая растительность полностью отсутствовала. При закладке опытов руководствовались «Методикой испытаний гербицидов и арборицидов в лесном хозяйстве», разработанной в ЛенНИИЛХе (ныне ФБУ «СПбНИИЛХ»),

«Методическими указаниями по полевому испытанию гербицидов в растениеводстве», разработанными в ГНУ ВИЗР.

Изучались следующие гербициды: анкор-85, ВДГ - водно-диспергируемые гранулы (750 г/кг сульфометурон-метила кислоты в виде калиевой соли); арсенал, ВК - водорастворимый концентрат (250 г/л имазапира); атронПро, ВДГ (250 г/кг имазаиира, 75 г/кг сульфометурон-метила кислоты); раундап, BP — водный раствор (360 г/л глифосата кислоты) в различных сочетаниях и нормах применения.

Нежелательная травянистая растительность на данных объектах была представлена типичными для северо-запада Европейской части России видами, среди которых преобладали вейник (виды) (Calamagroslis Sp), лисохвост луговой (Alopecúrus pratensis L.), ежа сборная (Dactylis gloinerata L.), луговик дернистый (щучка) (Deschampsia caespitosa (L.) Beauv), бодяк полевой (Cirsium art'ense (L.) Scop.), люпин многолистный (Lupinas polyphyllus Lindl.), вербейник обыкновенный (Lysimáchia vulgaris L.), манжетка обыкновенная (Alchemilla vulgaris L.), купырь лесной (Aníhriscus sylvestris L.), чина луговая (Lathyrus pratensis L.), одуванчик лекарственный (Taraxacum officinale Wigg.S.I.), вероника дубравная (Veronica chamaedtys L.), лапчатка прямостоячая (Potentilla erecta (L.) Raeusch). В полевых мелкоделяночных опытах площадь делянки составляла 60-100 м~ в зависимости от опыта, повторность 3-х-кратная. В производственных опытах площадь делянки составляла 135-150 м", повторность 3-4-х-кратная. Часть опытов выполнялась в сочетании с предварительной механической обработкой почвы (плуг ПГ-3-35) и последующей химической обработкой почвы перед посадкой культур. Опрыскивание проводилось ручным ранцевым опрыскивателем «Solo» или моторным ранцевым опрыскивателем «Stihl», расход рабочей жидкости составлял 200 л/га для ручного опрыскивателя и 150 л/га для моторного. Учет нежелательной травянистой растительности во всех опытах осуществлялся по общепринятой методике проективно-количественным методом, а в отдельных опытах в первый год после их создания и количественно-весовым методом. В течение всего вегетационного сезона проводились регулярные (не реже одного раза в месяц) учеты проективного покрытия почвы нежелательной травянистой растительностью, для чего закладывались временные учетные площадки (1x1м) в количестве 30 штук на вариант. Эффективность (биологическая эффективность) действия гербицидов определялась по снижению проективного покрытия почвы травянистой растительностью в опытных вариантах по отношению к контрольным вариантам.

Культуры высаживали вручную - посадкой под меч Колесова. При посадке летом использовались двухлетние сеянцы сосны и ели с закрытой корневой системой (объем корнезакрывающего кома 250 см3), весной и осенью - трехлетние сеянцы сосны и ели с открытой корневой системой. На части опытов посадка проводилась сеянцами ели с закрытой корневой системой с объемом корнезакрывающего кома 100 см3. Посадка культур проводилась через разные сроки после химической обработки почвы.

В течение всего периода наблюдений за ростом культур велись учеты состояния сеянцев сосны и ели, в ходе которых проводилась оценка каждого сеянца. В конце каждого вегетационного сезона проводилось измерение биометрических показателей роста - диаметра у корневой шейки, прироста в высоту за последний сезон и общей высоты каждого сеянца. Всего при проведении исследований было выполнено 6 полевых опытов, включающих 35 опытных вариантов. Общая площадь опытов — 10880 м2. На делянки было высажено и учтено по 3690 сеянцев сосны и ели.

ГЛАВА 3. ОЦЕНКА БИОЛОГИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ДЕЙСТВИЯ ГЕРБИЦИДОВ И ИХ СМЕСЕЙ НА НЕЖЕЛАТЕЛЬНУЮ ТРАВЯНИСТУЮ РАСТИТЕЛЬНОСТЬ

В мелкоделяночном опыте 2010 года проводилась оценка биологической эффективности и продолжительности действия гербицидов на виды трав, произрастающих в условиях невозделываемых сельскохозяйственных земель, а также отбор наиболее эффективных вариантов применения гербицидов. В таблице 1 показана биологическая эффективность действия гербицидов на нежелательную травянистую растительность в динамике за три вегетационных сезона.

Таблица 1 - Биологическая эффективность действия гербицидов в мелкоделяночном опыте 2010 года, % (химическая обработка 10.07.2010 г.; уход 15.10.2011 г.)

Вариант опыта Дата учета

2010 год 2011 год 2012 год

август сентябрь октябрь 5 нюнь июль август сентябрь октябрь « июнь июль 1 август сентябрь октябрь

Арсенал, 2 л/га 46 95 97 100 94 81 44 18 10 100 94 85 70 45 30

Арсенал, 2 л/га + анкор-85, 100 г/га 79 97 99 100 100 95 88 65 47 100 94 86 71 47 33

АтронПро, 2 кг/га 84 98 100 100 99 94 86 66 43 100 96 84 70 40 29

Раундап, 4 л/га + анкор-85, 150 г/га 95 98 100 100 98 95 90 76 70 100 97 89 77 53 38

Раундап, 4 л/га + арсенал, 0,5 л/га + анкор-85, 50 г/га 95 99 100 100 100 93 80 47 31 100 97 87 75 50 31

Раундап, 4 л/га + арсенал, 1 л/га+ анкор-85, 50 г/га 97 100 100 100 100 95 88 61 41 100 98 91 78 51 34

Раундап, 6 л/га 93 90 85 60 54 32 16 7 5 68 54 32 6 3 3

Раундап, 3 л/га + арсенал, 0,5 л/га +анкор-85, 100 г/га 94 97 100 100 94 87 67 50 35 100 91 81 61 31 23

НСР„5 7,3 2,1 1,6 3,8 4,6 4,6 2,9 7,2 3,6 4,3 3,6 4,2 6,3 4,1 3,1

По результатам учетов видно, что наиболее быстро эффект подавления травянистой растительности проявлялся в вариантах со смесями, в составе которых был раундап. К концу сезона во всех этих вариантах наблюдали очень высокую степень подавления нежелательной травянистой растительности (97-100%). Эффективно подавлялись практически всс присутствующие виды трав, включая вейник (виды). Исключением явился лишь вариант, в котором раундап был применен в чистом виде - уже через три месяца после химической обработки почвы

наблюдалось частичное восстановление сорняков. В наиболее эффективных вариантах активное восстановление нежелательной растительности началось лишь к концу второго вегетационного сезона. Во всех вариантах опыта осенью второго года была проведена химическая обработка в порядке агротехнического ухода за культурами. Данная мера позволила устранить конкуренцию со стороны нежелательной травянистой растительности еще на один вегетационный сезон. Для проверки результатов, полученных в данном опыте, а также для оценки влияния сроков обработки и плодородия почвы на эффективность действия гербицидов, через год были заложены еще два опыта. Химическая обработка почвы проводилась в несколько более ранние сроки, а один из опытов был выполнен в более бедных почвенных условиях. В целом, результаты, полученные в опытах 2011 года, были близки данным опыта 2010 года.

В производственном опыте 2010 года химическая обработка проводилась после предварительной механической обработки почвы. Из-за этого видовой состав и фазы развития растительности, преобладающей на данных делянках, несколько отличались от таковых в опытах по целине и, кроме того, высота травяного покрова была примерно на треть ниже. В данном опыте самыми эффективными также оказались баковые смеси гербицидов (раундап, 4 л/га + анкор-85, 150 г/га; раундап, 3 л/га + арсенал, 0,5 л/га + анкор-85, 100 г/га), которые продемонстрировали полное подавление нежелательной травянистой растительности практически на два вегетационных сезона. В варианте с применением раундапа в чистом виде началось быстрое восстановление сорняков, в основном - двудольных видов, таких как одуванчик лекарственный и люпин многолистный. Химический уход за лесными культурами, проведенный осенью второго после посадки года, обеспечил резкое снижение конкуренции со стороны сорной растительности еще на один (третий) вегетационный сезон (биологическая эффективность с мая по август - 70-100%).

Опрыскивание в производственном опыте 2011 года проводилось в более ранние сроки по сравнению с предыдущими опытами (22 мая). Этим объясняется тот факт, что в варианте, где раундап применялся в чистом виде (6 л/га), восстановление сорняков началось уже через месяц после обработки гербицидами (табл. 2). Двух - и трёхкомпонентные смеси, применявшиеся в данном опыте, подействовали значительно эффективнее - к концу вегетации биологическая эффективность их действия была на уровне 73-96%. На второй год после химобработки темпы восстановления нежелательной травянистой растительности во всех опытных вариантах значительно возросли. Основными видами сорняков, за счет которых происходило восстановление, были бодяк полевой, люпин многолистный, вейник (виды). К середине вегетационного сезона в самых эффективных вариантах опыта проективное покрытие почвы нежелательной травянистой растительностью достигало 40-50%. Представленный опыт выполнялся по методу расщепленных делянок и на части площади в конце первого сезона был проведен химический уход за культурами. Он позволил ограничить конкуренцию со стороны нежелательной травянистой растительности практически на весь следующий год. В июле в наиболее эффективных вариантах без ухода биологическая эффективность подавления нежелательной растительности снизилась до 41-57%, тогда как на делянках с уходом составила 8191%. Там, где уход не проводился, основными видами трав, восстановившимися на делянках, были вейник (виды), бодяк полевой и люпин многолистный. После проведения агротехнического ухода за культурами доминирующим видом был

Таблица 2 - Биологическая эффективность действия гербицидов в производственном опыте 2011 года, % (химическая обработка 22.05.2011 г.; уход 11.10.2011г.)

Вариант опыта Сроки учетов

2011 год 2012 год

июнь июль август сентябрь октябрь нюнь июль август сентябрь октябрь

Химическая обработка

Раундап, 6 л/га 79 42 3 1 -1 19 0 1 1 -1 0

Раундап, 3 л/га + арсенал, 0,5 л/га + анкор-85, 50 г/га 73 79 86 85 82 65 57 41 24 13 8

Раундап, 3 л/га + арсенал, 1 л/га + анкор-85, 100 г/га 81 91 95 95 96 85 65 54 40 22 14

Раундап, 4 л/га + анкор-85, 150 г/га 79 85 88 86 84 71 64 57 36 18 11

Химическая обработка + уход за культурами

Раундап, 6 л/га 79 42 3 1 -1 70 58 40 16 3 1

Раундап. 3 л/га + арсенал, 0,5 л/га + анкор-85, 50 г/га 73 79 86 85 82 100 93 81 60 31 21

Раундап, 3 л/га + арсенал, 1 л/га + анкор-85, 100 т/та 81 91 95 95 96 100 98 91 78 51 37

Раундап, 4 л/га + анкор-85, 150 г/га 79 85 88 86 84 100 98 89 75 47 34

НСР„5 4,4 5,6 4,9 3,8 2,6 5,3 3,6 5,1 3,4 2,2 2,7

одуванчик лекарственный. В эффективных вариантах с уходом с августа по октябрь проективное покрытие почвы сорняками было в два и более раз ниже, чем в варианте без ухода.

Таким образом, в случае раннего (весеннего) проведения химической обработки почвы гербицидами (до нарастания большой биомассы сорняков, фазы розетка, кущение, всходы) их эффективность значительно снижается, и проведение агротехнического ухода за культурами необходимо уже в конце первого вегетационного сезона.

В мелкоделяночном опыте 2011 года химическая обработка почвы проводилась одновременно по предварительно напаханным пластам и по целине. Исходная засоренность на целине была несколько выше, чем на пластах. Контрольные варианты на пластах и по целине сравнялись по общему проективному покрытию почвы сорняками к августу первого вегетационного сезона. В вариантах с применением гербицидов существенной разницы в эффективности не выявлено (табл. 3).

По итогам данного опыта можно сделать вывод о том, что проведение предварительной механической обработки почвы с последующим применением

гербицидов не дает преимущества в устранении нежелательной травянистой растительности по сравнению только с химической обработкой. Решающее значение в эффективности химической обработки почвы имеют фаза развития н видовой состав сорняков.

Таблица 3 - Биологическая эффективность действия смеси гербицидов (раундап, 3 л/га + арсенал, 0,5 л/га +анкор-85, 50 г/га) в мелкоделяночном опыте 2011 года, % (химическая

обработка 22.05.2011 г.)

Срок учета

2011 год 2012 год

Вариант опыта июнь июль август сентябрь октябрь 1 июнь июль август сентябрь октябрь

Без механической обработки почвы 81 88 92 95 97 90 80 68 54 39 34

С механической обработкой почвы 78 91 95 97 99 92 81 66 48 31 24

ГЛАВА 4. РОСТ И СОСТОЯНИЕ КУЛЬТУР СОСНЫ И ЕЛИ

По результатам мелкоделяночного опыта 2010 года было установлено, что культуры сосны, высаженные в опытных вариантах при всех трех сроках посадки, значительно превосходили по приживаемости и биометрическим показателям культуры, высаженные в контрольных вариантах. Применение гербицидов перед посадкой не оказало негативного действия на рост и состояние сеянцев сосны. Это подтверждается тем, что в вариантах с обработкой смесями с высокими нормами применения персистентных препаратов приживаемость незначительно отличалась от вариантов с их низким содержанием. Кроме того, близкая приживаемость была отмечена в варианте с применением раундапа в чистом виде, который способен оказывать негативное действие на растительность лишь при непосредственном контакте с побегами растений, а посадка культур проводилась через значительное время после химической обработки почвы. Каких-либо повреждений сеянцев от остатков гербицидов в почве не обнаружено ни в одном из опытных вариантов. Все показатели темпов роста культур ели, высаженных на опытных делянках, значительно превосходили таковые в контрольных вариантах (табл. 4). Приживаемость сеянцев также в 1,5-2 раза была выше в опытных вариантах.

По итогам двухлетних наблюдений за ростом культур сосны, созданных в опыте, где проводилась как предварительная механическая обработка почвы, так и химическая обработка, лучшие показатели роста зафиксированы в вариантах опыта с двух и трёхкомпонентными смесями гербицидов (раундап, 4 л/га +анкор-85, 150 г/га; раундап, Зл/га + арсенал, 0,5 л/га + анкор-85, 100 г/га). Так, например, по результатам учета, проводившегося в конце второго года роста культур сосны, высаженных сеянцами с закрытой корневой системой, показатель D H в вариантах с применением смесей гербицидов более чем на 40 % выше, чем в варианте с применением одного раундапа (табл. 5). Аналогичная картина наблюдалась и при других сроках посадки культур сосны в данном опыте. Культуры ели, высаженные в вариантах с применением смесей гербицидов, в данном опыте при всех сроках посадки также показали несколько лучшие результаты по параметрам роста по сравнению с

вариантом, где применялся один раундап (в некоторых вариантах показатель Э2Н отличался на 25%).

Таблица 4 - Показатели роста и приживаемость культур ели, созданных сеянцами с закрытой корневой системой в полевом мелкоделяночном опыте 2010 года (химическая обработка 10.07.2010 г; посадка сеянцев 24.07.2010 г.; уход 15.10.2011 г.)

Вариант опыта 2011 год 2012 год

Диаметр, мм Прирост в высоту, см Высота, см Прижи вас мость, % Диаметр, мм Прирост в высоту, см Высота, см Прижи вас мость, %

Арсенал, 2 л/га 5,7±0,16 6,6±0,28 22,8±0,83 100 7,3±0,23 12,3±0,61 33,8± 1,13 90

Арсенал, 2 л/га + анкор-85, 1 ООг/га 5,7±0,16 6,8±0,29 23,6±0,86 97 8,6±0,18 13,6±0,72 34,9± 1,07 90

Раундап, 4 л/га + анкор-85, 150 г/га 6,0±0,17 7,5±0,31 24,2±0,87 98 9,7±0,16 13,1±0,69 36,3±1,11 85

Раундап, 4 л/га + арсенал, 0,5 л/га + анкор-85, 50 г/га 5,6±0,16 7,5±0,31 24,1 ±0,87 95 8,3±0,23 12,0±0,58 35,1±1,13 92

Раундап, 4 л/га + арсенал, 1 л/га + анкор-85, 50 г/га 5,9±0,17 7,8±0,32 23,9±0,96 100 8,1 ±0,21 11,1 ±0,52 34,3±1,11 85

Раундап, бл/га 5,4±0,15 5,8±0,36 21,9±0,81 100 7,0±0,25 15,3±0,73 36,5± 1,44 90

Раундап, 3 л/га + арсенал, 0,5 л/га + анкор-85, 100 г/га 6,1 ±0,17 6,3±0,28 22,9±0,84 98 10,1 ±0,24 15,4±0,74 36,9± 1,51 91

Контроль 5,4±0,16 5,0±0,24 20,6±0,77 90 5,9±0,23 6,1±0,39 25,3± 1,22 47

В производственном опыте 2011 года проводилась оценка возможности применения одноприёмной технологии создания культур сосны и ели (совмещение проведения химической обработки почвы и посадки лесных культур в одной технологической операции). Результаты опыта показали, что одноприёмная технология создания культур на невозделываемых сельхозземлях вполне возможна, однако не допускается химическая обработка смесями с высоким содержанием персистентных препаратов (особенно в случае создания культур посадочным материалом с открытой корневой системой). Так, в варианте с использованием смеси раундап, 3 л/га + арсенал, 0,5 л/га + анкор-85, 100 г/га наблюдалось значительное количество сеянцев сосны и ели, получивших повреждения. На части данного опыта проводился осенний химический уход за культурами, который положительно сказался на росте культур и их приживаемости, однако это актуально только для случаев, в которых химическая обработка почвы проводится весной, когда большинство видов нежелательной травянистой растительности находится на ранних фазах развития.

В мелкоделяночном опыте 2011 года была произведена посадка сеянцев сосны и ели по целине и по предварительно напаханным пластам, причем химическая обработка почвы и посадка культур проводились в одной технологической операции. По результатам двухлетних наблюдений установлено, что скорость роста и

приживаемость культур в опытных вариантах, как с предварительной механической обработкой почвы, так и без нее, существенно превышают эти показатели в контрольных вариантах. Проведение предварительной механической обработки

Таблица 5 - Показатели роста и приживаемость культур сосны в производственном опыте 2010 года с предварительной механической обработкой почвы (механическая обработка почвы - 05.2010 г.; химическая обработка 10.07.2010 г.; посадка сеянцев с закрытой корневой системой 24.07.2010 г.; уход 15.10.2011г.)

Вариант опыта 2011 год 2012 год

Диаметр {ЭХ мм Прирост в высоту, см Высота (Н), см ГУМ Прижи вас мость. % Диаметр (О), мм Прирост в высоту, см Высота (Н), см С^Н Прижи вас МОСТЬ,

Раундап, 4 л/га + анкор-85, 150 г/га 11,0± 0,49 14,8± 0,61 47,3± 1,63 57,2 83 17,5± 0,72 29,2± 0,98 74,1± 2,42 226,9 82

Раундап, 6 л/га 10,5± 0,36 12,4± 0,56 42,6± 1,40 46,9 86 14,5± 0,57 25,2± 1,02 62,5± 2,16 131,4 77

Раундап, 3 л/га + арсенал, 0,5 л/га + анкор-85, 100 г/га 10,9± 0,43 14,5± 0,68 46,9± 1,94 55,7 90 17,1± 0,68 26,5± 1,24 70,6± 3,14 206,4 84

почвы перед созданием культур ели не дало значительного преимущества в росте и приживаемости сеянцев по сравнению с посадкой по целине в дренированных почвенных условиях.

ГЛАВА 5. ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕГЛАМЕНТОВ И СХЕМ ПРИМЕНЕНИЯ ГЕРБИЦИДОВ ПРИ СОЗДАНИИ КУЛЬТУР СОСНЫ И ЕЛИ НА НЕВОЗДЕЛЫВАЕМЫХ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ЗЕМЛЯХ

Разрабатываемые технологические регламенты и схемы применения гербицидов должны соответствовать двум условиям: обеспечение эффективного и долговременного подавления нежелательной травянистой растительности, а также отсутствие отрицательного последействия гербицидов на сеянцы сосны и ели в культурах. На основе анализа результатов опытов, представленных в главе 3, были отобраны варианты применения гербицидов с наиболее высокими показателями биологической эффективности. На основе анализа экспериментальных данных главы 4 отбирались варианты, в которых отсутствовали повреждения сеянцев от гербицидов, а также наблюдались хорошие показатели роста культур.

Ниже представлены технологические регламенты применения гербицидов при химической обработке почвы перед созданием культур сосны и ели (обработка с мая по июль по одному из вариантов применения гербицидов, предложенных в каждом технологическом регламенте).

1) Раундап, ВР, 4 л/га + анкор-85, ВДГ, 150 г/га; арсенал, ВК, 2 л/га + анкор-85, ВДГ, 100 г/га; атронПро, ВДГ, 2 кг/га; раундап, ВР, 4 л/га + арсенал, ВК, 1 л/га + анкор-85, ВДГ, 50 г/га; раундап, ВР, 3 л/га + арсенал, ВК, 0,5 л/га + анкор-85, ВДГ,

100 г/га (посадка сеянцев с закрытой корневой системой не ранее, чем через месяц после химобработки почвы, вплоть до весны следующего после обработки года; посадка сеянцев сосны с открытой корневой системой весной следующего после химобработки года, ели - осенью текущего или весной следующего после химобработки года).

2) Раундап, ВР, 4 л/га + арсенал, ВК, 0,5 л/га + анкор-85, ВДГ, 50 г/га; раундап, ВР, 4 л/га + анкор-85, ВДГ, 150 г/га; (посадка сеянцев с закрытой корневой системой возможна непосредственно после химобработки или позднее, вплоть до весны следующего после обработки года; посадка сеянцев сосны с открытой корневой системой весной следующего после химобработки года, посадка сеянцев ели с открытой корневой системой осенью текущего или весной следующего после химобработки года).

3) Раундап, 6 л/га, ВР (посадка сеянцев с закрытой или открытой (при обработке в мае) корневыми системами непосредственно после химобработки).

4) Предварительная механическая обработка почвы, обработка гербицидами и посадка сеянцев сосны по регламентам, указанным в пунктах 1-3.

Технологические схемы применения гербицидов при создании культур сосны и ели и уходах за ними представлены в таблице 6.

Таблица 6 - Технологические схемы применения гербицидов при создании культур сосны и ели и уходах за ними на невозделываемых сельскохозяйственных землях

№ схс мы Первый год Второй год

1 Химическая обработка почвы под посадку: а) Раундап, 4 л/га + анкор-85, 150 г/га б) Арсенал, 2 л/га + анкор-85, 100 г/га в) АтронПро, 2 кг/га г) Раундап, 4 л/га + арсенал 1 л/га + анкор-85, 50 г/га д) Раундап, 3 л/га + арсенал, 0,5 л/га + анкор-85, 100 г/га посадка сеянцев по регламенту 1 Уход - раундап, 3-4 л/га + анкор-85, 50-70 г/га (осень)

2 Химическая обработка почвы под посадку: а) Раундап, 4 л/га + арсенал, 0,5 л/га + анкор-85, 50 г/га б) Раундап, 4 л/га + анкор-85, 150 г/га посадка сеянцев по регламенту 2

3 Химическая обработка почвы под посадку: Раундап 6 л/га; посадка сеянцев по регламенту 3; уход: раундап, 4 л/га Уход - раундап, 4л/га; раундап, 3-4 л/га + анкор-85, 50-70 г/га (осень)

4 Рекомендуется только при посадке сосны предварительная механическая обработка почвы; химическая обработка гербицидами и посадка по одному из регламентов 1,2,3 Уход - раундап, 3-4 л/га + анкор-85, 50-70 г/га (осень)

Для обеспечения высокой приживаемости и хорошего роста сеянцев сосны и ели в культурах на объектах такого рода необходимо проводить уходы за ними ввиду высокой конкуренции со стороны мощной нежелательной травянистой

растительности, появляющейся через два вегетационных сезона после химической обработки почвы смесями гербицидов под посадку. С учетом этого предлагается два технологических регламента для химического ухода за культурами сосны и ели: раундап, 3-4 л/га + анкор-85, 50-70 г/га и раундап, 4 л/га (обработка осенью после окончания активного роста культур и заложения верхушечных почек). Вариант ухода с применением двухкомпонентной смеси гербицидов обеспечивает практически полное устранение конкуренции со стороны нежелательной травянистой растительности на один вегетационный сезон. Соблюдение регламентов применения гербицидов гарантирует отсутствие каких-либо повреждений у культивируемых древесных пород. В случае необходимости возможно проведение осеннего агротехнического ухода за культурами на третий год смесью раундап, 4 л/га + анкор-85, 100 г/га. Обработки проводятся полосами шириной 1,5 м или площадками. Исходная густота культур - 3000 - 3500 экз./га при создании их сеянцами.

ГЛАВА 6. ХИМИЧЕСКАЯ, ТОКСИКОЛОГИЧЕСКАЯ НАГРУЗКА НА ЭКОСИСТЕМЫ И НЕКОТОРЫЕ ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ РАЗРАБОТАННЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕГЛАМЕНТОВ И СХЕМ

Использование баковых смесей гербицидов, помимо повышения биологической эффективности, позволяет значительно снизить химическую и токсикологическую нагрузку (табл. 7). Индекс токсикологической нагрузки в варианте с применением

Таблица 7 - Показатели химической и токсикологической нагрузки для рекомендуемых вариантов применения гербицидов (на 1 га обрабатываемой площади)

Объект Вариант применения гербицидов Токсичность для теплокровных животных (ЛД5„), мг/кг Химическая нагрузка (Д), кг/га (л/га) Индекс токсикологической нагрузки (Тн )*

Химическая обработка почвы под культуры сосны и ели Раундап, 4 л/га + анкор-85, 150 г/га 4900 4,2 8,5

5000

Арсенал, 2 л/га + анкор-85, 100 г/га 4800 2,1 4,4

5000

АтронПро, 2 кг/га 4900 2 4,1

Раундап, 4 л/га + арсенал, 1 л/га + анкор-85, 50 г/га 4900 5,1 10,3

4800

5000

Раундап, 3 л/га + арсенал, 0,5 л/га + анкор-85, 100 г/га 4900 3,6 7,4

4800

5000

Раундап, 4 л/га + арсенал, 0,5 л/га + анкор-85, 50 г/га 4900 4,55 9,3

4800

5000

Раундап б л/га 4900 6 12

Химический уход за культурами сосны и ели Раундап, 4 л/га 4900 4 8,2

Раундап, 3-4 л/га + анкор-85, 50-70 г/га 4900 3,05-4,07 6,2-8,3

5000

Примечание: * Тн = Д/ЛД50-10000, где Д - доза препарата, кг/га (л/га); ЛД50-токсичность для теплокровных животных, мг/кг (Мотузинекий, Ракитский, бельков, 1991)

одного раундапа составляет 12 единиц, тогда как во всех остальных предлагаемых схемах - 4,1-10,3. Таким образом, достигается снижение этого показателя на 15-65%. Самым дорогостоящим вариантом из предлагаемых технологических регламентов оказалась обработка почвы препаратом атронПро в норме 2 кг/га. Вариант с применением двухкомпонентной смеси персистентных препаратов (арсенал, 2 л/га + анкор-85, 100 г/га) на 30% дешевле (табл. 8). Стоимость применения гербицидов на 1 га в остальных вариантах в два и более раз ниже, чем в варианте с внесением

Таблица 8 - Стоимость гербицидов для предлагаемых вариантов их применения (на 1 га обрабатываемой площади)

Объект Вариант применения гербицидов Стоимость гербицидов, руб./га

Химическая обработка почвы под культуры сосны и ели Раундап, 4л/га +анкор-85, 150 г/га; 2390

Арсенал, 2л/га + анкор-85, 100 г/га 4400

АтронПро, 2 кг/га 6200

Раундап, 4л/га + арсенал 1л/га + анкор-85, 50 г/га 3260

Раундап, Зл/га +арсенал, 0,5 л/га + анкор-85, 100 г/га 2570

Раундап, 4л/га +арсенал, 0,5 л/га + анкор-85, 50 г/га 2380

Раундап 6 л/га 1560

Химический уход за культурами сосны и ели Раундап,4 л/га 1040

Раундап, 3-4 л/га + анкор-85, 50-70 г/га 1230-1670

Примечание: стоимость гербицидов по состоянию на 10.06.2013 г.: анкор-85- 9000 руб./кг; арсенал -1770 руб./.тптр; раундап - 260 руб./литр; атронПро - 3100 руб./кг

атронПро. Трудозатраты на химическую обработку 1 га лесокультурных площадей с помощью ранцевого моторного опрыскивателя составляют около 1,5 чел./дней. За счет эффективного и долговременного гербицидного действия смесей на нежелательную растительность отпадает необходимость проведения агротехнических уходов за культурами в течение первых двух вегетационных сезонов после посадки культур. Первый уход требуется проводить только осенью второго после обработки года. Экономическая эффективность также существенно повышается при использовании смесей гербицидов за счет длительного защитного периода. При обработке лишь одним гербицидом (раундап) время подавления конкурирующей растительности резко снижается. В таблице 9 для каждой технологической схемы приведены показатели химической и токсикологической нагрузки на экосистемы, а также отдельные экономические показатели при создании и уходах за культурами сосны и ели на невозделываемых сельскохозяйственных землях. Самой дорогостоящей является схема 1 в, однако в ней же отмечается самый низкий уровень токсикологической нагрузки на экосистемы из всех представленных схем. Среди различных технологических регламентов применения гербицидов в схеме 1 самым экономичным является 1а, однако его уровень токсикологической нагрузки составляет 7,8 единиц, что является одним из самых высоких показателей. Во второй технологической схеме неоспоримым экономическим преимуществом является тот факт, что проведение всех операций, необходимых для создания культур, выполняется в один технологический прием (табл. 9). Это снижает трудозатраты и

Таблица 9 - Показатели химической и токсикологической нагрузки на экосистемы и экономические показатели технологических схем применения гербицидов при создании и уходах за культурами сосны и ели (на 1 га общей площади культур)

Номер схемы * Химическая нагрузка, кг/га (л/га) Индекс токсикологической нагрузки Стоимость гербицидов, руб./га Трудозатраты, чел/дней на 1 га

1а) 3,9 7,8 1895

б) 2,8 6,7 2940

в) 2,8 6,6 3800 1,5

г) 4,3 8,7 2830

д) 3,6 7,2 1985

2 а) 3,6 8,2 1890 1,5

б) 3,9 7,8 1895

3 7 14,2 1820 2,3

Примечание: * полная расшифровка схем дана в таблице 6; расчеты сделаны при условии химической

обработки 50% общей площади культур

делает эту схему экономически привлекательной, однако в этом случае уровень токсикологической нагрузки несколько выше, чем в некоторых вариантах в схеме 1. Схема 3 по стоимости гербицидов является самой экономичной из всех представленных, однако необходимо учесть, что в ней предусматривается проведение двух уходов, а не одного как в остальных схемах. Это обстоятельство повышает необходимые трудозатраты в полтора раза. Кроме того, в схеме 3 самый высокий уровень токсикологической нагрузки из всех представленных технологических регламентов применения гербицидов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основные результаты данного исследования сводятся к следующему:

1. В настоящее время площадь невозделываемых сельскохозяйственных земель в России достигла четверти от всех площадей, вовлеченных в сельское хозяйство. Предлагаемый вариант использования земель, вышедших из-под сельхозпользования - создание на них культур хозяйственно-ценных древесных пород, в первую очередь -хвойных. Данная мера позволила бы занять часть невозделываемых земель высокопродуктивными лесными насаждениями различного назначения.

2. Установлено, что прием химической обработки почвы под культуры -эффективная мера подавления травянистой растительности. На невозделываемых сельскохозяйственных землях, как правило, преобладает мощная травянистая растительность, подавление которой является важной задачей для обеспечения хорошей приживаемости и роста культур сосны и ели. Во всех опытных вариантах с применением гербицидов проективное покрытие почвы нежелательной травянистой растительностью было многократно ниже, чем в контрольных вариантах. Проективное покрытие почвы в вариантах без химической обработки составляло 90100% с июня по октябрь каждого вегетационного сезона, тогда как в опытных вариантах большую часть времени оно было около 0%, то есть биологическая эффективность была близка к 100%.

3. Наиболее быстродействующими и эффективными вариантами применения гербицидов на данных объектах оказались баковые двух- и трёхкомпонентные смеси на основе глифосата, имазапира и сульфометурон-метила - раундап, 4 л/га + анкор-85, 150 г/га; раундап, 4 л/га + арсенал, 0,5 л/га + анкор-85, 50 г/га; раундап, 4 л/га +

арсенал, 1 л/га + анкор-85, 50 г/га; раундап, 3 л/га + арсенал, 0,5 л/га + анкор-85, 100 г/га; раундап, 3 л/га + арсенал, 0,5 л/га + анкор-85, 100 г/га. Несколько более медленное, но также эффективное подавление нежелательной травянистой растительности продемонстрировали варианты с применением баковой смеси персистентных препаратов арсенал, 2 л/га + анкор-85, 100 г/га, а также атронПро, 2 кг/га.

4. Все перечисленные варианты применения гербицидов показали высокую биологическую эффективность и сдерживали развитие широкого спектра нежелательной травянистой растительности практически два вегетационных сезона. Применение раундапа даже в высокой норме (6 л/га) оказалось менее эффективным -уже к концу первого вегетационного сезона происходило существенное восстановление сорной растительности. В этом случае необходимо предусмотреть проведение агротехнического ухода за культурами уже в конце первого вегетационного сезона.

5. Культуры сосны и ели за два вегетационных сезона не успевают достигнуть необходимых биометрических параметров для успешной конкуренции с нежелательной травянистой растительностью невозделываемых сельскохозяйственных земель. Для увеличения периода защитного действия необходимо предусмотреть проведение агротехнических уходов за ними. Для варианта, где применялся один раундап, уход можно проводить также раундапом в норме 4 л/га или смесью раундап, 3-4 л/га + анкор-85, 50-70 г/га осенью первого и второго вегетационных сезонов. Для остальных опытных вариантов рекомендуется осенний уход на второй после химобработки год двухкомпонентной смесью раундап, 3-4 л/га + анкор-85, 50-70 г/га. Данные меры позволяют еще на один сезон (следующий после ухода) резко ограничить конкуренцию со стороны нежелательной травянистой растительности. В случае необходимости возможно проведение осеннего агротехнического ухода за культурами на третий год после посадки двухкомпонентной баковой смесью раундап, 4 л/га + анкор-85, 100 г/га.

6. Создание культур сосны и ели после химической обработки почвы рекомендуется проводить летом с использованием посадочного материала с закрытой корневой системой, осенью текущего года рекомендуется высаживать только культуры ели с применением посадочного материала, как с открытой, так и с закрытой корневой системой. Весной следующего после химобработки года можно создавать культуры, как сосны, так и ели посадочным материалом с закрытой или открытой корневыми системами.

7. Для обеспечения более высоких показателей приживаемости и роста культур сосны рекомендуется создавать их с теми же регламентами применения гербицидов, но после предварительной механической обработки почвы. В отличие от сосны проведение предварительной механической обработки почвы перед созданием культур ели (в случае дальнейшего проведения предварительной химической обработки почвы) не дает преимущества в приживаемости и росте культур по сравнению с посадкой по целине.

8. Установлена возможность совмещения всех операций по созданию культур на невозделываемых сельскохозяйственных землях в один технологический прием.

9. По результатам исследований разработаны технологические регламенты и схемы применения гербицидов при создании культур сосны и ели на невозделываемых сельскохозяйственных землях и уходах за ними. Их применение рекомендовано на северо-западе Европейской части России (Ленинградская,

Новгородская, Вологодская, Псковская области). В случае соблюдения технологии создания и ухода за культурами сосны и ели вполне обосновано рассчитывать на хорошие показатели их приживаемости и роста.

10. Все рекомендуемые для применения гербициды - малотоксичные соединения (ЛД50 4800-5000 мг/кг), имеющие благоприятную санитарно-гигиеническую характеристику, зарегистрированные в лесном хозяйстве и включенные в «Каталог...(2013)». В рекомендуемых технологических регламентах применения гербицидов, в основном, используются смеси гербицидов с невысокими нормами применения, что позволяет существенно (в 1,5-2 раза) снизить химическую и токсикологическую нагрузку на экосистемы.

Список работ, опубликованных по материалам диссертации:

1. Егоров А.Б. Создание культур сосны и ели на невозделываемых сельхозземлях с применением современных гербицидов / А.Б. Егоров, A.M. Постников // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии, 2011. -Вып. 195.-с. 29-38.

2. Постников A.M. Эффективные гербициды для облесения невозделываемых сельскохозяйственных земель / A.M. Постников // Вестник защиты растений СПб -Пушкин, 2012 - №2 - с.58-61.

3. Постников A.M. Влияние химической и механической обработки почвы на рост культур сосны и ели на невозделываемых сельхозземлях / A.M. Постников // Известия Санкт-Петербургского государственного аграрного университета, 2012. -№28.- СПб-Пушкин - с.79-85.

4. Постников A.M. Эффективность применения гербицидов на сплошных вырубках перед созданием культур сосны и ели / А. М. Постников // Леса России в XXI веке. Материалы шестой международной научно-технической интернет-конференции. Март 2011 г. СПб., 2011. - с. 157-161.

5. Постников A.M. Химическая обработка почвы при облесении невозделываемых сельхозземель / A.M. Постников // Современное видение наследия лесничих Теплоуховых. Международная научно-практическая конференция, Пермь -2011.-с.-132-138

6. Постников A.M. Инновационная технология облесения невозделываемых сельхозземель с применением современных гербицидов / A.M. Постников // Материалы I Международной научно-практической конференции «Инновации и технологии в лесном хозяйстве» 22-23 марта, ФГУ «СПбНИИЛХ». Труды СПбНИИЛХ. - СПб., - 2011. - Вып. 1(24), часть 2. - с. 94-99.

7. Постников A.M. Совершенствование технологии создания культур сосны и ели на невозделываемых сельхозземлях с применением современных гербицидов./ A.M. Постников // Материалы II Международной научно-практической конференции «Инновации и технологии в лесном хозяйстве» 06-07 февраля, ФБУ «СПбНИИЛХ» / Труды СПбНИИЛХ. - СПб.,- 2012. -Часть 2. - с. 17-22.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах с заверенными подписями просим направлять по адресу: 194021, Санкт-Петербург, Институтский пер., 5, Лесотехнический университет, Ученому секретарю диссертационного совета.

Подписано в печать 04.10.2013. Формат 60x84/16. Печать цифровая. Усл. печ. л. 1,0. Тираж 100. Заказ 11071Ь.

Отпечатано с готового оригинал-макета, предоставленного автором, в типографии Издательства Политехнического университета. 195251, Санкт-Петербург, Политехническая ул., 29. Тел.:(812)550-40-14 Тел./факс: (812)297-57-76

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Постников, Антон Михайлович, Санкт-Петербург

ФЕДЕРАЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ «САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ НАУЧНО - ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ

ЛЕСНОГО ХОЗЯЙСТВА»

На правах рукописи

04201451301

ПОСТНИКОВ

Антон Михайлович

ЛЕСОВОДСТВЕННО - ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРИМЕНЕНИЯ ГЕРБИЦИДОВ ПРИ СОЗДАНИИ И УХОДАХ ЗА КУЛЬТУРАМИ СОСНЫ И ЕЛИ НА НЕВОЗДЕ ПЫВАЕМЫХ СЕЛЬХОЗЗЕМЛЯХ (на примере Ленинградской области)

06.03.01. - Лесные культуры, селекция, семеноводство

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Научный руководитель -доктор сельскохозяйственных наук А.Б. Егоров

Санкт-Петербург 2013

г

ОГЛАВЛЕНИЕ

введение...................................................................................................................3

1 состояние вопроса.......................................;.................................................8

1.1 Искусственное лесовосстановление...................................................................8

1.2 Облесение сельскохозяйственных земель.......................................................15

1.3 Гербициды в лесовыращивании........................................................................19

1.4 Выводы...............................................................................................................27

2 программа, методика и объекты исследований.........................30

2.1 Программа исследований..................................................................................30

2.2 Характеристика условий проведения опытов..................................................30

2.3 Методика исследований....................................................................................32

3 оценка биологической эффективности действия гербицидов и их смесей на нежелательную травянистую растительность..................................................................................................36

3.1 Выводы...............................................................................................................64

4 рост и состояние культур сосны и ели..............................................67

4.1 Сосна...................................................................................................................67

4.2 Ель.......................................................................................................................82

4.3 Выводы...............................................................................................................98

5 обоснование технологических регламентов и схем применения гербицидов при создании культур сосны и ели на невозделываемых сельскохозяйственных землях..............102

6 химическая, токсикологическая нагрузка на экосистемы и некоторые экономические показатели разработанных технологических регламентов и схем............108

заключение.........................................................................................................112

список литературы.........................................................................................117

приложение а.....................................................................................................134

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. По ряду причин на северо-западе Европейской части России большие площади сельскохозяйственных земель вышли из обращения. По разным оценкам до четверти всех сельскохозяйственных угодий оказались выведенными из оборота. В результате на них развиваются негативные процессы задернения, заболачивания, а в отдельных случаях залужения и зарастания древесно-кустарниковой растительностью. Такие земли являются источником распространения сорняков, вредителей и возбудителей болезней, что негативно сказывается на состоянии граничащих с ними возделываемых сельхозземель и земель лесного фонда. Предлагается перспективный вариант дальнейшего использования невозделываемых сельскохозяйственных земель - выращивание на них хозяйственно-ценных древесных пород. Для условий северо - запада Европейской части РФ актуально создание культур. сосны обыкновенной {Pinus sylvestris L.) и ели европейской (Picea abies (L.) Karst.) различного назначения. Однако установлено, что на таких землях доминирует мощная, многоярусная травянистая растительность, представленная многолетними видами. Очевидно, что для обеспечения хорошей приживаемости и роста культур сосны и ели необходимо ограничить конкуренцию со стороны нежелательной (сорной) травянистой растительности. Механические способы борьбы с ней довольно трудоемки и недостаточно эффективны, а также дают лишь кратковременный эффект. Самым эффективным методом борьбы является химический, то есть применения гербицидов. Необходимо обосновать эффективные варианты применения гербицидов, технологические регламенты и схемы, которые подавляли бы травянистую растительность невозделываемых сельхозземель, не оказывая отрицательного воздействия на состояние лесных культур. В литературе широко обсуждаются различные вопросы применения 1ербицидов на землях лесного фонда, при этом данных об эффективности их действия на невозделываемых сельхозземлях практически нет.

Цель исследований - обеспечение эффективного и длительного подавления широкого спектра нежелательной (сорной) травянистой растительности для создания благоприятных условий роста культур сосны и ели на невозделываемых сельскохозяйственных землях.

Общая задача исследований заключается в лесоводственно-технологическом обосновании и разработке регламентов и схем применения современных гербицидов против широкого спектра видов травянистых растений при создании и уходах за культурами сосны и ели на невозделываемых сельскохозяйственных землях.

Научная новизна состоит в том, что впервые обоснованы технологические регламенты и схемы применения гербицидов при создании и уходах за культурами сосны и ели на невозделываемых сельскохозяйственных землях в условиях северо-запада Европейской части России.

Составные части, имеющие элементы новизны:

- получены экспериментальные данные по эффективности действия гербицидов на широкий спектр нежелательной травянистой растительности на невозделываемых сельскохозяйственных землях (арсенал, 2 л/га; арсенал, 2 л/га + анкор-85, 100 г/га; атронПро, 2 кг/га; раундап, 4 л/га +анкор-85, 150 г/га; раундап, 4 л/га + арсенал, 0,5 л/га + анкор-85, 50 г/га; раундап, 4 л/га + арсенал, 1 л/га + анкор - 85, 50 г/га; раундап, 6 л/га; раундап, 3 л/га + арсенал, 0,5 л/га + анкор-85, 100 г/га; раундап, 3 л/га + арсенал, 0,5 л/га +анкор-85, 50 г/га; раундап, 3 л/га + арсенал, 1 л/га +анкор-85, 100 г/га);

- получены экспериментальные данные относительно селективности действия примененных гербицидов и их баковых смесей на сеянцы сосны и ели в культурах в зависимости от сроков обработки, посадки и вида посадочного материала;

- разработаны технологические регламенты применения гербицидов для предварительной химической обработки перед созданием лесных культур (арсенал, 2 л/га + анкор-85, 100 г/га; атронПро, 2 кг/га; раундап, 4 л/га + арсенал, 1 л/га+ анкор-85, 50 г/га; раундап, 3 л/га + арсенал, 0,5 л/га + анкор-85, 100 г/га; раундап, 4 л/га + арсенал, 0,5 л/га + анкор-85, 50 г/га; раундап, 6 л/га) ;

-разработаны технологические регламенты применения гербицидов для проведения осенних агротехнических уходов за культурами сосны и ели (раундап, 4 л/га; раундап, 3-4 л/га + анкор-85, 50-70 г/га);

- изучено влияние предварительной механической обработки почвы совместно с химической на биологическую эффективность, а также на приживаемость и показатели роста культур сосны и ели;

- изучено влияние проведения осенних агротехнических уходов за культурами сосны и ели на динамику вторичного зарастания нежелательной травянистой растительностью, а также на рост культур;

разработана технология создания культур, предусматривающая объединение предварительной химической обработки и посадки в один технологический прием (одноприёмная технология);

- определены показатели химической и токсикологической нагрузки на экосистемы разработанных технологических регламентов и схем применения гербицидов.

Теоритическая и практическая значимость. Теоретическая значимость работы заключается в том, что получены обширные экспериментальные данные по эффективности действия ряда современных гербицидов на нежелательную травянистую растительность невозделываемых сельскохозяйственных земель, по их селективности к сеянцам сосны и ели, выявлены особенности роста и развития культур при различных сроках посадки в зависимости от вида посадочного

материала и режимов химических уходов. Практическая значимость определяется разработанными технологическими регламентами и схемами применения гербицидов, которые характеризуются высокими показателями лесоводственной, биологической и экономической эффективности и рекомендуются для производственного применения на северо-западе Европейской части России. Появилась реальная возможность повторного вовлечения невозделываемых сельскохозяйственных земель в хозяйственный оборот.

Обоснованность и достоверность выводов основана на обширном экспериментальном материале, собранном в процессе трехлетних исследований в полевых мелкоделяночных и производственных опытах, выполненных на невозделываемых сельскохозяйственных землях в Ленинградской области. Результаты обработаны методом дисперсионного анализа, а также с использованием ^критерия Стьюдента с определением точности и достоверности полученных данных при уровне вероятности 95%.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на I, II и III Международных научно-практических конференциях «Инновации и технологии в лесном хозяйстве» (ФБУ «СПбНИИЛХ», 2011, 2012, 2013 гг.), на Шестой Международной научно-технической интернет -конференции «Леса России в XXI веке» (СПбГЛТА им. С.М. Кирова, 2011 г.)

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 7 научных работ, в том числе 3 работы из перечня ведущих рецензируемых журналов и изданий, рекомендуемого ВАК.

Личный вклад автора. На всех этапах диссертационной работы при определении цели, общей задачи, программы, методов исследования автор принимал личное участие. Экспериментальная часть, математическая обработка результатов и их анализ проводились лично автором.

Методология и методы исследования. В работе использован общепринятый метод полевых исследований с выполнением полевых и производственных

опытов, проводилась статистическая обработка экспериментальных данных и анализ полученных результатов, на всех этапах проводился анализ литературы по проблеме.

На защиту выносятся следующие положения:

- анализ экспериментальных данных, характеризующих биологическую эффективность действия гербицидов на нежелательную травянистую растительность невозделываемых сельскохозяйственных земель;

- анализ экспериментальных данных, характеризующих селективность примененных гербицидов и их смесей по отношению к сеянцам сосны и ели в культурах;

- технологические регламенты и схемы применения гербицидов при создании и уходах за культурами сосны и ели на невозделываемых сельскохозяйственных землях, заросших нежелательной травянистой растительностью;

- оценка химической и токсикологической нагрузки на экосистемы рекомендуемых гербицидов и их смесей.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 6 глав, заключения, списка литературы и 1 приложения. Она изложена на 138 страницах, включает 24 таблицы, 16 рисунков и список литературы из 161 наименования, в том числе 25 на иностранных языках.

Автор глубоко признателен своему руководителю А.Б. Егорову за помощь в работе над диссертацией. Автор выражает благодарность А.Н. Цурко, М.В. Постникову, В.М. Постникову за помощь при создании опытных объектов и проведении учетов на них. Автор благодарит старшего научного сотрудника научно-исследовательского отдела химического ухода за лесом ФБУ «СПбНИИЛХ» Л.Н. Павлюченкову за помощь при оформлении диссертационного материала.

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА 1.1 Искусственное лесовосстановление

В настоящее время, кроме мер по содействию естественному возобновлению хвойных пород повсеместно используется искусственное лесовосстановление -создание лесных культур и лесосырьевых плантаций [1-10]. Отдавать предпочтение данному способу стоит в случае невозможности обеспечения естественного возобновления в короткие сроки, а также в случае необходимости выращивания целевых насаждений, не способных образоваться естественным путем [7,11-13]. Создание культур с большой долей вероятности позволяет качественно восстанавливать вырубленные насаждения, выращивать породы, ранее не произраставшие на данной территории, создавать насаждения селекционным посадочным материалом высокого качества, заниматься лесоразведением на невозделываемых землях [1,2,5,6,10]. Однако этот метод лесовосстановления является намного более трудозатратным и дорогостоящим [12-17]. Различным аспектам этой проблемы посвящено множество работ профессоров Н.Е. Декатова [19,20] , М.П. Прокопьева [21], А.И. Писаренко [2,5,6,17], М.Д. Мерзленко, Г.И. Редько [22], Н.П. Калиниченко [23], А.Р. Родина [24], И.В. Шутова [9,10], А.Ф. Чмыра [25], И.А. Марковой [26-28], A.B. Жигунова [29,30] и других. В целом в этих работах приводится множество примеров создания высокопродуктивных насаждений различного породного состава и целевого назначения методом искусственного лесовосстановления.

В северных районах процент искусственного лесовосстановления несколько ниже по сравнению с естественным, однако, он также высок. Например, в 2012 году в Вологодской области было запланировано выполнение

лесовосстановительных работ на площади 41,7 тыс. га, в том числе искусственное лесовосстановление (создание лесных культур методом посадки и посева) - на площади 3 975 га, комбинированное лесовосстановление - на площади 1 940,0 га, естественное лесовосстановление (содействие естественному возобновлению) - на

площади 35 767,0 га [31]. В более южных районах доля искусственного лесовосстановления повышается, это является общей тенденцией. Так, например, в 2013 году в Еврейской автономной области, на землях лесного фонда планируется высадить 450 га лесных культур, а оказать содействие естественному лесовосстановлению на площади 2 050 га [32]. В таежной зоне европейской части России основными породами, за счет которых создаются искусственные насаждения, являются сосна обыкновенная и ель европейская [16]. В большинстве случаев создаются чистые культуры сосны и ели, однако с течением времени за счет некоторого естественного лесовозобновления в итоге, как правило, формируются смешанные насаждения [33-47].

В настоящее время существует три метода создания лесных культур: посадка, посев и комбинированный [11].

Посадка лесных культур. Данный метод искусственного лесовосстановления является основным [11,48]. Чаще всего он намного более надежен и экономически выгоден по сравнению с посевом семян [11,16]. Наиболее продуктивно использовать посадку на сухих почвах, переувлажненных, высокоплодородных (в связи с высокой конкуренцией с нежелательной древесно-кустарниковой и травянистой растительностью), а также на землях, подверженных эрозии почв [11,16,49]. Посадка культур имеет ряд преимуществ перед посевом: выращенный посадочный материал намного меньше страдает от нежелательной растительности и пересыхания верхних горизонтов почвы, при выращивании сеянцев для посадки требуется примерно в 5 раз меньшее количество семян по сравнению с посевом на определенной площади [11,29,30,49,]. Первые годы после посева сеянцам значительно проще развиваться в условиях питомника [49]. Кроме этого после высадки посадочного материала на лесокультурные площади он значительно быстрее достигает биометрических показателей, необходимых для успешного выживания, в то время как при посеве культурам требуется достаточно большое время для того, чтобы окрепнуть.

Главным минусом посадки считается ее более трудозатратная технология, и высокая стоимость [11,48,49].

Чаще всего лесные культуры создаются посадкой сеянцев и саженцев, значительно реже - черенками [11,49]. Используемый посадочный материал должен отличаться высокими показателями жизнеспособности, а также иметь необходимые, установленные ГОСТом размеры [48,49]. Самым лучшим сроком посадки лесных культур является ранняя весна [11,49]. В это время саженцы наиболее приспособлены к приживанию, а также отмечаются наиболее благоприятные для роста растений климатические условия, такие как температура воздуха и влажность [48]. Весеннюю посадку сеянцев и саженцев с открытой корневой системой (освобожденной от почвы или покрывающего субстрата) необходимо начинать до начала вегетации растений [11]. Более поздняя посадка ведет к снижению приживаемости и значительному отпаду саженцев, это происходит за счёт нарушения нормального водообмена у посадочного материала, а также в связи с быстрым расходом запасных питательных веществ [49]. Поврежденная корневая система во время выкапывания и посадки не способна обеспечить растения питанием, а также восполнить расход воды на транспирацию [48]. Это приводит к ослаблению растения, особенно в период засухи и при создании культур в поздние сроки. Также посадку сеянцев и саженцев проводят осенью [11,48,49]. Однако это возможно лишь в районах, где наблюдается достаточная влажность почвы и необходимый температурный режим, способные обеспечить высокую приживаемость, при этом исключив возможность вымокания и повреждения культур морозами [11]. Использова�