При некоторых севооборотах на Великих центральных равнинах глифосат мог применяться несколько раз в год, поскольку некоторые сорняки (например мелколепестник канадский) создают защитный барьер глифосату. В то же время, некоторым сорнякам необходимо в два раза больше глифосата по сравнению с обычной нормой.

Производители на Великих центральных равнинах широко применяли глифосат для контроля роста сорняков в системах беспахотной обработки почвы. При некоторых севооборотах глифосат мог применяться несколько раз в год, поскольку некоторые сорняки (например мелколепестник канадский) создают защитный барьер глифосату. Другие сорняки устойчивы к глифосату:  хлорис мутовчатый, молочай зубчатый, горец вьюнковый. Им необходимо в два раза больше глифосата по сравнению с обычной нормой.

Производители убеждены, что такой способ борьбы с сорняками, как обработка почвы культиватором-плоскорезом, представляет собой альтернативу внесению глифосата во время пашни под паром. Они запрашивают информацию о влиянии периодической пахотной обработки почвы на динамику борьбы с сорняками. И у нас уже есть готовое сравнение эффективности борьбы с сорняками двумя методами: при обработке почвы культиватором-плоскорезом и по технологии беспахотной обработки. Сначала мы обсудим взаимосвязь культивации и севооборота, ее зависимость от плотности произрастания сорняков. Затем опишем группы сорняков, которые подвергаются обработке во время роста отдельных видов культур. Мы также предлагаем оптимальные приемы борьбы с сорняками, устойчивыми к гербициду «Раундап».

 

 Культивация и плотность произрастания сорняков на различных стадиях севооборота

Еще в 1990-е годы были созданы три учения о системах сбора урожая: по Пиерр, Уолл (Южная Дакота) и Акрон (Колорадо), которые позволяли определить севооборот, включая озимую пшеницу, различные теплолюбивые культуры и пашню под паром. Несколько лет спустя мы установили наиболее распространенные районы произрастания этих групп сорняков в исследовании (Anderson, 2003). Можно по-разному рассматривать различные виды культур и методы борьбы с сорняками, которые используют производители в регионе. К группе сорняков можно отнести кострец кровельный, щетинник зеленый, кохию, амарант метельчатый, русский бодяк, полевичку опушечную и просо волосовидное.

Во всех исследованиях плотность произрастания сорняков была ниже при севооборотах, включающих двухгодичные периоды времени произрастания культур с похожими условиями роста, по сравнению с севооборотами с более коротким периодом времени. Например, в исследовании Пиерр плотность произрастания сорняков при севообороте, включавшем двухлетние холоднолюбивые культуры и теплолюбивые культуры (зрелый горох – озимая пшеница – кукуруза – соевые бобы), составляла по 5 растений на квадратный метр. В отличие от этих показателей, плотность произрастания сорняков была в 12 раз больше при севообороте озимая пшеница – нут (турецкий горох), где в среднем она составляла 60 растений на квадратный метр.

Такие же тенденции отмечались в учениях Уолл и Акрон: плотность произрастания сорняков была самой низкой при четырехгодичном цикле севооборота, включая двухгодичный период произрастания холоднолюбивых и теплолюбивых культур (технология пашни под паром используется для любого вида растений).

 

Однако плотность произрастания сорняков по показателям севооборота за два и четыре года отличается в исследованиях Уолл в три раза, у Акрон – в шесть раз, у Пиерр – в 12 раз (табл. 1). Причиной таких различий является культивация. Согласно технологии Уолл, обработка с помощью культиватора-плоскореза с внесением сложных гербицидов и удобрений так же, как и контроль над ростом и развитием сорняков во время пашни под паром, требует от одной до трех механических обработок в год. По данным Акрон, культивация производится один раз за севооборот. Согласно учению Пиерр, в севооборотах постоянно присутствовала технология беспахотной обработки почвы.

Сочетание холоднолюбивых и теплолюбивых культур в двухгодичном периоде помогает в борьбе с сорняками, поскольку способствует естественной гибели жизнеспособных семян в почве. Например, из семян щетинника зеленого, которые пролежали в почве 2 года, являются жизнеспособными менее 10%. При 4-годичном севообороте контроль роста холоднолюбивых растений, который осуществляется каждые 2 года, препятствует воспроизводству семян щетинника зеленого, что приводит к естественной гибели жизнеспособных семян в почве за двухлетний период. Таким образом, его потенциальная всхожесть сокращается более чем на 90%.

 

Культивация продлевает период жизнеспособности семян ввиду заглубления семян в почву. После двухгодичного пребывания семян щетинника зеленого в почве на глубине 10 см жизнеспособность его семян выше 50%, а когда семена остаются на поверхности почвы, только 10% (рис. 1). Даже если семена щетинника зеленого заглубляются в почву только на 1 см, их способность к прорастанию все равно в два раза выше, чем когда семена остаются на поверхности почвы в течение двух лет. Повышенная плотность банка семян – причина большего числа ростков щетинника зеленого на следующий год. Такая тенденция в динамике плотности банка семян в случае применения пахотной обработки наблюдается как для теплолюбивых, так и для холодолюбивых сорняков.

  

Механическая обработка между посевом озимой пшеницы и однолетних культур теплого периода

Когда мы начали оценивать севообороты, включающие яровые однолетние культуры и озимую пшеницу, то сравнивали технологию беспахотной обработки почвы с мульчированной обработкой и с традиционным земледелием, которое применяли производители.

С помощью стерневой мульчи культиватор осуществляет контроль сорняков под паром; обычно проводят одну или две механические обработки: после сбора урожая озимой пшеницы и перед посевом яровых однолетних культур. В целом при выращивании кукурузы, подсолнечника или проса культурного плотность произрастания сорняков была на 35-50% выше при стерневой мульчированной обработке, чем при беспахотной (Anderson, 1999).

Пахотная обработка увеличивает плотность роста сорняков: их семена размещаются в более подходящих слоях почвы, что способствует сохранению и прорастанию сорных ростков. Пахотная обработка также способствует снижению количества растительных остатков на поверхности почвы. Большое количество растительных остатков на поверхности может снизить процент образования сорняков от 15 до 40%, изменяя тем самым условия для роста и развития жизнеспособных семян. Однако наши исследования показывают, что даже при наличии большого количества растительных остатков за счет пахотной обработки густота прорастания семян увеличивается (Anderson, 1999). Не так давно культивация способствовала изменению взаимодействия сорняков и семян в почве таким образом, что всхожесть увеличивалась за счет количества растительных остатков на почве.

  

Время в семенном банке

Поскольку зимой жизнеспособность семян сорных растений на поверхности почвы в два или в пять раз меньше, чем в ее внутренних слоях (рис. 1), важно понимать, что если не осуществлять дополнительную обработку культиватором-плоскорезом, то следующей весной можно будет существенно сократить уровень прорастания сорняков. Для проверки мы сравниваем плотность произрастания сорняков в посевах проса культурного при использовании беспахотной обработки и при использовании культиватора-плоскореза, а также с дополнительной обработкой перед посевом проса культурного в начале июня (Anderson, 2000).

Нашей целью является естественное снижение количества семян сорных трав в зимний период перед обработкой почвы. Прошлой сельхозкультурой была озимая пшеница, а наиболее распространенным сорняком – амарант метельчатый.

 

Но даже если отложить обработку почвы до весны, плотность произрастания амаранта метельчатого при обработке культиватором будет в шесть раз больше по сравнению с беспахотной обработкой (табл. 2). Большие потери семян сорных растений за зимний период не снизят всхожесть сорных трав после пахоты.

В дальнейшем в результате пахотной обработки в банк семян добавлено 48 300 семян амаранта метельчатого на квадратный метр, что в 9 раз больше, чем при беспахотной обработке. Интересной тенденцией было и то, что амарант метельчатый чаще встречается на обрабатываемых почвах: при выращивании проса культурного при пахотной обработке почвы одно растение амаранта дает 1930 семян, а при беспахотной – 1280 семян. Мы связываем снижение семенной производительности амаранта метельчатого при беспахотной обработке с повышенной урожайностью проса культурного при отсутствии сорняков; она на 18% больше при беспахотной обработке по сравнению с системами пахотной обработки. Для произрастания проса культурного технология беспахотной обработки обеспечивает более подходящие естественные условия, чем стерневая мульчирующая обработка почвы. Кроме того, улучшается конкурентоспособность проса культурного в сравнении с амарантом метельчатым.

  

В полузасушливом климате при обработке почвы уровень урожайности ниже

Как было показано в примере с просом культурным, показатель урожайности снижается после обработки почвы культиватором. В сравнении с беспахотной обработкой снижение урожайности на обрабатываемых пахотных землях для теплолюбивых культур колеблется от 29% до 13% для подсолнечника (рис. 2). Что касается озимой пшеницы, то 4- или 6-разовая обработка почвы культиватором в течение 14 месяцев нахождения почвы под паром снижает урожайность более чем на 30% по сравнению с беспахотной обработкой.

Одной из причин снижения уровня урожайности является менее благоприятный водный режим почвы. Сохранение и удержание влаги в растительных остатках, находящихся на поверхности почвы при использовании беспахотной обработки, обеспечивает сохранность почвенной влаги и уменьшает уровень испарения воды с поверхности почвы. Обработка с помощью внесения растительных остатков в почву снижает эффективность использования дождевой влаги при засушливом климате.

  

Парадокс пахотной обработки почвы как тактика минимизации давления отбора

Производители могут заменить технологию внесения глифосата периодической пахотной обработкой, но в полузасушливом климате Великих равнин это оказало бы пагубное воздействие на производство. Во-первых, пахотная обработка увеличивает плотность произрастания сорняков, поражающих культуры, что увеличивает потребность в гербицидах для борьбы с сорняками. Во-вторых, при использовании пахотной обработки показатели роста культур и их урожайность снижаются. При беспахотной обработке снижается необходимость в применении гербицидов, возрастают преимущества от использования растительных остатков.

У производителей есть альтернатива пахотной обработке, особенно если применяется интеграционный план с множеством подходов и направлений, снижающих рост и развитие сорных трав.

Основой для создания защиты от пагубного воздействия сорняков являются севообороты, основанные на разно­образных культурах. Разные культуры обеспечивают возможность чередования гербицидов и разных способов культивации. Если севообороты включают культуры с различными сроками посева, период внесения удобрений может меняться год от года и учитывать всхожесть сорняков. Плюс к этому разные севообороты, используемые в технологии беспахотной обработки, снижают плотность произрастания групп сорняков. Например, на Великих центральных равнинах при выращивании проса культурного не требуется контроль над сорными травами с помощью гербицидов (Anderson, 2000). Во время нахождения почвы под паром альтернативой почвообработке может выступать сидеральный пар, где осуществляется рост культур вегетативным способом, а потом сорняки опрыскиваются гербицидами. Сидеральный пар способствует подавлению всхожести и роста сорняков в течение 6-8 недель. Следовательно, производители могут варьировать сроки применения и количество глифосата. Cидеральный пар для подавления сорняков используется в те периоды, когда в предшествующие годы применялся глифосат.

Возможно, ряд производителей выберет пахотную обработку почвы… Это будет не слишком убыточно, если пахотной обработке предшествует посев озимой пшеницы при пашне под паром. Одноразовая пахотная обработка примерно за 3-4 месяца перед посевом озимой пшеницы не повлияет на урожай озимой пшеницы (по сравнению с беспахотной обработкой). Проросшие сорняки после пахоты можно легко контролировать с помощью распыления гербицидов непосредственно перед посевом озимой пшеницы. Если же пахотная обработка производится несколько раз перед посевом озимой пшеницы, то уровень урожайности может снизиться до 35% (рис. 2).

 

Рэнди Андерсон,
агроном-исследователь,
Сельскохозяйственный исследовательский центр,
Брукингс, Южная Дакота, США

Опубликовано в №09 2012 г.