Влияние основной обработки на агрофитоценоз и урожайность озимых зерновых в северной лесостепи Тюменской области

Введение. Как признают многие ученые, вред от сорной растительности обширный и разнообразный [1, 2]. Возделывание сельскохозяйственных растений на ежегодно или периодически обрабатываемых полях всегда сопровождается произрастанием в их посевах сорных растений [3, 4]. Обилие этих некультивируемых растений на различных полях сильно варьирует и определяется природными условиями конкретного местообитания, запасами диаспор таких растений в почве, флористическим богатством окружающих природных территорий и сельскохозяйственных угодий, принятой технологией возделывания культур, видовым и сортовым составами выращиваемых растений, уровнем культуры земледелия и многими другими факторами. Поэтому на обрабатываемых землях формируются сообщества посевов сельскохозяйственных культур, которые по аналогии с естественными растительными сообществами и применительно к ограниченной территории получили название «агрофитоценоз» [5, 6].

При возделывании сельскохозяйственных культур необходимо комплексно брать во внимание элементы технологии возделывания [ 7 ] , это и основная обработка почвы, и предшественник, и норма высева, и применение средств защиты растений, поскольку именно такой подход способствует получению стабильной урожайности возделываемых культур [ 8-10 ] . Способы обработки почвы оказывают существенное влияние на распределение семян сорняков

[ 11, 12 ] . При отвальной обработке большое их количество попадает в глубокие слои почвы, а при безотвальном способе семена сосредотачиваются в верхних горизонтах. Лучшие условия для длительного сохранения семян в непроросшем состоянии в верхних слоях почвы складываются при отвальной обработке почвы благодаря быстрому пересыханию пахотного слоя в весенне-летний период [ 13, 14 ] .

Цель исследования - изучить влияние основной обработки на состав и компоненты агрофитоценоза и урожайность озимых зерновых в условиях северной лесостепи Тюменской области.

Задачи: определить влияние основной обработки на численный состав культурных (озимых зерновых) и сорных растений, степень засорения, урожайность.

Объекты и методы. Исследования проводили в 2020–2022 гг. в полевых и лабораторных условиях ГАУ Северного Зауралья Тюменской области. Объектами исследования являются основная обработка почвы, озимые культуры в севооборотах (занятый пар, озимая пшеница, яровая пшеница), (занятый пар, озимая тритикале, яровая пшеница), (занятый пар, озимая рожь, яровая пшеница). Почва представлена черноземом выщелоченным, тяжелосуглинистым, содержание гумуса 6,5 % [ 15, 16 ] . Схема опыта отражена в таблице 1.

Схема опыта

Таблица 1

Зернопаровой севооборот	Поле, глубина обработки, основная обработка
	Поле № 1		Поле № 2	Поле № 3
Отвальная (контроль) (вспашка ПН-4-35 на 28–30 см – поле № 1; на 20–22 см – поле № 2 и 3)
1	Занятый пар (горох + овес) ( Annua herbis )	Озимая пшеница ( Hiems triticum )		Яровая пшеница ( Ver triticum )
2	Занятый пар (горох + овес) ( Annua herbis )	Озимая тритикале ( Hiems triticale )		Яровая пшеница ( Ver triticum )
3	Занятый пар (горох + овес) ( Annua herbis )	Озимая рожь ( Hiems siliginis )		Яровая пшеница ( Ver triticum )
Безотвальная (рыхление ПЧН-2,3 на 28–30 см – поле № 1; на 20–22 см – поле № 2 и 3)
4	Занятый пар (горох + овес) ( Annua herbis )	Озимая пшеница ( Hiems triticum )		Яровая пшеница ( Ver triticum )
5	Занятый пар (горох + овес) ( Annua herbis )	Озимая тритикале ( Hiems triticale )		Яровая пшеница ( Ver triticum )
6	Занятый пар (горох + овес) ( Annua herbis )	Озимая рожь ( Hiems siliginis )		Яровая пшеница ( Ver triticum )
Минимальная (основная обработка не проводилась)
7	Занятый пар (горох + овес) ( Annua herbis )	Озимая пшеница ( Hiems triticum )		Яровая пшеница ( Ver triticum )
8	Занятый пар (горох + овес) ( Annua herbis )	Озимая тритикале ( Hiems triticale )		Яровая пшеница ( Ver triticum )
9	Занятый пар (горох + овес) ( Annua herbis )	Озимая рожь ( Hiems siliginis )		Яровая пшеница ( Ver triticum )

Общая площадь опыта 450 м × 54 м = 24 300 м2, трехкратная повторность, учетная площадь делянки 10 м × 20 м = 200 м2.

Агротехника следующая: после уборки однолетних трав проводили основную обработку (отвальная, безотвальная, минимальная). Предпосевную культивацию КПС-4 и посев сеялкой СЗМ-5,4 с внесением сложных удобрений (амо-фоска - 70 кг/га) проводили с третьей декады августа по первую декаду сентября с рекомендованной нормой высева для данной зоны. Посев сопровождался прикатыванием 3ККШ-6А. В первой декаде мая, для подкормки озимых, проводили врезание аммиачной селитры (200 кг/га) сеялкой СЗ-3,6. Против сорной растительности применяли баковую смесь «Пума Супер-100» (0,7 л/га) + «Секатор» (75 мл/га). Уборку проводили при полном созревании озимых зерновых прямым способом комбайнирования TERRION-2010.

Агрофитоценоз озимых зерновых определяли в условиях полевого опыта в три срока. Ко- личественным методом: первый срок - перед обработкой посевов гербицидами; второй срок -через месяц после обработки гербицидами. Количественно-весовым методом: третий срок определения - перед уборкой урожая. На площадках 0,25 м2 в 12-кратной повторности подсчитывалось количество культурных и сорных растений. Степень засорения рассчитывали по количеству сорных и культурных растений и оценивали по шкале А.И. Мальцева (до 5 % – слабая степень, 5–20 % – средняя, 20–40 % – сильная, более 40 % – очень сильная). Учет урожая зерна озимых зерновых проводили сплошным методом в шестикратной повторности с площадки (200 м2) в фазу полной спелости с переводом на 14 % влажность и 100 % чистоту зерна.

Результаты и их обсуждение. За период возделывания озимых зерновых в годы исследования метеорологические условия были неоднородными. Осень 2020 г. была умеренно теплой и с осадками в пределах многолетних наблюдений, с превышением значения по осадкам в сентябре месяце. Снег выпал только во второй декаде ноября, в этот же период и были первые заморозки. Озимые культуры хорошо подготовились к зимовке, увлажнение почвы было достаточным на период заморозков. Весной 2021 г. из-за образования водяной прослойки между слоем снега и почвы часть посевов озимых зерновых погибла, а затем в весеннелетний период установилась жаркая и сухая погода, оказавшая влияние на развитие растений. У культурных растений отмечалось сокращение сроков прохождения фаз развития, что отразилось на формировании урожая. Метеорологические условия 2022 г. были благоприятными для роста и развития озимых зерновых.

Агрофитоценоз посева состоял из культурных растений: озимой пшеницы, озимой тритикале, озимой ржи и сорной растительности. В посевах озимых присутствовали малолетние сорные растения (овсюг обыкновенный ( Avena fatua ), просо куриное ( Pullus milium ), щетинник зеленый ( Setaria viridis ), гречишка вьюнковая ( Polygonum convolvulus ), подмаренник цепкий ( Tenacissimus est ), дымянка лекарственная ( Fumoria Aficinalis ), змееголовник ( Anguis ), пи-кульник ( Pikulnik ) и многолетние сорные растения: осот полевой ( Sochus arvensis ), бодяк полевой ( Cirsium arvense ). Соотношение малолетних и многолетних сорных растений 80/20 %.

За 2020–2021 гг. перед применением гербицидов большим количеством культурных (403– 409 шт/м2) и меньшим количеством сорных растений (10,9–11,4 шт/м2) (см. табл. 1) характеризовалась отвальная основная обработка (контроль), с отклонением по количеству культурных растений от безотвальной на 20–25 шт/м2, минимальной обработки на 33–41 шт/м2, а по количеству сорных на 9,2–11,1 и 14,2–17,0 шт/м2 соответственно. Степень засорения по основным обработкам и озимым культурам была от слабой до средней – 2,3–7,1 %. В агрофитоценозе после применения гербицидной баковой смеси по основным обработкам снизилась численность сорных растений от 10,0 до 26,4 шт/м2 (90,3–94,3 %) и произошло выпадение (гибель от различных факторов внешней среды) коли- чества культурных растений от 2,0 до 18,0 шт/м2 (0,5–4,6 %). Степень засорения снизилась и соответствовала слабой – 0,2–0,5 %. Перед уборкой наблюдали снижение количества культурных растений от 9,0 до 28,0 шт/м2 (1,4–7,3 %) и увеличение количества сорных от 0,8 до 15,8 шт/м2 (34,8–90,8 %) по всем основным обработкам, среди которых большее количество культурных (379–395 шт/м2) и меньшее сорных растений (2,3–4,4 шт/м2) оставались по отвальной обработке (контроль). Степень засорения перед уборкой увеличилась на 0,2–1,9 %, но по-прежнему соответствовала слабой – 0,6–2,4 %. Среди озимых зерновых, по всем срокам определения, в преимуществе по количеству культурных (366–430 шт/м2) и меньшему количеству (1,7–19,4 шт/м2) сорных растений была озимая рожь.

Результаты агрофитоценоза 2021–2022 гг. показали, что перед применением гербицидов большее количество культурных (499–548 шт/м2) и меньшее сорных растений (31,3–41,5 шт/м2) на контрольном варианте, с отклонением по количеству культурных растений от безотвальной на 4– 22 шт/м2 и минимальной обработки на 21– 39 шт/м2, а по количеству сорных – на 0,8–5,9 и 2,1–10,1 шт/м2 соответственно. Степень засорения средняя – 5,7–8,6 %. После применения гербицидов агрофитоценоз изменился в сторону уменьшения: по численности сорных растений от 22,4 до 30,8 шт/м2 (68,0–82,8 %) и количеству культурных растений от 12,0 до 57,0 шт/м2 (3,1– 7,1 %). Степень засорения снизилась и соответствовала слабой – 1,2–2,6 %. Перед уборкой количество культурных растений по всем обработкам уменьшилось от 5,0 до 24,0 шт/м2 (1,1–3,8 %) и возросло количество сорных от 8,7 до 15,9 шт/м2 (в 1,7–2,4 раза). Большее количество культурных (473–493 шт/м2) и меньшее сорных растений (15,9–16,2 шт/м2) оставалось по отвальной обработке (контроль). Степень засорения перед уборкой увеличилась на 1,8–2,3 %, соответствовала слабой – 3,1–4,5 %. В численном преимуществе по количеству культурных (477–524 шт/м2) и меньшему количеству (6,4– 39,3 шт/м2) сорных растений была озимая тритикале.

Таблица 2

Основная обработка	Срок определения	Культура, компоненты агрофитоценоза, степень засорения
		Озимая пшеница		Озимая рожь		Озимая тритикале
		шт/м2	%	шт/м2	%	шт/м2	%
2020–2021
Отвальная (контроль)	Перед применением гербицидов	403/11,4	2,8	430/10,2	2,3	409/10,9	2,6
	Через месяц после применения гербицидов	400/1,1	0,3	411/1,5	0,4	407/0,9	0,2
	Перед уборкой	379/4,4	1,2	395/2,3	0,6	381/4,4	0,6
Безотвальная	Перед применением гербицидов	381/22,3	5,5	405/19,4	4,6	389/22,0	5,4
	Через месяц после применения гербицидов	377/1,4	0,4	400/1,7	0,4	383/1,3	0,3
	Перед уборкой	352/5,2	1,5	391/3,3	0,8	355/16,3	1,7
Минимальная	Перед применением гербицидов	370/28,1	7,1	389/24,4	5,9	371/27,9	6,7
	Через месяц после применения гербицидов	363/1,7	0,5	371/1,7	0,5	366/1,6	0,4
	Перед уборкой	340/8,2	2,4	366/5,8	1,6	339/17,4	2,1
2021–2022
Отвальная (контроль)	Перед применением гербицидов	519/31,4	5,7	548/36,6	6,3	524/37,2	6,6
	Через месяц после применения гербицидов	486/6,6	1,3	491/7,1	1,4	508/6,4	1,2
	Перед уборкой	473/16,2	3,3	486/17,1	3,4	493/15,9	3,1
Безотвальная	Перед применением гербицидов	515/36,6	6,6	526/37,4	6,6	519/31,3	6,0
	Через месяц после применения гербицидов	480/9,1	1,9	490/8,2	1,7	501/8,9	1,7
	Перед уборкой	468/18,4	3,8	481/18,3	3,7	482/17,6	3,5
Минимальная	Перед применением гербицидов	499/41,5	7,8	509/43,9	8,6	503/39,3	7,2
	Через месяц после применения гербицидов	471/12,4	2,6	473/10,3	2,2	491/12,6	2,5
	Перед уборкой	453/21,3	4,5	449/20,4	4,5	477/22,2	4,4

Примечание : компоненты агрофитоценоза – в числителе количество культурных растений (озимые зерновые), в знаменателе – количество сорных растений.

Агрофитоценоз, степень засорения (2020–2022 гг.)

Основная обработка почвы повлияла на агро-  В 2021 г. получена невысокая урожайность – 1,14– фитоценоз и в дальнейшем на формирование   2,81 т/га, при HCP05 0,35–0,77, вследствие небла- урожая озимых зерновых. Урожайность 2021 и гоприятных природно-климатических факторов. 2022 гг. отличалась между собой в 2–3 раза (рис.).

2,81

2,56

1,74

2,27

4,9

5,02

4,05

4,1

4,47

4,8

■ озимая рожь

■ озимая тритикале

1,98

2,02

Основная обработка

Урожайность озимых зерновых (2021, 2022 гг.), т/га

Среди озимых более высокая урожайность у озимой ржи (2,81 т/га) и озимой тритикале (2,27 т/га) (отвальная обработка). В условиях 2022 г. достигнут высокий урожай озимых (3,94– 5,02 т/га), при HCP 05 0,08–0,21, по всем основным обработкам почвы, с превосходящим значением 5,02 т/га озимой тритикале (контроль). По отвальной обработке (контроль) за два года урожайность зерновых (2,15–5,02 т/га) больше, чем безотвальной, на 0,22–0,83 т/га и минимальной на 0,29–1,07 т/га.

Заключение . По данным исследований, основная обработка влияла на изменение агрофитоценоза по-разному. По всем срокам определения отвальная основная обработка (контроль) по количеству культурных (379–548 шт/м²) растений превышала безотвальную и минимальную обработки на 1–27 и 17–42 шт/м², а по количеству сорных растений (0,9–37,2 шт/м²) уступала им на 0,2–11,9 и 00,2–26,6 шт/м². Степень засорения по всем основным обработкам за период вегетации озимых зерновых была от слабой до средней. Большее количество культурных растений и меньшее сорных отразилось на формировании урожайности. По отвальной основной обработке урожайность озимых зерновых составила 2,15–5,02 т/га, при НСР 05 = 0,08–0,77, больше безотвальной и минимальной обработок на 0,22–0,83 и 0,29–1,07 т/га.