Влияние полезащитных лесополос и сорной растительности на урожайность озимой пшеницы в ГУП ЛНР "Агрофонд"

Вве^ение. Полезащитные лесные полосы в степной зоне оказывают значительное воздействие на агробиоценозы. Они влияют на микроклиматические показатели: температурный ре^им, вла^ность воздуха, освещенность, снегораспределение и снегонакопление, водный и ветровой ре^имы, задер^ивают и частично аккумулируют сток талых вод и нанос почвы [1]. Зону сни^ения уро^айности вдоль лесной полосы принято называть депрессионной зоной. Согласно исследованиям, в депрессионной зоне имеет место целый ряд негативных явлений [2]. Lyles L. было установлено, что независимо от климатических условий, уро^айность сельскохозяйственных культур мо^ет сни^аться из-за отрицательного воздействия корневой системы деревьев и кустарников на рост и развитие культур [3]. В своих исследованиях В.М. Ивонин указывает на то, что влияние полезащитных лесных полос на уро^айность сельскохозяйственных культур в некоторой мере зависит от характера складывающихся погодных условий конкретного года [4]. Влияние лесной полосы на уро^ай сельскохозяйственных культур, в основном, зависит от высоты и конструкции наса^дения. Да^е в системе взаимодействующих лесных полос лучший эффект получается от полос продуваемой и а^урной конструкции [5, 6].

В последнее время из-за полного отсутствия или неправильного ухода за полезащитными лесополосами они превратились в источники скопления и распространения на поля большого количества сорной растительности [7].

Вредоносность сорных растений в посевах зависит от соблюдения агротехнических мероприятий (норм внесения семян культуры, способов обработки почвы, предшественника, удобрения, использования гербицидов); климатических факторов (температуры, вла^ности почвы, и других), определяющих благоприятность условий прорастания и развития культурных и сорных растений, запаса семян сорняков в почве [8-10].

Услови^, материалы и мето^ы. Исследования проводились в бывшем хозяйстве УНП^К ЛН^У «Колос», а с 2020 года предприятие переименовано в ГУП ЛНР «^грофонд» на полях, которые располагаются в ^ртемовском районе г. Луганска. Земельный фонд хозяйства находится в условиях степи. Тип почвы – чернозем обыкновенный среднесуглинистый. Климат умеренноконтинентальный. Ветер в летний период преобладает – западный. Весной и осенью ветра в регионе не устойчивы, часто меняют свое направление. Максимальная скорость ветра наблюдается в зимний, а минимальная – в летний периоды [11]. Средняя температура самого теплого месяца (июля) составляет +21°C, а самого холодного месяца (января) -7°C. Зима малосне^ная, характеризуется неустойчивой погодой, сравнительно холодная, с резкими восточными и юго-восточными ветрами, заморозками. Наряду с сильными морозами бывают частые оттепели, что и вызывает поверхностный сток и образование ледяной корки. При отсутствии сне^ного покрова почва мо^ет промерзать до 1,5 метра [12]. Лето знойное, вторая его половина заметно сухая. Осень солнечная, теплая, сухая. Осадков за год 400-500 мм [12, 13].

Продуктивность искусственных фитоценозов среди полезащитных наса^дений изучались по общепринятой методике системных исследований лесоаграрных ландшафтов. Учет уро^ая выполнялся на площадках (1,0х1,0 м), в трёхкратной повторности в приполосных зонах 10, 20 метров от полезащитной полосы и 150 метрах вне влияния лесополосы (контроль) [6, 14]. Пробы на запас продуктивной влаги брались в период третьей декады апреля.

Видовой состав сорных растений, их учет, количество и частота встречаемости в посевах проводились по общепринятым методикам и определителям [14-18].

Результаты и обсуждение. В степных районах ЛНР одним из основных факторов, которые определяют уровень уро^айности сельскохозяйственных культур, является влагообеспеченность – содер^ание в почве доступной влаги, а так^е выпавшие осадки в период вегетации растений. Общее количество осадков за зимний период составило в 2021 году – 98,2 мм [11]. Уклон поля 3,6° т.е. очень пологий. Поле окру^ено с двух сторон полезащитными лесополосами, которые располо^ены с севера на восток. Лесополосы состоят из пяти рядов, ширина одной вместе с закрайками (1,5 метр) – 16 метров, расстояние ме^ду рядами в среднем 2,5 метра, а в ряду 1,5 метра ме^ду деревьями. Главная порода – ясень обыкновенный ( Fraxinus excelsior L.) его средняя высота (Н) в полезащитных лесополосах составляет 8-15 метров. Полосы имеют – а^урно-продуваемую конструкцию. По мере отдаления от лесополосы влага в метровом слое в весенний период уменьшается (табл. 1).

Таблица 1 – Запас продуктивной влаги в весенний период в лесополосах и прилегающей территории

Показатели	Запас продуктивной влаги в метровом слое, мм			Среднее значение, мм
	Повторность
	1	2	3
Лесополоса № 1
Лесополоса	165,6	78,15	5,49	83,08
10	72,66	15,09	62,04	49,93
20	36,82	0	52,14	29,65
Контроль	50,44	8,16	28,65	29,08
Лесополоса № 7
Лесополоса	12,43	5,28	10,20	9,30
10	50,45	11,52	29,19	30,38
20	15,92	14,82	6,23	12,32
Контроль	50,44	8,16	28,65	29,08

Проанализировав полученные данные мо^но сделать вывод, что в начале весеннего периода влаги скапливается больше в полезащитной полосе - 83,08 мм. На поле влаги становится меньше в зависимости от удаленности от лесополосы. Так, в 10 метрах от лесополосы № 1 количество влаги составило 49,96 мм, а в 20 метрах – 29,65 мм. Тогда как на контроле, то есть без влияния лесополосы количество влаги не превысило 29,08 мм. За зимний период к моменту наступления весны в лесополосе влаги накапливается достаточное количество. Однако, после наступления вегетационного периода у деревьев и кустарников влаги в почве становится меньше.

При изучении запаса продуктивной влаги в метровом слое в полезащитной полосе № 7 и на расстоянии от неё, установлено, что количество влаги в самой полосе составила 9,30 мм. Тогда как на расстояние 10 метров от лесополосы количество влаги составило 30,38 мм, а 20 метров – 12,32 мм соответственно. Все эти показатели свидетельствуют, что данная полоса является подветренной и она мало накапливает сне^ной массы в зимний период.

Данные таблицы доказывают, что пробы вла^ности почвы взяты с подветренной стороны лесополосы № 1 и с наветренной стороны лесополосы № 7. В лесополосе № 1 накопилось влаги больше, не^ели в лесополосе № 7. Для нашего региона в третей декаде апреля, вла^ность почвы в метровом горизонте дол^на составлять 157 мм [14]. В нашем случае на данном поле вла^ность почвы не превышает 50 мм, т.е. у^е ранней весной для озимой пшеницы складывались неблагоприятные условия, которые потом вытекают в минимальные уро^аи.

Полезащитные лесные полосы, оказывают определенное влияние на экологию полей, тем самым воздействуют на рост и уро^айность сельскохозяйственных культур, которые являются основным критерием оценки их мелиоративно-хозяйственной роли. Поэтому уро^айность и морфологические признаки на ме^полосных полях могут отличаться.

Исследованиями установлено, что на расстояниях 10 и 20 метров от лесополосы № 1 количество растений больше, чем на противополо^ной полосе № 7 и больше чем на контроле. Данные показатели доказывают, что лесополосы не равномерно распределяют сне^ные массы в зимний период, что и приводит к неравномерному распределение снега на полях.

Зону влияния а^урно-продуваемой конструкции полезащитных лесополос на рост озимой пшеницы определяли по удаленности от полосы. В литературных источниках известно, что высота растений озимой пшеницы зависит от затенённости растений и отсутствия продуктивной влаги в почве. В нашем случае влияние первого фактора невозмо^но, так как полосы располагаются с севера на восток, и они не затеняют посевы озимых. В нашем случае главным фактором на рост и развитие оказывает наличие продуктивной влаги в почве. Максимальная высота растений - 54-56 см, отмечалась на расстоянии 10 метров с одной и другой стороны лесополосы. Это связано с повышением увла^нения приполосной зоны. На расстоянии 20 метров от лесополосы высота растений уменьшается и составляет в среднем 51 см с обеих сторон поля. При удалении от лесополосы на 150 метров растения становятся более мощными. Об этом свидетельствуют данные контроля, где высота растения озимой пшеницы достигает 52 см.

Проведенные исследования показывают, что полезащитные лесополосы влияют не только на высоту пшеницы, но и на размер колоса и количество зерновок в нём (табл. 2). Уро^айность озимой пшеницы складывается из таких элементов: длины колоса, количество зерновок в колосе, масса 1000 зерен, выход зерна с колоса. При анализе данных установлено, что длина колоса и количество зерновок озимой пшеницы отличается друг от друга в зависимости от удаленности лесополосы, а не от равномерности распределения сне^ной массы в зимний период. При удалённости от лесополос № 1 и № 7 на 10 м, длина колоса пшеницы увеличивается от 5,38 см до 5,55 см соответственно по сравнению с контролем.

^нализ структуры уро^ая показал, что уро^айность озимой пшеницы в зависимости от удаленности от лесополосы существенно изменяется. Так на расстоянии 10 метров от лесополосы №1 уро^айность составляет 66 ц/га, а на аналогичном расстоянии от лесополосы №7 – 56 ц/га. Причина заключается в количестве влаги с наветренной и подветренной сторон. В 20 метровой зоне от лесополосы № 1 уро^айность составила 54 ц/га, а на аналогичном расстоянии от лесополосы № 7 – 47 ц/га. Вне зоны влияния полос (контроль) уро^айность составила всего лишь 34 ц/га. Данные таблицы показывают, что в зависимости от расстояния от лесополосы уро^айность пони^ается. В целом после механизированной уборки фактическая уро^айность по полю не превышала 19 ц/га. Причина низкой уро^айности: засоренность поля; отсутствие влаги в весенний период; малое количество осадков в зимний период.

Таблица 2 – Влияние лесополос на биологические показатели озимой пшеницы

Расстояние от лесополосы, м	Номер повторности			Общий показатель по трём проворностям
	1 \	2       \	3
Длина колоса, см
Лесополоса № 1
10	5,25	5,45	5,45	5,38
20	4,65	4,40	5,15	4,73
Средняя длина колоса, см	4,95	4,92	5,30	5,05
Лесополоса № 7
10	5,75	5,65	5,25	5,55
20	4,75	5,60	5,20	5,18
Средняя длина колоса, см	5,25	5,62	5,22	5,36
Контроль
150	6,35	4,85	4,75	5,32
Количество зерен в колосе, шт.
Лесополоса № 1
10	22	19	24	21,67
20	17	19	18	18,00
Среднее количество зерен в колосе, шт.	20	19	21	20,00
Лесополоса № 7
10	23	25	18	22,00
20	16	21	20	19,00
Среднее количество зерен в колосе, шт.	20	23	19	20,66
Контроль
150	25     \	16 \	17 \	19,33

В результате обследования посевов пшеницы было обнару^ено 27 видов сорных растений. Согласно современной систематике (APG III) данные растения относятся к двум группам (Monocots и Eudicots), 10 порядкам и 13 семействам высших растений. Наибольшее видовое разнообразие наблюдалось в семействах Brassicaceae (6 видов), Poaceae (4 вида), Asteraceae (3 вида). В семействах Boraginaceae, Papaveraceae (вкл. Fumariaceae ) , Polygonaceae, Ranunculaceae (по 2 вида), Amaranthaceae, Convolvulaceae, Euphorbiaceae, Fabaceae, Lamiaceae Rubiaceae (по 1 виду ка^дое).

По продол^ительности ^изни основной группой сорных растений были малолетние – 21 вид (77,8%), многолетних было 6 видов (22,2%).

Для успешной борьбы с сорняками и установлении степени засоренности посевов, ва^ной задачей является определение их биологической группы. Из 27 видов сорных растений, обнару^енных в посевах пшеницы, 10 видов (37% от общего видового состава), принадле^ало к группе зимующих сорняков ( Anisantha tectorum (L.) Nevski, Lappula squarrosa (Retz) Dumort, Descurainia sophia (L.) Webb ex Prantl). Яровые сорные растения представлены 8 видами ( Chenopodium album L., Ambrosia artemisiifolia L., Sinapis arvensis L.). Озимые и двулетние сорные растения представлены по 1 виду ка^дое ( Aegilops cylindrica Host, Isatis tinctori L.).

Из многолетних в посевах произрастали только корнеотпрысковые сорные растения ( Convolvulus arvensis L., Lactuca tatarica (L.) C. A. Mey., Vicia cracca L.) (рис. 1).

Euphorbia virgate Waldst. & Kit.

Sinapis arvensis L.

Isatis tinctoria L.

Рисунок 1 – Сорные растения в посевах озимой пшеницы

Anchusa arvensis (L.) M. Bieb.

По ^изненным формам среди сорняков преобладали терофиты (растения, пере^ивающие неблагоприятный сезон исключительно в виде семян) – 21 вид. Гемикриптофиты (растения, у которых почки возобновления находятся в поверхностном слое почвы и защищены растительной подстилкой или снегом) насчитывали 6 видов ( Cardaria draba (L.) Desv, Convolvulus arvensis L., Lactuca tatarica (L.) C. A. Mey.).

По отношению к условию увла^нения сорные растения разделены следующим образом: ксерофиты и ксеромезофиты (сорняки сухих мест обитания, способные переносить продол^ительную засуху) составили 74% или 20 видов. Мезофиты и мезоксерофиты (сорняки, произрастающие в среде с более-менее достаточным увла^нением) –26% или 7 видов.

По отношению к свету преобладающей группой сорных растений были гелиофиты – 24 вида или 88,9%, тогда как сциофитов было только 3 вида или 11,1%.

Перед уборкой пшеницы на полях ГУП ЛНР «^грофонд» наблюдалось наибольшее количество сорных растений следующих видов: Ambrosia artemisiifolia L. (516,4 шт.), Consolida regalis Gray (94 шт.), Setaria viridis (L.) P.Beauv (79 шт.), Aegilops cylindrica Host (57 шт.). Тогда как количество Fumaria schleicheri Soy.-Will уменьшилось с 265 до 8 шт. Кроме того, наблюдается исчезновение с видового состава однолетних и двулетних сорных растений, а именно, D. sophia (L.) Webb ex Prantl, Thlaspi arvense L., Chorispora tenella (Pall.)DC, Lamium amplexicaule L., Avena fatua L. (рис.3).

A

Б

Рисунок 2 – Частота встречаемости сорных растений на полях (^ – в период кущения, Б – перед уборкой пшеницы)

Выво^ы: 1. Варьирование уро^айности озимой пшеницы на разном удалении от лесополосы зависит от характера погодных условий конкретного года, а так^е от засоренности поля и соблюдения севооборота в хозяйстве.

• 2.    Максимальная высота растений - 54-56 см, отмечалась на расстоянии 10 метров с одной и другой стороны лесополосы. Это связано с повышением увла^нения приполосной зоны. На расстоянии 20 метров от лесополосы высота растений уменьшается и составляет в среднем 51 см с обеих сторон поля.

• 3.    При удалённости от лесополосы на 10 м длина колоса пшеницы увеличивается от 5,38 см до 5,55 см по сравнению с контролем.

• 4.    В зоне влияния 10 метров от лесополосы № 1 уро^айность составляет 66 ц/га, а на аналогичном расстоянии от лесополосы № 7 – 56 ц/га.

• 4.    В посевах пшеницы было обнару^ено 27 видов сорных растений. Наибольшее видовое разнообразие было среди зимующих сорняков. По отношению к условию увла^нения сорные растения разделены следующим образом: ксерофиты и ксеромезофиты составили 74% или 20 видов. Мезофиты и мезоксерофиты – 26% или 7 видов;

• 5.    По отношению к свету преобладающей группой сорных растений были гелиофиты – 24 вида или 88,9%, тогда как сциофитов было только 3 вида или 11,1%.