СПОСОБ ПОДАВЛЕНИЯ СОРНЫХ РАСТЕНИЙ НА ПОСЕВАХ ХВОЙНЫХ ПОРОД Российский патент 2004 года по МПК A01G23/00 A01M21/00 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к способам борьбы с сорняками в лесных питомниках.

Известен способ борьбы с сорняками на посевах культурных растений, включающий физическое уничтожение сорной растительности (ручной) прополкой и (механизированной) культивацией. В течение вегетационного периода на посевах хвойных пород из семян и корневищ, находящихся в пахотном слое почвы питомника прорастают и быстро развиваются травянистые растения из группы сегетальных и рудеральных видов, т.е. сорняки. В процессе эволюции они приспособились к обязательному периодическому нарушению почвы при ее обработке в агрофитоценозе. Обладая более быстрым ростом, чем сеянцы, сорняки быстро занимают господствующее положение в посеве и выходят в верхний ярус. Сеянцы же остаются в нижнем ярусе, где испытывая недостаток в солнечной радиации, влаге и элементах питания (в результате конкуренции с сорняками) замедляют рост и развитие.

Поэтому в настоящее время для исключения конкуренции между культурными и сорными видами в растениеводстве широко применяются механические способы уничтожения сорняков. В лесных питомниках в начале вегетации, когда всходы древесных пород еще малы, посев с периодичностью не менее 1 раза в 2-3 недели пропалывается вручную. При этом из посева удаляется лишь активная часть популяций сорных видов (т.е. лишь вегетирующие особи). Но поскольку процесс появления проростков у сорняков растянут во времени, а “семенной банк” велик, посевы снова зарастают и требуют прополки.

По мере роста сеянцев для уничтожения сорняков и рыхления почвы в межстрочном пространстве на посевах применяются культиваторы (КПП-1,5; КФП-1,5 и другие). В самих же строчках удаление сорняков по-прежнему ведется вручную /Новосельцева А.И., Смирнов Н.А. Справочник по лесным питомникам. - М: Лесн. пром-сть, 1983.- С.68-69/.

Недостатком аналога является то, что уничтожение сорной растительности прополкой дорогостоящий и трудоемкий процесс. Механическая культивация приводит к частичному повреждению сеянцев, а периодическое нарушение сложения почвы при культивации даже стимулирует появление новых проростков сорных растений на посеве /Марков М.В. Популяционная биология растений. Казань: Изд-во Казанского ун-та, 1986.- С.38-39, 42-44/.

Прототипом предлагаемого способа является способ борьбы сорняками на посевах хвойных пород, заключающийся в опрыскивании посевных лент растворами веществ, подавляющих рост сорняков, а именно гербицидами селективного действия (велпар, симазин, гоал, пропазин, фюзилад и др.), в результате чего происходит гибель большей части сорных растений и снижение жизненности у оставшихся. На посевах сосны наиболее эффективным и безопасным (для посевов) признается гербицид велпар, который можно применять в любой срок после появления всходов. В посевах ели и лиственницы самым эффективным и безопасным (для сеянцев) является осеннее применение гоала, который можно применять и на посевах сосны /Применение гербицидов и арборицидов в лесовыращивании: Справочник. Шутов И.В., Бельков В.П., Мартынов А.Н. и др. - М.: Агропромиздат, 1989.- С.22, 34, 57-61/.

Недостатками прототипа является неполное уничтожение сорняков и непроизвольная их “селекция” на устойчивость к безопасным дозам химических препаратов, технические сложности по обеспечению направленного опрыскивания посевных лент и выдерживания заданных доз пестицида (норм расхода рабочей жидкости) при применении тракторных опрыскивателей, частичное повреждение сеянцев, токсичность и длительная дезактивация гербицидов, загрязнение окружающей среды и другие отрицательные последствия экологического плана.

Гербициды убивают подвергшиеся обработке сорные растения, но не все (как по количеству, так и по видовому составу). Поэтому, чтобы не допустить сильного разрастания устойчивых к данному препарату и сохранивших жизненность неустойчивых к этому пестициду сорняков, рекомендуется периодически удалять последние из посева путем прополки. Если этого не проводить, уцелевшие сорные растения образуют потомство, не восприимчивое к примененному ранее гербициду. Не восприимчивые виды при этом быстро разрастаются, еще сильнее конкурируют с сеянцами за свет, влагу, элементы питания и снижают продуктивность культивируемых растений.

Обработка посевов растворами некоторых гербицидов механизированным способом требует направленного опрыскивания на посевные строчки, что приводит к неравномерному распределению гербицида по площади. Неравномерному распределению пестицида по площади способствует также отсутствие автоматической синхронизации расхода рабочего раствора со скоростью движения агрегата. Поэтому на одних участках возможно завышение дозы гербицида, а на других занижение. При отклонении от заданной дозы происходит повреждение культивируемых растений или неполучение нужного лесоводственного и экономического эффекта. При обработке посевов гербицидами возможно (а в случае их частого применения и в завышенных дозах - безусловно происходит) повреждение или задержка роста сеянцев, проявление фитотоксичности почвы (т.е. накопление в ней пестицидов). Внесенные в почву гербициды оказывают токсическое влияние на микрофлору почвы, усиливают минерализацию гумуса, способствуют повышению содержания соединений азота, что в определенных условиях может привести к ожогу сеянцев.

Применяемые в лесных питомниках гербициды являются пестицидами с определенной степенью токсичности как для человека, так и для других представителей животного мира. Следовательно, уничтожение сорной растительности на посевах хвойных пород путем применения гербицидов опасно излишним загрязнением окружающей среды и требует проведения специальных мероприятий и строгого соблюдения правил, обеспечивающих санитарную безопасность работающих с ними /Применение гербицидов и арборицидов в лесовыращивании: Справочник. Шутов И.В., Бельков В.П., Мартынов А.Н. и др. - М.: Агропромиздат, 1989. - С.57-61, 65-69, 125-126, 131-144, 157-167/.

Кроме того, известно, что сорняки вредят культурным растениям в том случае, когда они находятся в господствующем ярусе. Если они не обгоняют в росте сеянцы, то их конкурентоспособность резко снижается, поскольку большинство видов относится к эксплерентам. В небольшом количестве и находясь на посеве во втором ярусе по отношению к сеянцам, они не только не вредят, но даже становятся полезными, притеняя поверхность почвы, снижают тем самым ее температуру в полуденные часы. Аккумулируя в себе элементы питания в виде органического вещества, травянистые сорные растения (закончив жизненный цикл) возвращают их, при разложении надземной части, в почву питомника, чем снижают потери питательных веществ от вымывания влагой от весеннего снеготаяния, дождей и поливов. Из этого следует, что полное уничтожение травянистой растительности на посевах путем применения химических средств борьбы с сорняками (в т.ч. и механическим способом) прерывает ход естественного кругооборота элементов питания в агрофитоценозе и не имеет смысла с фитоценотической и, в целом, с экологической точки зрения.

Технической задачей изобретения является создание условий, препятствующих массовому прорастанию и быстрому росту сорных растений на посевах хвойных пород и появлению популяций сорняков, устойчивых к гербицидам, устранение необходимости направленного опрыскивания и строгого дозирования расхода рабочего раствора, применения сложных технических решений по обеспечению синхронизации расхода раствора и скорости движения агрегата, отсутствие повреждений и гибели культивируемых растений, беспозвоночных животных и полезных микроорганизмов почвы, исключение опасности загрязнения окружающей среды пестицидами, безопасных условий труда работников при работе на посевах, а также восстановление (в определенной мере) кругооборота биофильных элементов, потоков энергии и естественных трофических связей, утраченных в процессе выращивания посадочного материала при создании агрофитоценоза в питомнике.

Задача решается в способе подавления сорной растительности на посевах хвойных пород, включающем обработку посевов веществами, подавляющими рост сорняков, где согласно изобретению обработку посевов осуществляют водным настоем опада хвойных пород, а затем проводят мульчирование опилками и спадом хвойных пород, а далее проводят опрыскивание посева вышеназванным настоем один раз в две недели до достижения сеянцами стандартных размеров.

В предлагаемом способе, в отличии от прототипа, подавление ростовых процессов и снижение конкурентоспособности у сорной травянистой растительности и, напротив, повышение ее у древесных растений достигается за счет применения не экологически опасных пестицидов, а только природных веществ и материалов (т.е. настоя из опада хвои для опрыскивания, древесных опилок и опада хвои для мульчирования), входящих в состав хвойных насаждений.

Опрыскивание посевов водным настоем из хвои, в отличие от прототипа, не требует точной дозировки раствора и при обработке настоем, даже при сильно завышенных дозах и более частых обработках, в почве не накапливаются вредные как для флоры, так и для фауны экологически опасные вещества, т.е. фитотоксичность не проявляется, а микроорганизмы даже повышают жизнедеятельность. Поэтому необходимость в синхронихации скорости движения агрегата и количества разбрызгиваемого раствора, а также направленной обработки растений на посевах отпадает. Из этого следует, что разработка новых сложных технических систем для проведения обработки посевов при использовании предлагаемого способа не требуется.

Опилки, хвойный опад и настой из него неагрессивны и безвредны для человека. Поэтому их применение борьбу с сорняками на посевах хвойных пород делает безопасным во всех отношениях. Мульчирование древесными опилками в сочетании с опадом хвои на посеве для семян хвойных пород создает не только более благоприятный микроклимат (освещенность, температура, влажность почвы и воздуха), но и некоторые другие, свойственные естественным лесным фитоценозам, условия, к которым в течение длительного времени у семян происходило приспособление в процессе эволюции и закреплялось в генотипе. Разлагаясь, опилки и опад обогащают почву органическим веществом и элементами питания, одновременно оказывают аллелопатическое воздействие на семена, всходы и молодые растения сорняков. Однако на открытом местоположении питомника из-за высокого уровня освещенности, температуры, турбулентного влагопереноса при высоких скоростях ветра наступает быстрое пересыхание мульчирующего слоя и процесс разложения органической массы (опилки + опад хвои) приостанавливается, аллелопатическое влияние биологически активных соединений на семена сорняков ослабевает, а затем прекращается до нового увлажнения осадками или поливной водой. Для обеспечения необходимого уровня аллелопатического воздействия на популяции сорных травянистых растений и его усиления, сразу после высева семян культивируемых растений посевы обрабатываются путем опрыскивания поверхности почвы водной вытяжкой из опада тех же пород. В течение вегетационного периода после проведения мульчирования обработка посева несколько раз повторяется. За счет такой обработки и мульчирования массовое прорастание семян сорняков предотвращается, а появившиеся всходы травянистых растений существенно замедляют свой рост и развитие. На прорастание семян и рост всходов древесных пород мульчирование опилками в сочетании с хвойным опадом и обработка посевов водной вытяжкой из отмершей хвои отрицательного влияния не оказывают. Применение гербицидов для подавления сорняков на посевах хвойных пород в питомниках аналогичным действием не обладает.

После смыкания сеянцев создаваемое ими затенение почвы также сдерживает прорастание семян сорных растений, а отставшие в росте сорняки имеют низкую жизненность и не могут составить сильной конкуренции культивируемой древесной породе.

Отличие и оригинальность предлагаемого способа, по сравнению с прототипом, заключается в том, что способ базируется на фитоценотических принципах и предполагает преобразование экологической ситуации на посевах хвойных пород (на пахатной территории) в направлении большего соответствия условиям, которые характерны для естественных лесных растительных сообществ. Практически недостижимая цель - максимально полное уничтожение сорняков для исключения их конкуренции с сеянцами на посевах за счет использования гербицидов, в предлагаемом способе заменена на более реальную цель - снижение численности и конкурентоспособности сорняков при частичном сохранении их на посевах для усиления кругооборота биофильных химических элементов при одновременном повышении биологической устойчивости системы агрофитоценоза. В лесных растительных сообществах под пологом древостоя и на прилегающих к нему участках травянистая растительность почти полностью отсутствует или встречаются в активно вегетирующем состоянии исключительно лесные виды, а сегетальные и рудеральные виды не встречаются. Это связано как с низкой освещенностью, так и с выделением древесными растениями в окружающую среду биологически активных соединений (БАС). Имеются многочисленные данные о том, что большая доля БАС находится в опаде, состоящем из хвои (листьев), части коры, мелких веток и сучьев древесных растений /см.1. Гродзинский А.М. Аллелопатия растений и почвоутомление: Изб. тр. /Редкол.: Романенко В.Д. (отв. Ред.) и др.; АН УССР. Центр. респ. Ботан. сад. - Киев: Наук. думка, 1991. - 432 с.; 2. Колесниченко М. В. Биохимическое взаимовлияние древесных растений. - М.: Лесн. пром - сть, 1968. – 150 стр./.

Выделяемые опадом БАС тормозят прорастание, задерживают появление всходов, подавляют рост и развитие особей тех видов, которые не характерны для данного фитоценоза, т.е. в процессе эволюции не приобрели биологических свойств, обеспечивающих им возможность произрастать совместно с доминантами. Доминирующие же в лесном сообществе виды, наряду с микроклиматом, формируют специфический аллелопатический фон, чем обеспечивают потомству (семенам, всходам и молодому подросту доминантов) “комфортную” экологическую нишу в биогеоценозе.

Способ реализуется следующим образом: после высева семян хвойных пород посевные ленты опрыскиваются рабочим раствором, представляющим водную вытяжку из опада хвои из расчета 0,5 л раствора на 1,0 кв.м посева (500 л/га). Сразу после опрыскивания посев покрывается 0,5-1,0 см слоем мульчи из свежих опилок и 0,5-1,5 см слоем опада (лесная подстилка из насаждений). Мульчирование опилками и опадом не только препятствует прорастанию сорняков, но и создает благоприятные условия для сохранения почвенной влаги, предотвращая быстрое сдувание опилок с посевных лент. Для поддержания аллелопатического фона опрыскивание посева водным настоем опада сосны проводится в течение всей вегетации через каждые 2 недели, т.е с интервалом в 12-15 дней. При наличии на посеве небольшого количества особей сорных растений, вышедших в верхний ярус по отношению к сеянцам, целесообразно провести ручную прополку. Жидкость готовится путем настаивания 1 части опада сосны в 6 частях воды в течение 24 часов. Перед использованием раствор фильтруется для удаления механических примесей, которые могут забить распрыскивающее устройство опрыскивателя.

Примеры конкретного выполнения способа следующие: в питомнике учебно-опытного лесного хозяйства "Вязовское" СГАУ им. Н.И.Вавилова на посевах сосны обыкновенной исследовалось влияние мульчирования опадами ряда древесных пород в сочетании с опрыскиванием посевных лент водными настоями из этих опадов на рост сорной растительности. Опыт проводился по схеме латинского квадрата (5×5) с вариантами:

1 - без мульчирования (контроль);

2 - мульчирование опадом сосны обыкновенной;

3 - мульчирование опадом дуба черешчатого;

4 - мульчирование опадом осины;

5 - мульчирование опилками.

При учетах и наблюдениях на посевах в 1 год отмечалось присутствие 11 видов, а на 2 год - 10 видов сорной растительности. При этом в течение всего периода выращивания на учетных делянках некоторые виды присутствовали лишь небольшой промежуток времени и после проведения ухода (прополки) на посевах отсутствовали. С целью получения достоверной информации были определены коэффициенты общности сорных видов по Жаккару. Значения коэффициентов показали, что в 1 год выращивания на делянках 1-го (контроль) и 2-го вариантов присутствовали 66,7% видов от зарегистрированных в опыте. На таком же уровне общность видов отмечена была между 1 и 5 вариантами.

На 2 год выращивания коэффициент общности видов между 1 и 2 вариантом снизился до 55,6%, а между 1 и 5 возрос до 90%. Поэтому из всех видов для анализа были отобраны только те, особи которых были представлены на посевах в течение всей продолжительности выращивания сеянцев: однолетние-щирица запрокинутая (Amaranthus retroflexus L.), куриное просо (Echinochloa crusgalli (L.) Beauv), марь белая (Chenopodium album L.); двулетние - икотник серый (Berteroa incana (L.) DC) и многолетние - вязель пестрый (Coronilla varia L.), латук (молокан татарский) (Lactuca tatarica (L.) С.А.Mey).

Наибольший эффект по торможению роста сорняков оказался на 2 варианте с мульчой из древесных опилок и опада сосны обыкновенной и опрыскиванием посева водным настоем из опада той же породы. Применение только опилок и покрытий из опадов других пород с опрыскиванием посева соответствующими настоями имело место, но было менее эффективным. Предлагаемый же способ достоверно снижал количество сорных растений по сравнению с контролем на посевах 1 года выращивания сеянцев в 6,4 раза (в т.ч. однолетних в 6,6 раза, двухлетних - 9,0 раз и многолетних - 5,8 раза), их среднюю высоту в 1,2-4,0 раза, а общую биомассу в абсолютно сухом состоянии в 5,8 и более раз. На посевах второго года выращивания сеянцев число сорных растений снижалось в 11,5 раз (в т.ч. однолетних в 24,5 раза, двухлетних - 17,0 раз и многолетних - 8,0 раз), их среднюю высоту в 2,0-6,3 раза, а общую биомассу в абсолютно сухом состоянии в 8,2 и более раз. При этом сильнее угнетались малолетние (одно- и двулетние) сорняки, по сравнению с многолетними (см.табл.).

Установлено, что данный способ борьбы с сорной растительностью не только не оказывает отрицательного действия на прорастание семян и рост сеянцев сосны обыкновенной, но и способствует увеличению их биометрических показателей и выхода стандартного посадочного материала по сравнению с контрольным вариантом.

Использование изобретения позволит достичь следующих результатов.

1. Снизить засоренность посевов хвойных пород в 6,4-11,5 раз, высоту сорных растений 1,2-6,3 раза и их биомассу (в абс. сухом состоянии) не менее чем в 5,8-8,2 раза, что обеспечивает снижение трудоемкости выращивания посадочного материала сеянцев сосны обыкновенной, за счет сокращения количества и объема работ при ручных уходах. Затраты ручного труда (в человеко-днях) на проведение уходов за посевами сокращаются в 2,1 раза, т.е. не меньше, чем при подавлении сорняков гербицидами /см. Применение гербицидов и арборицидов в лесовыращивании: Справочник. Шутов И.В., Бельков В.П., Мартынов А.Н. и др. - М.: Агропромиздат, 1989. - С.71-72/, а работы механизмов (тракторо- и машиносмен) - в 1,3 раза.

2. Улучшить условия роста сеянцев, увеличить выход стандартного посадочного материала хвойных пород с 1 га не менее чем на 30% (на примере сосны обыкновенной на 37,2%), что несколько выше, чем при использовании гербицидов/см. Применение гербицидов.....С.71/.

3. Устранить технологические и технические сложности, связанные с необходимостью строго дозировать расход рабочего раствора при опрыскивании посевов для предотвращения повреждений сеянцев, фитотоксичности почвы и пр.

4. Процесс выращивания сеянцев сделать полностью экологически безопасным для окружающей среды в целом и для работников питомника в частности.

5. Повысить использование биофильных химических элементов в процессе их кругооборота и устойчивость потоков веществ и энергии, а также трофических связей в искусственной системе агробиогеоценоза питомника.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к способам борьбы с сорняками в лесных питомниках. Способ включает обработку посевов веществами, подавляющими рост сорняков. Обработку посевов осуществляют водным настоем опада хвойных пород, затем проводят мульчирование опилками и спадом хвойных пород. Далее проводят опрыскивание посева вышеназванным настоем один раз в две недели до достижения сеянцами стандартных размеров. Способ позволяет снизить засоренность посевов хвойных пород, сократить затраты ручного труда на проведение уходов за посевами, улучшить условия роста сеянцев. 1 табл.

Способ подавления сорной растительности на посевах хвойных пород, включающий обработку посевов веществами, подавляющими рост сорняков, отличающийся тем, что обработку посевов осуществляют водным настоем опада хвойных пород, затем проводят мульчирование опилками и опадом хвойных пород, а далее проводят опрыскивание посева вышеназванным настоем один раз в две недели до достижения сеянцами стандартных размеров.