Особенности питания сорняка и озимой пшеницы

Ученые установили, что растения двудольных видов сорняков поглощают значительные количества кальция и магния, а также микроэлементов – марганца, бора и железа, при этом внесение гербицидов в более поздние сроки на посевах озимой пшеницы существенно снижает уровень доступных для культуры макро- и микроэлементов.

Александр Иващенко, академик НААНУ, академиксекретарь Отделения растениеводства, Национальная академия аграрных наук Украины

Питание и химические прополки

Одной из важных предпосылок получения урожая озимой пшеницы является сбалансированное питание макро- и микроэлементами. Высокая потребность растений в основных элементах питания наступает в период интенсивного нарастания вегетативной массы и формирования репродуктивных органов. Основное внесение удобрений и внекорневые подкормки дают возможность получить прирост урожайности. Но довольно часто, в условиях засоренности посевов, особенно на ранних этапах роста и развития растений, эффективность применения удобрений оказывается недостаточной. Конкуренция с сорняками снижает урожайность пшеницы на протяжении всей вегетации – начиная от фазы всходов и практически до уборки. Засоренность посевов – один из главных факторов, мешающих получать весомые урожаи озимой пшеницы.

Совершенствование средств, предназначенных для химической прополки посевов, неразрывно связано с изучением их взаимодействия с компонентами преимущественно минерального и в определенной степени органического питания – как культурных видов растений, так и сорняков. Еще в 1940-х годах было выявлено повышение эффективности гербицидов группы феноксиалканкарбоновых кислот при совместном их применении с некоторыми азотными удобрениями.

Многолетние исследования отечественных и зарубежных исследователей позволили установить, что между питанием растений и химической прополкой посевов существует взаимодействие, которое сильно влияет на рост, развитие и урожайность растений.

Взаимовлияние фона питания и гербицидов приобретает особенно важное значение в условиях интенсификации технологий выращивания сельскохозяйственных культур. Сейчас эта проблема особенно актуальна в связи с повышением требований к эффективности использования пестицидов и агрохимикатов, к снижению экологической нагрузки при их использовании в растениеводстве.

В Украине широкие исследования взаимодействия удобрений и гербицидов проводились в отделе физиологии действия гербицидов Института физиологии растений и генетики НАН Украины под руководством Ю. Г. Мережинского. Во многих работах показан высокий уровень извлечения сорняками из почвы доступных форм азота, фосфора и калия. В то же время долго без внимания оставалась еще одна проблема: как засорение посевов сорняками влияет на содержание других элементов питания. Было неясно, как основные, наиболее вредоносные виды сорняков, влияют на поглощение макро- и микроэлементов в посевах современных сортов озимой пшеницы. Определение содержания основных элементов питания в растениях озимой пшеницы и ряда сорняков проводилось методом эмиссионной спектрометрии.

Как это исследовалось

Элементный состав во флаговом листе растений озимой пшеницы сорта Смуглянка и в надземной части растений сорняков определяли методом ICP-спектрометрии на эмиссионном спектрометре ICAP 6300 Duo MFC (США) после высушивания образцов до сухой массы при 105°С и озоления в азотной кислоте (осч) с помощью микроволновой пробоподготовки Multiwave 3000 фирмы Anton Paar (Австрия). Полученные данные проходили математическую обработку с помощью профессионального пакета программ для статистического анализа Statistica 8,0, согласно стандартных методик (Б. А. Доспехов, 1985).

Сорняки поглощают не только макроэлементы

Установлено, что во флаговом листе озимой пшеницы содержание микроэлементов является относительно низким (см. табл.). Вероятно, это связано с низким содержанием микроэлементов в легких почвах зоны Полесья Украины. Отметим, что во флаговом листе озимой пшеницы наблюдалось повышенное содержание фосфора и калия, а также достаточно высокое содержание важных мезоэлементов – кальция и магния. Установлены высокие уровни поглощения макро- и микроэлементов растениями двудольных видов сорняков – триреберника непахучего, василька синего, осота полевого. Один из наиболее вредоносных видов сорняков в посевах пшеницы – подмаренник цепкий – поглощает значительные количества калия и фосфора, много кальция и магния, а также микроэлементов: марганца, бора и железа. Практически все двудольные виды сорняков поглощают большее количество элементов питания по сравнению с растениями пшеницы. Следует обратить внимание на высокие уровни поглощения кальция и магния сорняками. Так, накопление кальция в растениях осота полевого в 6,3 раза превышает накопление элемента во флаговом листе растений озимой пшеницы. При выращивания пшеницы на легких или кислых почвах эти особенности поглощения элементов питания растениями сорняков могут вызывать повышенную локальную кислотность почвы в зоне расположения корневой системы культуры. Это значит, что дополнительно, вне непосредственного выноса доступных форм элементов питания сорняками, будет снижаться эффективность использования фосфора, серы, азота и калия растениями культуры.

Также следует обратить внимание на высокие уровни поглощения бора двудольными видами сорняков. На легких почвах, если нет дополнительного внесения борных удобрений путем внекорневой подкормки, это может вызывать ингибирование развития растений пшеницы в генеративный период развития и препятствовать формированию урожая зерна.

Поглощение элементов питания однодольным видом сорняка метлицей обыкновенной было близким по уровню с поглощением элементов растениями пшеницы, за исключением несколько более высокого поглощения калия, фосфора и марганца. Известно, что для растений метлицы обыкновенной ограниченное содержание доступного кальция и магния в почве являются одним из факторов, способствующих распространению вида (Иващенко, 2001). Таким образом, высокие уровни выноса растениями осота полевого кальция и магния могут способствовать усилению засоренности метлицей обыкновенной в посеве следующей в севообороте культуры. По предварительным данным, высокий уровень вариабельности распределения растений метлицы обыкновенной в посеве озимой пшеницы может быть связан с размещением куртин осота полевого на посевах предшественника озимой пшеницы. Подобная зависимость наблюдалась во многих хозяйствах Киевской и Винницкой областей. Таким образом, задержки с внесением гербицидов на посевах культурных растений, в частности озимой пшеницы, могут существенно снижать уровень доступных для культуры макро- и микроэлементов, препятствуя тем самым формированию урожая. Поглощение отдельных элементов питания отличается у видов сорняков, что необходимо учитывать при разработке систем питания на засоренных полях и на полях, где гербицидные обработки были проведены в поздние фазы развития культуры. Также необходимо отметить, что недостаточный уровень контроля осота полевого или его уничтожение повсходовыми гербицидами в поздние фазы развития, может приводить к усилению засоренности посевов культуры в следующем сезоне метлицей обыкновенной.

Внесение гербицидов на посевах озимой пшеницы в   более поздние сроки значительно снижает уровень доступных для культуры макро- и микроэлементов (азота, фосфора, калия, магния, кальция и бора) и существенно влияет на формирование урожая. При выращивании пшеницы на легких или кислых почвах установленные особенности поглощения элементов питания растениями сорняков, прежде всего кальция и магния, могут способствовать повышению локальной кислотности почвы в зоне расположения корневой системы культуры, что заметно снижает эффективность использования фосфора, серы, азота, калия растениями культуры. Предполагается, что недостаточный уровень контроля осота полевого способствует усилению в следующем сезоне засоренности посевов культур метлицей обыкновенной с соответствующим ростом затрат на внесение граминицидов – пиноксадена, феноксапропа или другого гербицида.

Результаты исследований имеют значение для разработки интегрированных технологий питания и защиты озимой пшеницы и определяют необходимость контроля развития основных вредоносных видов сорняков уже на начальных фазах развития культуры.