Фитосанитарное состояние почвы
Плодородие почвы в значительной степени определяется фитосанитарным состоянием почвы, т. е. чистотой почвы от сорняков, вредителей, болезнетворных начал, а также токсических веществ, выделяемых растениями, ризосферной микрофлорой и продуктами разложения.
Фитотоксичность почвы обусловлена накоплением физиологически активных веществ, среди которых присутствуют фенольные соединения, органические кислоты, альдегиды, спирты и др. совокупность этих веществ получила название колинов, состав и концентрация которых зависят от температуры и влажности почвы, от микроорганизмов и растений. При низких концентрациях фитотоксических веществ в почве обнаруживается стимулирующий эффект, но при увеличении их содержания наступает сильное угнетение роста растений или прорастания семян. Так, в стационарных опытах ТСХА установлено, что водная вытяжка из почвы бессменных посевов озимой пшеницы и ячменя, взятая в начале весенней вегетации, снижала всхожесть семян этих культур более, чем на 20 % и угнетала рост корневой системы, явилась одной из причин изреженности бессменных посевов.
Источник образования и поступления токсических веществ в почве — корневые выделения растений, послеуборочные растительные остатки и продукты метаболизма микроорганизмов. Наиболее интенсивно фитотоксические вещества накапливаются при возделывании на одном месте однородных или близких по биологии культур и при создании в почве анаэробных условий.
Когда в структуре посевных площадей преобладают культуры со сходными биологическими особенностями, как, например, зерновые, в почву ежегодно поступает приблизительно одинаковая по количеству и качеству органическая масса в виде корневых выделений и растительных остатков. Это приводит к изменению соотношения основных группировок микробиоценоза, появлению фитотоксических форм, которые поставляют в почву вредные для культурных растений вещества. Так, при разложении растительных остатков зерновых культур в почве обнаружено повышенное содержание фенольных соединений, которые, находясь в зоне семян растений, ингибируют их прорастание.
Анаэробные условия способствуют образованию токсических веществ, так как при этом корневые выделения и промежуточные продукты минерализации гумуса превращаются в сильно восстановленные соединения, что обусловливает создание очагов токсичности в почве. Можно полагать также, что в зоне корня некоторых растений избирательно накапливаются некоторые группы микроорганизмов, неблагоприятно действующих на растения.
Внесение минеральных и особенно органических удобрений приводит к уменьшению в почве численности фитотоксичных микроорганизмов. Но особенно сильное влияние на их содержание оказывает бессменное выращивание сельскохозяйственных растений — количество фитотоксичных форм микроорганизмов в почве значительно увеличивается.
Фитотоксины почвенных микроорганизмов вызывают изменения в химическом составе растений, нарушают обмен веществ в них. Они оказывают влияние на интенсивность дыхания а также на азотный обмен растений. Фитотоксины почвенных микроорганизмов значительно снижают фотосинтетическую активность растений.
Корни растений выделяют различные аминокислоты, углеводы и другие вещества. Вместе с экссудатами в почву поступает большинство веществ, участвующих в метаболизме клеток высших растений: сахара, гликозиды, органические кислоты, витамины, ферменты, алкалоиды и другие. Все эти вещества могут быть в той или иной мере использованы микроорганизмами в качестве источника питания.
Источник
Сельское хозяйство | UniversityAgro.ru
Агрономия, земледелие, сельское хозяйство
Home » Земледелие » Фитосанитарное состояние почвы
Популярные статьи
Фитосанитарное состояние почвы
Фитосанитарное состояние почвы — почвенная характеристика, отражающее содержание семян и вегетативных органов размножения сорных растений, фитопатогенов, вредителей, токсичных веществ, образующихся в результате жизнедеятельности растений, почвенной микрофлорой и продуктами разложения. Все перечисленные факторы являются частью агробиоценоза.
Большинство вредных организмов, находящихся в почве, несмотря на различие их биологические свойств, можно охарактеризовать общими признаками: высокой плодовитостью, относительно узкой специализацией поражаемых растений, высокой адаптацией к изменяющимся внешним условиям, что обеспечивает им высокие конкурентные качества.
Фитосанитарное состояние оказывает существенное влияние на урожайность сельскохозяйственных культур. Для оценки фитосанитарного состояния почвы и посевов культур учитывают пороги вредоносности сорных растений и вредное действие вредителей и фитофагов. Достижение абсолютной чистоты посевов в практическом плане труднодостижимо и экономически неоправданно, поэтому в земледелии принято контролировать численность вредных организмов и растений, сдерживая их популяции на уровне, не наносящем экономически значимый ущерб, то есть когда экономические затраты на борьбу превышают экономические выгоды от прибавки продукции.
Регулирование численности вредных растений и организмов осуществляют путем разработки и применения единого комплекса мероприятий, включающего разнообразные агротехнические, агрохимические, биологические, культурные и другие методы.
Навигация
Фитотоксичность почвы
Фитотоксичность почвы, или почвоутомление, токсикоз почвы — накопление почвой физиологически активных веществ, представленные широким кругом органических соединений, называемых колинами.
Состав и количества колинов зависят от множества факторов, например влажности и температуры почвы, разнообразием почвенной микрофлоры и растущих растений.
Колины оказывают влияние на все процессы жизнедеятельности растений, причем, в зависимости от концентраций, их действие может носить как стимулирующий, так и угнетающий характер. Например, по данным стационарных опытов МСХА установлено, почвенная водная вытяжка, взятая в начале весенней вегетации из бессменных посевов ячменя и озимой пшеницы, снижала более чем на 20% всхожесть семян этих культур и угнетала рост корневой системы, что стало одной из причин изреженности бессменных посевов.
Колины поступают в почву от корневых выделений растений, при разложении растительных остатков и в виде продуктов жизнедеятельности микроорганизмов. Наибольшее накопление фитотоксичных веществ наблюдается при выращивании растений одного вида или со схожими биологическими свойствами, а также на почвах с анаэробными условиями.
При возделывании на одном месте одновидовых или растений со схожими биологическими свойствами ежегодно поступает примерно равное по количеству и составу органическая масса в виде корневых выделений и остатков. В результате, в почве изменяется соотношение микроорганизмов и фитотоксичных соединений. Например, растительные остатки зерновых культур накапливают фенольные соединения, которые угнетающе действуют на развитие самой культуры и других зерновых.
Анаэробные условия, то есть воздушный режим почвы с резким дефицитом кислорода, создает благоприятные условия для развития анаэробной микрофлоры почвы, которая приводит к образованию фитотоксичных веществ. Некоторые микроорганизмы способны концентрироваться вокруг корневой системы растений, оказывая неблагоприятное воздействие.
Токсины, выделяемые некоторыми бактериями могут влиять на дыхательные и фотосинтетические процессы, вызывать изменения химического состава и нарушать обмен веществ в растениях, в частности, обмен азота, в результате которого меняется соотношение белкового и небелкового азота, происходит накопление некоторых аминокислот, аммиака и других азотных соединений.
Выделяемые в почву растениями различные вещества, например, аминокислоты, углеводы, становятся источником энергии для микроорганизмов и участвуют в метаболизме растительных клеток других растений. Так, выделения корневых систем (экссудаты), стимулируют развитие грибов корневых гнилей, конидий офиоболюса и других. С другой стороны, некоторые компоненты корневых выделений, наоборот, проявляют ингибирующие свойства.
Фитотоксины могут оказывать и положительное влияние. Например, колины, выделяемые микрофлорой почвы, могут оказывать угнетающее действие на патогенные грибы.
Многообразие фитоактивных веществ огромно и тем более их перекрестное влияние в агроценозах. Изучение этих свойств одно из направлений современной науки, которое открывает потенциал регулирования фитосанитарного состояния почвы, посредством которого можно существенно повлиять на экологическую и экономическую эффективность ведения сельского хозяйства, что в ряде стран осознается и внедряется в агротехнологию.
Источник
Глава 11. Фитосанитарное состояние посевов и почвоутомление
При исследовании засоренности на объектах В.В. Докучаева использовалась известная шкала засоренности посевов (табл. 11.1) из «Инструкции по определению засоренности полей, многолетних насаждений, культурных сенокосов и пастбищ» (1986). Полученные по основным объектам данные сведены в таблицу 11.2.
Шкала засоренности посевов
Таблица 11.1
Число сорняков, шт/м2
Балл засоренности
Степень засоренности
Очень слабая
Более 100
Очень сильная
Шкала ориентирована на однолетние сорные растения, ибо при наличии злостных видов многолетников 5 шт/м2 степень засоренности никак нельзя считать очень слабой. Согласно обобщенным данным ЦИНАО (табл. 11.3) значительные потери урожая от сорняков наблюдаются уже при слабой степени засоренности. При сильной засоренности урожайность снижается на 22-35 %, а посевы пропашных культур, особенно сахарной свеклы, могут погибнуть вообще.
В условиях ЦЧО на богатых черноземных почвах, при близкой к достаточной обеспеченности влагой вредоносность сорняков значительно выше, чем в других районах страны (табл.
Сельскохозяйственные культуры по разному реагируют на присутствие сорняков в их посевах. Если сорняки превосходят культуру по размерам занимаемой площади, то они угнетают своих сообита- телей, и наоборот, при строгом соблюдении всех технологических
Примеры засоренности черноземной пашни на объектах В.В. Докучаева в ЦЧО (июнь-сентябрь 1991 г.)
Культура
засорения
Вероятная потеря урожая, %
горох+рожь
однодольный
вика+овес
однодольный
Верховье (О)
двудольный
кукуруза
малолетний
малолетний
клевер-t-донник
однодольный
сахар, свекла
Культура
засорения
Вероятная потеря урожая, %
сильная
/>малолетне однодольный | во-малолетний
во-корневищный
малолетний
однодольный
корнеотпрысково-малолетне- однодольнодвудольный
кукуруза
овес+клевер
двудольный
сахар, свекла
двудольный
Потери урожая сельскохозяйственных культур от сорняков
Культура
Потери урожая при разной степени засоренности, (%)
Зерновые
Сахарная свекла
Кукуруза на з/к
Многолетние и однолетние травы
Подсолнечник
Культуры существенно различаются по своим эдификаторным свойствам.
Пропашные, в силу специфики их возделывания при низкой плотности на единицу площади пашни, совершенно бессильны в конкурентной борьбе с сорняками и практически погибают при отсутствии помощи человека.
В настоящее время в ЦЧО, как и в целом по стране, нет конкретных величин порога вредоносности сорняков, т.е. того количества их, которое экономически допустимо в посевах сельскохозяйственных растений. Согласно вышеупомянутой инструкции ориентировочно обработке гербицидами подлежат поля, на которых засоренность многолетними сорняками составляет 1 шт/м2 и более (или они произрастают в посевах куртинами); однолетними высокостебельными (марь, василек, ромашка, горчица, дескурейния, щирица) — 6 шт. и более; однолетними низкорослыми (расположенными в нижнем ярусе) — 16 шт. и более на 1 м2. При наличии в посевах карантинных сорняков такие площади подлежат обработке гербицидами независимо от их количества.
Если руководствоваться окупаемостью гербицидов, которые в большинстве своем имеют высокую стоимость, то экономически допустимый порог засоренности должен быть ниже указанных величин.
Сравнение приведенных показателей и фактической засоренности полей (табл. 11.2) свидетельствует о том, что на всех без исключения объектах необходимо применять технологические схемы возделывания сельскохозяйственных культур, максимально направленные на снижение вредоносности сорняков. Выполнение всех видов полевых работ должно проводиться с особой тщательностью, при максимально возможном соблюдении агротехнических требований.
В ЦЧО после уборки большинства сельскохозяйственных культур и до наступления холодов остается достаточно продолжительный промежуток времени, в течение которого многие сорняки могут образовать зрелые семена и пополнить потенциальные запасы их в почве.
При правильном проведении зяблевой обработки почвы, построенной с учетом предшественника, почвенной разности, рельефа и особенно типа засоренности наблюдается снижение численности сорняков в посевах будущей культуры не менее чем на 50 %. Большое внимание при этом следует уделять срокам проведения работ, подбору и настройке почвообрабатывающих орудий, глубине обработки.
В зависимости от типа и степени засоренности полей зяблевую обработку проводят по типу полупара или улучшенной зяби. Важное значение при выборе типа зяблевой обработки имеет и характер рельефа местности, опасность проявления эрозионных процессов.
На ровных полях с крутизной склона не более 3° и при однолетнем типе засоренности можно рекомендовать проведение зяблевой обработки по типу полупара. Она заключается в том, что сразу после уборки предшественника и соломы проводится лущение стерни дисковыми лущильниками или боронами в два следа на глубину 6-8 см и сразу же после этого — вспашку плугом с подплужником в агрегате с катками на глубину, рекомендуемую для будущей яровой культуры.
Прикатывание вспаханной почвы обеспечивает лучшие условия для провокации всходов сорняков, по мере появления которых в течение осени проводится безотвальное рыхление почвы на глубину до 25 см одним из следующих орудий: плоскорезом-глубокорыхлите- лем, плугом со стойками СИБИМЭ, чизелем ПЧ-4,5 или щелевание на глубину 40-45 см поперек склона с расстоянием между парами щелей не более 3 м.
На полях, засоренных корнеотпрысковыми сорняками (бодяк полевой, осот полевой и др.) более эффективна обработка по типу улучшенной зяби. Она включает в себя дисковое лущение на глубину 10 см в 2 следа. Если поля подвержены эрозии, для лущения используют культиваторы-плоскорезы. Через 10-15 дней проводят второе лущение лемешными лущильниками на глубину 12-14 см в агрегате с катком.
При многолетнем корневищном типе засоренности главная задача заключается в многократном измельчении корневищ, выведение адвентивных почек из биологического покоя. Это истощает запасы пластических веществ в их отрезках и приводит к гибели. Поэтому после уборки урожая ранних культур проводят двукратное продольно-поперечное дискование почвы тяжелыми дисковыми боронами: первое на глубине 8-10 см, второе — на 10-12 см с последующей вспашкой плугами с предплужниками. Сроки проведения второго лущения и вспашки зяби определяются появлением всходов пырея ползучего, но не позднее чем через 10-15 дней после предыдущей обработай.
Если при первой обработав невозможно разрыхлить почву на рекомендованную глубину (переуплотнение, недостаток влаги), то вместо дискового проводят сначала лемешное лущение или мелкую вспашку на глубину 12-14 см с последующим лущением. При смешанном типе засоренности зяблевая обработка почвы должна быть направлена против наиболее вредоносной группы сорняков.
Не смотря на высокую эффективность агротехнических приемов зяблевого комплекса при сложившейся засоренности полей практически невозможно снизить численность сорняков до экономически допустимого уровня. Поэтому в последние годы важным составляющим элементом систем зяблевой обработки почвы стало применение гербицидов. Сразу же отметим, что экономически целесообразно с осени проводить химическую прополку полей сильно засоренных многолетними корнеотпрысковыми сорняками. Допустимо применение гербицидов и при малолетнем типе засоренности на полях с противоэрозионной (безотвальной) обработкой почвы.
В системе зяблевой обработки почвы в условиях зоны применяются следующие гербициды: препараты группы 2.4-Д, раундап, фо- сулен, ТХА, далапон. Для обеспечения максимальной биологической и экономической эффективности гербицидов при условии наименьшего отрицательного воздействия на окружающую среду следует строго соблюдать регламенты их применения.
Гербициды вносят сразу после уборки предшествующей культуры и заделывают дисковыми орудиями в основную зону расположения корневищ, т.е. на глубину 10-12 см, а на легких почвах — до 15 см. Зяблевую вспашку проводят через 3-4 недели после внесения препаратов. Можно вносить гербициды и перед вспашкой, но эффективность их при зтом снижается.
Посевы яровых культур размещаются в основном после предшественников (сахарная свекла, кукуруза на зерно), убираемых в сентябре — октябре. Сроки подъема зяби после этих культур, дополнительные обработки пашни почти не влияют на уничтожение сорняков. Поэтому система обработки почвы в данном случае должна состоять из послеуборочного лущения и вспашки.
Важную роль в регулировании сорного компонента агрофитоценозов играет предпосевная обработка почвы. Она способствует созданию благоприятных условий для истощения корневой системы многолетних сорных растений и провокации прорастания семян сорняков. Эффективность мероприятий предпосевной обработай почвы определяется в основном сроками и качеством проведения работ, чем лучше создаются условия для сева культурных растений, тем выше противосорняковый эффект.
Это объясняется тем, что при высоком качестве своевременно проведенных работ трогается в рост максимальное количество семян сорняков (провокация), проростки которых уничтожаются почвенными гербицидами допосевного или довсходового применения, или последующими агроприемами.
Качественную подготовку почвы в предпосевной период обеспечивает боронование, культивация, дискование или перепашка, а также прикатывание. Знание противосорняковой роли этих операций позволяет специалистам хозяйств проводить целенаправленную работу по очищению полей от сорняков.
Обобщенные данные ВНИИЗиЗПЭ и других научно-исследовательских учреждений ЦЧО показывают, что агротехнические приемы уничтожения сорняков по своей эффективности не уступают химическому способу борьбы с сорняками.’
Другим распространенным фактором снижения устойчивой продуктивности черноземов ЦЧО является почвоутомление (Грод- зинский, 1965; Райс, 1978; Лобков, 1995). Утомление черноземов приводит к (1) повышению удельного веса агрономически менее ценной, а то и отрицательной микрофлоры; (2) снижению биохимической активности черноземов (рис. 11.1).
Почвоутомление в своем проявлении имеет двойственный характер. С одной стороны, оно снижает общий уровень эффективного плодородия черноземов, в результате которого практически любая культура при произрастании на утомленной почве испытывает определенное угнетение роста и развития. Так, в опытах ВНИИЗиЗПЭ урожай ячменя на свеклоутомленной почве оказался гораздо ниже, чем при возделывании по севооборотной свекле.
Вместе с тем наблюдается и определенная специфичность проявления почвоутомления в отношении роста и развития растений разных видов. Самая низкая продуктивность ячменя и гороха оказалась в вариантах бессменности именно этих культур (Лобков, 1995).
Данные по динамике урожаев бессменных посевов в процентном отношении к севообороту, полученные на стационарных опытах ЦЧО, показывают (рис. 11.1), что в течение 3-6 лет бессменного возделывания происходит более или менее постепенное снижение продуктивности. Затем она относительно стабилизируется на более низком по сравнению с севооборотом уровне. Величина снижения зависит от биологических особенностей культур: у зерновых колосовых она составляет 40-45 %, у сахарной свеклы — 50-60 %, у гороха — 20-30 %.
При применении минеральных удобрений время наступления периода устойчивой депрессии урожая наступает на год-два позже. Следовательно, минеральные удобрения позволяют лишь отодвинуть наступление устойчивого утомления черноземов, но не снимают проблему.
Обозначения: — озимая пшеница; без удобрений; — сахарная свекла; — — — с удобрениями. — ячмень; — горох.
Рисунок 11.1. Динамика снижения продуктивности бессменных
посевов в % к севообороту (ЛобкоЬ, 1995).
Самым надежным средством предотвращения почвоутомления остается научно обоснованное чередование культур в севооборотах. Зерновые культуры меньше реагируют на насыщение ими севооборотов. Однако и здесь при достижении доли зерновых 70 % и более наблюдаются определенные депрессионные изменения как почвенных режимов, так и состояния растений.
Из способов основной обработки почвы заметную эффективность в снижении отрицательного действия почвоутомления проявляет отвальная обработка. Так, в опытах ВНИИЗиЗПЭ на фоне отвальной обработки депрессия урожайности была меньше, чем при безотвальном рыхлении: на 10-13% у сахарной свеклы, на 7-8% у озимой пшеницы и на 9-11 % у ячменя. Вероятно, отвальный способ обработки обеспечивает наиболее активное протекание микробиологических процессов в черноземах (Щербаков и др., 1993).
В системе агротехнических мероприятий, направленных на борьбу с сорняками в период ухода за посевами, важное место принадлежит допосевному и послепосевному прикатыванию, боронованию, рыхлению междурядий пропашных культур, окучиванию и др. Борьба с сорняками в период ухода требует особой тщательности и осторожности, так как неправильно выполненный прием может привести к повреждению культурных растений и снижению их урожая. При правильном проведении зяблевой обработки почвы, построенной с учетом предшественника, почвенной разности, рельефа и особенно типа засоренности наблюдается снижение численности сорняков в посевах будущей культуры не менее чем на 50 %. Не смотря на высокую эффективность агротехнических приемов зяблевого комплекса при сложившейся засоренности полей практически невозможно снизить численность сорняков до экономически допустимого уровня. Поэтому в последние годы важным составляющим элементом систем обработай почвы стало применение гербицидов.
Содержание утомленного чернозема в чистом пару, кратковременная замена агрофитоценоза, внесение во время прерывания бессменности легкоусвояемых органических веществ — повышают разнообразие почвенной микрофлоры и снижают уровень фитотоксичности. Эффективность мероприятий по снижению действия почвоутомления непосредственно связана с продолжительностью монокультуры, которая в последние годы резко возрастает.
Источник
➤ Adblock
detector