НОВОСТИ

Окультирование заброшенных земель

ТЕГИ:

Ренди Л. Андерсон

Посольство США в Киеве, Украина

В 90-х годах территории экстенсивного ведения сельского хозяйства на Украине были заброшены. В результате сукцессии* (*см.справку) на этих землях распространились такие многолетние сорняки как осот полевой, вьюнок полевой, пырей ползучий, молочай острый и осот желтый полевой. Оказалось, почва только выиграла от такой паузы в природной сукцессии. Необрабатываемая на протяжении нескольких лет, она восстановила свою природную структуру, агрегацию и органические вещества. Однако такое развитие можно нарушить, если начать на этих землях бороться с сорняками или готовить почву к посеву в период трансформации. В то же время преимущества, которые являются результатом перерыва и природной сукцессии, можно сохранить, если использовать беспахотную обработку.

Недостатком беспахотной системы является то, что многолетние сорняки остаются, так как контролировать распространение этого вида растений очень сложно из-за их органов хранения (корни или стебли). Углеводы в органах хранения обеспечивают энергию на длительное время для жизнедеятельности и будущего роста, что является существенным преимуществом перед однолетними культурами. В этой работе описывается процедура планирования, которая может помочь фермерам в Украине развивать эффективную и экономически выгодную систему беспахотной обработки для практики трансформации земель. Процедура основана на экологических аспектах борьбы с сорняками и совмещает использование гербицидов и моделирование севооборота.

Справка - Сукцессия

 

Экологические аспекты борьбы с сорняками 

Движение углеводов. Ключевым пунктом в борьбе с сорняками является совмещение действий по контролю с движением углеводов в растении во время роста. Многолетние культуры представляют собой модель с углеводным уровнем в сохранных органах (рис. 1). Такая модель связана с развитием растения. Когда почка пробуждается весной, чтобы пустить ростки, углеводы из стебля и корней используются как энергия для быстрого развития ростков (отрезок между 1 и 2, рис. 1). Когда ростки достигают определенного уровня развития, тогда углеводы, выработанные листьями, возвращаются в сохранные органы (отрезок между 2 и 3, рис. 1). Перемещение углеводов в сохранные органы продолжается, пока формируются семена (номер 3, рис. 1), после этого углеводы направляются к развивающимся семенам. Осенью наступает второй период роста, который происходит там, где ростки развиваются снова и поддерживаются углеводами из сохранных органов (отрезок между 4 и 5, рис. 1). Когда ростки окрепли, углеводы из листьев перемещаются в стебель или к корням и используются для обеспечения растения зимой и будущего роста растения (отрезок между 5 и 6, рис. 1).

Рисунок 1. Сезонное перемещение углеводов от листьев к сохранным органам в многолетних сорняках. Данные углеводов демонстрируют их количество в сохранных органах

Снабжение углеводами необходимо для выживания многолетних сорняков на протяжении длительного периода. Если во время периода роста количество углеводов в сохранных органах возрастает, то растение больше развивает корневую систему и занимает больше земли. Для контраста — снижение количества углеводов в сохранных органах со временем приводит к гибели сорняка.

Эта модель движения (циркуляции) углевода присуща большинству многолетних сорняков, но время этого перемещения варьируются у разных видов на протяжении периода роста. Например, пырей ползучий начинает расти раньше, чем вьюнок полевой или молочай острый, тогда как осот розовый и осот желтый развиваются позднее других видов. В случае с пыреем ползучим растение начинает передавать углеводы к сохранным органам, когда оно достигает 15-20 см в длину, а у широколистых растений перемещение углеводов начинается, когда растение формирует бутоны и появляются первые цветы. Осенью перемещение углеводов начинается, когда стебель сорняка достигает 1530 см или вырастает цветок.

Действие гербицидов направлено на движение углеводов в многолетних сорняках. Сохранные органы можно уничтожить, применяя такие систематические гербициды, как дикамба или глифосат, такие добавки способствуют движению углеводов к сохранным органам (отрезки между 2 и 3, 5 и 6, рис. 1). В противном случае гербициды остаются на листьях и не действуют на корни и стебли. Покос многолетних сорняков также может быть эффективным действием для контроля, если проводить его в конце периода экспорта углеводов к листьям (отрезок между 2 и 5, рис. 1).

Фото 1. Окультирование заброшенных земель

Составляющие успешной программы борьбы с сорняками. Фермеры Северной Америки эффективно контролировали распространение многолетних сорняков с помощью нескольких составляющих программы управления. Во-первых, программа должна проводиться в течение нескольких лет, изредка многолетние сорняки удавалось взять под контроль менее чем за 3 года. Во-вторых, фермер планирует использовать первый год программы с учетом максимальной гибкости для применения тактик контроля. Такой подход обеспечивает то, что систематические гербициды можно применить во взаимодействии с движением углеводов к сохранным органам. Эффективный контроль в первый год может усилить влияние тактик контроля в последующие годы.

Третья составляющая — выращивание конкурирующих зерновых в первые годы программы. Например, злаки, растущие в рядах с междурядьями менее 25 см, более конкурентны в росте с многолетними сорняками, чем кукуруза или подсолнух, которые растут с междурядьями 76-100 см. Совмещение интенсивного контроля на протяжении первого года с выращиванием конкурирующих злаков впоследствии обеспечивает то, что снабжение сохранных органов углеводами происходит не в полную силу.

Шаги по планированию трансформации заброшенных земель в пахотные 

Предлагаем несколько шагов, которые основываются на экологических аспектах роста многолетних сорняков, чтобы помочь фермерам спланировать стратегию трансформации заброшенных земель в пахотные с системой беспахотной обработки, а также на двух примерах продемонстрируем, как использовать программу.

Шаг 1: Определение разных видов сорняков и их структуры.

Наш первый шаг — определить сорняки на поле по видам. Если на поле растут разные виды сорняков, определить время применения системных гербицидов летом для эффективного перемещения к сохранным органам трудно, так как разные сорняки растут в разное время. Например, в пырее ползучем углеводы перемещаются к сохранным органам в конце мая — начале июня, тогда как в осоте розовом — на протяжении июля (рис. 2). Поэтому тактики управления должны быть приспособлены (урегулированы) в соответствии с наличием разных видов сорняков на поле, чтобы компенсировать разницу в периодах роста разных видов. Фермерам необходимо учитывать высоту сорняка, его структуру. Если сорняки высокие, применять гербициды с помощью техники, работающей на поверхности земли, будет трудно, поскольку стебли будут мешать движению струи. Поля с высокими сорняками перед применением гербицидов сначала нужно выкосить.

Рисунок 2. Разная фенология среди сорняков относительно перемещения углеводов

Шаг 2: Как определить время применения, основываясь на экологии углеводов.

Дозы системных гербицидов достаточно высоки, чтобы гарантировать попадание достаточной концентрации гербицидов в сохранные органы многолетних сорняков. Стоимость затрат может быстро возрасти, если применять гербициды не вовремя. Если на поле присущи разнообразные виды сорняков, одного применения гербицидов будет недостаточно (рис. 2). Например, оптимальное время для применения системного гербицида для пырея ползучего — май и ранний июнь, и для сравнения: для осота розового самый подходящий период — июль.

Осенью перемещение углеводов в многолетних сорняках регулируется температурой и длительностью дня, в результате разные виды вырастают более похожими (рис. 2). Преимущество осеннего применения: в это время высоки шансы, что больше гербицидов попадет непосредственно в сохранные органы растений. Исследования по взаимодействию глифосата и осота розового показали, что осенью в корни попадает в 4 раза больше глифосата по сравнению с применением этого же вещества в середине лета (соответствует отрезку между 2 и 3, рис. 1). Время применения системных гербицидов осенью приходится на то время, когда стебли сорняков достигли от 15 до 30 см или появились цветки.

Для успешной борьбы с многолетними сорняками необходимо, чтобы количество углеводов с каждым разом уменьшалось, плюс высокая концентрация гербицидов попадала непосредственно в сохранные органы растений. Этих целей можно достичь без вспашки при использовании небольших доз лиственных гербицидов для контролирования роста побегов в период активного их развития (около точки 2, рис. 1). Высокие дозы системного гербицида используются в таком случае осенью, чтобы обеспечить максимальное проникновение к корням. С таким подходом запас углеводов уменьшается, и системные гербициды эффективно аккумулируются в органах (рис. 3). Затраты на гербициды будут низкими, если использовать небольшие дозы лиственных гербицидов весной и летом.

Возможной трудностью при использовании добавок осенью может быть замедление роста, если осенью наблюдается сухая погода. Хотя исследования в Северной Америке показали, что если выработку углеводов уменьшить во время периода роста, замедленный рост осенью из-за засухи также понижает шансы осота розового на дальнейшее выживание, поскольку засуха не дает растениям возможности создать достаточный запас углеводов.

Рисунок 3. Цель программы планирования - уменьшение количества углеводов в сохранных органах сорняков

Фото 2. Окультирование заброшенных земель

Шаг 3: Первый год плана

Фермеры Северной Америки выяснили, что пар позволяет гибко и интенсивно использовать программу борьбы с сорняками. Пар также дает дополнительные преимущества. Если на протяжении нескольких лет на участке земли не препятствовали росту сорняков, почва истощается, испытывает недостаток воды. Чтобы снизить уровень углеводов в органах сорняков с помощью нашей программы, многолетним растениям необходимо пускать побеги, что также истощает почву. Таким образом, пар позволяет пополнить новые запасы влаги в почве для будущего роста зерновых. С другой стороны, в заброшенных землях очень вероятно низкое содержание свободного азота. На паровых землях происходит разложение растительных материалов, что освобождает азот для последующего использования при росте зерновых. В связи с этим отпадает необходимость использовать большое количество удобрений в первые годы.

Шаг 4: Планирование роста конкурирующих культур

Сохранные органы сорняков могут выживать до трех лет, даже если использовать курс предотвращения выработки углеводов. Поэтому необходимо составлять план на несколько лет, чтобы обеспечить долговременный контроль. Фермеры могут использовать выращивание конкурирующих культур для вытеснения сорняков с поля. Например, озимая пшеница нормально развивает верхушки растений, что мешает распространению осота розового, поскольку перекрывает доступ света. Для сравнения: если выращивать кукурузу, осот розовый взойдет вместе с семенами кукурузы и ее рост будет дольше экстенсивным до того, как сформируется кукуруза (рис. 4). Также ранний урожай озимой пшеницы позволяет осенью использовать систематичные гербициды в борьбе с осотом розовым, а поздний сбор кукурузы исключает такую возможность.

Рисунок 4. Сравнение периодов роста озимой пшеницы и кукурузы с жизненным циклом осота розовогоФото 3. Окультирование заброшенных земель

Обычные зерновые, такие как озимая пшеница или ячмень, более конкурентны с многолетними сорняками, чем кукуруза и подсолнух. Сахарная свекла и картофель — наименее конкурентны, поскольку отличаются невысоким ростом и широкими рядами. Выращивание злаков в первые годы ротации усилит действия контроля за ростом многолетних сорняков.

Примеры планов борьбы с сорняками на заброшенных землях 

Чтобы помочь фермерам понять процедуру, приводим два примера составления планов по борьбе с сорняками, выработанные по нашему подходу. Целью является эффективный контроль за многолетними сорняками без существенных экономических затрат.

План для участков с разными видами сорняков

Поскольку многолетние сорняки — обычное явление для пахотных земель на Украине в последние десятилетия, очень вероятно, что заброшенные земли зарастают разными видами многолетних сорняков. Со смешением разных видов растений пар в первые годы работы на таких землях обеспечит разные варианты снижения количества углеводов в сохранных органах, а также их снабжение системными гербицидами. Предлагаем распрыскивать небольшие дозы лиственных гербицидов перед тем, как углеводы начнут перемещаться к сохранным органам (номер 2, рис. 1). Таким образом, несколько применений лиственного гербицида необходимо для регулирования в разные периоды для разных видов сорняков. Высокие дозы использования системных гербицидов, таких как глифосат и дикамба, можно применять осенью, после того как высота растений достигнет от 15 до 30 см (рис. 5).

Рисунок 6. Пример плановой борьбы с сорняками для участков с разными видами сорняков, включая пырей ползучий

Фото 4. Окультирование заброшенных земель

После осеннего применения системных гербицидов можно высевать озимую пшеницу. Весной, перед тем как сформируются верхушки растений, можно использовать лиственный гербицид 2,4-D, чтобы вытеснить и помешать развитию широколистых многолетних сорняков. Верхушки пшеницы в дальнейшем будут препятствовать росту сорняков. Ранний урожай озимой пшеницы позволяет применить системные гербициды и во второй раз, осенью, чтобы крепить предыдущие действия первого года. Такой же порядок действий возможен при посеве ячменя на третий год. С применением борьбы в первые три года в несколько раз уменьшится способность сорняков к выживанию, что позволит успешно выращивать на этих участках зерновые в последующие годы.

План для участков с преобладанием пырея ползучего

Предлагаем также второй вариант действий для тех участков земли, на которых большую часть сорняков составляет пырей ползучий. Через несколько лет он может создать конкуренцию озимой пшенице, тогда углеводы будут вырабатываться для поддержания его будущего роста, поскольку гербициды не смогут контролировать распространение пырея ползучего в пшенице. Приводим схему, в которой на участке после пара выращивают рапс или горох, чтобы создать условия для использования гербицида на этих культурах для вытеснения пырея ползучего (рис. 6). При этом возможно использование системных гербицидов осенью, так  как и рапс, и горох дают ранний урожай. С озимой пшеницей на третий год, если пырей ползучий все еще растет на поле, фермеры могут применить глифосат как предурожайное вспомогательное средство для вытеснения роста пырея ползучего, что, кстати, также возможно в борьбе с осотом розовым.

Рисунок 6. Пример плановой борьбы с сорняками для участков с разными видами сорняков, включая пырей ползучий

Резюме 

Планирование борьбы с сорняками, основанное на экологии углеводов, эффективно контролирует распространение многолетних сорняков в Северной Америке. Часто, применяя этот подход, удается избавиться от вредных культур всего за три года. Фермеры Украины также могут воспользоваться возможностью контролировать рост сорняков во время трансформации заброшенных земель в обрабатываемые без помощи вспахивания. Благодаря планированию осуществляется эффективная борьба и контроль за сорняками без лишних затрат. Обработка без вспашки дает фермерам возможность использовать выгодные аспекты развития почвенной структуры, которая развивалась за годы природной сукцессии.

К тому же, однолетние сорняки на заброшенных землях также исчезнут при использовании этой технологии. Исследования в Северной Америке показали, что концентрация сорняков существенно уменьшается при использовании беспахотного метода, при этом семена сорняков остаются на поверхности почвы в отличие от действия систем вспахивания. Семена сорняков погибают гораздо быстрее на поверхности под сильным воздействием окружающей среды. В то же время при вспашке семена сохраняются в почве, что продлевает жизнь.

ВИДЕО
СОБЫТИЯ