Сорные растения и их классификация.

Факторы жизни растений

Значение изучаемых в земледелии физиологических и биохимических методов повышения плодородия сводится к улучшению обеспечения растений пятью факторами жизни: светом, теплом, водой, воздухом и питательными веществами.

Первых два фактора называются космическими. Они очень мало регулируемы человеком. Последних три земные – человек их может регулировать в сильной степени.

Свет обеспечивает фотосинтез, является основой жизни на Земле. При недостаточной освещенности у растений образуются тонкие полегающие стебли, низкая крахмалистость и сахаристость продукции. В земледелии освещенность растений регулируется нормами высева, своевременной борьбой с сорняками.

Тепло необходимо для протекания физических, химических и биологических процессов в почве и растении. Этот фактор определяет распространение растений по земному шару. В любой зоне требования растений к теплу изменяются в течение вегетации, в частности, холодная погода лучше переносится на стадии всходов. Основным источником тепла является солнечная радиация. К условиям теплообеспеченности приходится приспосабливаться, размещая культуры на разных элементах рельефа, а также подбором соответствующих сортов.

Воздух необходим как источник СО₂ и О₂ (для фотосинтеза СО₂ и дыхания О₂). Помимо корневой системы растений крупным потребителем почвенного воздуха являются полезные микроорганизмы, поэтому необходим постоянный газообмен между атмосферным и почвенным воздухом. Это достигается рыхлением почвы, применением органических удобрений и отводом излишней воды.

Вода требуется растениям для набухания семян, обеспечивает передвижение питательных веществ, для охлаждения. Кроме того, вода входит в состав самих растений и обеспечивает течение микробиологических процессов в почве. В большинстве земледельческих районов урожай определяется именно влагообеспеченностью, которая зависит от количества выпадающих осадков и их испарения.

Питательные вещества необходимы растениям для построения всех тканей. Они поступают в растение из воздуха (С, Н, О₂) и почвы, других органогенных элементов (азот, сера) и минеральных веществ (Р, К).

Основные законы земледелия

В земледелии приходится считаться с рядом объективно действующих законов.

1. Закон незаменимости и равнозначности факторов жизни: «Ни один из факторов жизни не может быть заменен никаким другим». Однако, дефицит каждого фактора различен.

2. Закон минимума, оптимума и максимума. «Урожай растений определяется фактором находящимся в первом минимуме, а максимальный урожай может быть получен лишь при оптимальном сочетании всех факторов», т.е. отклонение количества фактора как в меньшую, так и большую сторону ведет к снижению урожая. Для этого существуют некоторые общие критерии: например, на южных черноземах в первом минимуме вода, а на дерново-подзолистых почвах – питательные вещества, у северных границ земледелия – тепло. Но для более точного определения необходимы другие данные, например, почвенные картограммы, метеосводки и т.д.

3. Закон совокупного действия факторов жизни. «Для получения высокого урожая необходимо одновременное наличие всех факторов жизни в оптимальном сочетании». Практически это невозможно, но необходимо стремиться, чтобы как можно больше факторов соответствовало оптимуму, тогда и лимитирующий фактор будет использован с наибольшей продуктивностью.

4. Закон возврата – это составная часть закона сохранения материи, основывается на необходимости возврата всех питательных веществ, которые были вынесены из почвы урожаем. На практике это означает обязательность применения удобрений.

1. Понятие о плодородии почвы и методах его повышения

Главным свойством почвы, отличающим ее от горной породы, является плодородие.

Плодородие – это способность почвы удовлетворять потребности растений в земных факторах жизни (вода, воздух, питательные вещества).

Земледелие рассматривает эффективное плодородие, т.е. плодородие, обусловленное как природными факторами, так и деятельностью человека.

2. Виды почвенного плодородия

В зависимости от своего происхождения все почвы обладают определенным уровнем плодородия. Различают несколько его видов.

Естественное плодородие – это плодородие, которым обладает почва в ее естественном (природном) состоянии до вмешательства человека.

Искусственное плодородие – это плодородие, которым обладает почва в результате целенаправленной деятельности человека (распашка, мелиорация, применение удобрений). Свойственно пахотным почвам, используемым в с.-х.

Потенциальное плодородие – суммарное плодородие почвы, определяемое ее свойствами.

Эффективное плодородие – та часть потенциального плодородия, которая реализуется в виде урожая растений при данных экономических и климатических условиях.

Экономическое плодородие – это экономическая оценка почвы в связи с ее потенциальным плодородием, экономическими характеристиками данного участка (например, удаленность от города).

3. Факторы, формирующие почвенное плодородие

Уровень плодородия почвы определяется конкретными показателями, которые принято делить на биологические, агрохимические и агрофизические факторы.

3.1 Биологические факторы плодородия включают:содержание и состав гумуса, микробиологическую активность почвы, ее засоренность, наличие вредителей, возбудителей болезней.

Чем больше в почве гумуса, а в нем гуминовых кислот, тем она плодороднее. По этому биологическому показателю наиболее плодородны черноземы, где содержание гумуса достигает 10 и более %. Дерново-подзолистые почвы имеют мало гумуса – 1-3% и в нем преобладают фульвокислоты. Однако, при ежегодном внесении на 1 га пашни более 10 т навоза и травосеянии можно повысить содержание гумуса в ДПП, а также улучшить его групповой состав.

В 1 г почвы содержится от 1 до 3 млн. бактерий, среди которых могут быть как полезные, так и вредные. Микроорганизмам принадлежит решающая роль в питании растений. Под их влиянием идут такие важные процессы, как аммонификация, нитрификация, азотфиксация и др. Внесение навоза, рыхление почвы, ее известкование, применение бактериальных удобрений значительно повышают активность полезной микрофлоры. Но всегда нужно помнить, что в почве могут накапливаться и вредные микроорганизмы: денитрификаторы, возбудители болезней растений и даже человека. В борьбе с ними проводят различные мероприятия, но прежде всего – это недопущение внесения зараженных органических удобрений, севооборот, борьба с переувлажнением и переуплотнением почвы, известкование.

Плодородие почвы сильно зависит от ее засоренности семенами и органами вегетативного размножения сорняков. С целью снижения засоренности посевов проводят предупредительные и истребительные мероприятия.

3.2 Агрохимические факторы почвенного плодородия: поглотительная способность почвы, реакция почвенной среды и содержание в почве доступных элементов питания. По своей генетической природе ДПП характеризуются неудовлетворительными агрохимическими показателями, поэтому их улучшение стоит на первом месте в агрономической работе. Оно связано с применением удобрений, посевом бобовых культур и известкованием (изучается агрохимией).

3.3 Агрофизические факторы плодородия включают гранулометрический (механический) состав, структуру, строение и мощность пахотного слоя. Одни из них очень консервативны (грансостав) и практически мало зависят от деятельности человека. Другие напрямую связаны с работой человека.

Строение почвы, мощность пахотного слоя и структура сильно влияют на водный, воздушный, тепловой и пищевой режимы. Они являются предметом изучения почвоведения и земледелия.

Плотность и строение почвы.

Плотность почвы определяет ее водно-воздушный режим. Различают объемную массу, равновесную и плотность твердой фазы почвы (удельную массу).

Объемная масса почвы (d₀) – это масса 1 см³ почвы при ненарушенном ее строении. Оптимальная плотность значительно меньше для пропашных культур (картофель, корнеплоды, овощи) и значительно больше для зерновых, льна и тем более многолетних трав. Причем, она изменяется в течение вегетации культуры. На нее оказывает влияние и грансостав почвы. Оптимальная для произрастания растений плотность создается и поддерживается правильной обработкой почвы, оструктуриванием и обогащением органическим веществом.

Равновесная плотность – это такое состояние почвы по плотности, к которому она стремится после прекращения обработок. Напрямую связана с гумусированностью почвы.

Плотность твердой фазы почвы (удельная масса, d) – это масса 1 см³ почвы, лишенной пор. Ее величина определяется минералогическим составом и содержанием гумуса. Это постоянная величина для каждого типа почв. Так, для ДПП она составляет около 2,6 г/см³, а для черноземов – 2,3 г/см³.

Под строением пахотного слоя почвы понимается соотношение объемов, занимаемых твердой фазой почвы и различными видами ее пор. Принято считать, что оптимальному строению соответствует такая плотность почвы, при которой общая пористость (скважность, V_пор.) составляет 50-60% от всего объема почвы, причем из этого объема 12,5-30% приходится на крупные некапиллярные поры, а 30-37,5% - на мелкие капиллярные поры.

Понятие о структуре почвы и ее значении.

Под структурностью почвы понимают ее способность распадаться на отдельные агрегаты, в которые склеены мелкие почвенные частички. Сочетание таких агрегатов различной формы и величины называют структурой почвы.

В зависимости от размера агрегатов различают:

· глыбистую или мегаструктуру – агрегаты более 10 мм,

· макроструктуру (комковато-зернистая) – 0,25-10 мм,

· микроструктуру – менее 0,25 мм.

Каждый вид структуры имеет свой механизм образования и определяет разные свойства почвы. Наибольшую ценность в земледелии имеет комковато-зернистая структура, поэтому отношение массы комков размером 0,25-10 мм к общей массе всей почвы принято называть коэффициентом структурности почвы. Однако для ДПП агрономически ценными агрегатами являются комочки размером 0,5-5 мм.

5. Способы улучшения структуры почвы

1. Важнейшим и наиболее действенным способом создания и сохранения структуры является внедрение севооборотов с многолетними травами. Последние обладают мощной корневой системой, при разложении которой образуются гуминовые вещества, придающие водопрочность почвенным агрегатам. Так, клевер за три года жизни повышает содержание водопрочных комочков на 35-40%. Чем выше урожай трав, тем сильнее их воздействие на структуру. Положительное влияние проявляется 2-3 года после распашки. При высокой урожайности несколько улучшают структуру и однолетние травы. Под пропашными культурами и в чистых парах структура обычно ухудшается.

2. Внесение навоза и других органических удобрений повышает содержание в почве органических коллоидов, что благоприятствует структурообразованию. Кроме того, все удобрения, в т.ч. и минеральные, оказывают косвенное положительное влияние за счет увеличения массы пожнивных корневых остатков.

3. Внесение извести предотвращает внедрение в ППК одновалентных катионов, диспергирующих коллоиды.

4. Обработку почвы следует проводить в состоянии ее физической спелости. Обработка переувлажненной почвы сопровождается образованием глыб, а пересохшей – ее распылением.

Сорные растения и их классификация.

Сорняками называются посторонние в посевах с.-х. культур растения, которые не возделываются человеком (могут быть и культурные засорители). Эта группа растений насчитывает тысячи видов, многие из которых сегодня могут расти только с культурными растениями. Такие сорняки называются специализированными. Например, костер ржаной – в озимой ржи, плевел – во льне, повилика – на клевере. Большинство сорняков встречается в посевах самых разных культур и практически на всей территории страны. Такие виды сорняков называются космополитами.

Классификация сорняков

        Большое разнообразие сорняков заставляет вести систематику, как с целью изучения, так и для разработки мер борьбы. В земледелии принята не ботаническая, а биологическая классификация сорняков по важным биологическим признакам: способ питания, продолжительность жизни, способ размножения.

    По способу питания сорняки делят на две группы:

1. паразиты и полупаразиты;

2. непаразитные (зеленые) растения.

    Сорняки-паразиты - это растения, утратившие способность к фотосинтезу и потреблению питательных веществ из почвы. Соответственно они лишены зеленого листа и корневой системы. По месту прикрепления присосками к растению-хозяину паразитные сорняки делят на стеблевые (повилики) и корневые (заразихи) сорняки. Полупаразитные сорняки (погремок, Иван-да-Марья) не утратили способности к фотосинтезу и на ранних стадиях произрастают самостоятельно, но, найдя растение-хозяина, начинают за его счет использовать минеральные и органические вещества.

Непаразитные сорняки – типичные автотрофные растения. Их вредоносность с.-х. определяется указанными выше причинами. Они делятся на 2 большие группы:

1) малолетники – живут до 2 лет, за это время 1 раз плодоносят.

2) многолетники – живут много лет, плодоносят многократно и размножаются как семенами, так и вегетативно.

Малолетние сорняки.

По биологическим особенностям делятся на эфемеры, яровые ранние, яровые поздние, зимующие, озимые и двулетники.

Многолетние сорняки.

По характеру размножения делятся на 2 группы:

1) размножаются в основном семенами, редко вегетативно. Биологические группы мочкокорневых и стержнекорневых сорняков;

2) размножаются преимущественно вегетативно, меньше семенами. Биологические группы: луковичные, клубневые, ползучие, корневищные, корнеотпрысковые.

Классификация мер борьбы

Практические мероприятия по борьбе с сорняками принято делить на предупредительные и истребительные.

Предупредительные меры борьбы с сорняками

1) очистка посевного материала (в посевном материале зерновых культур 1-2 класса допускается не более 5-20 штук семян сорняков на 1 кг). Достигается проведением сортировки семян на зерноочистительных машинах с использованием деления их по степени парусности (ширине и длине семени), шероховатости.

2) очистка тары и соблюдение чистоты в зерноскладах.

3) по возможности ранняя уборка урожая, предотвращение осыпания семян сорняков.

4) обкашивание краев полей, обочин дорог и каналов до созревания сорняков.

5) правильное приготовление органических удобрений.

6) противосорняковый карантин (карантинные станции). Семенной материал с карантинными сорняками не допускается к завозу в страну и к посеву.

Истребительные меры борьбы с сорняками

делятся на:

1) механические или агротехнические – предусматривают уничтожение запасов семян и вегетативных органов размножения в почве, а также самих растущих сорняков за счет обработки почвы;

2) биологические – строятся на использовании различных вредных для сорняков организмов (грибов, насекомых, нематод), а также за счет создания благоприятных условий для культурных растений (севооборот, известкование, повышение нормы высева);

3) химические – построены на использовании особых химических соединений – гербицидов.

Механическая борьба осуществляется различными приемами обработки почвы, но чаще сочетанием следующих приемов:

1) лущение стерни (диски), т.е. мелкое рыхление почвы обычно в конце лета для провокации сорняков на прорастание, которые уничтожаются зяблевой вспашкой;

2) вспашка – обеспечивает глубокую заделку семян сорняков, в результате большая часть их не сможет взойти. Особенно эффективна вспашка в борьбе с трудноискоренимыми многолетними сорняками;

3) культивация – применяется для уничтожения сорняков и их всходов при предпосевной обработке зяби и в чистом пару, а также в посевах пропашных культур;

4) боронование – применяется для уничтожения молодых всходов сорняков в посевах большинства культур.

Для максимальной эффективности ведется сочетание указанных выше приемов с использованием гербицидов.

2) Причины, обуславливающие необходимость чередования культур

Д.Н. Прянишников объединил причины необходимости чередования культур в 4 группы: химического, физического, биологического и экономического порядка.

Химические причины обуславливаются разной потребностью различных культур в элементах питания:

1) по количеству, т.е. картофель, корнеплоды, овощи, многоукосные многолетние травы потребляют питательных веществ значительно больше, чем зерновые, лен, однолетние травы;

2) по соотношению элементов питания, т.е. такие культуры как картофель, корнеплоды потребляют больше азота и калия, зерновые – фосфора;

3) по потреблению питательных веществ товарной частью продукции;

4) по степени усвояемости элементов питания, т.е. люпин, гречиха, овес могут усваивать и труднодоступные элементы питания, а яровая пшеница, лен только легкодоступные;

5) по способности фиксировать азот воздуха;

6) по улучшению или разрушению почвенного гумуса (клевер – хорошо, пропашные, чистый пар – плохо).

Физические причины обуславливаются разным воздействием отдельных культур на водные и физические свойства почвы и в первую очередь на структуру. По степени положительного действия на структуру культуры делятся: многолетние травы, озимые и однолетние бобовые, яровые зерновые, пропашные культуры, чистый пар. Структура благоприятно влияет на водные свойства почвы. Набором культур можно бороться с эрозией почвы.

Биологические причины относятся к числу важнейших, устранение которых без севооборота часто невозможно. Они обуславливаются тем, что разные культуры и разная агротехника их возделывания создают разные условия для развития сорняков, вредителей и болезней. Например, чередование яровых и озимых зерновых облегчает борьбу с яровыми и озимыми сорняками. Многократные обработки почвы в чистом пару или в пропашном поле многократно снижают засоренность всеми сорняками, чем пользуются следующие культуры. В конечном счете, засоренность посевов в севообороте в 2-3 раза ниже, чем в бессменных посевах.

Экономические причины не имеют решающего значения для севооборота, хотя накладывают определенный отпечаток на практику чередования культур и на размещение севооборотов, т.е. кормовые севообороты с большим набором малотранспортабельных культур размещают ближе к населенным пунктам и дорогам.

К причинам экономического порядка относится возможность снизить напряженность в полевых работах и в использовании рабочей силы и техники. При наличии в хозяйстве ранних и поздних яровых культур, имеющих разные сроки посева и уборки, нагрузка на людей и технику в один и тот же период в два раза ниже, чем на полях, занятых только ранними или только поздними яровыми культурами. Если же к ним еще добавить озимые культуры, то напряженность полевых работ будет еще меньше.