«Н.А. Бабич, И.С. Нечаева СОРНАЯ РАСТИТЕЛЬНОСТЬ питомников ЛЕСНЫХ Монография Архангельск 2010 У Д К 630 ББК 43.4 Б12 Рецензент Л. Е. Астрологова, канд. биол. наук, проф. Бабич, Н.А. Б12 Сорная растительность лесных ...»

Министерство образования и науки Российской Федерации

Северный (Арктический) федеральный университет

Н.А. Бабич, И.С. Нечаева

СОРНАЯ РАСТИТЕЛЬНОСТЬ

питомников

ЛЕСНЫХ

Монография

Архангельск

2010

У Д К 630

ББК 43.4

Б12

Рецензент Л. Е. Астрологова, канд. биол. наук, проф.

Бабич, Н.А.

Б12 Сорная растительность лесных питомников: монография / Н.А. Бабич, И.С. Нечаева. - Архангельск: Северный (Арктический) феде­ ральный университет, 2010. - 187 с.

I S B N 978-5-261-00530-8 Изложены результаты комплексных исследований сорно-полевого компонента агрофитоценоза лесных питомников средней подзоны тайги Архангельской области. Приведен подробный таксономический анализ сорной растительности, рассмотрено ее влияние на развитие сеянцев ели европейской. Представлены новые для региона сведения по биологии (семеношение, фенология, сезонный рост) наиболее распространенных сор­ няков. Рассмотрено влияние новых физиологически активных препаратов как на всхожесть семян, рост сорняков, так и на развитие сеянцев ели.

Предназначена для широкого круга специалистов - биологов, лесохозяйственников, преподавателей вузов, колледжей, аспирантов и студентов.

Авторы выражают глубокую благодарность доценту Б. А. Мочалову за содействие в издании книги, сотрудникам библиотеки С(А)ФУ за боль­ шую помощь при сборе необходимой информации, коллективу издатель­ ства С(А)ФУ за активное участие в подготовке к изданию монографии.

Ил. 25. Табл. 55. Библиогр. 247 назв.

У Д К ББК 43. Рекомендовано к изданию ученым советом Архангельского государственного технического университета I S B N 978-5-261-00530-8 О Северный (Арктический) федеральный университет,

ВВЕДЕНИЕ

Значительным препятствием при выращивании посадочного мате­ риала является сорная растительность, которая при разрастании сдержива­ ет рост сеянцев хвойных пород, снижает качество и выход получаемой продукции. Особые условия агротехники в питомниках, поля которых в течение нескольких лет заняты одной культурой, способствуют формиро­ ванию в них сложных травяных сообществ. Поэтому каждый питомник на­ ходится под постоянной угрозой массового распространения сорняков, борьба с которыми усложняется их устойчивостью, большим диапазоном приспособленности к условиям обитания, выражающейся в чрезмерной плодовитости, быстром распространении семян и плодов, особых биологи­ ческих свойствах семян, позволяющих создавать их запасы в почве, а так­ же в больших потенциальных возможностях вегетативного размножения.

В связи с этим исследования биологии сорняков и их влияние на сеянцы являются актуальной задачей.

Цель исследований - комплексное изучение сорно-полевого компо­ нента агрофитоценоза лесных питомников для последующей разработки мер борьбы. Для решения поставленной цели разрабатывались следующие программные вопросы:

1) обзор литературы по теме исследований;

2) выявление видового состава сорной растительности постоянных лесных питомников и определение наиболее распространенных видов;

3) исследование сезонного роста, фенологии трехлетних сеянцев ели европейской (Picea abies (L.) Karst.) и основных видов сорных растений;

4) репродуктивная способность сорных видов;

5) испытание и оценка эффективности препаратов с предполагае­ мыми гербицидными свойствами.

Результаты исследований могут быть использованы при разработке и планировании мероприятий по контролю развития сорной растительности, совершенствовании технологий выращивания посадочного материала в лесных питомниках средней подзоны тайги.

Считаем целесообразным привести краткий словарь специальных терминов, что позволит читателям более правильно понять основные по­ ложения данной монографии.

ЕСТЕСТВЕННО-ИСТОРИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

РАЙОНА ИССЛЕДОВАНИЙ

Исследования геоботанических объектов должны включать анализ элементов географических систем, которые оказывают прямое или косвен­ ное воздействие на растительный покров (Сочава, 1979).

Архангельская область расположена на северо-востоке европейской части России и простирается от 60°40' до 66°28' северной широты и от 35°54' до 66° 11 восточной долготы. Ее территория составляет 589,9 тыс.

км" (3,4% территории России), протяженность с севера на юг - 1092 км и с запада на восток - 1326 км. На западе область граничит с Республикой Ка­ релия, на юге - с Вологодской и Кировской областями, на востоке - с Рес­ публикой Коми (рис. 1.1). На севере она омывается водами Белого, Барен­ цева и Карского морей Северного Ледовитого океана (Агроклиматический справочник..., 1961).

Большая материковая часть (475,5 тыс. км") области находится в та­ ежной зоне, где природные условия хотя и относительно суровы, но впол­ не благоприятны для выращивания высокопродуктивных хвойных лесов (Мелехов и др., 2003). Тайга - природная зона умеренного пояса, характе­ ризующаяся прохладным, влажным климатом, преобладанием в расти­ тельном покрове хвойных лесов на подзолистых почвах и сфагновых бо­ лот. Своё название зона получила от сибирского слова «тайга», обозна­ чающего хвойный лес (Мильков, 1977). Европейская тайга делится на се­ верную, среднюю и южную подзоны. В последнее время выделяются и притундровые леса как лесная подзона, имеющая свои характерные осо­ бенности. Обозначенные ныне границы подзон в основном построены на данных маршрутных геоботанических обследований без достаточной увяз­ ки с климатическими особенностями и продуктивностью лесов. Признаком для проведения разграничительных линий послужила сама растительность, пространственное размещение её отдельных видов (Львов, Ипатов, 1976).

Все экологические, то есть влияющие на растения и другие живые организмы факторы подразделяют на две большие группы - атмосферные или космические, интегральным выразителем которых является климат, и земные или эдафические, суммарный эффект которых аккумулируют поч­ вы.

Рис. 1.1. Географическое расположение районов исследований Разное сочетание этих экологических факторов формирует тот или другой уровень плодородия почв и климата, лесорастительный потенциал среды.

По отношению к отдельному виду среду его обитания в значительной мере формируют другие живые организмы. Однако для растительных сооб­ ществ в целом средой являются, прежде всего, климатические и эдафические условия, с которыми они образуют экосистемы (Мигунова, 1993).

Климат - понятие очень сложное, интегральное, и его влияние на растительность проявляется комплексно в различных соотношениях и взаимосвязях составляющих его элементов. Исходным климатообразующим началом является энергия Солнца - солнечная радиация. Свет, тепло, осадки, ветер, влажность воздуха, туманы, росы - все эти элементы клима­ та оказывают огромное влияние на растительность, обуславливая не толь­ ко характер, но и саму возможность её произрастания. Свет, безусловно, является ведущим экологическим фактором, участвуя в процессе фотосин­ теза. Однако в качестве ограничивающего, лимитирующего фактора свет выступает лишь для подчинённых ярусов растительности, так как в про­ цессе фотосинтеза потребляется всего 1-2% светового излучения. Факто­ ром, не только лимитирующим продуктивность растений, но и опреде­ ляющим саму возможность роста является тепло.

Учёные с давних пор стремились увязать зональные границы лесов с термическим фактором. Закономерные изменения в поступлении солнеч­ ной радиации на разных широтах обуславливают зональность всех при­ родных процессов и в первую очередь зональность растительности (Мигу­ нова, 1993). С температурным режимом тесно связаны сезонные изменения в жизни растений. Поэтому большинство исследователей считают тепло важнейшим экологическим фактором. Авторы многих работ справедливо придают ведущее значение, прежде всего, тепловому режиму, который при определённом количестве влаги обуславливает продуктивность биомассы.

Е.С. Мигунова (1993) разделяя в целом это положение, отмечает, что рост растений ограничивает, не столько нехватка тепла непосредственно как та­ кового, сколько влияние этой нехватки на поведение воды - её меньшую подвижность и, наконец, полное замерзание при отрицательных темпера­ турах, ставящее предел всем жизненным процессам в растениях.

Для всей таёжной зоны европейской части России характерен уме­ ренно континентальный климат. Лето хотя и прохладное, но достаточно тёплое для произрастания хвойных лесов. Типичная (средняя) тайга харак­ теризуется более теплым летом, со средней температурой июля 16-18°С, по сравнению с северной (13-14°С). На Европейском Севере раститель­ ность не испытывает недостатка в водном питании. Главнейшее влияние на её продуктивность оказывает тепло, величина которого на разной широ­ те региона не одинакова. Годовой радиационный баланс в европейской тайге равен 15-25 ккал/см (Мильков, 1977).

Продолжительность вегетационного периода от 130 до 158 дней. На­ ступает он 27 апреля - 6 мая, заканчивается 25 сентября - 5 октября. За год выпадает около 580 мм осадков, а за вегетационный период - около 55% годового количества. Величина осадков по сравнению с их испаряющейся частью в среднем выше в 1,33 раза. Среднегодовая относительная влаж­ ность воздуха в 13 ч - 70%, среднемесячная минимальная 53%. Характер­ ны для данного региона поздневесенние и раннеосенние заморозки, кото­ рые нередко вызывают обмерзание побегов у древесных растений (Чертов­ ской, 1978).

Характерной особенностью климата таёжной зоны является активная циклоническая деятельность. Со стороны Атлантического океана и из за­ падных районов Баренцева моря нередко вторгаются циклоны, которые приносят с собой пасмурную погоду с осадками - прохладную летом и тё­ плую зимой. Со стороны Сибири приходит морозная и ясная погода. С юга и юго-востока поступают массы воздуха, охлаждённые зимой и прогретые летом, понижая или повышая температуры.

Таким образом, учитывая вышеизложенное можно заключить, что климатические условия средней подзоны тайги в целом не ограничивают возможность выращивания посадочного материала хвойных пород в от­ крытом грунте.

Основное пространство занимают повышенные равнины ОнегоДвинского и Двинско-Мезенского плато. Междуречные приподнятости че­ редуются с плоскими, слабодренированными, часто сильно заболоченны­ ми понижениями. Рельеф региона в общем спокойный. В геологическом отношении значительная часть территории, прежде всего восточная, ха­ рактеризуется отложениями пермского и каменноугольного периодов (из­ вестняки, мергели, глины), прикрытые ледниковыми отложениями различ­ ной мощности, являющиеся на большей территории почвообразующими породами. Реже эту роль выполняют известняки и мергели (Мильков, 1977).

Библиографический список научных трудов по исследованию почв на севере европейской территории, составленный Л. А. Варфоломеевым и Г. М. Кошелевой (1986), насчитывает 591 литературный источник, вклю­ чающий 772 публикации. Следует отметить работы Б. Д. Зайцева (1932), Г. В. Афанасьева и А. И. Ляхова (1957), А. Л. Паршевникова (1962; 1974;

1990), С. В. Зонна (1966), Г. А. Склярова, А. С. Шаровой (1970).

Изменение биоклиматических факторов с севера на юг и с запада на восток, как и изменение характера почвообразующих пород, обусловило формирование следующих основных типов почв: тундрового, подзолисто­ го, болотного и гумусового, или дернового (Зонн, 1966). Зону таёжных подзолистых почв в соответствии с «Почвенно-географическим райониро­ ванием СССР» (1962) С В. Зонн (цит. по: Львов, Ипатов, 1976) и другие авторы подразделяют на три подзоны: 1) северотаёжную глеевоподзолистых почв; 2) среднетаёжную подзолистых почв; 3) южнотаёжную дерново-подзолистых почв.

Для среднетаёжной подзоны свойственны подзолистые почвы в ти­ пичном виде. Они развиваются в местах достаточного дренажа и форми­ руются под пологом хвойного сомкнутого леса в условиях ясно выражен­ ного промывного режима почвогрунтов. Важнейшую черту подзолообра­ зования составляет глубокий распад минеральной части почвы в условиях кислой среды и вынос продуктов этого распада и органических веществ из поверхностных горизонтов вниз. В связи с этим в верхних слоях почвы возрастает относительное содержание кремнезёма, и они, лишённые соединений железа и марганца, приобретают белёсый цвет. Так возникает подзолистый горизонт (горизонт вымывания) - существенная особенность подзолистых почв. Вымываемые сверху вниз вещества на некоторой глу­ бине закрепляются, образуя уплотнённый горизонт вмывания. Присутст­ вие железистых соединений придаёт этому горизонту буровато-ржавую окраску. Сильно уплотнённый, он нередко становится водонепроницаемым и вызывает заболачивание вышележащих горизонтов (Мильков, 1977).

В среднетаёжной подзоне подзолистых почв выделяется две провин­ ции: Онего-Двинская и Вычегодская. Почвообразующими породами в пер­ вой провинции являются преимущественно безвалунные суглинки, пески и супеси. Почвы лёгкого механического состава на небольшой глубине в пределах почвенного профиля часто подстилаются слабовалунными суг­ линками. На повышенных местах - пылеватые безвалунные суглинки. На суглинистых отложениях и двучленных почвообразующих породах разви­ ты преимущественно подзолы и сильно подзолистые почвы. На песках железистые подзолы. Почвы очень кислые, гумусовый горизонт развит слабо или совсем отсутствует. Важнейшие особенности подзолистых и дерново-подзолистых почв, обладающих невысоким естественным плодо­ родием, - небольшая мощность гумусового горизонта, малые запасы азот­ ной и зольной пищи, кислая реакция, слабая структурность и недостаточ­ ная аэрация. В Вычегодской провинции сильноподзолистые суглинистые почвы наблюдаются на увалах; в пониженных равнинах на двучленных почвообразующих породах широко развиты почвы подзолистого и болот­ ного типов, а на террасах рек, занятых песками, развиваются железистые подзолы. Подзолистые почвы очень кислые, малогумусные. В поймах рек - пойменные дерновые и дерновые оподзоленные почвы.

Почвы болотного типа занимают около 1/5 территории, из них 15-20% - грунтового питания, а 60% - сформировавшиеся в условиях слабопро­ точного увлажнения. Примерно 20% площади занимают торфянистоподзолистные почвы различной степени оглеения, еще меньше - аллюви­ альные и дерново-подзолистые (Чертовской, 1978).

Таким образом, почвы средней подзоны тайги довольно разнообраз­ ны, поэтому лесокультурные работы, следует проводить только после де­ тального анализа почвенных условий, которые определяют выбор породы и агротехнику проведения работ при максимальном использовании потен­ циального их плодородия.

Отечественным лесоводством накоплен целый арсенал агротехниче­ ских приемов, способов и методов выращивания сеянцев и саженцев дре­ весных и кустарниковых пород в различных естественно-исторических ус­ ловиях. Работами С. М. Зепалова (1940; 1946; 1947; 1954), А. П. Щербако­ ва (1951; 1952; 1953; 1955; 1958; 1959; 1960), В. П. Тарабрина и др. (1957;

1962), Ф. Б. Орлова (1961), С. Н. Санникова (1963), Л. М. Козловой (1963),Н. А. Смирнова (1964; 1981), А. М. Бобнева (1968), Е. Н. Панкрато­ ва (1970), Б. Н. Николина (1970), А. С. Синникова и др. (1970; 1983; 1984), В. П. Белькова и др. (1974; 1989; 1990), Г. Я. Маттис (1976; 1981), Г. И. Редько и др. (1976;1983; 1994; 1996; 2005), Е. Н. Наквасиной (1979; 1982; 1984;

1985), Б. А. М о ч а л о в а и др. (1982; 1984; 1985; 1986; 1987; 1988; 1989; 1990;

1991; 1996; 2000; 2005), А. Р. Родина и др. (1989; 2002), Н. Б. Паниной (2004), И. А. Марковой, А. В. Жигуновым (2007) и др. разработаны науч­ ные основы выращивания посадочного материала в лесных питомниках.

Между тем, базой для этого послужил лесокультурный опыт многих поко­ лений лесоводов, накопленный в течение нескольких столетий методом проб и ошибок.

Первый лесной питомник на территории Европейского Севера зало­ жен лесничим Владимиром Всеволодовичем Магаринским на берегу реки Андоги, в западной части Вологодской губернии в 1884 году. С В. Алек­ сеевым в 1912 году в Северном опытном лесничестве Архангельской гу­ бернии заложен самый северный в нашей стране лесной питомник.

По данным А. С. Синникова (1984) в 1938-1941 годах в Ерцевском лесничестве Архангельской области функционировал лесной питомник. В настоящее время в лесничестве можно встретить прекрасные посадки сосны 1-1 а класса бонитета с запасом древесины 237-302 м /га. Выращива­ ние посадочного материала в Архангельской области до середины шести­ десятых годов велось только в небольших временных питомниках. На 1 января 1951 г. площадь питомников немногим превышала 21 га.

В 1955-1956 гг. питомники созданы всего на 2,1 га. Их закладывали в основном на свежих вырубках, где облегчалась борьба с сорняками. Аг­ ротехника обработки почвы во временных питомниках была максимально упрощена и сводилась к вспашке или ручной перекопке почвы, боронова­ нию, насыпке гряд. Очень ограничено применялись органические и мине­ ральные удобрения. Поэтому выход и качество посадочного материала ха­ рактеризовались невысокими показателями.

Начало организации постоянных лесных питомников на Европей­ ском Севере относится к 1963-1966 гг., то есть к моменту выделения лес­ ного хозяйства в самостоятельную отрасль. На предприятиях Архангель­ ского управления лесами к 1967 году функционировал 31 постоянный пи­ томник на общей площади 450 га, в том числе одиннадцать питомников до 5 га каждый, столько же по 10 га, три по 15 га, два по 20 га, один - 25 га, три по 30 га. Создание постоянных питомников позволило значительно улучшить агротехнику выращивания посадочного материала. В посевных и школьных отделениях ввели севообороты с чистыми или занятыми пара­ ми. Широкое применение нашли органические, минеральные удобрения, гербициды и фунгициды (Редько и др., 1996).

В настоящее время общая площадь постоянных лесных питомников составляет 367,26 га, в том числе в средней подзоне тайги -239,8 га (табл. 1.1).

Из них только Березниковский, Няндомский и Устьянский лесные питом­ ники достигают нормативного выхода стандартного посадочного материа­ ла с 1 га по основным лесообразующим породам (Нормы выхода..., 1996).

В Каргопольском и Коношском лесных питомниках выход стандартных сеянцев составляет 83% от норм выхода; в остальных лесных питомниках выход стандартного посадочного материала еще ниже.

С целью правильного использования удобрений, пестицидов и веде­ ния севооборотов в регионе создается сеть лесных почвенно-химических производственных лабораторий. Так, например, в Архангельской области такие подразделения были открыты в 1965 году при Архангельском и Вельском лесхозе (Редько и др., 1996).

Таблица 1.1- Характеристика постоянных лесных питомников средней подзоны тайги Архангельской области (2006 г.) Березниковский Вилегодский Няндомский Плесецкий Приозерский Устьянский Примечание: С - сосна; Е - ель; ш о - школьное отделение.

Исследования показали, что основными направлениями дальнейшего развития питомнического дела на Севере в технологическом плане должны быть совершенствование агротехники при производстве посадочного ма­ териала, увеличение доли выращивания сеянцев и крупномерного поса­ дочного материала (саженцев) в школьных отделениях. Обобщение накоп­ ленного опыта агротехники выращивания посадочного материала в соче­ тании с разработкой современных технологий позволит увеличить выход с единицы площади и качество сеянцев и саженцев.

Основные вопросы агротехники выращивания посадочного Ежегодно лесовосстановление в Архангельской области проводится на площади 40-45 тыс. га непокрытых лесом площадей, что составляет в среднем 80% площади сплошных рубок. Из них лесные культуры создаются на площади 4,5-5 тыс. га. Из общей ежегодной площади посевов и посадок леса, а также различного рода защитных насаждений 90% приходится на посадки. В питомническом хозяйстве выращивается 28,0 млн. шт. поса­ дочного материала в год, в том числе саженцев 0,8 млн. шт. и сеянцев с закрытой корневой системой 0,5 млн. шт. (при потребности на проведение лесовосстановительных работ в среднем 20,0 млн. шт. в год) - Лесопро­ мышленный комплекс..., 2008.

Ель европейская (Picea abies) и ель сибирская (Picea obovata) - пре­ обладающие лесообразующие породы в лесной зоне. Сеянцы ели достига­ ют стандартных размеров в средней подзоне тайги в возрасте 3-4 лет. Для получения укрупненного посадочного материала (саженцев) сеянцы выса­ живают в школы на 2-3 года. Основной биологической особенностью се­ янцев является их чувствительность к поздним весенним заморозкам.

Сосна обыкновенная {Pinus silvestris L.) - одна из основных лесообразующих пород. Сеянцы сосны обыкновенной достигают стандартных размеров в лесной зоне в возрасте 2-3 лет (Родин и др., 2002; Редько и др., 2005; Маркова, Жигунов, 2007).

Основным типом севооборота в питомниках средней подзоны тайги принят 3-5-польный в посевном и 3 ^ - п о л ь н ы й в школьном отделении, с чистым (ранним) или сидеральным паром, с интенсивным применением химических и механических мер борьбы с сорняками. Обработка почвы по системе раннего пара обеспечивает очистку полей от сорняков, накопление влаги, улучшение физических свойств почвы, усиление развития полезных микробиологических процессов и включает: основную вспашку почвы весной сразу же после выкопки посадочного материала с одновременным боронованием, 4-5-кратную летнюю культивацию с боронованием, осен­ нюю безотвальную перепашку. Одним из агротехнических требований к почвенным условиям для выращивания сеянцев в питомниках является создание и поддержание благоприятных водно-физических свойств пахот­ ного слоя почвы на протяжении всей ротации (табл. 1.2).

Таблица 1.2- Нормативные показатели физико-химических свойств почвы (Мочалов, 2005) 1. Объемная масса:

- в конце второго и третьего годов выращивания 2. Общая пористость:

- в год посадки - в конце второго и третьего годов выращивания 2. Гумус 3. Потеря при прокаливании (при первичном окультуривании) 4. Содержание подвижного фосфора ( Р г 0 ) 5. Содержание подвижного калия ( К 0 ) 6. Содержание щелочногидролизуемого азота (N) 90 и более 1. Глубина пахотного слоя (с оборотом пласта) 2. Глубина рыхления подпахотного слоя на суг­ линистых почвах (без оборота пласта) Наилучший рост сеянцев сосны обыкновенной наблюдается на поч­ вах легкого механического состава (супесчаные разности). Сеянцы ели ев­ ропейской выращивают на более плодородных почвах - свежие суглинки.

Лесной почвенно-химической производственной лабораторией проведено подробное картирование почв в питомниках, обследован их химический и механический состав. Агрохимическая характеристика исследуемых пи­ томников представлена в табл. 1.3.

Постоянные лесные питомники в регионе заложены, в основном, на землях гослесфонда. Почвы - от песчаных до суглинистых, с низким со­ держанием гумуса и подвижных форм азота, фосфора и калия. Слабоокультуренные суглинистые почвы имеют высокую плотность, заплывают осенью, пересыхают в летние периоды, песчаные - имеют неудовлетвори­ тельный режим влажности.

Таблица 1.3- Агрохимическая характеристика постоянных питомников (Год обсле­ дования) Няндомский (2005) Каргопольский (2006) Плесецкий (2003) Коношский (2003) Устьянский (2003) Главными агротехническими мероприятиями в лесных питомниках Архангельской области являются: известкование в целях уменьшения ки­ слотности почв; вспашка с оборотом пласта на глубину 30-35 см с припахиванием иллювиального горизонта; внесение органических и минераль­ ных удобрений; применение системы гербицидов; частые, но не обильные поливы в засушливые периоды лета (Бобнев, Мочалов, 1968; Мочалов, 1988; Мочалов, Мочалова, Новосельцева, 1991).

Длительный период эксплуатации лесных питомников, преобладание монокультуры при выращивании посадочного материала, значительный вынос питательных веществ при выкопке сеянцев и саженцев приводят к снижению плодородия, ухудшению водно-физических, химических и био­ логических свойств почв (Яковлева, 2000). Заправка паровых полей изве­ стью и органическими удобрениями осуществляется с учетом норматив­ ных требований, представленных в табл. 1.4-1.7.

Таблица 1.4- Нормы извести, рекомендуемые для нейтрализации супесчаных и легкосуглинистых почв на паровых полях (Мочалов, 1991, 2005) Группа почв по степени Таблица 1.5 - Нормы внесения торфа и органических удобрений на паро­ вых полях (Мочалов, 1991, 2005) Группа почв по степени Содержание обеспеченности гумусом гумуса, % торф

ТМАУ ТПУ

Недостаточно обеспеченные Среднеобеспеченные * На почвах с содержанием гумуса до 4% один из видов удобрений ( Т М У - т о р ф о м и неральные, Т М А У - т о р ф о м и н е р а л ь н о - а м м и а ч н ы е, К П У - коропометные, Т П У - торфопометные) вносят в дополнение к указанной норме торфа взамен минеральных удоб­ рений Таблица 1.6 - Группировка почв питомников по обеспеченности усвояемыми формами питательных веществ (Мочалов, 1991, 2005) Группа обеспе­ Таблица 1.7 - Нормы внесения минеральных удобрений в почву (Мочалов, 1991,2005) вижных элементов, мг/100г Сосна Сосна Сосна Сосна N * - азот щелочногидролизуемый по методу Корнфилда.

Разработанная система применения удобрений в лесных питомниках Европейского Севера со слабоокультуренными подзолистыми почвами легкого механического состава предусматривает внесение удобрений в ос­ новную заправку почв, при посеве семян, при последующих подкормках сеянцев (Мочалов и др., 1986; Мочалов и др., 1988; Мочалова, Мочалов, 1990; Паршевников, Бахвалов, Черных, 1991; Маркова, Жигунов, 2007 и др.). Внесение таких органических удобрений, как торфа или компоста, приготовленного на основе торфа, древесных отходов с добавлением наво­ за или птичьего помета является важным мероприятием для повышения плодородия почв питомника. Внесение торфа проводят в июне, с тем, что­ бы в июле провести борьбу с интенсивно вегетирующими сорняками гер­ бицидами и обеспечить инактивацию используемых препаратов (Мочалов и др., 1988, 2005). Внесенный в почву торф не обеспечивает необходимый уровень минерального питания, так как чистый торф беден подвижными элементами питания. Поэтому при выращивании посадочного материала кроме органических удобрений используют также и минеральные удобре­ ния, при этом учитывается уровень обеспеченности почвы питательными элементами и агротехнические свойства. Для повышения содержания в почве элементов питания на паровом поле в конце августа вносят фосфор­ ные и калийные удобрения, а весной следующего года азотные.

Сразу после внесения минеральных или органических удобрений по­ ле обрабатывают дисковой бороной или фрезой в два-три прохода для рав­ номерного распределения их в пахотном слое (Мочалов, 2005).

Внекорневая подкормка азотными удобрениями проводится в 1- декаде июня. В посевах 2-3-летних сеянцев корневая подкормка проводит­ ся весной в мае. Вторая внекорневая подкормка фосфорными и калийными удобрениями проводятся в конце вегетационного периода (в августе) для подготовки сеянцев к зиме. Способ внесения подкормок определяет интен­ сивность роста растений. Применение системы минеральных подкормок позволяет повысить выход стандартных сеянцев, при этом увеличивается количество высокорослых сеянцев. С увеличением размеров растений по­ казатели развития надземной части повышаются (Наквасина, 1982; Моча­ лов, 1988).

Длительное применение удобрений увеличивает содержание легкогидролизуемых и доступных растениям соединений азота, усиливает нако­ пление нитратов, обогащает почву водорастворимыми органическими ве­ ществами (Бахвалов, Паршевников, 1990). На основании многолетних на­ блюдений установлено, что внесение удобрений повышает вес посадочно­ го материала в питомниках примерно в 1,5-2 раза. Но нужно отметить, что применение удобрений может быть эффективно только при высокой агро­ технике, которая создает необходимые условия для роста растений (Шергольд, 1964).

В условиях севера на суглинистых и супесчаных почвах с близким залеганием суглинков и высоким уровнем грунтовых вод сеянцы страдают от вымокания и выжимания морозом. Эти почвенные факторы наряду с су­ ровыми климатическими условиями обуславливают снижение грунтовой всхожести семян, замедленный рост сеянцев, снижение выхода и качества посадочного материала (Сенчуков, 1970; Мочалов и др., 1984). Для защиты сеянцев от выжимания перед замерзанием почвы на поверхность гряд вно­ сят торфокрошку, опилки или их смесь слоем 1,5-2 см (Мочалов и др., 1984, 1985).

При борьбе с сорняками желательно сочетать химические и механи­ ческие приемы, чтобы не засорять почву гербицидами и не разрушать сло­ жившуюся структуру почвы. Для борьбы с сорняками на паровых полях питомников региона испытан и дал положительные результаты гербицид раундап в дозе 1-2 кг/га. Могут быть использованы и другие препараты, в том числе испытанные в питомниках региона, при условии их официаль­ ного разрешения. При качественной обработке гербицидами парового поля и посевов достигается основное истребление сорняков. Однако какая-то часть их остается и для предупреждения их разрастания в течение вегета­ ции проводят периодические прополки посевов (Мочалов и др., 1991).

Большой ущерб питомникам приносят болезни сеянцев, которые часто приводят к полной гибели всего посевного отделения. Это болезни, вызываемые грибами Lophodermium pinastri, Phacidium infestans Karst, Fusarium, Altenaria и др. Для химических мер борьбы с болезнями использу­ ют фунгициды. Против обыкновенного шютте на о д н о - и двухлетних се­ янцах проводят два опрыскивания: первое 10-15 августа, второе - через дней в сухую погоду или через 15 дней во влажную. Трехлетние сеянцы опрыскивают три раза: первый раз 25-30 июля, последующие с интерва­ лом 20 или 15 дней. В конце сентября - первой половине октября на сеян­ цах всех возрастов проводят обработку против снежного шютте. При рас­ пространении обыкновенного шютте хвои ели проводят опрыскивания, как у сосны (Мочалов и др., 1991, 2005).

Увеличение объема производства сеянцев возможно при повышении выхода посадочного материала с единицы площади за счет применения научно-обоснованной технологии его выращивания. Таким образом, соче­ тание комплекса всех агротехнических приемов в лесных питомниках верный залог выращивания высокопродуктивного посадочного материала.

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Сорные растения - довольно большая группа растений. На террито­ рии России обитает, по крайней мере, 1500 видов, из которых наиболее распространены и наносят серьезный ущерб около 30, еще около 100 уме­ ренно опасны. Остальные не представляют серьезной опасности, так как относительно недавно перешли в посевы из естественных сообществ и еще не приспособились к применяемым человеком мерам контроля их числен­ ности (Баталов, 2007).

В. Р. Вильяме считал, что сорными растениями с точки зрения зем­ ледельца, должно считаться всякое растение, не соответствующее целям данной культуры, а А. И. Мальцев говорил, что сорнополевыми растения­ ми являются такие дикие или полукультурные растения, которые помимо воли земледельца обитают на пашнях и приспособились (экологически и биологически) к пашенным условиям и к произрастанию совместно с куль­ турными растениями (по Баздыреву, 1993).

Согласно ГОСТу земледелия (термины и определения) 16265-89 сорные растения (сорняки) - это дикорастущие растения, обитающие на сельскохозяйственных угодьях и снижающие величину и качество продук­ ции.

К сорной растительности относятся посторонние, ненужные или вредные травянистые растения, которые без посева вырастают на террито­ рии постоянных питомников, засоряя их. Особенно опасны и вредны сор­ ные растения при выращивании маломерного посадочного материала (се­ янцев) в посевных отделениях (Бирюков и др., 1982).

Сорные растения появились с очень давних времен, и первыми их местообитаниями были участки, нарушенные дикими животными (напри­ мер, землероями или копытными), а также обнажения и оползни. С зарож­ дением культуры земледелия площадь их распространения значительно увеличилась. Многие стали сознательно возделываться человеком и пре­ вратились в культурные растения. Академиком Н. И. Вавиловым установ­ лено, что почти половина культурных растений вышла из сорняков. Все они распространялись по земному шару вместе с небольшим набором первинных культур и, попав в благоприятные условия, также переходили в их разряд.

Широкое распространение сорного типа растительности в Европей­ ской России обусловлено интенсивной хозяйственной деятельностью че­ ловека в этом регионе. Сорняки, которые не нашли применения в хозяйст­ ве, так и остались до настоящего времени в этой ипостаси. Все они наносят огромный вред, поглощая из почвы воду и питательные вещества и отни­ мая у культурных растений жизненное пространство (Неронов, 2002).

По мнению Н. М. Кисловой (2006), заселение сорняков является под­ тверждением ошибок человека при создании плодородной почвы. Сорные растения распространяются в том числе с навозом и компостом, в которых много азота.

Основные сорные растения Архангельской и Вологодской областей впервые упомянуты в кратком очерке «Растительный и животный мир Ар­ хангельской и Вологодской областей» (Иванов, Петров, 1938). Авторы вы­ сказываются о сорных растениях: «Поселясь среди культурных растений, они часто настолько сильно разрастаются, что совершенно забивают по­ следние. Эти непрошенные, чуждые посевам растения - сорняки - иногда настолько заглушают отдельные культуры, что делают их совершенно не­ пригодными для уборки или обмолота. Удаление сорняков требует боль­ шого труда».

Сто лет назад сорняки наносили вред только сельскохозяйственным культурам. С развитием современной механизации и химизации сельского хозяйства и бурного роста городов понятие «сорняки» распространилось на всю нежелательную растительность (Третьяков и др., 2002).

Культурные растения, которые по каким-либо причинам появляются в посевах другой культуры, называются засорителями (Забазный и др., 1983; Третьяков и др., 2002).

Помимо видов сорняков, произрастающих в посевах культур, к сор­ ной растительности относятся: растения, засоряющие железнодорожные насыпи; растения, вызывающие аллергические реакции у человека; мало­ ценные породы деревьев в лесоводстве; растения, обусловливающие опас­ ность возникновения пожаров на свободных участках земли или около цистерн с горючим, вдоль проезжих дорог, в горах и в лесу, а также на территориях промышленных предприятий. Водная растительность, произрастающая в ирригационных сооружениях, в рыбопитомниках и озерах, относится также к сорной растительности. Флора сорняков включает в се­ бя и растения-хозяева для насекомых, грибов и вирусов, поражающих сельскохозяйственные культуры. Однолетние растения, растущие на аэро­ дромах (сорные растения специальных площадей) и мешающие приземле­ нию самолетов, и многолетние растения, являющиеся причиной возникно­ вения пожаров, травы, которые разрастаются в парках и в садах, также должны рассматриваться как сорняки. Осока, щавель и молочай часто за­ соряют сады и могут заглушать цветы и декоративную траву.

Одним из чрезвычайно подвижных элементов растительного покро­ ва, формирующих его разнообразие, является совокупность растительных сообществ агроландшафтов. Сорными считаются растения, способные нормально расти и развиваться на вторичных местообитаниях (Ульянова, 1998 по: Лунева, 2004).

По мнению С. А. Котта (1961), в понятие сорняки входят разные рас­ тения, нежелательные для человека и животных при произрастании их на местах, где человек заинтересован в выращивании растений, нужных ему.

В соответствие с определением С. Д. Цветкова и Г. И. Иванова (1993), сорняками называют растения - неуместные, нежелательные, бес­ полезные, мешающие проведению агротехнических приемов, увеличи­ вающие затраты труда и повышающие себестоимость продукции. Понятие сорные растения весьма относительно. Очень часто одно и то же растение может быть и культурным, и сорным.

В итоге всего вышесказанного следует отметить, что сорняки фор­ мируют самостоятельные сообщества, прежде всего на обработанных поч­ вах - в сильно засоренных посевах культурных растений, на парах, зале­ жах (пашенные, сорно-полевые), а также пустырях (сорные растения есте­ ственных угодий), обочинах дорог и близ жилья (рудеральные, или мусор­ ные сорняки). Кроме того, сорные растения способны внедряться и в дру­ гие естественные и производные сообщества - на луга, вырубки, пожари­ ща и т. п. Наличие сорняков ведет к развитию болезней и вредителей куль­ турных растений. Кроме того, сорняки, заселяющие межи, обочины дорог, пустыри у линий электропередач, очень быстро переходят на поля.

Таким образом, в настоящее время существует несколько определе­ ний понятия «сорняк». П о нашему мнению, правильно будет подразумевать под термином «сорное растение», согласно определения Н. Ф. Реймерса, А. В. Яблокова (1982), тот вид дикого или культурного растения, не культивируемый, но растущий на обрабатываемых полях вместе с выра­ щиваемыми растениями и конкурирующий с ними за свет, влагу и мине­ ральное питание, произрастание которого на определенных участках неже­ лательно.

Но, с другой стороны, по мнению многих авторов, проблема взаимо­ отношений сорных и культурных растений неоднозначна. Оказалось, что их отсутствие может отрицательно сказаться на состоянии агрофитоценоза. Дело в том, что сорняки участвуют в круговороте веществ. Их корни, часто проникающие намного глубже, чем корневые системы культурных растений, способны извлекать питательные элементы из нижележащих почвенных горизонтов. Сорняки могут защищать почву от эрозии. Сорные растения вступают в симбиотические связи с почвенными организмами, стимулируя их активность, что также благоприятно сказывается на состоя­ ние посевов. Многие сорняки хорошие медоносы (Баталов, 2007).

Здесь уместно вспомнить высказывание Г. Ф. Морозова (1950): «По­ нятие сорной растительности чрезвычайно условно. Большинство отожде­ ствляет его с понятием вредной растительности, что не вполне справедли­ во, ибо сорная растительность не есть что-либо однородное, но представ­ ляет собой совокупность крайне разнородных по своему биологическому характеру растений; влияние же ее на ход естественного обсеменения, так и на успех лесной культуры, крайне различно». Г. Ф. Морозов предлагал относить к вредным только те, у которых отрицательное влияние преобла­ дает над полезным.

На наш взгляд, именно такой подход и должен быть положен в осно­ ву при обосновании экологически безопасных технологий выращивания посадочного материала в лесных питомниках, интенсивно зарастающих травянистой растительностью.

Растения, которые совсем недавно считались сорняками, с недавних пор стали украшать многие сады. Например, белоокаймленная форма сны­ ти обыкновенной, получившая название «Пестролистная». Нарядны краснолистная форма подорожника большого и пурполистная кислица. Появи­ лись сорта тысячелистника обыкновенного с красными, вишневыми, алы­ ми, лиловыми, розовыми соцветиями (Сорняки украшают сад, 2003).

Давно замечено, что сорняки растут значительно быстрее, чем куль­ турные растения, не боятся вредителей, болезней, засухи и не требуют плодородных почв. Использовать эту жизненную силу вредных растений намерены в Испании, построив при этом электростанции, топливом для котлов которых будет служить чертополох (Сорняки как топливо, 2000).

По имеющимся в литературе сведениями, травяной покров оказывает различное влияние на процессы лесовозобновления. Большинство авторов (Морозов, 1924, 1930, 1950; Данилов, 1938; Глухов, Федякова, 1938; Декатов, 1936; Мелехов, Карелина, 1954; Протопопов, 1959; Турков, 1964) счи­ тают, что иван-чай оказывает благоприятное влияние на возобновление ели. Механизм этого влияния заключается в улучшении водно-физических и химических свойств почвы. Стебли иван-чая после отмирания легко крошатся и механически не повреждают нежные всходы ели, а в травосто­ ях создается благоприятный температурный режим приземного слоя воз­ духа, исключающий повреждение всходов ели заморозками или в резуль­ тате перегрева и ожога хвои и стебля. М. Е. Ткаченко (1952) и В. П. Бель­ ков (1957) сводят положительное влияние иван-чая на возобновление ели к тому, что он препятствует зарастанию более злостными сорняками. Л. П. Поля­ кова (1984) утверждает, что травянистая растительность вырубок, сущест­ венно изменяя температурный режим поверхности почвы и приземного слоя воздуха, не вызывает значительных отрицательных явлений в жизни культур дуба. Поэтому в процессе выращивания дуба не следует стремить­ ся к полной изоляции его от влияния травянистой растительности.

По мнению Р. М. Морозовой (1964) и К. Куусела (1991) интенсивное развитие трав на вырубках - следствие снятия конкуренции со стороны древесных пород и обогащения почвы элементами питания. Кроме того травянистая растительность предохраняет ель от побивания заморозками и от выжимания корневых систем из почвы. Поэтому сплошное уничтоже­ ние травянистой растительности гербицидами, которое считается наиболее эффективным способом ухода, целесообразно лишь в отдельных случаях.

Наиболее опасны злаки. Иван чай в первое время может оказывать даже положительное влияние, являясь конкурентом злаков (Крышень, 2001).

Изучение растительного покрова Архангельской области было нача­ то во второй половине X V I I I века в рамках общегеографических исследо­ ваний И. И. Лепехина (1772), А. И. Шренка (1837) и Ф. И. Рупрехта (1841).

С 1870 г. в работу по изучению флоры Северного края включились бота­ ники Петербургского университета под руководством А. Н. Бекетова.

Опубликованная им в 1884 г. первая обобщающая сводка по флоре Архан­ гельской губернии насчитывала 812 видов сосудистых растений, из кото­ рых 125 указывались впервые (Шмидт, Варгина, 1987).

«Флора Северного края» (Перфильев, 1934; 1936) была первым крупным обобщением по флоре территории, включавшей современную Вологодскую, Архангельскую области и Коми АССР. В ней приводились сведения о 1377 видах сосудистых растений из 450 родов и 94 семейств, о пределах распространения многих из них, расселении растений под влия­ нием хозяйственной деятельности. Результаты сводки И. А. Перфильева учтены во всех последующих публикациях по флоре сосудистых растений Европейского Севера и явились основой для дальнейшего углубленного изучения флоры этого региона (Мартыненко, Железнова, Гецен и др., 1987). Впоследствии изучением Архангельской флоры занимались многие университетские ботаники, но особенно интенсивно она исследовалась под руководством А И. Толмачева в 1964-1973 гг. и под руководством В. М. Ш щ д т а в 1979-1985 гг. Изданная под руководством А. И. Толмачева четырехтомная «Флора северо-востока Европейской части СССР» (1974-1977), охваты­ вающая огромные пространства Коми АССР и Архангельской области, явилась крупным событием в познании флоры Европейского Севера стра­ ны (Шмидт, Варгина, 1987).

Следующим этапом в исследовании флоры Архангельской области и отправной точкой для дальнейших работ является «Флора Архангельской области» В. М. Шмидта, изданная в 2005 г., в основу которой положено обобщение результатов многолетних исследований.

В течение долгого времени монографии «Сорные растения СССР»

(1934-1935) служила основным источником сведений о сорной флоре всей территории страны, и на ее основе были созданы республиканские и ре­ гиональные сорные флоры.

«Сорные растения флоры СССР» (Никитин, 1983) является результа­ том критического обобщения работ по видовому составу, распростране­ нию, экологии и биологии сорных растений во многих районах Северного Казахстана, Западной Сибири, Алтайского края, Тувинской АССР, Кавка­ за, Крыма, Украины, нечерноземной зоны (Московская, Калининская, Псковская, Новгородская, Вологодская и др.), Центрально-Черноземной зоны (Пензенская, Тамбовская, Воронежская области), Юго-Востока евро­ пейской части СССР (Саратовская область), Северного Кавказа (Ставро­ польский и краснодарский края) и юга Средней Азии.

Значительным препятствием при выращивании посадочного мате­ риала древесно-кустарниковых пород является сорная растительность (Би­ рюков др., 1982). Проблема борьбы с сорными и нежелательными расте­ ниями имеет большое государственное значение. Ущерб, причиняемый сорными растениями, с учетом затрат на борьбу с ними, превышает потери от вредителей и болезней растений (Шутов и др., 1967). В лесных питом­ никах на борьбу с сорняками в ряде случаев может расходоваться около 40-50% общей суммы затрат, связанных с выращиванием посадочного ма­ териала. Помимо экономического ущерба сорняки наносят огромный био­ логический вред культурным растениям, затеняя и заглушая древесные по­ роды, непроизводительно расходуя влагу и питательные вещества. Отсут­ ствие сорняков в результате своевременно принятых мер сохраняет в почве такое количество минеральных веществ, которое почти равнозначно вне­ сению полного минерального удобрения (Поляков, 1974).

При нарушении агротехники посевы часто зарастают сорняками, ко­ торые угнетают растения и снижают урожай на 10-20 %. Некоторые из них (плевел опьяняющий, вьюнок полевой, ярутка, хвощ, пикульник-жабрей и др.) ядовиты для людей и животных; многие служат резервацией размно­ жения ряда вредителей и болезней культурных растений (Забазный и др., 1983). Такие сорняки, как редька дикая, пастушья сумка являются резерваторами грибных заболеваний - плесени белой, мучнистой росы. Пырей ползучий служит промежуточным растением - хозяином стеблевой, жел­ той и корончатой ржавчины. Василек синий, марь белая, бодяк полевой переносчики корневой гнили. Многие вредители сельскохозяйственных культур развиваются и сохраняются на сорных растениях, а затем перехо­ дят на культурные. Сорняки из семейства мятликовых являются резерваторами озимой совки, долгоносика (Баздырев, 1993). Выделения корней пы­ рея ползучего и полыни отрицательно сказываются на росте дуба и сосны.

Множество паразитных грибов (ржавчина, головня, разные виды плесени) распространяются через сорняки. Ряд вирусных болезней культурных рас­ тений распространены на сорняках и от них переносятся тлями и другими сосущими насекомыми на культурные растения (Котт, 1961).

Сорные растения выделяют токсические вещества, что приводит к нарушению обмена веществ в почве. На засоренных посевах снижается полевая всхожесть семян культурных растений, задерживается рост и раз­ витие из-за корневых выделений сорняков, содержащих физиологически активные вещества (Баздырев, 1993).

У корневищных сорняков на пахотных землях преобладает вегета­ тивный способ размножения. Корневища, пронизывая почву, густо пере­ плетаются и плотно задерняют почву. Учеты, проведенные в 1962 г. в Сиверском опытном лесхозе, показали, что на запыреенном участке плантации бересклета длина корневищ пырея на 1 м" площади составила 63,6 м.

На извлеченных из почвы корневищах пырея имелось 2020 живых почек.

Размножение указанным способом идет довольно быстро (Шутов и др., 1967).

Трудность борьбы с малолетними сорняками заключается в том, что в почве имеется большой запас семян различных видов сорняков, сохра­ няющих жизнеспособность в течение многих лет и прорастающих в разные периоды в зависимости от температуры, влажности и аэрации. Без прове­ дения необходимых мероприятий малолетние сорняки способны всего за 1-1,5 месяца сформировать густой полог с общим проективным покрыти­ ем 80-90% высотой 15-20 см, при этом их густота может достигать не­ скольких сотен экземпляров на квадратный метр (Егоров, Бубнов, 2003).

Немаловажной особенностью сорняков, затрудняющей борьбу с ни­ ми, является также способность их семян прорастать с неодинаковой глу­ бины. Большинство видов сорных растений дает обильные всходы с по­ верхности почвы или с глубины 2-3 см. Семена гречишки развесистой, мокрицы хорошо прорастают с глубины 6 см и больше (Шутов и др., 1967).

Сорные растения накапливают большую листовую поверхность и интенсивно транспирируют, что приводит к излишнему расходу влаги и усилению почвенной засухи. Имея большую листовую поверхность, сор­ няки, особенно высокостебельные (мелколепестник, бодяки и др.), затеня­ ют посадочный материал, ослабляют процессы фотосинтеза и замедляют рост его. На сильно засоренных полях не только сокращается площадь пи­ тания сеянцев и саженцев, но и резко снижается температура почвы, ино­ гда на 2-Л ', что ведет к замедлению жизнедеятельности полезных микро­ организмов, минерализации органических веществ, к ослаблению усвоения элементов питания посадочным материалом (Бирюков и др., 1982).

Имея мощную корневую систему, сорняки (марь белая, ромашка не­ пахучая, вьюнок полевой, бодяк, хвощ полевой) поглощают большое коли­ чество воды. Многие сорные растения, такие как овсюг, ромашка, пикульник и др. расходуют в отдельные периоды вегетации влаги в 1,5...2 раза больше, чем культурные, в результате на засоренных полях влажность почвы в корнеобитаемом слое понижается на 2...5%. О величине потреб­ ления влаги можно судить по транспирационному коэффициенту. Много­ численными авторами установлено, что у мари белой он равен 800...850, бодяка - 800... 1200, пырея ползучего - 1100... 1200. Такое расходование воды губительно для культурных растений, особенно в засушливые перио­ ды, когда сорняки сильно иссушают почву. В эти периоды сорняки, по­ глощая остатки доступной влаги, понижают влажность почвы, в результате чего задерживается рост и развитие культурных растений (Бешанов и др., 1983; Баздырев, 1993).

По мнению многих исследователей (Котт, 1961; Бешанов и др., 1983;

Баздырев, 1993; Егоров и др., 2005), вместе с влагой сорняки поглощают огромные количества питательных веществ почвы (табл. 2.1; 2.2) и вне­ сенных удобрений, сокращают содержание необходимых для посадочного материала растворимых элементов питания, заглушают культивируемые растения.

Таблица 2.1 - Вынос азота, фосфора и калия сорняками, кг/га (Бешанов и др., 1983; Баздырев, 1993) Редька дикая Таблица 2.2 - Содержание химических элементов в золе сорняков Колокольчик развесистый Одуванчик обыкновенный Звездчатка средняя Тысячелистник обыкновенный В связи с этим очень важно знать, при каком количестве сорняков или их массе на 1 м" борьба становится целесообразной и необходимой.

Такой уровень засоренности называется экономическим порогом вредо­ носности. Он представляет собой минимальную численность сорняков, при которой рентабельна борьба с ними. Экономический порог вредонос­ ности - минимальное количество сорняков, полное количество которых обеспечивает получение прибавки урожая, окупающей затраты на истребительные мероприятия и уборку дополнительной продукции (ГОСТ земледелие (термины и определения) 16265-89). Большое значение имеет и биологический порог вредоносности - наименьшее количество сорняков, при которых устанавливаются статистически существенное снижение урожая культуры или ухудшение его качества. Вредоносность сорняков определяется не только их обилием и составом, но и чувствительностью к ним культурных растений в зависимости от фазы развития.

Фазы наибольшей чувствительности к наличию сорняков называют критическими фазами роста культур по отношению к сорнякам, и опреде­ ляются они конкурентными взаимоотношениями, которые изменяются на протяжении вегетации (Баздырев, 1993).

Следовательно, использование высокой агротехники выращивания посадочного материала в открытом грунте - действенный фактор биологи­ ческого подавления сорняков, сокращения их обсеменяемости, уменьше­ ния вредоносности.

Биологические особенности сорных растений В результате длительной истории своего развития (филогенеза) сор­ ные растения выработали исключительное разнообразие биологических особенностей и приспособительных свойств в различных условиях произ­ растания. Многие сорняки, особенно малолетние, обладают высокой пло­ довитостью. Так, горец вьюнковый дает до 11,2 тыс., редька дикая-до 12 тыс., просянка куриная - до 13 тыс., звездчатка средняя и тысячелистник обык­ новенный - 25 тыс., торица посевная - 28 тыс., пастушья сумка-более 70 тыс., марь белая - 100 тыс., фиалка полевая - до 3 тыс. штук семян на одно рас­ тение (Сорные растения..., 1970; Бирюков и др., 1982).

Многолетние сорняки наряду с семенным размножением имеют ог­ ромную способность к вегетативному размножению. Корнеотпрысковые сорняки образуют мощную корневую систему, уходящую у отдельных ви­ дов (вьюнок полевой) на глубину до 6 м. Корневая система этой группы сорняков способна давать корневую поросль, развивающуюся из почек, за­ кладывающихся на главном корне или на боковых корнях (бодяк, осот).

Большинство сорняков этой группы способно возобновляться даже от ни­ чтожных отрезков корней. По данным исследований А. И. Мальцева (1962), протяженность корней у бодяка полевого на 1 м пахотного гори­ зонта достигает 8,15 м, на которых имеется 526 вегетативных почек. По­ мимо интенсивного размножения вегетативным путем, многие корнеот­ прысковые сорняки (осот, бодяк) ежегодно образуют также огромное количество семян. Растения бодяка полевого с площади 4,5 м могут дать вполне достаточное количество семян для обсеменения 50 га. Все это по­ зволяет сорнякам этой группы быстро заселять те или иные площади и со­ храняться в значительном количестве даже при интенсивном возделыва­ нии почвы.

Корневища пырея ползучего образуют до 250 млн. почек возобнов­ ления на гектар, дающих начало новым растениям. Осот полевой успешно размножается как семенами, так и корневой порослью. Одно растение его дает до 20 тыс. семян, а от основного вертикального корня отходят в па­ хотном горизонте многочисленные горизонтальные корни, достигающие 1,5 м длины, при повреждениях дающие новые растения (Бирюков и др., 1982).

Наряду с высокой плодовитостью и способностью к вегетативному размножению сорные растения имеют ряд приспособительных особенно­ стей к расселению на большие расстояния. У семян одуванчика, осота по­ левого, бодяка полевого и других в верхней части семянок имеются ле­ тучки, облегчающие перенос их ветром. Ветром переносятся на большие расстояния также мелкие и легкие семена сорняков, не имеющие летучек (Котт, 1961; Бирюков и др., 1982).

Семена многих сорных растений снабжены прицепками, которые обеспечивают возможность им переноситься в различных направлениях животными, птицами, человеком, различными видами транспорта Н М. Кислова(2006) отмечает, что многие семена сорняков растаскивают муравьи. У таких семян имеются плотные покровы, а кроме того, отрастают особые придатки, которые привлекают муравьев и поедаются ими. Так распро­ страняется адонис весенний.

По данным литературных источников (Левина, 1960; Котт, 1961;

Сорные растения..., 1970; Бирюков и др., 1982; Никитин, 1983; Комарова, 1986; Кислова, 2006 и др.) многие семена сорняков сохраняют всхожесть, пройдя через пищеварительный тракт животных и птиц, и вместе с тем, сохраняя способность к прорастанию, могут быть занесены с навозом на питомник. К таковым можно отнести семена мышея сизого и зеленого, ро­ машки непахучей, куриного проса, мари белой и красной, щавеля малого, подорожника ланцетолистного и др. В экскрементах воробья обнаружены семена лютика ползучего. Попавшие в корм животных с выпасов, канав, обочин, сорняки перевариваются и, не теряя всхожести, усердием людей попадают на гряды (Кислова, 2006).

При прохождении через пищеварительный тракт животных семена редьки дикой сохраняют всхожесть до 18 % (Сорные растения..., 1970).

Большую роль в расселении семян сорных растений играют и пото­ ки воды, сносящие их с повышенных мест в низины.

У некоторых сорняков плоды при высыхании растрескиваются, и се­ мена с силой выбрасываются на расстояние до 6 м. У фиалки полевой плод при созревании раскрывается тремя створками, от давления семена выбра­ сываются наружу в разные стороны. У сорных горошков при созревании створки бобов, растрескиваясь мгновенно, винтообразно закручиваются и выбрасывают довольно крупные горошины.

Как показали исследования многих ученых (Корсмо, 1933; Сорные растения СССР, 1935; Данилов, 1938; Антипин, 1939; Perttula, 1941; Персикова, 1959; Рысин, Рысина, 1965; Бирюков и др., 1982; Комарова, 1986;

Стрижев, 1995; Тихонова, 2000; Кислова, 2006; Самсонова и др., 2006), се­ мена сорных растений обладают исключительной приспособленностью к прорастанию. При благоприятных условиях окружающей среды семена некоторых сорняков прорастают через несколько дней после созревания и опадения их на землю. При неблагоприятных же условиях (сухость или чрезмерная влажность почвы и т.д.) они не прорастают, но способны со­ хранять всхожесть в течение нескольких лет.

Так, семена пастушьей сумки, находясь в земле, сохраняют всхо­ жесть до 5 лет, редьки дикой - до 7 лет, подорожника - до 8 лет, ярутки полевой - до 9 лет, горца вьюнкового - до 5 лет. У некоторых сорняков способность семян к прорастанию сохраняется до 40 и более лет. Это при­ обретенное и закрепленное по наследству свойство давать потомство через десятки лет. Однако большинство ученых считают, что семена сорных рас­ тений живут не более 15 лет.

Т. А. Работнов (1960) утверждает, что семена ряда растений при по­ гребении их в почве способны сохранять всхожесть до 70 лет и более.

Марь белая дает семена с различными сроками всхожести, что обу­ славливает недружность появления всходов. Семена мари различаются по форме и величине. Более крупные семена при благоприятных условиях прорастают немедленно после опадения на землю, средние по величине на следующую весну, а мелкие - весной третьего года. Таким образом, один урожай мари обеспечивает засорение почвы на три года.

Способность семян сорняков сохраняться в почве годами объясняет­ ся состоянием оболочки. Она у большинства видов плотная, покрыта кути­ кулой, трудно проницаемой для воды и воздуха, предохраняющей зародыш от неблагоприятных факторов внешней среды в период покоя семян.

Кроме свойств околоплодника и оболочки семян, на способность се­ мян к прорастанию влияет температура воздуха и почвы, а также глубина нахождения их в почве. Так, семена горца вьюнкового, находясь на по­ верхности почвы и в почве на глубине до 2 см, дают дружные всходы, а за­ деланные на большую глубину не прорастают, но сохраняют всхожесть до 5 лет. Попадая неоднократно под дождь, они много раз набухают и вновь высыхают, но от этого их всхожесть не уменьшается, а, наоборот, повыша­ ется.

У щучки дернистой большая часть семян опадает на расстоянии не более 2 м от материнского растения (Бельков, 1957; Персикова, 1959). Се­ мена способны прорастать без периода зимнего покоя, вследствие чего осенью в год созревания семян появляется много всходов. Всхожесть се­ мян высокая, 80-100 % (Корсмо, 1933; Perttula, 1941; Антипин, 1939; Пер­ сикова, 1959). В питомниках, судя по наблюдениям Э. Корсмо (1933), щучка дернистая семенного происхождения может развиваться очень бы­ стро и на 2 - 3 - й год после появления всходов образовывать генеративные побеги.

На прорастание семян сорняков влияет степень их зрелости. Недоз­ релые семена некоторых сорных растений (пастушьей сумки) всходят бы­ стрее зрелых.

Биологическая приспособленность семян сорняков к внешним условиям среды приводит к большому накоплению их в почве, что обу­ славливает сложность борьбы с засоренностью питомников.

Семена ряда сорняков способны прорастать при более низких темпе­ ратурах, нежели семена древесно-кустарниковых растений. Так семена звездчатки ранней прорастают при температуре 3 °С и ниже. При низких температурах трогаются в рост и почки возобновления отдельных много­ летних сорняков. У появившихся ранних всходов сорных растений начи­ нают энергично расти как надземная часть, так и корневая система. Более глубокое проникновение корней в почву позволяет сорнякам использовать запасы воды и питательных веществ раньше, чем посадочному материалу, и в первую очередь сеянцам.

Таким образом, следует отметить, что при выборе гербицида и доз следует учитывать биологические особенности сорняков, огромную пло­ довитость, неодновременность появления всходов, способность к вегета­ тивному размножению, широкое разнообразие видов сорняков. Только при этом условии можно разработать и эффективно применить комплекс меро­ приятий, направленных на уничтожение сорной растительности на посто­ янных питомниках.

Сорные растения относятся к двум ботаническим классам: одно­ дольные и двудольные. Имея длительную историю развития и произрастая в различных условиях, сорняки выработали определенные, характерные для каждого вида приспособительные качества и свойства. Эти особенно­ сти позволяют сорным растениям наиболее полно использовать условия внешней среды угнетать полезные для человека растения.

Несмотря на разнообразие видов, многие сорняки схожи между со­ бой по времени появления всходов, ритмике роста и развития, продолжи­ тельности жизни и вегетации, способам размножения и т. п. Сходство сор­ ных растений по этим биологическим особенностям, как и идентичность их реакции на агротехнические мероприятия дало основание Л. И. Казаке­ вичу (1922), А. И. Мальцеву (1926) и А. В. Фисюнову (1976) (по: Третья­ ков и др., 2002) объединить их в агробиологические группы. Уничтожение сорняков, относящихся к одной такой группе, достигается применением единых способов, что существенно повышает эффективность всей системы истребительных мероприятий.

Большинство авторов (Котт, 1961; Мальцев, 1962: Шутов и др., 1967;

Бирюков и др., 1982; Бешанов и др., 1983; Кислова, 2006 и др.) все сорные растения по способу питания подразделяют на паразитные, полупаразит­ ные и непаразитные (табл. 2.3).

Непаразитные сорняки имеют развитую корневую систему, усваи­ вающую из почвы воду и минеральные элементы, и надземные зеленые ор­ ганы, создающие органические вещества в процессе фотосинтеза.

Полупаразитные сорняки, или полупаразиты, имеют способные к фотосинтезу зеленые листья и стебли, а также корневую систему. Однако на корнях они имеют еще и специальные присоски (гаустории), с помощью которых присасываются к корням растения-хозяина и извлекают для себя воду и растворенные в ней вещества. На питомниках встречаются сле­ дующие сорняки из этой подгруппы: погремок весенний, зубчатка поздняя, марьянник луговой.

Паразитные сорняки, или паразиты, совершенно не имеют ни ли­ стьев, ни развитой корневой системы. Воду, минеральные и пластические вещества паразиты извлекают из растения-хозяина, к корням (заразихи) или стеблям (повилики) которого они присасываются с помощью гаусто­ рий.

Непаразитные растения по продолжительности жизни и способам размножения подразделяют на два подтипа: малолетние и многолетние.

Малолетние (монокарпические) сорняки составляют наиболее мно­ гочисленную группу злостных сорных растений. Цветут и плодоносят они один раз в жизни и размножаются в основном семенным путем. Некоторые виды (например, мокрица) способны также возобновляться за счет укоре­ нения отдельных кусочков стеблей.

Однолетние сорные растения. Эфемеры, входящие в эту группу, заканчивают вегетацию в очень короткий срок и при благоприятных по­ годных и почвенно-грунтовых условиях могут давать несколько поколений за теплый период. В первую очередь к ним относится звездчатка средняя.

Другие же однолетники в течение одного вегетационного периода дают одно поколение. Если же у них осенью появляются всходы, то погибают от осенних заморозков. У сорных растений этой группы чаще всего семена прорастают весной (яровые сорняки) (Бирюков и др., 1982). Ранние яро­ вые сорняки дают обильные всходы сразу после стаивания снега, при тем­ пературе почвы 2-3°С.

Таблица 2.3 - Биологические группы сорняков, распространенных в лесных питомниках Архангельской области Фиалка трехцветная, Горец птичий, Горец Марь белая, Крес­ средняя, обыкновен аптечная, Незабудка Крапива жгучая, Ро­ ный, Подмаренник однолетний полевой средний, Щуч­ Одуванчик лекарственный, полевой, Колокольчик ная, Тысячелистник обык­ чий, Клевер ка дернистая, Зверобой четырехгранный. круглолистный, Вьюнок новенный, Пырей ползучий, ползучий, вая, Тимофеев­ говой, Черноголовник обык­ малый, Сурепка обык­ луговой, Перловник поник­ лесная, тик едкий и др. Пижма обыкновенная, Ни­ обыкновенная, Горо- чай узколистный, Мелколе­ гусиная и др.

Всходы этих сорняков хорошо переносят небольшие заморозки. Се­ мена поздних яровых сорняков прорастают при более высокой температуре почвы. Поэтому появляются они в конце весны или в начале лета, а иногда и позднее. Всходы озимых сорняков появляются в конце лета - осенью.

Зимуют растения в фазе кущения, их развитие заканчивается в следующем году (Шутов и др., 1967). У однолетних зимующих сорных растений всхо­ д ы способны перезимовывать и продолжать развиваться после перезимов­ ки. Проросшие осенью семена образуют растения с хорошо развитой кор­ невой системой и мощной прикорневой розеткой листьев. В следующем году осенние всходы заканчивают вегетацию и дают семена.

Двулетние сорные растения. Сорняки этой биологической группы отличаются от однолетних тем, что они требуют для завершения цикла своего развития двух полных вегетационных периодов. Семена их прорас­ тают весной. В первый вегетационный период у них развиваются только вегетативные органы, образуется большая корневая система, в которой на­ капливаются запасные питательные вещества. Осенью надземная часть у двулетних сорняков отмирает, перезимовывают корни. Весной следующе­ го года от корня отрастают цветоносные стебли, которые цветут и плодо­ носят. После плодоношения растения полностью отмирает.

Многолетние сорные растения. Многолетние (поликарпические) сорняки представлены растениями с различными биологическими призна­ ками. Все они в течение своей жизни плодоносят несколько раз. Встреча­ ются среди них растения с мочковатой корневой системой, стержнекорневые, корнеотпрысковые, корневищные и клубневые. Большая часть этих растений размножается семенами и вегетативно, что делает их особенно опасными. По способу размножения многолетние сорняки подразделяются на размножающиеся семенами и в слабой степени вегетативно, в одинако­ вой степени семенами и вегетативно, вегетативное размножение преобла­ дает над семенным. Мочкокорневые сорные растения размножаются семе­ нами и в слабой степени вегетативно. У одних видов растений развивается укороченный главный корень с большим количеством боковых корней, у других главный корень отсутствует (подорожник большой, луговик дерни­ стый). У стержнекорневых и ползучих сорных растений, в отличие от мочкокорневых, образуется глубоко идущий в почву главный стержневой корень, нет многочисленных боковых корней. В верхней части главный корень не ветвится, но на прикорневой шейке при подрезании надземной части растения образуются многочисленные почки размножения, дающие начало новому пучку стеблей (клевер ползучий, щавель кислый). Корнеотпрысковые сорняки размножаются семенами и вегетативно. Последний способ для этой группы наиболее типичен и обеспечивает сорнякам бы­ строе заселение больших площадей с густым плотным стоянием куртина­ ми или пятнами. Из почек, заложенных на обычно сильно разветвленных и длинных корнях, имеющих большой запас питательных веществ, в течение всего вегетационного периода образуется новая поросль. Появление новых отпрысков от корней особенно интенсивно идет при уничтожении надзем­ ной массы растения и после разрезания корней на части. Корневищные сорные растения отличаются от корнеотпрысковых тем, что вегетативно они размножаются не от корней, а от подземных стеблей (корневищ), имеющих узлы и междоузлия (пырей ползучий, хвощ полевой). Каждый отрезок корневища с узлом имеет почки и способен дать новое растение.

Наряду с вегетативным размножением, большинство корневищных сорня­ ков размножается семенами. У клубневых сорных растений на корнях имеются клубни, которые служат для отложения запасных питательных веществ и для вегетативного размножения. Семенное размножение слабое.

На питомниках сорняки этой группы встречаются редко (чистец болотный) (Бирюков и др., 1982).

Таким образом, разнообразие биологических и экологических осо­ бенностей сорняков и их высокая жизнеспособность - результат длитель­ ной борьбы за существование, в процессе которой виды приобрели защит­ ные приспособления, позволяющие им выживать в условиях интенсивного возделывания почвы и успешно конкурировать с культивируемыми расте­ ниями. Знание особенностей их размножения, распространения и возоб­ новления позволяет дифференцированно подходить к построению системы мер для искоренения каждого биологического типа и группы.

Целями исследования сорной растительности являются:

- определение степени засоренности и видового состава сорняков с целью планирования систем обработки:

- оперативное обследование с целью решения вопроса о необходи­ мости послевсходовых гербицидных обработок;

- обследование для обнаружения особо опасных сорняков.

Особо следует отметить исследование засоренности полей с чисто научными целями - для выяснения характера взаимодействия культурных растений и сорняков, конкуренции сорняков между собой, изучения жиз­ ненных циклов отдельных видов сорняков и т. п.

Сорный компонент агрофитоценоза может характеризоваться как с качественной, так и с количественной стороны. Качественной характери­ стикой является видовой состав сорняков в пределах некоторой террито­ рии. Знание видового состава сорняков на питомнике необходимо для вы­ бора эффективных мер борьбы с ними. С количественной стороны сорные растения могут быть охарактеризованы различными показателями их оби­ лия - числом сорняков отдельных групп на единицу площади (числен­ ность), биомассой или проективным покрытием.

Количественные данные численности могут быть переведены в балльные оценки. Примерами такого перевода могут служить шкалы, предлагаемые для оценки степени засоренности (табл. 2.4; 2.5).

Таблица 2.4 - Оценка степени засоренности по пятибалльной шкале (Фисюнов, 1984) Таблица 2.5 - Шкала А. В. Фисюнова (по: Захаренко, 2000) менее 10 однолетних и менее 1 многолетнего сорняка Как можно видеть, числовое выражение баллов засоренности доста­ точно произвольно и связано с используемой метрической системой. Хотя есть попытка разделения градаций в соответствии с биологическими груп­ пами, однако неравнозначность его для разных сорняков очевидна. Так, например, средняя засоренность многолетниками явно неравноценна для пырея и бодяка.

Точные подсчеты часто могут быть заменены глазомерной балльной оценкой (порядковая шкала). Примером такой шкалы может служить шка­ ла А. И. Мальцева (табл. 2.6). Заметим, что оценка засоренности по этой шкале не требует определения размеров учетной площадки.

Таблица 2.6 - Шкала А. И. Мальцева (по: Захаренко, 2000) Балл Сорняки встречаются в незначительном коли­ 2 честве, но теряются среди массы культурных рас­ Средняя Сорняки встречаются в большом количестве, но культурные растении в нем преобладают Сорняки преобладают количественно над куль­ турными растениями, глушат их Другими известными порядковым показателем являются баллы шкал проективного покрытия. Проективным покрытием называется пло­ щадь, занятая проекцией растений на горизонтальную поверхность, выра­ женная в процентах от учетной площади. Примером шкалы проективного покрытия для сорных растений является шкала И. И. Либерштейна (табл.

2.7).

В фитоценологии для характеристики проективного покрытия пред­ ложены несколько шкал (Браун-Бланке, Раменский и др.) - табл. 2.7. В большинстве случаев шкалы состоят из пяти градаций. Как показал опыт их использования, излишняя подробность неоправданна, поскольку чело­ веческий глаз не всегда может заметить разницу в диапазоне низких по­ крытий, поэтому более подробные шкалы (Раменского (1971), Работнова (1978)) при массовых обследованиях не используются.

Таблица 2.5 - Шкалы проективного покрытия Д. Браун-Бланке (1957; BraunБал Blanquet, 1964) Общепринятым для определения встречаемости является метод Раункиера (Raunkiaer, 1918; 1934). Встречаемость - это частота появления отдельного вида в учетных площадках. Она характеризует способ разме­ щения отдельных видов в пространстве. Устойчивость этого показателя сильно зависит от числа точек опробования. При объемах выборок, реко­ мендованных для обследования полей, может быть использована лишь для часто встречающихся видов.

Разнообразие сорных растений в фитоценозах отражает историю землепользования и специфику культур. Чем дольше участок почвенного покрова находится в сельскохозяйственном использовании, чем выше уро­ вень применении гербицидов на нем, тем менее разнообразно сорняковое сообщество этого агрофитоценоза. Чем дольше возделывается на одном и том ж е месте одна культура, тем большее распространение получают сор­ няки, ей сопутствующие.

Р. Уиттекер (1980), Е. С. Pielou (1974, 1975) выделили 2 типа разно­ образия: инвентаризационное, относящееся к площади в целом, и диффе­ ренцирующее, разделяющее местообитания или его части. Они выделяют несколько видов инвентаризационного многообразия, соответствующих различным масштабам рассмотрения: 1) точечное разнообразие - это ха­ рактеристика учетной единицы; 2) альфа-разнообразие фитоценоза - раз­ нообразие сорного компонента в пределах одного угодья, занятого одной культурой; 3) бета-разнообразие - это экологическое разнообразие флоры определенной территории; 4) гамма-разнообразие относится к более крупным единицам типа острова или ландшафта, т.е. представляет общее раз­ нообразие группы участков альфа-разнообразия.

Для измерения альфа-разнообразия предложено много различных показателей, большинство из которых учитывают не только количество видов, но еще и соотношение их значимости в сообществе, то есть степень количественной представленности. Тем не менее, число видов на единицу площади является самым простым и самым надежным показателем (Миркин, 1986).

Бета-разнообразие отражает изменение условий. В пределах одного угодья бета-разнообразие может существовать в том случае, если отдель­ ные части угодья неодинаковы по обеспеченности влагой и питательными элементами или по-разному использовались ранее (например, поле расши­ ряется за счет распахивания залуженного участка). Бета-разнообразие оце­ нивает сходство двух местообитаний (Миркин и др., 2002). Методическим аспектам его изучения посвящены исследования Л. И. Малышева (Малы­ шев, 1975). Для измерения этого вида разнообразия могут использоваться показатели, учитывающие качественные или количественные данные (табл. 2.8).

Предложено много показателей, среди которых наиболее известны коэффициенты Жаккара и Съеренсена. Оба коэффициента не учитывают количественного соотношения видов и слишком большое значение прида­ ют редким видам. Места, занимаемые семействами во флористических спектрах, представляют собой их ранги, на основе сопоставления которых вычисляются ранговые коэффициенты корреляции, показывающие степень сходства флор по их систематической структуре. В этих целях возможно использование коэффициентов Спирмэна - p (Spearman, 1904), Кендала - г (Kendall, 1948; Кендэл, 1975). Тождественным коэффициенту Спирмэна является модифицированный коэффициент корреляции Бравэ-Пирсона - г (Шмидт, 1981, 1984, 2005).

Все флористическое богатство района называют гаммаразнообразием. Практически это произведение среднего числа видов в со­ обществе на число типов сообществ, и потому одно и то ж е гаммаразнообразие может быть достигнуто разным путем: может быть сравни­ тельно немного сообществ, богатых видами, и много сообществ, бедных видами.

Таблица 2.8 - Показатели разнообразия и сходства сорной растительности по степени разнообразия, выдвигать ги­ поведения сообщества во времени.

Шеннона проводить дисперсионный анализ ин­ Спирмэна Совокупность видов растений одного района называют также кон­ кретной флорой, которая практически является синонимом гаммаразнообразия (Миркин, 1986).

В качестве моделей обилия видов наиболее часто используются гео­ метрический ряд, логарифмический ряд, логарифмическое распределение, модель «разломанного стержня» (модель Мак-Артура). Эти модели можно представить в виде графиков, где по оси абсцисс откладывается ранг сор­ няка (т.е. его номер в упорядоченной последовательности), а по оси орди­ нат - логарифм показателей абсолютного или относительного обилия. Со­ отношение между данными, описываемыми этими моделями, отражено в таблице 2.9.

Таблица 2.9 - Модели обилия сорной растительности ческий ряд где к - доля доступ­ захвата ресурсов малым числом видов;

(Motomura, ного ресурса, при­ обнаруживается в бедных видами суро­ 1932, 1947) ходящаяся на каж­ вых местообитаниях, на ранних стадиях где п - количество по оси ординат - логарифмы обилия, то (Kempton, особей, хиастанты.

где j - номер вида в ординат - значения обратной функции распреде­ упорядоченном ря­ нормального распределения в точках ление ду по убыванию j/(k+l). Если точки на графике ложатся (Preston, численности, а к - на прямую удовлетворительным обра­ Для создания благоприятных условий выращивания в более корот­ кий срок стандартного посадочного материала в постоянных питомниках необходим комплекс мероприятий, направленных на борьбу с сорняками, на устранение их конкуренции за свет, влагу и элементы минеральной пищи.

В основе мероприятий по борьбе с сорной растительностью могут лежать разные стратегии: полное уничтожение сорняков после появления их в массовом количестве; профилактическое уничтожение, когда герби­ циды используются каждый год вне зависимости от засоренности полей;

сдерживание - поддержание засоренности на некотором уровне, когда сорняки не наносят заметного ущерба. Полное уничтожение сорняков - это дорогая процедура, как правило, не оправдывающая затрат. Ее применение оправдано лишь в случае карантинных сорняков. Применение гербицидов с целью профилактики засорения угодья может приводить к излишнему загрязнению продукции и окружающей среды, неоправданным тратам на препараты и их внесение. Стратегия сдерживания позволяет оптимизиро­ вать механические и химические меры борьбы применительно к конкрет­ ному угодью. Она основана на мониторинге и прогнозе засоренности (Самсонова и др., 2006).

Особое значение в современных условиях имеют профилактические меры, направленные на предотвращение увеличения потенциальной засо­ ренности почвы и ее сокращение, - правильная подготовка навоза и его внесение, уничтожение сорняков на всех полях, где наблюдается их обсе­ менение и распространение. Скашивание до цветения и запахивание сор­ няков на межах, обочинах дорог, у лесных полос, столбов и мачт электро­ передач. Профилактические методы предусматривают не допустить занос семян и корневищ сорняков на питомник. Истребительные ж е меры долж­ ны быть направлены на очистку почвы от запаса семян, на уничтожение вегетативных органов сорняков агротехническими приемами и химиче­ скими средствами (Бирюков и др., 1982).

Существует три основных способа борьбы с сорняками: механиче­ ский, биологический и химический (Шутов и др., 1967; Бирюков и др., 1982; Крышень, 1990; Цветков, Иванов, 1993). Механические способы борьбы широко применялись до появления гербицидов. Сюда можно отне­ сти ручную прополку и использование почвообрабатывающих орудий (Крышень, 1990). Недостаточная эффективность и ограниченные возмож­ ности применения средств механизированного регулирования травяного покрова обуславливают необходимость применения в довольно большом объеме ручного ухода (Бельков и др., 1974). Ручная прополка - трудоем­ кий и малоэффективный способ борьбы с сорняками, применение его на больших площадях затруднено, особенно при сильном развитии многолетних трав.

Существует 4 типа засоренности полей: семенной (преобладание ма­ лолетних сорняков), корнеотпрысковый (бодяк полевой, осот полевой, льнянка обыкновенная и др. корнеотпрысковые растения), корневищный (пырей ползучий, хвощ полевой и др. корневищные травы) и смешанный.

Общее в борьбе с сорняками для всех типов засоренности заключа­ ется в истощении запаса питательных веществ в органах вегетативного размножения или запаса семян в пахотном слое почвы. Для этого необхо­ димо создать хорошие условия для роста сорняков и при появлении всхо­ дов провести боронование. Начинать надо сразу после схода снега - про­ вести боронование и прикатать почву. Эти мероприятия стимулируют про­ растание семян сорняков. В дальнейшем прикатывание необходимо прово­ дить после боронования только при преобладании сорняков семенного происхождения (семенной и смешанный типы засоренности). При корнеотпрысковом типе засоренности желательна глубокая вспашка в начале ле­ та. При сильном развитии корневищных трав боронование проводят в двух перпендикулярных направлениях. При сильной засоренности полей жела­ тельно двухлетнее парование (Крышень, 1990).

Обычные способы механического удаления сорняков в питомниках не только трудоемки и дороги, но во многих отношениях не достигают своей цели. Эти способы и приемы возникли давно, в условиях слаборазвитой экономики, и, как правило, они не обеспечивают полной защиты выращиваемых расте­ ний от сорняков. Например, в питомниках вскоре после очередной про­ полки сорняки отрастают вновь, отнимая у сеянцев и саженцев в промежутках меж­ ду уходами питательные вещества почвы, влагу и свет (Шутов и др., 1967).

Биологический способ основан на использовании различных живот­ ных и микроорганизмов, избирательно уничтожающих сорные растения, он недостаточно изучен. Частным случаем биологического способа борьбы является введение в севооборот культур, подавляющих сорные растения (сидеральный пар), однако в лесных питомниках применение сидератов связано с опасностью стимулирования развития почвенных патогенных грибов (Крышень, 1990).

По сравнению с механическими приемами устранения сорных расте­ ний химический метод борьбы с ними, основанный на обработке растений определенными веществами - гербицидами, более совершенный и полнее отвечающий современному уровню науки и требованиям практики.

Основное преимущество химического метода заключается в том, что обработка растений гербицидами может осуществляться с применением высокопроизводительных машин и аппаратов, что позволяет эффективно механизировать ряд трудоемких операций, которые выполнялись вручную или были мало механизированы. В целом это позволяет резко поднять производительность труда в питомниках. Химический метод борьбы с сорными и нежелательными растениями является не только высокопроиз­ водительным, но и более сложным. Применение его требует специальных знаний и подготовки (Шутов и др., 1967).

Гербициды - химические вещества, уничтожающие или подавляю­ щие жизнедеятельность растений. Объектами применения гербицидов в лесных питомниках являются посевные и школьные отделения, плантации и другие специальные отделения, паровые поля, служебные площади (до­ роги, защитные полосы, площадки для приготовления или хранения тор­ фяных удобрений, гурты торфа) (Применение гербицидов..., 1989).

По своему действию на растение гербициды подразделяются на об­ щеистребительные (сплошного действия) и избирательные (селективные), почвенные, системные и контактные (Бельков и др., 1989; Бирюков и др., 1982; Крафтс, 1963; Крышень, 1990; Применение гербицидов 1989).

По отношению к культурным растениям гербициды можно разде­ лить на селективные (избирательные) и неселективные (общеистреби­ тельные). К первой группе древесные породы достаточно устойчивы, по­ этому такие гербициды можно применять путем сплошного опрыскивания в посевах и школах. Избирательность действия конкретного гербицида проявляется только в определенном интервале доз и зависит от многих факторов, важнейшие из которых - фаза развития сорняков, сеянцев и са­ женцев древесных пород и тип почвы (для почвенных гербицидов). Обычно устойчивость древесных пород к гербицидам повышается с увеличени­ ем возраста сеянцев и саженцев, а наибольшая чувствительность отмечает­ ся в период их активного роста. Неправильное применение удобрений, на­ личие болезней и вредителей снижают устойчивость сеянцев и саженцев к гербицидам и увеличивают опасность их повреждения. Неселективные гербициды применяют в основном в паровых полях или путем направлен­ ного опрыскивания.

По характеру действия на сорняки гербициды можно разделить на почвенные, системные и контактные. Гербициды почвенного действия проникают в растения через корни, вызывая гибель сорняков. Применение наиболее эффективно по чистой почве до отрастания сорняков. Обильные осадки резко усиливают действие этих гербицидов, при отсутствии дождей они малоэффективны. Могут проникать в почву на различную глубину.

Гербицидное действие достаточно длительно и зависит от содержания гу­ муса и механического состава почвы. Обычно применяются в посевах и школах. Гербициды системного действия активно поглощаются листьями, перемещаются по сосудистой системе растения, проникая в подземные ор­ ганы. Через почву не действуют. Опрыскивание ими проводят по отрос­ ш и м сорнякам с сухой листовой поверхностью. Для эффективного дейст­ вия необходимо отсутствие осадков в течение нескольких часов после оп­ рыскивания. Влажность почвы не имеет решающего значения. Гербицидный эффект проявляется довольно быстро. Широко применяются в паро­ вых полях, посевах и школах. Гербициды контактного действия вызыва­ ют отмирание только тех частей растений, на которые попадают при опры­ скивании. Транслокационные свойства отсутствуют или выражены очень слабо. По условиям применения близки к системным гербицидам. Очень важное значение имеют равномерность опрыскивания и расход рабочей жидкости. Гербицидное действие проявляется уже через несколько дней и не зависит от типа почвы. После опрыскивания, как правило, наблюдается повторное отрастание многолетних сорняков из сохранившихся подземных органов. Чаще всего применяются против однолетних сорняков в посевах до появления всходов древесных пород. Многие гербициды обладают ком­ плексным действием на сорняки. Так, например, существуют почвенные гербициды с контактным действием (велпар), контактные с ограниченным системным действием (баста) и другие (Бельков и др., 1989). Большинство гербицидов используется в виде растворов, эмульсий и суспензий, за исключением мине­ ральных масел, которые вносятся в чистом виде. Для более рациональной и эффек­ тивной борьбы с сорной растительностью должна быть разработана опре­ деленная система использования гербицидов (Бирюков и др., 1982).

Применение гербицидов в питомниках может получить положитель­ ную оценку в целом при соблюдении трех основных условий: отсутствии вредного влияния используемых веществ на плодородие почвы; отсутст­ вии отрицательного их действия на качество и выход посадочного мате­ риала; экономии трудовых и денежных затрат на уход за посевами и по­ садками. При соблюдении правил применения гербицидов сеянцы и са­ женцы древесных пород растут при химическом уходе, как правило, гораз­ до лучше, чем при обычных прополках. Улучшение роста древесных пород прежде всего, по-видимому, связано с тем, что гербициды полностью или на более длительный срок, чем обычные уходы, освобождают культиви­ руемые растения от конкурентного влияния сорняков (Шутов и др., 1967).

И. Н. Рахтеенко и др. (1964) отмечают, что отсутствие мер борьбы с сорня­ ками резко снижает эффективность механической обработки почвы и вне­ сения удобрений, приводит к заглушению посевов и посадок, а в некото­ рых случаях и к их гибели, что обусловлено огромной конкурентной спо­ собностью сорняков.

Современные меры борьбы с сорными травянистыми растениями не обеспечивают их уничтожение, а лишь временно ограничивают их разви­ тие в местах непосредственного применения мер борьбы. При существую­ щем положении ощущается острая потребность в повышении эффективно­ сти мер борьбы с нежелательными травянистыми растениями (Бельков и др., 1974; Рябинков, 1997). Признавая важную роль гербицидов в общей системе мероприятий по борьбе с сорняками, следует отметить, что при неумелом их использовании возможны и неблагоприятные последствия.

Непрерывное увеличение объема работ без соответствующей подготовки исполнителей связано с большими трудностями и сопряжено с ошибками, которые иногда ставят под сомнение целесообразность применения ядо­ химикатов в лесном хозяйстве.

При разработке комплекса мер борьбы с сорняками необходимо учи­ тывать, что с помощью только одних гербицидов, без умелого сочетания их с агротехническими приемами, невозможно уничтожить сорняки в посевах. При этом нельзя противопоставлять применение гербицидов агро­ технике и необходимо иметь в виду, что неудовлетворительную обработку почвы невозможно исправить внесением гербицидов.

Для успешного применения гербицидов важно выполнять следую­ щие основные требования: правильно выбирать гербициды с учетом ус­ тойчивости к ним культуры; умело сочетать использование гербицидов с комплексом агротехнических приемов; применять системы гербицидов для подавления всего разнообразия сорняков; правильно устанавливать нормы расхода препаратов, рабочей жидкости и соблюдать технологии внесения гербицидов. При подборе гербицидов и их смесей учитывают чувствитель­ ность или устойчивость к препаратам всех сорняков конкретной экологи­ ческой ассоциации.

В питомниках области сложилась довольно сложная обстановка с за­ соренностью полей сорными растениями. Это вызывается рядам причин.

Ручная прополка из-за больших площадей питомников и недостатка рабо­ чих в полной мере не проводятся. Кроме того, низка обеспеченность соот­ ветствующими машинами и механизмами для ухода за сеянцами, допус­ каются нарушения технологической дисциплины, что приводит к сильно­ му зарастанию полей сорняками и вызывает необходимость дополнитель­ ного применения гербицидов.

В результате анализа литературных источников по поставленной проблеме пришли к выводу, что сорный компонент ценофлоры питомни­ ков и влияние его на посадочный материал исследован недостаточно полно.

В питомниках Севера проводились исследования по испытанию гер­ бицидов, по результатам которых составлены действующие рекомендации (Мочалов, 1991,2005).

Исследования по изучению биологии сорняков и влияния их на се­ янцы проводились на территории Карелии (Крышень, Кузьмин, 1987;

Крышень, Кивиниеми, 1990; Крышень, 1990, 1993, 1994, 1996), в Ленин­ градской области (Мельницкий, 1991,1993; Мартынов и др., 1996; Егоров, Бубнов, 2003). В средней подзоне тайги Архангельской области работа по данной теме не проводилась вовсе и, таким образом, назрела необходи­ мость ее изучения.

На основании аналитического обзора литературы разработаны про­ граммные вопросы исследований.

МЕТОДИКА И ОБЪЕМ ВЫПОЛНЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

Прежде, чем приступить к описанию методики исследований, следу­ ет отметить, что общепринятых комплексных методик по изучению це­ нофлоры питомников нет. Принятая нами методика синтезирует адапти­ рованные к флоре лесных питомников частные методики по исследованию отдельных вопросов и тем самым носит комплексный характер. Методоло­ гической основой исследований послужили труды российских и зарубеж­ ных ученых лесоводов, экологов, ботаников, лесокультурников, такие как:

A. П. Шенников «Луговая растительность СССР» (1938), П. Д. Ярошенко « Геоботаника» (1969), Л. Г. Раменский «Избранные работы: Проблемы и методы изучения растительного покрова» (1971), И. Н. Бейдеман «Методика изучения фенологии растений и растительных сообществ» (1974), В. П. Бельков и др.

«Регулирование травяного покрова в лесу» (1974), Т. А. Работнов «Фито­ ценология» (1978), Г. И. Редько и др. «Биоэкологические основы выращи­ вания сеянцев сосны и ели в питомниках» (1983), И. С. Мелехов «Лесове­ дение» (2002), Е. П. Гнатюк, А. М. Крышень «Методы исследования ценофлор (на примере растительных сообществ вырубок Карелии)» (2005), B. М. Шмидт «Флора Архангельской области» (2005), А. М. Крышень «Растительные сообщества вырубок Карелии» (2006), P. Jaccard «Distribution de la flore alpine dans le basin de Dranses et dans quelques regions voisines» (1901), C. Raunkiaer «Life forms of plants and statistical plant geography» (1934), J. Braun-Blanquet «Pflanzensociologie» (1964) и др.

На основании анализа состояния проблемы в соответствии с общей целью работы были разработаны основные этапы проведения исследова­ ний (рис. 3.1):

- подготовительный, основой которого является выполнение обзора литературы по теме исследования, восстановление исторического развития питомнического дела;

- полевой, содержащий маршрутные и стационарные исследования;

Подготовительный Определение биометрических показателей, запаса и всхожести - лабораторный, включающий предварительные опыты по опреде­ лению эффективного гербицида, проведение химических анализов, опре­ деление биометрических показателей семян;

- камеральный, заключающийся в обработке экспериментального материала.

Маршрутным методом обследовали поля каждого лесного питомни­ ка. Учет сорняков проводили визуальным способом один раз за лето (Лу­ нева, 2002). Исследования выполняли на продуцирующей площади (посев­ ное отделение, школьное отделение) и вспомогательной (хозяйственный участок, прикопочный участок, компостник, обочины дорог) 5 постоянных лесных питомников: Няндомском, Плесецком, Каргопольском, Конош­ ском, Устьянском. На исследованных питомниках соблюдаются основные положения официальных документов по выращиванию посадочного мате­ риала.

При рекогносцировочном обследовании учитывали видовой состав сорной растительности. Видовой состав выявляли путем осмотра всех по­ лей, как в посевном отделении, так и в школьном, и вспомогательной части питомника и учета сорняков. При этом отмечали приуроченность видов сорных растений к месту произрастания. Степень засоренности участков определяли визуально по шкале А. И. Мальцева (табл. 2.6).