Tag Archives: Сорные растения

Агроценозы, агробиоценозы, агрофитоценозы

30.10.2018

Агроценоз (от греч. ἀγρός, agros — «поле», κοινός, koinos — «общий») — система, созданная человеком и включающая сообщество живых организмов и связанные с ним факторы среды обитания в пределах одной территории, объединенную между собой круговоротом веществ и потоком энергии.

Агробиоценоз (агроэкосистема) — полевое сообщество живых организмов агроценоза. В состав полевого сообщества входят культурные и сорные растения (агрофитоценоз), потребители органического вещества (травоядные, различные паразиты растений, гетеротрофные микроорганизмы и т.д.), а также редуценты растительных и животных остатков (почвообитающие животные, грибы и бактерии).

Агрофитоценоз — растительное сообщество агроценоза, включающее сорные и культурные растения, формирующееся на обрабатываемых сравнительно однородных в экологическом отношении сельскохозяйственных угодья.

[toc]

Сорные растения

Навигация

Сорные растения

 

На формирование агроценозов, его флористический и количественный состав оказывает влияние множество факторов:

  • агроклиматических условия местообитания;
  • почвенных условий;
  • теплового режима и обеспеченности влагой;
  • системы удобрений;
  • запасы диаспор растений (банк семян);
  •  флористическое разнообразие окружающих территорий;
  • агротехника возделывания культур;
  • видовым и сортовым составом выращиваемых растений;
  • уровнем культуры земледелия.

Многообразие факторов приводит к формированию на отдельных полях несходных агрофитоценозов с особенными взаимовлияниями растений друг на друга.

В тоже время, на полях со сходными факторами, прежде всего агротехникой и видами культурных растений, формируются схожие агроценозы, называемые агроассоциациями.

Система управления сорной растительностью должны строиться не на общих понятиях, а на детальных знаниях биологических особенностей и экологических предпочтений сорняков, конкретных значениях флористического состава и количественного обилия сорняков. Понимание особенностей формирования агрофитоценозов, а также конкретных значениях видового и количественного обилия дает возможность вести более эффективную, в том числе и экономически обоснованную, борьбу с сорной растительностью.

Компоненты агрофитоценоза

Агрофитоценоз составляют культурные и сорные растения. Культурные растения в посевах могут быть представлены одним видом — одновидовые посевы, либо несколькими — многовидовые посевы (вико-овсяновые, смесь клевера с тимофеевкой, смесь подсолнечника с масличной редькой и др.).

Возделываемые культуры, в зависимости от севооборота, могут занимать поле в течение одного вегетационного периода или несколько сезонов подряд.

Сорные растения представлены в составе агрофитоценоза чаще всего в количестве 10-15 видов, реже — 20-30. Например, в Московской области в агроассоциации озимой пшеницы насчитывается от 22 до 40, ячменя — от 17 до 32 и однолетних трав — от 14 до 26 видов сорняков.

В состав сорного компонента агрофитоценоза включают также диаспоры сорных растений, находящиеся в почве (плоды, семена, корнеотпрыски, корневища, клубни, корневые шейки, луковицы и другие органы возобновления), в целом, называемые банк семян.

Представление о более высокой жизнеспособности и устойчивости сорняков по сравнению с культурными растениями ошибочно. Эволюция полевых сообществ на протяжении многих веков происходила благодаря отбору человеком наиболее ценных растений по биологической продуктивности и хозяйственной ценности из дикорастущих, в том числе сорных, видов, создавая благоприятные условия для её роста за счет системы агротехнических мероприятий.

Благодаря опережающему развитию и преобладанию в агрофитоценозе культурных растений, создается конкурентное преимущество над сорной растительностью и, как следствие, формирование и состояние внутренней фитоценотической среды полевого сообщества определяется культурным компонентом, который выступает также в качестве средообразователя, или эдификатора, полевых фитоценозов.

Мощный стеблестой культурных растений оказывает угнетающее действие на многие сорняки. При этом величина органической массы, создаваемой ими, редко превышает 2-5% всей массы агроценоза.

Только за счет ослабления культуры по разным причинам: изреженные всходы, несвоевременный посев, сильное поражение вредителями и т.д., могут создаться условия для конкурентного преимущества сорной растительности.

Стоит также заметить, из автотрофов в состав агрофитоценозов входят различные водоросли (зеленые, сине-зеленые, диатомовые и др.); однако синтезируемая ими ежегодно масса органического вещества не превышает 100-150 кг/га.

Формирование агрофитоценоза

Формирование агрофитоценоза конкретного поля определяется сельскохозяйственной культурой и начинается в момент её посева. В процессе развития культуры (набухания семян, образования корней, появлением семядольных и настоящих листьев) интенсивность взаимного влияния и взаимодействия культурных растений и сорняков увеличивается.

Если на данном поле размещается другая культура, то выраженность, направленность и характер взаимоотношений между компонентами агрофитоценоза приобретает иную форму, что влечет формирование и становление уже другого растительного сообщества с только ему присущими особенностями состава и строения.

Состав популяций сорняков зависит от времени последней обработки почвы (вспашки, культивации, боронования, лущения или применение гербицида). Если последняя обработка почвы происходит поздней осенью или ранней весной, проявятся сорняки, характерные для зерновых культур, даже если в этом году на поле они будут выращиваться. Если же обработка почвы будет проводиться в мае или июне, будут создано условия для появления так называемых «мотыжных сорняков», характерных для пропашных культур. Причиной такого поведения являются разные температуры покоя и прорастания семян сорняков.1Heinz Ellenberg: Vegetation Mitteleuropas mit den Alpen in ökologischer, dynamischer und historischer Sicht (= UTB für Wissenschaft. Große Reihe. Band 8104). 5., stark veränderte und verbesserte Auflage. Eugen Ulmer, Stuttgart (Hohenheim) 1996, ISBN 3-8252-8104-3.

Свойства соответствующей почвы также влияют на запасы сорняков. Особенно важны реакции почвы, обеспеченность питательными веществами и влагой, а также тип почвы.

С активизацией жизненных и ростовых процессов взаимодействия и взаимовлияния компонентов агрофитоценозов укрепляются и стабилизируются. Появление свежего органического вещества и формирование устойчивой внутренней среды агрофитоценоза, способствующее обитанию и размножению макро- и микроорганизмов, обогащает  полевое сообщество организмами, в том числе фитопатогенными и вредными насекомыми. В результате агробиоценоз обогащается по формам жизни, обилию видов и усложняется по качественному проявлению взаимоотношений между его составляющими.

Агробиоценоз включает в себя культурные и сорные компоненты агрофитоценоза, а также всё многообразие живых макро- и микроорганизмов, что существенно усложняет взаимодействие и взаимовлияние внутри агробиоценоза. Очевидно, что чем меньше это многообразие, тем ниже потери органического вещества и выше продуктивность культур в агробиоценозе.

Однако низкий уровень разнообразия организмов, в том числе вредных, приводит к неизбежной утратой даже минимальной способности агробиоценоза к саморегуляции. Функционирование агроэкосистемы в желаемом режиме возможно при постоянном дополнительном поступлении в нее энергии извне, что реализуется в процессе проведения различных сельскохозяйственных работ и агротехнических мероприятий, таких как мелиорация земель, известкование, внесение удобрения, применение пестицидов, обработка почвы, возделывание определенных сортов культур и т.п. Интенсивность производственного воздействие на агробиоценоз снижает способность к саморегуляции и повышает продуктивность культурного компонента.

Дополнительно на характер и выраженность этих взаимоотношений оказывают влияние живые организмы, обитающие в почве (грибы, нематоды, бактерии, дождевые черви, личинки и взрослые особи насекомых и др.).

Формы взаимоотношений между компонентами полевых сообществ

Одним из факторов, определяющих продуктивность сельскохозяйственных культур является взаимодействие культурных и сорных компонентов агрофитоценоза. Многообразие форм прямых и косвенных взаимодействий обусловлено видами растений, их биологическими свойствами, агроэкологическими условиями, изменчивостью в течение сезона, средой местообитания.

Выделяют следующие прямые формы взаимодействия между растениями полевого сообщества:

  1. Паразитизм и полупаразитизм.
  2. Механическое давление на корни и надземную часть одного растения вьющимся и цепляющимся другим растением (горох посевной (Pisum sativum), подмаренник цепкий (Galium aparine), горец вьющийся (Fallopia convolvulus), вьюнок полевой (Convolvulus arvensis)), сильно ветвящимся растением (пикульник заметный (Galeopsis speciosa), марь белая (Chenopodium album), редька дикая (Raphanus raphanistrum), мать-и-мачеха (Tussilago) и др.) за счет мощной развитой корневой системы (мятлик однолетний (Poa annua), пырей ползучий (Elytrigia repens), хвощ полевой (Equisetum arvense) и др.).
  3. Аллелопатия (биохимическое воздействие) — явление влияния одного растения (донора) посредством выделения активных веществ — колинов, ингибирующих (угнетающих) или стимулирующих жизнедеятельность другого растения (акцептора) или живого организма. Активные вещества, образующиеся при разложении отмерших растений или их частей называются миазминами.
  4. Конкуренция за факторы жизни растений (свет, вода, элементы минерального питания и др.).

Косвенные формы взаимодействия:

  1. Фитогенное воздействие — средообразующее влияние растений на формирование и состояние внутренней среды полевого агрофитоценоза. Сущность воздействия заключается в формирование доминирующим по численности и, прежде всего по массе органического вещества, растением физического состояния  и химического состава приземного слоя атмосферы. Фитогенное воздействие может быть односторонним и взаимным. Таким образом, доминирующее растение создает в приземном слое наиболее подходящие для себя условия: освещенность, температуру, влажность, движение воздуха (физическое состояние), концентрацию кислорода, летучих веществ, радиационной активности соединений, ионный состав (химический состав). Для других видов растений полевого сообщества эти условия становятся внешними, определяющими их факторы жизни.
  2. Эдафические факторы — влияние посредством почвенных условий. Первичная совокупность почвенных условий (экотоп), определяемая физико-географическими свойствами среды, под воздействием растений полевого сообщества меняется в соответствии с потребностями растений (биотоп). В результате, в процессе жизнедеятельности растений, количественное (содержание питательных веществ, рН) и качественное (подвижность макро- и микроэлементов, почвенная влага, гумусовый состав) состояние почвы претерпевает изменения.
  3. Отзывчивость растений на внешние воздействия — обуславливается  изменчивостью климатических (недостаток тепла, затяжные дожди, высокие температуры, засуха, градобитие, эрозия почвы и др.); биогенных (жизнедеятельность микроорганизмов, насекомых, птиц, животных и других живых организмов), антропогенных, связанных с производственной деятельностью человека.

Направленность воздействия также определяет состав агрофитоценоза. Например, если какая-либо форма взаимодействия носит отрицательный характер, то возрастает фитоценотическая роль в сообществе тех видов, которые слабо реагируют на это негативные воздействия или быстро оправляются от нанесенных повреждений.

И наоборот, если внешнее воздействие положительно влияет на жизнедеятельность компонентов, то повышается фитоценотическая роль видов, которые наиболее отзывчивы на действующий фактор. Например, внесение полного минерального удобрения (NPK) в посевах льна-долгунца и ячменя резко усиливает роль культуры в формировании сообщества. Напротив, внесение только азотных удобрений сильно повышает фитоценотическую значимость редьки дикой (Raphanus raphanistrum), горчицы полевой (Sinapis arvensis), горца щавелелистного (Polygonum lapathifolium), пикульника двугубого, что приводит к росту сорного компонента агрофитоценоза.

Эволюция агрофитоценозов

Агрофитоценозы подвержены с течением длительного времени эволюционным процессам, связанным прежде всего с систематическим изменением систем земледелия, появлением новых агротехнологий, средств защиты растений и т.п. Как показали исследования немецких ученых, за последние 80 лет состав сорной растительности на полях ФРГ постоянно претерпевал изменения.1Joachim Hüppe, Heinrich Hofmeister: Syntaxonomische Fassung und Übersicht über die Ackerunkrautgesellschaften der Bundesrepublik Deutschland. In: Berichte der Reinhold-Tüxen-Gesellschaft. Band 2, 1990, S. 61–81.

Литература

Земледелие. Учебник для вузов/Г.И. Баздырев, В.Г. Лошаков, А.И. Пупонин и др. — М.: Издательство «Колос», 2000. — 551 с.

Вред, причиняемый сорными растениями

30.10.2018

Сорные растения наносят значительный ущерб сельскому хозяйству, прежде всего за счет ухудшения условий жизни культурных растений. Вред, причиняемый сорными растениями, разделяется на:

  • прямой — ухудшающий условия жизни растений и тем самым снижая урожайность и качества продукции;
  • косвенный — приводит к дополнительным затратам ресурсов на противодействие вреду сорной растительности.
Вред сорных растений
Конкуренция сорных растений за факторы роста на примере пшеницы и костера
[toc]

Сорные растения

Навигация

Сорные растения

 

Негативное влияние сорняков на культурные растения заключается в непосредственном ухудшении условия жизни растений.

Сорные растения наносят ущерб сельскому хозяйству за счет:

  • создания дефицита влаги и питательных веществ для культурных растений;
  • затенение посевов;
  • механического воздействия на культурные растения;
  • подавления роста культурных растений за счет токсического воздействия (аллелопатии, может оказывать и положительный эффект);
  • резервации болезней и вредителей;
  • осложнения производственной деятельности;
  • нанесения вреда животноводству;
  • ухудшения качества продукции;
  • снижения урожайности.

Отдельно стоит отметить, при отсутствии должной системы борьбы с сорной растительностью, создаются условия их накопления, что в последующие периоды усугубляет вред.

Дефицит влаги

Сорные растения также, как и культурные потребляют влагу почву, в следствии чего создается её дефицит и приводит к ослаблению роста и развития культурных растений.

Корневая система некоторых сорняков уходит в глубь на несколько метров: марь белая (Chenopodium album), щирица (Amaranthus), щетинники (Setaria), овсюг (Avena fatua) — до 2 м, метлица обыкновенная (Apera spica-venti), ежовник обыкновенный (Echinochloa crus-galli), ромашка непахучая (Tripleurospermum inodorum), чистец болотный (Stachys palustris), вьюнок полевой (Convolvulus arvensis) — до 5 м, донник желтый (Melilotus officinalis) — до 5,5 м, бодяка полевого (Cirsium arvense) на третий год жизни — до 7-9 м, хвощ полевой (Equisetum arvense), горчак ползучий (Rhaponticum repens) — до 10 м. Это свойство позволяет сорнякам потреблять огромное количество воды.

Некоторые сорные растения, такие как редька дикая (Raphanus raphanistrum), пикульник заметный (Galeopsis speciosa), овсюг (Avena fatua), амброзия полыннолистная (Ambrosia artemisiifolia), василек синий (Centaurea cyanus), ромашка непахучая (Tripleurospermum inodorum) потребляют в определенные периоды вегетации в 1,5-2 раза больше влаги, чем культурные растения. В результате в корнеобитаемом слое почвы влажность снижается на 2-5%. Даже в зонах с достаточным увлажнением, например в Нечерноземной зоне, величина создаваемого дефицита влаги приобретает опасное значение. Особенно эта проблема актуальна в период засух, который случается в этой зоне один раз в 2-3 года.

Транспирационные коэффициенты многих сорняков выше, чем у культурных растений. Например, на создание 1 кг сухого вещества кукурузой потребляется 250-400 л воды из почвы, просом — 200-300 л, льном — 400-430 л, пшеницей — 460-510 л, овсом — 600 литров. Тогда как марь белая (Chenopodium album), щирица (Amaranthus) и бодяк (Cirsium) — 800-1200 л, пырей ползучий (Elytrigia repens) — 1100-1200л, горчица полевая (Sinapis arvensis) 870-900 л. 

Дефицит питательных веществ

Сорная растительность конкурирует с культурными растениями не только за влагу, но и за питательные вещества. Причем поглощение питательных веществ сорняками превосходит поглощение культурами с высоким урожаем (таблица). Например, исследования ВИУА показали, что коэффициент использование азота редькой дикой (Raphanus raphanistrum), марью белой (Chenopodium album) и ромашкой непахучей (Tripleurospermum inodorum) на 5-12% выше, чем у пшеницы.1Земледелие. Учебник для вузов/Г.И. Баздырев, В.Г. Лошаков, А.И. Пупонин и др. — М.: Издательство «Колос», 2000. — 551 с.

Таблица. Вынос азота, фосфора и калия культурными и сорными растениями, кг/га1Земледелие. Учебник для вузов/Г.И. Баздырев, В.Г. Лошаков, А.И. Пупонин и др. — М.: Издательство «Колос», 2000. — 551 с. 2Баздырев Г.И. Сорные растения и меры борьбы с ними в современном земледелии: Учебное пособие для вузов. М.: Изд-во МСХА, 1993. — с. 242.

Название растения
Урожайность, т/га
Вынос
N
P2O5
K2O
Озимая рожь
3,0
85
40
78
Озимая пшеница
3,0
75-80
25-52
55-82
Яровая пшеница
3,0
60
24
84
Лен
0,7
78
30
69
Ячмень
3,0
75-80
28-33
63
Картофель
20
80
40
120
Кукуруза на силос
30-40
110-116
36-45
130-144
Бодяк
5,72
137-138
31
117-167
Осот
4,30
67
29
160
Пырей
6,0
46-49
31-32
69
Хвощ
8,42
280
92
278
Амброзия
5,4
135
40
157
Мать-и-мачеха
6,1
74
27
235
Пикульник
4,5
38
7
84
Щирица
6,5
190
14
286
Ромашка
4,7
25
19
27
Редька дикая
1,38
43,6
15,6
43,6
Василек синий
3,0
65,4
24,0
98,2

Поэтому следует понимать, что растительная масса сорной растительности — это масса недополученного урожая.

Степень потребления и использования зависит от почвенно-климатических условий, видового состава сорных растений, их биологических особенностей и количества. Питательные вещества поглощенные сорняками частично отчуждаются с полей вместе с семенами при уборке урожая и стеблями, листьями при уборке соломы или зеленой массы. Большая доля аккумулируется в корнях и корневищах, семенах многолетних сорняков и долгое время не возвращается в почву.

Опыты ВИУА с меченым азотом показали, что некоторые виды сорных растений более интенсивно поглощают азот, чем культурные растения. Так, если у льна, яровой пшеницы и проса коэффициент использования азота составляет 35-56%, то у ромашки непахучей (Tripleurospermum inodorum), метлицы полевой (Apera spica-venti), мари белой (Chenopodium album), горчицы полевой (Sinapis arvensis), подмаренника цепкого (Galium aparine), горца развесистого (Persicaria lapathifolia) он варьирует от 56 до 70%.

Согласно результатам химических анализов культурных и сорных растений, росших совместно, количество питательных веществ в сорняках возрастает от их численности, в то время как в культурных растениях оно снижается. Так, вынос питательных веществ при совместном росте кукурузы и сорняков без прополки составил 157,3 и 106,8 кг/га, с двумя прополками — 273,6 и 33,6 кг/га, с четырьмя прополками — 318,6 и 0,23 кг/га соответственно.1Борьба с сорняками при возделывании сельскохозяйственных культур. Под ред. Г.С. Груздева. — М.: Агропромиздат, 1988.

Аналогичные выводы следуют из опытов ТСХА, поставленных на посевах озимой пшеницы в Московской области. В фазе кущения вынос питательных веществ пшеницей составил 70,8 кг/га, сорняками 7,2; в фазе цветения — 183,6 и 115,4 кг/га; в фазе молочной спелости — 137,3 и 154,7 кг/га соответственно. Применение мер борьбы позволило сократить вынос сорняками питательных веществ до 33,2 кг/га, в то время, как вынос озимой пшеницы увеличился до 199,3 кг/га, урожайность при этом составила 4,52 т/га, на контроле — 1,97 т/га.

Таблица. Относительный вынос питательных веществ культурными растениями и сорняками, %3Баздырев Г.И. Сорные растения и меры борьбы с ними в современном земледелии: Учебное пособие для вузов. М.: Изд-во МСХА, 1993. — с. 242.

Название растения
N
P2O5
K2O
Пшеница
2,80
1,2
0,65
Рожь
2,46
0,96
0,60
Ячмень
2,35
1,0
0,60
Кукуруза
1,85
0,69
0,48
Бодяк полевой (Cirsium arvense)
1,99
0,69
3,00
Горец вьюнковый (Fallopia convolvulus)
1,18
0,85
2,06
Горец развесистый (Persicaria lapathifolia)
1,24
1,49
2,57
Марь белая (Chenopodium album)
2,16
0,60
3,16
Звездчатка средняя (Stellaria media)
2,00
0,70
6,84
Осот полевой (Sanchus arvensis)
1,53
0,71
4,67
Пикульник (Galeopsis)
1,25
0,55
2,53
Ромашка непахучая (Tripleurospermum inodorum)
2,10
0,50
2,58
Хвощ полевой (Equisetum arvense)
1,69
0,55
3,10

Затенение

Благодаря опережающему росту многие сорняки в начальные стадии роста опережают культурные растения, что приводит к сильному затенению культурных растений. Например, освещенность посевов ячменя и картофеля снижается соответственно на 17,7 и 23,0% по сравнению с посевами без сорной растительности. Особенно это сказывается на посевах льна, проса, кукурузы, сахарной свеклы, которые медленно развиваются в начальные периоды роста.

Сильное затенение сорной растительностью посевов вызывает ослабление прочности приземной части стеблей культурных растений, что приводит к полегание зерновых, проса, кукурузы и др.

Затенении сказывается на температуре почвы, снижая её на 1-4 °С. Это уменьшает биохимические процессы в растениях и микробиологическую активность почвы, что, в целом, ухудшает условия жизнедеятельности культурных растений.

Механическое воздействие

Механическое воздействие сорняков проявляется в физическом давлении на вегетативные органы культурных растений. Например, вьющиеся и тонкостебельные сорняки, такие как горец вьющийся (Fallopia convolvulus), подмаренник цепкий (Galium aparine), вьюнок полевой (Convolvulus arvensis), переплетают растение и за счет собственной массы приводят к полеганию посевов. Марь белая (Chenopodium album), василек синий (Centaurea cyanus), полынь горькая (Artemisia absinthium), мать-и-мачеха (Tussilago) и ряд других наращивают мощную надземную часть, которая подавляет рост и приводит к изреживанию посевов.

Паразитные и полупаразитные сорняки, прежде всего повилики и заразихи, с помощью гаусторий (присосок) закрепляются на стеблях или корнях растений и извлекают из них воду, минеральные и пластические вещества. Их действие проявляется на более чем 100 видах растений.

Резерваторы болезней и вредителей

Сорных растений играют значительную в резервации вирусов, болезнетворных грибов, бактерий и насекомых, способствуя их сохранению, развитию, а затем и массовому распространению.

Например:

Сложность производственной деятельности

Сорняки осложняют производственную деятельность сельхозпредприятий, причиняя косвенный ущерб.

Основные проявления:

  • Осложнение уборки урожая. 
  • Затруднение работы уборочной техники, забивание сепарирующие механизмы, поломка машин.
  • Засорение сельскохозяйственной продукции семенами, плодами, частями стеблей и листьев сорных растений, попадание которых в обмолоченное зерно, повышает его засоренность до 20-30% и дополнительную влажность, что приводит к большим затратам на очистку сушку зерна, к повышению себестоимости продукции.
  • Дополнительные обработки почвы, ухудшение качества агротехнических приемов, повышенный расход топлива.

Как следствие, осложнение производственной деятельности ведет к увеличению затрат труда и материальных ресурсов, повышая себестоимости сельскохозяйственной продукции. В зависимости от уровня засоренности посевов затраты на дополнительную обработку почвы в Нечерноземной зоне могут возрастать на 30-50%.

Вред животноводству

Вред животноводству, причиняемый сорными растениями, проявляется прежде всего в снижении качества продукции животноводства и кормовому отравлению животных. Кормовое отравление животных может стать причиной отравления людей, употребивших в пищу продукцию от заболевших животных.

Например, выпас скота на пастбищах, засоренных чистотелом большим (Chelidonium majus), болиголовом пятнистым (Conium maculatum), зверобоем продырявленным (Hypericum perforatum), звездчаткой злаковой (Stellaria graminea), лютиком едким (Ranunculus acris), хвощем полевым (Equisetum arvense), повиликами (Cuscuta), вызывает заболевание или даже падеж животных. При скармливании коровам кормов, содержащих полынь горькую (Artemisia absinthium), пижму обыкновенную (Tanacetum vulgare), ярутку полевую (Thlaspi arvense), лук круглый (Allium rotundum), клоповник (Lepidium), горчица (Sinapis), донник (Melilotus), получают молоко и мясо со специфическим, неприятным вкусом.

Среди сорных растений встречается большое количество ядовитых, многие из которых встречаются на пастбищах: пикульники (Galeopsis), плевел опьяняющий (Lolium temulentum), звездчатка злаковидная (Stellaria graminea), белена черная (Hyoscyamus niger), дурман обыкновенный (Datura stramonium), хвощ полевой (Equisetum arvense), повилики (Cuscuta), молочаи (Euphorbia), вех ядовитый (Cicuta virosa), аконит (Aconitum), живокость высокая (Delphinium elatum), чемерица Лобеля (Veratrum lobelianum), чистотел большой (Chelidonium majus), болиголов крапчатый (Conium maculatum), лютики (Ranunculus), калужница болотная (Caltha palustris), горчак розовый (Rhaponticum repens) и др. Токсическое действие ядовитых растений вызвано накоплением в различных частях растения токсинов в виде ядовитых продуктов распада (катаболитов), алкалоидов, гликозидов, смол, сапонинов, дубильных веществ, органических кислот. Эти химические вещества, попадая в организм животных, могут вызывать нарушение обмена веществ, кормовое отравление или гибель. 

Некоторые сорные растения, такие как вех ядовитый (Cicuta virosa), белена черная (Hyosyamus niger), плевел опьяняющий (Lolium temulentum) и др. сохраняют свою токсичность после высушивания и силосования.

Некоторые сорняки могут быть токсичными для одних видов животных и безвредными для других. Например, живокость (дельфиниум или шпорник) в больших количествах ядовита для коров и относительно безвредна для овец и лошадей. Напротив, амзинкия (Amsinckia spp.) токсична для лошадей, в то время как другой домашний скот терпим к нему.

В дополнение к прямому отравлению животные могут испытать иные проблемы, связанные с поеданием некоторых разновидностей сорняков. Так зверобой (Hypericum), Eriogonum longifolium и Alchemilla arvensis содержат токсины, вызывающие фотосенсибилизацию у животных, то есть повышенную чувствительность к солнечному свету. Другие растения содержат тератогенные вещества, приводящие к эмбриональным порокам развития. Например, уродливые ягнята могут появиться, если в двухнедельный период беременности овца съедает чемерицу калифорнийскую (Veratrum californicum). Орляк обыкновенный (Pteridium aquilinum) вызывает болезнь коров, называемую “красная вода” из-за мочи цвета крови, которая является ее признаком. Этот сорняк вызывает рак мочевого пузыря, при частом употреблении в достаточных количествах.

Сорные растения, имеющие семена, покрытые колючками, шипиками наносят вред животноводству, засоряя шерсть овец (семена липучки (Lappula), чернокорня лекарственного (Cynoglossum officinale), череды трехраздельной (Bidens tripartita), чертополоха (Carduus)), повреждая кожные покровы, желудок и кишечник животных, вызывая воспаление. Созревшие колосья щетинников, пух осотов и бодяка, пушицы при поедании животными иногда скатываются в желудочно-кишечном тракте в шарообразные комки (фитобезоары), препятствующие продвижению пищи через кишечник, вплоть до гибели животных.

Вред сельскохозяйственной продукции

Сорная растительность наносит существенный ущерб качеству сельскохозяйственной продукции. Зерно с засоренных полей имеет повышенную влажность, что осложняет его очистку и хранение. Попадание семян, плодов, частей сорных растений в зерно увеличивает его засоренность до 20-30%. При размоле такого зерна в муку резко ухудшается его качество, а в некоторых случае делает непригодным к употреблению из-за содержания вредных для организма человека и животных примесей. К наиболее вредным в этом отношении сорняков относятся куколь обыкновенный (Agrostemma githago), клоповник мусорный (Lepidium ruderale), белена черная (Hyosyamus niger), горчак розовый (Rhaponticum repens), плевел опьяняющий (Lolium temulentum) и др.

Семена сорняков костреца ржаного (Bromus secalinus) и горца татарского, попадая в ржаную муку, вызывают быстрое очерствение хлеба. В целом, качество муки из засоренного зерна имеет плохие хлебопекарные качества: натура снижается на 8-11 г, стекловидность — на 0,5-3,3%, содержание протеина — на 0,6-2,0% по сравнению с мукой, полученной из зерна с полей, обработанных гербицидами. В зерне, убираемом с засоренных полей, пониженное содержание белковых веществ, у масличных культур — масел в семенах, а у корнеплодов сахарной свеклы снижена сахаристость. 

Картофель, свекла, морковь в условиях засоренности посевов образует мелкие клубни и корнеплоды, содержание в них сухих веществ ниже на 0,1-0,6%, аскорбиновой кислоты — на 0,3-0,5 мг на 100 г сырья.

Урожай сена люцерны наиболее высок в первый год после посева, однако, и наиболее засорен сорными растениями, что может снизить содержание белка вдвое.

В некоторых системах земледелия семена сорняков и семена культурных растений схожи в весе и форме, что серьезно затрудняет их разделение, например, семена люцерны и повилики, семена сои и плоды паслена.

Снижение урожайности

Главным образом вред, причиняемый сорными растениями, проявляется в снижении урожайности.

Сорные растения наносят значительный ущерб сельскохозяйственному производству. В 1996 году было подсчитано, что сорняки снижают урожайность на 20-40%.1Erich-Christian Oerke, Ulrike Steiner: Ertragsverluste und Pflanzenschutz. Die Anbausituation für die wirtschaftlich wichtigsten Kulturpflanzen. In: Schriftenreihe der Deutschen Phytomedizinischen Gesellschaft. Band 6. Ulmer Verlag, 1996. В мировом масштабе — на 10%. В России они составляют в среднем 26%.2Земледелие. Учебник для вузов/Г.И. Баздырев, В.Г. Лошаков, А.И. Пупонин и др. — М.: Издательство «Колос», 2000. — 551 с. Считается, что 10-15% общей рыночной стоимости сельскохозяйственных продуктов в Соединенных Штатах потеряны из-за сорняков. Эта потеря составляет приблизительно от 8 до 10 миллиардов долларов в год.

Потери урожая культур в мировом масштабе от сорняков и вредителей составляют: зерновые — 500-510 млн т, картофеля — 125-135 млн т, сахарной свеклы — 65-75 млн т, овощей — 78-79 млн т. Суммарный ущерб оценивается в 75 млрд долларов (1980 г.).3Актуальные вопросы борьбы с сорными растениями. — М.: Колос, 1980. 

Таблица. Потенциальные потери сельскохозяйственной продукции в мире за 2001-2003 год4Herbes sauvages des champs, bonnes ou mauvaises? INRA Dijon/Jardin des sciences. (Перевод UniversityAgro.ru)

Культура
Мировое производство, млн т за 2001-2003 гг
Потенциальные потери, %
от вирусных заболеваний
от болезней
от вредителей
от сорняков
Пшеница
795
2,5
16
9
23
Рис
933
2
13,5
25
37
Кукуруза на зерно
518
3
9
16
40

В среднем за 1991-1995 годы в России потери урожая от сорняков зерновых культур составили 16,6%, льна-долгунца — 21,8%, сахарной свеклы — 22,4%, масличных культур — 16,1%, картофеля — 15%, кормовых культур— 15,8%. В последние годы снижение урожайности не только не снижается, но и наблюдается положительная динамика.1Основы технологии сельскохозяйственного производства. Земледелие и растениеводство. Под ред. В.С. Никляева. — М.: «Былина», 2000. — 555 с.

По данным ЦИНАО, в России средняя и сильная засоренность посевов зерновых культур составляет 61% площадей, сахарной свеклы — 66, картофеля — 51, кормовых трав — 49%. При систематической и эффективной организации защиты посевов от сорной растительности, и приведения количества сорняков до приемлемого уровня (критического порога вредоносности) повышение урожайность зерновых культур могло составить 9-18%, технических — 10-17, картофеля и овощных — 10-15, кормовых — 10-15%.2Земледелие. Учебник для вузов/Г.И. Баздырев, В.Г. Лошаков, А.И. Пупонин и др. — М.: Издательство «Колос», 2000. — 551 с.

Множество научных исследований доказывают существенное влияние сорной растительности на снижение урожайности. Что ведет прежде всего к снижению экономической эффективности сельскохозяйственной деятельности. Например, при 11 побегах горчака ползучего (Rhaponticum repens) на 1м2 посевов озимой пшеницы урожай ее снижается на 28-30%, при 26 — на 48-50 и при 60-70 — на 70-75%. При сильной засоренности посевов кукурузы бодяком полевым (Cirsium arvense) урожай культуры уменьшается на 50-72%, при средней — на 35-40 и слабой — на 20-30%. При засоренности посевов повиликой (Cuscuta) урожай сена люцерны уменьшается на 20-30, семян — на 80-95%; валовой сбор хлопка — на 8-12%, корнеплодов сахарной свеклы — на 14-18, овощей — на 30-50%.3Основы технологии сельскохозяйственного производства. Земледелие и растениеводство. Под ред. В.С. Никляева. — М.: «Былина», 2000. — 555 с.

На ранних стадиях роста, наличие сорняков ещё не означает потерю урожайности, так как и культурные и сорные растения могут развиваться без помех друг друга. Однако, по мере роста, возрастает потребность в воде и питательных веществах. Период до момента, когда конкуренция станет значительной, составляет примерно три недели. Исследования показали, что после начала конкуренции конечный урожай лука снижался почти на 4% в день.4Bleasdale, J. K. A.; Salter, Peter John (1 January 1991). The Complete Know and Grow Vegetables. Oxford University Press. ISBN 978-0-19-286114-6.

Вред, причиняемый сорными растениями, несвязанный с сельским хозяйством

Сорняки влияют на многие виды деятельности человека, которые трудно оценить в денежном выражении. Присутствие сорняков может уменьшить цены на недвижимость из-за неопрятного и неприглядного вида собственности. Плотный, удерживающий влажность рост сорняков способствует разрушению деревянных и металлических конструкций и машинного оборудования. Высушенный травостой сорной растительности в засушливых местах серьезная пожароопасная угроза возгорания и распространения пожаров. Нередко сорная растительность наносит ущерб рекреационным зонам.

Американские ученые Росс и Лемби (1985) приводят интересный пример того, как сорняки влияют на транспортные расходы. Они указывают, что в 1969 и 1970, 487 000 тонн овсюга (Avena fatua) непреднамеренно транспортировались из Канады до Соединенных Штатов вместе с 16 миллионами тонн зерна. Транспортные расходы на перевозку овсюга были оценены в 2 миллиона долларов, не включая стоимости последующей очистки зерна в размере 2 миллионов долларов.1Radosevich, Steven R. Ecology of weeds and invasive plants: relationship to agriculture and natural resource management / Steven R. Radosevich, Jodie S. Holt, Claudio M. Ghersa.—3rd ed. p. cm. Rev. ed. of: Weed ecology / Steven Radosevich, Jodie Holt, Claudio Ghersa. 1997. Includes index. ISBN 978-0-471-76779-4 (cloth) (Перевод UniversityAgro.ru)

Большие экономические затраты вызваны уничтожением сорной растительности вдоль автомобильных и железнодорожных дорог и линий электропередач, территорий аэропортов.

Токсичные вещества и аллергены сорных растений могут вызывать серьезные проблемы со здоровьем людей, дискомфорт или болезни, включая сенную лихорадку (поллиноз или сезонный аллергический риноконъюнктивит), дерматит и прямое отравление. От сенной лихорадки страдают миллионы людей каждый год. Она вызвана неблагоприятным воздействием протеинов, связанных с пыльцой определенных растений на дыхательной системе восприимчивых людей. Ряд растений вырабатывают токсичное вещество урушиол, вызывающее интенсивный зуд и сыпь на контакт с кожей, так называемый «урушиоловый контактный дерматит». Более наглядный пример, борщевик Сосновского. Прозрачный водянистый сок борщевика содержит светочувствительные вещества из группы фуранокумаринов. Под действием ультрафиолетового излучения они переходят в активную форму, способную вызывать серьёзные повреждения кожи, требующие длительного лечения и не всегда проходящие бесследно.2The Poisoned Weed: Plants Toxic to Skin. Department of Environmental Toxicology University of California-Davis Donald G. Crosby Professor Emeritus — 2004 После контакта с растением, особенно в солнечные дни, на коже может появиться сильный ожог. Многие растения содержат токсичные вещества, способные при проглатывании вызвать отравление или смерть. К токсичным веществам, содержащимся в сорняках, относятся алкалоиды, гликозиды, оксалаты, смолы и резиноиды, эфирные масла, фитотоксины (токсальбумины) и полезные ископаемые.

Литература

Земледелие. Учебник для вузов/Г.И. Баздырев, В.Г. Лошаков, А.И. Пупонин и др. — М.: Издательство «Колос», 2000. — 551 с.

Баздырев Г.И. Сорные растения и меры борьбы с ними в современном земледелии: Учебное пособие для вузов. М.: Изд-во МСХА, 1993. — с. 242. ISBN 5-7230-0196-5.

Основы технологии сельскохозяйственного производства. Земледелие и растениеводство. Под ред. В.С. Никляева. — М.: «Былина», 2000. — 555 с.

Основы агрономии: учебное пособие/Ю.В. Евтефеев, Г.М. Казанцев. — М.: ФОРУМ, 2013. — 368 с.: ил.

Radosevich, Steven R. Ecology of weeds and invasive plants: relationship to agriculture and natural resource management / Steven R. Radosevich, Jodie S. Holt, Claudio M. Ghersa.—3rd ed. p. cm. Rev. ed. of: Weed ecology / Steven Radosevich, Jodie Holt, Claudio Ghersa. 1997. Includes index. ISBN 978-0-471-76779-4 (cloth)

Сорные растения

30.10.2018

Сорные растения — дикорастущие растения, обитающих на сельскохозяйственных угодьях и снижающие величину и (или) качество продукции.

Культуры-засорители — культурные растения, являющиеся сорняками в посевах последующих культур.

Полезными сорняками называют растения, которые люди часто считают сорняками, но при этом выращивают в садах и других культурных местах.

Суперсорняки — сорные растения, устойчивые к действию гербицидов.

Поле, засоренное сорными растениями
Поле, засоренное сорными растениями
[toc]

Сорные растения (English Español)

Навигация

Сорные растения (English Español)

 

Концептуальное уточнение термина

Значение термина «сорняк» зависит от субъективного человеческого восприятия. Называть некоторые виды растений называются сорняками неверно, так как один и тот же вид может являться сорняком, культурой, травой, растением-индикатором или т.п. Например, донник используется как сидерат, пырей на сено. Ряд сорных растений используется в ветеринарии и медицине (красавка или белладонна (Atropa belladonna), валериана лекарственная (Valeriana officinalis), сушеница топяная (Gnaphalium uliginosum), подорожник большой (Plantago major) и др.1Земледелие. Учебник для вузов/Г.И. Баздырев, В.Г. Лошаков, А.И. Пупонин и др. — М.: Издательство «Колос», 2000. — 551 с.).

В.Р. Вильямс относил к сорным растениям с точки зрения земледельца любое растение, не соответствующее целям данной культуры. А.И. Мальцев утверждал, что сорнополевым растением следует считать дикие или полукультурные растения, которые не по воле земледельца растут на пашнях, приспособившись к пашенным условиям и произрастают совместно с культурными растениями.

Согласно ГОСТ 16265-89 «Земледелие. Термины и определения», сорные растения — дикорастущие растения, обитающие на сельскохозяйственных угодьях и снижающие величину и качество продукции.

Сорняком растение становится только тогда, когда оно воспринимается как «беспокоящее, нежелательное». Не имеет значения, является ли сорняк травянистым или древесным видом.

В лесном хозяйстве часто используется термин «сопутствующий рост», поскольку можно ожидать как негативных, так и позитивных сопутствующих эффектов.

В экологическом сельском хозяйстве термин «сорняк» означает не только вредное растение, но и неотъемлемую часть экосистемы.

Растения называют сорняками, если:

  • они конкурируют с культивируемыми растениями за факторы роста, такие как питательные вещества, свет, вода, что влияет на экономическую отдачу;
  • может быть нанесен вред качеству урожая;
  • иметь место массовое распределение (путем посева семян, быстрого или глубокого укоренения, перемещения конкурентов), и, таким образом, создающее угрозу незасоренным угодьям;
  • они нарушают эстетическое восприятие человека, например, в декоративных садах, парках, газонах или участках без растительности;
  • создают токсический эффект, вызывающий непригодность угодий (безвременник в сене);
  • происходит вытеснение местные растения (неофитов) из их мест обитания.

Термин «сорняк» также применяется к инвазионным растениям, то есть распространяющимся в результате деятельности человека, вне его естественной среды обитания. К таковым относятся выведенные человеком виды для различных хозяйственных целей, например, борщевик Сосновского (Heracleum sosnowskyi), борщевик Мантегацци (Heracleum mantegazzianum), или завезенные из других мест, например, в Европе к таковым относятся: хеномелес (Chaenomeles), сумах оленерогий (Rhus typhina), недотрога желёзконосная (Impatiens glandulifera), черёмуха поздняя (Prunus serotina).

Происхождение сорных растений

Благодаря систематическому отбору и выращиванию на протяжении сотен лет некоторых видов растений, обладающих широкой экологической пластичностью, высокой продуктивностью и рядом полезных в пищевом и хозяйственном отношении свойств, были введены в культуру такие растения, как рожь, овес, рыжик, гречиха и другие виды.

Наряду с появлением первых культурных растений появились и сорные. Доказательством происхождения сорных растений одновременно с зарождением земледелия являются находки археологов семян в растительных остатках таких сорняков, как марь белая (Chenopodium album), кострец ржаной (Bromus secalinus), овсюг (Avena fatua), куколь обыкновенный (Agrostemma githago), ежовник обыкновенный (Echinochloa crus-galli), подмаренник цепкий (Galium aparine) и др. Датируются эти находки каменным и бронзовым веком.

Предполагается, что сорные растения, в значении термина — быстро развивающиеся растения, использующие среду, нарушенную человеком, возникли в ответ на неолитическую сельскохозяйственную революцию примерно 12 000 лет назад. Однако, найденные в Охало II — месте археологических раскопок в Израиле — свидетельства, указывают на то, что «прото-сорняки» существовали задолго до этого — не менее 23 тысяч лет назад.1Ainit Snir; et al. (22 July 2015). «The Origin of Cultivation and Proto-Weeds, Long Before Neolithic Farming».

Семена некоторых видов сорных растений были найдены в европейской тундре во время ледникового периода, другие виды произошли от естественных видов в частонарушаемых экосистемах (берегах рек, каменистых склонах, дюнах, болотах).2Jauzein, P., 2001. Biodiversité des champs cultivés: L’enrichissement floristique. Dossier de L’environnement de l’INRA 21, 43–64. 3Baker, H.G., 1974. The evolution of weeds. Annual Review of Ecology and Systematics 5, 1–24. doi:10.1146/annurev.es.05.110174.000245.

Сельское хозяйство, вероятно, возникло в плодородной зоне Полумесяца1Ulrich Willerding: Zur Entwicklung von Ackerunkrautgesellschaften im Zeitraum vom Neolithikum bis in die Neuzeit in Der prähistorische Mensch und seine Umwelt. In: Forsch. u. Bericht Vor- und Frühgeschichte Bad.-Wütt.Nr. 31. Stuttgart 1988, S. 31–41. и, затем, примерно в 5000 лет до н.э. появилось в Центральной Европе. Сорные растения распространялись вместе с распространением сельского хозяйства. Уже будучи адаптированными к сельскохозяйственной практике, они быстро адаптировались к агроклиматическим условиям новой среды.

Во время археологических исследований было установлено, что видовый состав сорных растений в период с 4000 лет до н.э. (неолит) до 1250 лет до н.э. (бронзовый век) практически не менялся и был представлен следующими видами в порядке уменьшения частоты: лебеда (Atriplex), гречиха (Fagopyrum), бородавник обыкновенный (Lapsana communis), костер бесплодный (Bromus sterilis), подмаренник (Galium), щавель обыкновенный (Rumex acetosa), мятлик обыкновенный (Poa trivialis), горец почечуйный (Persicaria maculosa) и различные вики2Thomas Eggers: Werden und Wandel der Ackerunkraut-Vegetation. In: Otti Wilmanns, Reinhold Tüxen (Hrsg.): Werden und Vergehen von Pflanzengesellschaften. In: Berichte der Internationalen Symposien der Internationalen Vereinigung für Vegetationskunde. Band 22, 1979, ISBN 3-7682-1218-1, S. 503–527..

Плодородная зона Полумесяца
Плодородная зона Полумесяца

В Европе сельское хозяйство распространилось как вдоль средиземноморского побережья, так и вверх по долине Дуная. Эти два направления отмечены различиями в генотипах сорняков. Например, овёс бесплодный (Avena sterilis), представлен в Северной Европе, и овес пустой (Avena fatua), представлен в Юго-восточной Европе.1Jauzein, P., 2001. Biodiversité des champs cultivés: L’enrichissement floristique. Dossier de L’environnement de l’INRA 21, 43–64.

Виды, прибывшие в Европу до 1500 г до н.э., называются археофиты. Сорняки, завезенные после 1500 г до н.э. — неофиты.

Во времена римлян многие виды сорняков, характерных для зерновых культур, были завезены семенами из стран Средиземноморья.

Открытие Америки и развитие торговли с другими континентами, вызвало приток новых видов сорных растений в Европу, в основном из Северной Америки. Темпы появления составляли около 3 видов в год вплоть до XIX столетия, и около 30 видов в год в XX веке.2Jauzein, P., 2001. L’appauvrissement floristique des champs cultivés. Dossier de L’environnement de l’INRA 21, 65-78. 3CLEMENT E.J, FOSTER M.C., 1994. Alien plants of the British Isles : a provisional catalogue of vascular plants (excluding grasses). Botanical Society of the Br. Isles, London, 590 p. По климатическим причинам, они распространились преимущественно в Юго-восточной Европе. К северу Европы их частота уменьшается.

Среди видов, завезенных из Америки, можно назвать: амарант запрокинутый (Amaranthus retroflexus), амброзия полыннолистная (Ambrosia artemisiifolia), дурман обыкновенный (Datura stramonium) и др.4P Jauzein, «Biodiversité des champs cultivés : l’enrichissement floristique», Dossier de l’environnement de l’INRA, no 21,‎ 2001, p. 43-64

Ромашка пахучая была завезена в Европу с Дальнего Востока, крестовник неравнозубчатый (Senecio inaequidens) и кислица козья (Oxalis pes-caprae) из Юной Африки.

В средние века большая часть полей возделывалась по принципу трехпольного земледелия (озимые зерновые — летние культуры — пар). В течение парового периода на поля выгоняли скот. Скот выгоняли даже по молодым всходам зерновых, так как сорняков было значительно больше, а вред хлебам был незначительным. В тоже время это улучшало кущение. Для этого периода характерно распространение сорных растений пастбищ и лугов. Целевая борьба с сорняками осуществлялась путем прополки.

В 18 веке появилось улучшенное трехполье (озимые зерновые культуры — летние культуры — корнеплоды), что способствовало распространению сорняков типичных для посевов корнеплодов и пропашных культур.

Изменения в сельскохозяйственной практике приводят к снижению разнообразия и обилия сорняков, которое начинается в конце XVIII столетия, а затем усиливается после 1950 года. Эта потеря биоразнообразия вызвана совершенствованием методов агроприемов: сортировка семян, механическая прополка культур, усложнение севооборотов, а затем, после 1945 года — использование гербицидов.

С 1950-х годов, добавляет к этому механизированная прополка, новые системы севооборотов и лучший контроль среды (известкование, внесение удобрений, дренаж), которые приводят к гомогенизации почвы.

Например, такие сорные растения, как жабник полевой (Filago arvensis) и чернушка полевая (Nigella arvensis) не наблюдаются во Франции с 1920 года. В 2001 году установлено снижение популяции 300 видов, а 100 оказались под угрозой исчезновения. Среднее число видов сорняков в Европе сократилось на 20 % в период с 1945 по 2000 год и на 42 % в период между 1970 и 2000 во Франции.1Jauzein, P., 2001. L’appauvrissement floristique des champs cultivés. Dossier de L’environnement de l’INRA 21, 65-78. 2Fried, G., Petit, S., Dessaint, F., Reboud, X., 2008b. Arable weed decline in Northern France: Crop edges as refugia for weed conservation? Biological Conservation 6–11. doi:10.1016/j.biocon.2008.09.029 3Richner Holderegger Linder Walter 2015, «Reviewing change in the arable flora of Europe: a meta-analysis», Weed Research, vol. 55, no 1,‎ 2015-02-01 1er février 2015, p. 1–13 (ISSN 1365-3180, DOI 10.1111/wre.12123, consulté le 9 février 2017

C 1980 года наблюдается рост числа видов сорняков, вероятно, в связи с развитием органического сельского хозяйства и уменьшения использования гербицидов. Преимущественно к таким видам относятся  виды, предпочитающие богатые почвы, неофиты или однодольные. Численность редких и исчезающих видов сорняков при этом не увеличиваются.4Richner Holderegger Linder Walter 2015, «Reviewing change in the arable flora of Europe: a meta-analysis», Weed Research, vol. 55, no 1,‎ 2015-02-01 1er février 2015, p. 1–13 (ISSN 1365-3180, DOI 10.1111/wre.12123, consulté le 9 février 2017

Проблема сорняков так же стара, как само сельское хозяйство. В Библии они упоминаются как наказание Бога за грехопадение.

Гербология

Гербология — область науки о сорняках, биологии и экологии сорняков, методов борьбы и связанного с этим воздействием на окружающую среду.  Получила развитие в последние десятилетия.

Охватывает следующие вопросы:

  • конкурентоспособность сорняков по отношению к пахотным культурам,
  • вредоносность сорняков,
  • положительное действие сорняков,
  • определение порогов вредоносности сорной растительности,
  • оценка биологической эффективности гербицидов и их смесей в зависимости от погодных условий, состояния почвы и степени зараженности,
  • химические, физические, механические, биологические и агротехнические методы борьбы с сорняками,
  • тестирование сортовой чувствительности сельскохозяйственных растений к гербицидам,
  • иммунизация сорняков,
  • экологические последствия применения гербицидов,
  • последующая обработка гербицидами,
  • остатки гербицидов в окружающей среде и растениях,
  • разработка интегрированного метода борьбы с сорняками,
  • составление фитосоциологических карт,
  • районирование сорняков.

Вред, причиняемый сорными растениями

Основной раздел: Земледелие: Вред, причиняемый сорными растениями

Сорные растения наносят значительный ущерб сельскохозяйственному производству. В 1996 году было подсчитано, что сорные растения снижают урожайность на 20-40%.1Erich-Christian Oerke, Ulrike Steiner: Ertragsverluste und Pflanzenschutz. Die Anbausituation für die wirtschaftlich wichtigsten Kulturpflanzen. In: Schriftenreihe der Deutschen Phytomedizinischen Gesellschaft. Band 6. Ulmer Verlag, 1996. В мировом масштабе — на 10%.

По данным ЦИНАО, в России площади, занятые под зерновыми культурами и засоренными в средней и сильной степени, составляют более 60%. Сокращается использование агротехнических методов борьбы с сорняками в связи с уменьшением доли чистых паров (9,2%) и пропашных культур (23,7%) в севооборотах, а также переходом на безотвальную обработку. 

Негативное влияние сорняков на культурные растения заключается в непосредственном ухудшении условия жизни растений.

Сорные растения наносят ущерб сельскому хозяйству за счет:

  • создания дефицита влаги и питательных веществ для культурных растений;
  • затенение посевов;
  • механического воздействия на культурные растения;
  • подавления роста культурных растений за счет токсического воздействия (аллелопатии, может оказывать и положительный эффект);
  • резервации болезней и вредителей;
  • осложнения производственной деятельности;
  • нанесения вреда животноводству;
  • ухудшения качества продукции;
  • снижения урожайности.

При отсутствии должной системы борьбы с сорной растительностью, создаются условия их накопления, что в последующие периоды усугубляет вред.

Сорная растительность наносит вред не только сельскохозяйственным угодьям, но и промышленным, транспортным и другим хозяйственным территориям и объектам, вскрывая твердые покрытия дорог и аэродромов, разрушая здания и сооружения, перекрывая водные артерии и т.д.

Одуванчик, растущий возле стены
Одуванчик, растущий возле стены

Положительные эффекты сорных растений

Сорная растительность может оказывать нейтральное или положительное влияние на функционирование агроценозов. Она служит пищей для беспозвоночных, птиц и микроорганизмов, некоторые из которых уничтожают вредителей сельскохозяйственных угодий. Например, вьюнок (Convolvulus) при правильном его использовании способствует сохранению симбиоза полезных микориз во время зимы.

Грамотное использование сорной растительности может защищать почву от эрозии, некоторые виды способны фиксировать азот атмосферного воздуха. Они могут быть полезны в качестве удобрений, кормов, пищевых продуктов, красителей или лекарственных средств (ромашка (Matricaria), подорожник (Plantago), хвощ полевой (Equisetum arvense)). Почвопокровные сорные растения — в качестве мульчи в плодово-ягодных посадках и виноградниках. Например, марь (Chenopodium) и лебеда (Atriplex), рассматриваемые в современном земледелии, как сорняки, выращивались до завезенных Колумбом из Америки культур в качестве источников пищи.1Zimdahl, R. L., 2007. Fundamentals of weed science. Elsevier , Амстердам, Нидерланды. doi:10.1016/0378-4290(95)90065-9 2Wilson, J.D., Morris, A.J., Arroyo, B.E., Clark, S.C., Bradbury, R.B., 1999. A review of the abundance and diversity of invertebrate and plant foods of granivorous birds in northern Europe in relation to agricultural валюты. Agriculture, Ecosystems and Environment 75, 13-30. doi:10.1016/S0167-8809(99)00064-X 3Franke, A.C., PLotz, L.A., van der Burg, W.J., van Overbeek, L., 2009. The role of почвы weed seeds for agroecosystem functioning. Weed Research 49, 131-141. doi:10.1111/j. 1365-3180.2009.00692.x Эти растения использовались в качестве пищи в период массового голода в России, в том числе в годы Великой Отечественной войны 1941-1945 гг.

Сорная растительность может быть использована в качестве растений-индикаторов, которые могут очень точно охарактеризовать состояние почвы, например, недостаток или избыток органического вещества растительного или животного происхождения, уплотнение, деградацию, избыток нитратов и др.).

Китайские натуралисты давно наблюдали особенности сорняков. Они заметили, что возникновение некоторых растений в конкретном месте может быть индикатор наличия подземных месторождений цинка, селена, никеля или меди. Совместив знания минералогии и ботаники, был создан раздел — геоботаника.4Robert Temple, Le génie de la Chine, Trois mille ans de découvertes et d’inventions, traduit par Joëlle Faye, Alain Impens, Marlyse Schweizer et al., Picquier, Arles, 2007, cité par Clifford D. Conner, Histoire populaire des sciences, traduit par Alexandre Freiszmuth, L’Échappée, Montreuil, 2012

Некоторые виды сорняков, имеют декоративную ценность, такие как мак (Papaver), ромашка (Matricaria), васильки (Centaurea) и другие или используются в качестве медоносов, привлекают опылителей.

В Великобритании предпринимается попытка культурного использования сорного растения воробейника полевого (Buglossoides arvensis) для производства омега-3 жирных кислот.1Nowoczesna uprawa 7/2011. APRA Sp. z o.o., 2011, s. 56. ISSN 1896-9046.

Маки, ромашки, васильки
Мак, ромашка и василек рассматриваются в сельском хозяйстве, как сорняк, имеют декоративное значение

Биологические и экологические особенности сорных растений

Основной раздел: Земледелие: Биологические и экологические особенности сорных растений

За долгий период различные виды сорных растений приобрели морфологические и биологические особенности, очень сходные с культурными растениями, в посевах которых они чаще всего произрастают, что помогает их распространению.

Основные особенности сорных растений:

  1. менее требовательны к агроклиматическим условиям;
  2. высокая семенная продуктивность;
  3. способность размножаться вегетативным путем;
  4. способность семян распространяться на большие расстояния различными способами; 
  5. сохранение всхожести семян в течение длительного периода;
  6. растянутый период прорастания семян сорняков;
  7. высокая выживаемость в различных местах обитания.

Агрофитоценозы сельскохозяйственных угодий

Основной раздел: Земледелие: Агрофитоценозы сельскохозяйственных угодий и их особенности

Агрофитоценоз — растительное сообщество, состоящее из посевов сельскохозяйственных культур и нежелательной растительности, формирующееся на обрабатываемых угодьях.

Обилие некультивируемых растений на сельскохозяйственных полях сильно меняется и определяется рядом условий:

  • природными условиями конкретного местообитания;
  • запасами диаспор сорных растений в почве;
  • флористическим составом окружающих территорий и угодий;
  • агротехникой возделывания культур;
  • видовым и сортовым составами выращиваемых растений;
  • уровнем культуры земледелия и другими факторами.

В рамках одного агрофитоценоза растения с разными экологическими и биологическими особенностями оказывают друг на друга многообразное взаимное влияние. Характер, выраженность и направленность взаимодействий растений в посеве сильно зависят от конкретных агроклиматических условий. Поэтому на отдельном поле или на каждом из несходных участков формируется свой агрофитоценоз, отличающийся от агрофитоценозов соседних полей и территорий.

Некоторые из сорных растений за долгий период эволюции настолько приспособились к произрастанию среди культурных растений, что вне посевов не встречаются. Например, куколь (Agrostemma) — засоритель зерновых культур, рыжик мелкоплодный (Camelina microcarpa), встречающийся в посевах льна, и т.д.

Классификация сорных растений

Основной раздел: Земледелие: Классификация сорных растений

В отечественной практике земледелия (и некоторых стран Восточной Европы) используют классификацию по биологическим признакам сорняков: способ питания, продолжительность жизни и способ размножения.

Паразиты:

  • Стеблевые паразиты
  • Корневые паразиты

Полупаразиты:

  • Стеблевые паразиты
  • Корневые паразиты

Непаразиты:

  1. Одно- и двулетние (малолетние):
  • Эфемеры
  • Яровые ранние
  • Яровые поздние
  • Озимые
  • Зимующие
  • Двулетние
  1. Многолетние
  • Корневищные
  • Корнеотпрысковые
  • Ползучие
  • Кистекорневые
  • Стержнекорневые
  • Клубневые
  • Луковичные

Кроме вышепредставленной классификации выделяют также специализированные, трудноотделимые и карантинные сорные растения.

Виды сорных растений

В отечественной практике земледелия принято разделять сорные растения по видам по различным признакам:

  1. По способу распространения:
  • антропохоры — попадают на другие поля в процессе хозяйственной деятельности человека (с семенным материалом, навозом, уборочными машинами и т.д.).
  • апофиты — попадают на пашню с окружающих естественных территорий или возобновляются из диаспор, сохранившихся в почве после распашки конкретной площади. Например, пырей ползучий (Elytrigia repens), бодяк полевой (Cirsium arvense), хвощ полевой (Equisetum arvense) и др.
  1. По условиям обитания:

На сельскохозяйственных угодьях Европы насчитывается 650 видов сорных растений, Франции — 220, Чехии — 198, России — более 1100 (13302Земледелие. Учебник для вузов/Г.И. Баздырев, В.Г. Лошаков, А.И. Пупонин и др. — М.: Издательство «Колос», 2000. — 551 с. 3Основы агрономии: учебное пособие/Ю.В. Евтефеев, Г.М. Казанцев. — М.: ФОРУМ, 2013. — 368 с.: ил.) видов. Вредоносность для культурных растений каждого из этих видов неоднозначна и меняется в зависимости от природных зон, уровня интенсификации земледелия.

Флористический состав одной сельскохозяйственной зоны ограничивается  80-100 видами и определяется историческими, природными условиями зоны и устоявшейся технологией возделываемых. В посевах одной культуры на отдельном поле число опасных сорняков обычно не превышает 10-15 видов, состав которых помимо вышеуказанных зависит так же от экологических условий, вида культуры и ее агротехники.4Земледелие. Учебник для вузов/Г.И. Баздырев, В.Г. Лошаков, А.И. Пупонин и др. — М.: Издательство «Колос», 2000. — 551 с.

Кроме самостоятельно развивающихся сорняков, насчитывается свыше 120 видов паразитных (36 видов повилики (Cuscuta) и более 30 видов заразихи (Orobanche)) и 220 видов полупаразитных сорняков.

Культуры-засорители

Культуры-засорители — культурные растения встречающиеся в посевах другой возделываемой культуры или другого сорта и являющиеся нежелательными.

Например, встречающиеся в посевах озимой пшеницы растения озимой ржи снижают качество получаемого зерна. В присутствии  в посевах яровой пшеницы растений этой культуры другого сорта делает невозможным использование получаемого зерна на семеноводческие цели. Посевы яровых культур бывают сильно засорены с весны появившимися всходами падалицы подсолнечника, образовавшимися из перезимовавших в почве семянок.

Полезные сорные растения

Полезные сорные растения могут выполнять ряд функций в саду или во дворе, включая внесение удобрений в почву, увеличение влажности, выполнение функций укрытия или живой мульчи, отпугивание вредных организмов, привлечение полезных насекомых, декоративных растений, использование в качестве пищи или других нужд.

К полезным сорнякам можно отнести:

  • мимоза стыдливая (Mimosa pudica) — используется в качестве естественного почвенного покрова в посевах томатов и перца, привлекает хищных насекомых;
  • молочай чины (Euphorbia lathyris) — отпугивает кротов;
  • лук виноградничный (Allium vineale) — используется в посевах фруктовых деревьев, пасленовых (томаты, перец, картофель и т.д.), крестоцветных (капуста, брокколи, кольраби и т.д.), морковь для отпугивания слизней, тли, морковной мухи;
  • шиповник (Rosa) — используется в качестве декоративного кустарника и лекарственного средства (плоды).
Мимоза стыдливая
Мимоза стыдливая (Mimosa pudica)

Учет и картирование сорных растений

Основной раздел: Земледелие: Учет и картирование сорных растений

Цель учета и картирования сорных растений заключается в получении систематических точных данных о флористическом и количественном составе сорных растений и географическом их распространении на определенной территории (область, местность, сельхозугодья, фермерское хозяйство) для целей составления обоснованной и эффективность программы предупреждения массового распространения и борьбы с сорняками.

Меры борьбы с сорной растительностью

Пороги вредоносности сорных растений

Основной раздел: Земледелие: Пороги вредоносности сорных растений

В виду того, что на практике уничтожить сорные растения даже в течение нескольких сезонов на сельскохозяйственных угодьях не представляется возможным, целесообразность борьбы с сорной растительностью определяют, исходя из степени засоренности (порога вредоносности) и экономическими затратами на борьбу.

Выделяют следующие пороги вредоносности:

  1. Фитоценотический порог вредоносности (ФПВ) — степень засоренности культурных посевов, при которой сорные растения не причиняют вреда.
  2. Критический (статистический) порог вредоносности (КПВ) — степень засоренности культурных посевов, при которой вред от сорной растительности не превышает статистически недостоверные потери урожая, то есть 3-6% фактического урожая.
  3. Экономический порог вредоносности (ЭПВ) — степень засоренности культурных посевов, при которой полное уничижение сорной растительности обеспечивает получение прибавки урожая, окупающей затраты на истребительные мероприятия и уборку дополнительной продукции.

Классификация методов борьбы с сорной растительностью

Основной раздел: Земледелие: Методы борьбы с сорной растительностью

  1. Предупредительные мероприятия — выявление, локализация и ликвидация источников, очагов и путей распространения сорной растительности — подразделяются на следующие методы борьбы:
  • карантинные; 
  • организационные.
  1. Истребительные мероприятия — уничтожение вегетирующих сорных растений на сельскохозяйственных угодьях, а также органов их генеративного и вегетативного размножения, находящихся в почве для снижения жизнеспособности сорных растений. Подразделяются на следующие методы борьбы:
  • агротехнические (провокация, механическое и физическое уничтожение, истощение, удушение, высушивание, вымораживание и др.);
  • биологические (фитоценотические, экологические, аллелопатия, севооборот и др.);
  • химические;
  • специальные;
  • комплексные.

Литература

Земледелие. Учебник для вузов/Г.И. Баздырев, В.Г. Лошаков, А.И. Пупонин и др. — М.: Издательство «Колос», 2000. — 551 с.

Баздырев Г.И. Сорные растения и меры борьбы с ними в современном земледелии: Учебное пособие для вузов. М.: Изд-во МСХА, 1993. — с. 242. ISBN 5-7230-0196-5

Основы агрономии: учебное пособие/Ю.В. Евтефеев, Г.М. Казанцев. — М.: ФОРУМ, 2013. — 368 с.: ил.

Основы технологии сельскохозяйственного производства. Земледелие и растениеводство. Под ред. В.С. Никляева. — М.: «Былина», 2000. — 555 с.