Способ подавления сорных растений на посевах хвойных пород

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к способам борьбы с сорняками в лесных питомниках. Способ включает обработку посевов веществами, подавляющими рост сорняков. Обработку посевов осуществляют водным настоем опада хвойных пород, затем проводят мульчирование опилками и спадом хвойных пород. Далее проводят опрыскивание посева вышеназванным настоем один раз в две недели до достижения сеянцами стандартных размеров. Способ позволяет снизить засоренность посевов хвойных пород, сократить затраты ручного труда на проведение уходов за посевами, улучшить условия роста сеянцев. 1 табл.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к способам борьбы с сорняками в лесных питомниках.

Известен способ борьбы с сорняками на посевах культурных растений, включающий физическое уничтожение сорной растительности (ручной) прополкой и (механизированной) культивацией. В течение вегетационного периода на посевах хвойных пород из семян и корневищ, находящихся в пахотном слое почвы питомника прорастают и быстро развиваются травянистые растения из группы сегетальных и рудеральных видов, т.е. сорняки. В процессе эволюции они приспособились к обязательному периодическому нарушению почвы при ее обработке в агрофитоценозе. Обладая более быстрым ростом, чем сеянцы, сорняки быстро занимают господствующее положение в посеве и выходят в верхний ярус. Сеянцы же остаются в нижнем ярусе, где испытывая недостаток в солнечной радиации, влаге и элементах питания (в результате конкуренции с сорняками) замедляют рост и развитие.

Поэтому в настоящее время для исключения конкуренции между культурными и сорными видами в растениеводстве широко применяются механические способы уничтожения сорняков. В лесных питомниках в начале вегетации, когда всходы древесных пород еще малы, посев с периодичностью не менее 1 раза в 2-3 недели пропалывается вручную. При этом из посева удаляется лишь активная часть популяций сорных видов (т.е. лишь вегетирующие особи). Но поскольку процесс появления проростков у сорняков растянут во времени, а “семенной банк” велик, посевы снова зарастают и требуют прополки.

По мере роста сеянцев для уничтожения сорняков и рыхления почвы в межстрочном пространстве на посевах применяются культиваторы (КПП-1,5; КФП-1,5 и другие). В самих же строчках удаление сорняков по-прежнему ведется вручную /Новосельцева А.И., Смирнов Н.А. Справочник по лесным питомникам. - М: Лесн. пром-сть, 1983.- С.68-69/.

Недостатком аналога является то, что уничтожение сорной растительности прополкой дорогостоящий и трудоемкий процесс. Механическая культивация приводит к частичному повреждению сеянцев, а периодическое нарушение сложения почвы при культивации даже стимулирует появление новых проростков сорных растений на посеве /Марков М.В. Популяционная биология растений. Казань: Изд-во Казанского ун-та, 1986.- С.38-39, 42-44/.

Прототипом предлагаемого способа является способ борьбы сорняками на посевах хвойных пород, заключающийся в опрыскивании посевных лент растворами веществ, подавляющих рост сорняков, а именно гербицидами селективного действия (велпар, симазин, гоал, пропазин, фюзилад и др.), в результате чего происходит гибель большей части сорных растений и снижение жизненности у оставшихся. На посевах сосны наиболее эффективным и безопасным (для посевов) признается гербицид велпар, который можно применять в любой срок после появления всходов. В посевах ели и лиственницы самым эффективным и безопасным (для сеянцев) является осеннее применение гоала, который можно применять и на посевах сосны /Применение гербицидов и арборицидов в лесовыращивании: Справочник. Шутов И.В., Бельков В.П., Мартынов А.Н. и др. - М.: Агропромиздат, 1989.- С.22, 34, 57-61/.

Недостатками прототипа является неполное уничтожение сорняков и непроизвольная их “селекция” на устойчивость к безопасным дозам химических препаратов, технические сложности по обеспечению направленного опрыскивания посевных лент и выдерживания заданных доз пестицида (норм расхода рабочей жидкости) при применении тракторных опрыскивателей, частичное повреждение сеянцев, токсичность и длительная дезактивация гербицидов, загрязнение окружающей среды и другие отрицательные последствия экологического плана.

Гербициды убивают подвергшиеся обработке сорные растения, но не все (как по количеству, так и по видовому составу). Поэтому, чтобы не допустить сильного разрастания устойчивых к данному препарату и сохранивших жизненность неустойчивых к этому пестициду сорняков, рекомендуется периодически удалять последние из посева путем прополки. Если этого не проводить, уцелевшие сорные растения образуют потомство, не восприимчивое к примененному ранее гербициду. Не восприимчивые виды при этом быстро разрастаются, еще сильнее конкурируют с сеянцами за свет, влагу, элементы питания и снижают продуктивность культивируемых растений.

Обработка посевов растворами некоторых гербицидов механизированным способом требует направленного опрыскивания на посевные строчки, что приводит к неравномерному распределению гербицида по площади. Неравномерному распределению пестицида по площади способствует также отсутствие автоматической синхронизации расхода рабочего раствора со скоростью движения агрегата. Поэтому на одних участках возможно завышение дозы гербицида, а на других занижение. При отклонении от заданной дозы происходит повреждение культивируемых растений или неполучение нужного лесоводственного и экономического эффекта. При обработке посевов гербицидами возможно (а в случае их частого применения и в завышенных дозах - безусловно происходит) повреждение или задержка роста сеянцев, проявление фитотоксичности почвы (т.е. накопление в ней пестицидов). Внесенные в почву гербициды оказывают токсическое влияние на микрофлору почвы, усиливают минерализацию гумуса, способствуют повышению содержания соединений азота, что в определенных условиях может привести к ожогу сеянцев.

Применяемые в лесных питомниках гербициды являются пестицидами с определенной степенью токсичности как для человека, так и для других представителей животного мира. Следовательно, уничтожение сорной растительности на посевах хвойных пород путем применения гербицидов опасно излишним загрязнением окружающей среды и требует проведения специальных мероприятий и строгого соблюдения правил, обеспечивающих санитарную безопасность работающих с ними /Применение гербицидов и арборицидов в лесовыращивании: Справочник. Шутов И.В., Бельков В.П., Мартынов А.Н. и др. - М.: Агропромиздат, 1989. - С.57-61, 65-69, 125-126, 131-144, 157-167/.

Кроме того, известно, что сорняки вредят культурным растениям в том случае, когда они находятся в господствующем ярусе. Если они не обгоняют в росте сеянцы, то их конкурентоспособность резко снижается, поскольку большинство видов относится к эксплерентам. В небольшом количестве и находясь на посеве во втором ярусе по отношению к сеянцам, они не только не вредят, но даже становятся полезными, притеняя поверхность почвы, снижают тем самым ее температуру в полуденные часы. Аккумулируя в себе элементы питания в виде органического вещества, травянистые сорные растения (закончив жизненный цикл) возвращают их, при разложении надземной части, в почву питомника, чем снижают потери питательных веществ от вымывания влагой от весеннего снеготаяния, дождей и поливов. Из этого следует, что полное уничтожение травянистой растительности на посевах путем применения химических средств борьбы с сорняками (в т.ч. и механическим способом) прерывает ход естественного кругооборота элементов питания в агрофитоценозе и не имеет смысла с фитоценотической и, в целом, с экологической точки зрения.

Технической задачей изобретения является создание условий, препятствующих массовому прорастанию и быстрому росту сорных растений на посевах хвойных пород и появлению популяций сорняков, устойчивых к гербицидам, устранение необходимости направленного опрыскивания и строгого дозирования расхода рабочего раствора, применения сложных технических решений по обеспечению синхронизации расхода раствора и скорости движения агрегата, отсутствие повреждений и гибели культивируемых растений, беспозвоночных животных и полезных микроорганизмов почвы, исключение опасности загрязнения окружающей среды пестицидами, безопасных условий труда работников при работе на посевах, а также восстановление (в определенной мере) кругооборота биофильных элементов, потоков энергии и естественных трофических связей, утраченных в процессе выращивания посадочного материала при создании агрофитоценоза в питомнике.

Задача решается в способе подавления сорной растительности на посевах хвойных пород, включающем обработку посевов веществами, подавляющими рост сорняков, где согласно изобретению обработку посевов осуществляют водным настоем опада хвойных пород, а затем проводят мульчирование опилками и спадом хвойных пород, а далее проводят опрыскивание посева вышеназванным настоем один раз в две недели до достижения сеянцами стандартных размеров.

В предлагаемом способе, в отличии от прототипа, подавление ростовых процессов и снижение конкурентоспособности у сорной травянистой растительности и, напротив, повышение ее у древесных растений достигается за счет применения не экологически опасных пестицидов, а только природных веществ и материалов (т.е. настоя из опада хвои для опрыскивания, древесных опилок и опада хвои для мульчирования), входящих в состав хвойных насаждений.

Опрыскивание посевов водным настоем из хвои, в отличие от прототипа, не требует точной дозировки раствора и при обработке настоем, даже при сильно завышенных дозах и более частых обработках, в почве не накапливаются вредные как для флоры, так и для фауны экологически опасные вещества, т.е. фитотоксичность не проявляется, а микроорганизмы даже повышают жизнедеятельность. Поэтому необходимость в синхронихации скорости движения агрегата и количества разбрызгиваемого раствора, а также направленной обработки растений на посевах отпадает. Из этого следует, что разработка новых сложных технических систем для проведения обработки посевов при использовании предлагаемого способа не требуется.

Опилки, хвойный опад и настой из него неагрессивны и безвредны для человека. Поэтому их применение борьбу с сорняками на посевах хвойных пород делает безопасным во всех отношениях. Мульчирование древесными опилками в сочетании с опадом хвои на посеве для семян хвойных пород создает не только более благоприятный микроклимат (освещенность, температура, влажность почвы и воздуха), но и некоторые другие, свойственные естественным лесным фитоценозам, условия, к которым в течение длительного времени у семян происходило приспособление в процессе эволюции и закреплялось в генотипе. Разлагаясь, опилки и опад обогащают почву органическим веществом и элементами питания, одновременно оказывают аллелопатическое воздействие на семена, всходы и молодые растения сорняков. Однако на открытом местоположении питомника из-за высокого уровня освещенности, температуры, турбулентного влагопереноса при высоких скоростях ветра наступает быстрое пересыхание мульчирующего слоя и процесс разложения органической массы (опилки + опад хвои) приостанавливается, аллелопатическое влияние биологически активных соединений на семена сорняков ослабевает, а затем прекращается до нового увлажнения осадками или поливной водой. Для обеспечения необходимого уровня аллелопатического воздействия на популяции сорных травянистых растений и его усиления, сразу после высева семян культивируемых растений посевы обрабатываются путем опрыскивания поверхности почвы водной вытяжкой из опада тех же пород. В течение вегетационного периода после проведения мульчирования обработка посева несколько раз повторяется. За счет такой обработки и мульчирования массовое прорастание семян сорняков предотвращается, а появившиеся всходы травянистых растений существенно замедляют свой рост и развитие. На прорастание семян и рост всходов древесных пород мульчирование опилками в сочетании с хвойным опадом и обработка посевов водной вытяжкой из отмершей хвои отрицательного влияния не оказывают. Применение гербицидов для подавления сорняков на посевах хвойных пород в питомниках аналогичным действием не обладает.

После смыкания сеянцев создаваемое ими затенение почвы также сдерживает прорастание семян сорных растений, а отставшие в росте сорняки имеют низкую жизненность и не могут составить сильной конкуренции культивируемой древесной породе.

Отличие и оригинальность предлагаемого способа, по сравнению с прототипом, заключается в том, что способ базируется на фитоценотических принципах и предполагает преобразование экологической ситуации на посевах хвойных пород (на пахатной территории) в направлении большего соответствия условиям, которые характерны для естественных лесных растительных сообществ. Практически недостижимая цель - максимально полное уничтожение сорняков для исключения их конкуренции с сеянцами на посевах за счет использования гербицидов, в предлагаемом способе заменена на более реальную цель - снижение численности и конкурентоспособности сорняков при частичном сохранении их на посевах для усиления кругооборота биофильных химических элементов при одновременном повышении биологической устойчивости системы агрофитоценоза. В лесных растительных сообществах под пологом древостоя и на прилегающих к нему участках травянистая растительность почти полностью отсутствует или встречаются в активно вегетирующем состоянии исключительно лесные виды, а сегетальные и рудеральные виды не встречаются. Это связано как с низкой освещенностью, так и с выделением древесными растениями в окружающую среду биологически активных соединений (БАС). Имеются многочисленные данные о том, что большая доля БАС находится в опаде, состоящем из хвои (листьев), части коры, мелких веток и сучьев древесных растений /см.1. Гродзинский А.М. Аллелопатия растений и почвоутомление: Изб. тр. /Редкол.: Романенко В.Д. (отв. Ред.) и др.; АН УССР. Центр. респ. Ботан. сад. - Киев: Наук. думка, 1991. - 432 с.; 2. Колесниченко М. В. Биохимическое взаимовлияние древесных растений. - М.: Лесн. пром - сть, 1968. – 150 стр./.

Выделяемые опадом БАС тормозят прорастание, задерживают появление всходов, подавляют рост и развитие особей тех видов, которые не характерны для данного фитоценоза, т.е. в процессе эволюции не приобрели биологических свойств, обеспечивающих им возможность произрастать совместно с доминантами. Доминирующие же в лесном сообществе виды, наряду с микроклиматом, формируют специфический аллелопатический фон, чем обеспечивают потомству (семенам, всходам и молодому подросту доминантов) “комфортную” экологическую нишу в биогеоценозе.

Способ реализуется следующим образом: после высева семян хвойных пород посевные ленты опрыскиваются рабочим раствором, представляющим водную вытяжку из опада хвои из расчета 0,5 л раствора на 1,0 кв.м посева (500 л/га). Сразу после опрыскивания посев покрывается 0,5-1,0 см слоем мульчи из свежих опилок и 0,5-1,5 см слоем опада (лесная подстилка из насаждений). Мульчирование опилками и опадом не только препятствует прорастанию сорняков, но и создает благоприятные условия для сохранения почвенной влаги, предотвращая быстрое сдувание опилок с посевных лент. Для поддержания аллелопатического фона опрыскивание посева водным настоем опада сосны проводится в течение всей вегетации через каждые 2 недели, т.е с интервалом в 12-15 дней. При наличии на посеве небольшого количества особей сорных растений, вышедших в верхний ярус по отношению к сеянцам, целесообразно провести ручную прополку. Жидкость готовится путем настаивания 1 части опада сосны в 6 частях воды в течение 24 часов. Перед использованием раствор фильтруется для удаления механических примесей, которые могут забить распрыскивающее устройство опрыскивателя.

Примеры конкретного выполнения способа следующие: в питомнике учебно-опытного лесного хозяйства "Вязовское" СГАУ им. Н.И.Вавилова на посевах сосны обыкновенной исследовалось влияние мульчирования опадами ряда древесных пород в сочетании с опрыскиванием посевных лент водными настоями из этих опадов на рост сорной растительности. Опыт проводился по схеме латинского квадрата (55) с вариантами:

1 - без мульчирования (контроль);

2 - мульчирование опадом сосны обыкновенной;

3 - мульчирование опадом дуба черешчатого;

4 - мульчирование опадом осины;

5 - мульчирование опилками.

При учетах и наблюдениях на посевах в 1 год отмечалось присутствие 11 видов, а на 2 год - 10 видов сорной растительности. При этом в течение всего периода выращивания на учетных делянках некоторые виды присутствовали лишь небольшой промежуток времени и после проведения ухода (прополки) на посевах отсутствовали. С целью получения достоверной информации были определены коэффициенты общности сорных видов по Жаккару. Значения коэффициентов показали, что в 1 год выращивания на делянках 1-го (контроль) и 2-го вариантов присутствовали 66,7% видов от зарегистрированных в опыте. На таком же уровне общность видов отмечена была между 1 и 5 вариантами.

На 2 год выращивания коэффициент общности видов между 1 и 2 вариантом снизился до 55,6%, а между 1 и 5 возрос до 90%. Поэтому из всех видов для анализа были отобраны только те, особи которых были представлены на посевах в течение всей продолжительности выращивания сеянцев: однолетние-щирица запрокинутая (Amaranthus retroflexus L.), куриное просо (Echinochloa crusgalli (L.) Beauv), марь белая (Chenopodium album L.); двулетние - икотник серый (Berteroa incana (L.) DC) и многолетние - вязель пестрый (Coronilla varia L.), латук (молокан татарский) (Lactuca tatarica (L.) С.А.Mey).

Наибольший эффект по торможению роста сорняков оказался на 2 варианте с мульчой из древесных опилок и опада сосны обыкновенной и опрыскиванием посева водным настоем из опада той же породы. Применение только опилок и покрытий из опадов других пород с опрыскиванием посева соответствующими настоями имело место, но было менее эффективным. Предлагаемый же способ достоверно снижал количество сорных растений по сравнению с контролем на посевах 1 года выращивания сеянцев в 6,4 раза (в т.ч. однолетних в 6,6 раза, двухлетних - 9,0 раз и многолетних - 5,8 раза), их среднюю высоту в 1,2-4,0 раза, а общую биомассу в абсолютно сухом состоянии в 5,8 и более раз. На посевах второго года выращивания сеянцев число сорных растений снижалось в 11,5 раз (в т.ч. однолетних в 24,5 раза, двухлетних - 17,0 раз и многолетних - 8,0 раз), их среднюю высоту в 2,0-6,3 раза, а общую биомассу в абсолютно сухом состоянии в 8,2 и более раз. При этом сильнее угнетались малолетние (одно- и двулетние) сорняки, по сравнению с многолетними (см.табл.).

Установлено, что данный способ борьбы с сорной растительностью не только не оказывает отрицательного действия на прорастание семян и рост сеянцев сосны обыкновенной, но и способствует увеличению их биометрических показателей и выхода стандартного посадочного материала по сравнению с контрольным вариантом.

Использование изобретения позволит достичь следующих результатов.

1. Снизить засоренность посевов хвойных пород в 6,4-11,5 раз, высоту сорных растений 1,2-6,3 раза и их биомассу (в абс. сухом состоянии) не менее чем в 5,8-8,2 раза, что обеспечивает снижение трудоемкости выращивания посадочного материала сеянцев сосны обыкновенной, за счет сокращения количества и объема работ при ручных уходах. Затраты ручного труда (в человеко-днях) на проведение уходов за посевами сокращаются в 2,1 раза, т.е. не меньше, чем при подавлении сорняков гербицидами /см. Применение гербицидов и арборицидов в лесовыращивании: Справочник. Шутов И.В., Бельков В.П., Мартынов А.Н. и др. - М.: Агропромиздат, 1989. - С.71-72/, а работы механизмов (тракторо- и машиносмен) - в 1,3 раза.

2. Улучшить условия роста сеянцев, увеличить выход стандартного посадочного материала хвойных пород с 1 га не менее чем на 30% (на примере сосны обыкновенной на 37,2%), что несколько выше, чем при использовании гербицидов/см. Применение гербицидов.....С.71/.

3. Устранить технологические и технические сложности, связанные с необходимостью строго дозировать расход рабочего раствора при опрыскивании посевов для предотвращения повреждений сеянцев, фитотоксичности почвы и пр.

4. Процесс выращивания сеянцев сделать полностью экологически безопасным для окружающей среды в целом и для работников питомника в частности.

5. Повысить использование биофильных химических элементов в процессе их кругооборота и устойчивость потоков веществ и энергии, а также трофических связей в искусственной системе агробиогеоценоза питомника.

Формула изобретения

Способ подавления сорной растительности на посевах хвойных пород, включающий обработку посевов веществами, подавляющими рост сорняков, отличающийся тем, что обработку посевов осуществляют водным настоем опада хвойных пород, затем проводят мульчирование опилками и опадом хвойных пород, а далее проводят опрыскивание посева вышеназванным настоем один раз в две недели до достижения сеянцами стандартных размеров.

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 29.05.2005

Извещение опубликовано: 10.12.2006        БИ: 34/2006