Корнеотпрысковые сорняки
Семена у корнеотпрысковых сорняков в основном служат средством расселения. В возобновлении же главную роль играют корни и корневища, являющиеся для этих сорных трав вегетативными зачатками. Большие запасы их в почве и вызывают сильное засорение посевов. Корнеотпрысковые сорные растения засоряют все сельскохозяйственные культуры. Выбившись на поверхность почвы, они вступают с культурными растениями в определенное взаимодействие.
Небольшое значение семенного возобновления зависит от нескольких причин. Прежде всего, семенные зачатки корнеотпрысковых в почве, как правило, не накапливаются так как у одних видов их уносит ветер (осоты, молокан), а у других - они в своей основной массе попадают в зерно сельскохозяйственных культур (вьюнок полевой). Кроме того, семена большинства корнеотпрысковых сохраняют в почве жизнеспособность непродолжительное время (у молокана и осотов 90-99% семян теряют способность к прорастанию за один год, у горчака розового - за 2-3 и вьюнка полевого - за 5 лет). В итоге семенные зачатки молокана и осотов засоряют почву в единичных количествах, а горчак и вьюнок могут в ней накапливаться. В отдельных случаях под куртинами последних сорняков число их семян в пахотном слое может достигать нескольких тысяч штук на квадратный метр.
Вторая причина незначительной роли семенного возобновления в жизни корнеотпрысковых в том, что для прорастания их семян и образования всходов нужны такие условия, которые в полевой обстановке, а также на многих других угодьях складываются довольно редко. После выхода из покоя семена горчака, осотов, молокана и вьюнка лучше всего прорастают при температуре 20-30°. В опытах НИИСХ Юго-Востока при 25-30° молокан пророс на 94% и осот - на 82%, при 10-15° первый сорняк прорастать отказался, второй же показал всхожесть только на 6%.
Нуждаясь в высоких температурах, молокан и осот обычно прорастают и образуют всходы в июле - августе, а вьюнок - со второй половины весны до середины осени. Но одних высоких температур для прорастания семян и появления всходов мало. Необходима достаточная влажность почвы и мелкая заделка семенных зачатков, так как горчак, молокан и осоты могут взойти с глубины не более 2 см, а вьюнок - 5 см. Лишь в условиях орошения после полива, когда почва не оказывает большого сопротивления растущему проростку, наиболее крупные семена первых трех сорняков всходят с глубины до 3-4 см, а последнего - до 10, реже 15 см.
Все изложенное показывает, что корнеотпрысковые могут образовать всходы только на тех участках, на которых в самое жаркое время года поверхностный слой почвы имеет большую влажность. Кроме того, семена этих сорняков на данном участке должны быть заделаны на небольшую глубину.
Такие условия обычно бывают на опушках лесов и лесополос, в поймах рек и на поливных землях. В неорошаемом земледелии более благоприятные условия для прорастания вьюнка, осотов, молокана и горчака создаются на парах, в посевах ранних и поздних пропашных. Но на обрабатываемых участках семенных растений корнеотпрысковых образуется очень мало, так как основная часть семян этих сорняков при вспашке попадает в глубинные слои почвы.
Кроме сказанного, семенное возобновление корнеотпрысковых сорняков осложняется тем, что их молодые растения обладают очень малой стойкостью. В фазе всходов, а также в возрасте до двух месяцев при проведении подрезок и прополок горчак, вьюнок, осоты и молокан погибают нацело. В это время их корни проникают на глубину не более 20-30 см и отрастать еще не могут.
Способность к отрастанию они приобретают примерно через 2,5-3 месяца после появления всходов, когда основной корень уходит в почву на достаточно большую глубину и на нем появляются горизонтальные корни. К этому времени как в вертикальных, так и в горизонтальных корнях начинают откладываться запасные питательные вещества (рис. 19). Такие растения после подрезки уже способны к отрастанию.
Небольшая роль семенного возобновления горчака, вьюнка, осотов и молокана усугубляется еще тем, что среди их семян, поступающих в почву, имеется много недозревших, щуплых и поврежденных вредителями.
Вегетативное возобновление корнеотпрысковых сорняков идет путем образования на их подземных органах отпрысков - побегов, выходящих на поверхность почвы. На необрабатываемых землях побеги вырастают на горизонтальных и вертикальных корнях, а также корневищах, преимущественно в приповерхностных слоях почвы. В полевых условиях возобновление происходит за счет отрастания отрезков корней и корневищ, образующихся при основной обработке почвы в пахотном слое в результате дробления подземных органов почвообрабатывающими орудиями, а также от корней, находящихся в подпахотном горизонте. Восстановление из кусочка корня или корневища целого растения называют регенерацией.
Возобновление от отрезка
Возобновление от отрезка (рис. 20) начинается с образования почки, которая в дальнейшем вырастает в побег, выбивающийся к поверхности земли. Побеги на вспаханных полях выходят на поверхность почвы у молокана обычно во второй половине мая, у осотов - в конце мая - начале июня и у вьюнка - в первой половине июня.
Отрезок с побегом называют отросшим. Но его еще нельзя считать прижившимся, так как он не имеет надземных частей и корней. Питание побега в это время происходит за счет использования запасных веществ, имеющихся в самом отрезке. Во многих случаях, особенно при глубокой заделке и небольшой величине отрезка, в связи с полным использованием запаса питательных веществ регенерация на этой фазе обрывается, и побег, не образовав собственных надземных частей и корневой системы, отмирает вместе с породившим его отрезком.
После выхода побега на поверхность и образования надземных органов, как только начнется фотосинтез, на отрезке появляется вертикальный корень, растущий в глубь почвы. В это же время на подземной части побега и вертикальном корне образуется масса питающих корешков. Такой отрезок именуют укоренившимся, а после проникновения корня за пределы пахотного слоя - прижившимся. В последнем случае при летнем пересыхании поверхностных слоев почвы отрезок вместе с побегом и корнем продолжает жить.
Длинные отрезки в связи с наличием в них достаточно больших запасов питательных веществ вертикальный корень закладывают одновременно с появлением почки или до выхода побега на поверхность. Прижившийся отрезок, точнее, растение, выросшее из него, в первое время обладает очень малой стойкостью. В опытах НИИСХ Юго-Востока после подрезки надземных частей оно погибало вместе с корнем и отрезком. Причина в том, что отрезок уже истощился, а растение отрастать от своих подземных частей еще не может.
Способность к отрастанию (стойкость) молодые растения, выросшие из отрезков, приобретают после того, как они на своем вертикальном корне образуют первый горизонтальный корень распространения, потому что в это время в корнях начинают откладываться пластические вещества. Таким образом, формируясь из отрезков, новые растения корнеотпрысковых сорняков проходят несколько фаз регенерации. Многочисленные наблюдения показали, что до последней фазы, когда молодые растения образуют первый горизонтальный корень и приобретают способность отрастать от подземных частей, доходят только единичные экземпляры горчака, вьюнка, осотов и молокана. При пожнивной обработке погибают и они.
Корни, корневища и молодые побеги (отпрыски) обладают различной способностью к регенерации. Наиболее хорошо отрастают, укореняются, приживаются и приобретают стойкость корни, несколько хуже - корневища и совсем плохо - молодые побеги. В опытах НИИСХ Юго-Востока корневища молокана длиной 10 см отросли на 31% от числа высаженных отрезков, а корни - на 100%. Жизнеспособность отрезков во многом зависит от возраста. Например, в одном из опытов молодые побеги молокана отросли на 21%, молодые корневища (в возрасте одного года) - на 79% и старые корневища - на 57%; корни в возрасте одного года - на 100% и более старых возрастов - на 71-87%.
Интенсивность регенерации и конечные ее результаты во многом зависят от времени дробления подземных частей корнеотпрысковых на отрезки. Так, отрезки вертикальных корней молокана, образовавшиеся в мае, отросли на 5%, а образовавшиеся в июне-августе - на 62%. Сентябрьские отрезки отрастали также очень хорошо, но образовавшиеся на них отпрыски не вышли к поверхности почвы и погибли. Вместе с ними отмерли все отрезки.
Отрастать могут лишь те отрезки подземных частей горчака, вьюнка, осотов и молокана, в которых имеется достаточно большой запас пластических веществ. Величина этого запаса в значительной степени зависит от размера отрезка, так как чем он крупнее, тем больше в нем может поместиться питательных веществ. Как на больших (длинных и толстых), так и на малых (коротких и тонких) отрезках чаще всего вырастает не более 1-2 побегов. Это значит, что на одном .погонном метре длинных отрезков сидит и поглощает питательные вещества значительно меньше отпрысков, чем на коротких. Это неизбежно должно привести к более быстрому истощению коротких и тонких отрезков, что и было доказано многими опытами. Во всех случаях отрезки подземных частей молокана и вьюнка длиной 5 см практически не отрастали, из отрезков же в 30-35 см отросло только 10-30% их.
Такая же закономерность обнаружена у толстых и тонких отрезков. Кусочки подземных частей горчака, вьюнка, осота и молокана, имеющие толщину до 1 мм, совершенно не отрастают и поэтому не могут служить вегетативными зачатками. Причина в том, что в них питательные вещества не откладываются. Отрезки толщиной 1-2 мм дают сравнительно небольшой процент отрастания и укореняются очень редко. Отрезки диаметром 3-5 мм отрастают и укореняются наиболее хорошо. Но и они при пожнивных обработках устойчивости не приобретают и к уходу под зиму гибнут.
Таким образом, в условиях Поволжья как на неполивных землях, так и при орошении у горчака, вьюнка, осота и молокана отрастает сравнительно небольшой процент отрезков, и притом наиболее длинных и толстых. Еще меньше их укореняется и приживается. Все отросшие, укоренившиеся и прижившиеся отрезки при проведении пожнивных обработок устойчивости не приобретают и погибают. Из этого следует, что при борьбе с корнеотпрысковыми сорняками надо применять такую агротехнику, которая обеспечивает дробление на небольшие отрезки наибольшего количества их подземных органов.
Основная часть подземных органов (примерно 75%) расположена до глубины: у вьюнка - 60 см, у осота и молокана на неорошаемых землях - 40 см и орошаемых - 60 см (рис. 21). Следовательно, для подрезки и дробления главной массы подземных частей названных сорных растений основную обработку надо проводить на глубину 40-60 см. При вспашке на 30 см будет подрезано и раздроблено на отрезки около 50% подземных органов корнеотпрысковых сорняков.
Отрезки, образующиеся при основной обработке почвы, хотя их подавляющая часть и не приживается, все же представляют определенную опасность. Прежде всего, они в том или ином количестве отрастают и образуют надземные органы. Эти органы, какими бы слабыми они ни были, затеняют посевы и отнимают у культурных растений воду и пищу. Кроме того, при отсутствии борьбы с надземными частями формирующиеся растения могут приобрести устойчивость и создать новые куртины. Поэтому нужны специальные агротехнические приемы, обеспечивающие быстрое и достаточно полное уничтожение надземных частей, порожденных отрезками.
Отрезки длиннее 20 см после подрезания образовавшихся от них надземных частей могут отрасти повторно (примерно 30% их общего числа), более же короткие отрезки такой способностью не обладают.
Возобновление от корней, находящихся в подпахотном слое
Возобновление от корней, находящихся в подпахотном слое - главная причина засоренности посевов горчаком, вьюнком, осотами и молоканом. Раскопки показали, что доля надземных побегов от корней подпахотного слоя как на неполивных, так и на орошаемых землях выражается в 70-80 и даже 100%. Надземных частей от отрезков может быть больше, чем от корней подпахотного слоя, лишь весной, так как они пробиваются к поверхности почвы с меньшей глубины и поэтому появляются первыми. В дальнейшем они начинают выпадать, а на поверхность выходят побеги из подпахотного слоя.
Интенсивность возобновления от корней из подпахотного горизонта зависит от глубины основной обработки. Чем глубже сделана вспашка, тем позже выходят на поверхность отпрыски горчака, вьюнка, осотов и молокана, образовавшиеся на корнях в подпахотном слое. В одном из опытов при подрезке осенью на глубину 20 см молокан выбился к поверхности почвы в первой декаде мая, на 40 см - в последней, а на 60 см - во второй половине июня, то есть почти к началу уборки посевов. Молокан совсем не вышел на поверхность при глубине подрезки 100 см, а вьюнок - во многих случаях даже 60 см (рис. 22). Сроки осенней подрезки на время появления в посевах корнеотпрысковых влияния не оказывают.
При весенней подрезке, сделанной в момент массового появления надземных частей сорняков, повторное образование их розеток или стеблей происходит примерно на месяц-полтора позднее, чем при осенней подрезке.
Глубина основной обработки оказывает большое влияние и на степень засоренности поля корнеотпрысковыми сорняками. При глубокой вспашке засоренность поля этими сорными растениями всегда бывает меньше, чем при мелкой. Как уже было отмечено, у подавляющего большинства растений материнские вертикальные корни проникают в почву на глубину до 1,5-2,5 м, а дочерние - только до 0,5-1 м. Это значит, что после подрезки на 40-60 см дочерние вертикальные корни имеют размер лишь 10-40 см и содержат очень малые запасы питательных веществ. В результате образующиеся на них отпрыски с глубины 40-60 см выбиться на поверхность почвы не могут и погибают. При подрезке на 20-30 см дочерние корни в подпахотном слое имеют большую длину и поэтому погибают в меньших количествах (рис. 23). Большее выпадение дочерних вертикальных корней - первая причина значительного уменьшения засоренности поля при увеличении глубины подрезки.
Корень, находящийся в подпахотном слое, при отрастании, как правило, образует несколько отпрысков (у молокана 1-3, у вьюнка 4-8). При подрезке на малую глубину к поверхности выходят все эти отпрыски. Если же подрезка сделана глубже, то часть отпрысков погибает. При еще более глубокой обработке на поверхность почвы от каждого корня выходит только один наиболее сильный побег. В этом вторая причина снижения засоренности при увеличении глубины вспашки.
Способность корнеотпрысковых сорняков «сбрасывать» часть особенно слабых побегов дает им возможность лучше питать один, самый сильный. Это обеспечивает выход к поверхности хотя бы одного побега, что имеет большое значение в возобновлении вида. Подрезка на глубину 1 м вызывает гибель практически всех как дочерних, так и материнских вертикальных корней. С такой глубины их отпрыски выбиться к поверхности почвы, как правило, не могут. Исключение представляет горчак.
От глубины подрезки зависит также степень истощения корней, остающихся в подпахотном слое. При глубокой обработке отпрыски, растущие от корней из подпахотного слоя, пробиваются через большую толщину почвы, чем при мелкой. В результате они бывают значительно длиннее и выходят на поверхность очень поздно. На образование длинных подземных побегов и жизненные процессы их во время долгого роста к поверхности тратится много запасных веществ, находящихся в корнях. Истощение запасных веществ можно обнаружить по уменьшению их веса.
В опытах НИИСХ Юго-Востока при осенней подрезке молокана на глубину 20 см сухой вес единицы длины корней из подпахотного слоя ко времени появления его надземных частей уменьшился до 77,8% от исходного, на 40 см - до 70,3%, на 60 см - до 60% и на 80 см - до 40,9%. Сильное истощение корней при отрастании с больших глубин долго сказывается на скорости роста надземных частей корнеотпрысковых сорняков. Если в варианте с подрезкой молокана на глубину 20 см общий прирост надземной массы с начала опыта (подрезка в третьей декаде мая) до конца его (17 сентября) составил 17,7 г, то при подрезке на 60 см - всего лишь 0,2 г.
На молодых залежах, в озимых культурах и многолетних травах второго и последующих лет пользования, то есть на тех полях, где подрезка корнеотпрысковых совершенно не проводится, молокан образует надземные части в конце апреля, вьюнок же - в середине мая.
У корнеотпрысковых сорняков есть четыре периода жизни, чередующиеся в продолжение года. В первый период после выхода из-под зимы в течение примерно месяца у них растут, пробиваясь к поверхности почвы, молодые побеги. В результате происходит сильное истощение запаса питательных веществ, накопленного в подземных органах. Вес единицы длины корней и корневищ в зависимости от глубины основной обработки уменьшается в 2-4 раза.
В одном из опытов вес погонного метра подземных органов молокана за этот первый период снизился от исходных 2,27 г до 0,54 г (в 4,2 раза), вьюнка полевого - от 1,83 до 0,99 г (в 1,8 раза). В ряде случаев, когда питательных веществ запасено немного, их для возобновления сорняка может не хватить. В итоге он погибает.
Второй период жизни наступает после появления надземных частей и характеризуется усиленным образованием горизонтальных и новых (дочерних) вертикальных корней. На горизонтальных корнях, чаще у места их перехода в вертикальные дочерние, вырастают отпрыски, а из них - надземные побеги. В результате куртина сорняка растет и плотность стояния его надземных органов увеличивается. Корнеотпрысковое растение захватывает новые площади и наращивает в почве запасы вегетативных зачатков. Если против этого меры не принимают, общая длина подземных частей может увеличиться примерно в 1,5-4 раза. Например, в одном случае метраж корней и корневищ молокана под озимыми культурами на 1 кв. м до глубины 40 см в этот период жизни увеличился от исходных 93,3 см до 326,4 см (в 3,5 раза), а вьюнка - от 949 до 1315,9 см (в 1,4 раза).
Когда надземные части корнеотпрысковых во второй период систематически уничтожают, не допуская тем самым фотосинтеза растений, запасы корней и корневищ в почве не растут, а, наоборот, уменьшаются. Стремясь образовать фотосинтезирующие органы, сорняк формирует все новые и новые отпрыски, растущие к поверхности. В итоге его истощение, происшедшее в первый период, резко усиливается, что приводит к гибели некоторых горизонтальных и вертикальных дочерних корней. Наиболее истощившиеся растения погибают полностью. В уже приведенном опыте метраж корней и корневищ молокана под пропашными культурами на площади 1 кв. м до глубины 40 см за второй период уменьшился от исходных 36,7 см до 19,4 см (в 1,9 раза). Заканчивается второй период во время пересыхания и уплотнения почвы.
В третий, главным образом пожнивный, период, готовясь к прекращению вегетации и весеннему отрастанию, сорняки в своих подземных частях откладывают запасы питательных веществ. Вес единицы длины их подземных органов в это время в ряде случаев вырастает в 2-3 и большее число раз. Второй и третий периоды могут друг на друга несколько накладываться.
Поздней осенью, отложив в подземных органах запасы пластических веществ, корнеотпрысковые сорняки входят в четвертый период своего годового цикла жизни - состояние покоя. При вхождении в покой у них отмирают надземные и частично подземные органы (отпрыски и корни, не содержащие запасов питательных веществ). Лишь молокан, если его осенью не подрезали, может зимовать в фазе розетки. В этом случае весной он начинает образовывать стебли и подавлять посевы намного раньше, чем при осенней подрезке.
Корнеотпрысковые сорняки входят в покой не только перед зимой, но также при наступлении других неблагоприятных для них условий жизни, например при забрасывании пахотных земель под залежь или занятие их на долгое время многолетними травами. Горчак погружается в покой, кроме того, на жаркое летнее время. После распашки травяного пласта и залежи корнеотпрысковые сорняки из покоя выходят и отрастают.
Взаимодействие корнеотпрысковых сорняков и посевов
Взаимодействие корнеотпрысковых сорняков и посевов выражается во взаимном угнетении. Исход его во многом зависит от того, какие растения и как скоро выйдут в верхний ярус (сорные или культурные). Если в верхнем ярусе оказывается горчак, осот и молокан, то культурные растения под их пологом начинают выпадать. Особенно большим бывает выпадение, когда культурные растения оказываются под пологом сорняков в начальные фазы своей вегетации. В таком случае они часто совершенно погибают. В этом главная причина образования на месте куртин корнеотпрысковых сорняков пустующих участков. Корнеотпрысковые сорняки, кроме того, подавляют посевы своими корневыми выделениями. Вьюнок полевой и осот розовый, выделяя в почву определенные вещества, подавляют рост льна, пшеницы и других культур. Особенно сильно действуют на посевы выделения горчака.
Наоборот, если в начальные фазы вегетации в верхний ярус выходят культурные растения, то бывают сильно подавлены корнеотпрысковые сорняки. Надземные части у них растут медленно и остаются у самой поверхности почвы (в нижнем ярусе). В хлебных злаках ко времени их созревания, когда посевы осветляются, корнеотпрысковые сорняки начинают быстро расти и выходят в верхний ярус, но выпадения посевов не вызывают. Вредное действие корнеотпрысковых в этом случае выражается в том, что они усложняют уборку. Горчак, осоты и молокан забивают работающие части уборочных машин; вьюнок, опутывая стебли культурных растений, стаскивает их с платформ лафетов, жаток и комбайнов. Чем выше уровень агротехники, тем сильнее угнетаются корнеотпрысковые сорняки посевами.
Наиболее сильно их подавляют озимые хлеба и многолетние травы (при орошении), значительно хуже - яровые. Пропашными культурами горчак, вьюнок, осоты и молокан сильно подавляются только при своевременном проведении в первые фазы вегетации междурядных обработок.
Исходя из описанных биологических особенностей корнеотпрысковых сорняков, в основу искоренения их положено систематическое истощение обработками и подавление посевами в течение нескольких лет. Лучших результатов можно достичь при соблюдении следующих требований.
Чтобы резко снизить или исключить отложение запасных питательных веществ в их подземных органах, нельзя допускать в летне-осеннее время (после уборки посевов) фотосинтеза сорняков.
Для дробления на небольшие отрезки возможно большего количества подземных частей основную обработку нужно проводить как можно глубже, так как около 75% корней и корневищ сосредоточено в почве до глубины 40-60 см и 50% - 30 см.
С целью не допустить образования в почве новых вегетативных зачатков, усилить истощение старых и убить отрезки подземных органов, образовавшихся при основной обработке почвы, в течение весеннего и летнего периодов необходимо систематически подрезать, уничтожать химическими средствами и подавлять посевами их появляющиеся надземные части. Все перечисленные меры необходимо применять в сочетании.