Конкуренция растений кукурузы и сорняков

Конкуренция растений кукурузы и сорняков

Конкуренция за воду, свет, питательные вещества между культурами и сорняками.

Это тот фактор, который является определяющим для применения мер контроля последних. Вместе с тем, ученые исследовали еще один важный аспект такой конкуренции. Установлено, что растения чувствуют соседство друг друга, а также могут проявлять взаимное влияние без физического контакта.

Свойство растений влиять друг на друга без физического контакта может существенно сказываться на росте и развитии культуры, вызвать ее угнетение, что в конечном итоге влияет и на урожайность.

Исследование этого отдельного аспекта конкуренции изучали канадские ученые в лабораторных и полевых условиях.

В результате этих исследований было установлено, что часть солнечных лучей, попадая на листовую поверхность, а именно: инфракрасное излучение абсорбируется растением и используется для фотосинтеза, а часть - отражается от поверхности. Так, излучение, отражается от листьев сорняков, попадает на культуру, причем под разными углами. В лабораторных условиях установлено, что даже небольшие сорняки, которые выращивались в горшках неподалеку культуры и непосредственно не контактировали с ней, то есть не были конкурентами за влагу и питательные вещества, влияли на процесс фотосинтеза в культурных растениях и могли останавливать его.

Таким образом, было определено новый механизм конкуренции, требующий подтверждения. Учитывая то, что сорняки вредные для посевов кукурузы, канадские ученые запланировали во время исследований исключить такие факторы конкуренции, как влага и питательные вещества. Для культуры и для сорняков было создано одинаковые условия роста и развития с оптимальным минеральным удобрением, обеспечив высаженную культуру достаточным количеством влаги в почве. Исследования были направлены на выяснение уровня конкуренции, в частности, влияния сорняков на продуктивность культуры.

Во время исследований, направленных на выяснение зависимости урожая культуры от наличия в посевах сорняков, ученые установили, что при отсутствии в посевах сорняков на этапе развития с 3 по 10 лист кукурузы вегетация культуры не чувствует конкуренции, поэтому ее потенциал роста и развития реализуется максимально. Важным результатом этих исследований стало также установление того факта, что сорняки, которые появлялись после этапа развития в культуре 10 листа, не влияли на ее урожайность. Соответственно при исследований важным было уточнение этапа развития культуры, на котором начинается негативное влияние сорняков на ее урожайность и на каком они больше на нее влияют.

Исследованиями установлено, что при наличии сорняков в посевах к появлению 3-4 листа культуры ее урожайность резко снижалась. Во время опытов, которые проводили в Онтарио, было установлено, что потеря урожайности культуры в таких условиях достигала 3,5-10% в день. Ученые были обеспокоены тем, что это происходит слишком быстро и преждевременно. Поэтому в течение исследований проводились эксперименты, которые предусматривали удаления сорняков на разных этапах развития культуры. В условиях удаления сорняков после этапа 3-4 листа культуры урожайность несколько увеличивалась, но не достигала максимальных показателей. Потери урожайности наблюдались при любых условиях. Было установлено, что даже удалив сорняки, показатели урожайности нельзя компенсировать полностью - потери были неотвратимы.

Особое внимание ученые уделили изучению начального этапа развития культуры: что происходит во время этого этапа, какие факторы влияют на растение в этот период. По результатам исследований ученые сделали вывод, что степень снижения урожайности кукурузы зависит от трех факторов, а именно от времени появления сорняков по сравнению с этапом развития культуры (наиболее важный фактор), густоты сорняков и их видового состава в посевах.

Наличие сорняков в посевах кукурузы даже без их контакта и конкуренции за питательные вещества и влагу способна изменять темпы роста культуры и степень развития корневой системы

Дальнейшие исследования были направлены на поиск так называемой «точки невозврата». Исследователи изучали развитие злаковых сорняков на разных этапах развития культуры. При появлении сорняков одновременно с культурой потеря урожайности в зависимости от их густоты, составляла до 20%. При появлении сорняков позже, на этапе развития 4 листа культуры, в условиях их неизменной плотности, потеря урожайности была стабильной, но не столь значительной и резкой. Разница во времени появления сорняков по сравнению с тем, когда они появлялись на этапе развития 3 листа у культуры, оказала огромное влияние на ее урожай.

Таким образом, встал вопрос: как проросток культуры (в этом случае кукурузы) определяет, что его окружает, как он подстраивается под это окружение, а также свойственно растению «общаться» с другими растениями и в зависимости от этого менять свое поведение?

Как отмечалось выше, маленький росток кукурузы величиной с мизинец, как своеобразный радар, может определять наличие сорняков вокруг него. Эту информацию он получает благодаря свету, отражается от листовой поверхности сорняков. И улавливает это растение очень быстро, что было подтверждено во время проведения полевых исследований в посевах кукурузы в фермерском хозяйстве штата Небраска. Во время выращивания культуры соблюдение условий по устранению конкуренции за воду и питательные вещества.

В посевах, чистых от сорняков, листьев кукурузы размещалось перпендикулярно рядам, как под линейку, листья были равномерно расправленными. При наличии небольших проростков сорняков кукуруза уже заметно реагировала на них. Листья теряло перпендикулярность размещения, оно возвращалось в разные стороны, викручувалося. Таким образом, ученые пришли к выводу, что небольшие проростки сорняков очень сильные и способны существенно влиять на равномерность роста и развития кукурузы. И подобные изменения - не редкость.

Во время полевых исследований по изучению влияния глифосата на разных этапах развития сорняков в посевах кукурузы также были обнаружены изменения в росте и развитии культуры. Глифосат вносили во время таких этапов развития сорняков: 10 см, 15 и 23 см. В зависимости от сроков контроля сорняков наблюдались изменения, которые негативно влияли на интенсивность смыкания рядков кукурузы. Разница в росте сорняков, которые контролировали, составляла всего лишь 5 см, но смыкания рядков кукурузы происходило с ощутимыми изменениями. В случае переноса сроков контроля на более позднее время результаты ухудшались с поразительной разницей. Для аграриев не секрет важность этапа смыкания рядков кукурузы, от своевременности которого зависит получение высоких показателей ее урожайности, и чем раньше это произойдет, тем лучше это для посева культуры, в котором негативное влияние сорняков будет ограничен до минимума.

В лабораторных условиях при отсутствии конкуренции за влагу, питательные вещества и свет (обязательное условие) кукурузу высаживали в емкостях посередине, а сорняки - по краям, но без физического контакта. Плотность посевов отвечала 80 тыс. Растений на 1 га. На разных этапах роста кукурузы исследователи удаляли сорняки, наблюдая за культурой и ее корневой системой. Установлено, что наиболее важные этапы - между 3 и 10 листком кукурузы. Наличие сорняков (без контакта и конкуренции за питательные вещества и влагу) меняла темпы роста культуры, степень развития корневой системы, скорость накопления биомассы, а также влияла на урожайность. Соответственно, в условиях изменения темпов роста естественным путем изменений и функциональность, то есть уменьшалась способность культуры противостоять внешним стрессам и достигать потенциальной урожайности.

Вместе с тем, была установлена ​​зависимость развития листьев, корневой системы и биомассы растений культуры от засоренности посевов. Хотя засоренных посевы культуры были выше, на незабурьянених вариантах растения имели большее количество листьев с большей площадью поверхности. Общая биомасса растений с незасорённых посевов была на 10% больше, чем на засоренных. Установлено, и это очень важно, что корневая система на засоренных посевах была на 8% меньше. Корневая система кукурузы, как известно, состоит из различных типов корней: основного, боковых, побочных и воздушных или опорных. В процессе развития они меняются, и степень их изменения влияет на урожайность культуры. Опыты подтвердили, что наличие сорняков существенно влияла как на объем, так и на длину корней. Соответственно от влияния сорняков на корневую систему существенно зависит рост и развитие культуры, например, в условиях засухи.

Количество воздушных корней, их диаметр, площадь корневой массы существенно отличались в зависимости от наличия сорняков или их отсутствия. Лабораторные результаты опытов было подтверждено учеными в полевых условиях. Исследовали реагирования растений культуры на наличие или отсутствие сорняков в поле и на этапе развития в культуре 4-го листа. Полевые опыты полностью подтвердили лабораторные результаты.

Ученые рекомендуют обратить внимание на важные факторы, которые в значительной степени влияют на время начала репродуктивного этапа развития культуры, а именно: на каком этапе развития культуры и каким образом следует обеспечивать контроль сорняков. Приведенные выше данные свидетельствуют о том, какую большую силу имеет биология сорняков, если им свойственно влиять и смещать начало репродуктивного этапа развития соседней с ними культуры. Необходимо учитывать, что конкурентоспособность сорняков распространяется также на время смещение начала репродуктивного периода культуры, в посевах которой они распространены. Согласно полученным результатам, установлено, что наличие сорняков в посевах сместила наступления репродуктивного периода, как минимум, на 1,5 суток. Для производственников известно, что это достаточно значимый промежуток времени. Кроме того, наступление репродуктивного периода очень индивидуально для каждой культуры. Все названные факты подтверждены исследователями, во время опытов фиксировали рост и развитие каждого растения.

Одной из ошибок является предположение наиболее массового появления всходов сорняков, чтобы уничтожить их одним отделкой. При таких условиях урожай культуры уменьшается ежеминутно, и каждый следующий день такого ожидания будет еще более губительным для него
Выращивая культуру, необходимо, чтобы обеспечение эффективного контроля сорняков в ее посевах было не только аксиомой, но и проводилось в оптимально важные сроки развития. Это мероприятие позволит получить равномерную появление всходов кукурузы, прохождения в установленные периоды ее этапов роста и развития, репродуктивного периода, во время которого формируется будущий урожай.

Ученые отметили широкую вариабельность начала цветения культуры, посевы которой были излишне забурьяненными. Установлено, что на этапе цветения общая листовая поверхность культуры в чистых от сорняков и сорных посевах была примерно одинаковой, но общая биомасса растений из чистых посевов была на 11% больше, чем с засоренных. Биомасса корней оказалась на 13% больше. Следует отметить, что этап цветения культуры является одним из самых важных, и если у растения в настоящее время корневая система на 13% меньше, то, соответственно, она будет более склонной к внешним стрессам. В условиях постоянного подкормки растений исследователи получили примерно одинаковую урожайность (и биомассу). Но количество зерен и их масса были разными. Следовательно, контроль сорняков и особенно время его начала прямо влияет на формирование зерен в вилке. После опыления, когда количество зерен уже зафиксировалась, все зависит от погодных условий, накопления массы каждой зерном, а также негативного влияния сорняков.

Масса зерен и их количество - это две составляющие урожайности. Скорость роста растения во время репродуктивного этапа развития влияет на количество зерен, которые формируются. Наличие в посевах сорняков на ранних этапах роста культуры уменьшает темпы и скорость ее развития. На равномерность всходов и рост культуры влияет, кроме негативного влияния стрессовых факторов в результате неблагоприятных условий (отсутствие минеральных веществ, воды и т.п.), непосредственно также каждое очередное опоздание со сроками ограничения численности сорняков, что приводит к изменению скорости роста растений. Такая ситуация в конечном итоге приводит к точке невозврата, когда урегулировать негативное влияние от вредности сорняков будет невозможно и в результате это приведет к уменьшению количества зерен в вилке. Эти данные подтверждены результатами опытов. Например, в початках, взятых в качестве образцов с ухоженных посевов кукурузы, без сорняков, зерна размещались близко друг к другу, даже плотно, отмечалась их большое количество - до 519 штук. В образцах початков, взятых из засоренных посевов, на растении отмечалось всего 483 зерна, сами зерна размещались уже не так близко друг к другу, что позволило сделать вывод о наличии различий между растениями и неоднородность початков в зависимости от условий культивирования. То есть растения существенно отличались друг от друга.

В условиях, когда одно растение лучше другой, более развитые растения доминируют над слабыми, и это может привести к угнетению или гибели, то есть между ними обостряется внутривидовая конкуренция. И даже тогда, когда культура обеспечивалась необходимым количеством воды и питательных веществ, но имеющейся была засоренность, в опытах встречались растения, которые вообще не образовывали зерен и погибали.

Такую же зависимость ученые установили и по общей урожайности кукурузы. В опытах без сорняков урожайность составила 10,7 т / га, количество зерен - 563 шт. В условиях уничтожения сорняков на этапе развития в культуре 4-го листа урожайность была не намного, но все же меньше - 10,3 т / га, количество зерен отличалась на 6% - 531 шт., Что позволило ученым сделать вывод о существенной разницы. В следующем опыте ученые вносили гербициды на этапе 8 листьев. Данные свидетельствовали о том, что урожайность существенно изменилась и составила 8,5 т / га (20%), количество зерен уменьшилась на 13% - до 490 шт.

Ученые сделали вывод, что количество зерен на растении зависит от этапа развития, на котором начинался контроль сорняков гербицидами. Соответственно на основании полученных результатов аграрии сегодня могут рассчитать интенсивность снижения урожайности (количества зерен) культуры в зависимости от сроков уничтожения сорняков, упрощать планирование их контроля.

Целесообразно учитывать отдельные особенности послевсходовый гербицид, через которые может замедляться их действие, и соответственно из-за неэффективности контроля в течение определенного периода, который может длиться даже 8-9 дней, сорняки отрицательно влиять на кукурузу.

На рост и развитие кукурузы влияет много факторов, среди которых и негативное влияние стресса (отсутствие минеральных веществ, воды, наличие сорняков), что вносит коррективы в ее развитии, во время которых и наблюдается потеря урожайности культуры. Впрочем, отдельные факторы эффективно поддаются регулированию, например, вредность сорняков, которую ограничивают применением гербицидов, а некоторые, такие как наличие влаги - нет.

 

Печать