Агрохимия, 2022, № 8, стр. 44-50

ВВЕДЕНИЕ

За последние годы в структуре посевных площадей Северо-Западного региона произошли значительные изменения. В частности, увеличились посевные площади ярового рапса, главным образом, за счет Псковской, Новгородской и Ленинградской обл. По данным Росстата, в 2018 г. посевные площади ярового рапса в указанных областях составили 7.19, 3.65 и 1.67 тыс. га, тогда как в 2015 г. – 0.30, 0.03 и 0.36 тыс. га соответственно. Подобного интереса у сельхозпроизводителей к данной культуре не отмечалось никогда ранее. Он обусловлен высокой рентабельностью, большими экспортными возможностями, использованием полученного урожая как в кормопроизводстве, так и на технические цели, а также важным агротехническим и фитосанитарным значением для последующих культур в севообороте [1–3].

На фоне стремительного роста посевных площадей ярового рапса обозначилась проблема недостаточной изученности влияния минерального питания на фитосанитарную обстановку в посевах этой культуры. С учетом того, что рентабельное возделывание рапса в Северо-Западном регионе возможно только при условии внесения удобрений, эти сведения представляются актуальными, имеющими теоретическую и практическую значимость. При этом известно, что применение высоких доз минеральных удобрений под посев рапса может быть не целесообразным, т.к. не окупается соответствующими прибавками урожая [4].

Анализ литературных данных показал, что влияние внесения минеральных удобрений распространяется на разные группы вредных организмов, трофически связанных с яровым рапсом. Например, применение азотных удобрений (N33) в условиях Приобской лесостепи способствовало снижению численности рапсового цветоеда (на 33%) в фазе бутонизации рапса, густоты (на 18%) и биомассы (на 54%) сорных растений на момент уборки урожая [5]. При этом эффективность гербицидной обработки была выше на удобренном фоне (94–95%), чем на неудобренном (85–88%). В Центральном регионе усиленное азотное питание (N50 и N100) способствовало повышению засоренности посевов ярового рапса малолетними видами сорных растений (на 10.9–16.0%) и снижению засоренности многолетниками (на 3.2–35.3%) [6]. Схожие закономерности прослежены при внесении полного минерального удобрения (N30P45K40). По данным учетов, проведенных перед уборкой ярового рапса, отмечено увеличение количества малолетних сорных растений на 24.4 и уменьшение численности многолетних на 26.1% [7]. В Ставропольском крае внесение под посев ярового рапса N60P55K30 приводило к снижению численности крестоцветных блошек (на 18%), рапсового цветоеда (на 28%) и заселенности растений капустной тлей (на 1.7 балла) [8].

Цель работы – изучение влияния минерального питания на фитосанитарное состояние посевов ярового рапса на Северо-Западе России, где применение удобрений является непременным условием рентабельного сельскохозяйственного производства.

МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

Исследование проводили в агроэкологическом стационаре Меньковского филиала Агрофизического НИИ, расположенного в Гатчинском р-не Ленинградской обл., в период 2012–2020 гг. Почва опытных полей стационара – дерново-слабоподзолистая супесчаная, мощность пахотного слоя – 23 см, рН_KCl 4.6, содержание гумуса (по Тюрину) – 1.9%, подвижных соединений фосфора и калия (по Кирсанову) – 257 и 92 мг/кг соответственно. Стационар представляет собой 7-польный зернотравянопропашной севооборот, в котором предшественниками ярового рапса в разные годы были картофель (2012–2017 гг.) и многолетние травы (2018–2020 гг.).

Одним из изученных факторов в схеме опыта, развернутого на полях севооборота во времени и пространстве, был уровень минерального питания, сформированный предпосевным внесением азофоски и аммиачной селитры. В варианте с высоким уровнем минерального питания доза удобрений составляла N100P75K75, средним – N65P50K50, низким – удобрения не вносили.

Площадь делянок в каждом из вариантов удобренности составляла 0.18 га, площадь одного поля севооборота – 0.60 га. Повторность в опыте трехкратная.

Технология возделывания ярового рапса включала последовательное проведение зяблевой вспашки, весеннего боронования, внесения удобрений, предпосевной культивации, посева и уборки урожая. Мероприятия по защите растений рапса от вредных организмов не проводили. Высевали сорт ярового рапса Оредеж 4, районированный в Северо-Западном регионе с 2005 г.

Для оценки фитосанитарного состояния посевов ярового рапса использовали методику постоянных учетных площадок 0.1 м², с их стационарным размещением на протяжении всего периода вегетации [9]. В каждом варианте минерального питания устанавливали 12 постоянных площадок, всего на поле – 36. На постоянных площадках определяли видовой состав, численность, проективное покрытие и фитомассу сорных растений в отдельности по видам, поврежденность культурных растений вредителями и развитие болезней. На них же несколько раз за вегетацию определяли густоту и высоту стеблестоя культурных растений, урожайность и основные элементы структуры урожая.

Для определения численности капустной моли и рапсового цветоеда проводили кошения энтомологическим сачком, начиная с фазы розетки листьев и до полной спелости семян рапса. Делали по 10 взмахов в 3-х местах в каждом из вариантов удобренности.

Статистическую обработку данных проводили с помощью программы Statistica 6.0, применив метод дисперсионного анализа для выявления достоверных различий в фитосанитарном состоянии посевов ярового рапса, размещенных в вариантах с разным уровнем минерального питания.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Комплекс сорных растений, встречающихся в посеве ярового рапса, насчитывал 46 видов. Самыми многочисленными оказались марь белая (Chenopodium album L.), фиалка полевая (Viola arvensis Murr.), пикульники (Galeopsis spp.), торица полевая (Spergula arvensis L.), пастушья сумка обыкновенная (Capsella bursa-pastoris (L.) Mediк.) и дымянка аптечная (Fumaria officinalis L.). Среди многолетников лидирующие позиции занимал осот полевой (Sonchus arvensis L.), в отдельные годы наблюдали высокую численность пырея ползучего (Elitrigia repens (L.) Nevski), мать-и-мачехи обыкновенной (Tussilago farfara L.), чистеца болотного (Stachys palustris L.), щавеля малого (Rumex acetosella L.).

Малолетний тип засоренности являлся преобладающим. На протяжении всего периода исследования, за исключением 2013 г., на долю малолетников приходилось 89.1–98.4% от общей численности сорных растений. В 2013 г. в посеве ярового рапса отмечен сложный тип засоренности с высокой долей присутствия корнеотпрысковых и корневищных видов с многолетним циклом развития. Долевое участие малолетних видов сорных растений составляло 63.2%.

На протяжении большинства лет исследования в посеве ярового рапса фиксировали сильную степень засоренности, когда в фазе 2-х настоящих листьев культуры насчитывалось 258–408 экз./м² сорных растений, а проективное покрытие составляло 9.5–22.1%. Слабая степень засоренности отмечена в 2012, 2014, 2015 и 2020 гг., когда численный состав сорных растений варьировал в пределах 55–188 экз./м², а проективное покрытие – от 1.8 до 6.9%.

Влияние минерального питания на засоренность посевов ярового рапса в большинстве случаев (2014, 2015, 2016, 2019 и 2020 гг.) проявлялось в увеличении численности и проективного покрытия сорных растений в начальный период развития агрофитоценоза (рис. 1). Оно составляло 1.4 и 1.7 раза по численности, 1.8 и 2.8 раза – по проективному покрытию соответственно в вариантах с внесением повышенной (N65P50K50) и высокой (N100P75K75) доз удобрений. При этом различия в засоренности между средним и высоким уровнями минерального питания составили 1.2 и 1.5 раза и даже получили статистическое подтверждение в отдельные годы.

Рис. 1.

Влияние минерального питания на начальную засоренность посевов ярового рапса.

В 2013 г. при значительной доле многолетних сорных растений в посеве ярового рапса была иная ситуация, когда в вариантах с внесением минеральных удобрений отмечали снижение численности (с 477 до 423 и 323 экз./м²) и проективного покрытия (с 22.6 до 16.7 и 10.9%) сорных растений. По итогам анализа данных всего периода исследования, оказалось, что многолетние двудольные виды в большей численности произрастали на неудобренных делянках опыта, а малолетние двудольные, как более требовательные к содержанию основных элементов питания в почве – на удобренных (табл. 1). В большей степени это относилось к мари белой, пикульникам и дымянки аптечной, тогда как торица полевая и редька дикая преимущественно произрастали в варианте, где не было предусмотрено внесение минеральных удобрений.

Согласно биологическим особенностям, яровой рапс обладает слабой конкурентоспособностью на начальных фазах развития и достаточно выраженным влиянием на сорную растительность во второй половине вегетации [10]. Под действием удобрений отмечали усиление фитоценотического давления со стороны культурных растений, что приводило к снижению численности сорняков в удобренных вариантах (18.4–19.1%) и в то же время увеличению их вегетативной массы (в 2.3–2.4 раза).

Основными вредителями ярового рапса на Северо-Западе России являются крестоцветные блошки, капустная моль и рапсовый цветоед. Поврежденность всходов рапса крестоцветными блошками варьировала по годам в пределах 13.0–97.5%, интенсивность повреждения – 5.7–32.8% при численности 5–30 особей/м². Ситуация значительно усугублялась в жаркую засушливую погоду, когда интенсивность питания блошек возрастала, а рост и развитие растений рапса замедлялись. Высокая численность популяции капустной моли и сильное повреждение растений ярового рапса отмечены в 2013, 2016, 2019 и 2020 гг. [11]. Максимальная численность гусениц капустной моли в эти годы составляла 509, 315, 121 и 144 экз./10 взм. сачком или в пересчете на одно растение при 100%-ном заселении – 1.9, 3.3, 0.3, 0.7 особей. Интенсивность повреждения листового аппарата гусеницами достигала 70–75%, что приводило к массовой гибели растений, а доля растений с уничтоженными соцветиями была равна 40%. Численность жуков рапсового цветоеда в фазе бутонизации рапса варьировала по годам от 13 до 68 особей/10 взм. сачком или от 0.1 до 0.5 особей/растение, что не превышало экономический порог вредоносности вредителя, равный 2 особям/растение [12].

Ранее было отмечено, что крестоцветными блошками сильнее заселялись и повреждались всходы рапса на удобренных участках посева [13]. Вероятно, это было связано с ранним и более дружным появлением всходов культурных растений, типичном для удобренных делянок. В то же время в фазе 2-х настоящих листьев рапса достоверные различия в поврежденности блошками листовой поверхности между удобренными и неудобренными вариантами уже отсутствовали.

По результатам анализа многолетних данных подтвердилось обозначенное ранее значительно более сильное повреждение гусеницами капустной моли листовой поверхности растений ярового рапса в варианте с низким содержанием в пахотном слое основных элементов питания [14]. Внесение полного минерального удобрения в дозах N65P50K50 и N100P75K75 за счет лучшего развития растений рапса приводило к снижению общей степени повреждения листьев на 18.7–23.8%. В отдельные годы различия между вариантами были более выражены и составляли 33.6–49.1 (2012 г.) и 42.3–44.9% (2013 г.). При этом уменьшалась доля растений в посеве с уничтоженными соцветиями в 5.3 и 10.2 раза. Достоверные различия в поврежденности листьев и соцветий гусеницами капустной моли между средне- и сильноудобренными делянками отсутствовали.

Полученный экспериментальный материал не позволил сделать однозначный вывод о влиянии минерального питания на заселенность посевов ярового рапса рапсовым цветоедом. Наиболее высокая численность имаго и личинок вредителя выявлена в варианте со средней дозой внесения полного минерального удобрения. В то же время, по данным 2017 и 2018 гг., отмечено статистически значимое снижение числа особей рапсового цветоеда на удобренных участках посева, которое составило 1.3–1.6 и 1.1–1.3 раза (имаго), 1.3–4.0 и 1.8–2.8 раза (личинки) соответственно в вариантах N65P50K50 и N100P75K75.

К числу второстепенных вредителей ярового рапса относятся минирующие мухи (Agromyzidae), капустная совка (Mamestra brassicae L.), капустная (Pieris brassicae L.) и репная (Pieris rapae L.) белянки, рапсовый пилильщик (Athalia rosae L.), капустная тля (Brevicoryne brassicae L.) и семенной скрытнохоботник (Ceuthorrhynchus spp.).

Повреждения листьев, характерные для гусениц капустной совки, капустной белянки и репной белянки, чаще встречались на удобренных участках посева ярового рапса, тогда как минирование листьев чаще выявлялось в неудобренном варианте. Семена ярового рапса в большей степени повреждались личинками семенного скрытнохоботника в удобренных вариантах. Видимо, это объясняется соответствующими особенностями микроклимата, которые имеют определяющее значение при выборе насекомыми мест питания и откладки яиц.

Основным заболеванием ярового рапса в Северо-Западном регионе является альтернариоз (Alternaria brassicae Sacc.), реже встречаемый с выраженной очаговостью распространения в посеве – склеротиниоз (Sclerotinia sclerotiorum (Lib.) de Bary). Согласно полученным данным, благоприятные условия для развития альтернариоза складывались на удобренных участках посева, где культурные растения достигали большей высоты и массы, из-за худшей продуваемости и освещенности на них дольше задерживалась влага. По сравнению с неудобренным вариантом, развитие данного заболевания увеличивалось с 17.0 до 23.8–24.0% или в 1.4 раза. Очаги присутствия склеротиниоза на протяжении всего периода исследования встречались исключительно в вариантах со средним и высоким уровнем минерального питания. Доля пораженных растений в посеве составила 0.4 и 0.2% соответственно при внесении N65P50K50 и N100P75K75.

Анализ урожайности и основных элементов структуры урожая ярового рапса выявил отрицательный эффект со стороны высокой дозы минеральных удобрений, который усугублялся на фоне фитосанитарных последствий. Он проявлялся в снижении густоты всходов по сравнению с дозой удобрений N65P50K50 (221 против 231 экз./м²), и густоты продуктивного стеблестоя (144 против 169 экз./м²). Внесение средней дозы обеспечивало повышение густоты растений рапса как на момент появления всходов (на 6.9%), так и при уборке урожая (на 34.1%), а также продуктивности растений (на 16%). При этом хозяйственный эффект выражался прибавкой урожая 2.8 ц/га или на 30.8% (табл. 2).

Увеличение дозы удобрений с N65P50K50 до N100P75K75 не приводило к росту урожая рапса на протяжении всех лет исследования, за исключением 2018 г., что указывало на нецелесообразность сильной удобренности этой культуры. Невысокая фактическая величина полученной урожайности ярового рапса являлась следствием напряженной фитосанитарной обстановки и предполагаемых бóльших потерь урожая от деятельности вредных организмов в отсутствии защитных мероприятий. Подтверждением были полученные данные о величине сохраненного урожая при применении интегрированной системы защиты рапса, равной 10.4 ц/га (90%), в годы массового размножения капустной моли – 9.6 ц/га (213%), сильного развития альтернариоза – 14.6 ц/га (248%) [15].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, предпосевное внесение минеральных удобрений приводило в основном к отрицательным изменениям в фитосанитарном состоянии посевов ярового рапса. Наблюдали увеличение засоренности посевов ярового рапса малолетними видами сорных растений, прежде всего, марью белой, пикульниками и дымянкой аптечной. Оно отражалось на численном составе, проективном покрытии и формировании надземной массы сорных растений. В то же время снижалась засоренность посевов торицей полевой и редькой дикой, которые предпочитали кислую реакцию почвенного раствора. Кроме этого, отмечали усиление поврежденности листьев гусеницами капустной совки, капустной и репной белянок, а также развития альтернариоза и склеротиниоза. Положительные изменения были связаны со снижением поврежденности листового аппарата растений рапса гусеницами капустной моли и личинками минирующих мух.

Таким образом, на фоне внесения средних и высоких доз минеральных удобрений повышались риски потерь урожая рапса от сорной растительности и болезней, а следовательно, проведение защитных обработок с использованием гербицидов и фунгицидов становится более востребованным.