Затопляемые поля: сорняки и обработка почвы на территории подтопления

Ежегодно с наступлением весны происходит разлив рек и подтопление прибрежных земель. Наиболее отчетливо процессы переувлажнения и подтопления проявляются в зонах дерново-подзолистых, серых лесных почв и черноземов в пределах Тверской, Смоленской, Московской, Рязанской, Брянской, Воронежской, Курской, Тамбовской, Ярославской, Калужской областей Центрального Федерального округа. Как говорится, хозяйство не выбирают. Что делать агроному, если достались именно такие проблемные поля? Ответ – в нашей статье «ГлавАгроном», которую наши редакторы подготовили для читателей.

Под воздействие избыточной влажности попадают и сельскохозяйственные угодья. Такие поля после схода воды требуют особого внимания, в том числе в защите от сорного ценоза, который может меняться в условиях повышенной влажности.

Активизация процессов переувлажнения почв и подтопления земель происходит как в силу естественных причин, так и за счет инженерно-хозяйственной деятельности человека. Временное переувлажнение почв формируется в результате частых и интенсивных дождей и весенних паводков и половодий, которые имеют практически ежегодную повторяемость, и как следствие подъема уровня грунтовых вод при строительстве гидротехнических сооружений и нерациональном использовании мелиорированных земель (орошаемых, осушенных).

Опасность переувлажнения заключается в значительном ухудшении качества почв, выраженном в уменьшении их плодородия и снижении сельскохозяйственного потенциала. Переувлажнение негативно влияет на тепловой режим почв, вызывает вымокание и выпревание посевов, укорачивает периоды сенокошения и выпаса на естественных кормовых угодьях, значительно затрудняет механизированную обработку земель, приводит к появлению сорных влаголюбивых видов растений.

Сразу после затопления почва насыщается водой до максимального уровня, возникает недостаток кислорода на фоне избытка углекислого газа. Начинаются процессы гниения и брожения, нарушается почвенный микробиом, полезные микроорганизмы истощаются, зато развиваются патогенные бактерии и грибы, вызывающие выпревание всходов и гибель корней растений. В результате происходят изменения в биологической жизни почвы, неблагоприятные для сельскохозяйственных культур. Рост растений прекращается, их листья буреют и засыхают после схода воды. Уже через сутки пребывания целых растений в воде их рост прекращается, а через несколько дней они погибают.

Длительное подтопление сельскохозяйственных угодий не только наносит вред культурным растениям, но и влияет на засоренность данных полей. Паводковые воды приносят с собой семена сорных растений из соседних и даже очень отдаленных районов, причем влияние подтопления на состав полевого сорного ценоза может быть заметно не только в текущий год, но и в последующем.

Изменение концентрации воздуха и влаги в почве после подтопления может привести к увеличению численности одних видов сорняков и к сокращению других.

К видам сорняков, произрастающих на влажных, затопленных почвах, а также на плохо вентилируемых из-за временного застоя воды и высокого уровня грунтовых вод, относятся:

• чистец болотный,
• мать-и-мачеха,
• сушеница болотная,
• мята полевая,
• лютик ползучий,
• лапчатка гусиная,
• горец земноводный,
• тростник обыкновенный,
• жерушник болотный,
• окопник лекарственный и др.

В условиях высокой влажности почвы также могут появляться чаще и в большем количестве: жерушник лесной, дымянка лекарственная, звездчатка обыкновенная, крапива жгучая, пикульник обыкновенный, подмаренник цепкий, трёхреберник непахучий, горец развесистый, виды горцев, бородавник обыкновенный, осот полевой, подмаренник цепкий, просо куриное, метлица обыкновенная, хвощ полевой и др.

Многие распространенные виды сорняков характеризуются широкой «экологической амплитудой» и встречаются как во влажных, так и в засушливых местах. К ним относятся: лебеда белая, галинсога мелкоцветковая, галинсога реснитчатая, горчица полевая, фиалка полевая, бодяк полевой, пырей, щирица запрокинутая, пастушья сумка, ярутка полевая и др.

Ученые отмечают, что точная классификация сорняков по восприимчивости к влаге затруднена, поскольку внутри вида могут существовать экотипы и формы с разными требованиями к среде обитания, а на их появление влияют температура, внесение удобрений и другие агротехнические мероприятия.

Некоторое количество набухших под воздействием влаги и готовых к прорастанию семян сорняков разлагаются почвенными микроорганизмами, которые интенсивно размножаются после стекания воды и прогрева почвы. После ухода воды на поверхности почвы образуется корка, препятствующая появлению сорняков, размножающихся семенами. Большинство сорняков прорастают из семян, расположенных в верхнем слое почвы. Если почва быстро высыхает из-за резкого повышения температуры, проростки сорняков засыхают раньше, чем появляются на поверхности.

По данным польских авторов (Pamiętnik Puławski 1999), затопление поля в течение 7-14 дней вызывает полное исчезновение большинства видов однолетних сорняков, характерных для фитоценозов сельскохозяйственных посевов. Погибают даже гидрофильные виды, которые любят высокую влажность почвы.

Многолетние виды, размножающиеся столонами и другими вегетативными органами, устойчивы к периодическим затоплениям. В основном это:

• пырей,
• хвощ полевой,
• горец земноводный,
• жерушник лесной,
• мята полевая и такие распространенные сорные виды, как
• бодяк полевой и
• осот полевой. На землях, расположенных вдоль русел рек, может появиться борщевик Сосновского.

Корни, столоны и подземные побеги многолетних сорняков переносят переувлажнение почвы до 1-2 месяцев, поэтому затопление и весеннее половодье не уменьшают засоренность этими видами. Семена некоторых видов (например, бодяк полевой, вьюнок полевой, щирица запрокинутая) сохраняют способность к прорастанию после нахождения в воде даже более 2-х лет.

Просо куриное довольно хорошо переносит кратковременное и неглубокое затопление. Именно эти виды могут распространиться на полях, которые были затоплены долгое время. Не имея конкуренции со стороны других сорняков и культурных растений, они способны заполонить поля, доставляя хлопоты в последующие годы.

На послепаводковых территориях первоначально могут доминировать 2-3, а иногда только один вид. Если почву долгое время не обрабатывать после схода воды, нельзя исключить появление разных видов мхов. Такое состояние длится сравнительно недолго, пока не будет проведена первая механическая обработка почвы с целью подсушивания почвы и разрушения корки.

Стратегия защиты от сорняков на землях, страдающих от паводковых вод, практически такая же, как и на незатопленных полях. Большинство почвенных гербицидов более эффективно борются с сорняками при внесении на влажную поверхность почвы, поэтому можно ожидать, что их эффект будет лучше в этом случае.

Однако в условиях повышенной влажности почвы в сочетании с высокими температурами некоторые почвенные гербициды разлагаются быстрее и действуют в течение более короткого времени. Тогда необходимы дополнительные обработки листовыми гербицидами – после появления сорняков или механическая борьба с сорняками.

Большое значение в паводковых и затопленных районах, особенно при борьбе с пыреем и другими многолетними сорняками, играют глифосатсодержащие гербициды. Их можно использовать с весны до поздней осени, после появления сорняков и отвода паводковых вод, без предварительной обработки почвы или после нее в соответствии с рекомендациями производителя.

Как правило, глифосаты мало эффективны против хвоща полевого. Его узкие и тонкие надземные побеги насыщены кремнеземом, что затрудняет проникновение действующего вещества в растения. Даже добавление адъювантов мало помогает. Только смеси глифосата с МЦПА снижают засоренность этим видом.

После половодья почва обычно чрезмерно уплотняется и отвод воды может быть затруднен, поэтому почва, уплотненная паводковыми водами, требует обязательного рыхления, чтобы повысить содержание кислорода, улучшить воздушно-водный режим, облегчить инфильтрацию воды и разрушить почвенную корку.

На поле со слишком большим количеством воды весенняя обработка обычно начинается позже из-за неравномерного высыхания почвы, причем обработку приходится проводить на большую глубину. Неравномерная влажность верхнего слоя (меньше в гребнях борозд и больше у их основания) вызывает неравномерность появления всходов культурных растений и сорняков.

Механические обработки можно начинать, когда уровень влажности почвы позволяет вывести машины в поле, влажная почва не прилипает к орудиям и не размазывается. Нельзя рыхлить слишком влажный грунт, так как это приводит к слабой аэрации и уплотнению почвы по пути движения рабочих органов. Поэтому этому приему должна предшествовать неглубокая обработка стерни плугом, культиватором, мульчирующей бороной или дискованием.

Если на поле сохранились остатки погибших от затопления растений, можно использовать дисковую борону. Когда растительных остатков мало, можно использовать культиватор или, что еще лучше, почвообрабатывающий агрегат (например, культиватор с жесткими или полужесткими лапами и со струнным или зубчатым катком), ротационные бороны или другие орудия для неглубокого рыхления, чтобы не вытягивать семена сорняков из более глубоких слоев на поверхность. Можно выполнить неглубокую вспашку для подготовки поля к посеву покровных культур.

Для более быстрого высыхания и аэрации почвы желательно провести глубокую обработку, до 25 см. Если нет толстого слоя ила, который следует перемешать с почвой, то лучше это сделать тяжелым культиватором без оборота пласта, чтобы не перемещать семена сорняков в верхний слой почвы. Еще вариант ‒ использовать плантажный двухслойный плуг, после которого может стать меньше пырея, бодяка полевого и мать-и-мачехи.

На участках, расположенных в зоне риска подтопления, осенью лучше не проводить глубокое рыхление, которое направлено не только на разуплотнение, но также на аккумуляцию почвой воды. Иначе весной может накопиться избыточное количество влаги.

Механические обработки почвы действительно уничтожают некоторые сорняки, но в основном при повторении несколько раз. На незатопленном поле любая механическая обработка почвы обычно снижает засоренность. Однако после половодья ситуация несколько иная.

Продолжительные дожди и медленно высыхающая почва зачастую делают невозможной механическую прополку в нужный момент. В таких условиях сорняки растут быстро и их становится все труднее удалить. Переросшие сорняки часто после механического перемещения между рядами снова укореняются.

После спада воды на поверхности почвы практически не остается живых сорняков, за исключением нескольких видов, устойчивых к затоплению. На поле могут быть только остатки отмерших растений и часто толстый слой ила. После первой обработки почвы можно ожидать динамичного развития многих видов сорняков, не только характерных для данного участка, но и занесенных с водой и илом с других территорий.

Особенно может усилиться засоренность многолетними видами, поскольку при механических обработках корни и побеги этих сорняков разрезаются, рвутся и разбрасываются по полю. Обработка почвы также стимулирует живые почки, которые способны укорениться и дать новые надземные побеги.

Следовательно, после первой механической обработки обычно наблюдается сильная засоренность пыреем и другими многолетними видами, особенно хвощем, который прорастает из очень глубоких слоев почвы. Разрыв зубьями глубокорыхлителя корней хвоща приводит к его распространению по полю, не вынося части растения на поверхность, и стимулирует рост спящих почек. Поэтому в следующем после паводка году можно ожидать высокую засоренность этим сорным видом, который искоренить крайне сложно. Для этого потребуется минимум 2-4 года.

К сожалению, мало разрешенных гербицидов, достаточно эффективных для борьбы с хвощом. Поэтому если после паводка засоренность хвощом возрастает, лучше избегать заглубления обработки почвы, потому что в следующем году его будет еще больше.

Если не применять гербициды, чистоту поля можно поддержать методом «истощения», когда в ходе многократной мелкой обработки почвы всходы и корни сорняков измельчаются. Для возобновления роста растения вынуждены тратить много питательных веществ из подземных органов, что ослабляет их все больше. Для «провокационных» обработок используют лущильники или дисковые бороны. Обработку можно повторять по мере появления новых всходов пырея и других многолетних сорняков.

Чтобы сохранить противосорняковый эффект обработки почвы, нельзя допускать, чтобы сорняки образовали семена.

В условиях избыточного увлажнения для ускорения высыхания почвы после обильных осадков, когда растения «задыхаются» из-за недостатка воздуха в почве, может быть целесообразно рыхлить междурядья, если позволяет ширина ряда, подальше от культурных растений. При оптимальной влажности почвы этот прием лучше не использовать, так как он может привести к чрезмерному пересыханию почвы.

Независимо от влажности почвы, механические обработки междурядий рекомендуется проводить неглубоко. Глубина рыхления должна быть не более 5 см, что обеспечивает удаление появляющихся сорняков, не вытягивает семена сорняков на поверхность, предотвращает образование плотных комочков и не повреждает корневую систему культурных растений.

Для междурядных обработок применяют различные ротационные культиваторы с приводом от вала отбора мощности трактора, в том числе междурядные культиваторы с регулируемой рабочей глубиной и шириной. Они хорошо проветривают и подсушивают почву, подрезают сорняки и перемешивают их на глубину 5-10 см, однако следует избегать нарушения структуры почвы глубже 5 см.

На легких, водопроницаемых, быстро сохнущих почвах механические обработки на затопленных полях следует проводить с осторожностью. После отвода лишней воды такие почвы легко могут стать чрезмерно сухими, особенно когда за осадками следует более длительный сухой период.

Большое значение для восстановления структуры почвы после паводков и затоплений, уменьшения засоренности имеет возделывание на таких землях сидератов. Они покрывают землю сплошным ковром, а их корни препятствуют вымыванию питательных веществ, пронизывают почву капиллярами и делают ее воздушной. Заделанные в почву растительные остатки обильно снабжают пищей микроорганизмы, которые способствуют накоплению гумуса. При перегнивании богатой белком зеленой массы почвенные бактерии высвобождают из сидератов азот, который используют затем культурные растения.

Сидератами могут выступать смеси бобовых и злаковых культур (особенно рожь) или чистые посевы зернобобовых (люпин, вика, горох полевой, фасоль). Можно также использовать фацелию, горчицу, яровой или озимый рапс, подсолнечник и гречиху, которая является одним из видов, ограничивающих засоренность поля пыреем. Вещества, подавляющие развитие сорняков, также содержат такие культуры, как рожь, горчица, рапс и подсолнечник (Aldrich 1997, Jezierska-Domaradzka 2007).

На послепаводковых территориях целесообразно использовать минеральные удобрения с фитосанитарными свойствами, ограничивающие распространение вредных организмов. В Польше одним из таких продуктов является азотно-кальциевое удобрение Perlka (цианамид кальция), которое в дозе 800-1500 кг/га запахивают в почву на глубину 10-15 см культиватором или другим орудием с активными рабочими органами.

В дозе 300-600 кг/га этот продукт используют в качестве стандартного удобрения, смешивая с почвой на глубине не более 10 см, хотя такие дозы обладают гербицидным действием. Для комплексной дезинфекции почвы, в том числе уничтожения сорняков, польские фермеры могут использовать также почвенные стерилизаторы на основе д.в. дазомет.

Кальциевые удобрения в виде оксида кальция уменьшают засоренность хвощом.

Когда в слое принесенного водой ила оказалось много песка, во вспаханную почву целесообразно внести органические удобрения, желательно в виде хорошо разложившегося компоста, который заделывают культиватором или тяжелой бороной. Также можно использовать удобрения с высокими сорбционными свойствами, например землистые фракции бурого угля и органоминеральные удобрения на его основе.

Известно также высокое интоксикационное действие гуминовых соединений на систему «почва-вода». Они стимулируют развитие почвенной микрофлоры, ускоряют биохимические и микробиологические процессы в почве, а весной обеспечивают растения элементами питания в доступной для них форме. поэтому на подтопляемых землях рекомендуется применять удобрения с содержанием гуминовых кислот.

Если уровень воды во время паводка был небольшой, как и продолжительность застоя, посевы могут выжить, особенно когда части растений выступают над поверхностью воды. Иногда их состояние может предсказать итоговую урожайность. Хотя после спада воды поле можно подсушить междурядными обработками, но овощи с таких плантаций лучше не использовать в пищу.

Паводковые воды могут переносить различные виды вредных и токсичных веществ, загрязняющих почву. Это касается вод, затопивших или размывших свалки отходов, склады удобрений и средств защиты растений, навозо- и шламохранилища, кладбища, канализационные колодцы, очистные сооружения. Защитные средства могут попасть в поле из поврежденной упаковки и содержать остатки действующих веществ с полей, обработанных до подтопления.

При отсутствии загрязнения почвы медленно разлагающимися вредными веществами и после предварительной рекультивации поля и уничтожения многолетних сорняков лук озимый, лук яровой и чеснок осенних сроков посадки можно выращивать для уборки следующего года. На таких полях можно возделывать:

• семенные посевы,
• декоративные и энергетические растения,
• сидераты.

Почву с затопленных полей лучше проверить в лаборатории на содержание питательных веществ и вредных веществ. Если лабораторный анализ показывает, что почва загрязнена токсичными веществами, этот участок следует временно или навсегда исключить из севооборота.

Статья опубликована в журнале «Наше сельское хозяйство», выпуск № 3, 2024 год.
Подготовлено по материалам иностранной печати.