Основная обработка почвы воздействует на физические, агрохимические и биологические свойства в системе “твердая фаза — вода — воздух — биота — растения”. Обработка почвы в значительной мере определяет свойства этой системы как экологической среды второго порядка прежде всего для возбудителей почвенных, или корневых инфекций, жизненный цикл которых связан с почвой. Разные способы обработки почвы создают различные условия, имеющие положительное и отрицательное значение для долговременной оптимизации фитосанитарного состояния почв и посевов.
Плоскорезная и нулевая обработка почвы. При этих обработках почвы происходят положительные и отрицательные процессы, которые сказываются на фитосанитарном состоянии почвы и посевов.
Как положительные явления можно отметить следующие:
— снижение потерь и возрастание содержания гумуса в почве при существенном улучшении водного режима благодаря наличию защитного мульчирующего слоя на поверхности почвы. Для увеличения накопления зимних осадков на 20—25 мм в метровом слое почвы производится дополнительно ступенчатый срез стерни: один комбайн при уборке зерновых культур, например, оставляет стерню высотой 12—15 см, а другой — 20—25 см.
Улучшение гумусного состояния и влажности почв при почвозащитных обработках коррелятивно связано с долговременной их биогенностью и супрессивностью, а следовательно, оптимизацией фитосанитарного состояния.
Исследования показывают, что существует тесная зависимость (корреляционное отношение η = 0,836) между содержанием гумуса в естественных экосистемах (целинные и залежные участки) основных типов почв Западной Сибири (южного, обыкновенного, выщелоченного черноземов, серой лесной и лугово-черноземной) и их фитосанитарным состоянием по заселенности почв доминирующим возбудителем корневых гнилей — В. sorokiniana. Почвы с повышенным содержанием гумуса имеют как правило самый низкий инфекционный потенциал возбудителя в почве. Аналогичные данные в отношении В. sorokiniana получены в Канаде.
Создание верхнего (0—5 см) биогенного богатого органикой слоя почвы считается в последнее время одним из самых эффективных способов защиты хлопчатника от вилта. В гумусированных, богатых органическим веществом почвах активно проходят процессы, снижающие длительность выживания фитопатогенов в почве, вызывающие разложение их пропагул антагонистами (рис. 15).

Гумусность и влажность почв не только снижают выживаемость фитопатогенов и других вредных организмов, но и обусловливают переход фитофагов (проволочников, ложнопроволочников, личинок пластинчатоусых жуков) с паразитического на сапротрофное питание. Проволочники, как и другие почвообитающие фитофаги, относятся к факультативным потребителям гумуса. Они могут жить неопределенно длительное время за счет органического вещества, имеющегося в почве. Этот период продолжается до тех пор, пока в почве содержится достаточное количество воды для сапротрофного питания гумусом. Будучи гидрофилами, проволочники потребляют гумус не так, как дождевые черви, заглатывая вместе с почвой, а только с почвенной влагой. Когда же становится сухо или гумуса мало, проволочники приобретают агрессивность, повреждая живые растения. Повреждаемость кукурузы проволочниками и ложнопроволочниками при безотвальной обработке почвы на 44—58 % ниже, чем при вспашке. Это объясняется не только повышением численности энтомофагов (хищных жужелиц), но и меньшей агрессивностью фитофагов на почвозащитном фоне. Создаваемый при почвозащитных обработках верхний слой почвы, насыщенный органикой и влагой, служит предпосылкой для сапротрофного, а не паразитического питания вредных организмов, снижая их агрессивность и вредоносность;
— усиление процессов самостерилизации почвы в верхнем ее слое. В верхний слой почвы, кроме органических веществ и влаги, наиболее интенсивно проникают солнечные лучи, улучшая тепловой режим. В результате интенсивнее теряют жизнеспособность пропагулы фитопатогенов и семена сорняков. Возрастает численность и активность хищных энтомофагов (жужелиц), уничтожающих личинок и куколок фитофагов. Подобно дерновому слою почвы в естественных экосистемах, верхний слой почвы агроэкосистемы (0—10 см) при почвозащитной обработке превращается в мощный фитосанитарный фактор долговременного подавления жизнеспособности почвенных вредных организмов, особенно возбудителей корневых гнилей.

Фитосанитарная роль верхнего слоя почвы возрастает при внесении азотно-фосфорного удобрения, например, в дозе N30P60 на выщелоченном черноземе южной лесостепи Западной Сибири (рис. 16) На азотно-фосфорном фоне происходит стимулирование общей биологической и антагонистической активности почвы. При этом инфекционный потенцил В. sorokiniana при минимальной обработке почвы резко снижается как в верхнем (0—10 см), так и нижнем (11—20 см) слое. Коэффициенты корреляции подтверждают, что существует тесная зависимость (r = — 0,72 / —0,90) между фитосанитарным состоянием почв по заселенности В. sorokiniana, развитием корневых гнилей и биологической активностью почв. Оздоровление почв в большей мере коррелирует с целлюлозолитической и протеолитической активностью почвы, общей численностью микрофлоры (бактерий, актиномицетов, грибов), а развитие корневых гнилей — с обшей биологической (по выделению CO2), протеолитической и аммонифицирующей активностью почвы, численностью актиномицетов и бактерий на почвозащитных обработках почвы. Наиболее активными антагонистами В. sorokiniana на почвозащитных фонах при внесение NP являются Bacillus subtilis, В. polymyxa, Pseudomonas fluorescens, P. aeruginosa, Strepto-myces griseus, Trichoderma viride и др. Вследствие этого происходит деградация (разложение) конидий на почвозащитных фонах при внесении NP на 42—46 %, а оздоровление вегетативных органов пшеницы — в 1,4—1,6 раза;
— создание более оптимального сложения почвы по плотности, приближающегося к естественным экосистемам. В последние десятилетия установлено, что зерновые культуры, которые занимают более 60 % пахотных почв, требуют для своего роста и развития более плотной почвы, чем полагали ранее. По данным А. И. Шевлягина, при оптимальной плотности почвы создаются самые благоприятные для растений водно-воздушный, тепловой и пищевой режимы, что оказывает решающее влияние на долговременную физиологическую устойчивость и выносливость растений к биотическим (вредные организмы) и абиотическим (засуха) факторам. Это положение подтверждено на анализе развития корневых гнилей в Западной Сибири.
При изменении плотности выщелоченного чернозема с 0,9 до 1,1 г/см3 отмечено существенное снижение развития и распространенности корневых гнилей. В относительно уплотненной почве замедляется рост гиф В. sorokiniana, отдаляя тем самым время заражения растений. В такой почве лучше развивается корневая система зерновых культур, что снижает ее предрасположенность к инфекции.
Дальнейшее уплотнение — до 1,3 г/см3 — способствует возрастанию как развития, так и распространенности корневых гнилей. При этом замечены различия в реакции подземных и надземных органов сельскохозяйственных растений на инфекцию.
В чрезмерно рыхлой почве (ниже 0,9 г/см3) поражение подземных органов оказалось выше, чем надземных, по сравнению с оптимальной плотностью на 193 и 80% соответственно. В переуплотненной почве (1,3 г/см3) развитие болезней возросло по надземным органам на 137, а по подземным — только на 54% по сравнению с оптимальной плотностью (1,1 г/см3). Тем самым на чрезмерное переуплотнение почвы отрицательнее реагировали в большей мере надземные органы, чем подземные. Это хорошо согласуется с тем, что плотность изменяет преимущественно физические, в том числе гидротермические свойства почвы, которым принадлежит ведущая роль в стимулировании заболевания надземных органов.
В плотной почве создаются менее благоприятные условия для развития некоторых многолетних сорняков и нематод. Исследования показали, что в плотной почве популяции цистообразующих нематод не превышают численность 9 цист на 100 см3 (уровень близок к ПВ), в то время как в рыхлой почве их численность возрастает в несколько раз.
Важно отметить, что положительное фитосанитарное действие оптимальной плотности почвы в большей мере проявляется в период роста биомассы вегетативных органов и формирования (по зерновым культурам) числа зерен в колосе во второй половине их вегетации. При оптимальной плотности почвы (1,1 г/см3 для выщелоченного чернозема) оздоровление вегетативных органов, особенно корневой системы возрастает в 2 раза, а урожайность зерна — в 1,6 раза по сравнению с более рыхлой (0,9 г/см3) почвой.
Исследованиями сибирских ученых выяснено, что оптимальная плотность почвы при почвозащитных обработках на выщелоченном черноземе Западной Сибири может рассматриваться как один из факторов, существенно улучшающих фитосанитарное состояние хлебных злаков по почвенным вредным организмам, особенно широко распространенным фузариозно-гельминтоспориозным корневым гнилям.
Это согласуется с общей тенденцией мирового и сибирского земледелия — сокращения излишних рыхлений и числа обработок почвы.
— создание более благоприятного азотно-фосфорного и водного режимов для роста и развития растений, обусловливающих их физиологическую устойчивость и выносливость не только к биотическим стрессорам (вредным организмам), но и абиотическим (засухе). Запас влаги перед посевом в метровом слое почвы на плоскорезной и минимальной обработках почвы в степной и лесостепной зонах Западной Сибири значительно (в 1,3—1,5 раза) выше, чем при вспашке. Эта тенденция сохраняется на протяжении всего вегетационного периода с разрывом в пользу почвозащитных обработок.
На почвозащитных обработках (плоскорезной, минимальной) возрастает обеспеченность растений подвижными формами фосфора благодаря повышению активности фосфоромобилизаторов, создавая благоприятное отношение N—NO3 : P2O5—0,6 : 1,0 против 1,1 : 1,0 при отвальной зяби.
Суммарная оценка действия факторов на минимальной обработке и вспашке приведена в табл. 28.

При минимальной обработке преобладают долговременно действующие факторы, обусловливающие оптимизацию фитосанитарного состояния посевов. Это служит предпосылкой формирования физиологически устойчивых и выносливых растений к биотическим (вредные организмы) и абиотическим (засуха) факторам на почвозащитном фоне обработки почвы по мере перехода от зон тайги, северной лесостепи к южной лесостепи и к степи. Общая урожайность зерна максимально возрастает на почвозащитных фонах в засушливых условиях, особенно в степной зоне, на 25—40 %, или 3,5—6,0 ц/га.
Результаты фитопатологической оценки почвозащитной системы земледелия в условиях Казахстана можно свести к следующим положениям:
1. При почвозащитной системе обработки почвы инфекционное начало В. sorokiniana накапливается в большей степени, чем при отвальной. Нагрузка зараженных растительных остатков на растение при этом выше в 6—9 раз;
2. Жизнеспособность В. sorokiniana сильнее подавляют антагонисты при плоскорезной, чем при отвальной обработке почвы, однако полной биологической стерилизации зараженных растительных остатков не происходит;
3. Выносливость растений к инфекции выше при безотвальной обработке почвы, главным образом, благодаря лучшей их влагообеспеченности и активизации антагонистической микрофлоры;
4. Поражение растений обыкновенной корневой гнилью при почвозащитной системе обработки почвы примерно соответствует отвальной вспашке.
В Сибири этот вопрос начал изучать Э. Э. Гешеле. Он дал положительную фитопатологическую оценку безотвальной обработке почвы по методу Т. С. Мальцева в условиях Омской области. Обработка почвы плоскорезами в Кулундинской степи Алтайского края способствовала, по данным Ф. П. Шевченко и П. Г. Алиновского ограничению пораженности пшеницы корневыми гнилями вследствие лучшего (соответственно на 20—30 и 14 %) развития актиномицетов и грибов, а также сохранения влажности почвы. В среднем распространенность болезни составила на отвальной зяби 30,5 %, безотвальной — 23,5, при обработке почвы плоскорезами — 18%. Преимущество безотвальной обработки почвы в улучшении фитосанитарного состояния посевов отмечено в Оренбургской. Кемеровской областях. В северной лесостепи Новосибирской области безотвальная обработка почвы была эффективнее по пару, а отвальная — после зерновых.
Отрицательные факторы при почвозащитных обработках почвы состоят в следующем:
— сосредоточение повышенной численности вредных организмов в верхнем (0—10 см) слое почвы (семян сорняков, пропагул фитопатогенов). Это положение иллюстрируют данные о распределении семян сорняков по слоям почвы (табл. 29).

Сосредоточенные в верхнем слое почвы семена сорняков дружнее прорастают и обгоняют в росте культурные растения, которые часто теряют конкурентную способность из-за поражения проростков и всходов фитопатогенами, особенно возбудителями корневых гнилей.
Заселенность почв конидиями В. sorokiniana в южной лесостепи и степи Западной Сибири в верхнем (0—10 см) слое почвы как правило превышает ПВ, создавая критический период для роста и развития растений хлебных злаков в период от прорастания семян до появления всходов (табл. 30).

При заселении верхнего (0—10 см) слоя конидиями В. sorokiniana выше ПВ (80—100 конидий/г почвы) существенно снижается полевая всхожесть семян, возрастает поражение всходов корневыми гнилями, подавляются ростовые процессы. Результатом является снижение биомасы всходов. При заселении патогеном слоя 11—20 см негативные процессы на фазе всходов проявляются в меньшей степени и зародышевые органы всходов (первичные корни, колеоптиле, влагалища прикорневых листьев) остаются практически здоровыми.
Следовательно, переход от отвальной обработки почвы к почвозащитной приводит к обострению критического периода для яровой пшеницы в начале вегетации. При почвозащитной системе земледелия возникает необходимость выведения сортов с устойчивыми к болезни зародышевыми органами, которые первыми вступают в контакт с возбудителем в верхнем слое почвы. Кроме того, в тактике защиты растений от болезни при почвозащитной обработке повышается роль качества семян, их протравливания, нормы высева и оптимальной глубины посева, то есть тех агротехнических приемов, которые обусловливают формирование оптимальной густоты всходов со стартовым ритмом ростовых процессов.
На следующем этапе формирования элементов структуры урожая при почвозащитной обработке — при нарастании биомассы и формировании числа зерен в колосе — складывается более благоприятная фитосанитарная ситуация, поскольку здесь засоренность легче уменьшить с помощью предпосевных обработок, так как семена сорняков сосредоточены преимущественно в верхнем слое почвы;
— улучшение условий перезимовки вредных организмов на почвозащитных фонах (пропагул фитопатогенов, семян сорняков, фитофагов) вследствие защитного действия растительных остатков и беспрепятственного выхода их из мест зимовок для возобновления жизненного цикла;
— возрастающие при почвозащитной обработке почвы процессы самостерилизации от вредных организмов идут более замедленными темпами, чем процессы ухудшения фитосанитарного состояния верхнего (0—10 см) слоя почвы вследствие накопления и выживания сообщества вредных организмов. Это вызывает необходимость применения комплекса других способов борьбы, в том числе гербицидов против сорняков.
Вспашка. При проведении вспашки происходят положительные и отрицательные процессы, влияющие на фитосанитарное состояние почв и посевов.
Положительные факторы заключаются в следующем:
— запашка инфицированных растительных остатков, зимующих в почве фитофагов и семян сорняков в более глубокие горизонты почвы (10—20 см), выход из которых невозможен или затруднен для продолжения жизненного цикла вредных организмов.
Запашка инфицированных растительных остатков в зонах достаточного увлажнения приводит к некоторому улучшению фитосанитарного состояния почвы. Возбудители корневых инфекций погибают быстрее в прогретой почве, чем в холодной. В холодных условиях выживаемость их растет во влажной почве по сравнению с сухой, в то время как в теплых условиях — наоборот. Во всех случаях возбудители корневых инфекций погибали быстрее в теплой, влажной и рыхлой почве. Вспашка была эффективным способом борьбы с фузариозом капусты (возбудитель F. oxysporum), когда она проводилась в течение трех лет. То же самое отмечено в отношении других опасных патогенов — F. graminearum и R. solani. На кукурузе и овощных культурах вероятность корневых некрозов и угнетения растений фитотоксинами, образующимися при разложении растительных остатков, была ниже при вспашке, чем при почвозащитной обработке почвы. Плотность популяции обоих патогенов и развитие болезней резко снижались. Оставление стерни на поверхности почвы при нулевой обработке задерживало этот процесс примерно на 50% (104 недели). При запахивании соломы неразложившихся остатков оставалось в этих же условиях 10,1—15,8 %. Поэтому минимальная обработка почвы увеличивала длительность выживания F. graminearum и R. solani на растительных остатках по сравнению со вспашкой.
Вспашка эффективна против фитофагов в сочетании с предпосевными обработками. Так, по данным Белорусского НИИ защиты растений, основная масса злаковых щелкунов (посевной, полосатый, темный) и других видов в вегетационный период находится в слое 0—10 см. В этот период против них эффективны лущение, дискование на 10—12 см, которые проводятся перед вспашкой на зябь. Благодаря такой обработке стерни зерновых и участков из-под картофеля гибель проволочников достигает 50—68 %, а при дисковании клеверища — 58—83 %. Полупаровая ранняя зябь снижает численность проволочников почти в два раза. В то же время поздняя зябь мало эффективна. При ее проведении проволочники перемешаются в подпочвенный горизонт, а весной поднимаются в верхние слои почвы, повреждая прорастающие семена, проростки и всходы сельскохозяйственных культур. Поэтому на поздно вспаханном поле без предварительного лущения или дискования общая численность проволочников не изменяется. Для эффективного снижения численности проволочников путем проведения лущения или дискования почвы на 10—12 см необходимо соблюдать два условия: 1) большая часть популяции проволочников должна находиться в верхнем (0— 10 см) слое почвы; 2) популяция должна пребывать в состоянии массовой линьки или окукливания. Это выясняют путем раскопки почвы на глубину 0—20 и 21—40 см по 8 проб размером 0,5 х 0,5 м (0,25 м2) на каждом поле.
Весенняя вспашка под пропашные культуры, предпосевные культивации и междурядные обработки почвы существенно снижают численность почвенных фитофагов. Под пропашными культурами численность проволочников меньше в 4—5 раз, чем после многолетних трав. Особенно эффективны для снижения численности проволочников культивации в жаркие солнечные дни, когда происходит массовая яйцекладка жуками или отрождение личинок первого возраста: популяция снижается из-за высыхания яиц и уничтожения личинок хищниками.
Весенняя вспашка под пропашные культуры, когда личинки пластинчатоусых (майского, июньского хрущей) проникают в близкие к поверхности слои почвы, приводит к массовому (на 80—90 %) их уничтожению. Причем, если личинки первого возраста в массе погибают при вспашке, то для гибели личинок второго и третьего возрастов применяют обычно дискование или фрезерование почвы.
Способы обработки почвы имеют решающее значение в борьбе с многолетними сорняками.
Корневищные сорняки наиболее эффективно уничтожаются методом удушения. Он заключается в измельчении дисковыми орудиями корневищ на глубину залегания их основной массы с последующей глубокой запашкой их в момент отрастания. В Сибири и других регионах, где послеуборочный период короткий и холодный, способ удушения применяют в чистом пару.
Применяют также способ истощения для уничтожения корнеотпрысковых и корневищных сорняков (бодяк полевой, латук татарский, горчак ползучий, вьюнок полевой, хвощ полевой). Истощение корневой системы сорняков достигается систематическим подрезанием появляющихся на поверхности почвы побегов. При этом запасы пластических веществ в корневой системе расходуются на образование новых побегов и не пополняются. Когда они будут израсходованы, корневая система и надземные органы сорняков отмирают. Способ истощения применяют путем многократных культиваций пара и менее успешно — в системе ранней зяблевой вспашки, особенно в Сибири и других регионах с непродолжительной холодной осенью.
Хорошие результаты в борьбе с многолетними сорняками получены при использовании в паровом поле гербицидов типа раундапа согласно Списка пестицидов, разрешенных к применению;
— повышение аэрации и активности процессов минерализации растительных остатков, а также теплопроводности почвы. При достаточной влажности почвы это приводит к повышению содержания нитратов, гибели фитопатогенов на(в) растительных остатках, более раннему наступлению физической спелости почвы в ранневесенний период. Это имеет большее значение для северных районов зон тайги, подтайги, где дефицит тепла и аэрации тяжелых по механическому составу почв проявляются в большей степени;
Отрицательные факторы, ухудшающие фитосанитарное состояние почв при вспашке:
— извлечение в верхние горизонты почвы или перемешивание по слоям ранее запаханных вредных организмов при очередной ежегодной вспашке. Фактически вспашка распределяет относительно равномерно вредные организмы в пределах пахотного слоя, увеличивая их выживаемость в долговременном плане. Такие процессы невозможны в естественных экосистемах, где вредные организмы заселяют слой 10—20 см в значительно меньшей степени, и он остается практически здоровым, что важно для развития корневой системы. Исследования показали, что фитосанитарное состояние слоя 10—20 см при вспашке ухудшается по фузариозно-гельминтоспориозным гнилям в 1,5—1,6 раза, что вызывает слабое развитие и недостаточное укрепление в почве корневой системы. Тем самым создается предрасположенность растений к полеганию, требующая дополнительной обработки посевов регуляторами роста;
— нарушение естественного сложения пахотного горизонта (плотности, скважности, капилярного сложения). Ухудшаются условия для роста и развития прежде всего корневой системы, повышается чувствительность растений к стрессорному действию биотических и абиотических отрицательных факторов (поражению возбудителями корневых гнилой, засухи). В рыхлой черноземной почве (0,9 г/см3 и менее) заболеваемость корневой системы возрастает в 2—3 раза, популяция овсяной цистообразующей нематоды — в несколько раз, а урожайность зерна снижается на 30—35 %, или до 6—7 ц/га, особенно в засушливые годы. Эти процессы особенно губительны в степи, а также в лесостепи в засушливые годы.
В качестве обобщения можно заключить, что переход к почвозащитным обработкам (плоскорезной, минимальной, нулевой) с оставлением растительных остатков на поверхности и в верхних слоях почвы, создание мульчирующего слоя почвы, уменьшение ее рыхлений и перемешивания стабилизирует фитосанитарную ситуацию против почвенных фитопатогенов за счет активизации процессов саморегуляции в верхнем супрессивном слое почвы.
Эти процессы по составу и активности почвенной биоты, включая антагонистов возбудителей корневых гнилей, приближаются к естественным экосистемам под мульчирующим слоем подстилки (опада). Однако при отсутствии вспашки и недостатке органических веществ в почве возрастает вредоносность фитофагов: проволочников, слизней. Обработка почвы (вспашка, дискование, фрезерование, культивация, междурядная обработка) снижают численность почвообитающих вредителей, если они находятся в верхнем слое почвы в критические фазы их жизненного цикла: откладки яиц, отрождения личинок, окукливания, линьки.
Наибольшей эффективностью и стабильностью положительного действия почвозащитные обработки отличаются в степных районах и — в засушливые годы — в лесостепных, обусловливая значительное оздоровление корневой системы и адаптацию растений к засухе, а также повышение численности и активности антагонистов, энтомофагов и общего роста супрессивности почв.
В увлажненные годы в лесостепи и в увлажненных условиях тайги и подтайги возникает необходимость переодической вспашки для запахивания вредных организмов (семян сорняков, пропагул фитопатогенов, фитофагов) в нижний слой почвы, а также оперативного улучшения физических свойств почвы (аэрации, температурного режима, нитрификационной способности), особенно на тяжелых суглинках, склонных к заплыванию при достаточном увлажнении.
Для эффективного оздоровления почв при разных способах обработки важно периодически составлять фитосанитарные почвенные картограммы (ФПК), на основе которых проводить дополнительные защитные мероприятия. Например, при заселении верхнего слоя почвы на глубине семенного ложа фитопатогенами при почвозащитных обработках почвы выше ПВ важны посев протравленными семенами, внесение минеральных удобрений, оптимальная глубина посева и другие агротехнические приемы. Это позволяет обеспечить последовательное формирование оптимальных параметров элементов структуры урожая сельскохозяйственных культур, начиная с первых этапов органогенеза.

---

Имя:*
E-Mail:
Комментарий:

Добавить