В сознании земледельцев слово «сорняк» всегда было понятием отрицательным и тесно связанным с понятием «борьба». Уже давно подсчитано, какой большой вред наносят сорняки частным огородам и насколько значимый урон причиняют сорные растения сельскому хозяйству, сколько миллионов тонн продукции недобирает с/х отрасль из-за этих «зеленых вредителей».
Но прежде чем бороться с сорно-полевой растительностью, неплохо иметь представление о биологических особенностях этих растений и классификации сорняков по биологическим группам.
Классификация сорных растений
Сорняки — такие же продукты деятельности человека, как и культурные растения. Это выходцы из местной флоры, приспособившиеся к существованию на окультуренных землях. По каким-то причинам их в древности признали непригодными в пищу и назвали сорными растениями или, короче, сорняками. Во многих случаях первые земледельцы ошиблись и отвергли те растения, которые потом стали важными продовольственными культурами. Наиболее известный пример — это рожь, которая была и до сих пор считается в Иране сорняком пшеницы.
Сорные растения отличаются не только необыкновенно высокой жизнеспособностью, но и повышенной требовательностью к почвенным условиям. Они предпочитают расти на рыхлых, хорошо удобренных почвах. Главное их требование — удаление с поверхности почвы естественного растительного покрова. Тысячелетняя селекция привела к тому, что эти виды разучились конкурировать с плотным травостоем естественной, особенно злаковой растительности. Поэтому многие виды сорняков, называемые сегетальными сорными растениями, могут расти только на пашне и не встречаются в естественных условиях. Типичные представители: марь белая, лебеда, щирица, мокрица, горцы, пикульник, осоты, редька дикая, сурепка. На заброшенной пашне первые год-два, чувствуя свою полную свободу, эти сорняки разрастаются в неимоверных количествах и все поле становится желтым от сурепки или горчицы. Но затем они вытесняются другими видами, более приспособленными к уплотненной почве, и исчезают из травостоя.
Есть и другая группа «зеленых вредителей», которая также чаще всего занимает места с нарушенным растительным покровом, но не приспособилась к ежегодному рыхлению почвы. Их называют рудеральными сорными растениями, или мусорными сорняками, особенность такой растительности – произрастание на мусорных свалках, вдоль дорог, на почвенных отвалах. К ним относятся крапива, чернобыльник, лопух, подорожник, гравилат.
Как мы видим, у сегетальных сорняков требования совпадают с требованиями культурных растений, поэтому они всегда будут стремиться заселить окультуренные почвы. Источник появления сорняков на вновь окультуренных землях — семена, которые заносятся ветром, насекомыми, животными и хранятся в самой почве. То, что хранится в почве, называют банком семян. Это запас находящихся в состоянии покоя семян и отрезков корней и корневищ многолетних растений, который в течение многих лет накапливается и хранится во всем объеме пахотного слоя. Предполагается, что он составляет от одного до четырех миллиардов семян и зачатков на один гектар пашни. При вспашке или перекопке покоящиеся семена попадают на поверхность с благоприятными для прорастания условиями и очень быстро дают всходы. Обычно этот банк семян сравнивают с многоголовой гидрой, у которой при уничтожении одних голов-всходов тут же отрастают другие.
Успех борьбы с этой «гидрой» чаще всего зависит от умения земледельца, в том числе, от знания биологии сорняков.
Распространенный сорняк — дикая морковь — имеет глубокий стержневой корень. Чтобы не дать ей обсемениться, стебель надо срезать в начале цветения, когда запас питательных веществ в корне приближается к минимуму и, соответственно, минимальна его способность образовывать новые побеги взамен срезанного. Если срезать главный стебель слишком рано, то от основания корня отрастут новые побеги, способные дать семена.
Однолетние сорняки
Первым можно назвать тот способ выживания, который взяли на вооружение главным образом однолетние сорняки. Это необычайно высокая плодовитость. Одно растение осота полевого в среднем дает 19 тысяч семян, ромашка непахучая — 54 тысячи, пастушья сумка — 74 тысячи, марь белая — 100 тысяч и чемпион плодовитости щирица белая — до 2 миллионов. Для сравнения: одно растение озимой ржи дает 120-200 зерен.
Следующее приспособление — разнокачественность семян. На одном и том же растении образуются семена с разными свойствами. Классическим примером служит марь белая, на которой образуются семена трех видов. В цветках сорняков из семейства сложноцветных, например ромашки непахучей, семена внутри корзинки и по краям обладают разными свойствами. Разнокачественность касается, прежде всего, длительности периода покоя. Само свойство семян при отсутствии благоприятных для прорастания условий впадать в состояние покоя и сохранять жизнеспособность в течение многих лет является важным условием выживания сорняков на пахотных землях. Результатом становится образование так называемого банка семян, то есть запаса покоящихся, но способных к прорастанию семян в пахотном слое. Чем старше возраст пашни, тем больше банк семян.
Большинство семян сорняков для прорастания нуждается в доступе воздуха и дает всходы с глубины не более 0,5-5 см. Когда после созревания семена осыпаются на поверхность почвы, часть их уже готова к прорастанию и дает всходы через 1-3 недели. Это осенние и двухлетние — зимующие сорняки типа пастушьей сумки, мятлика однолетнего. Другая часть семян с более плотной оболочкой находится в состоянии покоя и ждет, когда почву перепашут или перекопают и они окажутся в глубине пахотного слоя. Там они могут находиться достаточно долго, постепенно теряя всхожесть. В течение двух лет погибает до 50% семян. Однако среди них всегда есть немалое количество, способное сохранять жизнеспособность в течение многих лет. У семян бодяка полевого, тысячелистника, горчицы полевой покой может длиться 1-3 года, у горца развесистого, мари белой, одуванчика, осота полевого, щирицы, ярутки — от 3 до 10 лет. Чтобы уменьшить вред, приносимый сорняками, люди перекапывают почву, но с оборотом пласта часть похороненных в глубине семян оказывается на поверхности и дает всходы. При недостаточно умелой борьбе с сорняками количество похороненных семян с каждым годом растет. Банк семян в пересчете на один гектар составляет в среднем 2-4 миллиарда семян в пахотном слое (25-30 см).
Семена разных видов сорняков отличаются разной требовательностью к температуре прорастания. Виды северного происхождения прорастают при низкой температуре почвы порядка 2-4 °С. Это горчица полевая, марь белая, редька дикая, горец птичий, торица полевая. Их всходы появляются рано весной. Виды южного происхождения: паслен черный, щирица белая, полевица обыкновенная прорастают при более высоких температурах и дают всходы ближе к середине лета. Некоторые сорняки с коротким циклом развития, такие как мокрица и мятлик однолетний, плодоносят и дают всходы весь сезон. Так что в течение всего сезона сорняки не дают земледельцам сидеть сложа руки.
Многолетние сорняки
У сорняков достаточно агрессивный характер. Им недостаточно удерживаться на однажды завоеванном месте, они стремятся распространиться на новые территории и делают это очень успешно — с помощью семян, разносимых ветром. Семена с летучками есть даже у многолетних сорняков, которые размножаются главным образом вегетативно. Это одуванчик, бодяк полевой, осот полевой. На почвах, покрытых естественной растительностью, этим семенам довольно трудно внедриться в плотный травяной покров, зато на пашне для этого есть все условия. Проростки бодяка полевого за один сезон образуют растения с развитой и способной к размножению корневой системой. У других видов сорняков семена снабжены прицепками или липучками, как у череды, подмаренника, лопуха, и разносятся животными.
В зависимости от способа вегетативного размножения многолетние сорняки делятся на корневищные, корнеотпрысковые и корнестержневые. Многолетние сорняки составляют головную боль каждого садовода. Искоренить их полностью невозможно, но с помощью определенных мер можно создать настолько неблагоприятные условия для их роста, что они не смогут составить серьезную конкуренцию культурным растениям. Для этого надо хорошо знать особенности их биологии.
Все три группы сорняков размножаются главным образом вегетативно с помощью подземных органов корней и корневищ. Они служат также складом запасных питательных веществ, которые синтезируются в листьях побегов, перетекают в подземные органы и откладываются в виде сложных углеводов — крахмала или инулина. На корнях и корневищах расположены почки возобновления. Обычно они находятся в спящем состоянии, но стоит повредить корневую систему, например, отделить от основного стебля или разрезать на части, что обычно и происходит при перекопке или культивации, как почки пробуждаются и из них начинают расти новые побеги и корни. Им приходят на помощь запасные вещества, за счет которых растет новый побег, пока на нем не образуются листья и он не перейдет на самообеспечение путем фотосинтеза.
Если вы выкопаете и хорошенько рассмотрите корневище пырея или корень бодяка полевого, набитые запасными веществами и покрытые готовыми к прорастанию почками, вы почувствуете, как велика жизненная сила этих растений. Они всегда готовы к бою за выживание, они всегда готовы к противостоянию человеку. А человек, чтобы противостоять им, должен знать особенности их биологии и, прежде всего, динамику накопления запасных веществ в подземных органах. Это позволит определить тот период, когда эти сорняки наиболее уязвимы для мер борьбы.
Выживаемость сорной растительности
Знакомство со способами выживания на окультуренных почвах, выработанными в течение тысячелетий, вызывает уважение и удивление. Приходится признать, что способы выживания, придуманные природой, по своей изобретательности намного превосходят способы борьбы, придуманные человеком. Сравнение явно не в пользу последнего. Человек никогда не одержит верх над сорняками. Людям остается лишь довольствоваться снижением вреда, причиняемого сорняками, не до нуля, а только до допустимого предела.
Отрастание новых побегов зависит от того, достаточно ли запасных веществ накопила корневая система. Динамика накопления запасных веществ достаточно хорошо изучена и подчиняется одинаковым закономерностям для всех трех групп многолетних сорняков. Для неповрежденных растений максимум отложения запасных веществ приходится на осень перед отмиранием надземной части и началом зимнего покоя. Весной за счет этих запасов начинают расти новые побеги, используя их до фазы бутонизации — начала цветения, когда содержание питательных веществ в корнях достигает минимума. В соответствии с этой динамикой должны быть организованы меры борьбы и контроля.
Это общие особенности многолетних сорняков, но есть и индивидуальные. Например, у пырея корневища располагаются в основном горизонтально, а у корнеотпрысковых и, особенно, стержнекорневых — глубокий вертикальный корень, на котором также сидят почки, способные отрастать с довольно большой глубины до 30 см, поэтому борьба с этими сорняками требует соответствующих мер.
Как же противостоят сорняки изобретению последних десятилетий — гербицидам? Ловушка, которую сорняки подставили честолюбивым химикам, рассчитывающим разделаться с ними раз и навсегда, называется резистентностью. Резистентность, или устойчивость, объясняется генетической неоднородностью сорняков даже одного вида. По этой причине среди множества сорняков на одном поле всегда найдутся виды или отдельные растения, обладающие геном устойчивости к данному гербициду. После обработки поля большая часть сорняков погибает, но устойчивые остаются и дают потомство, устойчивое к этому гербициду. При колоссальной семенной продуктивности через 3-4 года потомство устойчивых сорняков заполонит все поле, наносимый ими вред усугубится, и гербицид окажется бессильным.
Химики решают проблему резистентности, создавая все новые и новые гербициды. Однако создание нового гербицида и его испытание требует не одного года. Довольно значительное время уходит на то, чтобы определить, не токсичен ли этот гербицид для людей и не накапливаются ли его остатки в продуктах. И надо признать, что иногда химические компании слишком спешат выпустить новый гербицид в продажу и неблагоприятные последствия обнаруживаются только после того, как новый препарат получает широкое распространение. По существу, химия вступила в соревнование с природой, кто скорее: химики ли — создадут новый гербицид, сорняки ли — разовьют к нему устойчивость.
Тысячи лет тому назад, с тех пор как человек только начал обрабатывать землю, начался тот процесс, который длится и по сей день – называется он борьбой с сорняками. В течение этих тысячелетий человек неосознанно проводил селекцию сорняков на выживаемость. В результате люди получили сотни видов сорняков, прекрасно приспособленных к выживанию на окультуренных землях и к противостоянию всем мерам борьбы с ними.
