1.2. Биологические особенности сорных растений

Сорные растения обладают особенностями, которые позволяют им удержаться на полях, несмотря на применяемые меры борьбы. К таким особенностям относятся: высокая семенная продуктивность, разнообразные способы распространения, биологические свойства семян (покой, долговечность, разноплодие), высокая способность к вегетативному размножению.

Семенная продуктивность. Одна из причин быстрого распространения сорных растений – их высокая семенная продуктивность. Если одно растение озимой ржи способно образовать в посевах 120–200 зерен, а льна-долгунца – 60–100 семян, то одно растение костреца ржаного может дать 1420 семян, ромашки непахучей – 54 тыс., мари белой – 100 тыс., щирицы полевой – до 2 млн. семян. По семенной продуктивности все малолетние сорняки делят на три группы.

К первой группе относятся растения, которые дают в среднем на одно растение 50–600 семян, а наибольшее их количество не превышает 15 тыс. В эту группу входят овсюг, плевел опьяняющий, куколь обыкновенный, щетинник сизый, редька дикая и др. Вторую группу составляют сорняки со средней семенной продуктивностью – от 600 до 1500 шт. и с максимальной – 20–100 тыс. шт. на одно растение. К ним относятся ярутка полевая, горчица полевая, пастушья сумка и др.

Третью группу составляют сорные растения со средней степенью семенной продуктивности – от 1500 до 5000 шт. и с максимальной – от 100 тыс. до 1 млн шт. К ним относятся марь белая, щирица запрокинутая и др.

Способы распространения семян и плодов. Распространение семян и плодов сорняков осуществляется или с помощью специальных приспособлений у растений – автохорно, или с помощью агента – аллохорно. У некоторых автохорных растений семена рассеиваются вокруг растения под действием силы тяжести – автобарохорно. К ним относятся горчица полевая, капуста полевая, редька зеленая.

Механическое разбрасывание семян вследствие высыхания створок плодов наблюдается у фиалки полевой, горошка узколистного и др.

У многих сорных растений, имеющих плоды в виде коробочки, она при созревании семян открывается зубчиками (куколь обыкновенный, дрема белая, торица полевая), дырочками (мак-самосейка, колокольчик реповидный), крышечкой (белена черная) и т.д.

При колебаниях растений, вызываемых порывами ветра, семена из коробочек рассеиваются вблизи. Семена одуванчика лекарственного, бодяка полевого, крестовника обыкновенного, мелколепестника канадского и многих сорняков из семейства астровых снабжены перистыми летучками, с помощью которых они могут переноситься на окружающие и дальние поля даже при слабом ветре.

Некоторые сорные растения, называемые «перекати-поле» (солянка южная, щирица белая, дескурения Софии и др.), сильно ветвятся и к концу вегетации приобретают шарообразную форму куста. С помощью ветра они легко перекатываются, рассеивая семена.

Семена и плоды многих сорных растений распространяют животные, птицы, насекомые и т.д. – зоохорно.

Плоды липучки ежевидной, дурмана обыкновенного, подмаренника цепкого, череды трехраздельной имеют специальные выросты в виде якорьков, крючков, зазубренных щипков, щетинок остей и т.д., с помощью которых они цепляются к животным, птицам, человеку и переносятся в другие места.

Большое количество семян и плодов сорняков заносится на новые места с экскрементами птиц и животных.

Плоды и семена ряда сорных растений достаточно успешно переносятся водой – гидрохорно.

Немалое количество семян и плодов сорго алепского, свинороя пальчатого, вьюнка полевого, щетинника сизого, горца шероховатого, щирицы запрокинутой и других сорняков переносится с поливными водами.

Распространению многих видов сорняков содействует человек как непосредственно, так и с помощью средств производства (сельскохозяйственные машины, транспортные средства производства, тара и др.) – антропохорно.

Биологические свойства семян. Покой семян. Свежеосыпавшиеся семена и плоды сорных растений обычно прорастают не все сразу. Это обусловлено естественным или вынужденным покоем.

Естественный (глубокий, или физиологический) покой осыпавшихся семян и плодов вызывается незавершенностью в них физиолого-биохимических процессов (подмаренник цепкий, пастушья сумка и др.), наличием непроницаемых для воды и воздуха покровных тканей (донник белый, горец шероховатый, пикульник заметный, редька дикая, чистец однолетний и др.), составом покровных тканей семян-ингибиторов, задерживающим их прорастание (горчица полевая, фиалка полевая, овсюг, белена черная, подорожник большой и др.).

Вынужденный (вторичный, или экологический) покой семян и плодов обычно вызывается отсутствием такого благоприятного сочетания внешних экологических факторов, которые определяют способность к прорастанию (недостаток влаги, избыток тепла, отсутствие света, наличие растительных ингибиторов, продуцируемых другими видами, и т.д.). В связи с этим семена сорняков имеют очень растянутый период прорастания.

В лабораторных условиях продолжали давать всходы семена дескурении Софьи и гулявника лекарственного на четвертый год, звездчатки лесной и горчицы полевой – на шестой, ярутки полевой и мальмы обыкновенной – на восьмой-девятый годы.

Растянутость периода прорастания сохраняется и у семян сорняков, находящихся в почве.

Появление всходов из семян подмаренника цепкого, щирицы запрокинутой, бодяка полевого, осота полевого продолжается около двух лет, у горца шероховатого и торицы полевой – 5–6 лет, у редьки дикой, горца вьющегося, пикульника обыкновенного, мари белой, ярутки полевой, дымянки аптечной – более 10 лет.

Долговечность. Семена большинства растений в почве быстро теряют жизнеспособность и отмирают, а некоторые не теряют ее даже после многих лет пребывания в почве. Так, семена овсюга, горца вьющегося, мари белой, торицы полевой, ярутки полевой, подорожника большого, цикория обыкновенного сохраняют жизнеспособность более 5–7 лет.

Семена звездчатки средней, горчицы полевой, пастушьей сумки, щирицы запрокинутой, донника лекарственного давали всходы после 30-летнего пребывания в почве, а семена вьюнка полевого, щавеля курчавого, горчицы черной не теряли жизнеспособность даже через 50 лет.

Разноплодие. У некоторых сорняков образуются плоды и семена, не схожие по морфологическим признакам (разноплодие, гетерокарпия). Это расширяет возможности вида как в закреплении на осваиваемой территории, так и в повышении его доминантной роли в полевых сообществах.

Так, у мари белой семена трех видов: крупные, плоские, зеленовато-коричневые светлых тонов прорастают осенью в год образования; средние по размеру, округло-выпуклые с тонкой оболочкой, зеленовато-коричневые прорастают на второй год; очень мелкие, округло-овальные, густо-черные прорастают обычно на третий год и позднее.

В метелке овсюга формируются разнотипные зерновки по биологическим признакам. В верхней ее части образуются темноокрашенные мелкие зерновки, легко осыпающиеся, их период покоя до 22 месяцев. Они дают всходы с глубины не более 10–12 см и формируют растения, по темпу развития сходные с поздними яровыми и позднеспелыми. Зерновки из нижней части метелки самые крупные, светлоокрашенные, осыпаются позднее и засоряют посевной материал культуры, период покоя их около 2–3 месяцев.

По окончании этого периода зерновки в благоприятных условиях дружно прорастают. Всходы достигают поверхности почвы с глубины 18–25 см и развиваются как раннеспелые. В средней части метелки формируются зерновки промежуточные по морфологическим и биологическим признакам.

У сорняков из семейства астровых (крестовник весенний, козлобородник большой и др.) семена, формирующиеся у центра соцветия (корзинки), имеют менее короткий период покоя, чем расположенные у края. Разноплодие установлено и у многих других видов сорняков.

Гетерокарпия способствует не только распространению сорняков за счет остающихся на растениях семенных зачатков, попадающих в урожай, но и пополнению их запасов в почве при досрочном осыпании семян.

Рассмотренные биологические особенности семян и плодов позволяют сорнякам даже при однократном обсеменении давать всходы в течение ряда лет. Поэтому необходимо проведение мероприятий по уничтожению сорняков в течение всего периода вегетации несколько лет подряд.

Вегетативное размножение многолетних сорняков. Наряду с семенными зачатками в почве находятся органы вегетативного размножения многолетних сорняков (корневища, луковицы, клубеньки и др.), корни размножения. Размещение корней размножения многолетников не ограничивается пахотным слоем. У многих из них значительная часть корней нередко проникает на глубину до 1–2 м и более. Вследствие этого большая часть корневой системы оказывается недосягаемой для почвообрабатывающих орудий.

В корнях размножения откладываются пластические вещества в форме углеводов. На них образуется большое количество адвентивных (придаточных) почек, которые пробуждаются при повреждении корней, и из них формируются новые растения.

При обработке почвы находящиеся в пахотном слое корни размножения разрываются и разрезаются. В благоприятных условиях они способны приживаться и образовывать самостоятельные растения. Сильной приживаемостью характеризуются отрезки осота полевого, пырея ползучего, латука татарского, хвоща полевого, слабой – горчака ползучего, бодяка полевого, вьюнка полевого.

С уменьшением длины отрезков корней их способность к регенерации убывает. На этом свойстве основывается метод истощения сорняков, при котором их корни многократно подрезаются после отрастания, а затем запахиваются. Тем не менее корни размножения некоторых многолетних сорняков (осот полевой, пырей ползучий и др.) способны к регенерации даже при длине отрезков 1–5 см.

Сильное измельчение корней многолетних сорняков стимулирует пробуждение на их отрезках адвентивных почек. В результате регенерационная способность корней размножения возрастает в 1,5–2 раза и более. Поэтому интенсивная обработка почвы может привести не к снижению, а к резкому возрастанию засоренности поля многолетними сорняками.

Заделка многолетних сорняков в почву на глубину не менее 20–25 см практически полностью исключает их регенерацию от отрезков корней размножения. Приживаемость их значительно снижается при низкой влажности почвы и сильном ее уплотнении.

Нередко в неблагоприятных условиях (сильное иссушение почвы, глубокие механические повреждения, чрезмерное уплотнение почвы и др.) корневая система многолетников (горчак ползучий, бодяк полевой, латук татарский, хвощ полевой и др.) находится в состоянии покоя 2–3 года. При наступлении благоприятных условий из сохранившейся корневой системы вновь регенерируются подземные побеги. Достигнув поверхности почвы, они развиваются в полноценные растения. Этим и объясняется неожиданное появление на полях многолетников, которых в предшествующие годы не было.

Борьба с многолетними сорняками без учета их биологических и экологических особенностей обусловливает их высокую жизнеспособность и устойчивость.