Эффективный биологический способ подавления сорных растений в полезащитных лесных насаждениях Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»

УДК 634.0.266: 632.937

эффективный биологический способ подавления сорных растений в полезащитных лесных насаждениях

Л.В. ДУДЧЕНКО, старший научный сотрудник Ставропольский НИИСХ Россельхозакадемии E-mail: [email protected]

Резюме. Исследования проводили с целью изучения возможности подавления сорных растений и их группировок в лесополосах биологическим путем с использованием экономически эффективного и экологически целесообразного с точки зрения охраны окружающей среды метода агростепи. Схема опыта по подавлению сорняков степным фитоценозом (агростепь) под двурядной тополевой лесополосой включала пять вариантов: самозарастание, агростепь, смесь культурных трав, агростепь + культурные травы, агростепь + редкие (краснокнижные) виды флоры. В вариантах «агростепь», «агростепь + культурные травы» и «агростепь + редкие виды» отмечено успешное подавление сорной флоры лесополосы благодаря степной основе травостоев. Это обусловлено ценоцидным эффектом - успешной биологической борьбой степной растительности против более слабых конкурентов (сорняков) за жизненные ресурсы - влагу, элементы питания, освещенность и другие факторы среды. К пятому году жизни в таких фитоценозах отмечена самая высокая ценотическая замкнутость против сорняков, обусловленная высоким флористическим богатством (до 44 видов на 100 м2) и плотностью травостоев (90...100 %), состоявших из Festuca valesiaca, Festuca rupicola, Vicia tenuifolia, Centaurea orientalis, Filipéndula vulgaris, Dianthus ruprechtii и других степных видов.

Ключевые слова: агростепь, агроландшафт, биологическая конкуренция, фитоценоз, экологическая ниша, эрозия

Постоянным негативным фактором агроландшафтов остается их засоренность, обусловленная проникновением в пашню и культурные агроценозы десятков и сотен представителей сегетальной флоры. До сих пор борьба с сорняками проводится техногенными средствами путем многократной культивации или с помощью гербицидов, что чревато эколого-экономическими издержками [1]. В процессе борьбы с сорняками нередко упускается из виду важный вопрос об источниках поступления их семян, к числу которых относится травяной покров полезащитных лесных полос, полностью формирующийся из пашенных антропофитов - однолетников и многолетников. Исследования показали, что сорные виды устойчиво удерживаются во всех типах полезащитных лесных насаждений вплоть до их старения и гибели. В ходе исследований была выдвинута гипотеза о возможности успешной борьбы с сорняками биологическим способом посредством замены сорных трав в лесополосах степными, конкурентно более сильными и экологически комфортными. Это исключает необходимость использования других средств борьбы, снижает затраты и материальные издержки.

Цель наших исследований - изучение возможности подавления сорной растительности под полезащитными лесополосами биологическим способом на основе ценоцидного эффекта, создаваемого сложным по видовому разнообразию степным покровом.

Условия, материалы и методы. Изучение возможности замены механических и химических приемов борьбы с сорняками под лесополосами методом создания травостоя агростепей[4]проводили на опытном полигоне «Агроландшафт» Ставропольского НИИСХ. Объект исследований - двурядная лесополоса в возрасте двух лет из тополя черного Populus nigra L.

Достижения науки и техники АПК, №7-2012 —

Ширина междурядий лесополосы - 2,5 м, площадь делянок 22,5 м2, повторность четырехкратная. Общая площадь опыта 450 м2.

Естественную посевную смесь семян заготавливали механизировано в районе заказника Шалево, северо-западнее г. Ставрополя. Дикорастущий семенник - донор многовидовой степной посевной травосмеси для агростепного покрова лесополосы был представлен ассоциацией Festuca valesiaca + Bromopsis riparia + «разнотравье». Перед посевом провели культивацию в два следа на глубину 8.. .10 см. Посев выполнен вручную поверхностным разбрасыванием смеси семян по вариантам с последующим прикатыванием [2]. В одном из вариантов вместе со степной смесью высевали семена и высаживали взрослые экземпляры редких растений, внесенных в красную книгу Ставропольского края, с целью воспроизводства их генофонда и охраны в агроландшафте в составе сложного ценоза [3].

Схема опыта включала следующие варианты: самозарастание; агростепь; смесь культурных трав (клевер луговой, эспарцет песчаный, овсяница луговая Ставропольская 20, кострец безостый Ставропольский 31); агростепь + культурные травы; агростепь + редкие виды растений (ковыль красивейший, ковыль узколистный, пион узколистный, горицвет весенний, ирис ненастоящий).

В целях более лаконичного изложения динамики формирования покровных травостоев под двурядной тополевой лесополосой в работе проведены результаты геоботанического изучения в первый и пятый годы жизни новой экосистемы.

Результаты и обсуждение. В первый год жизни складывающиеся растительные сообщества характеризовались господством сегетальных видов, унаследованных от бывшей на месте лесополосы пашни, поэтому существенных различий между вариантами в этом возрасте не установлено. В ценозах в основном преобладали щирица жминдовидная - Amaranthus blitoides S. Wats., щирица запрокинутая - Amaranthus retroflexus L., амброзия полыннолистная - AmbrosiaartemisiifoliaL., костер японский -Bromusjaponicus Thunb, марь белая - Chenopodium album L., бодяк полевой - Cirsium arvense(L.)Scop.

Травостои в первое лето жизни были двухъярусными, проективное покрытие составляло 70.90 %, истинное - 2,7...5,4 %. Показатели флористической насыщенности в агростепных вариантах колебались от 29 до 38 видов на 100 м2. Кроме сорно-полевой группировки в них присутствовали слабые всходы таких степных растений, как овсяница валлисская - Festuca valesiaca Gaudin, черноголовник многобрачный - Pot-erium polygamum Waldst. et Kit. и некоторые другие.

Значительный интерес для характеристики ситуации, складывающейся в первый год в покровных фитоценозах, представляют качественные показатели флоры. В середине вегетационного периода во всех растительных сообществах преобладало «разнотравье», на втором месте были представители злаковых и третьем - бобовые, видовой состав которых варьировал от 3 до 11 %. Результаты учета в первый год жизни травостоев свидетельствуют о примерно одинаковом долевом участии в них однолетников (47,3 %)

------------------------------------------------ 37

и многолетников (49,5 %). На долю двулетних видов приходилось 3,2 %. Факт присутствия в фитоценозах первого года жизни равного количества малолетних и многолетних видов, по преимуществу сорных, на наш взгляд, подтверждает высокую ценотическую открытость молодых травяных сообществ лесополосы. В целом в вариантах отмечается высокая экземплярная насыщенность сорняками, на долю которых приходится 74 %, тогда как на степные виды - всего лишь 26 %.

В целом по вариантам флористическая насыщенность колебалась от 6 до 13 видов на 0,25 м2. Встречаемостью, равной 100 %, во всех вариантах отличались такие злостные сорняки, как Ambrosia artemisiifolia, Chenopodium album и вьюнок полевой - ConvolvulusarvensisL. С разным уровнем встречаемости во всех вариантах отмечены песчанка тимьяннолистная - Arenaria serpyllifolia L., пастушья сумка - Capsella bursa-pastoris (L.) Medik., мелколепестник канадский - Conyza canadensis(L.) Crong., щетинник сизый - Setaria pumila(Poir.)Schult., Amaranthus retroflexus и некоторые другие.

Таким образом, особенности видовой насыщенности и встречаемости сорных растений в первый год жизни травяного покрова лесополосы, свидетельствует о достаточном их биоразнообразии, отсутствии какой-либо упорядоченности в распределении сорняков по вариантам опыта и низкой ценотической замкнутости травостоев против сорняков.

На пятый год жизни агроэкосистемы лесополосы произошел ряд значительных изменений во всех вариантах опыта, кроме «самозарастание», который оставался сорным. Все покровные травостои характеризовались ярусностью, равной трем, проективным покрытием - 65.100 %, истинным - 3,1.. .5,8 %, причем самые высокие показатели были в вариантах с агро-степной основой. Флористическая насыщенность колебалась от 28 до 44 видов на 100 м2 при этом наибольшим богатством отличался вариант «агростепь». Наиболее перспективные варианты «агростепь», «агростепь + культурные травы», «агростепь + редкие виды», включали такие степные растения как: ежа сборная - Dactylis glomerata L., келерия стройная - Koeleria cristata (L.) Pers., овсяница скальная - Festuca rupicola Heuff., Festuca valesiaca, пырей промежуточный - Elytrigia intermedia (Host) Nevski; бобовые - астрагал австрийский - Astragalus austriacus Jacq., горошек тонколистный - Vicia tenuifolia Roth, люцерна румынская - Medicago romanica Prod., лядвенец кавазский - Lotus caucasicus Kuprian. ex Juz; разнотравье - василек восточный - Centaurea orientalis L., гвоздика Рупрехта - Dianthus ruprechtii

Schischk., синяк русский - Echium russicum J.F. Gmel., желтушник щитовидный - Erysimum cuspidatum ( Bieb.) DC., лабазник обыкновенный - Filipendula vulgaris Moench, лапчатка железистая - Potentilla adenophylla Boiss. et Hohen. и некоторые другие.

Доля злаковых видов в фитомассе агростепных вариантов составляла - 25,0 %, бобовых - 19,0, разнотравья - 57,0 %.

В агростепных вариантах увеличилась ценотическая замкнутость вследствие повышения плотности травостоя, которую обусловили дерновины Festuca valesiaca. Их количество в агростепных вариантах колебалась в пределах 60.80 шт./0,25 м2, а средний диаметр -3,8 см. В вариантах «самозарастание» и «культурные травы» была широко представлена сорно-полевая флора, что, на наш взгляд, объясняется отсутствием в ценозе степных видов растений - сильных конкурентов для терофитов, которые отличаются известной агрессивностью в захвате территории, но конкурентно слабы.

К пятилетнему возрасту долевое участие однолетников в окитоценозе сократилось до 8,4 %, двулетников - выросло до 5 % и многолетников - до 86,6 %.

Одновременно встречаемость таких сорных видов как Ambrosia artemisiifolia, Convolvulus arvensis снизилась со 100 до 30 %, Capsella bursa-pastoris - с 70 до 0, Chenopodium album - с 30 до 20, василек синий - Centaurea cyanus L. и фиалка полевая - Viola arvensis Murr. - с 30 до 0. В варианте «агростепь» встречаемость Ambrosia artemisiifolia, Convolvulus arvensis сократилась с 30 до 10 %.

Анализ системы флористических и ценотических показателей экспериментальных травостоев свидетельствует о том, что с возрастом их плотность увеличивается и, как следствие, повышается фитоценотическая замкнутость, демутационный процесс протекает в сторону исходного целинного семенника-донора, что подтверждается ростом доли целинно-степных видов флоры, которая в течение пяти лет в варианте «агростепь» увеличилась с 26 до 84 %, тогда как доля сорных уменьшилась с 74 до 26 %.

выводы. Оптимальные агростепные фитоценозы, способные биологически подавлять сорно-полевую растительность под двухрядной тополевой лесополосой - «агростепь», «агростепь + редкие виды», «агростепь + культурные травы», в этих вариантах сорняки успешно вытесняются, так как им противостоят степные сообщества, отличающиеся замкнутостью к внедрению конкурентно слабых однолетних и двулетних сорняков. Биологический способ подавления сорной растительности во вновь закладываемых лесополосах агростепным покровом экологически целесообразен и доступен.

Литература.

1. Кубышкин П.П., Полубояринов И.И Сельскохозяйственная мелиорация и лесоводство. - М.: Колос, 1971. - 369 с.

2. Основы систем земледелия Ставрополья: Учеб. пособие//Под. общ. ред. В.М. Пенчукова, Г.Р. Дорожко. - Ставрополь: Изд-во СтГАУ «АГРУС», 2005. - 464 с.

3. Красная книга Ставропольского края. - Ставрополь: Полиграфсервис, Т1: Растения, 2002. - 384 с.

4. Дзыбов Д.С. Метод агростепей. Ускоренное восстановление природной растительности (Методическое пособие). -Саратов, 2001. - 50 с.

the effective BioLoGicAL way of suPPREssioN weeds plants under forest belts

L.V. Dudchenko

Summary. Research objective - suppression of weed plants and their groups a biological way - by means of replacement of ecologically harmful ways on economically effective and ecologically expedient from the point of view of environmental pro-tection, an agrosteppe method. In experience there were five options: samozarastaniye, agrosteppe, mix of cultural herbs, agrosteppe + cultural herbs, agrosteppe + rare (krasnoknizhny) species of flora. It is revealed that agrosteppe options, "the agrosteppe + cultural herbs" and "the agrosteppe + rare species", thanks to their steppe basis, successfully suppress weed flora of wood strips. It is caused by tsenotsidny effect - successful biological fight of steppe vegetation against weak competitors - weeds for vital resources - moisture, food elements, illumination and other factors of habitat. By fifth year of life agrosteppe options had the highest tsenotichesky isolation against weeds, thanks to their maximum floristic wealth (to 44 types on 100 sq.m) and density of herbages (90-100 %), consisting of Festuca valesiaca, Festuca rupicola, Vicia tenuifolia, Centaurea orientalis, Filipendula vulgaris, Dianthus ruprechtii and tens other steppe plants.

Key words: agrosteppe, agrolandscape, biological competition, phytocenosis, ecological niche, erosion.

З8

Достижения науки и техники АПК, №7-2012