Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Луга долины реки Печоры, их классификация, использование и улучшение

ВАК РФ 06.01.12, Кормопроизводство и луговодство

Автореферат диссертации по теме "Луга долины реки Печоры, их классификация, использование и улучшение"

государственный агропромышленный комитет

латвийской сср

латвийский научно-исследовательский институт земледелия

На правах рукописи

ЧУПРОВ Леонид Леонтьевич

удк 633.2.03 : 631.474(282.247.11)

ЛУГА ДОЛИНЫ РЕКИ ПЕЧОРЫ,

ИХ КЛАССИФИКАЦИЯ, ИСПОЛЬЗОВАНИЕ И УЛУЧШЕНИЕ I

Специальность 06.01.12 — луговодство

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук

скривери

1989

Работа выполнена в ордена Знак Почета научно-исследовательском институте сельского хозяйства Крайнего Севера.

Официальные оппоненты — доктор сельскохозяйственных наук, профессор Н. В. Синицын; доктор сельскохозяйственных наук, профессор В. А. Тюльдюков; доктор сельскохозяйственных наук А. И. Бойнов.

Ведущая организация — Сибирский научно-исследовательский институт кормов.

Защита диссертации состоится « » 1989 г. в час.

на заседании Специализированного совета Д.122.10.01 в Латвийском научно-исследовательском институте земледелия.

Адрес: 229346, Латвийская ССР,,; Стучкинский район, п/о Скрнвери-1. С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института. Автореферат разослан « » 1989 г.

Ученый секретарь Специализированного совета,

доктор сельскохозяйственных наук А. Б. Рунце

I

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

1.1. АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОТЫ обусловлена необходимостью познания динамических процессов, происходящих в фитоценозах долинно-суходольнах и пойменных лугов р.Печоры с последующим использованием их закономерностей в целях создания устойчивой кормовой базы животноводства Печорского Севера. Работа тесно увязывается с решением ХХУП съезда КПСС о развитии продовольственной базы и всего экономического потенциала Крайнего Севера. Она выполнялась в соответствии с планом научных исследований НИИСХ Крайнего Севера по теме 0.51.275 "Разработать научные основы и систему мероприятий по повышению продуктивности пойменных и тундровых земель Печорского и Енисейского Севера", инв.№ Б 502340.

1.2. ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЙ - установить эколого-фитоценологи-ческую направленность изменения растительности долинно-суходольных и пойменных лугов р.Печоры,как основы для разработки приемов их рационального использования. Для достижения ее были поставлены следующие задачи:

выявить влияние экологических и антропогенных факторов на формирование луговых фитоценозов поймы р.Печоры и сопредельных с ней долинных суходолов ;

изучить структуру лугового покрова ;

определить типологию и географические закономерности распространения луговых формаций, их флористические, экологические, структурные особенности и продуктивность;

выявить особенности химического состава луговых растений, возможности увеличения питательной и энергетической ценности местных кормов ;

определить современное сос•ояние лугов ;

разработать научно обоснованные рекомендации по рациональному использованию луговых угодий и внедрить их в производство ;

обосновать приемы охраны окружающей среды при интенсификации лугового кормопроизводства в долине р.Печоры.

1.3. НАУЧНАЯ НОВИЗНА. Изучено многообразие луговых ассоциаций в динамике, что позволило установить закономерности их переформирования. Показана большая подвижность состава и структуры луговых формаций, обусловленная биолого-морфологическими особенностями фитоценотипов,антропогенными и экологическими факторами. Разработан принципиально новый подход к классификации луговой растительности в поймах Северных рек СССР и на этой основе дана типология луговой растительности долины р.Печоры. Выделен новый класс формаций-отундровевшие луга. Установлена взаимосвязь между подтипами почв и основными фитоценотипами луговых формаций. Впервые для долины р.Печоры подробно изучен химический состав доминан-тоа луговых фитоценозов в зависимости от фенологической фазы, местоположения в пойме и географического места произрастания. Установлен энергетический потенциал фитоценозов формаций, питательность кормов и даны практические предложения по улучшение их качества. Определено общее состояние лугов, выявлены причины снижения урожайности и ухудшения ботанического состава фитоценозов, изучены технологические приемы повышения продуктивности кормовых угодий'Печорского Севера. По многим вопросам исследования автора были первыми.

1.4. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ. Результаты исследований расширили представление о процессах изменения луговых фитоценозов под воздействием комплекса эколого-антропогенных факторов. Уставлена необратимость тенденций переформирования фитоценозов настоящих лугов в отундровевшие и болотистых - в торфянистые. Логическая

модель позволяет сравнивать пространственно-временное изменение состава луговых формаций отдельной замкнутой экосистемы. Биохимическая и энергетическая характеристика доминантов-эдифи-каторов дает новое представление о качественных особенностях луговых фитоценозов формаций и их использования в практических целях. Разработанный принцип классификации пойменных лугов на основе построения логической модели можно использовать при классификации пойменных лугов всего Советского Союза, приемы повышения продуктивности кормовых угодий - во всех регионах Крайнего Севера.

1.5. РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЩОВАНИЙ. На основании обследования 90 тыс.га составлены мероприятия по улучшения лугов в Ненецком автономном округе и Усть-Цилемском районе КОМИ АССР. Основные научные и практические разработки Автора вошли в "Методические указания по улучшению использования естественных лугов в Ненецком автономном округе", в рекомендации "Улучшение и рациональное "использование пойменных лугов Нечерноземной зоны РСФСР", "Система ведения сельского и промыслового хозяйства на Енисейском Севере на 1986-1990 гг.", "Комплексный план внедрения научных достижений в хозяйствах Енисейского Севера на 1986-1990 гг.", "Производство гранулированных кормов плавучими заводами в Севе-ро-Енисейской пойме", "Мероприятия по развитию кормопроизводства

в хозяйствах Енисейского Севера на ХП пятилетку". В долине р.Печоры с участием автора внедрение системы мероприятий по улучшению лугов проведено на площади 24 тыс.га с экономической эффективностью около 800 тыс.руб., а с учетом работы в Приневской . низменности, Волхов-Ильменской и Енисейской пойм эффективность внедрения превышает 4 млн.рублей.

1.6. ВКЛАД АВТОРА В РАЗРАБОТКУ ПРОБЛЕМЫ. Периодически в I96I-I987 гг. автор был руководителем и ответственным исполнителе? проведения геоботанических, культуртехнических, почвенных

исследований пойменных лугов рек Печора, Шапкина, Суда, Цильма, Пижма, Нерицв в пределах Ненецкого автономного округа и Севера Коми АССР. На маршруте протяженностью более 1500 км сделано 560 геоботанических описаний, отобрано 800 растительных и 200 почвенных образцов для химического анализа. Автором заложено 8 луговых стационарных опытов, в которых проведены наблюдения, 12 экологических профилей, составлены мероприятия по улучшению лугов шести хозяйств Печорского Севера, систематизировано 756 , геоботанических описаний и разработана логическая модель для классификации пойменной луговой растительности рек Крайнего Севера, проведена математическая обработка результатов исследований. Научные результаты автором апробированы в производственных условиях.

1.7. АПРОБАЦИЙ РАБОТЫ. Основные положения диссертации доложены на научных конференциях Коми Государственной СХОС (Усть- . Цильма, 1977), Ленинградского СХИ (Ленинград, I960, 1982, 1989), У Всесоюзном совещании "Пути реализации Продовольственной программы на Крайнем Севере" (Петропавловск-Камчатский, 1984), У1 Всесоюзном совещании "Сельскохозяйственные и экологические проблемы освоения пойм рек Сибири и Севера" (Туруханск, 1985), Всесоюзном, совещании "Прогноз развития науки по исследованиям и охране природных ресурсов Арктики" (Норильск, 1985), XI Всесоюзном симпозиуме "Биологические проблемы Крайнего Севера" (Якутск, 1986), региональных и всесоюзных совещаниях по развитию кормопроизводства (Новосибирск, 1986, 1987, 1988). .

Публикация. По теме диссертации опубликовано 36 научных трудов объемом около 2i п.л. '

1.8.1 СТРУКТУРА Й ОБЪЕМ РАБОТЫ. В диссертации 428, в приложении 491 страница. Работа состоит из введения, десяти глав, выводов, предложений производству, списка литературы 503 наименований, из которых 67 на иностранном языке, иллюстрированна 43 рисунками, 62 таблицами. Основные цифровые данные, сводка геоботанических описаний приведены во второй части диссертации и включают 54 приложения.

1.9. ОСНОВШЕ ПОЛОЖЕНИЯ, КОТОРЫЕ ВЫНОСЯТСЯ НА ЗАЩИТУ

Положение о закономерностях динамических процессов изменения растительности долинно-суходольных и пойменных лугов р.Печоры.

Положение о качественных изменениях растений, фитоценоэов, кормов в зависимости от видового состава, факторов среды и применяемых технологических процессов.

Положение о закономерностях возможных технологических процессов повышения продуктивности естественных и сеяных лугов долины р.Печоры.

Глава I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ .

Изучение и освоение растительных ресурсов Печорского Севера делится на 3 периода.

Первый период связан с общегеографическими и геоботаническими исследованиями И.И.Лепехина (1805), А.Г.Шренка (1837), В.Н.Латкина (1840), А.Кайзерлинга и П.Крузенштерна (1852) и др. С начала XX века освоение Печорского Севера связано с именем А.В.Журавского (1908-1915), который явился организатором создания первого научного учреждения на Европейском Севере - Печорской сельскохозяйственной опытной станции в с.Усть-Цильма. Вслед за А.В.Журавским вопросы земледелия здесь изучали Н.Малостенков (1911), Ф.К.Криштофич (1912), Д.Д.Травин (1925), М.Савенков (1914), А.П.Шенников (1924) и др.

Второй период начался одновременно с коллективизацией и промышленным освоением Севера. В 1926-1929 гг. в долине р.Печоры работала "Колонизационная экспедиция НКЗ РСФСР", в 1932 - экспедиция Центральной, торфяной станции НКЗ РСФСР, в 1934 - Печорская -экспедиция АН СССР, в 1935-1943 - Оленеводческая экспедиция НКВ РСФСР. Результаты исследований частично опубликованы в работах Ф. В.Самбука (1930-1934), Ю.Цинзерлинга (1935), А.А.Шахова (1936), В.Н.Андреева (1947), О.Полянской (1946) и др.

В третий период (в конце 50-х годов) началось интенсивное освоение растительных ресурсов Печорского Севера. Исследователи (И.С.Хантимер, 1959, Савкина, Тазьба, 1961, Савкина, Бахтина, 1962, Чупров, Чупрова, 1971-1988) выявляют возможности рационального использования их, разрабатывают и внедряют приемы повышения продуктивности фито- и агроценозов. В этот же период изучается почвенный покров лугов (Крейда, 1960, Забоева, 1974), агрохимический состав почв (Савкина, 1952, Чупров, Чуррова, 1975), питательность кормов (Гагиев, 1983, Чупров, Чупрова, 1975,. 1986), ведется усиленная работа в животноводстве (Рочев, 1953, Марков, 1953, Гагиев, 1983).

Глава П. ПРИРОДНО-КЛИМАТИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ДОЛИНЫ р, ПЕЧОРЫ .

Регион исследований (Печорский Север) относится к зоне "рискового" земледелия. В то же время он является самым северным животноводческим районом РСФСР, обеспечивающим себя кормами собственного производства.

Климат в течение вегетационного периода обусловлен ветрами северного направления. Среднедекадная температура июля не превышает 14°С, вегетационный период колеблется от 52 до 104*дней, сум" ма,положительных температур за этот период составляет 900-Ш00°С, количество осадков - 170-200 мм.

Благодаря огромному количеству„тепла, приносимого паводковыми водами Печоры с южных широт, граница вечной мерзлоты в пойме, сдвинулась на 200 км севернее по отношению к материковой части долины. При этом на долю весеннего паводка приходится 80% ойщего-дового стока, что составляет в районе с.Усть-Цильма около 40 тыс.

— о

м /сек при среднегодовом 3,5 тыс.м /сек.

,В результате исследований автором установлено, что с уменьшением поемности и выхода.отдельных луговых массивов из сферы заливания, паводковыми водами,их почвенный состав резко ухудшается и начинает проявляться подзолообразугаций процесс, в то время как в зоне тундры вдет отундровение пойменных поча.

С гидрологической точки зрения поемность лугов р.Печоры в различных частях течения неодинакова, она меняется по годам и увеличивается с продвижением реки на север, в связи с чем в северной части поймы значительно больше фитоценозов и подтипов почв болотистого типа.

Глава Ш. ОБЪЕКТ И МЕГГ0ДОКА ИССЛЕДОВАНИЙ

Объект исследований: динамические процессы изменения луговых фитоценозов, технологические процессы поверхностного и коренного улучшения лугов..

Методы исследований: полевой, вегетационный, лабораторный.

Методики исследований - используемые в геоботанике, агрохимии и почвоведении, биохимии, опытном деле, моделировании. Кроме того, использовались сводки по экологии и фитоценологии. Название вида растений сверялось по С.Я.Черепанову, 1981.

Луговая растительность изучалась в долине р.Печоры в пределах 64-69° с.ш. и 50-55°С в.д. Опыты по улучшению лугов и созданию сеяных агроценозов проводились в районе с.Усть-Цильма.и г. Нарьян-Мара. Биохимические анализы растительных образцов и arpo-' химический, почв выполнялся Нарьян-Марской, Ленинградской

агрохимлабораториями, биохимической лабораторией Ленинградского СХИ,. Наръян-Марской и Печорской ветбаклабораториями, математическая обработка - р вычислительном центре НИИЭСХ СО ВАСХНИЛ. Отработка технологий повышения продуктивности лугов проводилась на базе Усть-Цильмской мелиоративной станции, Печорской и Нарьян-Марской сельскохозяйственных "опытных станций ШИСХ Крайнего Севера, в колхозах и совхозах Коми АССР, Ненецкого автономного округа, а также Новгородской, Ленинградской областей и Красноярского края.

Глава 1У. ВЛШШЕ ЭКСШОГО-АШРОПОГЕННЫХ ФАКТОРОВ НА

ФОРМИРОВАНИЕ ФИТ0ЦЕН030В ПОЙМЕННЫХ.И ДОЛИНШ- : СУХОДОЛЬНЫХ ЛУГОВ По данным В.П.Дадыкина (1962), А.И.Коровина (1964), А.й.Саг- . dena A.6mitha , P.J.Allcooha (1965),

Л.Н.Алексеенко (1967), Г.В.Денисова (I9Ö7), А.Мидцевдорфа (1867) развитие растительности на Севере зависит от крайних условий экотопа. В пойме р.Печоры они Создаются следующими факторами: плодородием и морфологическим строением почв, почвенной влагой, характером паводковых вод, действием ледохода, местоположением над меженью .реки, наличием древесной растительности, сезонной и вечной мерзлоты (Чупров, 1987). С повышением, рельефа на экологическом профиле в районе с.Усть-Цильма в. центральной части поймы (остров Гаревский, 1970 и 1987) эти факторы менялись:'почвы от аллювиальных дерново-глёевых до дерновых пойменных,- почвенная влага от постоянного переувлажнения за счет подпора вод озера до нормального увлажнения, паводок от среднего до полного отсутствия', характер паводковых вод спокойный, влияние ледохода не Ьыражено,

.высоту над меженью реки 6-16 и, над мененью озера-0-10, переход

Состоит'

постепенный. По кромке озера древесная растительности, из Salix, в верхней части профиля - Picea,Betula .

8'

По мере подъема берега от межени озера смена эдификаторов

фитоценозов имеет следующий ряд:.Сагех acuta L.<0altha paau8t<r

ria X/. (Alopecurus pratenaie L, ,Bromopsis inarmls /Leys/Holub,, Elytrigia repens /L./Nevski.,Rumex thyrsiflorus Fingerh,,Tara-xaoum offioinalie Y/igg. »Achillea raillefolium L, ,Trifollum médium L,,Festuca rubra L.,Stellaria longifolia Muelb. ex tfilld.

по кромке леса - Fllipondula ulmapia/L./Maxim..Angélica nrfcan-gelika L. ,Veratrum álbum L.

Следующий профиль т прирусловая часть поймы ниже впадения р.Сулы в р.Печору (участок Нижнее пастбище, 1972 г.), Почва:от • аллювиальных илисто-супесчано, супесчано-галечных слабодерновых до аллювиальных дерново-глеевых', почвенная влага в достаточном количестве, паводок от продолжительного до полного отсутствия по мере подъема берега, характер паводковых вод напряженный, линия ледохода на высоте 4-6 м, высота над меженью реки 0-10 м, переход берегового склона спокойный, древесная растительность отсутству- -ет. Смена эдификаторов фитоценозов с подъемом берега, начиная от уреза воды, следующаящиивЫя fiuviatile L.,ArctoPhi.ln fulva /Trin/Andera. .Trifolium repens L.,Poa pratensis I>. .Festuca rubra L..Achiliea fflillefolivraL.

В результате изучения взаимосвязей в развитии луговых фитоценозов с условиями окружающей среды в пойме р.Печоры и в долинах ее притоков выявлены общие и частные закономерности. При этом подавляющее число эдификаторов и соэдификаторов как Br0m0pais

inermio.Alopecuruc pratensis,Роа pratensis,Equisetum arveneis Ь. имея широкую экологическую амплитуду, отражает общие условия среды. Другие, как Phalar0ides arundinacea/L./Rauschert.,Carex aquatir cq Osrwm cnrvi ь.обладая Узкой экологической амплитудой, выявляют частные закономерности среды.

Из всех изученных факторов, влияющих на формирование луговых фитоценозов, основным являются паводковые воды, которые определяют общую направленность условий формирования растительности лугов. При их отсутствии в зоне тундры и лесотундры начинает при-валировать зональный комплекс факторов, что способствует постепенному переформированию луговых фито.ценозов в отуедровевшие. Под влиянием различного характера паводковых вод в пойме р.Печоры сформировалось 9 подтипов почв, отличающихся своеобразием дернового процесса, доминантным составом и продуктивностью фитоцено-

30В. ■•

Вмешательство человека в естественный ход развития луговых фитоценозов ведет к необратимым последствиям« Так, изменение экотола - снижение уровня паводковых вод на озере Прокоп вблизи Нарьян-Мара за 20 последующих лет привело к смене скученнокресто^ . вниковой и рыжевато'арктофиловой формаций . водноосоковой на площади около 400 га. Бессистемное воздействие на фитоцеНозы лугов, при одновременном снижении уровня паводковых вод, ведет, к переформированию крупнозлаковых в мелкоразнотравные ассоциации с одновременным снижением урожайности в 4-5 раз и плотности побегов в 1,5-2 раза. При системном использовании лугов были получены положительные результаты. Например, по р.Пижма смена сенокосно-паст-бищного способа использования сенокосным способствовала на.10-й год увеличению в фитоценозах содержания Trifolium prat'ense L., bathyrus .pratensis L., Elytrigia.repens , Festuca pratensis Huds.'

На основании наших.исследований.в формировании луговой рас-тительнасти в пойме р.Печоры (класс формаций настоящие луга) можно выделить три стадии: ' " . .молодая пойма характеризуется аллювиальными почвами с хорошей скважностью, невысоким содержанием гумуса, почти.нейтральной средой, средним или высоким содержанием калия, фосфора. В фитоценозах доминируют верховые злаки ( Br-onopsis inernPF Calanaf IU ' "

'. Kroatin purpurea Frin/, плотность травостоя - 1,5-3,5 тыс.побегов на м2, урожайность - до 35 ц/га воздушно-сухой фитомассы, отношение ее к массе корней - Ö,8f мхи в напочвенном покрове отсутствуют j

средневозрастная пойма характеризуется уплотнением почв под влиянием длительного периода отложения илистых фракций, высоким содержанием гумуса. В фитоценозах доминируют полуверховые злаки Alopecurus pratensis, Festuoa rubra, разнотравье -

Ranunculus repens L., R.ecris L. . ' • Дернина плотная, тра-

востой густой-до 10 тыс.. побегов на I м2, урожайность - до 24 ц/га воздушно-сухой.фотимассы,. отношение ее к массе корней -0,3, в напочвенном покрове присутствуют зеленые мхи;

старовозрастная пойма характеризуется сильно уплотненными почвами, в которых наряду с аллювиальным наблюдается иллювиальный процесс, много органического вещества, почвенная среда от средней до сильнокислой. В фитоценозах преобладают виды нижнего

яруса Polygonum viviparum L.,Humex acetoaella L.,Alchemilla

vulgaris L. .Ranunculus repens, Festuca oviiia Ь., Poa pratensis

о

Плотность побегов - до 2,3 тыс. на I м, урожайность - да Юц/га воздушно-сухой фитомассы, относшение ее к массе корней менее -0,1, в напочвенном покрове всегда присутствуют мхи.

Глава У. АНАЛИЗ ЛУГОВОЙ ФЛОРЫ И РАСШТЕЛЬНОСТИ НИЗОВЬЯ р.ПЕЧОРЫ

Помимо лично выполненных автором" 560. описаний луговых фитоце-. нозов для анализа луговой флоры наш использовались списки растений, опубликованные Ф.В.Самбуком (1930, 1931), И.С.Хангимером (1959). Всего в луговых фитоценозах низовья р.Печоры зарегистрировано 278 видов растений, географическая распространенность которых сверялась с Флорой Северо-Востока Европейской части СССР • (1974-1977). Наиболее богаты видами семейства Роасеае (40), "i'-"Г. " " ■■■ - '■ - ■ II

Asteraceae (35), Cuperaceae (15), Caryophyllaceäe (18)» Ranunoulaceae (14). Из общего количества зарегистрированных видов III имеют распространенность (встречаемость) до 1$, . 108 - от 2 до 1036, 64 - свыше ПЯ.

В географическом отношении основная часть видов флора представлена бореально-циркумполярной (2S0S) и бореально-евроазиатской (33$) Группами растений.

В луговых фитоценоэах доля растений многолетних форм превышает 97%, что подтверждает "жесткость" экологических условий региона. Из биологических типов растений в луговых фитоценоэах нижнего течения р.Печоры наиболее распространенными являются гемикрипто-фиты, геофиты. По жизненным формам 50,4$ растений флоры лугов относятся к корневищным, обладающих вегетативным способом размножения и расселения,

. Все растения фДоры объединены в 21 экологическую группу. При атом к мезофитам относятся 60 видов, мезогцдрофитам - 21, гидромезофитам - 26 и остальные виды - к гидро, психро, оксило, зумезо-фитам.•

Анализ морфобиологических признаков видов в сочетании с экологическими условиями их существования позволил определить основные доминанты фитоценозов лугов. Распространенность их в географическом плане по нашим данным следующая: с.Ус*ь-Цильма - 57, в том числе в пойме 39 и долинам малых рек - 43* с.Великовясйчное соответственно - 50-36-2?, г.Нарьян-Мар - 63-51-21. Общими для всего региона исследований являются 36 доминантйв, территориально ограниченными только для района с.Усть-Цильма г 9 и г.Нарьян-Мара -16. С ограниченным ареалом у Ф.В.Самбука насчитывалось 4'доминанта, И.С.Хантимера - 3 и у Л.Л.Чупрова - 27.

Глава У1. ПРИНЦИП И СХЕМА КЛАССИФИКАЦИИ ЛУГОВОЙ РАСТИТЕЛЬНОСТИ ДОЛИНЫ р.ПЕЧОРЫ .

На основании анализа многообразия подходов к классификации растительности (Шенников, 1934, 1935, Сукачев, 1938, Лавренко, 1947, Быков, 1960, ИЬ1«есег , 1972, Понятовская, 1959, Трасс, 1966, Алехин, 1928, Ярошенко, 1950, с1ете:^з, 1905, ци 1921, Вгаип-В1епсие<1 , 1926, Дохман, 1953, Куминова, 1960, Василевич, 1963, Дроздов, 1965, Матвеева, 1967, Александрова,1969, Раменский, 1971, Куркин, 1976, Миркин, Розенберг, 1978 и др.) нами сделано заключение, что для классификации луговых фитоценозов долины р.Печоры наиболее приемлем доминантный принцип. Он широко использовался в нашей стране для классификации растительности 1 пойменных лугов А.П.Шенниковым (1936), Л.И.Номоконовым (1959), Р.А.Дыдиной (1961), Л.В.Пряшниковым (1961), Й.С.Хантимером (1959), Н.С.КотелиноЙ (19Е0), А.Д.Калининой (1969), И.Д.Юркевич (1981) и др.'Соподчинение таксономических единиц в классификации следующее: ассоциация, группа ассоциаций, формация, группа формаций, класс формаций, тип травянистой растительности (луга).

В нашей работе название ассоциации дается по соэдификатору . 1-го ранга, название формации - по эдификатору, занимающему господствующее положение в одной или нескольких ассоциациях.

Таксономические единицы устанавливались на основании различия или сходства луговых сообществ флористическим составом, структурным строением, продуктивностью надземной фитомассы, морфобиологи-ческими признаками фитоценотипов, приуроченности к определенным экологическим условиям обитания. По этим показателям вся изученная луговая растительность дЬлины р.Печоры нами объединена в 4 класса формаций (настоящие, отундровевшие, болотистые, торфянистые), 71 формацию и фрагмента формаций.

Используя шкалу выделения фитоценотилов и схему классификации луговой растительности, нами разработана логическая модель, отражающая эколого-фитоценологические связи внутри формаций и классов формаций,.5 которой по экотопу поемности отундровевшие луга имеют 0 баллов (не затопляются), настоящие - 1-6, болотистые -7-10, торфянистые - 8-10, Чем выше балл, тем длительнее период затопления луга. По этому показателю к отундровевшим лугам отнесено 7 формаций, настоящим - 29,болотистым - 23 и торфянистым - 4. По биоморфологическим признакам к корневищной группе отнесено 36 формаций, корневищно^рьослокустовой - 5, рыхлокустрвой - 18, плотнокустовой - 2. По отношению растений к почвенной среде '•■- , отундровевшие луга относятся к олиготрофным (делений не имеют), торфянистые - к эвтотрофным (делений не имеют), настоящие и болотисты е- мезотрофным, при этом "богатство" почв уменьшается сверху вниз и срава налево (рис.1).. Формации, характерные только, для долинно-суходольных лугов, в- модель не включенц. ■

Согласно биоморфологическим признакам и экотопическим условиям произрастания эдификатораг каждая формация Занимает определенное место в данной модели. Название формации состоит из заглавных букв названия эдификатора, Например, кострец безостый - Кб, читается как безостокострацоеая формация.' Название ассоциации состоит из заглавной буквы соэдификатора? и эдификатора. Так, соэдифйкатор хвощ полевой — Хп и эдификатор кострец безостый - Кб, читается полевохвощово-безостокострецовая ассоциация.

Данную модель можно использовать для классификации луговой растительности всех пойм рек СССР. При этом три класса формаций (настоящие, болотистые, торфянистые) характерны для всех 1?ёогра-.. фйческих зои; отундровевшие - в Лесной зоне будет заменен пустотными, степной - остегшенным классом формаций. 14

Благодаря модели можно установить направленность развития формации и дать прогноз ее состояния в будущем. Например, луго-волисохвостовая формация в пойме р.Печоры, по данным Ф,В.Самбука (1927-1928 г.г.) й И.С.Хантимера(1954-1956 г.г.) была представлена 5-и ассоциациями различного состава, но нашим данным (1970 -1987 г.г.) - 34-мя. При сравнений расположения ассоциаций лу-говолисохвостовой формации различных лет исследований четко прослеживается изменение их состава.

Здификаторы и соэдйфикаторы, формируя ооновную часть биоэнер* гетической продукции фитоценоза, являются ооновой для:планируе-мой(программируемо») урожайности лугов. Предлагаемая нами классификация может с успехом применятся в целях рационального ио-. пользования пойменных лугов не только Печорского Севера, но и других регионов страны.

ГЛАВА. 'ОТ. ХАРАКТЕРИСТИКА ЛУГОВЫХ ФОРМАЦИЙ .

. ' • П^ЧОРСКСЙ ДОЛИНЫ :

Рассматривая формирование луговой растительности в долине и пойме р.Печоры с фитоценологичеоких и экологических условий, следует считать, что в историческом плане она относилась к 2-м классам формаций: наотоящим и болотистым. В связи о изменением почвенно-климатических й водных факторов из настоящих лугов вычленялся отундровевший класс формаций, и* болотистых -торфянистый. Поэтому отундровевшие и торфянистые луга в пойме р.Печоры относительно молодые классы формаций и имеют неширокое распространение.. Так, из 90 тис.га обследованных лугов к настоящим лугам относятся 59,6 тыо.га, болотистым - 25, торфянистым - 5 и отундровевшим - 0,4 тыо.га.

Сре-: да

Класс формаций лугов по экотопическим условиям

отундро- вевшие Настоящие Болотистые Торфянистые

, ■ поемность в балл (ах

РисЛ. Расположение формаций внутри классов формаций лугов поймы р.Печоры.

Обозначения: | | - злаковые,осоковые, _ бобовые,

^^ — разнотравные

Обозначение сокращений к рис.1.

Формации отундровевшнх лугов:Кп -пеочаноколосняковая, Цд-дваждьшериотопижмовал, То -сибирскотридатинничовая,'Оо -овечье-о истице вал, Пк -красильнопупавковая, Но. обшшовен'нонивянико-вая, Клю -лшиновидноклеверная.

Формации настоящих лугов: Кб -беэостокострецовая, Пп -ползу-чепырейная, Пб белополевицевая-, Вн -незашчаемовейниковая., Чл-лобелечемерицевая, По -обыкновеннопижмовая, Хп -полевохвощовая, Хл -луговохвоирвая, Зл -ла нце то в идга зве зд чатко вая, То -обнкно-веннотисячелистниковая, Мэ -обыкновенноманжетковаЯ, Л* -живо-родящегречишная, Ко -осеннекульбабовая, В« -маловасилистнико-вая» Чл -луговочиновая, Кп -ползучеклеверная, Ко -среднеклевер-ная, Лл -луговолисохвостовая, Мл -лутовожтлтовал. Не -евро-пейскокупальницевая, Ол -луговоовсянпцевая, Ру узкочешуйнорег-нериевая, Ок -красноовеяницевая, № -пирамидальнощавелевая, Крл -леенокушревая, Ол -лекарственноодуванчиковая, Кл -лугово-клеверная, Ш -мышиногорошковая, {Цц -дернистощучковая.

Формации болотистых и торфянистых лугов: Ар -ражеватоаркто~-¡риловая, Дг -троотниководвукисточниковая, Вл -лангсдорфовейнн-ковая, Лв -вздутолисохвоотовая, Ов -водноосоковая, Ос -строй-ноосоковая, Пш -шейхцеропушицевая', Оп -пузырчатоосоковая, Хи -иловатохвоирвая, Хб -болотнохвощовая, Тв -вязолистнотаволговая, Вд -дяиннолЯстноверониковая, Вл -лекарственновалериановая, . Си -игольчатоситняговая, Сн -нитевидноситниковая, Сб -бэлотно-сабельнековая, Бб -болотнобелозеровая, Ли -ползучелютиковая, Мб болотномятликовая, Дл -леснодуднйковая, Дле -лекарственно-дягилевая, Од -дернистоосоковая.

• ■ • I

• ■ .

Формации, относящиеся к определенному классу формаций, как бы проникает в соседний класс формаций отдельными ассоциациями. То есть формация как таксономическая единица остается стабильной, а ассоциации, составляющие ее, подвержены постоянному движению, изменению, переформированию. Формация под влиянием экотопа может расширить или сузить свой ареал.

Многие формации не только по занимаемому ареалу, но и по составу ассоциаций далеко неравнозначны. Например, луговолисохвос-товая формация включает в себя 29 ассоциаций, объединенных в 12 групп. По экотопу почвы - от умеренно богатых до богатых (эвто-трофных), длительность паводковых вод в пределах 4-х баллов или 24 дня, по биоморфологическим признакам включает соэдификаторы корневищной, корневищно-рыхлокустовой, рыхлокустовой и плотно-кустовой групп.

Другая формация настоящих лугов-луговоовсяницевая представлена 5-ю ассоциациями, относящимися к 3 группам формаций. По экотопу, почвы среднебогатые, хорошо аэрируемые, период затопления -3 балла; или 18 дней.

Вместе с этим в нашей работе около формаций характеризуется всего одним-двумя фитоценозами. В этом случае мы применяем термин "фрагмент формации". Тем самым подчеркиваем, что формация как таковая в природе существует, но в данных конкретных условиях не получила должного развития. Так, фитоценозы формаций Thalíc-trum minus, Tanacetim vulgare , Trifolium lupinaster в пойме р.Печоры встречаются редко, а в пойме р.Енисей распространены повсемеетнц, фитоценозы с доминированием -Festuca pratense в пойме р.Северной'Двины распространены широко, а р.Печоры встречаются .локально, в пределах Усть-Цилемского района Коми АССР.

.Сравнивая формирование формаций пойменных и долинно-суходоль-ных лугов необходимо подчеркнуть, что отдельные из них характерны 18 ■ .'

только для долинных суходолов. В последние десятилетия в долинах рр. Пижмы и Цильмы начали развиваться луговотимофеечная и сборноежовая формации.

Класс Формаций настоящие дуга включает 232 ассоциации, объединенные в 156 групп ассоциаций, 29 формаций и 13 групп формаций. Сода же следует отнести 9 формаций, встречающихся только в долинах уалых рек. Под влиянием эколого-антропогенного воздействия, широко встречавшиеся в 1924-1928 гг. (Самбук, 1931) формации с доминированием корневищных крупнозлаковых и крупноразнотравных видов, начали как бы "расслаиваться", что привело к увеличению количества мелкоразнотравных формаций. Одновременно получили широкое распространение лугово «исохвостовая, •лугоаомятликовая, полевохвоаэвая . формации. Так, Alopecurus pratensis в качестве эдификатора и соэдификатора 1-го ранга входит в состав. 60 ассоциаций и имеет Двухстороннюю связь с 16 формациями (рис.2).

1Ä примере луговолисохвостовой формации в пойме р.Печоры можно выделить три группы ассоциаций по вероятности встречаемости: высокую, рассеянную, редкую, С одной стороны, это показывает направленность развития формации, с другой - близость или отдаленность соэдификаторов и эдификатора в экологическом ряду.

Формации настоящих лугов в зависимости от внутреннего пространственно-временного состояния, эколого-антропогенного воздействия характеризуются следующими отклонениями от средних параметров класса: количество, видов в одном описании колеблется от 2-6 до

о

30-36, побегов на I м - от 0,6-0,9 до 10-16 тыс., средняя высота яруса доминанта - от 10-30 до 100-160 см, урожайность воздушно-сухой фитомассы - от 3-6 до "35-40 ц/га.

Класс формаций отундровевшме луга ввделен в фитоценологии нами впервые, включает 28 ассоциаций, объединенных в 21 группу ассоциаций, 7 формаций и 7 групп формаций.

кСре-кДа

Рас тение

Класс формаций лугов по экотопическим условиям

.)тундро-зевшие Настоящие Болотистые Торфянистые

Поемность в баллах

Рис.2. Схема внутренней связи луговолйсохвостовой формации и связь ее с другими формациями.

Обозначения: Со-сныть обык.,Дт-двукисточник трост.,Хп-хвощ пол., Вл-вейник пурпур/,Чл-чемерица лоб.,Тв-таволга вяз. ,Кб-Ж)стреа без., .Бб-белоэер бол.,Кп-клевер полз. ,11о-шасма обык.,Хл-хвощ луг. , Гл-герань луг.,Лп-лютик полз.,Хб-хвощ бол.,Гз-гороше заб.,йв-ястре-бинка вол.,Чле-чина лесн..Кб-калужница бол.,Лс-лютик сев.,Мл-мятлик луг.,Пс-подмаренник сев.,Тоб~тмин обык.. Лз-лютик зол..Ол-овсяница луг.,Ол-одуванчик лек.,Гм-горошек мыш.,Кл-клевор луг.,Шд-щучка дер., Хи-хвоц илов.

--- двухстороннея связь внутри формации.и'между соответствующими формациями. 20

lía появление тундровых видов растений в фитоценозах пойменных лугов дельтовой части р.Ленц указывал A. Cajander- (1905) и р.Печоры (З.П.Савкина, I96Í). О существовании отуадровения лугов есть упоминание у А.П.Шенникова (1935), который включил их в класс формаций пустотные луга. Но с точки зрения общей классификации растительности отундровевшие луга также, как остепененные (Номоконов, 1999, Калинина, 1969) и пустотные (Шенников, 1935, Котелина, 1959), есть проявление географической зональности в формировании пойменной растительности. В связи с этим отундровевшие луга, по нашему мнению характерны только для тундровой зоны. Их фитоценозы с одной стороны напоминают сухую тундру с доминированием Antennaria dioica , berhenfteldia Ilexuoaa , Ров alpina , Vaccinium yitis-idacea , V.uliginosum , Arctostaphyloa

uva-ursi, Rubus arcticus, Betula nana с Другой - ксеромезофит-ные фитоценозы настоящих лугов с доминированием Festuca rubra, Trifoliue lupinaster , Achillea millefolium, Polygonum viviparum, Tanacetum bipinnatum,Anthemis tinctoria.

Отундровевшие луга, встречаясь в дельтовой части поймы р.Печора, являются самостоятельным классом формаций, характеризуются бедностью и сухостью почв, изреженным травостоем, низкой урожайностью, слабой задернованностью, своеобразием флористического состава фитоценоза. По условиям экотопа - отсутствие йоемности^ отундровевшие луга резко отличаются от настоящих, болотистых и торфянистых. По фитоценотическому составу имеют континиум с '*

настоящими лугами и дискретность - с болотистыми и торфянистыми.

Класс формаций болотистые луга включает 129 ассоциаций, объединенных в 84 группы ассоциаций, 23 формации и 10 групп формаций. Сюда же следует отнести озернокдмышовую и едколютиковую формации, встречающиеся только в долинах рек. Этот класс формаций в Отличие от настоящих лугов в силу повышенной обводненности почти не подвергся антропогенному воздействию и характеризуется следующими

параметрами: количество видов в описании - 1-26, плотность побегов - 0,2 - 1,5 тыс. ив I м2, высота яруса доминанта V 40-150 см, урожайность - 12-50 ц/га воздушно-сухой фитомассы.

Класс Формаций торфянистые луга включает II ассоциаций,

5 групп ассоциаций, 4 формации и 3 группы формаций. Сосредоточе-онт

ны в примагериковой части поймы на границе надпойменной террасы и поймы, в глубоких понижениях и на месте бывших озер. Толщина торфяного слое колеблется от 0,2 - 0,6 до 1,5 - 2,6 м. 6 отличие от материка оторфование почв в пойме происходит под постоянным воздействием аллювиального процесса, что в значительной.мере сглаживает различие в физиономическом аспекте болотистых и торфянистых лугов. •

Глава УШ. КОРМОВАЯ ЦЕННОСТЬ ЛУГОВЫХ РАСТИИЙ И КОРШВ11ЕЧОРСКОЙ ДОЛИШ

Химический состав доминирующих видов отражает особенности енергетической цели биогеоценозов (Одум, 1966, Быков, 1980, Сукачев, 1928, Работнов, 1974) и питательную ценность корнов, являющихся материально-сырьевой базой животноводства (Дцитроченко, Пшеничный, 1975, Егоров, 1960, Александрова идо. 1965). Как выше отмечалось, ведущим доминантой луговых фитоценоэов долинно-суходольных и пойменных лугов р.Печоры является Агорееигив

ргаЪепв1зв зеленой фитомассе которого,. в зависимости от места произрастания и фазы развития, содержание сухого вещества колеблется в пределах 21,6-29,95?, протеина - 1,94-3,24, клетчатки -. 4,08-6,30, жира - 0,43-0,67, золы - 1,23-3,24, кальция - 0,06-0,16, фосфора -0,03-0,11, магния - 0,019-0,064, железа - 0,0024-0,0036$, каротина - 20-64 ж/кг.

Наиболее высокое содержание протеина, кальция, фосфора в А. ргаЪепзав отмечено в фазу кущения, нагнИя - колошения, золы -конца колошения - начало цветения, клетчатки - плодоношения. 28

Вторым наиболее распространенным эдификатором в луговых фи-тоценозах настоящих лугов является Вди1геЬит агуепэе , который по содержание основных элементов питания не уступает злакам. Так, в зависимости от различных факторов содержание сухого вещества в в. агуепзе колеблется от 12.7 до 17.73?, протеина - 1,10-2,40, жира - 0,18-0,27, клетчатки - 2,61-4,40, золы - 1,80-2,81, кальция - 0,116-0,367, фосфора - 0,020-0,131, магния - 0,010-0,063, железа - 0,0053-0,0800^, каротина - 14-47 мг/кг зеленой массы.

Из эдификаторов болотистых и торфянистых лугоа наиболее широкое распространение имеет Сагех ачиа1;1118 , в которой содержание сухого вещества в зависимости от факторов среды и фазы развития колеблется от 24,6 до 31.6^, протеина - 1,18-3,27, жира -0,24-0,49, клетчатки - 4,41-7,23, золы - 1,72-3,31, кальция -0,050-0,205, фосфора - 0,042-0,065, магния - 0,050-0,060, железа -0,007-0,01%, каротина - 12-49 мг/кг зеленой массы.

Относительно высокое содержание химических элементов в доминантах луговых фитоценозов подтверждает правильность доминантной классификации луговой растительности, так как они (доминанты), являясь основным поставщиком энергии в пищевую цепь биогеоценозов, играют решающую роль в кругообороте веществ и общей направленности развития растительности.

С другой стороны, сравнительно высокое содержание одновременно многих химических элементов в 1-3 доминантах дает возможность в перспективе моделировать состав фитоценозов для целей животноводства и вести отбор необходимых для этого видов.

Одновременно с этим нами выявлена закономерность накопления химических элементов у доминантой от географического характера. Так, в растениях лугов среднего течения р.Печоры протеина

содержится на 2-3£ больше по сравнению с теми же видами растений, произрастающими на лугах дельты Печоры. Накопление же жира, растворимых углеводов и каротина, наоборот, идет интенсивнее

в растениях дельты Печоры по сравнению с растениями среднего течения и составляет, соответственно, жира у осоковых 3,2 . и 2,2% у злаковых - 2,5 и 2,1%, растворимых Сахаров у осоковых -16 и 135? г злаковых - 6,8 и £}0 % на абсолютно сухое вещество. Сахаристость растений увеличивается по мере возрастания географических широт, т.е. усиления напряженности климата к северу.

Сравнивая луговые фитоценозы (формации) с позиции их энергетического потенциала (Григорьев, Волков, 1984, 1986) необходимо подчеркнуть, что основная часть формаций настоящих и болотистых лугов по валовому сбору обменной энергии (ОЭ) достигает уровня 10-15 тыс. ЦЦк и переваримому протеину - 100-350 кг/га. В то же время формации отундровевших лугов характеризуются низким энергетическим потенциалом - сбор ОЭ составляет в пределах 2,6-3,5 тыс. ЦЦк и переваримого протеина - 20-30 кг/га.

Энергетический потенциал фитоценоза в зависимости от комплекса факторов может колебаться в больших пределах. Например в луговолисохвостовом фитоценозе в фазе колошения доминанта на лугу среднего уровня заливания валовой сбор ОЭ достигает 16 тыс. ЦДж и 250 кг/га переваримого протеина, а на лугу высокого уровня заливания эти показатели снигпются до 13 тыс. ЦДж и НО кг/га.

Существенное влияние на качество кормов оказывает технология их заготовки. Так, при лежке травы в прокосах в течение 4 дней в ней теряется от исходного состава каротина - 52Ж, переваримого протеина - 30, кальция - 20, фосфора - 7%.

Таким образом, при рациональном использовании луговых фито-ценозов можно получить с одного и того же гектара лугов в 1,3 раза больше Шив 1,5-1,7 раза-переварш^го протеина.

При определении биоэнергетической сбалансированности корма с лугов поймы р.Печоры установлено, что отношение переваримого протеина к общей обменной энергии составляет 3,6-8,4, иди 0,06-0,15 доли энергии протеина в I НДд, что свидетельствует о невысокой протеиновой питательности корма. Оптимальное соотношение сахара и протеина наблодается в осоковых и разнотравных фитоцено-зах (0,9-0,7), минимально допустимое - бобовозлаковых (0,4). Наиболее высокое отношение протеина к клетчатке отмечено в бобовых (0,7-1,0), а низкое-в злаковых (0,2-0,3), отношение кальция к фосфору находится в пределах 1,9-2,1, калия к сумме кальция и магния - 1,3-1,9.

В зависимости от различных факторов в I кг лугового сена Печорского Севера при существующей технологии заготовки содержится: кормовых единиц - 0,25-0,56 кг, переваримого протеина - 15-64 г, каротина - 6,3-7,0 мг, кальция - 3-15 г, фосфора - 0,6-6,5 г, жира - 1,8-2,9%, клетчатки - 19,7 - 37,456. В I-кг лугового силоса при естественной влажности в среднем содержится 0,14 кг кормовой единицы, 16 г переваримого протеина, 14 мг каротина, 2,5 кальция, 0,8 г фосфора.

Глава IX. СОСТОЯНИЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЛУГОВ ПЕЧОРСКОЙ ДОЛИШ И ИХ УЛУЧШЕНИЕ

Анализ состояния пойменных лугов Советского Союза (Ларин, 1969, Андреев, Якушев, 1973, Хачатуров, Гулидов, 1978, Куркин,. Крылова-, 1978, Ивановский, 1976 и др.), в том числе Печорского Севера (Самбук, 1934, Шахов, 1936, Хантимер, 1909, Савкина, Тазьба, 1961, Чупров, Чупрова, 1981) как материальной базы животноводства (Орлов, 1976, Рочев, 1967) показал, что их продуцирующая способность за последние десятилетия резко снизилась. Так,в результате бессистемного использования урожайность лугов поймы

р.Печоры по сравнению с 1926 г. (Самбук, 1930) снизилась к 1974 г. в 2 раза (Чупров', 1976), Наблюдается общая тенденция увеличения закустаренности. По нашим данным, в среднем из 100 луговых контуров в пойме р.Печоры 4058 имеют площадь до 5 га, 46$ - от 5 до 10 га и только 1236 - больше 10 га.

Расширение площади лугов проводится двумя способами: удалением отдельных кустов, куртин и сплошной расчисткой закустаренных пойменных земель с их частичным или полным окультуриванием, при этом должно соблюдаться два условия: максимальное сохранение естественной дернины и лесо-кустарниковых полос. Выполнение первого условия можно добиться только лишь расчисткой.древесно-кустарниковой растительности в зимний период по замерзшей почве. Нами установлено, что лучшие условия для Срезки кустарника .создаются с осени при глубине снежного покрова 30-Б0 см и температуре воздуха ниже -10°С. Срезка производится бульдозером на базе T-I30 против наклона- стволов. .

Сохранение дернового горизонта способствует быстрому самовозобновление травянистой растительности в местах удаления кустарника. Так, в Дельте р.Печорьцна острове Урпинская Кошка до удаления кустарника из травянистой растительности доминировала хвощ топяной, лютик едкий, осока острая; На 2-й.год после удаления травостой на 70$ состоял из лисохвоста лугового и тростникового. • Данный способ обеспечивает, с одной стороны, получение 18-24 ц/га воздушно-сухой фитомассы за счет проведения только сухой культур-техники, с другой - повышает устойчивость луга к водно-паводковой эрозии. Он в последние годы нашел широкое применение в Туруханском районе Красноярского края, Усть-Цилемском районе Коми АССР, Таймырском и Ненеиком автономных округах (Чупров, 1989).

Экстенсивное использование кормовых угодий в поймах Северных рек несмотря на их кажущееся плодородие привело к заметному снижению биологической продуктивности используемой части лугов. По нашим данным, в пойме р.Енисей урожайность за последние 10 лет колебалась в пределах 10 ц/га воздушно-сухой фитсмассы, а в пойме р.Печоры - 12 ц/га. Процесс снижения биологической продуктивности пойменных лугов под.влиянием неразумного использования характерен для пойм рек Лена (Захаров, 1963), Оби (Бойнов, 1989, Козырев, 1988), Северная Двина (Полежаева, 1975).

Нами в результате поверхностного улучшения лугов в пойме

р.Печоры С доминированием Alopecurus pratensis,Polygonum viviparum в 2-х географических точках (Усть-Цильма и Нарьян-Мар) установлено, что эффективность удобрений зависит от состояния фитоценоза, его урожайности, дозы, вида и срока внесения удобрений. При этом на I кг действующего вещества фосфора и калия дополнительный урожай составляет 1,5, азота - 9-II, полного NPK - 4-5 кг воздушно-сухой фитомассы. Дополнительный доход на I кг азота колебался на мелкоразнотравном фитоценозе от 0,07 до 0,16 руб. и на . луговояисохвос-товом - от 0,85 до 1,11 руб. (табл.1).

Достаточно спорным вопросом в луговодстве является срок внесения азотных удобрений (весенний, осенний). Нашими, опытами в пойме р.Печоры установлена равнозначность прибавки урожая между ними от. внесения одной и той же дозы удобрений, а в пойме р.Енисей осеннее внесение обеспечивало более высокую прибавку по сравнению с весенним. По нашему мнению, осеннее внесение за 30-35 дней до устойчивых заморозков азотных удобрений способствует гидролизу азота удобрений до аммонийной формы в осенний период и усвоению ее корнями растений в ранневесенний период, когда сезонная мерзлота .еще имеет толщину 0,5-0,7м. Осеннее внесение азотных удобрений особенно желательно при диуукоеном использовании естественных

травостоев СЧупров, Ткаченко, 1987). При этом существенных различий в содержании усвояемых форм-азотных соединений в почве осенью через 20 дней после внесения удобрений и весной в начале вегетации растений в опыте не было обнаружено.

В целом минеральные удобрения ( NPK) повышают урожайность пойменных естественных травостоев в 2-4 раза, сбор сырого протеина - в 2-6.раз, количество побегов на единице площади - в 1,5-3 раза и долю злаков в урожае -в 1,2-1,4 раза. Усвоение азотных удобрений урожаем фитомассы в зависимости от комплекса факторов колеблется от 27 до 67$.

Таблица I

Зависимость эффективности азотных удобрений от исходного урожая травост.оя

Стоимость. руб/га"

Доза, азота, кг/га

Урожайность возд.-сухой фитомассы, ц/га

урожая

общих затрат

Дополнительный доход.руб.

с I га

на I кг. удобрений

Мелкозлако-во-живородя-щегречишный

0

60

120

180

Разнотрав-но-лугово-. лисохвосто-вый

О 90

120 180

3,10 10,15 16,45 18,08

21,08 35,90 43,00 49,50

15,90 52,15 84,55 92,93

112,00 204,70 255,30 304,20

7,75 34 ,18 . 58,77 71,66

54,50 104,20 126,64 151,27.

8,15 .17,97 25,78 21,27

57,50 100,49 128,66 152,93

0,16 0,15 0,07

1,Н

1,07 0,85

Создание сеяных агроценозов диктуется низкой урожайностью естественных фитоценозов и неудовлетворительным культуртехническим состоянием лугов (Иванов, 1967, Тоомре, 1966, Андреев, 1977, Высоцкий, Терехов, 1986 и др.).

По нашим данным, на урожайность сеяного луга существенное влияние оказывает технология подготовки почвы под посев многолетних трав. Так, ускоренное перезалужение вырождающихся лугов в Усть-Циле-мском районе Коми АССР на фоне мРК обеспечило максимальный урожай в среднем за 3 года 44,5 ц/га воздушно-сухой фйтомассы, а залужение после предварительной культуры - 66,7 ц/га. Дополнительный доход в.первом случае составил 54 руб/га, во втором - 112,4 руб./га . (табл.2).

Таблица 2

Влияние технологии залужения на экономическую эффективность создания сеяных агроценозов

Урожай- Стоимость,руб./га Доп.доход, руб.

Вариант опыта, кг/га ность абсолютно сухой фйтомассы, ц/га урожая общих затрат с I га на I кг удобрений

Ускоренное перезалужение • ■

Естественный фитоценоз.., 12,2 62,7 30,25 32,45

Естественный фитоценоз+ %0Р60%0... 23,8 122,3 62,50 39,80 0,04

Сеяный агроценоз+ М60Р601С60'• • 44,5 228,7 174,00 54,00 0,12

Залужение после предварительной культуры

Р60|С90 Фон-- 39,9 215,1 191,75 23,35 -

Фон + 68,7 385,0 272,57 112,42 1,48

Фон + н120-•• 91,1 531,1 297,39 233,71 . 1,75

Фон + и180... 101,3 624,0 370,90 ; 253,04 * 1,27

В условиях Печорского Севера естественные и сеяные травостои на фоне NPK обеспечивают два полноценных урожая фитомассы за вегетацию. Даже в производственных условиях в совхозах "Усть-Цилем-ский" и "Пижеыский" было получено при одноукосном использовании агроценозов соответственно 33 и 45, двуукосном - 60 и 75 ц/га воздушно-сухого вещества (Носов, Чупров, 197;0. При этом азотные удобрения урожаем агроценоза усваиваются практически полностью.

Повышение продуктивности кормовых угодий тесно связано с определением оптимальных сроков уборки урожая и эффективными технологиями заготовки кормов. Нами установлено, что при запаздывании с уборкой урожая на 20 дней (начало и конец августа) потери сухого вещества и протеина'достигают 25-30$, а при несовершенной технологии эти потери увеличиваются в 1,5-2 раза.

Разработанные нами сроки уборки урожая в зависимости от места положения в пойме в географическом плане позволяют ,оНйяит1б потере до минимума.

При экономической оценке различных технологий повышения продуктивности кормовых угодий Печорского Севера установлено, что максимальный дополнительный доход с I га составляет на мелкоразйо-травном лугу - 27, луговомятликовом - 59, луговолисохвостовом -153 и сеяном лугово тимофеечном - 253 руб.

По результатам исследований нами отработаны и внедрены в производство следующие технологии улучшения лугов долины р.Печоры: удаление древесно-кустарниковой растительности без нарушения дернового слоя при поверхностном улучшении, сроки и способы обработки дернины ; создание культурных травостоев при коренном улучшении вы-ровдающихся лугов с урожайностью 70-7Ь ц/га воздушно-сухого вещества, включающих двуукосное использование травостоев, двукратную подкормку пастбищ и сенокосов минеральным азотом; осеннее внесение мине- , рального азота на луга высокого, среднего уровня поймы и долинные

суходолы. 30

Глава X. ОХРАНА ОКРУЖАНЦЕЙ СРЕЩЫ И РАСТИТЕЛЬНЫХ

РЕСУРСОВ ПРИ ИНТЕНСИФИКАЦИИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ДОЛИННО-СУХОДОЛЬНЫХ И ПОЙМЕННЫХ ЛУГОВ ■ ПЕЧОРСКОГО СЕВЕРА

Она заключается в ненарушении режима паводковых вод р.Печоры в соответствии с Постановлением ЦК КПСС и СМ СССР о прекращении работ по переброске вод северных рек на юг страны; проведении заготовки сена в период наименьшей "ранимости" почвенного покрова от техногенного воздействия; коренном и поверхностном улучшении вырождающихся лугов и создании плотной дернины за счет повышенного количества побегов на единице площади; сохранении и возоб-навлении древесно-кустарниковой растительности вдоль берегов рек и кулисных полос, снижающих губительность северных ветров по отношению к фйтоценозам открытых пространств ; расчистке древесно-кустарниковой растительности там, где она.необходима и только по замерзшей земле с целью сохранения верхнего биологически продуцирующего горизонта ; использовании для обработки почвы при улучшении существующих фитоценозов и создании сеяных агроценозов машин с крошаще-режущим рабочим органом ; дополнительном вовлечении в флористический генофонд используемых агрофитоценозоэ устойчивых ино-районных видов, сортов, экотипов растений, способствующих снижению отрицательных последствий антропогенного и техногенного воздействия на конкретный биогеоценоз ; применении рациональных доз минеральных удобрений ; применении сенокосо-пастбищеоборотов ; системы рационального использования долинно-суходольных и пойменных лугов Печорского Севера с целью сохранения биологической продуктивности их фитоценозов на уровне 10-15 тыс. МДж/га.

выводы

1. Объект наших исследований - динамические процессы изменения луговых фитоценозов в условиях Печорского Севера имеют свои закономерности; Длительность их существования в историческом плане способствовала формированию экотипов растений, устойчивых к неблагоприятным погодно-климатическим условиям региона.

2. Формирование луговых фитоценозов в пойме р.Печоры зависит от комплекса факторов: плодородия почвы (эвтотрофные, мезотрофные, олиготрофные), механического состава и морфологического строения, обеспеченности их влагой, характера паводковых вод, действия ледохода в период паводка, местоположения над меженью и удаленности от русла реки, наличия древесно-кустарниковой растительности. Главным из них является характер паводковых'вод. Уменьшение уровня их или полное отсутствие в сочетании с антропогенным воздействием ведет к снижению биологической продуктивности почв и фитоценозов,. изменению ботанического состава.

3. Паводковые воды, местоположение в долине и пойме, механический состав аллювия сыграли решающую роль в формировании почвенного покрова под луговыми фйтоценозами и их агрохимических свойств, В результате различного сочетания этих факторов в пойме Печоры и долинах ее притоков сформировалось по 9 подтипов почв, каждый

из которых характеризуется определенным составом фитоценозов и доминантных видов растени...

4. В фитоценоэах долинно-суходольных и пойменных лугов р.Печоры зарегистрировано 27В видов растений. Из них наиболее широкое распространение имеют Asteгaceэe (35 видов), Роасеае (40), Сурегасеэе ^^ видов) семейств. Из травянистой растительности луговых фитоценозов долины р.Печоры наибольшей экологической пластичностью отличаются представители семейств Еач1я«^асеае,Суре-гасеае ,Ндпипсц1асеае,Ая+;егасеае ,Роасеае.

32

■ 5. Все эдификаторы - доминанты луговых фитоценозов долины р.Печоры делятся на 2 группы, встречающиеся локально / Trifolium pratense , Heraclium siblrioum , Carum carvi/ и повсеместно / Equisetura arvense * Alopscurus pratensis " / . - * _'•. При этом в районе. с.Усть-Цильма из состава эдификаторов трудно вы-, делить ведущие виды, в районе с.Великовисочное начинают доминировать Bquisetuu arvense , ^lopeeurus pratensis , а В районе Г.Нарьян-Мар - Alopecurus pratensis. .

6. На основании анализа подходов к классификации луговой растительности нами установлено, что только классификация, базирующаяся на доминантной основе, может способствовать разумному вмешательству человека в динамические процессы развития растительности лугов долины р.Печоры.

7. Доминантный подход к характеристике формаций луговой растительности с использованием логической модели позволил нам в пойме р.Печоры и по долинам ее притоков выявить 71 формацию и фрагментов формаций, а математическая обработка методом кластерного анализа определила формации с наиболее устойчивыми внутренними и внешними связями.

8. Луговая растительность поймы р.Печоры в историческом плане ' относилась к двум классам формаций: настоящие и болотистые луга.

Но в процессе изменения пбчвенно-климатических й водных факторов вычленидся из настоящих лугов отундровевший класс формаций, а из болотистых - торфянистый. В настоящее время вся луговая растительность в долине р.Печоры нами объединена в 4 класса формаций, связь между которыми выражается следующим образом: отундровевшие-—^-

на.стоящие J, 1 - болотистые - ■ торфянистые. Среди них особое место занимают отуццровевшие луга, которые формируются в

дельте р.Печоры по высоким прирусловым валам в результате выхода

•'..-...'• ■ . в - ;

последних из сферы действия паводковых вод. Процесс этот имеет необратимый характер и является выражением.географической зональности климата и растительности.

9. Ведущую роль среди настоящих лугов занимает лугово-^яиотз-хвостовая формация, болотистых - водноосоковая. Показателем расширения ареала торфяниетых лугов является дернистооеоковая и болот-носабельниковая формации, отундровевших - овечьеовсяницевая и дваждыперистопижмовая.

10. При сравнении состава формаций и классов формаций в пространственно-временном плане, выявляются их существенные структурные изменения. Так, встречаемость ' луговолисахвостовой формаций в 1924-1928 гг., по данным Ф.В.Самбука, в пойме составляла 6% от общего объема обследованных лугов, в 1944-1954 гг., по данным И.С.Хантимера, 10% и в 1970-1987 гг., по нашим данным, - 27%. При этом наметилось расширение ареала формации с юга на север. Если,

по данным Ф.В.Самбука, 89% еефитоцёнозов встречалось в среднем течении и только - в нижнем, то, по нашим данным, в среднем (с.Усть-Цильма) эта доля снизилась до 14% и увеличилось до 18$ в нижнем,(с.Великовисочное) И..5В& - в дельте (г.Нарьян-Мар). Одновременно с этим появились новые формации (дернистощучковая'обыкно-венноцанжетковая, дибирскоборщевиковая и др.), на которые в своих работах Ф.В.Самбук не указывал.

11. Многие формации, относящиеся к определенномуклассу.формаций, как бы проникают (диффузируют) отдельными ассоциациями в соседний класс формаций. Например Alopecurue pratensis в качестве соэдификатора участвует в формировании многих формаций болотистых лугов, Galamagrostis purpurea- настоящих лугов. Следовательно, в долине р.Печоры между-.многими формациями лугов наблюдается /континиум, который отображает постепенный переход

ассоциаций одной формации в другую. Такую же закономерность перехода мы наблюдаем мевду классами луговых формаций: настоящих лугов - в отундровевшие и болотистые, болотистых - в настоящие и торфянистые. Одновременно с этим между торфянистыми и отувдро-вевшими лугами существует дискретность.

12. Разнообразие условий формирования луговых фитоцёнозов и доминантов отражается на их химическом составе, который находится в прямой зависимости От географического места, местоположения в пойме и долине, фазы развития и вида растёний.

Более высоким содержанием протеина отличаются представители семейства Fabaceae , Liliaceae , Hosaceae (15-185?

в абсолютно сухом веществе), растворимых Сахаров - Сурегасеаеа, Equigetaceae (10-16%), кальция - Fabaceae (все семей-

ство), Arctophila fulva, Geum rivale, Trollius europaeus (0,3-0,9), фосфора - TrifoMlm repens , Vicia cracca (0,2-0,8). В географическом плане более высоким содержанием протеина, фосфора отличаются растения лугов среднего течения р.Печоры, углеводов, кальция, жира, каротина - дельтовой части. Высокой обменной энергией характеризуются .полевохвощовая, .луговоклевер-ная,. лобелечемерицевая формации'(9,0-Ю,8 МДж/кг абсолютно сухого вещества), переваримого протеина - ..луговомятликовая, пуговокле-верная (12,3-22,5 г/ВДж), оптимальным соотношением растворимых сахвров к протеину - осоковые и хвощовые (0,7-0,9:1), протеина к клетчатке - бобовые фитоценозы (0,7-1,0:1).

13. Питательность кормов с лугов Печорской долины зависит

от технологии и сроков их заготовки. Так, только за 4 дня лежки в

прокосах в подвяленной массе го сравнению с травой^теряется около

60% каротина, 20$ - протеина. При более длительном периоде между

скашиванием и сгребанием эти потери составляют: каротина - 75-80??,

9

переваримого протеина - 30-40, кальция - 40-65, фосфора - 50-76$. В кормах позднео'сенних сроков уборки, по сравнению с раннелетними, содержание переваримого протеина снижается с 51,6 до 35,2 г/кг, кальция - с 8,2 до 7,4, фосфора - с 2,7 до 1,5 г/кг и каротина -с 39,7 до 24,5 мг/кг сена.

14. В результате экстенсивного использования луговых угодий в последние Ю-летия урожайность их снизилась до 9-12 ц/га сена. Появление в пойме таких формаций, как 'дернистощучковой, обыкновен-номанжетковой, указывает на ухудшение условий питания растений и предполагает обязательное улучшение лугов долины р.Печоры.

15. Основным способом улучшения лугов в регионе, учитывая систематический высокий уровень паводковых вод Печоры, является поверхностный, включающий увеличение площади.контуров удалением древесно-кустарниковой растительности в осенне-зимний период по замерзшей почве при наступлении устойчивых температур воздуха ниже -Ю°С, внесение минеральных удобрений в дозах по 60-90 кг/га каждого вида (нРК^ ,что в зависимости от доминанта фитоценоза и плодородия почвы повышает продуктивность травостоя в 1,5-2,4 раза. На пойменные Луга высокого и среднего уровня заливания и долинные суходолы азотные удобрения можно вносить осенью (в первой декаде сентября), ^

16. Важным резервом в интенсификации кормопроизводства является коренное улучшение пс/менных лугов высокого уровня и долинных суходолов. За счет этого приема продуктивность используемого гектара земли увеличивается с 7-9 до 70 ц/га и более воздушно-сухого вещества. Технология включает удаление кустарника в зимний период, предпосевную подготовку почвы многократным фрезерованием с одновременной планировкой и боронованием, внесение полного минерального удобрения, посев траь и прикатывание почвы.

1?. Двукратное скашивание высокоурожайных сенокосов и 3-4-кратное стравливание пастбищ в сочетании с внесением повышенных доз минерального азота (Pgo^90 120-180' ~ способствует интенсификации кормопроизводства в условиях Печорского Севера и обеспечивает повышение продуктивности используемого гектара земли в 3-4 раза. При этом внесение минеральных удобрений проводится в два приема: осенью NgoP60%0 и под вт0Р°й урожай - f'ßo-SO*

18. С целью сохранения высоких качеств естественных луговых -фитоценозов и учитывая, что в ближайшие 50 лет все разнообразие используемых лугов Печорской долины по .ботаническому составу . может превратится в : луговомятликово - .лугово-яисохвостовые, необходимо шире внедрять пастбищно-сенокосное использование лугов.

19. Высокая экономическая эффективность, разработанных нами, и внедренных технологий улучшения долинно-суходольных и пойменных лугов р.Печоры на основе анализа динамических и технологических процессов изменения состава и структуры луговых фитоценозов является предпосылкой широкого использования результатов наших исследований в других регионах РСФСР.

20. Определение направленности развития луговой растительности ' долинно-суходольных и пойменных лугов р.Печоры является основанием для разработки природоохранных мероприятий (в каждом конкретном хозяйстве.) с целью сохранения биологической продуктивности фитоценозов на уровне I4700-2I000 ВДк/га.

ПРЁДДОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ отражают -технологические особенности ведения луговодства в данном регионе, а именно: . внесение удобрений необходимо проводить на долинно-суходольные и пойменные луга высокого уровня осенью в дозах оО кг/га действующего вещества каждого вида HPK; расчистку закустаренных лугов проводить только по замерзшей земле,-а обработку дернины-ранн^ весной путем многократного фрезерования ; для получения 2-х укосов

37

и 3-4 стравливаний необходимо проводить дробное внесение удобрений : осенью - Кдо^бО^ и П°Д второй урожай - %0_д0; заготовку кормов с целью улучшения их качества, повышения эффективности минеральных удобрений следует проводить в сжатые сроки -в нижнем течении до 20 августа, в среднем - до 10 августа, при. этом период между скашиванием травостоя и сгребанием сена не должен превышать 2-х дней; для более эффективной работы авиации, повышения машинодосгупности сенокосов основное внимание хозяйств должно быть сосредоточено на удалении кустарника с небольших участков лугов и доведение минимальных размеров их до 10 га.

; . ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

По материалам диссертации опубликовано 36 работ общим объемом 21 п.л. (некоторые в соавторстве). Основные из них следующие:

1. Еяияние минеральных удобрений на урожайность и химический состав травостоя лугов поймы Печоры //Записки/ ЛСХИ, т.151,

в.З, 1971, с.63-66.

2. Влияние условий заливания лугов Ненецкого округа на урожай и питательную ценность травостоя //Архангельский межотр. терр.научн.-техн.центр информации и пропаганды, 181, 1973.-4с.

3. Эффективность использования азотных удобрений на лугах Нижнепечорской поймы //.Материалы Всесоюзного семинара по.использованию сенокосов и пастбищ при интенсивном ведении лугопастбищ-ного хозяйства. -Вильнюс, 1974,с.181-186.

4. Биолого-хозяйственная характеристика наиболее ценных дикорастущих злаков Печорского Севера //Тр./ЛСХИ.Соавт.Чупрова А.Л., 1974,т.259,с.53-58.

5. Влияние уровня паводковых вод на ботанический состав пойменных лугов Печоры//Тр./ЛСХИ, 1975 т.291, с.57-65.

6. Содержание углеводов и лигнина в дикорастущих кормовых травах Печорского Заполярья//Тр./ЛСХИ, Соавт.Чупрова А.Л., 1975, т.291,с.66-69.

7. Пути укрепления кормовой базы в условиях Печорского Заполярья//Науч.-техн.бюлл./НШСХ Крайнего Севера. Соавт. Холодов- Е.А., 1975,№9,с.25-2б.

8. Влияние сроков сеноуборки на эффективность применения минерального азота на пойменных лугах Печорского Севера //Науч.-техн.бюлл./НИЙСХ Крайнего Севера, 1975,№9.,с.27-28. . . .

9. Ботанический состав и урожайность долинных суходолов р.Сулы (Ненецкий национальный округ)//Тр./ЛСХИ, 1976, т.307, с.51-56.

10. Почвы суходольных лугов р.Сулы (Ненецкий национальный округ)//Тр./ЛСХИ,Соавт.Чупрова'А.Л.,1977, т.326,с.46-52.

11. Пойменные луга Нижней Печоры //Науч.тр./НШСХ Крайнего Севера, 1977,т.ХХ,с.187-189.

12. Характеристика почв долинных суходолов рек Суда и Соймы Ненецкого национального округа//Науч.тр./НИИСХ Крайнего Севера. Соавт.Чупрова А^Л., Нечипоренко Д.В. ,1977,т.Х)^;.101-107.

13. Улучшение естественных пастбищ э совхозах Усть-Цилемско-го района Коми АССР//Тр./ЛСХИ.Соавт.Дроздов И.П.,1978, т.350,

с.9-13;

14. Влияние способа использования на ботанический состав долинных суходолов Печорского ПрипоЛярья//Тр./ЛСХИ,1978,т.359, с.38-42.

15. Значение и распространенность Aiopecurus в травостоях пойменных' лугов Крайнего Севера//Тр./ЛСХИ,1979,т.382, с.107-111.

16. Улучшение естественных и создание культурных пастбищ/Де-нинградский межотр.научн.-тех.центр информации и пропаганды.Соавт. Дроздов И.П., 1979,if£29-4c. .

17. В Печорском Приполярье//Кормопроизводство.Coaвт. Дроздов И.П., 1980,#2, с.29-30.

18. Влияние минеральных удобрений на рост и развитие тимофеевки луговой в условиях Печорского Приполярья//Тр./ЛСХИ,1980, Т.-400, с.42-44. >

19. Методические указания по улучшению использования естественных лугов Ненецкого автономного округа//Отделение ВАСХНИЛ по НЗ РСФСР.Соавт.Чупрова А.Л., 198Юбс. . ''

20. Принципы классификации пойменной луговой растительности реки Печоры//Тр./ЛСХИ, I98I.T.4I8.- с.51-57.

21. Паводковые воды как основной фактор формирования луговых фитоценозов Печорской поймы//Интенсификация кормопроизводства

в Северо-Западной зоне PC$Cf. Соавт.Чупрова А.Л.,1981.-е.100-108.

22. Плотность травостоя как показатёль развития луговых фитоценозов Печорской поймы//Повышение эффективности полевого кормопроизводства на Северо-Западе, I982,c.I48-I52.

23. Эффективность минеральных удобрений на различных- типах травостоев пойменных лугов р.Печоры//Тр./Сев. Зап.НИИСХ,1983,

с.81-85.

24. Отундровевшие луга Печорской поймы//Тр./НИИСХ Крайнего Севера.-1984. ,0.69-105.

25. Улучшение и рациональное использование пойменных лугов Нечерноземной зоны РСФСР.-М.¡Россельхозиздат.Соавт.благовещенский Г.В. .Казакова И.Н. ,Лавренов А.Г. .Морозова И.К. и др. ,1985.-32с. 40

26. Улучшение использования лугов Печорской долинц//Науч. техн.йвлл./ПШСХ Крайнего Севера.Соавт.Чупрова А.Л. ,1985,в. 50, с.10-16.

27. Химический состав растений и питательность кормов Печорского Севера.-Депонирование рукописи ВНИИТЕИСХ,ВС-85,Соавт. Чупрова А.Л., 1985,- ." . 116с..

28; Классификация луговой растительности Приполярной части долины р.Печоры//Тезисы доклада XI Всесоюзного симпозиума:Биоло-гические проблемы Севера.-Якутск,1986,В.2.72-73.

29. Экологические особенности формирования луговых фитоцено-зов в поймах рек Печоры и Енисея.//Проблемы освоения пойм £евер-ных рек.М.:Агропромиздат, 1987.,с.200-203.

30. Задачи северного луговодства//Кормовые культуры.-1989, № 3, с.16-19.

РТП. Тип. ВИР. Зак. 947. Тир. 150. М-36382.12.09.89.Бесплатно.