Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

Антропогенные трансформации кормовых угодий Центральной Кулунды и проблемы их восстановления

ВАК РФ 11.00.11, Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов

Автореферат диссертации по теме "Антропогенные трансформации кормовых угодий Центральной Кулунды и проблемы их восстановления"

РГб од

- Л: л ' 17

На правах рукописи

Елесова Наталья Владимировна

АНТРОПОГЕННЫЕ ТРАНСФОРМАЦИИ КОРМОВЫХ УГОДИЙ ЦЕНТРАЛЬНОЙ КУЛУНДЫ И ПРОБЛЕМЫ ИХ ВОССТАНОВЛЕНИЯ

11.00.11 - охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

/5 1

Барнаул 1997

Работа выполнена в Алтайском государственном университете

Научный руководитель - доктор биологических паук,

фофессор Горшкова А. А. |

Официальные оппоненты: Рассыпной В. А., доктор биологических наук, профессор Ершова Э. А., кандидат биологических наук, доцент

Ведущая организация Алтайский научно-исследовательский институт земледелия и селекции.

Защита состоится 26 декабря 1997 года в час. на

заседании диссертационного совета К064.45.08 по присуждению ученой степени кандидата биологических наук в Алтайском государственном университете по адресу:

656099 г.Барнаул, ул. Димитрова 66, Алтайский государственный университет, биологический факультет

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Алтайского государственного университета.

Автореферат разослан 20 ноября 1997 г.

Ученый секретарь диссертационного совета: кандидат химических наук, доцент Вайгант Н. Е.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Интенсивное социально-экономическое развитие общества привело к беспренендентной антропогенной нагрузке на природную среду и обострению экологической напряженности. Проблемы деградации окружающей среды в результате хозяйственной деятельности начали перемещаться из среды обеспокоенных ученых на уровень государственных структур. В 1992 г.(3-14 июня) в Рио-де-Женейро на уровне глав и правительств состоялась Всемирная конференция "Окружающая среда и развитие" па которой было четко сказано: "Мир, развитие и защита окружающей среды взаимозависимы и неделимы" (пр. 25). В апреле 1996 г. президент России Б. Н. Ельцин подписал указ "О концепции перехода Российской Федерации к устойчивому развитию", направленный на обеспечение стабилизации экологической ситуации. В Алтайском крае наиболее напряженная экологическая ситуация складывается в Кулундинской зоне. Здесь несколько десятилетий отрабатывалась модель экстенсивного ведения сельского хозяйства. В результате - 90 % всей площади Центральной Кулунды распахано, а всего антропогенно нарушено 95 % земель.

С точки зрения потерь биологического, в том числе, и ресурсного разнообразия, Центральная Кулунда относится к районам экологического бедствия, где растительный покров перестал выполнять свои биосферные функции. Положение усугубляется тем, что в регионе отсутствуют заповедники для сохранения эталонной зональной растительности. В настоящее время сохранились лишь небольшие участки степей преимущественно на засоленных и непригодных для распашки местообитаниях. Нераспаханные участки подверглись интенсивному выпасу, что еще более усугубляет состояние степных экосистем.

Изучение процессов восстановления кормовых угодий актуально не только в практическом плане, но н в научном. Здесь встречаются 6 растительных сообществ, нуждающихся в охране и помещенных в Зеленую книгу Сибири (1996), в частности, левзеево-злаковое (ШтропИсит аИтсит - А1оресиги.ч аптсИпасеш + Ногвешп ЬгешзиЬи1а1ит) описано из Центральной Кулунды.

Около трети современных пастбищ региона находятся на

последней стадии дигрессии - стадии сбоя, поэтому важно изучить динамику восстановления растительного покрова. Крайне важно выделить стадии дигрессии растительного покрова основных типов кормовых угоди¡1, изучить динамику изменения видового состава под влиянием выпаса. В спязи с усилением пастбищной нагрузки актуальным становится изучение влияния заповедования па восстановление растительного покрова (явление ностпастбищной демутации), а также способов улучшения кормовых угодий, п том числе влияние минеральных удобрений и различных режимов использования на продуктивность кормовых угодий.

Цель н задачи исследовании. Целыо настоящей работы является всестороннее изучение восстановления основных типов кормовых угодий Центральной Кулунды после выпаса.

Решались следующие задачи: изучение флоры региона, составление списка видов, выделение основных кормовых растений, изучение их химического состава и питательности, выделение стадий дигрессии растительного покрова двух основных типов кормовых угодий,изучение динамики видового состава и се важнейших характеристик (проективного покрытия, ярусности, иопуляционного состава, запасов фптомассы и др.) под влиянием выпаса, изучение влияния заповедования на восстановление растительного покрова кормовых угодий, изучение отавпости отдельных видов кормовых растений, а также влияния различных режимов использования на продуктивность кормовых угодий.

Защищаемые положения:

- для восстановления кормовых угодий необходимы временная изоляция от выпаса, применение режимов использования и минеральных удобрений;

- пастбищная дигрессия кормовых угодий проходит в 4 стадии;

- основными для кормовых угодий Центральной Кулунды являются 11 видов растений.

Научная новизна работы. Впервые для кормовых угодий Центральной Кулунды составлен список видов растений, насчитывающий 411 видов, из них 11 являются основными, изучен их химический состав. Выделены стадии дигрессии степей и лугов Центральной Кулунды. Впервые для этого региона исследовано влияние заповедования, как основного способа сохранения и восстановления стенных и луговых сообществ, отавность отдельных

иидои и отаиность травоетоев, динамика степных и луговых фитоценозов под влиянием минеральных удобрений.

Практический значимость работы. Полученные результаты могут служить основой для:

- использования растительных ресурсов района;

- составления списков редких и исчезающих растении с цслыо создания региональной Красной Книги;

- составления определителей данного района;

- рекомендации но рациональному ведению сельского хозяйства.

Апробация работы. Результаты работы были заслушаны и одобрены на заседании Проблемного Совета СибНИИ кормов РАСХИ (протокол № 12 от 22.12.87, № 8 от 23.04.91). Результаты доложены на региональном координационном совещании по программе "Корма" (Новосибирск, СибНИИ кормов, 1988), па конференции молодых ученых Сибири (Новосибирск, Сиб.НИИ кормов, 1990), на региональных конференциях Исчезающие, редкие и слабо изученные растения и животные Алтайского края и проблемы их охраны," Барнаул, 1987; "Биогеоценозы Алтайского крал и влияние на них антропогенных воздействии," Барнаул, 1990; "Состояние и пути сбережения генофонда диких растений и животных в Алтайском крае, Барнаул, 1992. По теме диссертации опубликовано 8 работ.

Структура и объем риботы. Диссертация изложена на 120 страницах и состоит из введения, 6 глав, заключения и 2-х приложений. Работа содержит 54 таблицы, 11 рисунков и список использованной литературы, включающий 150 отечественных и 3 зарубежных публикации. В приложении приведен список видов растении кормовых угодий Центральной Кулунды.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ I. ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКИЙ ОЧЕРК РАЙОНА ИССЛЕДОВАНИЙ

Стационар Алтайского государственного университета, где проводились исследования, расположен на территории Благовещенского заказника на границе Благовещенского (с. Михаиловка) и Суетского районов (с. Н.Сустка) Алтайского края.

Географическое расположение - центральная часть

Кулундинской степи, расположенной в Обь-Иртышском междуречье в юго-западной части Западно-Сибирской равнины.

Климат Кулундинской степи резко-континентален, характеризуется недостаточным увлажнением и большим количеством тепла и света в летний период.

Максимальные летние температуры достигают 38-40° С, а минимальные зимние доходят до -45° С. Продолжительность безморозного периода в среднем 120-138 дней, с отклонениями до 100 и 150 дней.

Среднемноголетняя сумма осадков по данным Благовещенской метеорологической станции - 257 мм с колебаниями от 170 до 420 мм.

Почвенный покров представлен южными черноземами в различном сочетании с солонцеватыми почвами, солонцами, а местами солодями и солончаками.

Целинная растительность представлена зональными разнотравно-типчаково-ковыльными степями, претерпевшими и настоящее время значительные изменения, вследствие распашки и усиления, соответственно, пастбищной нагрузки. В результате они превратились в разнотравно-типчаковые, полынно-типчаковые н разнотравно-полынно-типчаковые степи. Наиболее часто встречаются разнотравно-полынно-тнпчаковые и полынно-житняково-типчаковые ассоциации, представляющие одну из стадий дигрессии типчаково-ковыльных степей.

На луговых солончаках обычно распространены бескиль-шщевые, селитрянополынно-бескилышцевые и разнотравно-селитрянопольншо-бескилышцевые солончаковые луга.

По ботанико-географическому районированию район относится к разпотрашю-тппчаково-ковыльной подзоне лесостепи (Ронгинская, 1963).

2. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ И ОБЪЕМ РАБОТЫ

Исследования велись в в двух типах сообществ: тнпчаковой степи (ассоциация Festuca pseudovina - Agropyron crístalum + Artemisia frígida)и бескильницевом лугу (ассоциация Festuca pseudovina - Puccinellia tenuissima), наиболее распространенных в районе исследований.

Площадки, характеризующие различные стадии дигрессии

(I - недостаточный выпас, II - умеренный вынас, III - сильный выпас, IV - сбой), располагались по экологическому профилю по направлению к стоянке скота.

В работе использовались общепринятые методики геоботаиических исследований (Методика полевых геоботанических исследований, 1938; Полевая геоботаника, 1959-1976; Программа п методика биогеоценологических исследований, 1974).

Ежемесячно с мая по сентябрь проводились геоботанические описания коренных и серийных сообществ. Видовой состав учитывался на постоянно закрепленных площадках 100 м2. Список видового состава кормовых угодий дай на основе многолетних наблюдений. Фенологические наблюдения проводились по методике Н. II. Бейдеман (1974), определялось проективное покрытие (Полевая геоботаника, 1964), а также обилие по Друдэ (Урапов, 1935). Один раз в разгар вегетации (конец июня - начало шоля) определялась продуктивность кормовых угодий: учитывалось количество зеленых побегов, ветоши и подстилки на площадках 0.5 м2 в 10-кратной новторносгн (Горшкова, 1977), а также запасы подземной фитомассы на глубину 30 см но горизонтам 0-10, 10-20, 20-30 см (Шалыт, 1950).

Вертикальная структура надземной части фитоцепозов определялась по методике Т. А. Работнова (1950, 1966).

Учет понуляциопного состава эдификаторов проводился по методике А. А. Горшковой (1977).

При обработке геоботанических описаний и отобранных проб проводился экологический анализ (Куминова,1960) и анализ жизненных форм но И. Г. Серебрякову (1954).

Для характеристики состояния почвы различных серийных сообществ нами были отобраны пробы на содержание гумуса в верхних горизонтах (0-20 см), пробы на механический состав (по Качннскому) и анализ водной вытяжки, а также определялась относительная влажность почв 3 раза в сезон (в мае, июле и сентябре).

Одной из аффективных мер но восстановлению кормовых угодий, сильно измененных усиленным выпасом, является временная изоляция, как одна из составных частей пастбшцеоборота.

Наблюдения проводились на специально огороженных площадках (100 м2) в двух типах растительных сообществ: нолыпно-жптнлково-тинчаковом и типчаково-бескилынщевом,

находящнмися на второй стадии дигрессии (умеренного выпаса).

Использовались стандартные геоботаннческпе методики: проводились геоботаничсские описания, ежемесячно брались пробы на продуктивность надземной фитомассы (зеленых побегов, ветоши и подстилки),как в загороженном участке, так и за его пределами.

Изучение нарастания зеленой массы при многократном отчуждении проводились по методике А. А. Горшковой (1977) у 11 растений, наиболее часто встречающихся в составе кормовых угодий.

Изучение способности к повторному формированию зеленой массы двух наиболее типичных сообществ было проведено по 7 вариантам:

Вариант 1. Поздневесеннее отчуждение основного травостоя. Укос проводился в конце мая, отава » сентябре.

Вариант 2. Раннелетнее отчуждение основного травостоя. Укос в шоне, отава в сентябре.

Вариант 3. Среднелетнее отчуждение основного травостоя. Укос в июле, отава в сентябре.

Вариант 4. Позднелетнее отчуждение основного травостоя. Укос в августе, отава в сентябре.

Вариант 5. Раинеосеннес отчуждение основного травостоя. Укос в сентябре.

Вариант 6. Интенсивное отчуждение травостоя в течение периода вегетации. Основной укос в мае. Отава в июне и сентябре.

Вариант 7. Интенсивное отчуждение травостоя в течение периода вегетации. Основной укос в мае, отава в нюне, июле и сентябре.

Учеты продуктивности проводились по методикам, описанным выше. Одновременно проводился отбор проб на химический анализ (основных укосов и отавы).

Изучение влияния минеральных удобрений на продуктивность кормовых угодий проводилось па опытных делянках 50 м2 в четырехкратной повторностп.

Изучалось влияние 2-х сроков внесения удобрении: в начале июня (1989 г.) и в середине апреля, после станвання снега (1990

г.). Обычно использовались аммофоска и мочевина в дозах М30Р.)0К30 11

Изучение изменения состава, структуры и продуктивности растительности основано на общих методических указаниях,

описанных выше.

Для изучения воздействия удобрений на качественный состав cena были отобраны пробы. Химический анализ был выполнен аналитической лабораторией СибНИИПТиЖ РАСХН.

3. ХАРАКТЕРИСТИКА ОСНОВНЫХ РАСТЕНИЙ КОРМОВЫХ УГОДИЙ ЦЕНТРАЛЬНОЙ КУЛУНДЫ

Список флоры кормовых угодий Центральной Кулунды включает 411 видов растений, относящихся к 61 семейству и 241 роду. Самые крупные семейства флоры: сложноцветные, злаковые, крестоцветные, бобовые, маревые.

Выявлено 11 видов растений, наиболее часто встречающихся в составе кормовых угодий Центральной Кулунды: Festuca pseudovina, Stipa pennala, S. capillata, Agropyron cristatum, Puccinellia tenuissima, Medicago falcala, Glycyrrhiza uralensis, Artemisia frígida, A. nitrosa, Kochia prostrala, Alriplex verrucifera.

Приведены их краткие характеристики, отмечены поедаемость и кормовые достоинства по данным зоотехнического анализа.

4. ПАСТБИЩНАЯ ДИГРЕССИЯ КОРМОВЫХ УГОДИЙ ЦЕНТРАЛЬНОЙ КУЛУНДЫ

В результате усиленного выпаса происходит перестройка экологии пастбищных сообществ, их структуры и продуктивности, что показывали и другие исследователи (Герцык, 1955; Горшкова, 1977; Чогпий, 1988 и др.).

Уменьшение проективного покрытия травостоя при усилении нагрузки резко сказывается на микроклимате сообщества: увеличивается прогреваемость почвы, уменьшается количество почвенной влаги, ухудшается структура почвы в сторону ее уплотнения и большого количества иловых и пылевых элементов, повышается концентрация солей, уменьшается содержание гумуса.

Изменение условий местообитания тесно связано с изменением экологического состава степных и луговых сообществ. В составе травостоев присутствуют растения четырех экологических групп: ксерофиты, мсзоксерофиты, мезофиты и галофиты. Основным направлением перестройки типчаковых сообществ на южных черноземах следует считать галофитизацию, участие галофнтов в

сбоевых сообществах в 3 раза выше, нем в коренных. В бескиль-ннцевых сообществах на солончаках при довольно высоком галофильном фоне в составе серийных сообществ в 2 раза увеличивается обилие ксерофитов. Таким образом, основным направлением перестройки кормовых угодий в Центральной Кулупде следует считать ксерофитизацию и галофитизацшо растительных сообществ.

С изменением условий местообитания тесно связана и динамика видового состава сообществ.

В результате усиления пастбищной нагрузки сокращается общее количество видов: в типчаковых сообществах в 3 раза (25 видов на I стадии, 8 видов на IV), в бескилышцевых сообществах в 2 раза (14 видов па I стадии, 6-8 па IV). В первую очередь выпадают хорошо поедаемые высокопродуктивные виды, заменяясь плохо поедаемыми малопродуктивными.

Для типчаковой степи с участием Festuca pseudovina характерен такой ряд серийных сообществ: разнотравно-житняково-типчаковос —> яштняково-полынно-тинчаковое —> полыпно-лебедово-тнпчаковое —> типчаково-лебедовое.

Для тинчаково - бсскилышцевого солончакового луга типичен следующий ряд: разнотравно-бескильницевое —> разнотравно-типчаково-бескилыищевое —> кохиево-бескилынщевое -> бескильницево-лебедовое.

По отношению к выпасу все растения кулунднпских пастбищ можно отнести к 4 группам:

а) сокращающие свое обилие - Slipa capillaía, S. patínala, Koeleria gracilis, Glycyrrliiza uralensis, Medicago falcata и др.

б) индифферентные или устойчивые к выпасу - Festuca pseudovina, Puccinellia tenuissima, Ályssum deseriomm, Artemisia frígida.

в) увеличивающие свое обилие - Atriplex tatarica, A. vernici-fera, Polygonum aviculare.

г) внедряющиеся - Bertema incana, Capsella bursa-pasloris, Lilhospennwn arvense, Urlica dioica и др.

Под влиянием пастбищных нагрузок меняется ряд показателей структуры растительных сообществ: проективное покрытие, ярусность, популлциопный состав. Так, в типчаковой сообществах проективное покрытие уменьшается с 60-80 % до 15-20 %, в бескильницевых - с 90-95 % до 30-35 % и лишь возле

рек может достигать 60-80 % из-за разрастания однолетника Atriple.v la la пса.

От I к IV стадии происходит резкое уменьшение высоты профиля типчакового сообщества с 60 до 24 см. Основное количество надземной фитомассы сосредотачивается у поверхности почвы: если па первой стадии на высоте 0-5 см сосредоточено около 15 % фитомассы, то на IV стадии уже более 70 %.

В бескнлышцевом сообществе основное количество фитомассы на I стадии сосредоточено на высоте 0-30 см, а на IV стадии - 0-10 см. Воздействие выпаса сказывается не только на распределении надземной фитомассы по ярусам, но и четко прослеживается и распределении фитомассы корневых систем.

Динамика иопуляциоиного состава идет в сторону уменьшения количества всходов, полувзрослых особей и увеличения числа взрослых генеративных особей при общем ухудшении их жизненного состояния: уменьшается диаметр дерновин эдификаторов Festuca psendovina, Puccinellia tenuissima, уменьшается количество генеративных побегов и их высота.

Наиболее ярким показателем дигрессии видового состава следует считать продуктивность сообществ. Под влиянием усиленно«) выпаса уменьшаются запасы биомассы травостоя, как надземной, так и подземной. Запасы зеленых побегов в типчаковом сообществе сокращаются в 2-4 раза, в бескнлышцевом - в 1.7-2.5 раза (табл.1).

Резко сокращаются объемы ветоши и подстилки, так в бсскилыищевом лугу на последней стадии дигрессии запасы ветоши составляют всего 1.3 %, а подстилки 0.3 % от исходной, уменьшаются в десятки, а то и в сотни раз.

От стадии к стадии сокращается продуктивность корневых систем, в горизонте 0-10 см - в 5.7 -11.0 раз.

Таким образом, постоянный бессистемный выпас оказывает значительное воздействие на все структурные элементы растительных сообществ. Все пастбища Кулундинской степи находятся па II и III стадиях дигрессии. Основными мерами по восстановлению кормовых угодий является введение загонной системы пастьбы, поверхностное улучшение с помощью внесения удобрений, а также кратковременная изоляция от выпаса.

Таблпца 1

Изменение основных фитоцелотическнх признаков степных и луговых сообществ по стадиям дигрессии

№№ Фтоценотическ ий Раэнотравно-злаково- Бескилышцевый луг

ни признак тппчаковая степь

I 11 Ш IV 1 11 111 IV

1 . Количество видов па 100 м2 25 18 10-13 6-8 14 13 9 3-0

2. Средняя высота травостоя,см 60-70 25-40 20-30 10-24 60-65 30 23-25 5-15

3. Количество ярусов 3 3 2 2 3 3 2 1

4. Среднее проективное покрытие, % 60-80 50-60 25-50 15-20 90-95 50 30-35 60-80

5. Продуктивность зеленых побегов,ц/га втом числе: 10.3 2.9 1.9 2.5 10.5 3.1 1.4 4.1

злаки,% 77.3 79.1 63.0 46.2 37.4 63.2 66.2 1.0

бобовые,% 2.3 - - - - - -

ралнотравье,% 4.5 2.1 - 24.3 30.4 23.7 30.8 98.0

полукустаринчки,% 15.9 18.8 37.0 29.5 36.2 13.1 3.8 1.0

5. ВЛИЯНИЕ ЗАПОВЕДОВАНИЯ НЛ СТЕННЫЕ И ЛУГОВЫЕ СООБЩЕСТВА

Одной из эффективных мер по восстановлению кормовых угодий, енлыю измененных усиленным выпасом является временная изоляция, как одна из составных частей пастбшцсоборота.

Рассмотрим результаты заповедованля умеренно-сбитых участков стенных и луговых сообществ, изолированных от выпаса в течение 4 лет.

Четырехлетняя изоляция положительно сказалась на видовом составе изучаемых травостоев. В начале опыта на участке типчаковой степи присутствовало 14 видов высших сосудистых растении, в 1988 году - 22 вида, а в 1989-1990 годах 32 и 37 видов, соответственно, следовательно общее число видов увеличилось п 2,6 раза. Уже в 1988 году (после 1 года заповедовапия) на участке обнаружены всходы и ювенильные особи представителей семейства

бобовых - Melilolus albus, Medicago falcala, в два раза возросло проект»иное покрытие Glycyrrhiza uralensis. Из полукустарничков и разнотравья отмечены Kochia proslmla, Achillea nobilis, Artemisia dracunculus.

Ha 3-ii и 4-й год появляются Artemisia laciniala, A. rupestris, Potentilla Jumiifusa, P. argéntea, Veronica spicata, Alriplex littoralis и ДР-

В тиичаково-бескилыпщевом сообществе четырехлетнее заповедопапис сказалось незначительно на видовом составе, в 1987 году отмечено 11 видов растений на участке, а в 1990 - 16 видов. Уже в 1988 году появляются Artemisia laciniala и A. frígidal Kochia lanißora, Drnba nemorosa. На четвертый год заповедования отмечен новый вид злаков - Кoeleria gracilis.

Экологический анализ видов, присутствующих на заповедных участках, показал следующее: в типчаковом сообществе в результате заповедопания сократилось количество ксерофитов в 1.5 раза (50% п 32.4% соответственно), а численность мсзоксерофитов и мезофитов увеличилась (мсзоксерофитов в 1.3 раза, мезофитов в 1.7 раза). Численность галофитов возросла незначительно (14.3% и IG.3%). Таким образом, заповедование привело к некоторой мезофитизации травостоя.

На типчаково-бсскилышцевом участке наблюдается другая закономерность: сокращается число галофитов в 1.3 раза, а численность ксерофитов возрастает в 1.7 раза. Обилие мезофитов и мсзоксерофитов стабильно уже с третьего года заповедования -по 12.5 %. Следовательно, основным направлением преобразования сообщества под влиянием заповедования является ксерофитизация.

Четырехлетнее заповедование участков кормовых угодий оказало свое воздействие и на структуру травостоев, нарушенную в результате выпаса. Прежде всего, в результате заповедования, восстанавливается вертикальная структура травостоя. В результате четырехлетней изоляции вертикальный профиль типчакового сообщества удлиняется на 15 см, в основном, за счет повышения жизненности эднфикаторов: Festuca pseudovina и Agropyron crislatum и внедрения в травостой мезофильного и мезоксерофиль-пого разнотравья.

Вертикальный профиль типчаково-бескилышцевого луга удлиняется па 14 см (с 26 до 40 см), причем основная фитомасса (97 %), находится п слое 0-30 см, а па незаповедном участке в

слое 0-20 см. Проективное покрытие различается незначительно: в тинчаковом сообществе 70-75 и 60-65 %, в тннчаково-бескильницевом 55-70 и 35-40 %, т. е. в заповедном участке типчаково-бескильницевого луга проективное покрытие увеличивается по сравнению с незаповедным примерно в 1.5 раза.

Таблица 2

Продуктивность надземной фитомассы заповедных и выпасаемых участков (ц/га, июнь 1990 г.)

Компоненты фитомассы Тнпчаковое Тннчаково-(хткиштцешк:

изоляция выпас изоляция выпас

Надземная фнтомасса,ц/га 26.1 9.8 7.0 5.6

в том числе:

зеленые побеги 10.3 2.1 3.1 2.4

ветошь 8.0 2.0 0.7 0.2

подстилка 7.8 5.7 3.3 3.0

При сравнении заповедных и выпасаемых участков видно, что в результате четырехлетнего заиоведования запасы зеленых побегов в тиичаковом сообществе увеличились почти в 5 раз, ветоши в 4 раза, а подстилки в 1.4 раза. В типчаково-бескилышцсвом сообществе также наблюдается увеличение запасов зеленых побегов, ветоши и подстилки, но не так интенсивно.

Таким образом, типчаково-бескилышцевый луг более устойчив к выпасу, чем типчаковая степь, но восстановительная способность тинчаковой степи после нескольких лет отдыха, в несколько раз выше, чем в первом случае.

Г». СПОСОБЫ УЛУЧШЕНИЯ КОРМОВЫХ УГОДИЙ

6. I. Отапность пастбшцных растений при многократном

отчуждении

Отавность - способность пастбищного травостоя восстанавливать надземную фитомассу за счет отрастания ранее срезанных листьев и побегов, за счет формирования новых побегов из почек корневищ и узлов кущения, пазушных почек ранее срепаипых побегов.

Опыт по изучению влияния многократного отчуждения на отрастание основных пастбищных растении Центральной Кулунды позволил отнести исследуемые виды к 3 группам, различающимся по количеству перенесенных отчуждений и числу отросших побегов, различному проценту гибели исследуемых экземпляров растений.

К группе ВЫСОКООТАВПЫХ видов можно отнести Síipa capilleta и Kochia pmslrata. Величина отавы, формирующейся после отчуждении, достигает 20-30 % от величины 1-го среза.

Slipa capillata за два года наблюдений перенес 9 отчуждений, причем гибель дерновин к концу опыта составила всего 15 %.

Kochia prostrata подвергалась срезанию в течение 3 лет, гибель опытных растений к концу второго года наблюдений была 30 %, а к концу опыта 40 %.

К группе УМЕРЕИНООТАВНЫХ видов относятся 4 вида: Stipa pennata, Festuca pseudovina, Artemisia nitrosa, Atriplex verrucifera. 3a 3 года наблюдений первые 3 вида были отчуждены 11 раз, а Atriplex verrucifera 8 раз. Величина отавы у видов этой группы,за редким исключением, не превышала 10-15 %. Гибели дерновин у Festuca pseudovina к концу 3-го года не наблюдалось, а у Slipa pennata массовое отмирание особей отмечено к концу 3-го года наблюдений.У Artemisia nitrosa к концу 2-го года наблюдений отмечено 10 % отмерших растений, а к концу 3-го года 95 %. У Atriplex verrucifera гибель опытных растений ко 2-му году наблюдений составила 60 %, а к концу опыта 80 %.

К группе ПИЗКООТАВНЫХ видов следует отнести 45 % исследуемых растений: Agropyron cristalum, Puccinellia tenuissima, Glycyrrhiza uralensis, Medicago falcata, Artemisia frígida. Всл1гчнна формирующейся отавы не превышала 10 %, за редким

исключением.

Agropyron cristatum за 3 года наблюдений был отчужден 12 раз, причем отмирание опытных экземпляров к началу 3-го года составило всего 10 %, а к концу этого года растения отмерли полностью.

Puccinellia lenuissima за 4 года наблюдений была отчуждена 11 раз, причем гибель дерновин к концу наблюдений составила 80%. Массовая гибель дерновин начинается с конца 3-го года опыта.

Glycyrrhiza uralensis и Medicago falcata за 3 года наблюдений были отчуждепы соответственно 8 и 9 раз. Гибель опытных растений с конца 2-го года составила 30-35 %, а к концу опыта 90%.

Artemisia frígida за 2 года перенесла 6 отчуждений, причем гибель дерновин к концу наблюдений - 85%.

6. 2. Влияние различных режимов использования на продуктивность кормовых угодий

Изучение способности к повторному формированию зеленой массы двух наиболее типичных пастбищ - разпотравно-житнлково-тиичаковой степи на южных карбонатных солонцеватых черноземах, а также тинчаково-бескилыищевого луга на лугово-солопчаковой почве показало, что она определяется метеорологическими условиями года и зависит от режима использования. Для разнотравно-житняково-типчаковой степи следует рекомендовать два цикла стравливания: в июне и в конце августа. При этом режиме отчуждения получен наиболее суммарный урожай. Основной укос и отава богаты протеином, в то же время содержание клетчатки невысокое.

Для тинчаково-бескилышцевого луга характерны колебания урожайности но годам, но они менее выражены, максимально в 1.4 раза. Определенное значение в этой относительной стабильности имеет более благоприятный режим увлажнения лугово-солончаковой почвы. В целом этот тип кормовых угодий можно стравливать не чаще двух раз за сезон вегетации. Нарастание зеленой массы в пределах вегетационного сезона здесь протекает без выраженных пиков, в результате чего укосы, сделанные в июне, июле и августе, практически равны. Однако, учитывая то обстоятельство, что листья Puccinellia lenuissima в период цветения

сильно грубеют, целесообразно первое стравливание производить пе позднее середины июня. Необходимо также учитывать крайне слабо выраженную отаппость РисстеШа ¡етияншю, что определяет низкую продуктивность повторных укосов. Эта же ее особенность (слабое отрастание в отаве) вынуж-дает считать бескилыпщевые пастбища менее устойчивыми к выпасу. По этой же причине луга целесообразнее использовать под сенокос.

6. 3. Влнннне минеральных удобрений на продуктивность травостоев кормовых угодий

Опыт по изучению воздействия минеральных удобрений на продуктивность двух наиболее распространенных типов кормовых угодий позволяет заключить следующее:

- влияние минеральных удобрений на степные и луговые сообщества Центральной Кулунды наиболее эффективно в случае весеннего поверхностного внесения и сильно зависит от режима увлажнения;

- ранпевесеннее внесение полного минерального удобрения положительно влияет на урожайность травостоев обоих типов кормовых угодий, повышая продуктивность разнотравно-жнтпяково-типчаковой степи в 1.3 - 1.6 раза, а в типчаково-бескнлышцевом сообществе - более чем в 7 раз. В первом типе наибольшую прибавку обеспечивают удобрения в дозе ^0Р30К30, во втором тине повышение доли азота с 30 до 60 кг сказывается отрицательно на продуктивности травостоя, которая несколько снижается (на 0.7 ц/га).

Таблица 3

Продуктивность травостоя разнотравно-житняково-типчаковой степи под влиянием удобрений

Вариант Воздушно-сухой вес,ц/га Прибавка к контролю

1989 1990 среднее

Контроль 11.2 4.4 7.8 -

7.6 5.4 6.5 -0.7

N«„1 30^30 7.8 7.0 7.4 -0.4

Таблица 4

Продуктивность травостоя типчаково-бескилышцевого луга под влиянием удобрений

Вариант Воздушно-сухой вес,ц/га Прибавка к контролю

1989 1990 среднее

Контроль 4.2 17.6 3.7 -

<\сР30К30 6.8 23.7 15.3 11.6

638 22.4 14.4 10.7

Отава (2-й укос), снятая с разнотравно-житияково-тппчаковой степи, существенно не отличается от контроля. Отава, отчужденная в более благоприятном по увлажнению тинчаково-бескнлышцевом лугу, более чем в 5 раз превышала контроль.

Ранневесенисе внесение удобрений сказывается не только на продуктивности зеленых побегов, но и на всей надземной фнтомассе. Так, надземная фитомасса контроля разпотравпо-житняково-типчаковой степи -12.6 ц/га, а на удобренных участках, соответственно, -17.8 и 16.7 ц/га. Влияние удобрений более эфс(>ек-тивно на тппчаково-бескилышцевом лугу, продуктивность надземной фитомассы возрастает более чем в 7 раз: на контроле 7.1 ц/га, на удобренных участках - 30.6 и 32.2 ц/га.

Раннелетнее внесение минеральных удобрений сказывается отрицательно на продуктивности более сухой разнотравно-житняково-типчаковой степи, в более влажном тинчаково-бескилынщевом сообществе приводит к возрастанию урожайности зеленой массы в 1.5 раза.

На внесение минеральных удобрений в обоих типах сообществ положительно реагируют только злаки и полукустарнички, разнотравье и бобовые или выпадают из состава травостоя, или представлены в меньшем обилии.

Проведенный химический анализ образцов сена с удобренных и неудобренных участков показал следующее. В разнотравпо-житняково-типчаковой степи внесение удобрений в дозе Р^ЮР30К30 повысило содержание протеина и жира па 1.5 %, количество клетчатки снизилось на 1.7 %. На тппчаково-бескилышцевом лугу наибольшую прибавку протеина обеспечила доза Г^30Р30К30- па 2 %, количество жира увеличилось на 1 %, а

доля клетчатки упала с 28.10 % до 22.98 %. Дальнейшее повышение доли азота не увеличивало прибавку урожайности, ухудшало биохимический состав сена по сравнению с дозой

N Р К

30 30 30

Внесение минеральных удобрений положительно сказалось на структуре травостоя: увеличивается не только проективное покрытие (в среднем на 10-15 %), но и удлиняется вертикальный профиль сообщества па 8-10 см.

ВЫВОДЫ

1. В результате изучения флоры кормовых угодий Центральной Кулупды, общий список составляет 411 видов растений, относящихся к 61 семейству и 241 роду. Выявлено 11 видов растений, наиболее часто встречающихся в составе кормовых угодий Центральной Кулупды и имеющих наибольшее кормовое значение: Festuca pseudovina, Slipa pennata, S. capillaía, Agropyron cristatam, Puccinellia tenuissima, Medicago falcata, Glycyrrhiza uralensis, Artemisia frígida, A. nitrosa, Kochia prostrata, Atriplex verrucifera.

2. В результате многолетних исследований было показано, что после усиленного выпаса происходит перестройка экологии, структуры к продуктивности пастбищных сообществ: уменьшается проективное покрытие, ярусность, количество видов, надземная и подземная фнтомасса, меняется экологический и популяционный состав.

Заповедопание кормовых угодий от выпаса, в течение четырех лет, положительно сказывается на пидовом составе, структуре и продуктивности изучаемых травостоев: количество видов увеличилось, в среднем, в 2 раза на заповедной территории, проективное покрытие в 1.5 раза, удлиняется вертикальный профиль сообщества.

При сравнении заповедных и выпасаемых участков видно, что в результате четырехлетнего заповедования запасы зеленых побегов в типчакопом сообществе увеличились почти в 5 раз, ветоши в 4 раза, а подстилки в 1.4 раза. В типчаково-бескилышцевом сообществе также наблюдается увеличение запасов зеленых побегов, нстонш п подстилки, но не так интенсивно.

3. Отавпость - важнейшее свойство травостоев, обеспечивающее восстановление кормовых угодий после скашивания или

стравливания.

Виды, обладающее умеренной и низкой отавпостыо, составляют основу кормовых угодий (Festuca pseudovina, Puccinellia tenuissima, Agropyron cristatum). Виды с повышенной отавпостыо выпадают из состава травостоев (Slipa capillata, Kochia prostrata).

Отавность кормовых угодий определяется метеорологическими условиями года и зависит от режима использовании. Для разиотравно-житняково-типчаковой степи и тиичаково-бескилышцевого луга следует рекомендовать два цикла стравливания: в июне и в конце августа. При этом режиме отчуждения получен наиболее суммарный урожай. Основной укос и отава богаты протеином, в то же время содержание клетчатки невысокое. Однако, учитывая то обстоятельство, что Puccinellia tenuissima обладает пониженной отавпостыо, что определяет низкую продуктивность повторных укосов, тнмчаково-бескиль-иицевые луга целесообразнее использовать под сенокос.

4. Влияние минеральных удобрений на степные и луговые сообщества Центральной Кулунды наиболее эффективно в случае весеннего поверхностного внесения и сильно зависит от режима увлажнения.

Продуктивность разнотравно-житняково-тинчаковой степи возрастает в 1.3 - 1.6 раза, а в типчаково-бескнлышцевом лугу -более чем в 7 раз. В первом типе наибольшую прибавку обеспечивают удобрения в дозе N60P30K30, во втором типе повышение доли азота с 30 до 60 кг сказывается отрицательно на продуктивности травостоя, которая несколько снижается (на 0.7 ц/га).

Список основных работ, опубликованных по теме диссертации

Елесова Н. В., Ревякина Н. В., Верещагина Н. В. Смены растительного покрова обсыхающего днища озера Кулундинского / Тезисы докл. конф. "Биологические ресурсы Алтайского края и перспективы их использования. - Барнаул, 1984. - С. 97-99.

Елесова Н. В., Вавшшхии И. А. Пастбищная дигрессия степей Кулундинской котловины //Тезисы докл. коне)). "Биологические ресурсы Алтайского края л перспективы их использования". - Барнаул, 1984. - С. 159-160.

Елесова II. В. Изменение растительности Кулундинской котловины под влиянием хозяйственной деятельности и проблемы ее охраны // Тезисы докл. конф. "Исчезающие, редкие и слабо-изученные растения и животные Алтайского края и проблемы их охраны. - Барнаул, 1987. - С. 5-6.

Елесопа II. В. Пастбищная дигрессия в степях Центральной Кулунды // Биологические аспекты кормопроизводства в Сибири. Сб. научп. тр. / РАСХН. Сиб. отд-ние. СибНИИ кормов. -Новосибирск, 1989. -Вып. 4. - С. 6-10.

Елесова Н. В. Современное состояние типчаковых пастбищ Центральной Кулунды // Тезисы докл. конф. "Биогеоценозы Алтайского края и влияние на них антропогенных воздействий".

- Барнаул, 1990. - С. 18-21.

Елесова II. В. Заповедывание как способ сохранения и восстановления степных пастбищ // Тезисы докл.конф. "Состояние и пути сбережения генофонда диких растений и животных в Алтайском крае. - Барнаул, 1992. - С. 14-16.

Елесова II. В. Влияние различных режимов использования па продуктивность пастбищ Центральной Кулунды // Современные вопросы кормопроизводства в Сибири.: Сб. науч. тр./ РАСХН. Сиб. отд-ние. СпбНИИ кормов. - Новосибирск, 1992. - С. 135144.

Елесова Н. В. Отавность основных кормовых растений Центральной Кулунды // Современные вопросы кормопроизводства в Сибири.: Сб. науч. тр. / РАСХН. Сиб. отд-ние. СибНИИ кормов.

- Новосибирск, 1992. - С. 161-171.

Елесова II. В. Кормовые растения степных пастбищ Центральной Кулунды // Флора и растительность Алтая /Труды Южно-Сибирского ботанического сада. - Барнаул, 1995. - С. 158165.