Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

ДИНАМИКА БИОЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТАВА И ПРОДУКТИВНОСТИ ЛУГОВ ПРИ ВНЕСЕНИИ УДОБРЕНИЙ В УСЛОВИЯХ ПОЙМЫ Р. ИРТЫШ В ПРЕДЕЛАХ ПАВЛОДАРСКОЙ ОБЛАСТИ

ВАК РФ 03.00.05, Ботаника

Автореферат диссертации по теме "ДИНАМИКА БИОЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТАВА И ПРОДУКТИВНОСТИ ЛУГОВ ПРИ ВНЕСЕНИИ УДОБРЕНИЙ В УСЛОВИЯХ ПОЙМЫ Р. ИРТЫШ В ПРЕДЕЛАХ ПАВЛОДАРСКОЙ ОБЛАСТИ"



МОСКОВСКАЯ ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ имени К. А. ТИМИРЯЗЕВА

На правах рукописи

ШАЛАБАЕВ Каратай Искакович

УДК 581.526.5 : 631.8 : 633.2/3.03

ДИНАМИКА БИОЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТАВА И ПРОДУКТИВНОСТИ ЛУГОВ ПРИ ВНЕСЕНИИ УДОБРЕНИЙ В УСЛОВИЯХ ПОЙМЫ р. ИРТЫШ В ПРЕДЕЛАХ ПАВЛОДАРСКОЙ ОБЛАСТИ

Специальность 03.00.05— ботаника

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

МОСКВА 1991

Работа выполнена в Казахском НИИ кормопроизводства и пастбищ и в Институте ботаники АН КазССР.

Научные руководители доктор биологических наук, профессор Е. А. Агелеуов; кандидат сельскохозяйственных наук К. А. Аубакиров.

Официальные оппоненты доктор биологических наук, профессор И. С. Белюченко; кандидат биологических наук, доцент Л. С. Родман.

Ведущая организация — Казахский ордена Трудового Красного Знамени сельскохозяйственный институт.

Защита диссертации состоится . . ,

1991 г. в «// » часов на заседании специализированного совета Д 120 35 07 в Московской сельскохозяйственной якадемии имени К. А. Тимирязева.

Адрес. 127550, ул. Тимирязевская, 49, у«с " совет ТСХА

С диссертацией можно ознакомиться в 1и~ .альной научной библиотеке ТСХА.

Автореферат разослан <. »

. 1991 г.

Ученый секретаре специализированного кандидат биологическ* доцент

~~А. В. Чичёв

/

I. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Большое значение для укрепления кормовой базы имеют поименные земли. В Казахстане территория пойменных лугов - 1,3 млн.га, площади невелики, однако удельный вес заготовляемого сена по республике достигает 35-40%, а в некоторых областях доходит до 80%.

В Павлодарской области общая площадь пойменных массивов . составляет 371,0 тыс,га. Многие хозяйства этой области (свыше 60-70%заготовляемы? грубый корм получают с поймы Иртыша. Однако бессистемное использование этих лугов и отсутствие ухода за ними привели к снижению урожайности с 15,0-25,0 ц/га до 7,0-12,0 ц/га и разрастанию ядовитых, плохо поедаемых трав. Пойменные луга в настоящее время не удовлетворяют растущие потребности животноводства в кормах как по количеству, так и по - качеству.

Для повышения их продуктивности применяют минеральные удобрения, эффективность которых зависит от эколого-биологичес-кях особенностей компонентов сообщества, метеорологических, гидрологических условий отдельных лет и экологических условий экотопа, а также от флюктуационных изменений по годам. .

• В связи с этим, экспериментальные исследования зависимости продуктивности пойменных лугов от внесения минеральных удобрений являются несомненно актуальными.

Цель и задачи исследований. Целью исследований являлось изучение динамики продуктивности и биоэкологического состава пойменных лугов на фоне минеральных удобрений.

В задачи исследований входило:

- установление эффективности применения минеральных удобрений на пойменном лугу высокого, среднего и низкого уровнеГ;

" ЦЕНТРАЛЬНАЯ НАУЧНАЯ ! - 'ОТЕКА Моск. со/- С". • - ;->,<*>мии

- г -

- изучение влияния минеральных удобрений на биоэкологический состав лугов;

- установление влияния удобрений на корневые системы;

- установление реакции отдельных видов луговых растений на внесение удобрений;

- определение влияния минеральных удобрений на химический состав основных хозяйственно-ботанических групп.

Научная новизна и практическая ценность работы. Впервые для поименных лугов высокого, среднего и низкого уровней крупных рек сухостепной зоны Казахстана установлены закономерности изменения видового состава, биоэкологической структуры, массы корней, динамики урожайности и химического состава хозяйственно-ботанических групп природного травостоя под влиянием удобрений. Выявлена реакция отдельных видов растений лугового сооб- -щества на минеральные удобрения. Определены флюктуационные изменения, происходящие на различных типах лугов.

Полученные результаты использованы при разработке рекомендаций по улучшению пойменных лугов р.Иртыш, которые способст вуют более полному использованию потенциала пойменных сенокосов Материалы исследований также могут быть использованы для прогно за урожайности и качества травостоя различных типов лугов.

Апробация работы. Результаты исследований докладывались на Республиканской научно-практической конференции (Алма-Ата, 1985,1990) и ежегодно (1984-1989 гг.1 на заседаниях Учёных Советов Казахского НИИ кормопроизводства и пастбищ ВО ВАСХНШ1 и Института ботаники АН КазССР (I9S6-I990 гг.1.

Публикация. По теме исследований опубликовано 9 работ, отражавших основные положения диссертации. .

Огг^ём и структура диссертации. Диссертационная работа из-

ложена на 153 страницах машинописного текста, содержит 29 таблиц, II рисунков и состоит из введения, 6 глав, выводов, предложения производству и 37 приложений. Список литературы включает 216 наименований, из них 7 на иностранных языках.

С од ержание работы

Во введении обосновывается актуальность темы, определяется цель и задачи исследования.

ГЛАВА I. СОСТОЯНИЕ ИЗУЧЕННОСТИ ВОПРОСА (обзор литературы)

В этой главе даётся анализ отечественных и зарубежных литературных источников, касавшихся вопросов исследований: влияния минеральных удобрений на урожайность естественных лугов, на ботанический состав природного травостоя, изменения химического состава травостоя под влиянием удобрений, влияния удобрений на окружающую среду. Этим вопросам посвящён целый ряд исследований.

ГЛАВА 2. ХАРАКТЕРИСТИКА ПРИРОДНЫХ УСЛОВИЙ РАЙОНА ИССЛЕДОВАНИЙ'

Исследования велись на территории опытного хозяйства имени 25-летия Октября КазНИИ кормопроизводства и пастбищ на пойменном лугу реки Иртыш, расположенного в сухостепной зоне Крас-нокутского района Павлодарской области.

Климатические особенности. Климат резко континентальный. За год выпадает 254,2-339,9 мм осадков, основное их количество приходится на тёплый период года.

Погодные условия 5 лет исследований (1983-1987 гг.) были различными, по.количеству осадков наиболее влажными были 1985, 1986 гг. (292,2-339,9 мм), сухими - 1983,1984 и 1987 гг. (254.2 291,7 мм). .

Рельеф по Г'мы. Пойма р.Иртыш хорошо развита, в основном, двухсторонняя, ширина её в пределах Павлодарской области колеблется до 10-12 км на -левобережье и 4-6 км - на правобережье. Поверхность поймы относительно ровная, местами изрезана рукавами, протоками и старицами.

Почвы поГмы. В пойме р.Иртыш развиты различные лугово-ал-лювиальные почвы.

Почвы опытных участков аллювиально'-луговые, по механиче-кому составу среднесуглинистые (высокий уровень) и тяжелосуглинистые (средний, низкий уровень). Содержание гумуса в слое 0-30 см составляет 1,68-5,89%, валового азота - 0,16-0,63% валового фосфора - 0,17-0,26%, валового калия - 2,32-3,07%, рН водной вытяжки нейтральна - 6,8-7,5.

Условия режима поемности. При зарегулированном стоке р. Иртыш искусственный весенний паводок осуществляется за счёт попусков из Бухтарминского водохранилища. В период наблюдений в 1983 г. затопления не было, 1984 г. - маловодный (объём попуска - 2,11 км3), а 1986 г. самый многоводный (объём попуска - 4,42 км3).

Деление лугов на экологические типы,в основном, обусловлено продолжительностью их затопления (табл.1)

.Таблица I. .

Режим затопления опытных участков в пойме р.Иртыи

в 1983-1987 годах по экологическим типам лугов

Продолжительность затопления (сутки)

Пункты наблюдений -у ! 1983 1984 | 1985 1986 ! 1937

Краткопоемный луг - - 5 15 3

Среднепоемный луг - 15 25 20

Долгопое.чный луг - 15 40 45 34

Растительный покров. в.И.Тарабаева и др.(1957) в пойме Иртыша выделяют три типа растительности: луговой, древесно-кустарниковый и степной. Лесные участка и кустарники в виде узких полос встречаются обычно в прирусловой части поймы или по берегам притоков.

В общей структуре растительности поймы Иртыша господст-- • вует луговая растительность различного режима увлажнения.

Луга высокого уровня приурочены к более возвышенным участкам поймы, в структуре доминируют ксерофиты и мезоксерофиты. Здесь был заложен опытный участок №1. Растительный покров перед проведением исследований представлен полынно-клеверэво-костре-цовой (Bromopsis inermis-Trifoliuin lupinaster+Artemisia pontics) ассоциацией, в составе которой отмечено 30 видов высших растений, в том числе.4 вида злаков с явным Преобладанием костреца безостого - 10,3-18,1%; бобовых -7 видов с доминированием клевера лупинов о го - 8,8-20,3; люцерны серповидной. (Medicago fal-cata )- 2,1-19,4; солодки голой (Glycyrrhiza uralensis ) _ 1,7-12,7^..Разнотравье щ;едставлено 18 видами,%'. полыни понтийской -4,2-10,2; льнянки обыкновенной (binarla vulgaris ) - 3,2-10,7; ястребинки зонтичной (Hieracium umbellatum ) -2,1-11,7; осоковые представлены единственным видом - осокой ранней ( Сагех praecox ) - Ь,2%. ■ ■

Луга среднего уровня формируются в условиях умеренного увлажнения, здесь встречаются полидоминантные ассоциации мезо-фильных корневищных и длиннокорневищных растений: кострецовая, разнотравно-кострецовая, злаково-разнотравная и др. Здесь был заложен опытный участок №2. Растительность характеризовалась подмаренниково-кострецово-кровохлёбковой (Sanguisorba oíficina-lls+Broaopsis inermib-Galium physocarpum ) ассоциацией, пред-

ставленной 20 видами цветковых растений, из которых доминирующими являются, 5?: кровохлебка аптечная - 7,7-22,4; подмаренник вэдутоплодныА - 4,2-19,4; лабазник вязолистный ( Filipöndula ulnarla ) - 4,2-10,0; осока ранняя - 7,4-15,7; кострец безостый

- 4,7-9,6.

Луга низкого уровня характеризуются избыточным увлажнением, в структуре их господствуют гигромезофиты, мезофиты. Опыт 3 (с однократным скашиванием) и опыт 4 (с двукратным скашиванием"» заложена здесь, на лютиково-горечавково-пырейной (Elyfcrigia ге-pens-Gentiana pneuwonanthe-Ronunculus repens ) ассоциации. Отмечены 28 видов, в том числе 4 из них злаки с доминированием пырея ползучего - 31,3-48,5^, мятлика лугового (Роа pratensis)

- 4,4-13,9, полевицы белой (Agrostis gigantea ) - 1,9-8,9. Осоковые представлены осокой буровлагалюшой (Сагех acuta ), осокой черкоколосой ( O,melan.ostachya ), осокой пузырчатой ( C.vesl-

csria). Из разнотравья преобладают гигрофильные виды.

Таким образом, участки представляют собой экологический ряд, различающиеся по степени увлажнения, флористическому составу и доминирующими видами. . •

•ГЛАВА 3. ПРОГРАММА, МЕСТО .'и'^ТОДКА ПРОВЕДЕНИЯ • ИССЛЕДОВАНИЙ

В 1983 г. согласно программе заложены, а в 1984-1987 гг. продолжены 4 полевых опыта. Отрезок паРмы р.Иртыша, где проводились исследования относится к среднему течению.

Плотадь опытных участков I386-1980 кв.м. Общая плош&дъ делянки - 33 1^(11x3 м), учётная - 20 м^ЮхЯ м). Повторность опыта игстикрлтная.

Наблюдения и учёты проводились по общепринятым методикам (Полевая геоботаника, Т.1-1У \по методике ВШИ кормов

им, В.Р.Вильямса (1971>, В ходе экспериментальной работы проводились следующие наблюдения и уч°ты: фенологические, определение влажности и температуры почвы, наблюдения за уровнем поч-венно-грунтовых вод, определение плотности побегов, измерение высоты травостоя, определение общего проективного покрытия,учёт накопления массы корней.

Удобрения использовались в следующем виде: азот - в форме аммиачной селитры, фосфор - двойного суперфосфата, калий - калийные соли. Удобрения вносили поверхностно, вручную, после схода паводковых вод. При двукратном скашивании азот вносили дробно под каждый укос..

Данные по урожайности воздушно-сухой массы обработаны методом дисперсионного анализа.

Номенклатура видов приводится согласно последней сводке С.К.Черепанова ..Сосудистые растения СССРН(1981>. • '

ГЛАВА 4. ВЛИЯНИЕ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ НА УРОЖАЙ И '

БИОЭКОЛОГИЧЕСКИЯ СОСТАВ ТРАВОСТОЯ ЛУГА ВЫ-' ' С0К0Г0 УРОВНЯ

4.1. Урожай травостоев

Урожайность естественных травостоев высокого уровня в различные годы неодинакова. Она зависит от ряда факторов: отсутствия затопления, затопления, длительности затопления, смены доми-нантов, применения удобрений. • .

В засушливые и краткозатопляемые годы продуктивность лугового травостоя была невысокой, а во влажные,наоборот,наибольшей. Так, в 1984 г.'урожайность луга составила лишь 5,4 ц/га сена,а прибавка 1,1-3,3 ц/га сена. В более благоприятном 1986 г. продуктивность на контроле повысилась до 20,9 ц/га сена,в других вариантах - от 26,1 до-51,8 ц/га (табл.21. Урожай отавы в большей степени пзрисит от погодных условий отдельных лет и

- а -

осадков, выпадающих во второй половине лета. Отавностьв годы проведения эксперимента на удобренных вариантах колебалась в пределах 1,8-5,5 ц/га .

Таблица 2.

Влияние.минеральных удобрений на урожайность полынно-клеверово-кострецовой ассоциации,ц/га

¡Урожайность сена по годам|В сред-|Прибавка

$-1—;-1-,-г нем за;урожая к

Варианты опыта | 19а4- | 1985 |1986 |1987(4 года ¡контролю,

! ! ! ! ! ?

Луг без удобрений 13,6 11,8

(контроль> 6,4 7,3 20,9 -

Я бо кг/га д.в. 6,5 12,8 41,9 20,1 20,1 8,3

рео 6,7 10,8 26,9 14,4 14,6 2,8

Р60К60 6,6 9,5 26,1 14,2 14,1 2,3

КЫЗР60 7,5 18,2 40,9 25,0 22,9 11,1

Н60КС0 7,5 12,7 40,0 25,7 21,6 9,7

Н6СГР60гб0 8,7 19,7 51,8 30,1 . 27,6 15,3

Б I,% .- 3,15 3,30 1.89' 3,44

НСР 0гЭЗ ц/га . 0,6 - Г.2 1.9 2,0

Таким образом, в опыте установлена высокая эффективность систематического внесения полного удобрения; внесения одного суперфосфата,а также добавления к нему'калия - существенного эффект» не дало.. Эффективность удобрений изменялась в зависимости от паводкового режима. '

4.2. Изменение состава травостоя под влиянием минеральных удобрений .■'...'

Число доминантов и обшеа число видов в течение 5 лет несколько изменялось по годам,в зависимости от метеорологических и гидрологических условий отдельных лат,а также от вида удобрений.

Динамика видового состава травостоя под влиянием минеральных удобрений происходит на фоне экотопической флюктуации. На разных вариантах опыта,в зависимости от условий года и вида удоб-

рений, динамика состава травостоя вдет по-разному.

В контрольном варианте была отмечена следующая динамика лу--, гового травостоя,$ злаки в исходном состоянии-25,2, доминировал кострец безостый -17,9; осоковые - 4,7; бобовые - 39,6, преобладали: клевер лупиновый - 14,8, люцерна серповидная-8,6, солодка голая-7,2, горошек мышиный (Vicia cracca ) -6,9; разнотравье -30,6, преимущественно полынь понтийская-8,1. В 1984 г.,в связи с улучшением режима увлажнения к изменением микроклимата напой-" ме, злаки ь составе травостоя составили 37,5%; осоковые -10,2; ' бобовые«. 14,5; разнотравье-37,8. В дальнейшем изменение состава травостоя продолжалось. В засушливом 1984 г.в травостое луга доминировали: мятлик луговой, кострец безостый, клевер лупино-вый, льнянка обыкновенная. Режим увлажнения 1985 г.способство-вал абсолютному доминированию костреца безостого, изменению содоминируюимх видов.т.е. условия экотопа совпадали с экологическим и фитоценотическим оптимумом костреца безостого. В условиях многоводного 1986 г. кострец безостый проявил себя не как : доминант,а как адификатор сообщества, при этом субэдификаторная : роль переила к осоке ранней. Эдмфикатор кострец безостый настолько изменил фнтосреду ценоза, что многие растения, ранее доминировавшие, были до такой степени угнетены, что стали выпадать из состава травостоя. Несмотря на то, чтов 1987 г. во втором ярусе травоетоя преобладал мятлик луговой, доминантой был все-таки' кострец беэовтый, фитоценотическое влияние которого было в этой : году таким же, как и в предыдущем* ..

Под влиянием минеральных удобрений,лреимушественно на азотсодержащих вариантах,, фитоценотическое действие костреца безостого, мятлика лугового и осоки ранней еще более усиливалось. При этом сильно угнетались бобовые и разнотравье, отрицательно pea-

гирушие на недостаток света в густом высоком травостое. Выявленная закономерность согласуется с данными, полученными в питомнике с затенением Trifoliuc pratense, где масса особей снижается (Друзина, Кирилович и др.,19£УЛ.

Изменения между хозяйственными группами под влиянием удобрений связаны общими закономерностями,т.е. азотные удобрения увеличивают количество злаковых, РК - бобовых и незначительно злаковых,за счёт сокращения количества разнотравья.

4.3. Реакция луговых растений на удобрения

В результате анализа абсолютного и относительного участия по массе отдельных видов в сообществе выделены 4 группы растений по их реакции на применение удобрений.

К 1-й группе относятся виды, реагирующие отрицательно иди слабо положительно - астрагал эспарцетный (Astragalus onobry-chis дядвенец рогатый (Lotus corniculatus касатик сибирский, иавель кислый ( Rumex acetosa >.

Ко 2-й группе относятся виды, выпавшие из состава ценоза на 2-ые,3-й,4-е годы внесения удобрений, когда.доминирующие на фоне удобрений злаки достигли максимального развтия: солодка го-, лая, спаржа обыкновенная, горичник яс1ребинковидный, девясил британский ( Inula britannlcá, ■ льнянка обыкновенная, подорожник большой CPlantago major одуванчик обыкновенный,

3-ю группу составляют виды, способные длительное время со- ■ храняться в составе травостоя. Сюда относятся все виды злаковых

и осока ранняя, чина луговая, лгцерна серповидная, горошек мыши-, ный, лабазник вяйшстный, подмаренник вздутоплодный., ястребинка •зонтичная, лапчатка вильчатая 'í'otentllla bifurca л.прямостоячая, кровохлёбка аптечная.

4-ю группу составляют виды, сохранятаие доминирование или

входящие в число доминантов.

Таким образом,в основе реакции луговых растений на минеральные удобрения лежит неодинаковая отзывчивость видов луговых растений на удобрения и их конкурентоспособность.

4.4. Влияние минеральных удобренийка структуру травостоя

В травостое полыкно-клеверово-кострецовой ассоциации отмечены растения, относящиеся к разным эколого-биологическим типами Динамика эколого-биологического состава травостоя по годам в первую очередь отражает изменение условий произрастания.

В зависимости от режима затопления и систематического применения удобрений произошли существенные изменения в соотношении между экологическими группами. На контроле ксерофитные группы (ксерофиты,мезоксерофиты) сократились до II,2%, при этом произошло увеличение мезофитньпс трупп (ксеромезофитов,мезофитов, гигромезофитов) до 89,8$. Внесение минеральных удобрений привело к ешэ большему увеличению мезофитных групп. На варианте К60 первый год мезофитные растения составили 69,6%,а в исходном составе их было всего 52,1$.. В целом, на азотсодержащих вариантах количество этих групп по годам колебалось в пределах 69,1-95,6%.

Произошли изменения и степени участия в составе травостоя видов растений различных по характеру корневой системы: под влиянием минеральных удобрений увеличивается доля корнезишно-дерновинных и длиннокорневищных. "

Масса подземных органов' значительно возрастает. Сокращается общая глубина проникновения корней, увеличивается еадернён-ность поверхностных слоёв почвы.

4.5. Влияние минеральных удобрений на химический состав травостоя луга

При анализе действия применяемых минеральных удобрений на

химический состав установлено, что внесение азота и полного минерального удобрения в дозе 60 кг/га д.в.привело* увеличению содержания сырого протеина на 2,62-3,075? соответственно. Во влажные годы содержание сырого протеина в сене ниже," чем в засушливые. Это объясняется тем, что погодные условия,в первом случае ускоряют развитие растений, вызывая Ъффект разбавления"(Линник, 1970>. Накопление нитратов в сене природного луга, при дозе 60 кг/га азота значительно" ниже (0,30-0,45^) и составляет всего 0,03-0,06?:.

.. ГЛАВА 5. ВЛИЯНИЕ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ НА УРОЖАЙ И БИ0ЭК0-. ЛОГИЧЕСКИЙ СОСТАВ ТРАВОСТОЯ ЛУГА СРЕДНЕГО JPOBHH

5.1. Урожай травостоев

При применении удобрений сбор сена возрастает в среднем аа 4 годав 2,0-2,5 раза. Максимальная урожайность 43,3 ц/га получена при внесении N9oF60K60'

Увеличение нормы фосфора с 30 до 90 кг/га на фонеНео_^0К£0 не.приводило к существенным изменениям урожая. На лугах среднего уровня решающее значение имеет азотное удобрение. Урожай отавы в годы исследований на улучшенных вариантах колебался в пределах 1,8-5,5 ц/га сена,,.

5.2. Изменение состава травостоя под влиянием минеральных удобрений '

Изменения в составе травостоя довольно.существенны и сопровождаются сменой доминант. В исходном составе ассоциации доминировали группы разнотравья: кровохлёбка аптечная, подмаренник

вздутоплодны!*, полынь понтийская, ястребинка зонтичная, В правый год .

~гфииенекия удобрений при отсутствии затопления состав доминантой не изменился. Начиная со второго года,в связи с установлением режима затопления произошли резкие изменения: стали доминировать - злаковые,» том числе, полевица белая, кострец безостый,мятлик

дуговой,ы.болотный (?оа ра1ие^1з

После многоводного 1986 г. абсолютным доыинантом ассоциации стала полевица белая, содоминантом - мятлик болотный,полоки-.тельно реагирующие на длительное затопление. Минеральные удобрения повышают конкурентную способность костреца безостого даже в неблагоприятные для него годы, например,в многоводном 1986 г. его участие в составе травостоя на контроле составило всего лишь 1,3%, а на удобренных вариантах долевое участие - от2,5-2,8 до • 6,1-14,7*.

Данные о динамике состава травостоя показывают, что флюктуации характерны для всех вариантов опита и они обусловлены,в основном,, изменениями гидрологического режима.

Ценотическое значение растений может изменяться в зависиг мости от условий произрастания, поэтому одни и те же виды могут • проявлять.себя'по-разному. В засушливых-условиях 1983-1984 гг. в составе травостоя доминирующие виды (кровохлёбка аптечная,яст-ребинка зонтичная,подмаренник вздутоплодный,полынь понтийская, мятлик луговой) проявили себя как виоленты..В последующие годи в результате улучшения влагообеспечекности участка в роли вио-лечтов выступили: полевица белая,кострец безостый,мятлик болотный, м.луговой; а кровохлёбка аптечная,ястребинка зонтичная,подмаренник' вздутоплодный стали патиентами. Применение минеральных удобрений своеобразно влияет на фитоце^отипы. В многоводном 1986 г. кострец безостый был патиентом, а на удобренных вариантах, особенло с полным №К удобрением проявил себя виолентом. 5.3. Реакция луговых растений на удобрения К 1-й группе относятся'следующие виды: синеголовник плос-КОЛИСТНЫЙ (Егуаб1ит р1аяит ), хвош полевой (Е<аи1вегит аглгепве ), девясил британский.

- 14 -

Ко 2-й группе относятся следующие виды: лапчатка гусиная (potentilla anserIna ),люцерна серповидная,спаржа обыкновенная, мелколепестник едкий (Erigeron acris ), лапчатка прямостоячая.

3-п труппу составляют виды: пырей ползучий, мятлик обыкновенный (Ро а triirialls ), лисохвост луговой (Alopecurus pratensis), чина луговая (Lathyrus pratensis ),горечавка лёгочная,авран аптечный (Gratiola ofJTiclnalis ),дербенник прутьевидный (Ljthrvun vlrgatuK \лютик ползучий,осот полевой (Sonchus arvensis V, одуванчик обыкновенный.

К 4-й группе относятся: кострец безостый,мятлик луговой,м. болотный,полевица белая, осока ранняя, кровохлёбка аптечная,яст-ребинка зонтичная, лабазник вязолистный,: полынь понтийская. -

5.4. Влияние минеральных удобрений на структуру травостоя

Несмотря на отсутствие пагодка (1983-1984 гг.) в составе ■травостоя не наблюдалось процесса ксерофитизации,отмеченного на лу1у высокого уровня. При установлении паводкового режима увеличилось число гигромезофитов, и появились гигрофильные виды.

При внесении KP и НК удобрений возрастает роль мезофитов (в среднемза4 года 39,8-44,2$, гигрояезофиты - 17,4-18,0$). При внесении полных удобрений доля мезофитов - 24,5-57,Увеличилась степень участия длиннокорневипшых, корневданых и корне-Еищно-дерновинных растений.

Таким образом, при внесении удобрений сложность эколого-биологической структуры Ьссоцийции осталась неизменной, сохранилась и динамичность структура. Однако изменения по годам происходили иначе: возросло значение мезофитных, длиннокорневишных, корневищных групп.

Под влиянием удобрений масса корней существенно увеличилась." ' На удобренные вариантах проникновение корней в глубину значи-

тельно снижено, в отличие от контроля.

5.5. Влияние минеральных удобрений на химический состав травостоя луга

. По содержанию протеина,жира,кальция,магния«фосфора разно-

травье превосходит злаковые и осоковые. Содержание нитрата во всех хозяйственно-ботанических группах не превышало ЦЦК.

" ГЛАВА б. ВЛИЯНИЕ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЯ И КРАТНОСТИ . СКАШИВАНИЯ НА УРОЖАЙ И БИОЭКОЛОГИЧЕСКИЙ . СОСТАВ ТРАВОСТОЯ ЛУГА НИЗКОГО УРОВНЯ

6.1. Урожай травостоев

При однократном и двукратном скашивании по одноименным вариантам урожаи сена близки. •

Увеличение дозы азота даёт значительное повышение урожаев сена-на 4,7-5,7 ц/га : до 41,6 при подкормке И12о и п/га. . при М120Ре0к60.

Установлено, что однократное внесение и также эф^ктивно, как и дробное внесение ( Н£0весной + после первого укоса*, однако дробное внесение предпочтительнее,т.к. не вызывает полегания травостоя. При дробном внесении азота ' можно получить полноценный второй укос,который в зависимости от условий года колеблется от 6,3-9,5до 9,0-13,3 ц/га сена.

6.2. Влияние минеральных удобрений и кратности скашивания, на состав травостоев

В 1983 г.(без затоплений) злаки доставили 48,7-65,0%, из них 26,4-46,5% падает на долю пырея ползучего; осоки - 1,4-15,'?%; бобовые - 2,9-Н,6%; разнотравье -.19,2-45,5%.

- Состав травостоя коррелирует с изменением гидрологического режима.

В 1984 г.,в связи с затоплением, процент участия пырея ползучего и мятлика лугового значительно снизился,и преобладание

перешло к полевице белой,мятлику обыкновенному. Появились гигрофильные виды: мятлик болотный, болотница одночетуйная (Е1еосЬа-г1в \miElumis Ещё более значительные изменения произошли после второго паводка в 1985 г.: количество злаковых на контроле снизилось до 39,2», а а оооковьгс увеличилось до 23,9^, Размах, флюктуации соответственно составил 9,0 и 8,1?. На удобренных вариантах участие злаковых в травостое колебалось а пределах 40,861 ,Ъ%, осоковых-8,1-21,72?, Размах флюктуацнй у злаковых -4,в-7,5%, у осоковых - 1,5-9,35?. доминантна« роль полностью перешла к полевице белой. Такую смену доминантов Т.А.Работнов (1983) относил к осцилляциям,

В составе травостоя лютиково-горечавково-пырейной ассоциации в условиях многоводного года (1986) произошла дегресоионвв-демутационная флюктуация.

б.З. Влияние мшеральнкх удобрен«? и кратности скашивания

на структуру, травостоя '

В связи с положительной реакцией гигрофильных растений (мятлика болотного,двукисточника тростниковидного,осоки пуэыр- • чатой) на внесение минеральных удобрений не произошло меэофи-тизации луга, в отличие от луга высокого уровня. В результате возобновления режима затопления наблюдалась гигрофитизация луга.

При однократном скашивании луга на,контроле мезофиты в с среднем за 4 года сократились до 37,4%, при этом произошло увели- . чеяие гигромезофитов. Мезофиты составили 19,2%, гигрофиты-5,4$. : Применение минеральных удобрений привело к еще большему их увели-■ чеюш.

. При двухкратном скашивании:на контроле в среднем за 4 года мезофитов на 4% меньше, по-сравнению с однократным.скашиванием. • На удобренных вариантах мезофиты колебались в■пределах 31,5-•

37,1%, а при однократном-от 31,4 до 44,1$. Если при однократном скашивании ыезогигрофитыв среднем за 4 года составили 16,9-21,0%, то при двухкратном они колебались в пределах от 22,6 до 28,6;?.

Ежегодное двухкратное скашивание травостоя луга в течение 4 лет привело к заметному ослаблению особеЦ всех видов. Кратность скашивания травостоя своеобразно отражается и на 'характере побегообразования. Общая масса подземных органов при двухкратном скашивании в контроле на 14,8 ц/га меньше, по-сравнениюс однократным скашиванием.

ВЫВОДЫ- ' "

1. Флористический состав изученных типов лугов весьма постоянен, а обилие растений по массе, количеству побегов колеблется значительно в соответствии с изменением гидрологического режима.

2. Внесение умеренных доз азота 60-120 кг/га д.в.в течение 4-х лет не привело к изменению флористического состава пойменных лугов.

3. При формировании луговых травостоев поГмы р.Иртыш участвуют виды, относящиеся к различным экобиомсрфам, хозяйственно-ботаническим группам. При внесении минеральных удобрений и сенокосном использовании сложность околого-биологической структуры лугового травостоя осталась неизменной, но соотношение эко-лого-биологических групп на фоне удобрений изменилось. Возросло участие мезсгигрофитных и меяофитных, длиннокорневкщных, корневищных, коркевищно-дерновинных_ злаков: полевицы белой, костреца безостого, мятлика болотного,м.лугового, при этом наблюдалось снижение ксерофитных, меаоксерофитных, стер>гнекорне-вых, короткокорневищных видов растений.

4. Изменение условий существования ( гидрологический режим,

внесение удо^рени-Я ведёт к смене стратегии жизни луговые растений (патиентности на виолентиость и наоборот). Доминирование экеплерента лютика ползучего связано с резким ослаблением конкурентных отношений между компонентами в результате нарушения ценоза. На боне удобрений повышается виолентность длиннокорне-вияных, корневищных, гигромезоФитных, мезофитных злаковых (кострец безосты*"-,полевица белая,мятлик болотный и др.).

5. В условиях зарегулированного стока Флюктуации обусловлены,в основном, изменениями гидрологического режима,т.е. являются экотопическими. На поименных лугах р.Иртыш нами отмечены осцил-ляиионные, дегрессивно-демутационныв типы флюктуации. Внесение удобрений увеличивает размах флюктуации.

6.' В условиях поймы р.Иртыш на различных типах лугов эффективно применение азотного и полного удобрений.

а>. На лугу высокого уровня при ежегодном внесении 1160 средний сбор воздушно-сухой массы за 4 года составил 20,1 ц/га . Высокий сбор сена подучен в варианте с внесением нб0Р60к60 -27,6 ц/га. -

б). На лугу среднего уровня при внесении азота в норме 6090 кг/га урожайность в среднем за 4 года составила 29,2-38,6 ц/га сена. Наибольший урожай сена получен в среднем за 4 года от применения ^о0Р60К60 -43,3 ц/га . :

з^. На лугу низкого"уровня при подкормке азотом в дозе 60-90 кг/га в среднем за 4 года сбор сена составил 33,8-39,0 ц/га . При внесении полных удобрений 1т9орбОкбО УРожай воздушно-сухой мге-сы составил 44,5-48,7 д/га . При двухкратном скашивании луга высокую урожайность—52,1 ц/га обеспечило внесение весной +■ после первого укоса* ,

.7. Подкормка удобрениями влияет не.только на надземную, но

и подземную массу (160,0-225,7 ц/га) растений; вес корней в одном и том «е объёме почвы на удобренных участках значительно увеличивается, по-сравнении с конарольными (104,9-159,3 ц/га). Заменяется также и строение подземной части травостоя, существенно сокращается общая глубина проникновения корней, увеличивается за-дернённость (56,9-93,4?Л поверхностных слоев почвы. Большое за-дернение верхнего слоя почвы при внесении удобрений препятствует вымыванию их в более глубокие слои, устраняет загрязнение грунтовых вод нтратами.

8. Полученные данные подтвердили представление Л.Г.Раменс- . кого об экологической индивидуальности видов луговых растений. Реакция отдельных видов на удобрения определяется их экологическими и биологическими свойствами, выявляющимися в конкретных условиях произрастания. Во влажные годы положительно реагирова-; ли на минеральные удобрения из злаковых:, кострец безостый,мят- . ■

. лик болотньШ и обыкновенный, лисохвост луговой; из разнотравья

- кровохлёбка аптечная, лабазник вязолистный; в засушливые годы

- мятлик луговой, пырей ползучий; иэ бобовых - клевер лупиновыЯ, • люцерна серповидная; из разнотравья-полынь понтийская, кстре-

бинка зонтичная.

9. Применение минеральны« удобрений улучшило качественный состав травостоя. Снизилась доля ядовитых,плохо г.оедаемых видов разнотравья,таких как хвот полевой (до 0,04-3,0 ); авран аптечный (0,04-3,2 );дербенник прутовидный (0,04-3,2 ); подмаренник вздутоплодкый (0,5-4,2Й)..При внесении азота и полных удобрений наблюдалась тенденция к увеличению злаковых компонентов и сокращения доли бобовых и разнотравья. Вытеснение видов' бобовьи и-разнотравья при внесении удобрений, происходит прежде всего из-зауеилйния *с>нчургнци!< Со стороны злаков. Количество осоковых

резко колебалось в зависимости от погодных условий отдельных лет.

10. Под влиянием минеральных удобрений содержание сырого протеина увеличивается на 2,0-3,ОЙ. Наибольшее количество протеина -13, 55, тсира-4,23, Са - 1,50, 1% 0,55% содержится в группе разнотравья. При внесении умеренных доз азота содержание нитрата в корме-колеблется в пределах 0,03-0,17л, это намного меньше предельно допустимого коэффициента 0,45^,поэтому применение дозы азота 60-120 кг/га д.в.для животных является безопасным.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ .

Поименные луга р.Иртыш требуют дифференцированного подхода в целях наиболее рационального использования самих лугов и повышения эффективности минеральных удобрений. Поэтому предлагаем:

1. На.лугах высокого уровня минеральные удобрения вносить только в многоводные годы,когда луг затапливается на 10-15 суток. При этом урожайность трав повышается до 26,1-51,8 ц/га сена, высока эффективность использования удобрений.

2. На лугах низкого уровня - наоборот - удобрения использовать в маловодные, засушливые годы. Путём дробного внесения азота здесь можно получить полноценный второй укос -10,5 ц/га,который превышает основной укос луга высокого уровня.'

3. Основную дол® 98-99^6 луговых трав изученных лугов поставляют многолетники, цветущие в разгаре лета - 62,0-94,4^. Следовательно, для получения сена хорошего качества уборку урожая необходимо начинать в пойме р.Иртыш в третье? дкаде июня и в первую очередь скашивать дуга высокого уровня, затем - среднего и низкого.

- 21 - '

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ГО ТИ.Е Д1ССЕРТАЩ1

1. ШАЛАБАЕВ К.И.Влияние минеральных удобрений на продуктивность и ботанический состав осоково-разнотравно-пырейного сообщества пойменного.луга р.Иртыш// Тез.докл. республиканской научно-практической конференции молодых учёных, и специалистов в г.Кокчетаве (18-20 июля 1085 г.1 - Алма-Атат1965 - Ч.2.,

0.70-73.

2. ШМАБАЕВ К.И. Повышение продуктивности пойменных лугов р.Нр- . тъпп.~ Информ. листок КазШИНТИ.-» 78.- Алма-Ата Д989 - 3 с. '

3. АУБАКИРОВ К., ШАЛАБАЕВ К.И. Продуктивность и биоэкологический, состав пойменных лугов р.Иртыш в зависимости от минеральных, удобрений // Вести.с.-х.науки Казахстана,1989, № б,с.26-31. V

4. АУБАКИРОВ К., ШАЛАБАЕВ К.И. Удобрение пойменных лугов // '•. Новости науки Казахстана.- 1989,.вып.4, 0.23-24. ;

5. АУБАКИРОВ К., ШАЛАБАЕВ К.И.Продуктивность разнотравно-бобово-' ■ кострецовой ассоциации поймы р.Иртыша при внесении минеральных

удобрений /'Пути интенсификации кормопроизводства и пастбищного хозяйства Казахстана.- Алма-Ата, 1989, С.П7-128.

, 6.. АУБАКИРОВ К..ШАЛАБАЕВ К.И. Влияние минеральных удобрений на продуктивность и ботанический состав осоково-разнотравно-пы-рейной ассоциации поймы р.Иртыш // Вестн. с.-х.науки Казахстана.- 1990 » 8, с.29-33.

7; ШАЛАБАЕВ К.И{ Влияние минерального и паводкового режима на урожайность осаково-разнотрзЕно-пырейной ассоциации // Тез. докл.и выступлений на республиканской научно-практической конференции.- Алма-Ата, 1990, с.53-94. '

8. АГЕЛЕУОЗ Е.А.,ШАЛАБАЕВ К.И. Влияние минерального питания и • режима использования на урожайность осоково-разнотравно-пы-рейной ассоциации // Ботанические исследования в педвузах

Казахстана,- Алма-Ата, 1990, с.4-8 .

АГЕЛЕУОВ Е.А., АЗБАКИРОВ К., НАЛАБАЕВ К.И. Изменение биоэкологического состава травостоя пойменного луга под влиянием удобрений // Ботанические исследования в педвузах Казахстана.- Алма-Ата, 1990, с. 9-22.

Объем l'/s п л

Заказ 898

Тираж 100

Типография Московской с х академии им К А Тимирязева 127550, Москва И 550, Тимирязевская ул, 44