Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Эколого-фитоценотические основы конструирования луговых агроценозов

ВАК РФ 03.00.05, Ботаника

Автореферат диссертации по теме "Эколого-фитоценотические основы конструирования луговых агроценозов"

Р Т Б ОЛ

. 8 М1Р ®6

Санкт-Петербургский государственный аграрный университет

На правах рукописи }

МУХАМЕД КАМЕЛЬ АХМЕД МУХАМЕД

ЭКОЛОГО-ФИТОЦЕНОТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ ЛУГОВЫХ АГР0ЦЕН030В

Специальность: 03.00.05 — ботаника

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 1996

Диссертационная работа выполнена на кафедре луговодства Санкт-Петербургского государственного аграрного университета.

Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор

В. С. ШАРАШОВА

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор

В. И. ВАСИЛЕВИЧ кандидат биологических наук Ю. И. САМОЙЛОВ

Ведущее учреждение: Лесотехническая академия

Защита состоится 17 апреля 1996 года в ^^ час. на заседании специализированного совета К 002.46.01 по защите диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук при Ботаническом институте имени В. Л Комарова по адресу: 197022, Санкт-Петербург, ул. проф. Попова, 2.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан ,

-1996 г.

Ученый секретарь специализированного совета кандидат биологических наук

О. С. Юдина

Актуальность теми. Разработка научнух основ создания устойчивые вьгсокопродуктквннх лугов1к агроценозоз позволит зьйти на нови', уровень производства высококачественных травя низ кормов и получать с едашци площади больший объем экологически чистой продукцга. Эти основы должны базироваться на знают структура к функционирования природных луговых гжоснстэн.Особенностью последние является видовое разнообразие и структурно-днна>01ческая основа из организации, через которое реализуется такое залное для человека свойство как устойчивость во зреме!Ш и продуктивное долголетие. Известно, что большинство луговых природных сообществ имеют мозаичную структуру, проявлявшуюся благодаря неравномерному распределения видов по горизонтали и образованию элементов мозаики -мелких, однородных внутри себя участков фитоценоза. Несмотря на иэфокое распространение в природе явления мозаичности, в практике создания лугових агрофмтоценозоз оно не учитывается, в частности из-за технических трудностей размещежш в посевах элементов нозаккк.

Нол;; и задачи исследования. Учитывая неразработанность проблемы создания мезазмнше луговых агрофитоценозов и запросов практики в вксокопродукгквншс укосно-пастбищньсс травостоях длительного использования, ми поставили цель создать разлзпиые ыозалчнь'е агрофитеценозы заданной структуры и состава, используя различнее способу размещения видов в фитоценозе. В задачи исследования вгодидо: изучить формировала горизонтальной структура агрофигсценозсв при различном способе размещения в тш видов - компонентов травосмеси; Ескреть хоть в какой-то мере сложнейяую систему фятоценотн-чесюсг взаимоотношений одиза и тез же гядоз в различных аг-роцзпоззх: определять роль видов в форьегрозанни структура лугових сообществ в зависимости от способа га размещэшгя по площади фитоценоза при посеве; определит» урожайность соз-д:. агрофитоценозов и виявить наиболее ептгашзирозанный способ размещения надой. Ставилась также задача процессн формирования мозаичной структуры м продуктиЕ!!ссти отдельных езсов и сообществ в целом ¿изучить в динамике.

Научная новизна. О условиях С-ззерс-Запада России впер-енз крогодено пзучегаю ^ерзфованкл структур« иозакчкнг лу-

говых агроценозов, созданных при ргзлкчком способе размещения в них одного к того же набора видов; вскрыты взалмоот-ковэния между сеяныыи видами и определена иг фнтоценотичес-каз роль; изучена разногодичная динамика различных показателей обилия сеяных ввдов в разных мозаичных агроценозах. Успешно разработан и применен новый "шахматный" способ размещения элементов мозаики по площади агроценоза при посеве сложной травосмеси, позволяющей создать высокопродуктивное устойчивое сообщество укосно-пастбищного типа. Созданы принципиально новые модели луговых агроценозов.

Практическая ценность работы. Проведенные эксперименты доказали возможность управления формированием структуры луговых агроценозов в заданном направлении путем целенаправленного подбора компонентов и выбора оптимального способа их размещения при посеве. Для борьбы с сорным разнотравьем рекомендован ценотический способ воздействия, позволяющий отказаться от применения гербицидов.

Для создания высокопродуктивных луговых агрофитоценозов укосно-пастбкщного использования можно рекомендовать "шахматный" способ размещения многокомпонентной травосмеси, позволяющей включить по 2-3 вида в одну микрогруппировку и создать 4 типа микрогруппировок.

Апробация работы. Результаты исследования опубликованы в трех статьях и доложены на межвузовских конференциях преподавателей, научных сотрудников и аспирантов (Санкт-Петербург, 1994, 1995)

О ¡но» и структура работа: Диссертация изложена из 151 страницам машинописного текста и состоит из введении, 4 разделов, выводов, списка использованной литературы и приложения. С;!3 содержит 15 хзбогц, 17 рксукяов к 1 страдал*/ крнко-жения. Список литературы включает в себя 185 накненовашгй, в том числе - 67 к а иностранных языках.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Раздел 1. "Мозаичиость и ее зизченхэ для создания ггро-фитоценозов" состоит из двух подразделов: "Шзаичкость растительных сообществ" к "Теоретические основы конструирования

агроцеиозов", в которых приводится краткий обзор литературы по рассматриваемым двум проблемам.

Подчеркивается, что одним из самих актуальных вопросов современной фитоценологии является вопрос о пространственной структуре растительных сообществ. Явление неоднородности строения сообщества в горизонтальном направлении получило название мозаичности.Изучением этого явления занимались многие фитоценологи (Раменский, 1929, 1938; Ярошенко, 1931, 1934, 1961, 1968, 19G9, 1970, 1975; Watt, 1947; Kershaw, 1963; Дылис, 1969; Hill, 1973; Ниценко, 1973; Работнов, 1974, 1978; Миркин, 1982; Василевич, 1983; Ипатов, Кирилова, 1985 и многие другие).

Для обозначения структурных элементов мозаичных сообществ используются различные термины: "микрогруппировка" (Раменский, 1929; Ярошенко, 1931, 1961; йенников, 1964 и др.), "микроценоз" (Быков, 1953, 1957), "квант" (Ипатов, Кирилова, 1385, Ястребов, 1991) и др. В обзоре рассматриваются работы, посвященные изучению причин мозгичности, типов мо-заичности, динамики мозаичных сообществ. В подразделе "Теоретические основы конструирования агроцеиозов" рассматриваются концепции современной фитоценологии, позволяйте разрабатывать основы создания устойчивых агрофнтоценозоз (Куркин, 1983; Заугольнова и др., 1989; Шарашва, 1986 и др.). В.С.Шараиова (198-4, 1S86, 1989) предлагает подойти к конструированию устойчивых луговых агрофитоценозов на структурно-динамической основе видового разнообразия, т.е. использовать многокомпонентные травосмеси, включающие виды различной эколого-биологической природы и гозяйственкой ценности. Подбором разных по биологин и экологии видов обеспечивается эффект взаимодополнения и последовательного замещения одного вида другим, их комплементарность, которая и служит основой устойчивости сообщества при меняющейся экологической обстановке. Однако, при подборе видов следует учитшать эффект межЕияавж взаимоотношений.

Рассматриваются понятия устойчивости на фггоценотичес-ком (Шарашова, 1Q8G, 1989) и организменном (Заугольнова и др., 1989) уровнях.

Обзор литература показал, что создание вк-сокопродуктив-

ига долголетних устойчивых луговых агрофитоценозов - задача сложная, требующая постановки опытов с различным размещением по площади фитоценоза его ценоэлемеитов, подбору компонентов по принципу комплементарности, изучении характера взаимоотношений мелщу видами, изучению структуры агрофитоценозов г динамике.

Во втором разделе "Характеристика природных условий в районе исследований" приведена характеристика климата и почв Ленинградской области, рассмотрены погодные условия в годь проведения наблюдений, дана характеристика почвы опытного участка. Приведены подекадные и среднемноголетиие данные пс температуре воздуха и осадкам за вегетационные периоды 1992, 1993, 1994, 1995 годов.

Опыты были заложены на опытном поле кафедры луговодстве Санкт-Петербургского аграрного университета. Рельеф равнинный, почва дерново-подзолистая тяжелосугликистая, мощность пахотного горизонта 26 см. Содержание органического веществг в пахотном слое составляет 3.65 Z, подвижных Форм фосфоре Р205 -20.8 мг./lOÍ) г.почвы (Еоздушко сухой почвы), К20 - 9.^ мг./100 г. Кислотность почвы рН-6.1, плотность пахотного горизонта -0.97 г/куб.см. Предшественник - кормовие корнеплоды. Показатели агротехнической характеристики позволяют оценить окультуренность почвы опытного участка как довольно высокую .

Третий раздел "Методика исследования" включает методик} закладки опыта, схему опыта, ыетодкку учетов и эколого-биологическую характеристику видов многолетних трав, использованных для посева.

При подготовке участка к закладке опыта были проведен! следующие агротехнические мероприятия: вспашка на глубин} 18-20 см плугом ПЛН-3-35, культивация на глубину 10-12 см фрезерование, прикатывание. Посев производился вручную ш глубину 1-2 см.

Опыт был заложен в четырех вариантах. Площадь опытног< участка в каждом варианте - 100 она равна площади выявления лугового фитоценоза и признаков его организации (Яро-шенко, 1961; Работнов, 1974). Посев многолетних трав бы:

провален вручную рядовым способом (расстояние иежцу рядками 15 си).

При подборе видов для создания мозаичных агрофитоцено-зов мы взяли за основу фитоценотический подход с целью осуществления принципа комплементарности сообщества. На всех вариантах бит высеяны одни и те же виды: овсяница луговая, тимофеевка луговая, лисохвост луговой, райграс пастбищный, клевер луговой, клевер гибридный, клевер ползучий, люцерна посевная и козлятник восточный. Варианты опита отличались друг от друга способом размещения видов по площади опытного участка. Общая норма высева во всех вариантах одинаковая -30 кг/га. В первом варианте (контроль) качздый вид был посеян отдельно полосами (ширина полос 1 м, длина 10 м). Этот вариант агроценоза мы условно назвали "чистым".

Во втором варианте все виды были высеяны з смеси. Этот вариант мы назвали "совместным". В третьем варианте вдоль и поперек участка способом перекрестного посева било высеяно две травосмеси, вклвчакнцке по 4 вида: 1) лисохвост лутонсй, тимофеевка луговая, клевер'гибридный - верховые растения н клевер ползучий - низовое; 2) овсяница луговая, лкцерна посевная, клевер луговой - верховые, и райграс пастбища?? -кизсвое растение. Эти две травосмеси высевались поочередно полосами иириной 1м. 3 результате перекрестного посева ми получили агрсценоз с тремя типами микрогруппировок: первые две включали виды, входящие в указанные травосмеси, а третий тип (в. местах перекреста полос) включал 8 видов. Однако, мккрогруппировки первых двух типов занимали по 25 X площади агроценоза каждая, а мккрогрупгшрозкя третьего типа 50 X, Этот вариант мы условно назвали "перекрестным".

В четвертом варианте (условно кгзсяэм его "шахматным") растения располагались в 4 типах м?шрогруппировок, каждая пз которых вклнчала 3 вида. Первая миг.рогрупглфовка состояла >з тиш$гевхн луговой, клевера гибридного и козлятгажа восточного. Вторая кккрогрупшфовка - лкцерна посевная, овсяница луговая и райграс пастбищный. Третья мэтрогруппировка - клевер ползучий, лисохвост луговой и райграс пастбищный. Четвертая уинрогруппировка - клевер луговой, козлятш® восточннй и райграс пастбищный. В каждой широгруппкровке прксутс-

- б

твовал бобовый компонент и злаки, в том числе верховые и низовью. Небольшое число ekjjoe, расположенных на 1 кв. м, снижает кош?уренцнк> между видами, влияющую на рост и развитие растений (Kelley и Clay, 1987; Turkington и др., 1988), популяции и структуру сообщества в целом (Newman, 1978; Rovi-ra, 1978; Gaskin к др., 1935; Turkington и др., 1988).

Микрогруппировкн располагались методом латинского квадрата. Площадь одной иикрогруппкровкк в III и IV вариантах -1 кв.м.

Таким образом было создано четыре агрэфлтоценоза (4 варианта сеяного лугз) с одним и тем же видовым составом, но с различным заданным характером распределения видов по площади фитоценоза.

Для посева использовали семена первого и второго класса районированных сортов: овсяница луговая с.Суйдкнская, тимофеевка луговая с.Ленинградская 204, райграс пастбищный с.Бе-логорсккй, лисохвост луговой с.Хальяс, клевер ползучий с.Бе-логорсгаш 1, клевер луговой с.Седум, клевер гибридный с.Лу-жанин, люцерна посевная с.Чшмлнская 130, козлятник восточный с.Гале.

При "шахматном" размещении норма высева каждого вида приведена в таблице 1.

1,5етод постоянных квадратоз был полотен в основу изучения структуры сообщества, ее динамики и влияния способа размещения на продуктивность сообщества. Обилие видов определялось количественным учетом с площадок (Шарапова, 1967, 1981). Метод постоянных квадратов благодаря строгой приуро* чэнности к площади учета обеспечивает сравнимость полученных данных. Квадраты фиксировались вбитыми в землм колышками. Площадь квадрата была 50*50 см (0.25 кв.м). На участке фитоценоза каждого варианта (площадь 100 кв.м) количество площадок было следующим: в чистом - 9 постоянных квадратов (по 1 в каждой полосе), в совместном - 4 постоянных квадрата, в перекрестном - 12 постоянных квадратов (по 4 в кавдой мкк-рогруппировке), в шахматном - 16 постоянных квадратов (по 4 в каждой микрогруппировке).Используя этот метод, были вычислены обилие по массе (г/кв.н), проективное и истинное покрытие (%) видов, плотность травостоя (кустов и побегов,

Тгбица 1. Норма вдоеза сеыяп пря 100 % 2.г. з "сагыатпса" посеве (кг/га)

lío мтарох-рупгшроЕка

Вид I II III IV

1 Клевер гибридмкй (Trifolium hybridum) 8

2 Клевер луговой (Trifolium pratense) 8

3 Клевер ползучий (Trifolium repens) 8

4 Аецерна посевная (Medicado sativa) 8

5 Козлятник восточный (Galega orientalis) 12 12

6 Тимофеевка луговая (Phleum pratense) 10

7 Овсяница луговая (Festuca pratensis) 10

8 Райграс пастбищный (Lolium perenne) 12 12 10

9 .Лисохвост луговой (Alopecurus pratensis) 10

Всего 30 30 30

шт/кв.м). При определении истинного и проективного понрития использовали метод Раменского (1971).

Учеты проводились в лине 1993, 1994, 1995 годов.

В четвертом разделе "Результаты исследования" материал представлен в подразделах.

4.1. «бормиропание структуры луговых агроценозов, созданных различными способами размещения видов при посеве.

Следует отметить, что понятие структуры растительного сообщества мы принимаем в трактовке В.В.Мазикга (1973), т.е. как общее понятие, включавшее состав та подчиненных элементов и систем, их взаимное расположение (пространственная, или морфологическая структура) и различнее взаимоотношения между ккми (функциональная структура), и все это в динамике, в изменении как в пространстве, таи и во времени.

Наш опыты показали, что способы разиещения компонентов травссигсл в значительной степени злиягат ка структуру arpo-

Таблица 2. Основные показатели обилия видов и разногодичная их динамика в "чистом" агроценозе

масса проективное Участие несеяных видов в полосах

° О

ВИД г/м~ покрытие, 7. - милрогруппировках (масса,г/м')

1993 1994 1995 1993 1994 1995 1993 1994 1995

Лисохвост луговой 201.6 1308.0 1040.0 50 60 70 386.4 680.0 600.0

Тимофеевка луговая 64.8 932.4 1120.0 10 70 60 1032.0 380.8 600.0

Райграс пастбищный 1141.2 322.0 836.0 60 60 30 305.2 658.8 708.0

Овсяница луговая 141.2 234.0 128.0 15 20 10 254.4 526.0 736.0

Клевер луговой 645.2 422.0 136.0 70 30 10 591.6 1974.8 1168.0

Клевер ползучий 440.0 610.0 132.0 90 70 10 376.0 726.6 1440.0

Клевер гхбридный 625.6 210.8 188.0 40 20 10 386.4 1500.0 876.0

Люцерна посевная 135.2 548.8 348.0 35 60 15 972.4 1182.4 1536.0

Козлятник восточный - - - - - - 656.5 718,8 2040.0

В среднем по агроценозу

377.2 510.7 424.0 41.1 43.0 24.0 656.6

927.7 1080.0

ценозов с одним п тем те набором сеяных видов.

Поскольку, объем автореферата но позволяет привести все данные учета, в сводных таблицах, отражающих структуру сообщества и их динамику, приведем лишь наиболее значимые из них: проективное покрытие и фитомассу с единицы площади каждого вида по усредненным показателям.

Участие каждого вида в структуре "чистого" агроценоза отражено в таблице 2.

Структура "совместного" агроценоза отражена в таблице 3.

Таблица 3. Основные показатели обилия видов и разногодичная их динамика в "совместном" агроценозе

масса проективное

вид г/м~ покрытие. 1

1993 1994 1995 1993 1994 1995

Лисохвост луговой 75.9 491.5 297.6 3.0 32.0 25.0

Тимофеевка луговая 34.8 126.0 86.6 1.4 6.8 10.0

Райграс пастбищный 300.8 33.4 120.2 26.3 6.0 11.0

Овсяница луговая 21.0 83.7 6.2 1.0 3.8 1.0

Клевер луговой 76.6 11.2 27.8 4.8 1.5 3.0

Клевер ползучий 82.5 358.6 109.2 16.4 32.5 10.0

Клевер гибридный 32.4 13.7 19.0 5.4 1.0 5.0

Люцерна посевная 51.2 56.5 86.0 3.1 18.0 10.0

Козлятник восточный - - - - - -

В среднем по

агроценозу 675.3 1174.6 762.6 61.2 100.0 75.0

несеяные виды 656.4 187.7 2.0 - - -

Как видно из данных таблиц 2 и 3, за три года использования луга структура агрофитоценозов изменялась, поскольку изменялось обилие сеяных видов и видов, внедрившихся в травостой, происходила смена доминирующих растений. По всем

годам пользования при чистом полосном посеве в травостое господствующей синузией били несеяные виды. В первый год они были представлены сорно-полевым разнотравьем, в последующем им на смену пришли несеяние кормовые злаки. Уже с первого года синузия "сорняков" вошла в первый ярус - била господствующей и держала в фитоценотическом подчинении в нижнем ярусе сеяные вида, проективное и истинное покрытие которых снизилось с 41 до 24 X и соответственно наблюдалась тенденция к снижению фитомассы.

В совместном фитоценозе в первый год пользования соотношение сеяных и несеяных видов било одинаковым. К третьему году сеяные виды увеличили свое проективное покрытие с 61 до 100 2, воиим в первый ярус и ценотически подавили синузии сорняков, к 1995 году в травостое их практически не было. Наблюдалась смена доминантов. В первый год преобладал райграс пастбищный, на второй год - лисохвост луговой и клевер ползучий, остальные 6 видов не играли существенной роли в структуре травостоя, т.е. многокомпонентная травосмесь при совместном посеве практически не перспективна.

В структуре перекрестного агроценоза (табл. 4.) имелись три типа микрогруппировок. Уже с, первого года пользования в травостое преобладали сеяные виды, долевое участие сорно-по-левого разнотравья не было значительным, последние находились в фитоценотическом подчинении у сеяных видов. В первый год пользования наиболее продуктивныуи оказались второй и третий типы микрогруппировок, на второй год - первый и третий. На третий год пользования, благодаря лисохвосту - растение с длительным онтогенезом, наибольшую фитомассу образовала микрогруппировка первого типа.

Получить представление о структуре "шахматного" агроценоза можно по данным таблицы 5.

В первый год использования в горизонтальной структуре сообщества в соответствии со способом размещения элементов мозаики сформировались микрогруппировки четырех типов. Микрогруппировки каждого типа занимали равную площадь, но отличались по заданному видовому составу и показателям обилия каждого вида, а следовательно и по продуктивности. В каждом типе микрогруппировсж менялось количественное соотношение

Таблица 4. Основные показатели обилия видов и их разногодичная динамика в "перекрестном" агроценозе

масса проективное

ВИД г/м~ покрытие, X

1933 1994 1995 1993 1994 1995

1 тип шшрогрупгшровок

Лисохвост луговой 318.8 915.1 424.0 30.0 60.0 80.0

Тимофеевка луговая 98.8 110.3 112.0 3.0 2.0 20.0

Клевер гибридный 91.6 63.8 43.0 2.0 3.0 20.0

Клевер ползучий 226.8 280.2 40.0 24.0 35.0 5.0

Сумма 736.0 1369.4 1264.1 59.0 100.0 100.0

несеяные виды 170.0 28.7 3.6 - - -

2 тип микрогруппировок

Овсяница луговая 42.8 220.5 62.9 1.0 11.0 30.0

Райграс пастбищный 465.9 94.1 64.0 43.0 7.0 16.0

Лкцерка посевная 172.7 158.5 30.2 6.0 17.0 25.0

Клевер луговой 543.9 226.9 1.6 11.0 8.0 1.0

Сумма 1225.3 700.0 273.0 61.0 43.0 72.0

несеяные виды 212.4 799.0 26.4 - - -

3 тип мккрсгрушшрово.к

Лисохвост луговой 84.4 287.3 182.3 5.0 8.0 20.0

Тимофеевка лугсвая 34.4 202.4 39.4 0.5 7.0 10.0

Клевер гибридный 78.5 116.2 12.0 1.5 5.0 5,0

Клевер ползучий 227.9 219.4 48.6 30.0 25.0 10.0

Овсяница луговая 33.1 184.9 1.2 1.0 7.0 2.0

Райграс пастбищный • 438.0 74.0 11.0 28.0 7.0 10.0

Лицерна посевная 253.1 37.2 26.0 14.0 8.0 10.0

Клевер луговой 79.3 128.6 6.9 2.5 7.0 5.0

Сумма 1238.7 1250.0 327.4 82.5 74.0 72.0

несеяные вида

Таблица 5. Структура "шахматного" агроценоза и ее динамика

масса проективное

вид г/м~ покрытие, , z

1993 1994 1995 1993 1994 1995

1 тип микрогруппировок

Клевер гибридный 2642.3 308.2 768.8 94.0 21.0 50.0

Тимофеевка луговая 75.5 803.6 631.0 6.0 66.0 40.0

Козлятник восточный выпал в год посева

Сумма 2717.8 1111.8 1399.8 100.0 87.0 90.0

несеяные веды 114.0 639.8 292.0 - - -

2 тип микрогруппировок

Люцерна посевная 299.5 701.3 822.6 26.0 65.0 70.0

Овсяница луговая 58.8 245.5 38.8 8.0 36.0 30.0

Райграс пастбищный 1214.5 180.5 202.0 80.0 15.0 10.0

Сумма 1572.8 1127.3 1063.4 100.0 100.0 100.0

несеяные виды 29.5 126.4 842.0 - - -

3 тип микрогруппировок

Клевер ползучий 454.6 52.0 428.4 62.0 19.0 50.0

Райграс пастбищный 797.1 151.5 339.2 75.0 31.0 30.0

Лисохвост луговой 81.1 635.6 362.8 5.0 60.0 20.0

Сумка 1332.8 839.1 1130.4 100.0 100.0 100.0

несеяные виды 26.6 126.6 370.4 - - -

4 тип микрогруппировок

Клевер луговой 199.4 69.5 669.4 12.5 16.0 30.0

Райграс пастбищный 1099.5 395.5 423.0 81.3 55.0 60.0

Козлятник восточный выпал в год посева

Сумма 1208.9 465.4 1092.4 93.8 71.0 ,90.0

несеяные виды

иеяру кгзамг. В результате чзго происходила факггузщютш сыена доккнгетоз сообщества в целой.

Сконструированный агроцэноз практически не дал возможности внедриться, сорио-полевому разнотравья, все экологические ниши были заняты сеяными видами. В первой ыинрогруппи-розке в начале господствовал клевер гибридный, в последующее второй и третий год пользования поделил свои фитоцеиотичес-!сум роль с тимофеевкой луговой. Во второй юярогруппировке в первый год пользования преобладающим видом был райграс пастбищный, в дальнейшем со снижением его роли, в травостое начинает возрастать долевое участие люцерны посевной, появляются несеяние злаки. Третья микрогруппировка представлена клевером ползучим и райграсом пастбищным, последний к третьему году жизни уступает место лисохвосту луговому. Четвертая микрогруппкровка была представлена райграсом пастбищным и клевером луговым, долевое участие последнего возросло к третьему году пользования, здесь также имело место внедрение несеяных злаков.

Как видно из сравнения данных таблиц 2 и 5 мозаичный агроценоз, сконструированный методом шахматного посева позволил сформировать многокомпонентный травостой, в котором почти каддой вид находит для себя возможность использовать представленные ему ресурсы (свет, снижение конкуренции и т.д.), благодаря временно-динамической структуре, проявить свои потенциальные возможности и принять участие в строение и бнешродукцнснном процессе сообщества.

Формирование и динамика структуры созданных агрофитоце-нозов происходили в результате совокупного действия абиотических (погодких условий), биотических (эколого-бкологичес-кие свойства сеяных и несеяных видов, продолжительность из онтогенеза, взалиоотиоиения между видами, влияние фитоцено-тической среды и т.д.), антропогенных факторов (способ размещения сеяных видов при посеве, укосное использование травостоев). В диссертации рассматривается влияние этих факторов на структуру каждого агроценоза.

4.2. Продукгггвность мозаичных агрофитоценозов.

Проанализированы параметры биопродукционного процесса (проективное н истинное покрытие, число кустов н побегов на

еддашцэ площади, фитомосса с едищщы плсдади, урожайность аг-родекозов). В таблице 6. приведена урожайность созданные ;;о-заячшк $нтоцеиозоз. Учитывая, что негодный вадовой состав и норма высева травосмесей во всех вариантах были одашаковы®, можно сделать вывод о влиянии способа размещения видов при посеве на структуру и урожайность. Самый оптимальный способ размещения видов - "шахматный".

Таблица 8. Урожайность различных мозаз!Чных атроценозов за три года пользования (т/га)

Вариант 1993 1994 1995 Среднее 1,бобовых X,несеяных

растений вздов

Шахматный 17.6 11.7 17.3 15.5 38.0 4.0

Перекрестный 11.7 14.5 7.8 11.3 33.3 12.0

Совместный 13.3 13.6 7.7 11.5 27.0 21.0

Полосной или

Чистый 9.1 14.4 15.0 12.8 13.7 66.6

4.3. Динамические процессы в'мозаичных агроценозаз

В проведенном исследовании основное внимание было уделено пространственному размещении ммфогруппкровок, изучении динамики всех показателей обилия слагающих агроцевоз видов. Рассмотрено соотношение понятии "устойчивость" и "динамичность" сообществ. Мы разделяем взгляды на устойчивость как одно >13 существенных свойств биологических систем, которая рассматривается как внутренняя способность система оставаться в состоянии, близком к равновесии или возвращаться к нему после нарушения (ОНапя, 1975; Сшфижев, Логофет, 1378; Жукова, Заугольнова, 1985). Сохранение целостности же системы обеспечивается благодаря ее изменчивости в определенных пределах, т.е. устойчивость базируется на структурно-дккадачэс-

кой основе видового разнообразия (Вараяова, 1989). Установлена сиена доминантов в пространстве и времени.

В диссертации рассматриваются динамические процессы, протекающие в агроценозах и в из составных частях - юдарог-руппировках, в увязке с онтогенезом сеяных видов, их фнтоце-нотической значимостью и взаимоотношениями.

4.4. Фитоценотическая роль сеяных видоз в различных мозаичных агроценозах

Анализ динамических процессов в созданных четырех типах мозаичных агрофитоценозов показал, что в ходе формирования их структуры роль сеяных видов (и соответственно их агроце-нопопуляций) изменяется, т.е. изменяется их поведение. Термин "поведение" мы вслед за Т.А.Работновим (1975), 0.В.Смирновой (1980, 1985) понимаем как синоним "стратегии гстз'Ш вл-дз".

В работе рассматривается поведение каждого сеяного вида в различных агроценозах. В целом же наиболее благоприятная фитоценотическая обстановка сложилась в "шахматном" агроце-иозе, где имело место снижение конкуренции благодаря мозаичному размещен)!.") видового состава, благоприятствующему оптимальному использованию ресурсов и совокупному проявлению высокого уровня биопродукционного процесса.

При совместном способе посева из 9-ти видов практически в течение 4 лет жизни в роли доминирующих выступали 2-3 вида, остальные были угнетены, их ф.ггсценоткческая роль з сообществе была не значительна.

При мозаичном размещении снимется конкуренция между компонентами и каждый вид имеет возможность проявить свою фитоцекотаческу» значимость в сообществе, делая его более пзлночяенным и стабильным. Снижается угнетающее злшшиэ злаковой с;я:узки, благодаря значительному долевому учасяет бобовых (до 40 7.), травостой, начиная с первого года, в течение 3 лет пользования является более полноценным. Шахматный способ посева позволяет использовать его на год раньше, чем при высеве травосмеси обычным способом.

вывода

1. Изучение структуры фитоценозов, созданных различным способом размещения одного и того же числа видов по площади фитоценоза, выявило возможность принципиально нового подхода к конструировании луговых агрофитоценозов на структурно-динамической основе.

2. Комплексное сообщество, созданное путем высева каждого компонента в чистом виде при полосном посеве не было конкурентоспособным и практически в течение 4 лет жизни все сеяные бнды, за исключением райграса пастбищного, находились в фитоценотической соподчинениям синузии сорняков. В первые годы жизни травостой бил в стадии бурьякистого перелога, в дальнейшем наблюдалось внедрение луговых элементов. Долевое участие несенных вкдэе составляло 65-70 %.

3. При совместном посеве всех видов (9-ти компонентная травосмесь) снижается долевое участке сорняков, хотя их см-нузия в течение первых лет к-гзни сообщества образовав I верхний ярус, задержала развитие сеиних задав лшь к третьему году травостой освобоадаегся от сорняков. Многокомпонентная травосмесь не перспективна, т.к. «из б видов значительную фктокассу по годам использования дали 1-3 вида. Слабо были представлены динамические процессы. Прослеживается лишь смена райграса пастбидного лисохвостом луговым и клевером гибридным, остальные виды были подавлены и не играли значительной роли в структуре сообщества и биопродукционном процессе. Составлять сложные травосмеси при существующем способе посева практически не имеет смысла, травосмесь должна быть малокомпонентнон.

4. При перекрестном способе посева с образованием трех типов минрогруппировок уж в первый год пользования формируется мозаичный травостой заданной структуры. Долевое участие сорно-полевого разнотравья с первого года пользования не еы-ше 5 1. Наблюдается смена лидирующие видов по микрогрупян-ровкам и соответственно доминантов травостоя. . В структуре сообщества принимали участие все сеяные виды, изменяя свое обилие по годам в увязке с онтогенезом растений. Травостой был многокомпонентным и ко второму году жизни пригоден к использованию (летний посев 1992 года и летний учет 1994 го-

да). Способом перекрестного посева на год ускоряли срок хозяйственного использования многокомпонентной травосмеси, т.к. снижаем конкуренции между сеяными видами за счет размещения на площади агрофитоценоза. Травостой в течение 3 лет пользования оставался многокомпонентным.

5. Преимущество "шахматного" размещения видов перед другими состоит в том, что по горизонтали, благодаря предложенному способу посева, виды группируюМя по 2-3 в микрогруппировки и тем самым в многокомпонентном мозаичном травостое снижается конкуренция. Многокомпонентность увеличивает адаптационные возможности сообщества в целом и помогает ему приспосабливаться к меняющимся условиям среды. Созданный аг-рофитоценоз включает виды разной сезонной ритмики (раннеспелые, среднеспелые, позднеспелые) и с различной длительностью онтогенеза от малолетних (райграс пастбищный, клевер луговой, клевер гибридный) до долголетних (лисозвост луговой, клевер ползучий). Благодаря такому сочетаюга компонентов, однократным залужением участок может быть использован до 10 лет и более. Этот способ создания луговых агрофитоценозсв можно рекомендовать производству.

Фитоценотические отношения при аахматном способе посева позволили к первому году пользования сконструировать травостой с заданным видовых составом, благоприятствующим благодаря мозаичному размещению биопродукционному процессу каждого компонента травостоя. Наблюдалась четкая динамика'смени до-минантов по годам пользования в соответствии с их онтогенезом. Все экологические ниш были заняты сеяными видами, долевое участие соряо-полевого разнотравья не значительно.

Список работ, опубликованных по теме диссертации:

1. Шаракова B.C., Мухамед Камель Ахмед. Влияние способа посева на структуру и продуктивность луговых фнтоценозов. -Тезисы докладов к международной научно-производственной конференции преподавателей, научных сотрудников и аспирантов "Современные проблемы и перспективы растениеводства и животноводства'.'.- Новгород, январь 1994. с.19-20.

2. Шарапова B.C., Мазин A.M., Мухамед Камель Ахмед. Структурная организация луговых агрофитоцекозов. - Тезисн докладов XXXI иедвузовской научно-практической конференции

"Наука и передовой опыт в сельскохозяйственное производство i учебный процесс".- Великие Луки, март 1994. с. 55-56.

3. Шарашова B.C., Мухамед Камель Ахмед. Конструирование устойчиво продуктивных лугоЕых травостоев методом мозаичного посева. // Тезисы докладов международной научной конференции преподавателей, научных сотрудников и аспирантов "К 100-летаю научного луговодства России: Современные проблемы и перспективы лугового кормопроизводства". Новгород, 1995, с. 40-41