Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Химический состав и питательная ценность луговых растений долины реки Киренги (Западный участок БАМ)

ВАК РФ 03.00.05, Ботаника

Автореферат диссертации по теме "Химический состав и питательная ценность луговых растений долины реки Киренги (Западный участок БАМ)"

0 2 3

АКАДЕМИЯ НАУК СССР Ордена Ленина Сибирское отделение Центральный сибирский ботаклческий сад

на правах рукописи Вайцеховская Евгения Романовна

УДК 581.192

ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ И ПИТАТЕЛЬНАЯ ЦЕННОСТЬ ЛУГОВЫХ РАСТЕНИЙ ДОЛИНЫ РЕКИ КИРЕНГИ (ЗАПАДНЫМ УЧАСТОК БАМ)

03.00.05 - Ботаника

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Новосибирск, 1991

Работа выполнена в Сибирском институте физиологии и биохимии, растений СО АН СССР

Научный руководитель - кандидат биологических наук, доцент

Официальные оппоненты - доктор биологических наук

Г.Д.Дымина - доктор сельскохозяйственных наук Б.А.Скуковский

Ведущее учреждение - Томский государственный университет

Защита состоится "Ду^" tye&jpGLAdl1992 г. в /Р часов на заседании специализированного совета Д 002.90.01 по защите диссертаций на соискание ученой степени доктора наук при Центральном Сибирском ботаническом саде СО АН СССР.

630090, Новосибирск, 90, Золотодолинская, 101.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Центрального Сибирского ботанического сада СО АН СССР.

М.В.Фролова

Автореферат

Ученый секретарь специализированного совета кандидат биологических наук

Э.А.Ершова

. ."" з ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

льность проблемы. В связи с интенсивным промышленным

территории и создание кормовой базы животноводства, что невозможно без рационального использования природных лугов источника дешевого и богатого белком и минеральными веществами корма. Изучение естественных лугов даст возможность определить потенциал конкретного местообитания, а также выявить наиболее продуктивные и ценные вида кормовых растений, перспективные для создания искусственных лугов с использованием местных популяций.

Питательная ценность растений определяется по химическому составу, который является систематическим признаком (Вернадский, 1960; Виноградов, 1962). Наряду с систематическими различиями в химическом составе имеют место экологические (Титлянова, 1972), включающие различия, связанные с изменением местообитания (Ковалевский, 1969); возрастные, зависящие от фазы вегетации, и различия, обусловленные изменением метеоусловий и способом использования.

Цель исследований: выявление закономерностей формирования элементного химического состава луговых растений долины реки Киренги в зависимости от природных и антропогенных факторов для оптимального использования и охраны луговых сообществ Западного участка БАМ.

Для доЬтижения цели исследований решались следущие задачи.

1. Изучение- изменений содержания химических веществ в ботанических группах растений в зависимости от условий экотопа;

2. Выявление видовых особенностей химического состава луговых растений, слагающих ценоз, а также сезонной динамики содержания веществ;

3. Определение особенностей химического состава луговых растений при антропогенном использовании;

4. Изучение влияния погодных условий на химический ?остаь луговых растений.

Научная ноЕИзна. Впервые дана характеристика химического состава и питательной ценности ассоциаций луговых растений долины р.Киренги. В работе приводится обширный экспериченталып"4 материал по изучению химического состава надземной и подъемней части отдельных видов растений. Особое внимание уделено влиянию выпаса на

Западного участка БАМ необходимо сельскохозяйственное

содержание элементов. первого минимума и показателей питательной ценности.

Защищаемые положения

1. Взаимосвязь и динамические тенденции химического состава, питательности луговых растений и гидротермических условий на Западном участке БАМ,

2. Различия в содержании химических веществ в надземной и подземной частях луговых растений, обусловленные особенностями их развития и функционирования,

3. Специфика химического состава и питательности луговых растений региона при заповедном рекиме и выпасе как результат их адаптации к экологическим условиям.

Практическое значение. Результаты исследований могут быть использованы при разработке системы оптимизации експлуатации лугов, при определении наиболее благоприятных сроков их использования, при прогнозировании качественных изменений кормов в зависимости от погодных особенностей и антропогенного воздействия, а также для создания высокопродуктивных луговых ценозов с использованием местных популяций кормовых растений.

Апробация работы. Основные результаты докладывались и обсуждались на научных семинарах группы экспериментальной вкологии растений СИФИБР СО АН СССР, на Х1У конференции научной молодежи Института (1984), на областной научно-практической конференции "Молодежь - XI пятилетке" (1986), на I, II, III региональных конференциях "Пути повышения эффективности сельскохозяйственного производства Восточной Сибири" (Красноярск, 1985, 1987, 1990), I научной сессии СИФИБР СО АН СССР (1988), III региональной конференции "Биологические ресурсы и проблемы екологии Сибири" (Улан-Удэ, 1990), на меклабораторном семинаре СИФИБР СО АН СССР (1990). Материалы представлялись на региональное координационное совещание по программе "Корм.," (Новосибирск, 1988), на III Всесоюзную конференцию "Проблемы экологии Прибайкалья" (Иркутск, 1988), на VII конференцию молодых ученых ВУЗов Иркутской области (ИГУ, 1989).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 13 работ и 3 сданы в печать.

Структура и объем работы. Работа состоит из введения, 6 глав, заключения, выводов, рекомендаций и списка литературы, содержащего

285 источников, из них 86 иностранных. Диссертация изложена на 152 страницах машинописного текста, содержит 34 табл. и 7 рис.

ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

В работе изложены результаты детально-маршрутных и стационарных исследований. Детально-маршрутные исследования на 470-километровом участке долины р.Киренги проведены в 1984- 1988 гг. Характеристика химического состава и кормовой ценности лугового травостоя долины р.Киренги дана на основе классификации по методу Браун-Бланке, выполненной С.Ю.Тукилиным (1988, 1990). Пойменные луга долины р.Киренги относятся к классу глшсофитных пойменных лугов ■ (Mollnlo-Arrhenatheretea)¡ трех порядков Moltnietalla, Arrhenatheretalta, Galletalia veri, для краткости в тексте называемых соответственно сырые, влажные и сухие луга. Каждый порядок подразделяется на ассоциации, которые отражают характер влагообеспеченности и представляют экологический ряд от низинных крупноосоковых лугов проточного увлахзшния до остепненных богаторазнотравных лугов.

Порядок Moltnietalla

1. Ассоциация Alopecuro pratensae - Cartcetw acutae Tu2ilin 1988- сообщества низинных лугов проточного увлажнения резкопеременного водного режима, занимающие низкие участки поймы. По доминантной классификации ассоциация соответствует классу формаций болотистых лугов. Доминантные виды: Carex acuta, Alopecurus pratemia, Caltha palustria.

2. Ассоциация Calamagroato langsdorffli - Carlcetum caespitosae TuSilin 1988, к которой относятся луга более устойчивого увлажнения застойного характера, занимающие глубокие мекгривные понижения центральной и притеррасной части поймы, часто закочкаренные. По доминантной классификации их следует отнести к классам формаций болотистых и торфянистых лугов. Преобладают виды, отраженные в названии, а также Filipéndula ulmaria, Thalictrvm sparsiflorwn.

Порядок Arrhenatheretalla по доминантной классификации соответствует классам формаций настоящих, торфянистых и 5олотистых лугов.

3. Ассоциация Cariceto .caespitosae - Festucetum pratensle Tubi1in 1988 объединяет сообщества, переходные от сырых к

нормальным по увлажнению, занимающие пересыхающие неглубокие межгривные понижения, а также сообщества, имеющие слабую степень засоления. Доминируют гигромезофиты ¡ Garex caeзрПоза, Caltha рalustris, Carex aouta.

4. Ассоциация Flllpendulo ulmarlae - Festucetvm preteríais Tuáilin 1988 - занимает средние по условиям увлажнения, выравненные участки поймы. Сообщества имеют широкий набор доминантой, среди которых: Festuca pratensts, Elytrigla герепз, Trifollvm pratense, Achlllea aslattca, Sanguisorba officlnalie.

Порядок Gal letal la veri в доминантной классификации соответствует формациям настоящих и оотепненных лугов.

5. Ассоциация Alopecuro praterwae - Fillpenduletwi palmatae Tu2ilin1988 представляет сообщества местообитаний, переходных от нормально увлажненных к сухим» режим увлажнения остропеременный, что позволяет сочетаться в одном сообществе различным видам: от Carex aouta до Trlfollum luplnaster.

6. Ассоциация Phlomo tuberoeae - Poetwi angustlfollae Tu¿ilin 1988 объединяет сообщества остепненных лугов, испытывающих недостаток влаги. Занимают повышенные и выравненные участки долины и вершин грив в низовьях и средней ее части , не затопляются в половодье. В богаторазнотравных сообществах преобладают Brachypodiwi plnmtum, Heraolevm dlsseatum, Hellctotrlhon scMlllanm, Fhlomis tuberosa, Folygala hybrlóa.

Для изучения динамики химического состава, влияния выпаса на накопление питательных "веществ на стационаре, расположенном в долине р.Киренги близ с.Казачинское, проведены исследования на постоянных площадках. Заповедный и пастбищный участки представляют собой луг с овсяницей асс.Flllpendulo ulmarlae - Festucetum pratensls, пастбищный участок подвергался бессистемному выпасу.

На стационарных площадках и при маршрутных исследованиях брались пробы почв и растений по ботаническим группам из укосов (Ларин, 1969), пробы отдельных видов растений (надземной и подземной части) формировались из 15-20 особей (Ермаков и др.,1952).

Для проведения химических анализов использовались традиционные метода, которые могут bi .полня- -,ся в полевых условиях и дают возможность получать массовый материал (Ермаков и др., 1952; Петербург«« ', 1963; Плешков, 1968; Разумов, 1982, 1986 и др.)

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИИ Содержание азота, фосфора, калия в фитоыассе луговых сообществ долины р.К.хренги Химический состав - одна из важнейших характеристик качества луговых растений, в значительной степени отражающая особенности условий местообитания. В травоотое растительных сообществ больше всего накапливается азота и калия. Так как эти элементы, а также фосфор, оказываются лимитирующими в процессе роста растений и являются наиболее мобильными и значимыми в физиологических процессах (Т1Л1уапоуа et а1., 1979), в травостое изучаются именно они.

Растения группы бобовых выделяются высоким содержанием азота, которое максимально в асс. сырых и влажных лугов, минимально на сухих лугах асс,6 (табл.1).

Таблица I

Содержание азота, фосфора, калия в ботанических группах растений различных ассоциаций лугов долины р.Киренги, % абс.сух.массы

Ботаническая Порядок

группа Molintetalta' Arrhenatheretalla Galletalta veri

Порядковый номер ассоциации

12 3 4 6-6

Азот

Злаки 1,42 1,12 1,55 1,04 1,14 1,10

Осоки 1,85 1,03 1,37 1,05 1,36 1,13

Бобовые г,16 2,50 2,43 2,05 2,18 2,04

Разнотравье 1,85 1,88 1,75 1,68 1,82 1,60

Фосфор

Злаки 0,17 0,20 0,17 0,15 0,14 0,13

Осоки 0,24 0,19 0,13 0,11 0,15 0,11

Бобовые 0,22 0,17 0,20 0,18 0,18 0,18

Разнотравье 0,24 0,29 0,24 0,17 0,20 0,18

Калий

Злаки 0,97 1,21 1,46 1,15 1,31 1,25

Осоки 1,27 1,11 1,85 1,24 1,43 1,29

Бобовые 0,91 0,78 0,73 1,00 1,20 1,18

Разнотравье 1,17 1,23 1,61 1,59 1,37 1,76

Значительное количество азота концентрируется в группе разнотравья, максимум также выявлен на сырых лугах, а минимум на сухих асс.6 (Phlomo tuberosas - Poetvm angustifoliae), В группе злаков высокие содержания азота отмечаются на сырых лугах acc.I (Alopecuro pratensae - Caricetum acutas) и влажных асс.З (Carlceto caeapitosae

- Pestucetvm pratensis), низкие - в асс.4 (Filipéndula ulmariae -Featucetvm pratensis) и 6.

Высокий уровень содержания фосфора отмечен у растений группы разнотравья, далее следуют бобовые, осоки и злаки. Наиболее обогащены фосфором растения увлажненных местообитаний: сырых лугов acc.I (Alopecuro pratensae - Caricetvm acutae), где наблюдается максимум у осок и бобовых, или 2 (Calamagrosto langsdorffli -Caricetvm caespitosae) (злаки, разнотравье). С уменьшением влагообеспеченности содержание фосфора снижается, что особенно четко прослеживается в группе злаков.

Уровень содержания калия наиболее высок у осок и разнотравья, ниже у злаков и бобовых. Максимальное содержание калия у бобовых и разнотравья выявлено на сухих лугах, минимальное - на сырых? в группах осок и злаков наиболее оптимальны для накопления калия влажные условия, а менее -сырые луга.

Таким образом, наиболее обогащены фосфором и азотом растения ассоциаций сырых или влажных лугов, калием - сухих или влажных.

Содержание минеральных веществ в растениях ботанических групп разных ассоциаций связано с изменением видового состава. Группу злаков ассоциаций Alopecuro pratensae - Caricetum acutae, Caljmagrosto langsdorffli - Caricetum caespitosae, Carlceto caespitosae - Festucetvm pratensis составляют растения с высокой долей листьев: Alopecurus pratensis. Festuca pratensis, Elytrlgla repens, в которых концентрируется много азота и фосфора. С уменьшением влагообеспеченности количество их снижается, доминирующая роль переходит к Brachypodlum plnnatum, Роа angustifolla, Elyrmis mutabllls, которые рано грубеют и быстро становятся малоценными. Другую ценозообразующую группу разнотравье - в асс. сырых лугов представляют крупнолистные растения - Filipéndula ulmarla, Thallctrum. sparslflorum, содержащие большое количество минеральных веществ; в асс.Flllpendulo ulmariae

- Festucetum pratensis и Phlomo tuberosae - Poetum angustifoliae много мллоп"нных видов: Potent lila anserlna, Plantago wajor, Rumex

thyralflorua, из-за которых концентрация азота и фосфора в группе невелика.

Содержание минеральных элементов в надземной биомассе в единице площади - функция продуктивноctj' фитоценоза, и химического состава растений, слагающих цоноз. Вынос азота регулируется злаками из-за большого количества фитомассы и бобовыми в связи с высокой концентрацией азота в них, в выносе калия велика роль злаков и разнотравья, представители которых отличаются его повышенным содержанием. Запасы фосфора зависят от злаков, составляющих более половины фитомассы, и разнотравья, которое характеризуется повышенной концентрацией отого элемента.

Растения порядка üoltnletalla, которые наиболее обогащены азотом и фосфором и наиболее продуктивны, выносят максимальное количество азота, фосфора и калия, растения сухих лугов -минимальное (рис.1). Зависимость увеличения количества минеральных веществ с увеличением влагообеспеченности сообщества от сухих к сырым лугам, которая прослеживается в долине р.Киренги, выявлена в луговых сообществах Чехословакии (Rychnowskk, 1972).

кг/га

кх

В"

а» н»

Ассоциации

Рис.1. Вынос азота (I), фосфора (2), калия (3) надзен^. частью растений различных ассоциаций лугов долины р.Киренги, к г/г-:.

Изменение химического состава луговых растений долины реки Киренги в зависимости от фазы вегетации

Запас минеральных элементов в травянистом сообществе сильно изменяется в зависимости от его видового состава, поэтому для полной характеристики лугового ценоза важно знать не только содержание веществ ботанических групп растений, но и химический состав отдельных видов.

При изучении минерального обмена как составляющей продукционного процесса необходим онтогенетический подход, позволяющий проследить изменение химических веществ в процессе индивидуального развития растений. Варьирование концентрации химического елемента определяется направленностью и интенсивностью потока его в системе почва-растение и связано с возрастом, фазой развития и физиологическим состоянием растения (Титлянова, 1976).

На рис.2 приведена динамика азота, фосфора, калия в трех из 24 изученных детально видов, представляющих различные ботанические группы растений. Наибольшее содержание веществ отмечено в начале вегетации. К цветению за счет быстрого прироста фитомассы -"эффекта разбавления" - происходило снижение концентрации. После цветения у одних растений содержание веществ снижалось, у других -увеличивалось. Если уменьшение связано с оттоком веществ в корни, то увеличение обусловлено образованием новых листьев, а также молодых побегов второй генерации растений.

Основная масса азота, фосфора, калия на любой стадии развития рас.вний концентрировалась в листьях и с уменьшением их доли снижалась. Долей листьев объясняется менее резкая вариабельность веществ в розеточных растениях. Содержание калия изменялось меньше, чем азота и фосфора, так как калий, играющий существенную роль в передвижении пластических веществ, накапливается и в стеблях, в то время как азот и фосфор сосредоточиваются в молодых листьях и проростках, где наиболее активно происходят ростовые процессы.

Важным звено'", осуществляющим биологический поток в экосистемах, являются корни, в которых аккумулируется наибольшее количество питательных веществ. Химический состав подземной части луговых растений изучается редко, а по видам обычно не дифференцируется. По результатам исследований в долине р.Киренги подземная м^сса луговых растений в 2 - 3 раза больше надземной. Содержание азота, фосфора, калия в подземной части в 1,5 - 3 раза

V

| X

Elytrigia тервпв

а

н»

и»

й

г Й -

2

Trifolium lupinazter

Carum earvi

с».

N

N 1

£

И

/ '/ У / '/ / V h~tV

I

31. Oi'

s zoi

I4.cs

apc<u

3

Рис.2. Дин.-мигса содержания азота (I), фосфора (2), калия (3) в луговых растениях долины реки Киренги, F6

меньше, чем в надземной. В период активного роота надземной части -от периода отрастания до ' конца июля - происходит поступление веществ из корневой системы, что подтверждалось снижением содержания веществ в корнях. Во второй половине вегетации в связи о оттоком пластических • веществ из стареющих надземных органов и поступлением их из почвы азот, фосфор, калий аккумулировались в корнях, возрастала насыщенность тканой этими веществами (рис-2). Влияние погодных условий на химический состав луговых растений На росте и развитии луговых растений отражаются погодные условия, в зависимости от которых варьируют запасы фитомассы, величина ее прироста, а также химический состав (Работнов, 1955; Алексеенко, 1967 и др.). Известно, что разногодичные изменения зольного состава и азота зеленой массы выражены олабее, чем сезонные, что обусловлено устойчивостью флористичеокого состава сообщества. Максимальные запасы азота и зольных элементов отмечаются в более влажные годы (Друзина, 1978), концентрация азота (протеина) выше в сухие годы (Гулинова, 1982} Плешков, 1987 и др.).

За годы наблюдений самым влажным (оумма осадков за вегетационный период 414 мм) и одним из самых холодных (сумма среднемесячных температур за вегетационный период 58,6* ) был 1988

Таблица 2

Содержание азота в луговых растениях долины р.Киренги в зависимости от погодных условий, % абс.сух.массы

Вид растения Среднее Годы исследований Вариабель-

многолэтнее 1984 1988 ность

Agrostis gigantea 0,86+0,24 1,20 - 48

Elytrigia repens 0,97+0,11 1,35 1,09 23

Festuca pratensis 0,82+0,13 0,95 0,58 32

Trifoliim lupina3ter 1,86+0,26 2,14 • 1,60 20

Tr. repens 2,62+0,19 4,70 1,90 15

Tr. pratense 1,82+0,10 2,14 1,61 10

Achillea asiatioa I,34+<?,28 1,70 1,58 36

Carum carvi i;97+0,2I 0,82 2,19 21

Galium boreale 0,93+0,34 1,78 0,47 63

Sanguisorba officinalis 1,42+0,09 2,20 1,31 II

год, а наиболее сухим и теплим - 1984 (соответственно 193 мм и 60,В сухой и теплый 1984 г. в растениях накапливалось больше азота, чем в холодный и влажный (табл.2), причем варьирование азота в разные годы у злаков было больше,чем у бобовых. Вынос азота (протеина) в 1984 г. составил 277 кг/га, в 1988- 243 кг/га. Таким образом, несмотря на то, что во влажные годы растения продуцировали большее количество фитомассы (31,7 ц/га), чем в сухие (27,8 ц/га), в теплый и сухой год травостой оказался качественнее.

Влияние выпаса на хшдичесшй состав растений

Хозяйственная деятельность человека влияет на изменение химического состава. Из всех видов антропогенного воздействия выпас является наиболее существенным и распространенным. Растительное сообщество под влиянием выпаса испытывает комплексное воздействие, причем в процесо антропогенной трансформации вовлекаются все стороны структуры и функционирования экосистемы. Пастбищное воздействие вызывает изменение почвенного покрова, видового состава, структуры травостоя (надземной и подземной части), изменяет цикл развития и возрастной состав популяции, резко сникает продуктивность и площадь ассимиляционной поверхности листьев.

BasaoiM направлением в изучении толерантности растений к выпасу являются физиолого-биохимическиэ исследования, позволяющие раскрыть внутренние механизмы отклика организмов на антропогенное воздействие. Частичная дефолиация улучшает освещение оставшейся части растения (Detling et al., 1979), что приводит к увеличению скорости фотосинтеза (Jameson, 1963), стимулирует побегообразование (Walter, 1985) и транспорт цитокигашов из корней, что ускоряет деление клеток в тканях и активизирует покоящиеся почки (Overbeek, 1966). Кроме того, происходит интенсивный отток пластических веществ к новым листьям за счет корней (Davidson et al., 1986; Culbenor et al., 1989), улучшается питание оставшейся части растения, из-за уменьшения транспирационной поверхности лучше сохраняется почвенная влага (McÑaughton, 1983).

Вопрос о содержании элементов первого минимума в растениях при пастбищном режиме мало исследован. На рис.3 представлена динамика азота, фосфора, калия у растений Festuca pratensts. В ответ на стравливание в надземной части накапливается больше азота и фэсфора, чем в заповедных условиях. Различия в содержании

¿роки

Рис.3. Динамика содержания азота (I), фосфора (2), калия (3) у Festuca pratensis на заповедном участке (I) и иа пастбище (2), %

минеральных елементов на пастбище и в заповедных условиях достоверны. При отчуждении происходит нарушение морфологических корреляций в системе целого растения, вследствие чего на первом этапе растения реагируют повышением интенсивности процессов в оставшихся листьях и усилением .образования новых ассимиляционных органов - молодых побегов, которые отличаются высоким содержанием азота и минеральных элементов.

Динамика содержания азота, фосфора и калия на пастбище сходна с динамикой в заповедных условиях: максимум обнаружен в период отрастания, в течение вегетации концентрация минеральных элементов снижалась, у некоторых растений (Elytrlgia repens, Sanguisorba Offlcinalls) перед уходом под снег содержание азота, незначительно увеличивалось.

Известно,что рост подземных органов при выпасе замедляется (Oswalt ét al., 1959), но данные о изменении химического состава отдельных видов отсутствуют. В течение вегетации в корнях

большинства пастбищных растений ниже содержание калия, а в первой ее половине выше концентрация азота,чем в заповедных условиях. На пастбище в содержании веществ в корнях такой четкой динамики, как в заповедных условиях (снижение содержания веществ в период активного роста и накопление к зиме) не выявлено (рис.З). Возможно, это происходит потому, что в связи с постоянным образованием новых листьев в пастбищных растениях наступление последующих фаз затягивается, что отражается на динамике веществ. Отток их из корней в надземную часть и накопление в корнях изменялось.

Питательная ценность луговых растений долины реки Киреиги и изменение ео под действием экологических условий

Особое место в определении хозяйственного потенциала пойменных лугов занимает изучение кормовых качеств как отдельных видов растений, формирующих сообщество, так и сообщества в целом. Отмечалось, что в растениях долины р.Киренги содержится меньше протеина, но больше клетчатки и зсира, чем в растениях других регионов страны (Королев, 1977, Зайцев и др., 1980 и др.).

В зависимости от влагообвспеченности сообщества кормовые качества растений ботанических групп изменяются.- Высоким содержанием протеина отличались растения лугов порядков HolInletalla и Arrhenatheretalta, много клетчатки обнаружено в растениях лугов порядка Galtetalla vert, наиболее высока зольность и содержание жира на лугах Hol inletal la. Самым сбалансированным кормом оказались растения асс.Cariceto caespltosae - Festucetvm pratensis, содержащие больше протеина и меньше клетчатки, а также имеющие высокое содержание кормовых единиц, наименее питателен травостой асс.Alopecuro pratensae - Fllipenduletum palmtae (табл.3).

Для полного представления о ценности луга применяются показатели, сочетающие качество травостоя с его количеством. Наибольшее количество протеина можно собрать на" сырых лугах асс.Calamagrosto langsdorffil - Carlcetwi caespltosae (¿00 кг/га), минимальное накапливают растения асс.Fhlomo tuJberosae - Poetwi angustlfollae (232 кг/га).

Питательные качества луговых растений в течение сезона не остаются постоянными. Для объективного суждения о кормовой ценности в любую фазу их рпзяития изучена динамика накопления и расходования

Таблица 3

Кормовая ценность ботанических групп луговых растений долины реки Киренги, % абс.сух.массы

Порядок

Moli^letalia Arrhenatheretalla Galletalia veri Ботаническая Порядковый номер ассоциации

группа 12 3 4 6 6

Протеин

Злаки 8,88 7,00 9,69 6,50 7,13 6,88

Осоки 11,56, 6,44 8,66 6,56 8,50 7,06

Бобовые 13,50 15,63 16,19 12,81 13,63 12,75

Разнотравье 11,56 11,76 10,94 10,50 11,38 10,00

Клетчатка

Злаки - 36,20 35,34 37,32 40,56 36,35

Осоки - 45,04 30,60 33,81 32,61 33,66

Бобовые - 36,64 26,76 37,24 . 41,92 33,65

Разнотравье - 33,85 27,84 32,62 41,72 33,51

Жир

Злаки - 3,14 2,93 2,96 2,83 2,78

Осоки - 2,62 2,76 3,64 1,95 2,60

Бобовые - 4,61 2,10 2,41 2,71 2,66

Разнотравье - 2,97 4,29 3,62 2,44 3,33

Зола

Злаки 13,83 7,62 8,17 7,78 8,00 7,99

Осоки 12,16 7,11 6,60 8,19 7,34 7,61

Бобовые - 6,01 'б,23 7,36 6,90 7,09

Разнотравье 19,07 8,00 10,76 12,29 9,40 9,72

веществ. С возрастом в растениях снижалось содержание протеина, в поздние сроки вегетации его содержание незначительно увеличивалось за счет образования новых листьев и побегов второй генерации.

Расход протеина сопровождался накоплением клетчатки, количество которой у всех видов растений за период вегетации возрастало более чем в два раза. Содержание жира у растений достигало максимума в период полной сформированное™ травостоя, золы - в период отрастания (рис.4).

Рис.4. Динамика протеина (I), клетчатки (2), жира (3) и золы (4) в луговых растениях долины реки Киренги, %

В процессе старения луговых растений их питательная ценность снижалась за счет уменьшения доли листьев, богатых протеином и минеральными веществами, и увеличения доли стеблей, содержащих много клетчатки. Известно, что цри старении растений белковы вещества пропитываются и инкрустируются клетчаткой, количество амидов уменьшается, протеин обезвоживается, в клетчатке возрастает доля лигнина; БЭВ б! ¡кируются клетчаткой (Клапп, 1961).

Выпас отражается на питательных качествах луговых растений. В пастбищных растениях обнаружено больше протеина и меньше клетчатки, чем в заповедных. У стравливаемых растений отмечено т£.кже снижение содержания жира во все сроки взятия образцов и золы в начале вегетации.

ВЫВОДЫ:

1. Химический состав и питательность луговых растеряй Западного участка БАМ в значительной степени определяются условиями года, особенно сезона вегетации. Наиболее четкая зависимость проявляется между содержанием протеина и гидротермическими условиями. В с,ухой и теплый сезон вегетации содержание протеина больше, чем во влажный и холодный.

2. Содержание азота и элементов минерального питания зависит от влагообеспеченности местообитания. При ее снижении в растениях уменьшается концентрация азота (протеина), фосфора и увеличивается содержание калия и клетчатки. В условиях достаточной влагообеспеченности луговые сообщества продуцируют большее количество азота (протеина), фосфора, калия и кормовых единиц.

3. Луговые растения Западного участка БАМ содержат меньше протеина, минеральных веществ, но больше жира и клетчатки, чем, растения этих же видов других регионов страны. При этом различия в крайних содержаниях азота и элементов минерального питания свидетельствуют о высокой пластичности и адаптационных возможностях многих видов луговых растений местных популяций.

4. Содержание азота и элементов минерального питания в течение сезона вегетации луговых растений уменьшается, а клетчатки возрастает. Увеличение содержания биологически активных веществ у ряда луговых растений в конце вегетации можно рассматривать как биохимическую адаптацию их к неблагоприятным условиям существования в зимний период.

5. В период активного роста надземной части луговых растений в подземной их части больше золы, но меньше азота, фосфора, калия, к осени в корнях наблюдается запасание веществ.

6. При антропогенном воздействии (выпасе) в надземной части луговых растений увеличивается содержание азота (протеина), фосфора, а клетчатки снижается. В подземной части уменьшается содержание фосфора, калия и увеличивается количество золы и азота (в начале сезона вегетации).

СПИСОК ОСНОВНЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Вайцеховская Е.Р. Кормовая ценность луговых растений// Экология лугов Западного участка зоны ВАМ / Отв.ред.: Саляев Р.К.- Новосибирск: Наука, 1986.- С.152 - 156.

2. Вайцеховская Е.Р. Химический состав луговых растений Западного участка БАМ// Опер, информац. материалы СИФИБР СО АН СССР.- Иркутск, 1987.- С.72 -.74.

3. Вайцеховская Е.Р., Фролова М.В. Изменение питательных качеств луговых растений под влиянием выпаса// Сиб. вестник с.-х. науки.- 1988.- N 6,- С.117 - 120.

4. Тужилин С.Ю., Вайцеховская Е.Р. Характеристика природных кормовых угодий поймы реки Киренги (Западный участок БАМ)// Сенокосы и пастбища Сибири.- Новосибирск: ВАСХНМЛ, 1989.- С.36 - 42.

5. Вайцеховская Е.Р. Влияние экологических факторов на кормовую ценность луговых .растений Предбайкальского участка зоны БАМ// Пути повышения эффективности е.- х. производства Восточной Сибири. Тезисы докладов III зональной научно-производственной конференции.- Красноярск, 1989.- C.II - 12.

6. Вайцеховская Е.Р. Природные кормовые ресурсы лугов долины р.Киренги// Биологические ресурсы и проблемы экологии Сибири. Тезисы докладов III региональной конференции. - Улан-Удэ, 1990. -С.6 - 7.

7. Вайцеховская Е.Р. Содержание минеральных элементов в биомассе луговых растений долины реки Киренги при различных способах использования// Экология.- 1990.- N 3. - С.75 - 77.

Подписано к печати TI.12.1991 г. Тирад 100. Закал 77 Ротапринт Институт»! географии СО АН СССР, Иркутск, 33.