Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Сорные растения во флоре Нижнего Поволжья

ВАК РФ 03.00.05, Ботаника

Автореферат диссертации по теме "Сорные растения во флоре Нижнего Поволжья"

Р Г 5 ОД 2 2 АПР 1996

На правах рукописи

БАГМЕТ Лариса Владимировна

СОРНЫЕ РАСТЕНИЯ ВО ФЛОРЕ

НИЖНЕГО ПОВОЛЖЬЯ (на примере Саратовской области)

Специальность: 03.00.05 — Ботаника

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 1995

Диссертация выполнена во Всероссийском научно-исследовательском институте растениеводства имени Н. И. Вавилова в 1992—1994 гг.

Научный руководитель — доктор биологических наук Т. Н. Ульянова.

Официальные оппоненты: Заслуженный деятель науки РФ, доктор биологических наук, профессор В. К. Пельменев; кандидат биологических наук В. И. Дорофеев.

Ведущее учреждение — Удмуртский государственный университет.

Защита диссертации состоится 16 мая 1996 г. в час. па засе-

дании Диссертационного совета Д 020.18.01 при Всероссийском научно-исследовательском институте растениеводства им. II. И. Вавилова по адресу: 190000, Санкт-Петербург, ул. Большая Морская, 44.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Всероссийского научно-исследовательского института растениеводства им. Н. И. Вавилова.

Автореферат разослан « 3 » апреля 1996 г.

Ученый секретарь

Диссертационного совета Б. С. Курловнч

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Саратовская область является одним из немногих районов России, где складываются благоприятные условия для выращивания твердой пшеницы. Однако, от засоренности посевов здесь ежегодно снижается урожай пшеницы и других зерновых культур на 1520%, а также ухудшается качество продукции. По изучению видового состава сорных растений области существуют лишь единичные работы 6070-летней давности, но и они посвящены только Заволжью. Территория же Саратовской области в целом и ее Правобережье в этом плане никогда не обследовались. В то же время видовой состав сорных растений области за последние десятилетия претерпел значительные изменения.

Цель и задачи исследования. Цель исследования заключалась в выявлении и разностороннем анализе видового состава сорных растений во флоре Саратовской области. Задачи исследования: 1. Проведение экспедиционных обследований на всей территории Саратовской области для выявления видового состава сегетальных растений в посевах основчых сельскохозяйственных (с/х) культур, а также рудеральных растений на вторичных местообитаниях. 2. Выявление наиболее злостных засорителей посевов основных с/х культур области. 3. Анализ изменений в видовом составе сорных растений Саратовской области за последние 70 лет. 4. Таксономический анализ сорных растений указанного региона. 5. Анализ жизненных форм выявленных видов сорных растений.

Научная новизна и практическая ценность работы. Нами впервые на всей территории Саратовской области выявлен видовой состав сегетальных Н рудеральных сорных растений и его изменения за последние 70 лет, а также основные засорители различных с/х культур. Сдельно 433 геоботанических описания посевов (181-в Заволжье, 252 - в Правобережье), Собрано около 1800 листов гербария, отражающего видовой состав сорных растений во флоре региона. Полученные данные являются научной основой № разработки эффективных мероприятий по борьбе с сорными растениями и для выделения из их числа дикорастущих родичей культурных (метений с целью их дальнейшей охраны.

Апробация работы. Основные результаты исследований доложены на научных конференциях аспирантов и молодых ученых, совещаниях отдела интродукции и систематики ВНИИР им. Н.И.Вавилова (1993 - 1995гг.), а также в пяти статьях.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 169 страницах машинописного текста. Работа состоит из введения, 6 глав, выводов и приложения, содержит 10 таблиц, 4 рисунка, 13 фотографы^

Список использованной литературы включает 277 наименований, в том числе 25 работ на иностранных языках.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Разнообразие природных условий Саратовской области выражено в том, что ее территория отнесена ботаниками, в основном, к двум флористическим районам: Правобережье - к Нижне-Донскому, Заволжье - к Заволжскому флористическому району; крайний юго-восток области (Заволжья) относится к третьему - Нижне-Волжскому району. Обследования засоренности посевов с/х культур проводились маршрутно-реког-носцировочным методом. Геоботаничгские описания проводились в период от начала цветения культурного растения до его уборки. Для учета засоренности выделялась площадка размером 10 х 10 м. Оценку обилия каждого вида сорного растения производили по пятибалльной шкале. Пункты маршрута были выбраны так, чтобы равномерно охватить обследованиями всю территорию области. Общая протяженность маршру га составила около 30 тыс. км.

В посевах твердой пшеницы и других яровых культур Заволжья сделано 94 геоботанических описания и зарегистрировано 77 видов сегетальных сорных растений. К наиболее злостным засорителям отнесены 13 видов, характеризующихся встречаемостью выше 25% и наибольшим обилием (Convolvulus arvensis, Cirsium arvense, Amaranthus blitoides, Amaranthus retroflexus, Chenopodium album). Очень незначительной встречаемостью и, низким обилием характеризуются 46 видов, которые являются редкими и единичными в посевах яровых зерновых культур.

В посевах озимых культур Заволжья сделано 30 геоботанических описаний, в результате которых зарегистрировано 75 видов сорных растений. В число наиболее злостных засорителей входит 15 видов, большая часть которых представлена зимующими малолетниками: Thlaspi arvense, Descurainia sophia, Fumaria vaillantii, Lappula patula и др. 25 видов сорных растений в посевах озимых встречались очень редко, с обилием, не превышающим балл I.

В посевах пропашных культур Заволжья сделано 22 геоботанических описания и обнаружено всего 40 видов сорных растений, из которых к наиболее люсгпьш засорителям отнесены 13 видов, 18 видов встречались реже (9-18%) и менее обильно (балл 1-2), девять видов характеризовались очень Незначительными встречаемостью и обилием.

J

Всего в посевах Заволжья зарегистрировано 118 видов сорных растений, относящихся к 84 родам, 25 семействам. Однако к наиболее злостным засорителям, отмеченным в посевах всех с/х культур Заволжья, относятся лишь 19 видов.

В посевах озимых культур Правобережья сделано 87 геоботанических описаний и зарегистрировано 111 видов сорных растений. К наиболее злостным засорителям отнесены 24 вида, из которых 12 являются озимыми и зимующими (Thlaspi arvense, Lappula patula, Descurainia sophia, Camelina rnicrocarpa, Viola arvense и др).

В посевах яровых культур Правобережья сделано 90 геоботанических описаний. При сравнении засоренности посевов яровых зерновых культур Правобережья и Заволжья выяснилось, что видовой состав сорных растений Правобережья по сравнению с Заволжьем расширился с 77 до 94 видов. Увеличилось также число основных засорителей до 22 видов. Очень незначительными встречаемостью и обилием характеризуются 47 видов сорных растений, которые не играют практически никакой рол:: в засорении, а также в снижении урожая яровых культур Правобережья.

В посевах пропашных культур Правобережья сделано 36 геоботанических описаний. Видовой состав сорных растений расширился здесь по сравнению с Заволжьем от 40 до 53 видов. К наиболее злостным засорителям отнесено 17 нидов, большинство из которых представлены яровыми поздними малолетниками (Amaranthus retroflexus, Amaranthus ' blitoides, Echinochloa crusgalli, Setaria glauca и др.).

Всего в посевах основных с/х культур Правобережья было зарегистрировано 150 видов сорных растений, относящихся к 112 родам, 30 семействам, к основным засорителям отнесен 31 вид.

Полученные данные показали, что в видовом составе сегетальных растений Правобережья и Заволжья имеются существенные различия. Многие виды сорных растений, распространенные в Заволжье, в основном, на рудеральных местообитаниях, в посевах Празобережья характеризовались довольно высокими встречаемостью и обилием. Значительное число видов, зарегистрированных в посевах с/х культур Правобережья, в заволжских районах не отмечались совсем (Galeopsis ladanum, Raphanus raphanistrum, Galium aparine, Buglobsoides arvensis. и др.). Это, в основном, типичные европейские виды сорных растений, характерные для более северных районов Поволжья.

Некоторые виды сорных растений, тяготеющие к засушливым местообитаниям и отмеченные нами ранее в посевах. Заволжья, в правобережных районах снизили встречаемость и обилие (Amaranthus

blitoiilcs, Avena fatua, Fumaria vaillantii и др.), а некоторые виды в посевах Правобережья не -были обнаружены совсем (Salicornia europaea, Corispermum decliiiatum, Panicum miliaceum, Polycnemum majus и др.).

Однако, следует отмстить, что, в целом, к наиболее злостным засорителям посевов, характерным для Заволжья и Правобережья относятся одни и те же виды. К ним следует отнести корнеотнры'сковые многолетники - Cirsium arvnse, Sonchus arvensis, Laetuca tatarica, Convolvulus arven.sis, Euphorbia waldsteinii, а также яровые малолетники -Fallopia coiivolvulus, Chenopodium album, Amaranthus retroflexus, Setaria glauca, Setaria viridis и др. В Заволжье к этому списку присоединяются Amarantlius blitoides и Avena faiua, а в Правобережье - Oaleopsis ladanum, Malva pusilla, Polygonum scabrum.

Сравнительный анализ результатов наших исследований и литературных данных показал, что в видовом составе сорных растении Саратовской области за последние 60-70 лет произошли значительные изменения, представленные в н.Ю выводов. Динамика видового состава сорных растений наблюдается как за счет изменения степени приспособленности тех или иных видов местной флоры к условиям произрастания в посевах, так и вследствие появления адвентивных видов.

Нами проанализирован таксономический состав сорных растений Саратовской области: ведущие 10 семейств включают 349 видов или 76,2% or всего видового состава (табл.1). Такой высокий суммарный процент незначительного, количества семейств, по мнению А.11. Голмачева (1974), свойствен • территориям с уксгрсмальными условиями развития растительною покрова. Саратовская область, практически не имеющая ненарушенных,' естественных местообитаний и характеризующаяся значительной континентальностью климата, в полной мере подходит под это определение. На долю остальных 33 семейсгв приходится 109. видов или 23,8% всего видового состава.

При проведении анализа жизненных форм сорных растений области мы руководствовались общепринятыми системами классификации А.В.Мальцева, В.В,Никитина и Раункиерд. Результаты этого анализа представлены в габл 2. Биологический спектр видового состава сорных растений по Раункиеру показывает преобладание среди них терофитов • 225 видов. К кржнофитам относи/ся 111 вид, к гемнкриитофнпш - 110 »идов, хамефнгам - 10 видов. Это подтверждает имеющиеся в литературе (Сафиуллин, 1971) сведения о том, что преобладание терофитов явлиося характерной чертой всех синаи тройных флор.

Таблица I. Ведущие семейства среди сорных растении Саратовской области

Сегетальные и рудералыгые растения Сегетальные растения

Ч исло % от Число % от

Семейсгва родов к 458 Семейства родоп и 182

видоп видов

I.Asleraseae 36- 83 18,1 I.Asteraseae 24 - 38 20,9

2. Ронсеае 28- 44 9,6 2.Bvassicaceae 17-20 11,0

3. Hrassicaceae 28- 43 9,1 З.РаЬисеае 9- 18 9,9

4. Chenopoduiceae 13- 35 7,6 4.Clienopodiaceae 7-14 7,7

5. Larniaccae 19- 34 7,4 5-Роасеае 10-12 6,6

6. Fabaceae 12- 32 6,9 6.Horagmace:ie 9-11 6,0

7. Caryopliyllaceae 14- 27 5,9 7.Polygonuci.ae 4- 10 5,5

>',. Boiaginaceae 11 - 1« 3,9 8.Lamiaceue 6- ¡0 5,5

9. Polygonaceae 4- 17 3,7 9.Caryophyl!uceae 6- 9 4,9

lO.Scrophuluriacctie 6- 13 3,5 lO.Apiaceae 4- 4 2,2

Прочие 33 ссм-ва 61 -109 23.Н Прочие 20сем-в 25-36 19,6

Ucero 232 -458 100,0 Всего 121 -182 100,0

Тиб ищи 2. Жмшепнме формы сорных растений Саратовской области

Жизненные формы Все сорные растения Сегетальные растения

Количество "/„ Количество ' %

видов от 458 видов 'от 182

Малолеишкн 216 47,2 110 60,4

яровые 103 22,5 49 26,9

озимые 13 2,8 8 4,4

зимующие 63 13,8 37 20,3

двулетний 38 8,3 16 8,7

Многолетние травы 220 48,0 68 37,4

сгержнекорнсиые 80 17,5 28 15,1

кистекорнсвые 5 м 2 1,1

дерновые ' 8 1,7 j 1.1

луковичные и

клубнекорнеиые 6 1.3 1 0,5

корневищные 89 19,4 - 22 12,0

Корнсотпрысковые 31 7,0 13 7,1

Полукустарнички 10 2,2 2 1,1

11 ара ним 7 1.5 1 0,5

Нчпуннралпы 5 1,1 1 0,5

НСКГО 458 100,0 182 1М),0

Но речулмат.м тследошшиП ними обоснована необходимость комплексного научного подхода к бщнбе со .шосгнмм» засорителями

посевов с/х культур Саратовской области на основе знаний о биологии и видовом составе сорных растений.

ВЫВОДЫ

1. Результаты проведенных в 1992-1994 гг. исследований по выявлению видового составз сорных растений показали, что на территории Саратовской области произрастает 458 видов сорных растений (сегетальных и рудеральных), относящихся к 232 родам, 43 семействам. Их них в посевах различных сельскохозяйственных культур отмечены 182 вида, относящиеся к 121 роду, 30 семействам, остальные 276 видов произрастают на рудеральных местообитаниях.

2. Различия природных (гидротермических) условий Правобережья и Заволжья Саратовской области сказываются на видовом составе сегетальных растений этих районов. Видовой состав сегетальных растений Правобережья насчитывает большее количество видов (150), чем в Заволжье (118). Существенную разницу подтверждпет коэффициент Жаккара (0,5). Это говорит о том, что в формировании видового состава сорных растений большее значение имеют природные факторы, чем сельскохозяйственные культуры. .

3. Наибольшее число видов сорных растений содержат 10 ведущих семейств: Asteraceae (83), Роасеае (44), Brassicaceae (43), Chenopodiaceae (35), Lamiaceae (34), Fabaceae (32), Caryophyllaceae(27), Boragin;»ceae (18), Polygonaceae (17), Scrophulariaceae (13). Эти семейства включают 349 видов или 76,2% всего видового состава сорных растений, на остальные 33 семейства приходится 109 видов.

4. Сорные растения Саратовской области представлены следующими жизненными формами (по В.В.Никитину): малолетниками - 216 видов (из них яровые - 103 вида, озимые - 13' видов, зимующие - Л вида), двулетниками - 37 видов; многолетниками - 220 видов (из них стержнекорневые - 80 видов, кистекорневые - 5 видов, дерновые - 8 видоз, луковичные, и корнеклубневне - б видов, кс невищные - 89 видов, корнеотпрысковые - 32 вида). Полукустарнички представлены 10 видами, паразиты и полупаразиты -12 видами.

5. Наиболее злостными засорителями сельскохозяйственных культур на всей территории Саратовской области являются представители корнеотпрысковых многолетников - Convolvulus arvensis, Euphorbia waldsteinii, Cirsium arvense, Sonchus arvense и др., а также яровых

м;.лолетников - Fallopia convolvulus, Chenopodium album, Setaria glauca, Amarantlius retroflexus, Amaranthus blitoides и др.

6. Видовой состав яровых малолетников представлен двумя группами видов, различающихся по отношению к температурному фактору. Это ранние яровые растения - Chenopodium album, Atriplex tatarica, Salsola australis, Avena fatua, Polygonum lapatifolium, вс::оды которых появляются при прогревании почвы до +4...+8, а также поздние яровые - Amaranthus retroflexus, Amaranthus blitoides, Setaria glauca, Setaria viridis, Echinochloa crusgalli, первые всходы которых появляются при температуре почвы +10...+12.

7. В посевах твердой пшеницы и других яровых культур Заволжья Саратовской области произрастают 77 видов сорных растений. Наиболее злостными засорителями являются 13 видов. В посгвах яровых культур Правобережья произрастает 94 вида сорных растений, из них наиболее злостными являются 22 вида. Это, в основном, виды, вошедшие в состав основных засорителей посевов яровых культур Заволжья (Convolvulus arvensis, СлгБ.ит arvense, Amaranthus blitoides, Fallopia convolvulus, Amaranthus retroflexus, Chenopodium album и др.), а также Malva pusilla, Polygonum scabrum, Galium aparine, Raphanus raphanistrum и др., типичные только для Правобережья.

8. В посевах озимых культур Заволжья произрастает 75 видов сорных растений. К наиболее злостным засорителям отнесено 15 видов. В посевах озимых культур Праробережья произрастают 111 видов сорных растений, из них к наиболее злостным отнесены 24 вида. В этот список вошли виды, характеризующиеся наибольшей встречаемостью и обилием в посевах озимых культур Заволжья (Convolvulus arvensis, Thlaspi arvense, Lactuca tatarica, Descurainia sophia, Fallopa convolvulus и др.), а также виды, характерные только для посевов Правобережья (Galeopsis ladanxim, Camelina microcarpa, Viola arvense, Matricaria perforata, Sisymbrium loeselli и др.).

9. В посевах пропашных культур Заволжья произрастает 40 видов сорных растений. К наиболее злостным отнесены 13 видов. В посевах пропашных ку, угур Правобережья произрастает 53 вида сорных растений, из них наиболее злостными являются 17 видов. Это, в основном, те же виды, что и в посевах пропашных культур Заволжья (Lactuca tatarica, An.aranthus retroflexus, Echinochloa crusgalli, Euphorbia waldsteinii и др.), a также Polygonum scabrum, Malva pusilla. Galeopsis ladanum, типичные только для Правобережья.

10. За последние 60-70 лет в видовом составе сорных растений Саратовской области, и, особенно, злостных засорителей, произошли

значительные изменения: одни виды утратили свое значение злостных засорителей (Elytrigin, repens. Ley mus ramosus) или совсем исчезли из посевов (Hierochloa odorata, Agrostemnvi githago, Vaccaria pyramidata). Резко увеличились встречаемость и обилие у корнеотпрысковых видов Cirsium arveiise, Sonchus arvensis, Acropthioti repens и яровых малолетников Avena liitua, Amaranthus retroflexus. В посевах сельскохозяйственных культур Правобережья и Заволжья Саратовской области были впервые обнаружены Oberna procumbens (отмечавшаяся ранее лишь по берегам рек, а теперь хорошо приспособившаяся к условиям пашни) и Cycíacliaena xanthiifoiia - заносное североамериканское растение, приуроченное ранее только к рудералъньт местообитаниям.

11. Состав ведущих семейств среди сорных растений Саратовской области аналогичен таковому в Самарской области, граничащей с Саратовской и относящейся к Среднему Поволжью. Однако в Саратовской области увеличивается количество видов семейств Chenopodiaceae и Caryophyllaceae. Имеются различия и по видовому составу в целом, что подтверждает и коэффициент Жаккара (0,5). Это говорит о том, что на границе Нижнего и Среднего Поволжья уже наблюдаются изменения в видовом составе сорных растений.

12. Сорные растения (сегетальные и рудеральные) Capare .¡екпй области составляют 26% от всея флоры региона. Это соотношение наиболее близко к таковому показателю для Волжско-Камского края (28%). Сегетальные растения составляют 10,4% всей флоры обследованной территории.

Список работ, Опубликованных по теме диссертации

1. Багмег JI .В. Vexibia alopecuroides - редкий вид во флоре Саратовской области // Бюл. ВИР. - СПб.,' 1994. - Вып. 233. - С.91- ,2.

2. Багмст JI.B. Cyclachaena xanthiifoiia (Nutt.) Fresen. - американский сорняк в Саратовской области II Бюл. ВИР. - СПб., 1995.-Вып.234. - С.89-91.

3. Багмет J1.B. Видовой состав сорных растений в посевах яровой пшеницы Саратовского Заволжья // Состояние и пути совершенствования интегрированной защиты посевов сельскохозяйственных культур от сорной растительности: Мат-лы Всероссийского научно-производственного совещания (Голицыно, 24-28 июля 1995 г.) - Пущино, 1995. - С,27-29.