Демутационные процессы растительности на залежах в сухостепной зоне Южного Урала

Демутационные процессы растительности на залежах в сухостепной зоне Южного Урала

В.Ф. Абаимов, д.с.-х.н, профессор, Н.В. Ледовский, к.с.-х.н, И.Н.Ходячих, соискатель, Оренбургский ГАУ

Проблема использования огромного массива залежных земель (около 500 тыс. га, Оренбургская область) [1, 2] в настоящее время приобретает исключительное значение, т.к. залежи большей частью являются бросовыми, не используемыми в хозяйственном и экономическом отношениях, убыточными землями, рассадниками, резерватами сорняков и болезней. В то же время перевод части пахотных земель в залежи имеет и положительное значение, заключающееся в восстановлении естественного растительного покрова и плодородия почв, утраченных в процессе использования земель под пашню [3—6].

Процессы демутации растительного покрова и почвы на залежных землях охватывают весьма длительный период — в несколько десятков лет [7—10] и зависят от большого количества причин, связанных как с естественными (природными), так и с антропогенными факторами, причём все эти процессы носят сугубо региональный, более того, часто локальный характер, определяемый длительностью использования пашни, структурой севооборотов, типами и подтипами почв, замыкающей культурой перед уходом пашни в залежь, влагообеспечен-ностью угодья, технологией обработки почвы и др. [3, 7, 10].

Объекты и результаты исследований. Проведённые в 2006—2011 гг. исследования различного типа залежей в сухостепной Южно-Уральской природной зоне позволили нам выявить ряд закономерностей в демутационных процессах растительности и почв региона, где сосредоточены основные массивы залежных земель, характеризуемые как низкобонитетные. В перспективе они смогут использоваться только как сенокосы или пастбища.

Проведённая классификационная оценка залежных земель сухостепной зоны Южного Урала устанавливает наличие нескольких чётко определяемых по видовому составу растительности, ценотическим группам, геоботаническим и экологическим характеристикам типов залежей. Это прежде всего залежи разного возраста, залежи после разных предшественников (последнее поле перед уходом угодья в залежь), залежи на разных подтипах почв, отличающиеся гумусиро-ванностью, агрегатным составом, засоленностью, водным режимом [3].

Интегральным показателем демутационных процессов на залежных землях, безусловно,

является растительность, — её видовой состав, ценотические группы, количественное и качественное соотношение видов, видовая насыщенность [6].

Виды залежей сухостепной зоны Южного Урала можно разделить на три чётко отличимые друг от друга группы с учётом их возраста, видового состава, ценотических группировок растительности: молодые (одно—пятилетние), средневозрастные (десяти—двенадцатилетние) и старовозрастные (пятнадцатилетние и старше). Между ними есть промежуточные группы (6—9 лет, 13—14 лет) с неустоявшимся видовым составом и ценотическими группами флоры.

В зависимости от специализации хозяйств (зернового направления, зерноживотноводческого, животноводческого) уход полей в залежь с учётом предшественника, как правило, может быть трёх вариантов: после зерновых, после пропашных (подсолнечник, кукуруза) и после многолетних трав, высеянных в чистом виде, но чаще под покров зерновых или однолетних трав.

Из-за пестроты почвенного покрова, вызванного различным уровнем плодородия, разным агрегатным составом почв, их засолением, характером рельефа, влагообеспеченностью, предшественником, на каждом из вышеприведённых типов залежей формируется специфическая по биомассе, видовому составу, ценотическим и экологическим группам растительность. Флора залежей, по нашим оценкам, представлена 124—130 видами высших сосудистых растений, относящихся к 25 семействам и 93 ботаническим родам с преобладанием в травостое видов семейств Ллїегасеае (32 вида), Роасеае (16 видов) и Бгаззісасеае (13 видов).

Анализ флористического состава залежей показал чёткую тенденцию уменьшения числа видов растений в зависимости от возраста залежей, что связано с выпадением из травостоя на залежах старших возрастов большой группы одно- и двулетних видов и изменениями в структуре почвы — её уплотнением, а также образованием на почве войлока, подстилки, затрудняющих появление всходов одно-двулетних трав, размножающихся с помощью семян (табл.).

Флора молодых залежей формируется с преобладанием в травостое стержнекорневых и корнеотпрысковых рудеральных видов, свойственных посевам культурных растений региона, с четырёхъярусной структурой травостоя и проективным покрытием более 90%. На молодых залежах заметна роль видов культурных растений.

Характеристика растительности разновозрастных залежей

Типы залежей по возрасту Показатель

видовой состав, шт. видовая насыщен- ность, шт./м2 ярус- ность, число обилие, доми- нанты (по Друде) количественное и качественное соотношение видов встречаемость видов (по Раун-киеру), % проективное покрытие, % жизнен- ность доми- нантов, баллы

2-3-летние 115-120 35-40 4 Сор 2-3 все четыре группы 35^2 95-100 3

5-6-летние 95-102 38-45 3-4 Сор 2-3 все четыре группы 38^6 85-95 3

10-12-летние 90-92 48-52 3-4 Сор 1-2 все четыре группы 41-50 75-85 3

15-16-летние 68-76 44-48 3-4 Сор 1 все четыре группы 42-53 70-73 3-2

20-25-летние 62-65 40-46 3 Сор 1 все четыре группы 44-56 65-70 3-2

Старших возрастов (30-летние и старше) 65-70 42-50 3 8р все четыре группы 47-60 63-70 3-2

Молодые (двух-трёх-пятилетние) залежи покрыты бурьянистой растительностью без чётко видимых процессов трансформации. Видовой состав, видовая насыщенность определяются почвенно-гидрологическими условиями конкретного участка. В связи с этим можно говорить о характере растительности этого возраста залежей в классификационном плане только как о случайном сообществе растений с выделением в травостое парцелл, территориально обособленных растительных группировок, образованных определёнными видами травянистых растений (молочаи, бодяки, рыжики, полыни, виды капустных и др.).

Средневозрастные залежи по мере старения и изменения агрофизических свойств почв заметно меняют количественный и видовой состав, формируют обособленные ценотические группировки растительности. Флора этого типа залежей включает до 90—92 видов при проективном покрытии в 78—89% (95%). Из травостоя исчезают виды культурных растений (кроме подсолнечника), впервые появляется древесная флора, заметно проникновение видов степного разнотравья из семейств Rubiaceae, Scrophulariaceae, Poaceae, Caryophyllaceae, Apiaceae, Boraginaceae, Asteraceae.

В залежах этого типа начинают интенсивно проявлять себя процессы естественного отбора видового состава, возникают чётко различимые растительные группировки, в систематическом плане определяемые как ассоциации, приуроченные к особым почвенно-грунтовым условиям — карбонатным, щебнистым, солонцовым, разного увлажнения и богатства почвам.

Однако анализ видового состава средневозрастных залежей всё же дает основание оценивать их как бурьянистые, не имеющие большого хозяйственного значения угодья с преобладанием в травостое полыней, стержнекорневых и корне-

отпрысковых видов рудеральной флоры с общей долей поедаемых растений — не более десяти процентов по растительной массе.

Старовозрастные залежи — 20—25-летние при минимальном видовом составе (57—67 видов) и проективном покрытии в 75—85% начинают приближаться к естественным угодьям зоны. В составе флоры существенную роль начинают играть мятликовые — виды ковылей, тонконога, костреца безостого; виды мятлика. Из бобовых обычны донники, эспарцет песчаный, виды люцерны — румынская и серповидная; астрагалы — датский, длинноногий, средний, эспарцетный, яйцеплодный; виды клевера, солодки — голая и Коржинского. Разнотравье представлено видами семейств яснотковых, сельдерейных, розовых, маревых, астровых, гвоздичных, имеющих (кроме полыней) в своём составе от 2 до 5 видов. Оценка обилия видового состава (без доминантов и эдификаторов) находится на уровне 8р — Сор1-2.

Общая оценка старовозрастных залежей по видовому составу и видовой насыщенности приближается к естественным угодьям зоны. Оценка с хозяйственной точки зрения достаточно высокая — доля поедаемых животными видов превышает 70%. В связи с этим в хозяйственной практике этот тип залежей используется как источник получения полноценных кормов в виде пастбищ, а на более богатых почвах — сенокосов.

Залежи с предшественником многолетние травы в значительной степени отличаются по всем параметрам геоботанического ряда от залежей после пропашных и зерновых культур. Их можно определить как условно моно- или двух-трёхвидовые «чистые» угодья, где при соблюдении технологии залужения земель многолетними травами доминантным видом является житняк. Наблюдения за ростом и развитием житняка выявили его высокую антагонистиче-

скую, аллопатическую способность воздействия на многие виды рудеральной флоры, в том числе и на виды полыней.

Молодые житняковые угодья уже представляют собой наиболее ценный с хозяйственной точки зрения вид залежных земель. Видовой состав таких залежей малочислен, не превышает 25—27 видов представителей капустных, имеющих способность интенсивного роста в начальные фазы вегетации, и корнеотпрысковых сорняков из астровых. Доминантом и эдификатором молодых житняковых залежей является Agropyron cristatum (£.) Beauv., на долю которого в травостое приходится от 85 до 95% с обилием 8ос. Этот тип залежей начиная со второго — третьего годов жизни в условиях сухостепной зоны Южного Урала образует ко времени укоса (колошение — начало цветения) от 12 до 15—17 ц/га воздушно сухой массы в виде хорошо поедаемого сена.

На житняковых средневозрастных (10-15-летних) залежах происходит интенсивное внедрение в травостой видов степной флоры с формированием трёх групп ассоциаций — житняко-вой, житняково-разнотравной и житняково-молочайно-разнотравной с общим числом видов 62—68 (75). В составе травостоя, где ещё частично сохраняется рудеральная флора, резко возрастает видовой состав за счёт видов семейств мятликовых (овсец, мятлики, кострец, пырей, тонконог), бобовых (чина клубненосная, донники, люцерна, эспарцет, астрагалы), астровых (крестовники, тысячелистники, скерда, бодяки), маревых (кохии, маревые, лебеда). Средняя оценка обилия видов достигает значений Сор1-2, проективного покрытия на уровне 78—89% с чётко выраженной ярусностью травостоя. Несмотря на резко возросший видовой состав на средневозрастных залежах, всё же доминантным видом остаётся житняк гребенчатый с обилием в травостое 8ос — Сор3. Его масса с единицы площади в общем объёме биомассы составляет 75—80%, что говорит о его ведущей роли в формировании травостоя и качественной характеристике биомассы.

Двадцати — двадцатипятилетние житняковые залежи представляют практически переходную стадию к квазинатуральным степным сообществам со стабилизовавшимся видовым составом на уровне 60—65 видов с общим проективным покрытием в 75—85%, доминированием в травостое житняка, овсеца пустынного, ковыля Лессинга,

ковыля Залесского. Бобовые включают виды донника, люцерны — румынской и серповидной; эспарцета песчаного; астрагалов. Разнотравье — из капустных, розовых, маревых, гвоздичных, яснотковых, имеющих в своём составе от 2—3 до 5 видов. Оценка обилия видового состава (без доминантов и эдификаторов) на уровне 8р — Сор1-2. Доля поедаемых животными видов превышает 70%. Проведённая в 2009—2011 гг. оценка продуктивности 22—23-летней житня-ковой залежи показала: средняя урожайность сухой биомассы с 1 га была на уровне 10—12 ц с долей поедаемых животными видов в 77—79%, что считается неплохим показателем в характеристике грубых кормов.

Вывод. Таким образом, состав, строение и структура растительности залежей зависят от целого ряда причин, главными из которых являются особенности природно-климатических условий конкретного региона, возраст залежи, вид предшественника, после которого поле ушло в залежь. В сухостепной зоне Южного Урала наиболее ценными с хозяйственной точки зрения являются залежи после многолетних трав.

Литература

1. Кутузова А.А., Тебердиев Д.М., Лебедев Д.Н. Как не допустить превращения залежи в бросовые земли // Земледелие. 2007. № 5. С. 2-3.

2. Часовских Н.П. Оптимизация структуры посевных площадей в Оренбургской области. Оренбург: ООО Агентство «Пресса», 2005. 79 с.

3. Абаимов В.Ф., Ходячих И.Н., Ледовский Н.В. Флористический анализ разновозрастных залежей // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2011. № 3 (31). С. 301-302.

4. Абаимов В.Ф., Петрова Г.В., Ледовский Н.В. и др. Разработка научных основ восстановления и рациональной эксплуатации залежных земель в степной зоне Южного Урала (Оренбургская область) // Научный отчёт по гранту № 3072/692- ГУ-ОЗ в сфере научной и научно-технической деятельности. Оренбург, 2011. 122 с.

5. Климентьев А.И. Почвенно-экологические основы степного землепользования: эрозионные процессы, мониторинг эродированных почв, ландшафтная адаптация систем земледелия Оренбургской области. Екатеринбург: УРО РАН, 1997.

6. Работнов Т.А. Фитоценология. М.: Изд-во МГУ, 1978. 279 с.

7. Зелепухин А.Г., Мордвинцев М.П. Эффективное использование низкопродуктивной пашни в современном кормопроизводстве // Инновационные процессы в растениеводстве и роль службы консультирования в их развитии: матер. конф. Оренбург, 2005.

8. Можаев Н.И., Серикбаев Н.А., Стыбаев Г.Ж. Перспективы трансформирования выведенной из оборота пашни в кормовые угодья в Северном Казахстане // Кормопроизводство. 2004. № 5. С. 9-13.

9. Миркин Б.М., Наумов Л.Г., Соломещ А.И. Современная наука о растительности. М.: Логос, 2002.

10. Султанова Б.Н., Исмагулова А.Ф. Мониторинг биоразнообразия растительности при восстановлении залежей сухих степей. Костанай, 2007.