Эколого-биологические особенности и структура ценопопуляций Dracocephalum ruyschiana в Центральной Якутии

НАУКА И ОБРАЗОВАНИЕ, 2012, №3

БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ. ЭКОЛОГИЯ

УДК 58.006:502.75

Эколого-биологические особенности и структура ценопопуляций Dracocephalum ruyschiana в Центральной Якутии

Н.С. Данилова, Н.С. Иванова, С.З. Борисова

Приводятся сведения о состоянии двух ценопопуляций, особенностях онтогенетического развития, а также о первичной интродукции Dracocephalum ruyschiana в Центральной Якутии. Проведенный анализ возрастной структуры показал, что ценопопуляции нормальные, дефинитивные, непол-ночленные, бимодальные, устойчивые, соответствуют молодому и переходному типу. Максимумы отмечены в имматурном и генеративном возрастных состояниях. С целью получения сырья рекомендуется выращивание вида в плантационных условиях.

Ключевые слова: Dracocephalum ruyschiana, ценопопуляция, онтогенез, возрастная структура, интродукция.

The data about the condition of two cenopopulations of Dracocephalum ruyschiana in Central Yakutia, special features of ontogenetic development and results of a primary introduction are presented. The analysis of the age structure indicated that cenopopulations are normal, definitive, bimodal, steady and correspond to transitive and young type. Individuals of immature and generative age conditions are prevail. The plant of this species should be grown up on plantations as raw materials.

Key words: Dracocephalum ruyschiana, cenopopulation, ontogenesis, age structure, introduction.

Dracocephalum ruyschiana L. - змееголовник Руйша (сем. Lamiaceae Lindl. - Яснотковые) -эфиромасличное растение, находящее применение в народной медицине. Лекарственные свойства обусловлены содержанием в надземной части растений биологически активных веществ - карденолидов, алкалоидов, дубильных веществ, кумаринов, флавоноидов. Применяется в народной медицине при болезнях дыхательных путей, в качестве жаропонижающего средства, при астении, как средство, повышающее потенцию [1]. Нектар D. ruyschiana активен в отношении грамположительных и грамотрицатель-ных бактерий [2].

ДАНИЛОВА Надежда Софроновна - д.б.н., проф., акад. АН РС(Я), в.н.с. ИБПК СО РАН, mail.ru; ИВАНОВА Наталья Сергеевна - к.б.н., зам. директора Ботанического сада СВФУ, botsad_nefu@ mail.ru; БОРИСОВА Саргылана Захаровна - к.б.н., директор Ботанического сада СВФУ, botsad_nefu@ mail.ru.

Змееголовник Руйша перспективен и в качестве декоративного растения. Благодаря ярким фиолетово-синим соцветиям, развивающимся на многочисленных побегах, его можно использовать в миксбордерах, групповых посадках как элемент ландшафтного озеленения.

D. ruyschiana - многолетнее травянистое, симподиально нарастающее растение с коротким, толстым корневищем. Стебли 20-55 см высотой, в числе нескольких, прямостоячие, негусто коротко опушенные в узлах и в верхней части, с укороченными вегетативными побегами в пазухах листьев. Листья сидячие, лишь нижние с короткими черешками, пластинки ланцетно-линейные, цельнокрайные, с завернутыми на нижнюю сторону краями, на верхушке притупленные, на пазушных побегах более узкие и короткие. Мутовки обычно 6-цветковые, сближенные, образуют компактные соцветия 35 см длиной, иногда с отставленной нижней мутовкой. Венчики фиолетово-синие или темно-голубые, снаружи мягко опушенные, изнутри на

верхней губе длинно- и спутанно-волосистые

[3].

Ареал вида обширен и простирается от юго-востока Франции до Дальнего Востока. Автор

[4] характеризует этот вид как лесостепной, т.к. именно в лесостепной зоне наблюдается наиболее значительное количество его находок - к югу и северу от этой зоны он становится более редким. В зауральской части ареала вид обнаруживает большое тяготение к светлым лесам, их полянам и опушкам. Но в то же время единичные местонахождения змееголовника Руйша отмечены и в настоящих степях Северного Казахстана и Восточной Сибири. В Якутии змееголовник по долинам рек проникает далеко на север, произрастает в бассейнах рр. Лены и Вилюя, где встречается в травяных лиственничных, березовых и смешанных негустых лесах и луговых степях, зарослях кустарников, на ос-тепненных лугах, травянистых склонах, скалах и в долинах рек [5-7].

Многие исследователи считают D. ruyschiana древним видом [4, 8, 9]. Согласно В. Л. Комарову [10], на Дальнем Востоке распространен близкий к D. ruyschiana в систематическом и экологическом отношении D. argunense Fischer ex Link. В конце третичного и четвертичном периоде в связи с изменением климата широкое распространение получили светлые леса (лиственничные, сосновые и березовые) и в это время в изменившихся условиях существования на пространстве Восточной Сибири от D. argun-ense образовался новый вид - D. ruyschiana. Этот вид в период четвертичных оледенений стал одним из характерных элементов плейстоценового флористического комплекса, в составе которого он расселился далеко на запад [4].

Ценопопуляционное изучение D. ruyschiana осуществлялось в двух местопроизрастаниях в пределах Центральной Якутии в 2009-2011 гг. Ценопопуляция (ЦП) 1 расположена в долине р. Лены Туймаада, в окрестностях Тулагино-Кильдямского наслега в 40 км к северу от г. Якутска, ЦП 2 - на водораздельной части, в Горном улусе в окр. пос. Магарас, в 104 км от г. Якутска вдоль Вилюйского тракта. Интродук-ционный эксперимент проводился в коллекции степных растений Ботанического сада СВФУ.

При полевых исследованиях и последующей обработке материала были использованы классические и современные методы. Изучение це-нопопуляционных характеристик осуществлялось по методикам [11-13], рекомендациям и разработкам [14-19].

При выделении онтогенетических состояний была принята концепция дискретного описания онтогенеза, предложенная Т.А. Работновым

[20], в дальнейшем уточненная А.А. Урановым

[21] и его учениками [11, 12]. Популяционная биология исследовалась с использованием по-пуляционно-онтогенетического и демографического подходов. Для изучения возрастной структуры в каждой исследуемой ценопопуля-ции в случайном порядке закладывались пробные площадки 1х1 м таким образом, чтобы пересечь участки, характеризующиеся как высоким, так и низким обилием видов. Подсчитыва-лись все особи и отмечались все возрастные состояния. Учетной единицей служил парциальный побег. При анализе возрастной структуры ценопопуляций рассчитывали следующие характеристики индексов: восстановления (1в), замещения (1з) [22], старения (1ст) [23], возраст-ности (А) [21] и эффективности (со) [24]. Тип ценопопуляции определяли на основе совместного использования критериев возрастности и эффективности - «дельта-омега» [24].

При описании местообитаний использована экологическая шкала Е. Ландольта [25]. Фенологические наблюдения велись по И.Н. Бейде-ман [26]. Интродукционная устойчивость оценивалась по системе Н.С. Даниловой [27].

На первом этапе работы были выявлены особенности онтогенетического развития В. гиу-schiana и выделены категории особей по их возрастному состоянию. В онтогенезе нами выделены следующие возрастные периоды и группы: латентный период: семена (яе); прегенера-тивный (виргинильный) период: проростки (р), ювенильные (/), имматурные (т), молодые виргинильные (V;), взрослые виргинильные (у2); генеративный период: молодые генеративные (^1), зрелые генеративные (2), старые генеративные (£3); постгенеративный (сенильный) период: субсенильные (яя), сенильные (я). Отмирающие особи обнаружены не были.

Семена В. гиуясЫапа коричневые или бурые, продолговатой формы, 2,21 мм длиной, 1,09 мм шириной и 0,75 мм толщиной, вес 1000 шт. семян составляет 2,07 г. Лабораторная всхожесть и энергия прорастания при проращивании в лабораторных условиях на фильтровальной бумаге в чашках Петри очень низкие - 5,3 и 0,3% соответственно.

Прорастание семян надземное, семядольные листочки 6 мм длиной и 5 мм шириной округло-яйцевидной формы, с небольшой выемкой на верхушке. По данным Н.Б. Алексеевой [28], период от посева стратифицированных семян до появления всходов составляет 28-30 дней. Ювенильные растения представляют собой небольшой побег с 2-3 парами продолговато-эллиптических цельных листьев, корневая сис-

тема стержневая, с главным корнем. Переход из ювенильного состояния в имматурное характеризуется началом симподиального ветвления, т.е. развития побегов из почек, которые расположены в пазухах нижних листьев, в корневой системе начинают развиваться придаточные корни и растения вступают в следующее возрастное состояние. Различие между молодыми и взрослыми вигинильными растениями весьма размыто и определяется, в основном, длиной побега. Молодые виргинильные особи представляют собой 1-3- побеговые растения с небольшим числом междоузлий (4-5), длина побега не превышает 15-17 см; взрослые виргинильные несут по 2-4 удлиненных побега с 5-6 междоузлиями, длина побегов может достигать 2325 см.

Молодые генеративные особи D. ruyschiana развивают 1-2 генеративных и столько же вегетативных побегов. Замещающие побеги развиваются из почек у основания нижних листьев. На каждом побеге в пазухах листьев в мутовках образуются почки, из которых развиваются побеги 2-го порядка. Пика развития растения достигают в зрелом генеративном возрасте. Средняя длина побега составляет 27,7 см, максимальная - 33 см, число междоузлий - 7-9 шт., листовая пластинка достигает 4,4 см в длину и 0,5 см в ширину, соцветие имеет размеры 4,6 на 3,2 см, на одном цветоносе может насчитываться до 53 цветков, в среднем 23. Число генеративных побегов в кусте сильно варьирует и может доходить до 17 шт., в среднем - 5,2, одновременно развиваются вегетативные побеги. Жизненность старых генеративных особей значительно снижается - начинает постепенно разрушаться корневище, число генеративных побегов невысоко - 1-3, длина не превышает 2022 см.

Субсенильные особи характеризуются отмиранием значительной части корневища, небольшим количеством придаточных корней, наличием только слабо развитых вегетативных побегов. У сенильных особей корневище отмирает полностью, корневая система практически отсутствует, растения несут по 1-2 угнетенных вегетативных побега.

ЦП 1 находится под пологом Pinus sylvestris L. в нижней части склона в распадке коренного берега р. Лены и занимает площадь - 692 м2. Участок подвергается умеренному антропогенному воздействию - используется в качестве пастбища, как место для отдыха, поэтому здесь нередки весенние палы. Значительное влияние на географическое распространение растений и площадь распространения оказывает противопожарный ров, проложенный у подножия склона.

В фитоценозе отмечены Pinus sylvestris, Acetosa thyrsiflora (Fingerh.) A. et D. Love, Dianthus versicolor Fisch. ex Link., Рulsatilla flavescens (Zucc.) Juz., Рotentilla bifurca L., Sanguisorba officinalis L., Sрiraea media Franz Schmidt, Sр. sali-cifolia L., Lathyrus palustris subsp. рilosus (Cham.) Hulten, Onobrychis arenaria (Kit.) DC., Vicia amoena Fisch., Hyрericum attenuatum Choisy, Viola arenaria DC., Рhlomis tuberosa L., Thymus pavlovii Serg., Galium verum L., Рatrinia ruрestris (РяП.) Dufr., Achillea millefolium L. Проективное покрытие травостоя 35-40%, средняя высота - 35 см. Общая численность ценопопу-ляции D. ruyschiana - 14282 экз., плотность произрастания - 20,6 экз./м2.

ЦП 2 приурочена к разнотравному сухому лугу, занимаемая площадь составляет 1 650 м2. Участок используется в качестве сенокосных угодий, пастбища для крупного рогатого скота.

Флористический состав фитоценоза довольно богат, включает более 30 видов: Elytrigia repens (L.) Nevski, Carex sp., Lilium pensylvanicum Ker-Gawl., Salix sp, Acetosa thyrsiflora, Cerastium maximum L., Ranunculus propinquus C.A. Meyer, Thalictrum simplex L., Sedum telephium L., Poten-tilla bifurca, P. nivea L., P. stipularis L., Rosa acicularis Lindl., Spiraea media, L^inaster pen-taphyllus Moench., Viola arenaria, Chamerion an-gustifolium (L.) Holub, Dasystephana macrophylla (Pall.) Zuev, Scutellaria scordiifolia Fisch. ex Schrank., Linaria acutiloba Fisch. ex Reichenb., Veronica longifolia L., Plantago depressa Schlecht., Galium boreale L., G. verum, Campanula rotundifolia subsp. langsdorffiana (Fisch. ex Trautv. et Meyer), Achillea millefolium, Artemisia commutatа Bess., A. gmelinii Web. ex Stechm., A. mongolica (Bess.) Fisch. ex Nakai., Crepis tectorum L., Saussurea amara (L.) DC., Taraxacum ceratophorum (Ledeb.) DC. Общая численность ценопопуляции - 14 140 особей, плотность произрастания - 8,57 экз./м2.

По результатам оценки экологических условий местообитаний [25] D. ruyschiana полусветовое растение, которое часто произрастает на полном свету, иногда при некотором затенении. Предпочитает сухие почвы, избегая очень сухих и очень влажных, с небольшим гумусовым горизонтом, по механическому составу - мелкопесчаные, довольно хорошо аэрируемые.

В разных эколого-фитоценотических условиях обитания усиление или подавление возобновления особей змееголовника Руйша сказывается на соотношении онтогенетических групп. Проведенный анализ возрастной структуры показал, что ценопопуляции нормальные, т. е. способны к самоподдержанию без внесения зачатков извне, дефинитивные, неполночленные, би-

модальные (табл. 1). Максимумы отмечены в им-матурном и генеративном (g2 - ЦП 2, g3 - ЦП 1) возрастных состояниях. Первый пик объясняется активными процессами самовозобновления, второй - относительно долгим пребыванием растений в упомянутых состояниях. Также как одну из причин бимодальности следует отметить нарушение ритма инспермации.

В ЦП 1 отсутствуют проростки и ювенильные особи. Максимумы отмечаются в имматурном и старом генеративном состояниях с последующим постепенным снижением значений. Возрастной спектр равновесный, характер распределения возрастных состояний свидетельствует о преимущественно вегетативном способе самоподдержания ценопопуляции.

В ЦП 2 превалируют растения прегенератив-ной фракции (63,0% общего количества особей). На участке не зафиксированы проростки, что связано с их частичным выпадом, а также переходом в следующее возрастное состояние - им-матурное, на которое приходится первый максимум. Генеративная часть представлена только средневозрастными особями, которые составляют второй максимум. Отмеченные пики сменяются резким снижением количества растений последующих возрастных состояний. Сениль-ные и субсенильные растения не обнаружены. В отличие от ЦП 1, самоподдержание осуществляется вегетативным и семенным способами, о чем свидетельствует наличие ювенильных растений семенного происхождения. Вероятно, это объясняется более влажными условиями местообитания, способствующими лучшему прорастанию семян и выживанию растений начальных возрастных состояний.

Анализ возрастной структуры ценопопуляций D. ruyschiana на основании индексов возрастно-сти (А) и эффективности (ш) (классификация «дельта-омега») [24] показал, что ЦП 1 имеет

переходной тип или является переходной цено-популяцией, т.е. может представлять собой переход от старой популяции к молодой или наоборот, ЦП 2 соответствует молодому типу. Индекс восстановления, выражающий интенсивность вегетативных процессов, и индекс замещения, показывающий отношение плотности подроста ко всей взрослой части ценопопуля-ции, закономерно выше в ценопопуляции молодого типа (ЦП 2) и ниже в ценопопуляции переходного типа (ЦП 1). Невысокий индекс старения свидетельствует о длительности нахождения особей в генеративном состоянии (табл. 1). Дальнейший мониторинг и анализ полученных данных помогут дать более полную характеристику динамики развития возрастного спектра ценопопуляций.

Естественные запасы вида в пределах Центральной Якутии ограничены и немногочисленны, поэтому для заготовки лекарственного сырья необходимо выращивание вида в плантационных условиях. С 2004 г. D. ruyschiana испыты-вается в культуре. В коллекции степных растений Ботанического сада СВФУ представлены обе изученные ценопопуляции. Поведение растений различного происхождения в условиях интродукции одинаково, не отмечено разницы в сроках прохождения фенологических фаз (табл. 2). В культуре змееголовник Руйша высокоустойчив, ежегодно обильно цветет и плодоносит, многочисленные побеги образуют плотные куртины.

Весеннее отрастание отмечается довольно рано (в конце апреля-начале мая), но вместе с тем в начале вегетации растения слабоустойчивы к действию низких температур. В начале мая 2007 г. в результате небольшого понижения температуры отмечено подмерзание кончиков листьев. В зависимости от нарастания температур развертывание листьев происходит в начале или середине мая, через несколько дней - вытя-

Т а б л и ц а 1

Демографическая характеристика ценопопуляций Dracocephalum ruyschiana

ЦП Возрастной спектр, % Индекс Тип ЦП

Р j im V1 v? g1 g2 g3 ss s А ш 1в 1з 1ст

1 0 0 24,8 12,0 11,7 6,0 4,3 19,5 17,8 3,9 0,41 0,47 1,63 0,94 0,22 Переходная

2 0 17,7 28,3 3,4 13,6 0 37,0 0 0 0 0,22 0,51 1,70 1,70 0 Молодая

Т а б л и ц а 2

Фенологическое развитие Dracocephalum ruyschiana в культуре

Год наблюдений Весеннее отрастание Развертывание листьев Стеблевание Бутонизация Цветение

начало массовое конец

2005 02.05 06.05 10.05 30.05 13.06 20.06 14.07

2006 28.04 12.05 05.05 30.05 16.06 23.06 25.07

2007 06.05 23.05 - 25.05 01.06 22.06 10.07

2008 - 12.05 29.05 29.05 13.06 03.07 13.07

2009 27.04 - 04.05 01.06 18.06 26.06 -

2010 22.04 30.04 - 24.05 17.06 21.06 05.07

гивание стебля. По прошествии 3 недель (конец мая) становятся видимыми глазу бутоны. У D. ruyschiana как раннелетнецветущего растения массовое цветение отмечается во второй половине июля. Продолжительность цветения более 1 месяца, в отдельные годы наблюдаются 2 пика

- в июне и начале июля. Семена созревают в конце августа.

Самовозобновление D. ruyschiana вегетативное, благодаря этому, за 8 лет существования в коллекции вид значительно увеличил занимаемую площадь. Самосева не отмечено, но при посеве семена прорастают. Оптимальные сроки посева - ранняя весна или поздняя осень. Змееголовник можно размножать и вегетативно -делением корневища с мая по сентябрь. Делен-ки приживаются хорошо при поддержании влажности почвы и укрытии от палящего солнца. Вид к почвам неприхотлив, хорошо растет в полутени, но необходимо поддерживать влажность почвы. Растение в единичных случаях подвергается повреждениям вредителями, но декоративного облика при этом не теряет.

Несмотря на то, что состояние природных ценопопуляций D. ruyschiana относительно устойчиво, усиливающееся антропогенное воздействие в местах произрастания вида со временем может нарушить их стабильность. Поддержание степени антропогенного пресса на существующем уровне, введение вида в культуру - это надежные пути сохранения внутривидового разнообразия D. ruyschiana и его рационального использования.

Работа выполнена в рамках ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России», проект № 14.740.11.0636.

Литература

1. Буданцев А.Л., Шаварда А.Л. Химический состав и полезные свойства видов Dracocephalum L. флоры СССР. Сообщение 2 // Растительные ресурсы.

- 1987. - Т.23, вып.2. - С. 287-295.

2. Карташова Н.Н. Антибиотические свойства отдельных частей цветка некоторых растений // Фитонциды, их роль в природе. - Л., 1957. - С.62-68.

3. Пешкова Г.А. Dracoœphalum L. - Змееголовник // Флора Сибири. Т. 11. - Новосибирск: Наука, 1997. - С. 170-185.

4. Носова Л.М. Флоро-географический анализ северной степи европейской части СССР. - М.: Наука, 1973. - 187 с.

5. Караваев М.Н. Конспект флоры Якутии. -М.;Л.: Изд-во АН СССР, 1958. - 189 с.

6. Верещагин В.И., Соболевская К.А., Якубова А.И. Полезные растения Западной Сибири. - М.;Л.: Изд-во АН СССР, 1959. - 348 с.

7. Определитель высших растений Якутии. - Новосибирск: Наука, 1974. - 543 с.

8. Kozlowska A. The genetic elements and the origin of the steppe flora in Poland // Mem.acad. polon.sci. et Lettres (Krakov) Cl. Sci. math.natur. Ser.B. - 1931. -V.4, №.1. Цитир.: Носова Л.М. Флоро-географиче-ский аналих северной степи европейской части СССР. - М.: Наука, 1973. - 187 с.

9. Попов М.Г. Основы флорогенетики. - М.: Изд-во АН СССР, 1963. - 135 с.

10. Комаров В.Л. Избранные сочинения. Флора Манчжурии. - TV, ч.3. - М.;Л.: Изд-во АН СССР, 1950. - 814 с.

11. Ценопопуляции растений: Основные понятия и структура / О.В. Смирнова, Л.Б, Заугольнова, И.М. Ермакова. - М.: Наука, 1976. - 217 с.

12. Ценопопуляции растений: очерки популяцион-ной биологии / Л.Б. Заугольнова, Л.А. Жукова, А.С. Комаров. - М.: Наука, 1988. - 184 с.

13. Программа и методика наблюдений за цено-популяциями растений Красной книги СССР. - М.: ВАСХНИЛ, 1986. - 34 с.

14. Голубев В.Н., Молчанов Е.Ф. Методические указания к популяционно-количественному и эколо-го-биологическому изучению редких, исчезающих и эндемичных растений Крыма. - Ялта: Изд-во Никитского бот. сада, 1978. - 41 с.

15. Денисова Л.В., Белоусова Л.С. Краткая инструкция по изучению редких видов растений в заповедниках // Научные основы охраны природы. -М.,1975. - Вып. 3. - С. 292-309.

16. Злобин Ю.А. Принципы и методы ценотиче-ских популяций растений. - Казань: Изд-во КГУ, 1989. - 146 с.

17. Заугольнова Л.Б. Методика изучения ценопо-пуляций редких видов растений с целью оценки их состояния // Охрана растительных сообществ редких и находящихся под угрозой исчезновения экосистем: мат. I Всесоюзн. конф. - М., 1982. - С. 74-76.

18. Заугольнова Л.Б., Денисова Л.В., Никитина С. В. Подходы к оценке состояния ценопопуляций растений // Бюл. МОИП. Отд. Биол. - 1993. - Т. 98, вып. 5. - С. 100-108.

19. Заугольнова Л.Б., Никитина С.В., Денисова Л. В. Типы функционирования популяций редких видов растений // Бюл. МОИП. Отд. Биол. - 1992. -Т. 97, вып. 3. - С. 80-91.

20. Работнов Т.А. Жизненный цикл многолетних травянистых растений в луговых ценозах // Тр. БИН им. В.Л. Комарова. Геоботаника. - М.;Л.: Изд-во АН СССР, 1950. - Сер. 3, вып. 6. - С. 7-204.

21. Уранов А.А. Возрастной спектр фитоценопо-пуляции как функция времени и энергетических волновых процессов // Биол. науки. - 1975. - № 2. -С. 7-34.

22. Жукова Л.А. Популяционная жизнь луговых растений. - Йошкар-Ола: РИИН «Ланар», 1995. - 223 с.

23. Глотов Н.В. Об оценке параметров возрастной структуры популяций растений // Жизнь популяций

ДАНИЛОВА, БАРАШКОВА, АРЖАКОВА, ДЬЯЧКОВСКАЯ

в гетерогенной среде. - Йошкар-Ола, 1998. - Ч. 1. -146-149 с.

24. Животовский Л.А. Онтогенетическое состояние, эффективная плотность и классификация популяций // Экология. - 2001. - №1. - С. 3-7.

25. Landolt E. Ökologische Zeigerwerte zur Schweizer Flora // Veroff. Gejbot. Inst., Rubel. H. 64. Zürich, 1977. Цитир.: Биологическая флора Московской области / Под ред. Т.А. Работнова. - Вып. 6. -М.: Изд-во МГУ, 1980. - 222 с.

26. Бейдеман И.Н. Методика изучения фенологии

растений и растительных сообществ. - Новосибирск: Наука, 1974. - 154 с.

27. Данилова Н.С. Основные закономерности интродукции травянистых растений местной флоры в Центральной Якутии // Бюл. ГБС. - 2000. - Вып. 179. - С. 3-8.

28. Алексеева Н.Б. Морфология проростков и юве-нильных растений некоторых видов Dracocephalum L. // Раст. ресурсы. - 1990. - Т. 26 , вып. 2. - С. 202-209.

Поступила в редакцию 03.02.2012

УДК 631.41: 551.345

Взаимозависимость динамики органического вещества и биологических свойств мерзлотных пойменных почв

А. А. Данилова, Н.В. Барашкова, А.П. Аржакова, В. Д. Дьячковская

Изучены показатели потенциальной и актуальной биологической активности мерзлотных пойменных почв в связи с динамикой органического вещества при формировании и деградации сеяных травостоев.

Ключевые слова: мерзлотные почвы, гумус, микробное сообщество почвы, продуцирование СО2, Центральная Якутия.

The parameters of potential and factual biological activity offrozen floodplain soils have been studied in connection with organic matter dynamics during development and degradation of cultivated grass-stands.

Key words: frozen soils, humus, microbial community of soil, CO2 producing, Central Yakutia.

Как известно, содержание органического вещества в почве в определенный момент времени является результирующей количества поступающего растительного вещества и активности процессов его минерализации. По своим биохимическим особенностям почвенные микроорганизмы в состоянии разложить до углекислого газа и воды практически любое органическое вещество естественного происхождения. Однако, благодаря механизмам, существующим в природе, не все растительные остатки, поступающие в почву, разлагаются до конечных продуктов. В результате чего в почве формируется запас органического вещества, являющийся основным источником ее плодородия.

Цель нашего исследования заключалась в оценке степени сопряженности этих двух факторов в специфических криоаридных условиях

ДАНИЛОВА Альбина Афанасьевна - д.б.н., в.н.с. СибНИИЗиХ Россельхозакадемии, danilova7alb@ yandex.ru; БАРАШКОВА Наталья Владимировна -д.с.-х.н., зав. лаб. ИБПК СО РАН, В^-07@уаМех. ги; АРЖАКОВА Александра Петровна - к.с.-х.н., с.н.с. ИБПК СО РАН; ДЬЯЧКОВСКАЯ Вера Дмитриевна - аспирант АН РС (Я).

Центральной Якутии на примере пойменных почв при залужении деградированных пастбищ и сенокосов.

Объекты и методы исследований

Опыт 1. Заложен в 1997 г. в ОПХ «Покров-ское» Якутского НИИСХ, расположенном на высокой надпойменной террасе р. Лена. Почва под остепненным лугом, на котором был заложен опыт, мерзлотная пойменная дерновая с содержанием в слое 0-10 см 3,6% Собщ, 162 мг/кг подвижного Р205, 140 мг/кг К20, рН водн -7,0.

Залужение остепненных пастбищ проведено по зональной системе, включающей: дискование в 2 следа, вспашку, разделку пласта, прика-тывание до и после посева. Злаковая травосмесь состояла из ломкоколосника ситникового сорта Манчаары (6)+ костреца безостого сорта Кама-линский (20) + пырейника изменчивого сорта Ленский (16 кг/га при 100% хозгодности). На 9-й год использования пастбищный травостой состоял на 80-94% из ломкоколосника. Средняя урожайность естественного травостоя на исходном деградированном пастбище за годы исследований составила около 2-4 ц/га, при залуже-