Продуктивность и сезонная динамика накопления фитомассы на естественных и мелиорированных пастбищах Сарпинской низменности

АГРОНОМИЯ И ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО

УДК 633.2.03

ПРОДУКТИВНОСТЬ И СЕЗОННАЯ ДИНАМИКА НАКОПЛЕНИЯ ФИТОМАССЫ НА ЕСТЕСТВЕННЫХ И МЕЛИОРИРОВАННЫХ ПАСТБИЩАХ САРПИНСКОЙ НИЗМЕННОСТИ

М.В. Власенко1, младший научный сотрудник А.К. Кулик1, кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник В.П. Воронина2, доктор сельскохозяйственных наук, профессор

1 ГНУ Всероссийский НИИ агролесомелиорации, г. Волгоград 2Волгоградский государственный аграрный университет

Выявлено эколого-мелиоративное состояние лесопастбищ Сарпинской низменности на светло-каштановых и бурых супесчаных почвах. Установлено влияние ЗЛН (защитных лесных насаждений) из вяза приземистого (и1шш ришйа ) и терескена серого (Сега1^е8 рарро8а) на биоразнообразие, структуру, урожайность, состав экологических групп нижнего яруса лесопастбищ.

Ключевые слова: пастбище, нагрузка скота, фитоценозы, доминанты, сукцессии, продуктивность, экологические группы.

Территория Сарпинской низменности расположена в центральной зоне Северо-Западного Прикаспия, где из-за неблагоприятных почвенно-климатических условий фиксируется опустынивание в форме засоления, эрозии, дефляции. На светло-каштановых почвах доминируют белополынно-ковыльные ассоциации, на солонцах глубоких и средних - белополынные, на солонцах мелких и корковых - чернополынные. При значительной степени засоления почвы покрыты растительностью, состоящей из сочных солянок и солевыносливых злаков (пырей солончаковый, бескильница) [5, 2].

Важным фактором, определяющим пестроту почвенного покрова пастбищ, является микрорельеф. Он влияет на перераспределение влаги, что приводит к различной промытости почвогрунтов, способствует формированию комплексности почв.

Экологическое состояние региона критическое, т.к. на долю деградированных пастбищ приходится более 600 тыс. га [1]. Наиболее подвержены деградации эфемеровые пастбища с урожайностью до 1,5 ц/га. В лучшем состоянии находятся белополынные пастбища с урожайностью до 4,0 ц/га. Урожайность на сильно- и среднесбитых чернополынных, солончаково-полынных, ромашниково-белополынно-типчаковых, ковыльно-белополынных пастбищах составляет 2,0-4,0 ц/га, на слабосбитых белополынно-злаковых до 7,0 ц/га, на несбитых разнотравно-злаковых - до 8,0 ц/га.

С целью расширения биоразнообразия, повышения продуктивности пастбищ и предохранения почвенного и растительного покрова от опустынивания, в регионе проводится лесомелиоративное обустройство агроландшафтов.

Целью исследований являлась оценка биоэкологического потенциала деградированных и лесомелиорированных пастбищ Сарпинской низменности на светло-каштановых и бурых супесчаных почвах («Юго-Западное» и «Западное» лесопастбища Астраханской области).

Юго-Западное» лесопастбище (311 га) создано в 1976 г. на бурых супесчаных почвах из вяза приземистого. Пастбищезащитные полосы 2-х, 3-х, 4-х и 5-ти рядные с межполосным пространством 90-110 м и 118-190 м. Лесопастбище достигло критического возраста, под влиянием антропогенных и

климатических факторов изредилось, пострадало от пожаров.

«Западное» лесопастбище (60 га) создано в 2000 г. и делится на 2 участка: «Западное-1» (37 га) на светло-каштановых солонцеватых почвах, где произрастают 3-х рядные куртины из вяза с межполосным пространством

190 м. «Западное-2» (23 га) состоит из 3-х рядных куртин вяза через 190 м и межполосных пространств с однорядными насаждениями из терескена серого через 23-28 м.

Контроль - пастбища, расположенные в удалении от ЗЛН на 600-800 м.

Методика исследований. Геоботаническое обследование и оценка биоразнообразия пастбищ проводилась согласно Методике опытов на сенокосах и пастбищах ВНИИ кормов им. В.Р. Вильямса, 1971; Методических указаний проведения агроэкологического мониторинга, 2006, 2007.

Результаты исследований. Древостой из вяза приземистого на «Юго-Западном» лесопастбище имеет сохранность 55 %. Насаждения вяза на «Западном» лесопастбище изредились до редкостойно-куртинного состояния «саванного» типа (табл. 1).

Мелиоративно-кормовые насаждения лесопастбища «Западное-2» из терескена серого занимают около 15 % площади. Терескен серый устойчив к выпасу, не имеет выраженного периода покоя. После прекращения интенсивного роста его продуктивность снижается. Средняя высота в мелиоративно-кормовой полосе составила 0,5-0,8 м. Имеется самосев.

Таблица 1 - Биометрические показатели вяза приземистого

Показатель Годы наблюдений

2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012

Возраст насаждений, лет

6 7 8 9 10 11 12

«Юго-Западное» лесопастбище

Высота, м 8,2 8,37 8,64 8,86 9,07 9,18 9,1

Диаметр кроны, м 5,8 5,9 6,2 6,3 6,4 6,8 7,1

Диаметр ствола, см 16,88 17,5 17,74 18,09 18,19 18,74 19,0

Сохранность древостоя, % 77 75 73 71 70 69 55

Показатель Возраст насаждений, лет

29 30 31 32 33 34 35

«Западное» лесопастбище

Высота, м 1,21 1,58 1,9 2,32 2,59 2,95 3,27

Диаметр кроны, м 2,7 2,9 3,4 3,5 3,7 3,9 4,2

Диаметр ствола, см 2,92 3,05 3,16 3,26 3,41 3,64 3,83

Сохранность древостоя, % 58 56 51 49 48 32 29

Причиной резких сукцессий растительного покрова лесопастбища может быть неумеренный выпас [3] (табл. 2).

Таблица 2 - Н агрузка на кормовые угодья лесопастбищ

Годы 8 О 1н а се дол ЧЕ о да" с И> Л О £ у: я Е й Д * н ю о р - Нагруз ка, усл. гол./га Н " !

Оптимальная Фактическая

«Юго-З ¡ападное»

2008 11,8 0,70 5,9 1,08 2,05 1,9

2010 15,6 0,76 8,5 1,60 2,08 1,3

2012 7,0 0,74 3,7 0,67 2,01 3,0

«Западное»

2008 13,5 0,71 6,9 1,26 7,06 5,6

2010 18,1 0,71 9,3 1,69 7,09 4,2

2012 13,3 0,70 6,6 1,21 7,14 5,9

Выявлено, что оптимальные нормы нагрузки превышены в 1,3-3,0 раза на лесопастбище «Юго-Западное» и в 4-6 раз на лесопастбище «Западное» из-за того, что урожайность естественных кормовых угодий низкая и к середине лета основная масса корма стравливается, в результате чего животные локализуются на лесопастбищах.

Установлено положительное влияние древесных и мелиоративно-кормовых насаждений на хозяйственно-ботанический состав пастбищ. На кормовых угодьях произрастает 97 видов, среди которых преобладают представители семейства Роасеае - 22, ЛБ1егасеае - 18, СЬепоро^асеае - 11, БаЬасеае - 10, ВгаББюасеае -10. Под влиянием насаждений отмечается увеличение доли кормовых и лекарственных трав за счет многолетних (33-40 %) и одно-двулетних (33-38 %) видов. Полукустарники занимают 10-12 %, рудеральные виды - 17-25 %.

При изучении сезонной динамики накопления фитомассы выявлено, что на лесопастбище «Юго-Западное» весной продуктивность составляет 1,1-1,3 т/га за счет накопления злаков (48 %) и полыней (31 %) (рис. 1).

Рисунок 1 - Влияние насаждений вяза на хозяйственно-ботанический состав пастбищных фитоценозов, лесопастбище «Юго-Западное»

К середине лета продуктивность увеличивается до 1,8 т/га, а долевое участие полыней возрастает до 38 %, бобовых и разнотравья до 17 %, в благоприятные годы сохраняются эфемеры. В ранне-осенний период, когда продуктивность не превышает 0,8 т/га, основную долю кормовых видов составляют полыни (55 %) и злаки (42 %).

На естественном пастбище изреживание травостоя начинается в середине лета, при продуктивности 0,6-0,8 т/га. Основу фитомассы составляют полыни (до 77 %), злаки (до 30 %), сохраняется 7 % разнотравья, бобовые и эфемеры выгорают. В начале осени злаки (16-27 %) и разнотравье (до 8 %) изрежены и характеризуются бедным видовым составом.

Выпасной сезон на лесопастбище более сбалансирован по видовому разнообразию травостоя и питательности, сезон стравливания продлевается за счет позитивного действия лесонасаждений на микроклимат, что способствует сохранению и продлению жизненного цикла, особенно разнотравья и бобовых видов.

Урожайность лесопастбища «Западное» также отличается устойчивостью и разнообразием рациона. Фитомасса на лесопастбище нарастает с весны (1,1-1,3 т/га) до середины лета (1,3-1,5 т/га), а к осени закономерно уменьшается (0,7 т/га), превышая контроль в 2 раза. В структуре фитомассы доминируют злаки (40-43 %) и полыни (25-30 %). Осенью доля злаков снижается и возрастает доля

полыней, особенно на пастбищах. Позитивное действие лесонасаждений на микроклимат способствует сохранению разнотравья (15 %), бобовых (8 %).

В зоне влияния ЗЛН, по сравнению с естественными пастбищами, продуктивность выше в 2-3 раза, проективное покрытие - на 16-19 %, выпасной сезон более сбалансирован по видовому разнообразию травостоя и питательности, а сезон стравливания продлевается, по сравнению с естественными пастбищами. Доля поедаемой фитомассы под влиянием ЗЛН и мелиоративно-кормовых полос увеличивается в среднем до 23 %.

Поедаемая часть фитомассы на лесопастбище «Западное» в поздне-летний и ранне-осенний период увеличивается за счет поросли терескена в межкуртинном и межполосном пространствах, что значительно улучшает продуктивные качества корма. Позитивным при развитии мелиоративно-кормовых экосистем является задержание снега, что уменьшает потерю влаги на физическое испарение в межполосном пространстве до 20 %.

Насаждения в аридных агроландшафтах создают благоприятные экологические условия для внедрения и расселения более влаголюбивых растений, что способствует расселению лекарственных видов [4]. Их скопление отмечается внутри лесных полос и мелиоративно-кормовых насаждений и на расстоянии 5 -10 м от края лесополосы, где доминируют лекарственные виды из семейств астровые (28 %) и бобовые (22 %).

Структура экологических групп, определяющая устойчивость экосистемы, на «Юго-Западном» лесопастбище следующая: кормовые - 46-52 %, лекарственные - 16-18 %, рудеральные - 23-25 %, ядовитые - 5-7 %; на «Западном» лесопастбище: кормовые - 42-43 %, лекарственные -17 %, рудеральные - 21-22 %, ядовитые - 5-9 % (табл. 3).

Таблица 3 - Экологические группы и структура растительности пастбищ_

Виды «Юго-Западное»

«Западное»

2008 г. 2010 г. 2012 г. 2008 г. 2010 г. 2012 г.

ЛП П ЛП П ЛП П ЛП П ЛП П ЛП П

кормовые, шт./% 39 37 41 39 42 39 42 39 43 40 42 39

46 45 49 51 52 50 52 50 54 50 51 50

лекарственные, шт./% 18 13 17 7 16 8 17 17 17 17 17 17

21 16 20 9 20 10 21 22 21 21 21 22

ядовитые, шт./% 7 7 6 7 4 7 5 6 4 7 5 6

8 9 7 9 5 9 6 8 5 9 6 8

рудеральные, шт./% 21 25 20 24 19 24 17 16 16 16 18 16

25 30 24 31 23 31 21 20 20 20 22 21

Примечание. ЛП - лесопастбище, П - пастбище

То есть, несмотря на лесомелиорацию, оптимальной структуры экологических групп, при которой кормовые виды должны составлять 70 %, лекарственные - 15 %, рудеральные - 10 %, а ядовитые - 5 %, не достигнуто из-за чрезмерной нагрузки скотом [4].

Выводы и рекомендации:

1. Выявлены особенности, динамика накопления фитомассы и ее хозяйственно-ботаническая структура и влияние древесных и мелиоративно-кормовых насаждений. Установлено доминирование полынно-злакового корма в течение выпасного сезона. Установлено, что под защитой вязовых и терескеновых насаждений биоразнообразие увеличивается в 1,5 раза, урожайность в 2-3 раза, оптимизируется кормовая структура биомассы.

2. На исследованных пастбищах выявлено 97 видов растений. Доминантами и субдоминантами растительного покрова являются: представители семейства Poaceae - 22, Asteraceae - 18, Chenopodiaceae - 11, Fabaceae - 10, Brassicaceae -10. Под влиянием фитомелиорации увеличивается доля кормовых и лекарственных видов за счет многолетних (33-44 %) и однолетних (33-38 %) видов.

3. Анализ состава экологических групп свидетельствует о неадаптированном режиме природопользования, высокой доли рудеральных видов (17-25 %) и низкой - кормовых видов (42-52 %). Поэтому для оптимизации видового состава необходимо уменьшать выпасную нагрузку на пастбищах.

Библиографический список:

1. Вдовенко, А.В. Фитомелиоративное состояние кормовых угодий в Астраханской области [Текст] / А.В. Вдовенко, М.В. Власенко, С.Ю. Турко // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. - 2013. - №3 (31). - С. 86-91.

2. Власенко, М.В. Особенности продуктивности пастбищных угодий на зональных почвах Астраханской области [Текст]/ В.П. Воронина, М.В. Власенко / Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. - 2011. - №3 (23). - С. 7-14.

3. Власенко, М.В. Изменение растительного покрова под влиянием выпаса сельскохозяйственных животных на пастбищных угодьях Астраханской области [Текст]/ М.В. Власенко // Фундаментальные исследования. - 2011. - №12 (4). - С. 757-759.

4. Власенко, М.В. Лекарственные растения, улучшающие фитосанитарное состояние пастбищ Северо-Западного Прикаспия [Текст] / М.В. Власенко// Известия Оренбургского ГАУ. - 2013. - №5(43). - С. 199-203.

5. Физико-химические характеристики почв Северо-Западного Прикаспия и пути сохранения и воспроизводства их плодородия в полупустынной зоне европейской части РФ [Текст]/ В.И. Мухортов, М.В. Власенко, В.А. Федорова, Е.В. Сердюкова

//Теоретические и прикладные проблемы агропромышленного комплекса. - 2010. - №2 (17). - С. 32-39.

E-mail: vlasencomarina@mail.ru