Формирование агроценоза арктагростиса широколистного в условиях интродукции

ФОРМИРОВАНИЕ АГРОЦЕНОЗА АРКТАГРОСТИСА ШИРОКОЛИСТНОГО В УСЛОВИЯХ ИНТРОДУКЦИИ

© Юдина М.Т.1

Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Магаданский научно-исследовательский институт сельского хозяйства»,

г. Магадан

Приведены результаты развития и формирования травостоя, урожайность кормовой массы и семян арктагростиса широколистного в условиях интродукции. Доказана эффективность создания высокоадаптивного травостоя на основе аборигенного злака.

Ключевые слова интродукция, арктагростис широколистный, урожайность, кормовая масса, семена, дозы минеральных удобрений.

Низкий биоклиматический потенциал районов Крайнего Северо-Востока и ограниченное ресурсное обеспечение снижает эффективность лугового кормопроизводства. Имеющийся ассортимент многолетних трав решает не все задачи интродукции, что обусловлено не только биотическими и абиотическими факторами, но и биологическими особенностями культур. Возделывание завозных многолетних трав требует значительных затрат на мелиорацию почвы, и подбор полей с благоприятным микроклиматом [1]. Поэтому одно из приоритетных направлений улучшения использования почв является биологизация, реализация данного фактора может осуществиться на основе интродукции трав местной флоры [2].

В условиях Магаданской области исследования по интродукции были начаты в 1986 году. Видовой состав хозяйственно полезных трав определялся продолжительностью продукционного периода, учитывалась адаптивность к почвенно-климатическим условиям. По результатам проведенных научных исследований осуществлен подбор перспективных, наиболее распространенных видов аборигенных трав для выращивания на болотной мерзлотной торфянисто-глеевой почве. Высокая конкурентная способность, продуктивное долголетие обусловливает широкое применение в осуществлении природоохранных, почвозащитных мероприятий, способствует увеличению площадей улучшенных лугов [3].

Один из перспективных представителей аборигенных трав - арктагростис широколистный, основными критериями хозяйственной ценности которого является стабильная по годам урожайность зеленой массы и сена, продуцирование полноценных семян, продуктивное долголетие.

1 Ведущий научный сотрудник.

Установлено, что для него характерны следующие хозяйственно-биологические особенности: раннее (I-II декада мая) отрастание весной, к середине июня - формирование травостоя пастбищного значения, середине июля - начало августа - сенокосного фитоценоза, конец августа - начало сентября - созревание семян. Продуктивное долголетие без значительных затрат более 20 лет, невысокая норма высева обеспечивает коэффициент размножения 1:50-70.

Опыты по созданию и длительному использованию (в течение 25 лет) перспективного злака проводились на болотной мерзлотной торфянисто-глеевой почве. Семена для посева отобраны на естественном травостое. Норма высева 3 кг/га.

В год посева семена начали прорастать через 30 дней; полевая всхожесть составляла 68-72 %. До конца вегетации растения сформировали по два-три листа. Важным экологическим фактором является осеннее переувлажнение почвы, а снижение температуры воздуха в III декаде сентября до минус 3 °C способствовало образованию ледяной корки. В таком состоянии травостой ушел в зиму.

После зимовки отрастание арктагростиса широколистного отмечалось во второй декаде мая; вымерзания и выпревания растений не наблюдалось.

На второй год жизни злак формирует фитомассу пастбищного значения, состоящую из вегетативно-укороченных побегов, высота травостоя варьировала незначительно - 15-20 см.

В условиях интродукции формирование травостоя арктагростиса широколистного в течение пяти последующих вегетационных периодов определялось высоким уровнем побегообразования, количество которых с возрастом увеличивалось с 1147 шт. до 2130 шт./м2 к седьмому году жизни, что указывает не только на адаптивность в условиях интродукции, но и фитоце-нотическую устойчивость. В среднем по годам в структуре фитоценоза содержание несеяных видов варьировало от 9,1 до 11,2 %.

Противостоянию сорняков способствовало формирование плотных однородной высоты стеблей и высокий уровень облиственности. В структуре побегов содержание репродуктивных составляло 38-39 % на третий год жизни, последовательно увеличиваясь до 58,6 %. В среднем за годы использования высота генеративных варьировала в пределах 85-100 см, листового яруса - 65-66 см.

Для хозяйственной оценки интродуцента урожайность кормовой массы является одной из доминирующих критериев, так как она определяет комплексную реакцию генетического потенциала растений к изменяющимся сезонным и возрастным условиям произрастания.

В среднем за годы испытания диапазон варьирования урожайности зеленой массы составлял 19-22 т/га, сухой 5,6-5,8 т/га.

В кормовом отношении в силу своих морфологических особенностей (лугопастбищный тип) арктагростис широколистный формирует травостой высокого качества. Содержание сырого протеина в сухой массе по годам использования остается почти без изменений, но зависит от фазы развития. В сухом веществе в период выхода в трубку содержится от 13,20 до 13,80 %, фазу колошения - 12,86-12,88 и фазу цветения - 10,62-10,82 %.

Накопление клетчатки изменялось от 27,8 до 30,7 % по мере старения растений. Содержание зольных элементов было высоким - 7,04 % в фазу выхода в трубку, снижаясь до 6,82 % к фазе цветения; каротина от 13,12 до 9,77 мг %. В ряде наиболее стабильных показателей питательных веществ выделяются сырой жир - 3,01-2,99 % и БЭВ - 50,54-49,49 %.

Таким образом, арктагростис широколистный в условиях культуры формирует полноценный урожай кормовой массы сенокосного значения к третьему году жизни.

В последние годы в стратегии северного луговодства приоритетным направлением является организация местного семеноводства, развитие которого сопряжено со спецификой природных условий региона. Опыт по изучению семенной продуктивности арктагростиса широколистного был заложен на сформировавшемся десятилетнем фитоценозе в условиях двухлетнего последействия удобрений.

Перед закладкой опыта в восьмикратной повторности был проведен учет количества растений на 1 м2 соответственно вариантам. Математическая обработка результатов показала, что Fф = 1,42; F05 = 3,86; то есть Fф < F05, что доказывает идентичность состояния травостоя на исследуемом участке и правомерность оценки различий по изучаемым факторам.

Расчетная норма удобрений вносилась в период отрастания, площадь учетной делянки 20 м2.

Схема опыта представлена в таблице 1.

Таблица 1

Урожайность семян и структура травостоя арктагростиса широколистного

Дозы удобрений, кг/га д.в. Урожайность семян Густота побегов Масса семян с 1 соцветия, г Длина соцветия, см

ц/га отклонение от контроля общая, шт./м2 генератив., %

Контроль(без удобрений) 0,6 - 1088 17,8 0,05 16,4

Р60К«, (фон 1) 1,2 +0,6 2100 28,9 0,05 19,0

Фон 1 + 2,1 +1,5 2112 38,0 0,08 24,5

Фон 1 + ^20 1,8 +1,2 2116 36,1 0,07 21,6

Pl2oKl20 (фон 2) 1,4 +0,8 1188 27,6 0,06 20,0

Фон 2 + 2,0 +1,4 2188 35,1 0,06 25,1

Фон 2 + ^20 1,7 +1,1 2212 34,3 0,05 25,2

Примечание: НСР05 0,92.

Наблюдения за развитием растений показали, что полная минеральная подкормка увеличивает продолжительность колошения, цветения и созревания семян на 4-5 дней.

Ко времени созревания семян в зависимости от доз удобрений формировался неоднородный по структуре травостой. Общее количество побегов на вариантах при подкормке фосфорными и калийными удобрениями в сравнении с контролем увеличивается в 1,9 и 1,1 раз, трехкомпонентное сочетание повышает количество побегов в 1,9-2,0 раз. Значительно влияние уровня подкормки и на структуру побегов, двойное сочетание удобрений увеличивает долю генеративных стеблей в сравнении с травостоем с естественным плодородием почвы на 9,8 и 11,1 %. Подкормка азотным удобрением на фоне фосфорного и калийного увеличивает их содержание на 16,520,2 %. Разница уменьшалась к повышенной норме общего количества удобрений. Аналогичная закономерность прослеживается по обсемененности и длине метелки. Таким образом, комплексное применение удобрений создает наиболее оптимальные условия для семяобразования.

Исследования показали, что фосфорно-калийная подкормка была малоэффективна, обеспечивала минимальную прибавку семян. Существенное увеличение урожайности обусловлено применением трехкомпонентного сочетания удобрений. Приросту урожая способствовало заметное увеличение количества продуктивных стеблей, размера соцветий и их обсемененности.

Оптимальные условия завязывания и созревания создаются на фоне трехкомпонентного сочетания минеральной подкормки, однако разница между вариантами несущественна, поэтому экономически целесообразно использовать М60Р60К60.

Арктагростис широколистный формирует полноценные семена, лабораторная всхожесть независимо от подкормки относительно высокая - 80-85 %, сохраняется в течение 4-5 лет. Свежеубранные семена прорастают в тот же год, период покоя отсутствует.

Таким образом, по результатам исследований установлено, что в условиях интродукции арктагростис широколистный формирует стабильную урожайность полноценных семян.

Изучение продуктивности агроценоза в зависимости от способов использования и срока внесения минеральной подкормки проводилось на старовозрастном (15 лет) посеве арктагростиса широколистного.

Удобрения вносились в дозе М60Р60К60 кг/га д.в. по схеме, приведенной в таблице 2.

Семенная продуктивность и структура травостоя свидетельствуют о тенденции оптимальных условий, сложившихся при ежегодном семенном использовании и подкормки в осенний срок. Высокий сбор семян определяется генеративностью травостоя, обсемененностью соцветий. Содержание репродуктивных стеблей улучшается на 32 %, масса семян с одного побега на 50 %, что, по-видимому, и определило общий сбор семян.

Таблица 2

Урожайность семян в зависимости от способа уборки и сроков внесения минеральной подкормки

Сроки внесения подкормки Способы использования Урожайность семян, ц/га Масса семян 1 соцвет., г Кол-во генерат. побегов, шт./м2 Длина соцвет., см Высота побегов

генер. вегет.

Осенний Семенное 1,9 0,006 495 21,1 87 48

Чередование 1,5 0,005 384 22,0 86 49

Весенний Семенное 1,7 0,004 375 21,8 89 48

Чередование 1,4 0,004 369 23,6 91 53

НСР05 - сроки внесения - 0,2 ц/га.

НСР05 - способы использования - 0,4 ц/га.

Разница по урожайности в пределах НСР05 = 0,2.

При чередовании способов использования (семенное) сроки внесения не оказали существенного влияния на урожайность семян, но изменения в структуре травостоя прослеживаются. В сравнении с осенней подкормкой количество генеративных побегов снижается на 4,3 %, обсемененность метелки на 25 %.

В то же время сочетание способов использования (чередование) совместно с внесением удобрений весной улучшают ростовые параметры; соцветия длиннее на 1,6 см, высота генеративных побегов на 5, вегетативной массы на 4 см.

Определение лабораторной всхожести семян при ежегодном семенном использовании указывает на высокие показатели данного признака. Независимо от срока подкормки размах варьирования в среднем за пять лет составил 90,3-92,5 %, при чередовании 88,6-91,3 %.

Таким образом, проявляется тенденция преимущества комплексного влияния ежегодного семенного использования и удобрений, внесенных осенью.

Продолжение исследований по изучению продуктивного долголетия на двадцатилетнем фитоценозе арктагростиса широколистного проводились на основе использования малозатратных приемов.

Перед закладкой опыта видовой состав участка на 70-72 % был представлен сеяным злаком. Схема опыта включала четыре варианта: без ежегодного скашивания; сенокосный режим - без удобрений; колошение + ^сР6сК60 и цветение + N«^60^.

За время пятилетних наблюдений установлено, что сезонная мерзлота в период вегетации на неиспользуемом травостое отступала на 6-8 дней позже, чем на сенокосном, и в течение всего вегетационного периода почва оттаивала на 4-8 см медленнее. Отрастание отмечалось в I декаде июня.

Фитоценоз арктагростиса широколистного в неиспользуемом травостое сложился на основе внедрения несеяных видов (28-30 %) и накопленной ветоши, что привело к ухудшению условий произрастания, выраженном в

снижении урожайности сухого вещества до 1,5 т/га, высота побегов не превышала 45-50 см, а количество побегов до 650-700 шт./м2.

В условиях естественного плодородия почвы по количеству побегов травостой сеяного злака был близким к варианту без уборки, однако ежегодное скашивание повысило урожайность сухой массы до 2,1 т/га, за счет преимущества по высоте (60-65 см) и структуры побегов (репродуктивные стебли 12,0-18,0 %).

Скашивание травостоя в фазу выметывания на фоне внесенных удобрений способствовало формированию более плотного травостоя, количество побегов на 1 м2 по отношению к контролю и естественному травостою увеличилось на 69,7 и 87,0 %; в структуре побегов содержание генеративных стеблей - 22,0-28,0 %. По урожайности превосходит неиспользуемый сенокос в 2,3, неудобренным - в 1,6 раз.

Присутствие несеяных видов снизилось до 10-15 %.

При уборке в фазу цветения количество генеративных побегов в сравнении с неиспользуемым травостоем увеличилось до 35-40 %, общее - на 1 м2 составляло 1836 шт./м2. Высота травостоя варьировала от 75 до 80 см. Урожайность сухого вещества существенно превосходила другие фитоценозы и составляла 4,3 т/га.

Таким образом, использование адаптивного направления в луговом кормопроизводстве на основе аборигенных злаков позволит вести качественную целенаправленную работу по созданию долголетних высокопродуктивных лугов.

Список литературы:

1. Швирст А.Т. Концепция создания кормовых фитоценозов на севере Дальнего Востока // Интенсификация кормопроизводства в Магаданской области. Научно-технический бюллетень. Вып. 1/2. - Новосибирск, 1991. -С. 3-7.

2. Дикорастущие кормовые злаки советского Дальнего Востока. - М., Наука. 1982. - 240 с.

3. Иванова О.Г., Юдина М.Т. Экологические основы кормопроизводства в экстремальных условиях Севера России на основе возделывания аборигенных видов трав // Агропромышленный комплекс: состояние, проблемы, перспективы. Сб. материалов II Международной науч.-практич. конф. -Пенза; Нейбранденбург, 2004. - С. 13-14.