Продуктивность и агроботанический состав лугов островной поймы низовий реки Северной Двины

УДК 574.45 (470.11)(282.247.13) Е.Н. Наквасина, Т.А. Паринова

ПРОДУКТИВНОСТЬ И АГРОБОТАНИЧЕСКИЙ СОСТАВ ЛУГОВ ОСТРОВНОЙ ПОЙМЫ НИЗОВИЙ

РЕКИ СЕВЕРНОЙ ДВИНЫ

В статье приведён анализ продуктивности лугов островной поймы низовий р. Северной Двины. Установлено влияние агроботанического состава и экологических условий на продуктивность. Ключевые слова: продуктивность, луга, островная пойма, Северная Двина.

E.N. Nakvasina, T.A. Parinova

PRODUCTIVITY AND AGROBOTANICAL COMPOSITION OF THE MEADOWS IN THE NORTHERN DVINA RIVER

DOWNSTREAM INSULAR FLOODPLAIN

The analysis of meadow efficiency in the Northern Dvina river downstream insular floodplain is given in the article. Influence of agrobotanical structure and ecological conditions on efficiency is determined.

Key words: efficiency, meadows, insular floodplain, Northern Dvina.

Пойменные луга - наиболее продуктивные естественные кормовые угодья нашей страны [1], а заготовка сена - самый старый вид консервирования грубых кормов. Хотя о необходимости сена в кормовых рационах жвачных животных нет единого мнения [2], оно составляет основу кормовой базы животноводства в Архангельской области [3].

Цель исследований. Определить и проанализировать продуктивность лугов островной поймы дельты реки Северной Двины.

Задачи исследований. Оценить количественные показатели продуктивности в зависимости от способов хозяйственного использования, экологических условий и флористического состава.

Материалы и методы исследований. Исследования проводили на двух ключевых островных участках Северной Двины: Холмогорское котловинное расширение (о. Куростров) и Дельтовое расширение (о-ва Андриянов, Ластола и др.) (рис. 1).

Рис. 1. Карта-схема района исследований: 1 - Дельтовое расширение; 2 - Холмогорское котловинное расширение

Под продуктивностью понимали хозяйственную продуктивность [4-6]. При этом использовали показатели валовой (биологической продуктивности), то есть выход растительной массы при скашивании всех растений у поверхности почвы в период максимального развития растений [4] в пределах ассоциаций (в рамках доминантного подхода) в перерасчёте на урожай сена, с учётом продуктивности отдельных агроботанических групп.

Продуктивность определяли укосным методом с площадок 0,25 м2 (общее число заложенных площадок 520) путём взвешивания травы, скошенной на высоте не более 5 см от земли. Площадки закладывали методом случайного отбора [7] в десятикратной повторности при помощи металлической рамки в пределах контура растительности (пробные площади 100 м2), где предварительно выявляли полный флористический состав с указанием обилия и высоты каждого вида. Растения с каждой площадки разделялись на агроботанические группы (злаки, осоки, бобовые, разнотравье) и взвешивались отдельно. Для определения урожая сена с каждой площадки отбиралась проба на влажность в бумажный пакет из каждой агроботанической группы [4-5, 8].

Изучали влияние способов хозяйственного использования (используемые сенокосы, неиспользуемые сенокосы, используемые пастбища, залежи) и влияние богатства и увлажнения почвы по шкалам Л.Г. Раменского [9], величины гумусового горизонта на общую продуктивность и отдельных агроботанических групп. Проанализировали влияние доли агроботанических групп на общую продуктивность. Для этого использовали дисперсионный однофакторный и корреляционный анализы [7, 10].

Результаты исследований и их обсуждение. Данные, приводимые в литературе об урожайности пойменных лугов (в перерасчёте на сено) как России, так и Архангельской области, очень разнородны. Средняя урожайность всех кормовых угодий страны 4 ц/га, сенокосов - 12,4, пастбищ - 4,2 [4], пойменных лугов - от 6 до 30 ц/га [8, 11]. Урожайность пойменных лугов таёжной зоны северо-запада европейской части России: прирусловой поймы - до 40 ц/га, центральной - от 9 до 50, притеррасной - до 25 ц/га сена [8, 11-14]. Урожайность пойменных лугов Архангельской области в зависимости от уровня поймы и хозяйственного состояния колеблется в пределах от 8 до 40 ц/га [15-16]. С центральной поймы сенокосных лугов С. Двины в среднем получают около 30 ц/га сена [17].

В последние годы, когда нарушена система использования сенокосных и пастбищных угодий, продуктивность и агроботанический состав лугов значительно изменились и зависят от многих факторов.

Полученные нами современные средние данные по урожайности лугов островной поймы низовий С. Двины приведены в табл. 1.

Таблица 1

Урожайность лугов островной поймы низовий С. Двины в 2009-2010 гг.

Способ хозяйственного использования Число ПП Урожай зелёной массы, ц/га Урожай сена, ц/га Участие в травостое агроботанических групп, %

Злаки Осоки Бобовые Разнотравье

Используемые одноукосные сенокосы 14 80,29±11,63 38,0-200,9 49,9±5,93 18,7-107,9 56,59± 6,11 8,17± 6,20 18,95± 4,34 16,06± 3,38

Неиспользуемые одноукосные сенокосы 18 137,82±18,51 48,0-347,0 67,25±9,15 30,8-171,4 35,35± 7,84 12,58± 7,29 5,28± 1,69 41,40± 7,11

Используемые пастбища 9 49,21±10,00 24,3-114,8 21,21±5,83 9,5-66,4 62,38± 6,38 1,03± 0,69 7,10± 2,37 30,78± 6,43

Залежи 11 101,23±24,77 34,9-282,9 48,51±13,34 18,3-140,5 44,87± 7,79 00,00± 00,00 9,84± 3,16 29,32± 5,64

Среднее 99,05±9,71 24,3-347,0 48,32±4,49 9,5-140,5 48,52± 3,38 8,42± 3,42 13,05± 2,10 23,37± 3,35

Примечание. Числитель в урожае зелёной массы и сена - средний показатель с ошибкой среднего, знаменатель - минимальные и максимальные зарегистрированные значения урожайности; ПП - контура растительности (100 м2), в пределах которых закладывали площадки для оценки продуктивности (0,25 м2).

При анализе количественных данных продуктивности внутри каждой группы лугов по способу хозяйственного использования выявляются значительные колебания показателей. На одноукосных используемых сенокосах при среднем урожае сена 49,9 ц/га максимальная урожайность 107,9 ц/га, минимальная - 18,7 ц/га, что связано в первую очередь с видовым составом. Как правило, продуктивность на исследованных одноукосных сенокосах увеличивается в разы при большом обилии видов верхового грубостебельного разнотравья крупного габитуса, которые плохо поедаются скотом в сене. Среди них Angelica sylvestris, Arctium tomentosum, Cirsium arvense, Filipendula ulmaria, Heracleum sibiricum. Большие показатели продуктивности характерны для сенокосов, в травостое которых значительное покрытие имеют верховые злаки, дающие больше кормовой массы при сенокошении: Bromopsis inermis, Dactylis gbmerata, Phleum pratense. Эти виды отличаются хорошо облиственными стеблями высотой до 1 м и более. Большой вклад в увеличение продуктивности исследованных сенокосов вносят также верховые бобовые травы, листья которых находятся в верхней части стебля и при скашивании попадают в скошенную массу: Trifolium pratense, Vicia cracca, V. sepium.

На сенокосах этого типа формируются травостои бобово-разнотравно-злаковые, разнотравно-бобовозлаковые, по низинным местам с примесью осок, редко - разнотравно-злаковые и злаково-разнотравные.

Неиспользуемые одноукосные сенокосы также могут характеризоваться аномально большими показателями урожая сена - до 171,4 ц/га при средней урожайности 67,3 ц/га. Это в большей степени связано с преобладанием крупного разнотравья, виды которого активно разрастаются при прекращении сенокошения. Травостои большей частью разнотравно-злаковые и злаково-разнотравные, по низинным переувлажненным местам осоково-злаковые и злаково-осоковые. Травостой некоторых запущенных сенокосных лугов может практически полностью состоять из видов разнотравья. Доля бобовых незначительная, либо они полностью отсутствуют.

Продуктивность используемых пастбищ в среднем составляет 21,2 ц/га, достигая максимально 66,4 ц/га, минимально - 9,5 ц/га. Основную массу урожая формируют низовые злаки с большой отавностью, редко превышающие в высоту 40 см, с множеством укороченных побегов и листьями в нижнем ярусе, такие, как Festuca rubra, Poa pratensis. Большинство пастбищ засорено плотнокустовым злаком Deschampsia cespitosa, что свидетельствует об их запущенном состоянии и нерациональном распределении пастбищной нагрузки. Низовые, вегетативно подвижные виды разнотравья стоят на втором месте по вкладу в урожайность. Это Alchemilla vulgaris, Plantago major, P. media, Potentilla anserine, Rumex acetosella. Бобовых, выдерживающих пастбищный режим, немного - Trifolium repens, быстро отрастающий со стелющимися побегами вид низового типа. Очень часто встречался поливариантный по своей жизненной форме Trifolium pratense, с низкорослыми, почти сте-лящимися побегами. На пастбищах преобладают разнотравно-злаковые травостои.

Особый интерес представляет продуктивность исследованных залежей, которые дают до 140,5 ц/га сена, но плохого качества. Основная масса приходится на длиннокорневищные злаки и сорные виды разнотравья с низкой кормовой ценностью. Доля бобовых в сене залежей незначительная, в основном это длиннокорневищные виды. Травостой злаково-разнотравный и разнотравно-злаковый.

Таким образом, обследованные луга характеризуются сильно варьирующими показателями продуктивности, что может быть обусловлено, как минимум, тремя причинами: высокой степенью пестроты растительного покрова в пойме, различными экологическими условиями и разнообразными способами хозяйственного использования.

При исследовании влияния богатства, увлажнения почвы по шкалам Л.Г. Раменского [10] и величины гумусового горизонта на общую продуктивность и агроботанических групп при помощи корреляционного анализа четких закономерностей не выявлено. В то же время достоверные данные однофакторного дисперсионного анализа указывают на наличие влияния способов хозяйственного использования как на общую продуктивность, так и продуктивность агроботанических групп. Влияние способа хозяйственного использования на общую продуктивность варьирует в пределах от 9,9 до 38,3 %, на продуктивность бобовых - от 8,3 до 41,5 %, на продуктивность разнотравья - от 8,9 до 39,3 % от общего влияния всей суммы факторов. Степень влияния хозяйственного использования на продуктивность злаков не выражена. На долю неучтенных влияний (главным образом флористический состав и экологические условия) приходится от 90 до 40 % .

Отдельные агроботанические группы растений вносят различный вклад в продуктивность лугов, которая, прежде всего, определяется продуктивностью злаков и разнотравья, в меньшей степени бобовыми травами (табл. 2).

Таблица 2

Данные корреляционного анализа между показателями общей продуктивности и отдельных агроботанических групп

Анализируемая пара Показатель

Г± ГПг Достоверность г П ± тг| Достоверность Г) П2 * 100 %

Общая продуктивность/злаки 0,69± 0,07 1ф=7,41> 3,42 0,87+0,03 1ф=13,76> 1*1=3,42 76 %

Общая продуктивность/разнотравье 0,70+0,06 1ф=7,59> ^ =3,42 0,85 ± 0,04 1ф=12,44> 1*1=3,42 72 %

Общая продуктивность/бобовые 0,24+0,12 1ф=2,85< 1*1 =3,42 0,46+0,10 1ф=4,01> 1*1=3,42 21 %

Примечание: г ±тг- коэффициент корреляции с ошибкой; г\ ±тг\- корреляционное отношение с ошибкой; ц2* 100% - коэффициент детерминации.

Помимо рассмотренных условий, влияющих на продуктивность лугов, большое значение имеют географическое положение и структура поймы. Выбранные ключевые участки относятся к двум гидрологически и геоморфологически отличным отрезкам С. Двины. Холмогорское расширение (о. Куростров) относится к нижней границе приустьевой области реки, и лишь периферия крупного острова подвергается активному влиянию ежегодного половодья и наносного аллювия. Ядро острова образуют в составе останцев три крупных холма, не заливаемых во время половодья. Согласно классификации Р.А. Еленевского [10], остров относятся к классу «В» - развитая пойма, группе островная пойма, типу останцево-островная пойма. Дельтовое расширение входит в состав устьевой области С. Двины. Острова сложены речным аллювием и постоянно находятся под влиянием речного стока и пойменного процесса. По классификации Р.А. Еленевского [10], они относятся к классу «В» - развитая пойма, группе дельтовая пойма, типу островная плавневая пойма - это молодые и быстро нарастающие острова.

Если сравнивать показатели продуктивности для лугов ключевых участков, можно заметить ряд особенностей. Луга Курострова характеризуются в три раза меньшими средними количественными показателями продуктивности (23,3 против 62,4 ц/га) (рис. 2), что может быть связано с менее благоприятными для луговых трав почвенно-гидрологическими условиями, особенно в центре острова и, как следствие, с особенностями флористического состава.

ц/га

70

60

50

40

30

20

10

1

_г-И штп!

100 90 80 70 60 % 50

40

30

20

10

О

1111Ш111П11!

1

А

а —

а. =

0 ©

1 I

% | •Ч. О-

О. X

о а»

0 &

1 =

11

% I

•Ч. о.

злаки Ш) осоки  бобовые  разнотравье  общее

Рис. 2. Показатели средней продуктивности по агроботаническим группам (А) и процент агроботанических групп в сене (Б) на о. Куростров Холмогорского расширения и о. Дельтового расширения С. Двины

Поэтому процент по соотношению агроботанических групп несколько различается, также отличается качественный состав, в первую очередь у разнотравья. Например, на Курострове практически отсутствуют виды крупного габитуса Cirsium arvense, Heracleum sibiricum, Heracleum sosnowskyi. Это также связано с меньшей площадью заброшенной пашни на Курострове по сравнению с дельтой, откуда эти виды активно расселяются. На лугах в дельте, напротив, не встречается Sanguisorba officinalis, которая на куростровских лугах занимает обширные пространства. В то же время в дельте повсеместно распространены Ranunculus acris, R. auricomus, R. repens и практически отсутствует R. polianthemos, часто встречающийся на Курострове.

На о. Куростров в прирусловой части встречаются пастбища, на которых основную массу травостоя составляет плохо поедаемый длиннокорневищный вид разнотравья - Petasites spurius с большим проективным покрытием. Такие участки имеют вид зелёных островов среди выеденной почти под корень травы.

Таким образом, по количественным показателям луга островной поймы низовий С. Двины характеризуются как высокопродуктивные. Средняя урожайность всех исследованных лугов составляет 67,5 ц/га. Наибольшая доля весового участия в общей продуктивности принадлежит злакам (от 35 до 62 %) и разнотравью (от 16 до 41 %), доля бобовых и осоковых трав незначительна.

В последнее десятилетие на лугах островной поймы низовий С. Двины отмечается рост продуктивности, что в первую очередь связано с сокращением площадей используемых сенокосов и пастбищ и увеличением залежей и неиспользуемых сенокосов. На заброшенных угодьях массово разрастаются виды широколистного и грубостебельного разнотравья крупного габитуса с низкой кормовой значимостью в сене: Cirsium arvense, Heracleum sibiricum, Heracleum sosnowskyi. В свою очередь, негативные последствия забрасывания распространяются на используемые сенокосы и в меньшей степени на пастбища. Происходит захват ценных естественных пойменных лугов сорными вредными и ядовитыми растениями, которые быстро распространяются.

На урожайность лугов, помимо хозяйственного использования и флористического состава, оказывает влияние структура и возраст поймы. Луга останцево-островной поймы С. Двины менее продуктивны (средняя урожайность составляет 23,3 ц/га) по сравнению с более молодыми и динамичными лугами островной плавневой поймы (64,2 ц/га). Значительное увеличение биомассы на лугах дельты связано с более благоприятными почвенно-гидрологическими условиями для произрастания луговых трав и повышенной интенсивностью забрасывания угодий.

Происходит деградация лугов островной поймы низовий и особенно дельты С. Двины, которая обусловлена как природными, так и социально-экономическими условиями, сложившимися в Архангельской области.

Литература

1. Елиашевич Н.В. Мелиорация и продуктивность пойменных лугов. - Минск: Наука и техника, 1986. -214 с.

2. Производство грубых кормов: в 2 кн. / под общ. ред. Д. Шпаара. - Торжок: ООО «Вариант», 2002. - Кн. 1. - 360 с.

3. Региональная комплексная программа «Корма» Архангельской области на 2008-2010 гг. - Архан-

гельск, 2008. - 68 с.

4. Ларин И.В. Избранные труды. - М.: Колос, 1978. - 432 с.

5. Шарашова В.С. Устойчивость пастбищных экосистем. - М.: Агропромиздат, 1980. - 240 с.

6. Клаап Э. Сенокосы и пастбища. - М., 1961. - 613 с.

7. Лакин Г.Ф. Биометрия. - М.: Высш. шк., 1990. - 352 с.

8. ЧугуновЛ.А. Луговодство. - М.; Л.: Гос. изд-во с.-х. лит-ры, 1951. - 431 с.

9. Экологическая оценка кормовых угодий по растительному покрову / Л.Г. Раменский, И.А. Цацекин,

О.Н. Чижиков [и др.]. - М.: Гос. изд-во с.-х. лит-ры, 1956. - 472 с.

10. Дисперсионный анализ / сост. А.М. Третьяков, А.А. Бахтин, Н.С. Минин. - Архангельск, 1988. - 39 с.

11. Пастбища и сенокосы СССР / под ред. акад. ВАСХНИИЛ Н.Г. Андреева. - М., 1974. - 512 с.

12. Иванов Д.А. Луга и пастбища (Северо-Западной зоны нечернозёмной полосы). - М.; Л.: Гос. изд-во с.-х. лит-ры, 1953. - С. 31-34.

13. Луговодство в поймах рек / под ред. С.П. Смелова, Н.С. Конюшкова. - М.: Гос. изд-во с.-х. лит-ры, 1955. - 256 с.

14. Андреев Н.Г., Якушев Д.В. Научные исследования по пойменному луговодству // Пойменные луга СССР / под ред. Н.Г. Андреева, А.П. Мовсисянца. - М.: Колос, 1973. - С. 5-15.

15. Лугопастбищные травы / под ред. М.М. Антонова. - М.: Колос, 1966. - 408 с.

16. Ресурсосберегающие технологии в луговом кормопроизводстве: сб. науч. тр. по мат-лам Междунар. науч.-практ. конф., посвящ. 120-летию со дня рождения академика И.В. Ларина. - СПб., 2009. - С. 25, 57-59.

17. Попова Л.А., Макарьина С.В. Агроэкологическое состояние пойменных лугов Северной Двины // Генезис, география, антропогенные изменения и плодородие почв (Сибирцевские чтения): тез. докл. XI съезда РГО (Архангельск, 2000 г.). - СПб., 2000. - С. 76-77.

18. Еленевский Р.А. Вопросы изучения и освоения пойм. - М., 1936. - 100 с.

УДК 631.43 Е.А. Жарикова

ОСОБЕННОСТИ МОРФОЛОГИИ И ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ГОРОДСКИХ ПОЧВ ВЛАДИВОСТОКА

Автором статьи выявлены и исследованы различные типы профилей городских почв. Установлен ряд морфогенетических признаков и физических свойств, отличающих почвы городских территорий от естественных фоновых почв.

Ключевые слова: городские почвы, бурозем, морфогенетические особенности, физические свойства почв.

E.A. Zharikova MORPHOLOGY PECULIARITIES AND PHYSICAL PROPERTIES OF THE URBAN SOILS IN VLADIVOSTOK

Various types of the urban soil profiles are revealed and researched by the author of the article. A number of morphogenetic signs and physical properties that distinguish the urban territory soils from the natural background soils is determined.

Key words: urban soils, burozem, morphogenetic peculiarities, soil physical properties.

Введение. Урбанизация - неотъемлемая часть развития современной цивилизации. В условиях города антропогенное воздействие становится доминирующим фактором, активно влияющим на процесс почвообразования. Владивосток, основанный в 1860 г., является молодыми городом с исторической точки зрения и его почвы представляют собой относительно новые компоненты окружающей среды, в настоящее время практически неизученные.

Объекты и методы исследований. Город расположен в южной части полуострова Муравьева-Амурского, имеющей довольно сложный рельеф: превалирует мелкосопочник с округлыми куполообразными, реже коническими вершинами и пологим склоном. Ориентация сопок преимущественно широтная, южные склоны отличаются большими уклонами.

Метеоклиматические условия характеризуются отчетливо выраженной муссонностью. Зима сухая и холодная, ветры северного и северо-западного направления. Весна продолжительная, прохладная, с частыми колебаниями температуры. Лето тёплое и влажное, с максимальным количеством осадков, ветры южные и юго-восточные. Осень довольно тёплая, сухая. Сумма активных температур 2400-2200°С, гидротермический коэффициент 1,6-2,0 [5].

Почвообразующие породы представлены грубообломочным элювием плотных пород с небольшим количеством мелкозема. В нижней части склонов мощность рыхлых отложений больше, чем на вершинах, и они имеют более тяжелый гранулометрический состав и меньшую каменистость [2-3].

Основной фон исходного почвенного покрова Владивостока составляют буроземы типичные, на пологих склонах встречаются буроземы оподзоленные, на выровненных поверхностях с затрудненным водооб-