Фиторазнообразие сеяного луга
Министерство образования Республики Беларусь
Гомельский Государственный университет
им. Франциска Скорины
Кафедра ботаники и физиологии растений
Д И П Л О М Н А Я Р А Б О Т А
Фиторазнообразие сеяного луга
польдера "Покалюбичи" в пойме р.Сож
специальность .01.09.-''Биология''
Исполнитель :
студентка VI курса
биологического факультета
Ласица Анна Анатольевна
Научный руководитель
доктор биологических наук,
профессор
Сапегин Леонид Михайлович
Гомель 1998
С О Д Е Р Ж А Н И Е стр.
Введение. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1. Обзор литературы. . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2. Объект, программа, методика исследований . . . . . .
3. Физико-географические условия . . . . . . . . . . .
4. Результаты исследований и их обсуждение . . . . . . .
4.1. Анализ видового состава растений сеяного луга польдера
4.1.1 Систематический состав . . . . . . . . . . . . . . .
4.1.2. Экологический состав . . . . . . . . . . . . . . . .
4.1.3. Биоморфологический состав . . . . . . . . . . . . . .
4.1.4. Хозяйственно-ботанический состав . . . . . . . . . .
4.2. Пути сохранения фиторазнообразия сеяного луга польдера
Выводы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Список использованных источников . . . . . . . . . . .
Приложения:
I. Систематический состав растений сеяного луга . . . II.Экологогический, биоморфологический состав
растений сеяного луга . . . . . . . . . . . . . . . III.Хозяйственно-ботанический состав растений
сеяного луга . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
В В Е Д Е Н И Е
Оценка современного состояния проблемы
Польдер "Покалюбичи" к-за им. В.И.Ленина Гомельского района был создан в 1986 году путем строительства дамбы в пойме реки Сож. Глубокий анализ видового состава луга имеет важное производственное и научно – практическое значение , так как позволяет решать задачи укрепления кормовой базы для животноводства . В 1990 году в польдере "Покалюбичи" было произведено повторное перезалужение сеяного луга травосмесью из тимофеевки луговой ,костреца безостого и клевера розового .За период 1996 и 1997 годов в травостое сеяного луга произошли изменения ,изучение которых позволит оценить развитие луга в данных природных условиях за минувший период.
Актуальность избранной темы
Изучение фиторазнообразия сеяного луга в условиях польдера
позволяет определять пути развития такой экосистемы. Почва пойменных лугов как правило богатая торфянистая , что способствует произрастанию на ней растений , обладающих хорошими кормовыми и питательными качествами. Очень важным является подбор компонентов для высеваемых на лугах травосмесей .Поэтому необходимо изучать поведение как отдельных видов травосмеси после залужения , так и всей травосмеси в целом .
Анализ видового состава луга по различным направлениям позволяет составить наиболее полную картину роли в травостое луга сеяных трав, их выпадении из общего состава и появлении примесей несеяных видов.
Особое значение при изучении видового разнообразия польдера необходимо уделить влиянию различных видов удобрений на продуктивность сеяного луга , что позволит определить его кормовую и хозяйственную перспективы . Такой анализ позволяет определить хозяйственно-кормовую ценность культурных сенокосов в условиях польдера и пути дальнейшей рациональной эксплуатации сеяного луга.
Цель работы состоит в максимально всестороннем изучениии и анализе видового состава сеяного луга польдера "Покалюбичи" .Она предусматривает также анализ видового состава сеяного луга в систематическом, экологическом ,биоморфологическом и хозяйственно-ботаническом отношениях, определение возможных путей рационального использования и сохранения фиторазнообразия польдера "Покалюбичи" как культурного сенокоса .
Практическое значение работы состоит в многофакторном анализе видового состава сеяного луга и выработке на основании полученных результатов и данных литературы путей сохранения фиторазнообразия сеяного луга польдера и обосновании рационального его использования как кормового угодья с учетом поддержания длительной продуктивности луга при рациональном функционировании .
1.О Б З О Р Л И Т Е Р А Т У Р Ы
Изучением флоры нашей страны занималось несколько поколений исследователей ботаников, передавая из поколения в поколение накопленный опыт и знания о флористическом многообразии нашей родной Белоруссии. Богатые опытные и исследовательские данные нуждались в профессиональном обобщении и обработке. Так был опубликован и издан многочисленный ряд публикаций и монографий о флоре Белоруссии, ее лугах, пастбищах и лесах. Для осуществления
контроля за процессом развития луговых сообществ в естественных условиях и под антропогенным воздействием в настоящее время в Белорусии создана развитая сеть научно-исследовательских учреждений и лабораторий, исследующих различные аспекты жизнедеятельности ,развития и распространения растений на территории республики.
Флора нашей страны действительно многообразна и ее изучением занимались многие исследователи. Так в Белорусской Советской Энциклопедии (БСЭ) / 41 / вниманию были предложены наиболее распространенные виды и систематические группы растений Белоруссии, их биологические особенности и хозяйственное значение.
Изучению редких видов растений, распространенных на территории Белоруссии, посвящен целый ряд публикаций / 42 /.Они были выделены из общего состава изученных ранее растений, охарактеризованы. Были определены их важные особенности распространения, закономерности развития, дана эколого-географическая и созологическая характеристики видов растений, нуждающихся в охране на
территории Белоруссии.
Одна из работ Козловской Н.В. / 15 / была посвящена изучению состава и систематической структуры флоры Белоруссии. Были описаны ее экологические и фитоценотические особенности, дан ареалогический и хорологический анализы.
Также были показаны этапы формирования флоры в прошлом, динамика в настоящем и основные пути развития в будущем времени.
Другая ее работа / 14 / несет в себе вопросы и задачи по сохранению растительного мира Белорусии, сбережению ее флористического фонда.
Среди многочисленных работ по изучению флоры Белоруссии значительное внимание было уделено луговым фитоценозам. В работе Бусько С.Ф. / 5 /была изучена фитоценотическая роль растений на лугах Северной геоботанической подзоны Белоруссии, выделены доминанты I и II порядков, содоминанты I и II порядков, сопутствующие виды I,II и III порядков. Отмечено ,что доминанты и
содоминанты I порядка являются основными ценозообразователями луговых сообществ.
В настоящее время сложным является вопрос обоснования видового состава травостоя сеяных лугов.
Так было отмечено / 34 /,что на осушенных торфяниках при интенсивной степени осушения и последующем их залужении травосмесями продуктивность культурного травостоя постепенно снижается.
Геоботанические исследования территории Белоруссии показали специфику топографии лугов и своеобразие развития луговой флоры. Это обусловлено отличительными чертами физико-географических условий северо-запада Белоруссии.
В публикации Сапегина Л.М. / 46 / приводятся результаты многолетних стационарных и полустационарных исследований вертикальной и горизонтальной структур травостоев луговых фитоценозов в поймах рек Припяти, Сожа и Днепра.
Вопросы структуры освещены в тесной связи с почвенно-грунтовыми, гидрологическими и метеорологическими условиями, флористическим составом, сезонной и разногодичной изменчивостью травостоев луговых фитоценозов.
Так же в работе / 47 / по исследованию флоры пойм Днепра, Сожа, Ипути и Беседи Сапегин Л.М. привел флористическую классификацию и хозяйственную типологию пойменных лугов, геоботническую характеристику синтаксонов и хозяйственных типов лугов. Рассмотрены так же были вопросы рационального использования и охраны пойменных лугов.
Аналогичные исследования были проведены Кругановой Е.А. / 17 / по изучению пойменных лугов среднего течения Припяти. Был дан эколого-фитоценотический анализ луговой растительности по подзонам и уровням поймы.
В ходе изучения луговой растительности пойм Припяти была предложена /12/ сводная классификационная схема растительности пойм притоков Припяти.
Исследования Юркевича И.Д. и других / 57 / были направлены на изучение структуры и географического размещения растительного покрова на территории Белорусской ССР. Была дана геоботаническая характеристика выделенных типологических категорий растительности, приведено описание выделенных на карте и взятых под охрану ботанических объектов, изложены научные основы охраны растительного мира, принципы дальнейшего выделения объектов, нуждающихся в охране. Так же были отмечены состояние и перспективы использования растительных ресурсов, пути эффективной трансформации земельных угодий.
Многогранность изучения луговой флоры и растительности в целом предполагала проведение экологического анализа представленных видов. Так было отмечено, что из растений различных экологических групп на территории Белоруссии преобладают группы эвтрофных мезогигрофитов, мезотрофных мезофитов и мезотрофных гигромезофитов / 61 /.
В ходе исследований 1968-1969 годов / 37 / была предложена характеристика экологических условий луговой растительности поймы реки Лани. Был разработан классификационный состав луговых сообществ, приведены данные об изменении фитоценозов под влиянием осушения.
Геоботанические и экологические исследования ,проведенные в пойме р.Березины в 1972-1980 годах и изложенные в работе Юркевича И.Д. / 58 /, представляют собой эколого-фитоценотическую классификацию пойменной луговой растительности. Предложены данные закономерности формирования луговых фитоценозов в зависимости от гидрологического и температурного режимов, агрохимических и физических свойств почвы.
Очень большое внимание в работах всех исследователей уделялось возможным путям развития луговой растительности как в природных так и в культурных фитоценозах.
Так, монография Парфенова В.И. / 37 / посвящена изучению современного состояния и тенденции развития флоры Белоруссии. В ней рассмотрены – история формирования, генезис и антропогенные изменения растительности .Отмечена ее современная и возможная в будущем динамика, обусловленная влиянием антропогенного фактора.
В некоторых работах / 38 / проводится разностороннее изучение природной флоры и его результаты ложатся в подготовку фундаментальных сводок о флоре республики.
В работе Юркевича И.Д. по кормовой оценке луговой флоры Белоруссии отмечено, что по таким свойствам, как -биохимический состав, поедаемость животными и др., луговая флора делится по классам кормовой ценности. Растения I и II классов включают в себя 92 вида, которые составляют основной генетический фонд луговой флоры. Растения III класса могут присутствовать в сообществах в небольшом количестве, а виды растений IV и V классов на лугах
нежелательны / 62 /.
По данным Юркевича И.Д. / 60 / основная масса травостоя сенокосных лугов в междуречьи Днепра и Сожа представлена разнотравьем, что является причиной низкой урожайности данных лугов.
В ходе исследования частоты скашивания / 44 / было отмечено влияние данного аспекта на продуктивность, качество урожая и изменение видового состава травостоев бобово-злаковых травосмесей. Установлен оптимальный режим использования травостоя данных травосмесей - трехкратное скашивание.
Так же имеются данные / 9 / по изучению продуктивности многолетних трав в сеяных сообществах на суходолах Белоруссии с ценотической характеристикой различных видов злаковых трав в чистых посевах и травосмесях.
По исследованиям Синицина Н.В. / 49 / при составлении травосмесей необходимо уделять внимание типу будущего местообитания трав с учетом их поведения в смешанных посевах.
Результаты пятилетних исследований Струка И.Ф./ 53 / о влиянии состава травосмесей и соотношения в них компонентов на изменение видового состава травостоя лугов предполагают, что в динамике по годам выживаемость бобовых и злаковых трав зависит от срока затопления. Здесь же приводятся данные по наиболее продуктивным и устойчивым травосмесям в центральной пойме Припяти.
У Медведского А.И. / 23 / представлены данные о влиянии весенних половодий на ботанический состав сеяных луговых трав. Так на осушенных торфяно-болотных почвах с регулируемой продолжительностью поемности наиболее устойчивыми видами трав при двухукосном использовании оказались бекмания обыкновенная, канареечник тростниковидный, костер безостый, тимофеевка луговая и лисохвост луговой, которые переносят весеннее затопление талыми водами более 40 суток.
На территории Белоруссии мелиоративно-изыскательные работы всегда сопровождаются специальными ботаническими исследованиями. В ходе таких исследований / 29 / были получены данные о наиболее ценных в кормовом отношении травах. Им была дана обширная характеристика с учетом их кормовой ценности, условия произрастания при использовании в составе травосмесей для залужения сеяных лугов.
На протяжении 1972-1979 годов на осушенной старопахотной торфяной почве изучались продуктивность и видовой состав травостоев с костром безостым / 28 / .Было установлено ,что данные травостои сохраняют высокую продуктивность в течение 8 лет. Начиная с третьего года жизни из травостоя костер безостый вытесняет тимофеевку луговую. Клевер розовый в составе травостоя удерживается только два года. После выпадения из травостоя клевера
розового и снижения доли тимофеевки луговой - развивается костер безостый, образуя сплошной травостой.
По результатам исследований, проводившихся на осушенной дерново-глеевой почве / 43 / на протяжении 1975-1978 годов, можно сделать выводы о продуктивности злаковых травосмесей. Так установлено, что наиболее устойчивыми злаковыми травами являются костер безостый и ежа сборная .Тимофеевка луговая, полевица белая и лисохвост луговой имеют невысокую конкурентоспособность.
Пятилетние исследования Руденко Е.В. / 44 / показывают, что на мелиорированных дерново-глеевых почвах при интенсивном уровне удобрения и многоукосном использовании максимальной продуктивностью отличаются многолетние злаковые травы с быстрыми темпами весеннего отрастания и хорошей отавностью в летнее время. Это такие травы, как - кострец безостый, ежа сборная ,лисохвост луговой ,овсяница тростниковая. Наиболее долговечны и устойчивы в травостоях кострец безостый и ежа сборная.
Одновременно с изучением видовой устойчивости травостоев проводились исследования о влиянии вносимых удобрений на биохимический, морфологический составы травостоя, продуктивность и кормовую ценность луговых трав.
Так ,в ходе исследований / 48 / установлено, что при внесении Р60 КN50 в почву пастбищных травостоев на торфяниках многолетние злаковые травы отличаются высоким содержанием сырого протеина, сырой клетчатки, калия и низким содержанием кальция. Клевер ползучий имеет высокое содержание сырого протеина, белка, кальция, магния. Внесение азотных удобрений из расчета N120 увеличивает в злаковых травостоях концентрацию сырого протеина, белка, снижает содержание сырой клетчатки и протеиновое отношение.
В исследованиях Мирвиса Д.А. / 26 / отмечено ,что на всех уровнях азотного питания наиболее конкурентноспособными видами являются райграс пастбищный и овсяница луговая. Особенно отзывчив на высокие дозы азота райграс пастбищный. Клевер белый обладает хорошей отавностью на фосфорно-калийном фоне и при умеренных азота, но при высоких - практически исчезает. Тимофеевка луговая во всех случаях вытесняется из пастбищного фитоценоза более агрессивными компонентами.
В ходе четырехлетних исследований влияния минеральных удобрений и приемов использования травостоев на продуктивность и видовой состав луговых травосмесей /31 /,было установлено, что в условиях западного региона на суходольных лугах нормального увлажнения при внесении полного минерального удобрения наиболее продуктивными являются 2-3 членные злаковые травосмеси с включением ежи сборной, овсяницы луговой, райграса пастбищного и костра безостого.
Наруцкий А.И. в своей монографии / 30 / по изучению влияния минеральных удобрений на ботанический состав и урожайность злаково-бобовых травосмесей отметил, что на дерново-глеевых супесчаных почвах внесение азотно-фосфорных удобрений нецелесообразно, так как на этом фоне формируется травостой преимущественно из овсяницы красной.
При рассмотрении влияния жидкого навоза как удобрения сеяных травостоев на осушенных дерново-глееватых и маломощных торфяных почвах / 53 / было установлено, что внесение жидкого навоза во все почвы высоко агрономически эффективно. На вновь осваиваемых кислых маломощных торфяниках сеяный луг уже к третьему году без внесения удобрений деградирует. Это приводит к восстановлению вторичного естественного фитоценоза.
Шестилетние исследования Бушмакиной Г.А. / 6 / подтверждают, что при систематическом удобрении низинных лугов суперфосфат на калийном и азотно-калийном фонах является лучшей формой фосфорных удобрений. Суперфосфат способствует развитию ценных в кормовом отношении злаков, богатых фосфором, калием и кальцием.
В работе Гааза О.Г. / 8 / представлены данные о трех бобово-злаковых травосмесях, высеяных на различных фонах минеральных удобрений. В течение четырех лет наблюдалась постепенная замена рыхлокустовых трав корневищными - костром безостым и мятликом луговым. В травосмеси с ежой сборной и в злаковой травосмеси с ежой сборной, тимофеевкой луговой и овсяницей луговой господство сохраняла ежа сборная. По урожайности травосмеси отличались
незначительно. Посев в хозяйстве трех травосмесей с участием в них различных по скороспелости видов дал возможность растянуть оптимальные сроки уборки трав от 13 до 30 дней.
Вопросы, связанные с консервированием травянистых кормов с учетом природных условий, а так же предложения по улучшению природных кормовых угодий, созданию сеяных сенокосов и пастбищ, рациональному их использованию изложены в работе Иванова Д.А.. Так же в этой работе связаны биологические особенности и свойства основных групп луговых трав, биологические и хозяйственные особенности многолетних трав, введенных в культуру / 11 /.
В монографии Чаева Е.П./ 54 / был представлен обобщенный опыт передовых хозяйств республики и данные научных исследований о возделывании многолетних трав на осушенных торфяно-болотных почвах. Были рекомендованы наиболее продуктивные для этих почв виды и сорта трав, а так же способы использования их травостоев.
В свете учения академика Сукачева В.Н. несколькими исследователями / 64 / была отмечена возможность повышения продуктивности искусственных фитоценозов путем регулирования процессов межвидового взаимодействия.
В своих работах / 50,59 / Юркевич И.Д. рассматривал пути преобразования и использования лугового фонда Полесья. Он выделял категории лугов, подлежащих трансформации в другие угодья, пригодные для организации культурных лугов длительного пользования. Так же был представлен анализ лугов, еще не подвергавшихся мелиорации, пути их использования.
Так же в работе И.Д. Юркевича / 62 / была предложена кормовая оценка луговой флоры Белоруссии. Для ее проведения использовались такие показатели , как :питательная ценность и поедаемость животными . К дополнительным показателям кормовой ценности растений относится их продуктивность , способность к отрастанию после стравливания и скашивания , устойчивость к выпасу .По указанным выше признакам были предложены пять классов кормовой ценности .I – растения высокой кормовой ценности , наиболее богатые протеином и белком ,содержащие относительно малое количество клетчатки, хорошо или отлично поедаемые животными, имеют высокую продуктивность, устойчивы к выпасу .II – растения средней кормовой ценности с менее благоприятным сочетанием протеина и клетчатки. Поедаемость животными чаще средняя . III – растения низкой кормовой ценности с низким содержанием протеина и высоким содержанием клетчатки. Они, особенно злаки , быстро грубеют, поедаемость животными плохая, реже удовлетворительная .IV – растения не имеющие кормовой ценности с неблагоприятным сочетанием протеина и клетчатки. Имеют ряд отрицательных качеств – опушенность, колючки, запах, из-за которых плохо поедаются животными.V – растения вредные и ядовитые. Степень ядовитости их неодинакова, нередко зависит от фазы развития. Примесь некоторых из них в малых дозах считается полезной из-за лечебных свойств. Растения группы разнотравья III класса кормовой ценности расчленены на подклассы. Подкласс А –растения с высоким и средним количеством основных питательных веществ, но плохо поедаемые из-за пряного запаха, горького вкуса или шершавости листьев .Подкласс Б – растения поедаются плохо, реже удовлетворительно, литературные данные о питательной ценности отсутствуют. Подкласс В – растения со средним количеством питательных веществ, поедаемость животными плохая. Подкласс Г – растения с повышенным содержанием алкалоидов и сапонинов, поедаемость плохая. Подкласс Д – растения с шерстисто – войлочным опушением или жесткими волосками, колючками, поедаемость слабая, соотношение основных питательных веществ относительно благоприятное.
Из обзора литературы видно, что флора Белоруссии изучена глубоко и многогранно. Однако среди литературы представлено недостаточное количество материала, посвященного изучению флоры сеяных лугов в условиях польдера. Именно это послужило основанием для проведения данного исследования по фиторазнообразию сеяного луга польдера "Покалюбичи" в пойме реки Сож Гомельского района.
2 . О Б Ъ Е К Т , П Р О Г Р А М М А ,
М Е Т О Д И К А И С С Л Е Д О В А Н И Й
Объектом исследований был сеяный луг польдера "Покалюбичи" в пойме реки Сож. Он расположен в двух километрах к востоку от деревни Покалюбичи к-за им.В.И.Ленина Гомельского района Гомельской области.
Польдер "Покалюбичи" был создан в 1986 году путем строительства дамбы. Таким образом была отгорожена притеррасная часть поймы ,незатопляемая паводковыми водами реки Сож. Это привело к понижению уровня грунтовых вод и возможности создания сеяного луга в условиях польдера . В ходе культурно - тенических мероприятий была уничтожена древесно – кустарниковая растительность . Затем были проведены перепашка дернины , известкование и внесение удобрений . Созданный таким образом польдер был подготовлен к посеву травосмеси из многолетних трав .
В 1990 году было произведено повторное перезалужение сеяного луга травосмесью из тимофеевки луговой (13 кг/га),костреца безостого(7 кг/га) и клевера розового(20 кг/га).
Почва объекта исследования торфяно-болотная, сильно минерализованная, имеет рН=6,4 (слабокислая) c невысоким содержанием подвижных форм калия и фосфора.
Время проведения исследований - июнь 1996-1997 годов, пора цветения и сенокосной зрелости большинства видов растений сеяного луга.
Программа исследований включала следующие вопросы:
1.Физико-географические условия района исследования
2.Изучение видового состава травостоя сеяного луга
3.Систематический анализ видового состава
4.Экологический анализ видового состава
5.Биоморфологический анализ видового состава
6.Хозяйственно-ботанический анализ видового состава
7.Пути сохранения фиторазнообразия сеяного луга польдера
Методика исследований основана на применении данных литературных источников при проведении многофакторного анализа видового состава
сеяного луга польдера "Покалюбичи".
Первый вопрос программы предусматривал характеристику физико-
географических условий района исследования согласно ландшафтному, почвенно-климатическому, геоботаническому и флористическому районированию /10,14,55,58/.
Второй вопрос программы выполняли путем регистрации всех видов растений польдера с одновременной их гербаризацией и последующим установлением их видовой принадлежности по определителю растений /7,25,33/.
Третий вопрос программы предусматривал установление количества видов, родов, семейств растений в составе польдера в относительных величинах /17,33/.
Четвертый вопрос программы был выполнен путем выделения групп растений по отношению к влажности и богатству почвы /2,13,34,50, 61/.
Пятый вопрос программы предусматривал выделение биоморф по корневым системам, характеру побегообразования по Раункиеру, по срокам цветения, продолжительности жизни и приуроченности к типам растительного покрова /1,21,28,31,46,47,54,64/.
Шестой вопрос программы выполняли