CC BY
205
УДК 632.51
Палкина Тамара Александровна
кандидат биологических наук Рязанский государственный агротехнологический университет им. П.А. Костычева
t.a.palkina@mail.ru
ЭКОЛОГО-ЦЕНОТИЧЕСКОЕ ПРОИСХОЖДЕНИЕ СОРНЫХ РАСТЕНИЙ АГРОЦЕНОЗОВ В ЮЖНОЙ ЧАСТИ НЕЧЕРНОЗЕМНОЙ ЗОНЫ
В агроценозах Рязанской области обнаружено 255 видов сорных растений, среди них широко распространенных — 47. В их составе выделены группы растений сегетальных, рудеральных и естественных сообществ. Показана роль этих групп в современных агроценозах. Наблюдается увеличение в составе сорного компонента количества неактивных видов — рудеральных и луговых растений.
Ключевые слова: сегетальная флора, агроценозы, видовой состав, происхождение, рудеральные растения.
Видовой состав сорных растений агроценозов формировался с начала их появления из заносных растений и в значительной мере - за счет местной флоры (апо-фитов). Человек постоянно влияет на этот процесс. С течением времени при совершенствовании агротехники ведущие позиции заняли растения, наиболее приспособленные к пашенным условиям [6; 10]. Однако в последнее десятилетие появляются сведения о возрастании участия апо-фитов в составе полевых сообществ как следствия ослабления регулирующих мер и других технологических нарушений [5; 7; 9]. Становится особенно значимой роль антропогенных местообитаний как источников миграции растений в посевы.
Среди сорных растений принято выделять ряд групп специализации по отношению к условиям агроэкотопов от сегетальных к рудеральным [6; 9]. Виды группы, называемой остаточными (растения естественных сообществ, оказавшиеся в посевах), как маловажные при обследованиях засоренности посевов с практическими целями, обычно не учитывают. Однако для выяснения закономерностей формирования сорного компонента агроценозов и планирования мероприятий контроля в конкретных регионах имеет значение изучение состава всех видов, включая и малораспространенные.
В задачи данной работы входило проведение анализа эколого-ценотического происхождения видов сегетальной флоры в пределах Рязанской области, в том числе её неактивной фракции.
Рязанская область расположена в центральной части Русской равнины в пределах трех природных зон: подтаежных хвойно-широколиственных лесов, широколиственных лесов и лесостепной [1]. Пашней занято (в 2008 г.) 60,9% территории области. В структуре посевных площадей
62,8% представлено зерновыми культурами (наибольшая доля принадлежит озимой пшенице -53,4% и ячменю - 35,1%; значительно меньше высевается овса - 6,2%, ржи - 3,6%); пропашным культурам (кукуруза, сахарная свекла, картофель) отведено 7,7%, многолетним травам - 17,5%.
В 1997-2010 годах обследовано маршрутнорекогносцировочным методом 320 агроценозов различных культур. Геоботанические и флористические описания выполнялись на учетных площадках размером 100 м2. Номенклатура растений приведена по П.А. Маевскому [4]. Оценка агро-фитоценотической активности видов выполнена на основании методов, разработанных Б.А. Юр-цевым [11] и Я.П. Дидухом [2]. Эколого-ценоти-ческая приуроченность видов устанавливалась в результате наблюдений, а также литературных данных по флоре области [3].
В результате полевых исследований в составе современных агроценозов на территории Рязанской области к 2010 г. обнаружено 255 видов травянистых сорных растений. Для установления роли видов в полевых сообществах все они разделены на категории активности на основании существующих методов с учетом постоянства в агроценозах каждой культуры, разнообразия культур, которым они сопутствовали, и обилия [2; 11]. Выделено 5 групп, состав которых был описан ранее [8].
Особо активны 4 вида (1,6%), высокоактивны 8 (3,1%), среднеактивных видов 15 (5,9%). Эти 27 видов представляют основное ядро сегеталь-ной флоры с постоянством в агроценозах культур не ниже 20%. Малоактивные виды встречаются редко, в агроценозах не всех культур, с постоянством в ценофлорах одних культур менее 20%, других - 21-40%. Неактивные виды встречаются в отдельных агроценозах либо в нескольких, но единично при постоянстве менее 20%.
© Палкина Т.А., 2011
Вестник КГУ им. Н.А. Некрасова ♦ № 3, 2011
29
В данной работе использована основа классификации сорных растений по степени сегеталь-ности В.В. Никитина [6], но с иным значением промежуточных групп. К рудерально-сегеталь-ным отнесены растения, более характерные для посевов; а к сегетально-рудеральным - те виды, которые чаще встречаются в рудеральных местообитаниях.
Источники и пути проникновения видов растений в агроценозы различны. В составе сегеталь-ной флоры региона преобладают местные виды-апофиты -157 (62% общего числа). Чужеродных сорных растений 98 видов (38%). Большая их часть - археофиты, древние сорняки земледелия -63 вида (64% чужеродных). Эти виды расселились в посевах вместе с культурами с их родины [9].
Роль археофитов в современных агроценозах велика - 20 растений входят в состав 27 видов основного ядра сегетальной флоры: Convolvulus arvensis L., Sonchus arvensis L.; Chenopodium album L., Galium aparine L., Galeopsis bifida Boenn., Polygonum convolvulus L., Stellaria media (L.) Vill., Echinochloa crus-galli (L.) P.B., Matricaria perforata Merat., Capsella bursa-pastoris (L.) Medic., Viola arvensis Murr., Centaurea cyanus L. и др. Многие из них распространены и на других антропогенных местообитаниях региона, а Convolvulus arvensis L. - обычное растение лугов. В связи с этим у исследователей нет единого мнения о принадлежности многих археофитов к чужеродным растениям. Вероятно, для ряда видов имеются популяции как местного происхождения, так и заносного. Активность археофитов различна, что связано с большей приуроченностью к культурам в связи с их циклами развития.
Другой путь проникновения чужеродных растений в посевы - через нарушенные местообитания - рассматривает Т.Н. Ульянова [9]. Этот путь характерен для большинства кенофитов (чужеродных растений, появившихся на данной территории после XVI века). Кенофитов среди заносных видов агроценозов значительно меньше, чем археофитов - 35 (36%). Наибольшего распространения достигли североамериканские растения: сегетальный вид Amaranthus retroflexus L. (высокоактивный) и сегетально-рудеральный Erigeron canadensis L. (малоактивный).
Из 208 неактивных видов заносные составляют 31%, это в основном сегетальные и рудераль-ные растения, почти в равной мере представленные археофитами и кенофитами. Среди них в аг-
роценозах присутствуют в качестве сорных культурные растения - эргазиофиты (25 видов, 12,4%), в большинстве это эфемерофиты, временные виды. Но ряд инвазионных видов-неофитов, ставших сорными растениями вторичных местообитаний, а также естественных сообществ, появляются в посевах многолетних трав (в единичных случаях): Heracleum sosnowskyi Manden., Echinocistis lobata Torr. et Gray, Helianthus tuberosus L., Lupinus polyphyllus Lindl.
Местные растения с началом земледелия проникали в посевы в первую очередь непосредственно в результате освоения участков, занятых естественной растительностью. Ряд многолетних растений с применением интенсивной механической обработки почвы, усилившей их вегетативное размножение, стали злостными сегетальными, требующими специальных мер борьбы с ними. В их числе Cirsium arvense (L.) Scop. s. l.; луговые апо-фиты Elitrigia repens (L.) Nevski и Equisetum arvense L.; лугово-болотный Stachyspalustris L. В состав среднеактивных видов в настоящее время вошли и вегетативно малоподвижные растения - сорно-луговой Taraxacum officinale Wigg. и рудеральный Artemisia vulgaris L.
В числе 20 малоактивных видов растения местной флоры составляют половину: луговые и сорно-опушечно-луговые Vicia cracca L., Achillea millefolium L., Linaria vulgaris Mill. (рудерально-сегетальные); Euphorbia virgata Waldst., Silene vulgaris (Moench) Garcke, Plantago major L. (се-гетально-рудеральные). Эти виды в целом снизили активность с совершенствованием агротехники культур в сравнении с началом ХХ века. В то же время вошли в группу малоактивных сорно-опушечно-луговые Tanacetum vulgare L., Rumex crispus L., Melandrium album (Mill.) Garcke, Cichorium intybus L.; из рудеральных - Artemisia absinthium L.
Разнообразен по ценотическому происхождению состав неактивной части сорного компонента агроценозов, преобладают апофиты 149 (67%) (табл. 1).
Из числа растений естественных сообществ в посевах зоны широколиственных лесов обнаружено 13 лесных видов (6,5%): Equisetum sylvaticum L., Scrophularia nodosa L., Solidago vigaurea L., Chamaenerion angustifolium (L.) Scop. и др.
Прибрежные растения встречаются в основном в агроценозах, расположенных на пойменных землях (6): Phragmites australis (Cav.) Trin. ex
Таблица1
Эколого-ценотические группы неактивных сорных растений агроценозов Рязанской области
Эколого-ценотические группы растений Число видов
Пропаш- ные Яровые сплошного сева Озимые Многолетние травы Всего, %
1. Сегетальные 5 5 5 3 5/2,5
2. Рудерально-сегетальные 6 6 7 3 7/3,5
3 .Сегетально-рудеральные 2 7 8 4 8/4,0
4. Лесные 7 7 4 8 13/6,5
лесные и опушечно-лесные 5 5 1 4 7
лугово-лесные 1 1 2 2 4
сорно-опушечно-лесные 1 1 1 2 2
5. Прибрежные 3 1 4 4 6/3,0
6. Луговые 20 24 35 59 70/34,8
прибрежно-влажнолуговые 3 1 4 4 6
эвритопные луговые 2 7 10 15 16
пойменных лугов 6 3 3 12 15
суходольных лугов и опушечно-луговые 2 5 9 14 17
сорно-прибрежно- влажнолуговые 6 6 5 8 9
сорно-опушечно-луговые 1 2 4 6 7
7. Степные 8 23 28 22 41/20,4
лугово-степные и степные 2 6 6 10 16
сорно-степные 6 17 22 12 25
8. Рудеральные 13 14 18 15 26/12,9
9.Культуры (эргазиофиты) 10 13 10 10 25/12,4
Итого 74 99 119 128 201/100
Steud., Bidens tripartita L. и др. В посевах кукурузы обильны сорно-прибрежно-влажнолуговые растения: Cenolophium denudatum (Hornem.) Tutin Mentha arvensis L., Symphytum officinale L., Polygonum amphibium var. terrestre Leyss., а также растение прибрежных ивняковых зарослей и прирусловой поймы Calystegia sepium (L.) R. Br.
Неактивные виды различных луговых экото-пов наиболее распространены в агроценозах 70 (34,8%), и особенно разнообразны они в посевах многолетних трав. Эвритопные луговые растения (16) - Alopecurus pratensis L., Gallium mollugo L. Lathyrus pratensis L., Phleum pretense L., Prunella vulgaris L. и др. Виды, чаще встречающиеся по сырым пойменным лугам, реже в прибрежной зоне (6): Achillea salicifolia Bess., Cenolophium denudatum (Hornem.) Tutin, Potentilla anserina L., Ranunculus repens L. и др. Растения суходольных лугов и опушечно-луговые (17 видов) - Centaurea jacea L., Leucanthemum vulgare Lam, Pimpinella saxifraga L., Agrimonia eupatoria L., сорно-опушечно-луговые - Leontodon autumnalis L., Cerastium
fontanum Baumg. и др. Многие виды агроценозов многолетних трав (35) в посевах других культур не встречались: Galium boreale L., Géranium pratense L., Juncus bufonius L., Poapalustris L., Prunella vulgarisL., Valeriana officinalisL. и др.
В сегетальной флоре региона довольно многочисленна группа степных видов - 41 (20,4%), наибольшее богатство которых отмечено в ценозах озимой пшеницы. В посевах встречаются растения луговых степей и степей (16): Astragalus cicer L., Eryngiumplanum L., Centaureascabiosa L., Plantago lanceolata L., Lathyrus tuberosus L. Сорно-степные виды (25), распространенные преимущественно по местообитаниям, лишённым сомкнутого растительного покрова: Anthemis tinctoria L., Dracocephalum thymiflorum L., Cynoglossum officinale L., Cirsium polonicum (Petrak) Iljin., Echium vulgare L., Lappula echunata Gitib., Noneapulla (L.) DC., Poa compressa L. и др.
Группу рудеральных неактивных растений (типичных для различных вторичных местообитаний на необрабатываемых землях) составили 26 видов (12,9%). Наиболее распространены из
Вестник КГУ им. Н.А. Некрасова ♦ № 3, 2011
31
них местные - Arctium tomentosum Mill., Carduus acanthoides L., C. crispus L., Spergularia rubra (L.) J. et C. и др.; чужеродные - Atriplex patula L., Cirsium vulgare (Savi) Ten., Conium maculatum L. (археофиты); Bromus japonicus Thunb., Lepidium ruderale L., Presl. Cyclachaena xanthiifolia (Nutt.) Fresen. и др. (кенофиты).
Таким образом, в составе сегетальной флоры значительна группа неактивных видов естественных сообществ, которые являются полусорны-ми (45), и видов, часто переходящих на вторичные, полностью или частично нарушенные местообитания. Особенно они активизируются в посевах многолетних трав, где отсутствует ежегодная обработка почвы, а также при различных нарушениях агротехники. Замечено, что во флоре Рязанской области повсеместно распространены виды широкого экологического диапазона, значительно число видов экотонных растений - как следствие различных антропогенных воздействий [3]. При высокой агротехнике большинство из выявленных неактивных видов неустойчивы в посевах. В агроценозах пропашных культур, где применяются интенсивные регулирующие меры, видовой состав неактивных сорных видов меньше, как видно из данных таблицы.
Итак, из 255 видов, выявленных в составе сорного компонента агроценозов Рязанской области, широко распространенных 47 (18%).
Основное ядро сегетальной флоры (27 видов) состоит из однолетних сегетальных растений, преимущественно археофитов: Chenopodium album, Galium aparine, Polygonum convolvulus, Matricaria perforata, Galeopsis bifida, Stellaria media, Echinochloa crus-galli и др. Наиболее устойчивы в агроценозах многолетние виды, в основном местные, корнеотпрысковые и длиннокорневищные сорно-луговые и луговые растения (Cirsium arvense, Sonchus arvensis, Convolvulus arvensis, Equisetum arvense, Elitrigia repens, Stachys palustris).
В посевах не типичные для них растения - апо-фиты, выходцы из естественных, а также рудераль-ных сообществ, составляют половину малоактивных видов (11) и большую часть неактивных 149 (67%). Многие из них положительно реагируют на антропогенные нарушения биотопов
и представляют потенциал для более широкого расселения.
Наиболее богаты апофитами агроценозы многолетних трав, а также озимой пшеницы, наименее - сахарной свеклы и картофеля.
Широкое распространение в посевах видов, ранее не характерных для агроценозов, свидетельствует о необходимости усиления целенаправленного контроля их присутствия и проведения постоянного мониторинга.
Библиографический список
1. Атлас Рязанской области. - М., 2006. - 72 с.
2. Дидух Я.П. Проблемы активности видов растений // Ботан. журн. - 1982. - Т. 67. - № 7. -С. 925-935.
3. Казакова М.В. Флора Рязанской области. -Рязань: Русское слово, 2004. - 388 с.
4. Маевский П. Ф. Флора Средней полосы европейской части России; 10-е изд. - М.: Товарищество научных изданий КМК, 2006. - 600 с.
5. Миркин Б.М., Шайхисламова Э.Ф., Яма-лов С.М., СуюндуковЯ.Т. Анализ динамики сегетальной растительности Башкирского Зауралья за 20 лет (1982-2002) с использованием метода Браун-Бланке // Экология. - 2007. - № 2. - С. 158-160.
6. Никитин В.В. Сорные растения флоры СССР - Л.: Наука, 1983. - 454 с.
7. ТуганаевА.В., Туганаев В.В. Состав, структура и эволюция агроэкосистем европейской России (лесная и лесостепная зоны) в средневековье (VT-XVT вв. н.э.). - Ижевск: Издат. дом «Удмуртский университет», 2007. - 198 с.
8. Палкина Т.А. Метод фитоценотической активности видов в оценке и прогнозировании сорного компонента агроценозов // Вестник Рязанского государственного агротехнологического университета имени П.А. Костычева. - 2011. -№ 2. - С. 22-26.
9. РодионоваА.Е. Сегетальные растения Верхневолжья. ВИЗР. - СПб., 2001. - 100 с.
10. Ульянова Т.Н. Сорные растения во флоре России и сопредельных государств. - Барнаул: Азбука, 2005. - 295 с.
11. Юрцев Б.А. Флора Сунтар-Хаята: Проблемы истории высокогорных ландшафтов северо-востока Сибири. - Л.: Наука, 1968. - 236 с.
