CC BY
41
ЖИВОТНОВОДСТВО и КОРМОПРОИЗВОДСТВО
1
УДК 633.282:581.52
бородачевые степи ставрополья
Н.Г. ЛАПЕНКО, кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник
Ставропольский НИИСХ, ул. Никонова, 49, Михайловск, Ставропольский край, 356241, Россия E-mail: [email protected]
Резюме. Бородачевые степи - результат изменения пастбищным стрессором зональных целин. Они флористически разнообразны. Но в зависимости от былой пастбищной нагрузки, показатели их биологического разнообразия отличаются. Флористическая насыщенность растений в таких сообществах в среднем составляет 39 видов на учетной площади 100 м2 (10x10 м). В травостое преобладают многолетники (в среднем 86,1%). Степь (предшественница ) в среднем богаче, чем возникшие на ее месте бородачевые сообщества, на 19 видов. В зональной степи дерновинные злаки Agropyron pectinatum, Carex humilis, Festuca valesiaca, Koeleria cris-tata, Stipa lessingiana и др. выступают в качестве доминантов. Среди сообществ Bothriochloa ischaemum это сопутствующие виды. Другая особенность бородачевых степей - использование исключительно для выпаса различных видов животных, причем лишь в короткое время активной вегетации. Отчуждение травостоя таких угодий в регионе при пастбищном использовании начинается в первой декаде июня. В более поздние сроки питательность корма снижается. Бородачевые степи не пригодны в качестве сенокосов, так как их основная листовая масса сосредоточена в 1015 см от поверхности почвы, что приводит к значительному недобору корма при сенокошении. Однако степь с участием Bothriochloa ischaemum в роли доминанта остается важным источником подножного корма на пастбищах в осенне-зимний период. То есть на сегодняшний день страховая значимость корма бородачевых степей достаточно высока. Однако со временем в пастбищном хозяйстве юга России возникнет необходимость постепенной трансформации их обширных площадей в более продуктивные и качественные травостои. Один из возможных путей такой модификации бородачевых сообществ в исходные целинные фитоценозы - метод агростепей.
Ключевые слова: биоразнообразие, бородачевая степь, дерновинные злаки, фитоценоз, целинная степь. Для цитирования: Лапенко Н.Г. Бородачевые степи Ставрополья //Достижения науки и техники АПК. 2015. Т.29. №5. С. 67-69.
Как известно, целинные степи Ставрополья, используемые преимущественно для выпаса и сенокошения, существуют в течение многих тысячелетий. Их качественный состав обусловлен не только природно-климатическими условиями, но и антропогенным прессом. Находясь под влиянием выпаса животных в течение ряда столетий, они заметно видоизменялись, кормовые качества травостоев ухудшались [1, 2]. В результате исходная целинная степь уступала место различным дигрессивным модификациям. Возникли вторичные степи, менее значимые в кормовом отношении, где ценные злаковые и бобовые травы присутствуют с небольшим обилием или вовсе отсутствуют. К таким угодьям относятся бородачевые
степи, в которых в роли основного ценозообразователя выступает Bothriochloa ischaemum [3].
Бородачевые сообщества - интересный объект для исследования (см. рисунок). Н.А. Буш [1] и другие ученые [2, 4], наблюдавшие их на юге России, утверждали, что они имеют вторичное происхождение и появились в результате чрезмерной пастбищной нагрузки. Е.В. Шифферс отмечала, что склоны различной крутизны и экспозиции, эродированные в результате пастбищной перегрузки, часто покрываются дернинами бородача, к которым присоединяются сопутствующие виды, преобладавшие в травостое в период менее экстенсивного пастбищного использования [5].
Цель наших исследований - показать флоро-ценотические особенности вторичных по происхождению бородачевых степей, их положительные и отрицательные стороны. Задачи исследования: сравнение флористических и ценотических особенностей бородачевых ценозов с сохранившимися целинными участками, определение качества их подножного корма, адаптивности к лёгким эродированным почвам, наличия в ценозах редких и лекарственных видов дикорастущей флоры и др.
Условия, материалы и методы. Материалы исследований получены экспедиционно в результате геоботанического описания стандартных учетных площадок (100 м2). Работа выполнена в степной зоне Ставропольского края. Это аграрные районы с развитым овцеводством и животноводством. Именно здесь бородач образует значительные площади сообществ. Обработка полевых материалов проведена согласно общепринятым геоботаническим методикам [6,7,8].
результаты и обсуждение. Бородачевые сообщества флористически разнообразны, но в зависимости от былой нагрузки, которая определяется организационной формой животноводства в прошлом (отары овец, стада коров, табуны лошадей) показатели их биологического разнообразия различны (табл.1). Флористическая насыщенность растений в таких сообществах в среднем составляет 39 видов на учетной площади. В травостое преобладают многолетники (в среднем - 86,1%). Боро-дачевые степи ценотически закрыты, что обусловлено плотной упаковкой экониш мощной корневой системой доминанта бородача кровоостанавливающего.
Вместе с тем, в высвобождающиеся экониши, все же внедряются сорные виды растений - это такие однолетники и двулетники, как Bromus japonicas, Carduus uncinatus, Echium vulgare, Eryngium campestre, доля их участия в травостое составляет в среднем 13,9%. Их присутствие обусловлено пастбищными нагрузками.
Таблица 1. Биоразнообразие бородачевых степей Ставрополья
Пункт Видов на 100 м3 Проективное покры- тие,% Доля видов,%
по флористическим группам по жизненному циклу
злаки+ осоки бобовые разнотравье однолетники двулетники многолетники
Александровское 38 60 21,0 5,3 73,7 13,2 2,6 84,2
Казинка 34 100 23,5 5,9 70,6 2,9 2,9 94,2
Нагорный 28 75 25,0 21,4 53,6 7,1 0,0 92,9
Подлужное 49 80 20,4 8,2 71,4 8,2 4,1 87,7
Старомарьевское 42 80 21,4 16,7 61,9 9,5 2,4 88,1
Шангала 42 100 16,7 11,9 71,4 21,4 4,8 73,8
Ямки 43 80 11,6 9,3 79,1 9,3 9,3 81,4
x* 39 82 19,9 11,3 68,8 10,2 3,7 86,1
S ** 2,6 5,3 1,70 2,24 3,18 2,19 1,09 2,65
Зо нальная целина (контроль) 58 90 17,2 19,0 63,8 3,4 3,4 93,2
* средняя арифметическая; ** ошибка средней арифметической
Таблица 2. Сравнительный анализ флоро-ценотических особенностей первичной и вторичной (бородачевой) степей в одном из пунктов (Старомарьевское)
*обилие видов по Друде: 1-Sol, 2-Sp1-3, 3-Cop1, 4-Cop2, 5-Cop3, 6-Soc [9]
И это существенно выше, чем в зональных степях, где доля однолетних (3,4%) и двулетних (3,4%) видов в растительном покрове незначительна.
Сравнение материалов геоботанических описаний двух типичных по своему генезису ценозов - целинной степи и бородачевника (табл. 2) - показало, что степь (предшественница) богаче, чем возникшие на ее месте бородачевые сообщества, на 16 видов. Однако величина этого показателя лишь отражает тенденцию, но не может быть абсолютной, так как формирование вторичных ценозов происходит на фоне многих абиотических и биотических переменных.
Отличительный признак всех бородачевников - присутствие в травостое таких пастьбостойких элементов зональной растительности, как Agropyron desertorum, A. pectinatum, Carex humilis, Festuca rupicola, F. valesiaca, Koeleria cristata, Stipa lessingiana, S.pulcherrima. В зональной степи эти дерновинные злаки выступают в роли доминантов, а среди сообществ бородача кровоостанавливающего, они встречаются реже и с малым обилием. Сопутствующие виды других семейств это Filipendula vulgaris, Lotus caucasicus, Medicago romanica, Onobrychis inermis, Teucrium polium, Thymus marschallianus и др. В целом, разнообразие видов в бородачевнике зависит от природно-климатических условий, местоположения сообщества и антропогенного воздействия.
Как доминант (Bothriochloa ischaemum), так и сопутствующие ему виды в бородачевых сообществах толерантны к условиям окружающей среды. Отсюда широкий ареал распространения, охватывающий практически все Евразийское пространство, включая юг России, Монголию, Хакасию, Среднюю Азию, Закавказье, Молдавию, Украину и др.
Бородачевые степи - надежный биом для редких и исчезающих видов растений [10]. В районе наших исследований встречены такие виды, как Adonis vernalis, Bel-levalia sarmatica, Colchicum laetum, Colchicum umbrosum, Iris furcate, Muscari muscarimi, Ornithogalum arcuatum, Paeonia tenuifolia, Stipa pennata, Stipa pulcherrima.
Кроме того, в травостое бородачевых фитоценозов отмечены такие лекарственные растения, как Asparagus officinalis, Crinitaria villosa, Fragaria viridis, Glycyrrhiza glabra, Helichrysum arenarium, Hypericum perforatum, Origanum vulgare, Thymus marschallianus.
И сохранившиеся редкие, и исчезающие, и лекарственные виды растений - это остатки первичной зональной степи.
Почвенный покров изучаемых сообществ характеризуется повсеместным присутствием песчаной и каменистой фракции, обеспечивающей хорошую водопроницаемость и аэрацию; невыдержанностью толщины горизонтов; ломаной линией их раздела.
Типичные черты подземной сферы бородачевников - проникновение корней глубже 1 м; локализация основной массы и объема корней злака-доминанта в пределах 0-30 см; обилие тонких корней, отходящих от более толстых вертикально и в бок; постепенное уменьшение массы и объема корней с глубиной; относительная физическая прочность корней.
Механический состав почвы бородачевых степей на фоне весьма продолжительного и плотного выпаса животных очень неоднороден: встречаются разновидности от супесчаных до легкосуглинистых. Почвы также содержат много физического песка (фракция более 0,1 мм), что свидетельствует об их легкости - характерной черты бородачевых экотопов. Следует признать сопряженность бородачевых сообществ с легкими почвогрунтами, подвергшихся эрозионным процессам зональных почв [11].
Зональная целина
Обилие видов*
Бородачевая степь
Обилие видов
Acinos arvensis Ajuga laxmannii Allium rotundum Amoria Montana Artemisia austriaca Astragalus onobrychis Berteroa incana Bothriochloa ischaemum Bromopsis riparia Bromus japonicas
Chrisaspis aurea 2
Cleistogenes bulgarica Convolvulus arvense Cynoglossum officinale Daucus carota Dianthus ruprechtii Elytrigia repens Eryngium campestre Euphorbia iberica Euphorbia stepposa Falcaria vulgaris Festuca valesiaca Filipendula vulgaris Fragaria viridis Galium humifusum Galium ruthenicum Gypsophila paniculata Hypericum perforatum Koeleria cristata Lathyrus tuberosus Limonium platyphyllum Lotus caucasicus Medicago romanica Melandrium album Melica transsilvanica Nonea rossica Onobrychis inermis Phleum phleoides Phlomis pungens Plantago lanceolata Plantago media Poa angustifolia Polygala caucasica Potentilla argentea Potentilla recta Rosa pimpinellifolia Scabiosa ochroleuca Scorzonera stricta Securigera varia Senecio jacobaea Stipa lessingiana Stipa pulcherrima Thesium arvense Thymus marschallianus Trifolium arvense Verbascum lychnitis Vicia angustifolia Vicia tenuifolia
2 Achillea nobilis 2
2 Achillea setacea 2
2 Aegylops cylindrica 1
2 Ajuga chia 2
2 Ajuga genevensis 1
2 Alyssum 1
turkestanicum
2 Artemisia austriaca 2
2 Astragalus 1
calycinus
А Astragalus austriacus 1
2 Astragalus 2
austriacus
2 Bothriochloa б
ischaemum
2 Bromopsis riparia З
2 Bromus japonicus 2
1 Carduus uncinatus 1
2 Crinitaria villosa 1
2 Echium vulgare 2
2 Elytrigia repens 2
2 Eryngium 2
campestre
2 Euphorbia seguierana 2
2 Festuca valesiaca 2
2 Galium humifusum 2
З Galium ruthenicum 2
2 Hieracium echioides 2
2 Inula aspera 2
2 Koeleria cristata 2
З Linaria genistifolia 2
2 Linum austriacum 2
2 Lotus caucasicus 2
З Marrubium praecox 2
З Medicago caerulea 2
2 Medicago minima 2
2 Medicago romanica З
А Phlomis pungens 2
2 Potentilla argentea 2
2 Potentilla recta 2
2 Ranunculus illiricus 2
2 Salvia tesquicola 2
2 Stipa capillata 2
З Stipa lessingiana А
2 Stipa pulcherrima 2
2 Teucrium polium 2
А Viola odorata 1
2
2
2 1
2
2
2
2
З
2
2
2
2
2
2
2
Другая особенность бородачевых сообществ - использование исключительно для выпаса различных видов животных, причем лишь в короткое время (4560 дн.) активной вегетации. Отчуждение травостоя бо-родачевников в регионе при пастбищном использовании начинается в первой декаде июня. В случае выпаса в более поздние сроки вероятна потеря питательности корма из-за увеличения в сене доли плохо поедаемых генеративных побегов и соцветий злака-доминанта. Бородачевые степи мало пригодны в качестве сенокосов, так как основная листовая масса сосредоточена в 10-15 см от поверхности почвы, которая нередко покрыта обломками горных пород. Это допускает работу косилки на высоте 10-12 (15) см, что приводит к значительному недобору корма [3].
В то же время, несмотря на существенные минусы, степь с участием бородача кровоостанавливающего в роли доминанта остается важным источником подножного корма на пастбищах в конце лета, осенью и даже зимой. В этот период овцы хорошо поедают даже огрубевшие листья растений. То есть на сегодняшний день страховая значимость бородачевой степи зимой остается высока [12].
Однако так как для эффективного ведения животноводства необходимо его обеспечение экологически безопасными, высокопитательными и менее затратными пастбищными кормами, со временем возникнет необходимость трансформации обширных площадей бородачевых степей в биологически более разнообразные и продуктивные, отличающиеся высокой поедаемостью корма восстановленные аналоги зональных степей.
Одно из возможных направлений искусственной модификации бородачевых сообществ, позволяющее сохранить биоразнообразие, и вместе с тем повысить продуктивность реинтродуцированных ценозов в агроландшафте - создание агростепей. Однако вопросы восстановления исходной зональной растительности затруднены тем, что бородачевники расположены на пересеченной местности, где работа плуга ограничена. Кроме того, они зачастую сопряжены с легкими почвогрунтами, подвергающимися эрозионным процессам. С учетом таких обстоятельств, при доступном для техники рельефе возможен возврат первичной зональной степи поэтапно [13]. При этом на начальной стадии трансформации очень важно правильно подготовить почву, а именно, добиться полного уничтожения подземных органов бородача кровоостанавливающего с целью снижения его конкурентной силы, сдерживающей рост и развитие травостоя. Дальнейшее восстановление природных ценозов - аналогов зональной степи может осуществляться согласно технологии создания агростепей [14,15].
выводы. Бородачевые пастбища флористически более бедны, чем первичные зональные степи, что обусловлено долговременным и интенсивным их отчуждением животными. Целесообразен возврат первичной зональной степи с господством таких доминантов, как Agropyron desertorum, Festuca valesiaca, Filipendula vulgaris, Koeleria cristata, Medicago romanica, Onobrychisinermis, Stipa lessin-giana, Teucriumpolium, Thymus marschallianus и др. Одно из возможных направлений искусственной трансформации бородачевых сообществ - создание агростепей.
Литература.
1. Буш Н. А. Ботанико-географический очерк Европейской части СССР и Кавказа. М.-Л.: изд-во Академии наук СССР, 1936. 326 с.
2. Кононов В. Н. Степи и луга Ставропольского края // Тр. СНИИСХ. Ставрополь: Ставропольский НИИСХ, 1980. 125 с.
3. Дзыбов Д. С., Лапенко Н. Г. Зональные и вторичные бородачевые степи. Ставрополь: ГУП СК «Ставропольская краевая типография», 2003. 224 с.
4. Гооссгейм А. А. Растительный покров Кавказа. М.: изд-во Московского общества испытателей природы, 1948. 268 с.
5. Шифферс Е. В. Растительность Северного Кавказа и его природные кормовые угодья. М.-Л.: изд-во Академии наук СССР, 1953. - 399 с.
6. Лавренко Е.М., Корчагин А.А. (под общей редакцией) Полевая геоботаника. М.-Л.: изд-во «Наука», 1964. Т.3. 530 с.
7. Работнов Т. А. К методике наблюдения над травянистыми растениями на постоянных площадках// Ботанический журнал. 1964. Т. 36. №6. С. 47-50.
8. Доспехов Б. А. Методика полевого опыта. М.: Агропромиздат, 1985. 350 с.
9. Шенников А.П. Введение в геоботанику. Л.: изд-воЛУим. А.А. Жданова, 1964. 447с.
10. Красная книга Ставропольского края. Редкие и находящиеся под угрозой исчезновения виды растений и животных. Т. I. Растения. Ставрополь: Полиграфсервис. С. 15-321.
11. Лапенко Н. Г. Некоторые особенности структуры и химизма почв вторичных бородачевых степей Ставрополья// Экологический Вестник Северного Кавказа. 2012. Т.8. №4. С. 54-59.
12. Дзыбов Д. С., Лапенко Н. Г. «Плюсы» и «минусы» бородачевых пастбищ. // Кормопроизводство. №12. С.9-13.
13. Лапенко Н. Г. Вторичные бородачевые пастбища и проблемы восстановления зональной растительности//Степи Северной Евразии: Материалы VI Международного симпозиума. Оренбург: ИПК «Газпромпечать», ООО «Оренбургпросервис», 2012. С.433-437.
14. Дзыбов Д. С. Агростепи: монография. Ставрополь: АГРУС, 2010. 256 с.
15. Dzybov D. S. Method of agrosteppes // Envirunment and Natural Resources Reseach, volume 3 No.3. Canadian center of science education. Р.71-77.
BEARD-GRASS STEPPES OF STAVROPOL TERRITORY
N.G. Lapenko
Stavropol Scientific Research Institute of Agriculture, Nikonov str., 49, Mikhaylovsk, Stavropol territory, 356241, Russia Summary. Beard-grass steppes are the result of change of zone virgin land by a pasturable stressor. They are various in flora composition. But depending on former pasturable loading, indicators of their biological diversity differ. The floristic saturation of plants in these associations is on average 39 types on the registration area 100 sq. m (10 m x 10 m). In herbage perennials prevail, on average they amount 86.1 %. The steppe-precursor on average is richer by 19 species than evolved from it beard-grass steppes. In the zone steppe sod-forming grasses Agropyron pectinatum, Carex humilis, Festuca valesiaca, Koeleria cristata, Stipa lessingiana, etc. act as dominants. Among communities Bothriochloa ischaemum, these sod-forming grasses are the accompanying species. Another feature of beard-grass steppes is the usage only as a pasture for different types of animals, only in the short of time of the active vegetation. Alienation of herbage of such grounds in the region with grazing use begins in the first decade of June. The nutritiousness of forage reduces within the later periods. Beard-grass steppes are not suitable as hay fields as their main leaf mass concentrates in 10...15 cm above the soil surface, which leads to a considerable shortage of forage at haying. However the steppe with Bothriochloa ischaemum in a role of the dominant remains the important source of soiling food on pastures during the autumn and winter period. In other words today the insurance importance of forage of beard-grass steppes is sufficiently high. However the needs for the gradual transformation of their extensive area in more productive and qualitative herbages will arise in the pasture economy of the south of Russia. One of the possible ways of this modification of beard-grass communities to initial virgin phytocenosis is the method of agrosteppes. Keywords: biodiversity, beard-grass steppe, sod-forming grasses, phytocenosis, virgin steppe. Author Details: N.G. Lapenko, Cand. Sc. (Boil.), Leading Researcher (e-mail: [email protected])
For citation: Lapenko N.G. Beard-grass steppes of Stavropol territory. Dostizheniya naukii tekhnikiAPK. 2015. V.29. №5. pp. 67-69 (In Russ)
