Научная статья на тему 'Эколого-ценотическое происхождение сорных растений агроценозов в Южной части'

Эколого-ценотическое происхождение сорных растений агроценозов в Южной части Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»

CC BY
383
192
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
СЕГЕТАЛЬНАЯ ФЛОРА / АГРОЦЕНОЗЫ / ВИДОВОЙ СОСТАВ / ПРОИСХОЖДЕНИЕ / РУДЕРАЛЬНЫЕ РАСТЕНИЯ / SEGETAL FLORA / AGROCOENOSES / SPECIES COMPOSITION / ORIGIN / RUDERAL PLANTS

Аннотация научной статьи по биологическим наукам, автор научной работы — Палкина Тамара Александровна

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.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Ecological-coenotic origin of ruderal plants of agrocoenoses in southern part of non-Chernozem zone

255 species of weed plants are revealed in agrocoenoses of Ryazan Region; among them, 47 are widespread. In their composition, groups of segetal, ruderal and natural communities plants are allocated. The role of these groups in modern agrocoenoses is shown. The increase of inactive species (ruderal and meadow) in composition of weed component is observed.

Текст научной работы на тему «Эколого-ценотическое происхождение сорных растений агроценозов в Южной части»

УДК 632.51

Палкина Тамара Александровна

кандидат биологических наук Рязанский государственный агротехнологический университет им. П.А. Костычева

[email protected]

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.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.