CC BY
32
Санданова КБ., Санданов Д.В. ОРГАНИЧЕСКОЕ ВЕЩЕСТВО РАСТИТЕЛЬНОГО ОПАДА И ЭЛЕМЕНТНЫЙ СОСТАВ ФИТОМАССЫ В СТЕПНЫХ СООБЩЕСТВАХ ЮГО-ВОСТОЧНОГО ЗАБАЙКАЛЬЯ
сопредельных областей - Чета. - Вып. 5.- 1975.-С. 31-34,
] 2. Федоскин Н.В. Побегообразование растений степей юго-восточного Забайкалья / Н.В, Федоскин // Флора, растительность и растительные ресурсы Забайкалья и сопредельных областей. - Чита, - Вып. 5, - 1975. - С.52-53.
13. Федоскин Н.В. Характер зимнего и летнего периодов покоя у некоторых травянистых растений /Н.В. Федоскин // Природные ресурсы западной области
РСФСР и их рациональное использование - Смоленск, 1974.-С.134-139.
14, Фурст Г.Г. Методы анаго мо-гистохимического исследования растительных тканей ! Г.Г. Фурст, - М.: Наука, 1979. - 128 с .
15. Щербаков И,П. Об изучении зимнего покоя у древесных растений ! И.П. Щербаков // Известия Сиб. отделения АН СССР. -№4. - 1960. - С. 87-96.
И.Б. Санданова, Д.В, Санданов1
Агинский филиал Бурятской государственной сельскохозяйственной академии 'Институт общей и экспериментальной биологии СО РАН
ОРГАНИЧЕСКОЕ ВЕЩЕСТВО РАСТИТЕЛЬНОГО ОПАДА И ЭЛЕМЕНТНЫЙ СОСТАВ ФИТОМАССЫ В СТЕПНЫХ СООБЩЕСТВАХ ЮГО-ВОСТОЧНОГО ЗАБАЙКАЛЬЯ
Определены органическое вещество растительного опада и содержание основных элементов в фитомассе трех сообществ Юго-Восточного Забайкалья. Преобладание в живой надземной фитомассе протеинов и лигнино-подобных веществ и целлюлозы, ли/гидов и водорастворимых веществ в мертвой надземной фитомассе связано с динамикой органических веществ и химизмом растений. Общее количество макроэлементов, вовлеченных в биологический круговорот, в исследуемых растительных сообществах составляет 4.259-8,67)% и микроэлементов -}7,088-2) 7,784 мг/кг соответственно.
LB. Sandanova, D, V. Sandanav
ORGANIC SUBSTANCES OF PLANTS AND CONTENT OF BASIC ELEMENTS IN THE PHYTOMASS IN STEPPE PLANT COMMUNITIES OF SOUTH-EASTERN ZABAIKALYE
Organic substances of plants and content of basic elements in tke phytomass in three plant communities of SouthEastern Zabaikalye have been determined Predominance of proteins and lignin in tke living over-ground phytomass and cellulose, fats and water-soluble substances in the dead over-ground phytomass is connected with dynamic of organic substances and chemism of plants, Total amount of macro- and microelements involved in biological cycles is about 4,2598,671 % and 37,088-217,784 mg/kg, respectively.
На формирование химического состава степных растений огромное влияние оказывают геохимические особенности конкретных условий мест произрастания растений, климатические факторы, особенно режим тепла и влаги (Бойков и др., 2G02). В литературе накоплен большой материал о химическом составе органического вещества и элементарного состава в растительных организмах (Kay-ричев, 1972; Бойков и др., 2002; Меркушева и др,, 2003). Однако исследования химического состава растительных остатков Юго-Восточного Забайкалья изучены недостаточно (Горшкова 1973; Буянтуева, 2000).
Основной целью нашей работы явилось изучение химического состава органического вещества и элементного состава живой и мертвой надземной фшгомассы степных растительных сообществ Юго-Восточного Забайкалья. Материал в методы исследования Объектами исследования служили степные растительные сообщества, развивающие-
ся на горно-каштановых бескарбонатных маломощных щебнисто-каменистых почвах в условиях высокогорного Забайкалья, а также на темно-каштановых глубококарбонатных среднемощных почвах, расположенных на склонах сопок. В днищах падей распространены комплексы засоленных почв.
Для исследования были выбраны наиболее распространенные в данном регионе растительные сообщества: ковыльно-типчаково-пятилистниковое, нителистниково-
разногравное, сведорожконосное.
Растительный материал был собран в июле 2002 г. (живая надземная фитомасса) и августе 2003 г. (мертвая надземная фитомасса) с 1м2 в пяти повторностях. Укосы проводились в период фенофазы цветения и плодоношения основных доминантов и содоминантов сообществ. Целлюлозу определяли по модифицированному методу Кюршнера-Хафера, лигнин - по методу Классона (Методы..., 1987), жиры и водорастворимые вещества методом
135
2008/4
экстракции (Александрова, 1980; Братерский, Пелявин, 198Э). Содержание протеина рассчитывали по общему азоту умножением на 6,25, кальций и магний определяли трилоно-метрическим методом, азот исследовали методом Къельдаля, фосфор - колориметрическим, калий - на пламенном фотометре (Практикум...,1987). Макро- и микроэлементный состав определяли на атомно-адсорбционном спектрофотометре ЭООЬААК Мб (США).
Результаты н их обсуждение
Во всех изученных сообществах в живой надземной фитомассе преобладают протеины и лигниноподобные вещества, в мертвой надземной фитомассе обнаружено больше целлюлозы, липидов и водорастворимых веществ (табл. 1). Наибольшее количество белков наблюдается в период максимального прироста степных сообществ/Так, по данным С.И. Данилова (1937), в мертвой фитомассе из числа зольных элементов в первую очередь проис-
ходит обеднение фосфором, сырым протеином и безазотистыми экстрактивными веществами. Содержание же жира и клетчатки наоборот, увеличивается, что связано с сохранением и поздним появлением плодов, богатым жиром. По данным А.А. Горшковой (1973), в раннеосенний период (15/08-15/09) довольно интенсивно протекает процесс отмирания растений, несмотря на то, что вторая половина августа еще достаточно благоприятна по климатическим условиям. По мере старения листьев увеличивается количество клетчатки и уменьшается протеин. Наиболее богаты питательными веществами растения в фазе бутонизации и цветения. И.В. Ларин (1969) приводит следующие показатели: в фазе плодоношения количество протеина снижается в 1,5-2,0 раза. Одновременно в связи с понижением химических веществ и возрастанием клетчатки уменьшается коэффициент перева-риваемости питательных веществ.
Таблица 1
Органическое вещество растительного опада в исследованных сообществах
(в % абсолютно сухого вещества)
Органические вещества Растительные сообщества
Ковы л ьно-тип ч аково-пятилиотниковое Нителис разнот гниково-равное Сведорожконос кое
Живая фитомасса Мертвая фитомасса Живая фитомасса Мертвая фитомасса Живая фитомасса Мертвая фитомасса
Протеин 11,63 6,25 14 12,06 18,19 8,81
Водорастворим ые вещества 20,57 21,48 26,66 38,29 28,84 32,70
Липилы 1,02 2,31 1,03 2,59 0,39 0,65
Лигяи ноподобн ые вещества 29,70 29,22 23,02 21,64 24,30 22,46
Целлюлоза 21,62 27,28 15,0 15,92 12,68 19,62
Общее количество липидов в растительных образцах незначительно и составило от 1,03 до 1,39%. Большое накопление целлюлозы в ковыльно-типчаково-пятилистииковом сообществе (21,6%), по-видимому, связано с тем, что доминантами в данном сообществе являются злаки, для которых характерно повышенное содержание целлюлозы. В целом особенностью степных растительных сообществ Юго-Восточного Забайкалья является высокое содержание целлюлозо-лигнинного комплекса. Содержание целлюлозы и лигнина в растительном материале составляет 18,0-
21,62% и 23,02-29,7% соответственно. Некоторые авторы (Жамьянова, Чимитдоржиева, 1995) рассматривают высокую лигнифициро-ванность растительных остатков как приспособительную реакцию растений к неблагоприятным криоарндным условиям резко континентального климата Юго-Восточного Забайкалья.
Общее количество макроэлементов, вовлеченных в биологический круговорот, в исследуемых растительных сообществах составляет 4,259-8,671 % (табл. 2) и микроэлементов -37,088-217,784 мг/кг, соответственно (табл. 3).
136
Санданова И. Б., Санданов Д.Б. ОРГАНИЧЕСКОЕ ВЕЩЕСТВО РАСТИТЕЛЬНОГО ОПАДА И ЭЛЕМЕНТНЫЙ СОСТАВ ФИТОМАССЫ В СТЕПНЫХ СООБЩЕСТВАХ ЮГО-ВОСТОЧНОГО ЗАБАЙКАЛЬЯ _
Содержанке макроэлементов в изученных сообществах
Таблица 2
Растительные сообщества Фитомасса Макроэлементы, %
N Са К N8 Р МЕ Ре Сумма
Ко вы льно-типчаково-пяггилистниковое живая 1,86 2,234 0,4 0,57 0,113 0,084 0,033 5,294
мертвая 1,00 2,059 0,585 0,318 0,114 0,120 0,063 4,259
Нителистниково-разнотравное живая 2,24 4,553 0,845 0,557 0,196 0,218 0,062 8,671
мертвая 1,93 2,256 0,665 0,375 0,185 0,126 0,147 5,684
Солончаковое живая 2,91 1,383 0,843 1,293 0,231 0,432 0,084 7,176
мертвая 1,41 0,799 0,39 0,95 0,211 0,132 0,025 4,917
Содержание микроэлементов в изученных сообществах
Таблица 3
Растительные сообщества Фитомасса Микроэлементы, мг/кг
Мп 7л Си Со Сг Сй Сумма
Ковыльно-типчаково-пятилистниковое живая 57,959 20,25 9,799 3,394 1,244 0,02 92,676
мертвая 42,539 21,1 6,232 0 1,752 0,186 71,809
Нителнстниково-разнотравное живая 135,252 66,37 11,636 1,826 2,492 0,208 217,784
мертвая 37,58 12,55 7,124 0 2,353 0,054 59,661
Солончаковое живая 148,414 32,35 16,02 0,591 7,232 0 204,607
мертвая 20,55 7,5 7,736 0 1,016 0,286 37,088
В ко выл ьно-типчаково-пятил истниковом сообществе доминируют следующие макроэлементы: Са, Н Ка, К, Р, в нителистниково-разнотравном: Са, К К, Иа, Mg и в сведорож-коносном: N. Са, Иа, К, Р (табл.2). Высокие показатели азота в последнем сообществе связаны с большим содержанием протеина в живой надземной фитомассе. В целом для всех исследуемых сообществ характерно наибольшее биологическое накопление азота, кальция, калия и фосфора как в живой, так и в мертвой фитомассе. Следует заметить, что данные макроэлементы в большей степени лимитируют рост и развитие растений.
Большой интерес представляет исследование микроэлементов, выполняющих важные функции в жизнедеятельности растительных организмов. Исследованиями установлено, что содержание марганца в живой фитомассе составило 57,959-148,414 мг/кг. Это можно объяснить активной вегетацией, которая и обеспечила наиболее высокое содержание марганца (Петрович и др., 1972). Содержание цинка в живой фитомассе колебалось от 20,25
до 66,37 мг/кг. Полученные нами данные об этом микроэлементе согласуются с выводами И.И. Жарникова и С.Н. Балдаева (1967), которые полагают, что в растительных кормах южной степной зоны Бурятии содержится наибольшее количество цинка (20-60 мг/кг), а в других местностях Западного Забайкалья оно не превышало 20 мг/кг сухого вещества травы. Отмечено низкое содержание кобальта в растениях сведорожконосного сообщества (0,591 мг/кг). Это связано с тем, что на солонцеватых почвах вследствие щелочной реакции наблюдается пониженная доступность кобальта для растений (Петрович и др., 1978). Содержание тяжелых металлов в растительных остатках находится в пределах нормы.
Полученные нами результаты показали, что различия в концентрации элементов в живой и мертвой фитомассе исследуемых фито-ценозов проявляются достаточно ярко и связаны с разницей в химическом элементном составе доминантных видов, слагающих фитоценоз, и условиями их местообитания. Обеднение мертвой фитомассы физиологически
137
2008/4
важными элементами объясняется их оттоком из стареющих тканей растений и вторичной утилизацией элементов растущими и активно вегетирующими органами.
Таким образом, нами было выявлено, что концентрация органического вещества и элементного состава находится в определенной зависимости от состава доминантных и содо-минантных видов растений в исследуемых степных сообществах Юго-Восточного Забайкалья.
Литература
1. Александрова Л.Н. Органическое вещество почвы и процессы его трансформации, - Л.: Наука, 1980. -287 с.
2. Бойков Т.Г., Харитонов Ю.Д., Рупышев Ю.А. ¡Степи Забайкалья: Продуктивность, кормовая ценность, рациональное использование и охрана. - Улан-Удэ.' Изд-во БНЦ СО РАН, 2002. - 230 с.
3. Братерский Ф.Д., Пел я вин А.Д. Оценка качества комбикормов. -М,: Колос, 1983. - 156 с.
4. Буянтуева Л.Б, Микробиологическая деструкция растительного огщда лесостепных экосистем Восточного Забайкалья: автореф. дис. ... канд. биол, наук. - Улан-Удэ, 2000.-21-с.
5. Горшкова A.A. Пастбища Забайкалья. - Иркутск: Вост.-Сиб. кн. изд-во, 1973. - 160 с.
6. Данилов С.И. Характеристика кормового достоинства Травостоя зимних пастбищ БМАССР // Вестник
Дальневосточного филиала АН СССР. - Владивосток, 5937. - Кг 25. - С. 85-104.
7. Жамьянова Б.Б., Чимитдоржиева Г.Д. Растительные остатки - главный фактор плодородия дефлирован-ных почв // Агрохимия. - 1995. - №9. -- С.25-30.
8. Жарников И.И., Балдаев С.Н. Минеральное питание сельскохозяйственных животных в Бурятской АССР. - Улан-Удэ: Бурят, кн. изд-во, 1967. - 80 с.
9. Кауричев Н.С. Разложение растительных остатков и образование гумусовых веществ // Известие ТСХА, 1972, - №4. - С. 97-107.
10. Ларин И.В. Луговодство и пастбищное хозяйство.-М.: Колос, 1969, - 550 с.
11. Меркушева М.Г., Убугунов Л.Л., Гармаев С.Р. Биологический круговорот макро- и микроэлементов в пойменных ценозах Забайкалья. - Улан-Удэ: Изд-во БНЦ СО РАН, 2003, - 216 с.
12. Методы биохимических исследований растений / под ред. А.И. Ермакова.-Л.: Агропромиздах, 1987.-430 с.
13. Петрович П.И., Белокуров Е.И., Эмедеева Н.И., Харитонов Ю.Д. Содержание марганца, никеля, меди и цинка в лугопастбищных растениях Селенгинского аймака Бурятской АССР /•' Растительный покров и продуктивность сенокосов и пастбищ Бурятии, - Улан-Удэ, 1972.-С. 75-99.
14. Петрович П.И., Харитонов Ю.Д., Бойков Т.Г. Содержание микроэлементов в растениях южной степной зоны Бурятии // Биохимия кормов Бурятской АССР. -Улан-Удэ: БФСО АН СССР, 1978.-С. 113-131,
15. Практикум по агрохимии / под ред. Б,А. Ягодина -М.: Агропромиэаат, 1987.-512 с.
138
