Научная статья на тему 'Почвенно-геоморфологический подход к оценке засоренности пахотного поля'

Почвенно-геоморфологический подход к оценке засоренности пахотного поля Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»

CC BY
155
45
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
Известия КГТУ
ВАК
AGRIS
Область наук
Ключевые слова
сорняки / элементарный геохимический ландшафт / почвенно-гидрологические условия / фиторазнообразие / продуктивность / weeds / elementary geochemical landscape / soil and geomorphological conditions / phytovariety / productivity

Аннотация научной статьи по биологическим наукам, автор научной работы — Анциферова Ольга Алексеевна

Исследования проведены на пахотном поле в условиях без посева (пар) и гербицидных обработок (отвальная вспашка выполнена в апреле 2015 г.). Ключевой участок расположен в Зеленоградском районе в пределах Самбийской холмисто-моренной равнины. Изучены сорные сообщества на 18 почвенных ареалах разной степени гидроморфизма, которые объединены в четыре группы: 1) буроземы глееватые на автономных позициях рельефа (вершины холмов) – элювиальные элементарные геохимические ландшафты (ЭГЛ); 2) буроземы глееватые на склоновых поверхностях (верхние и средние части склонов холмов) – трансэлювиальные ЭГЛ; 3) буроземы и дерново-подзолистые глеевые почвы ниж-них частей склонов и открытых понижений – трансэлювиально-аккумулятивные ЭГЛ; 4) дерново-глеевые почвы замкнутых микропонижений – аккумулятивные ЭГЛ. На поле выявлено 125 видов сорных растений, относящихся к 31 семейству. Преобладают виды семейства Asteraceae. Максимальным видовым разнообразием отличаются дерново-глеевые почвы на карбонатных отложениях (в среднем 31 вид). На глееватых буроземах встречаются в среднем 25 видов. Видовое богатство не зависит от площади почвенного ареала. Сорные сообщества сильно дифференцированы в зависимости от степени кислотности почв и увлажнения. Продуктивность фитомассы определяется почвенными условиями и биометрическими особенностями доминирующих видов. В среднем воздушно-сухая масса в условиях пара составляет 254,9 ± 19 г/м2. Коэффициенты общности Жаккара указывают на высокую индивидуальность сорных сообществ при частом сходстве доминантов. Потенциальная засоренность на всех изученных ареалах почв оценивается как сильная и очень сильная. Среди доминантов преобладают малолетние зимующие (Matricaria inodora L., Capsella bursa-pastoris L.), поздние яровые (Polygonum aviculare L.), многолетние корневищные (Stachus palustris L., Equisetum arvense L.) виды.

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.

SOIL AND GEOMORPHOLOGICAL APPROACH TO THE ASSESSMENT OF THE WEEDINESS OF THE ARABLE FIELD

Research has been conducted on the arable field in conditions without crops (fallow) and herbicidal treatment (moldboard plowing was carried out in April, 2015). The key site is located in Zelenogradsk district of the Kaliningrad region within the Sambiyskaya hilly moraine plain. We have studied weed communities on 18 soil areas of different degree of hydromorphism which are united in four groups:1) gleysolic burozems on autonomous positions of a relief (hill tops) – eluvial elementary geochemical landscapes (EGL); 2) gleysolic burozems on slope surfaces (top and middle parts of slopes of hills) – transeluvial EGL; 3) burozems and soddy podsolic gley soils of the lower parts of slopes and open depressions – transeluvial-accumulative EGL; 4) soddy gley soils of closed micro depressions – accumulative EGL. 125 species of weed plants belonging to 31 families have been revealed in the field. Asteraceae family prevails. Soddy gley soils on carbonate deposits show maximum species diversity (on average 31 species). On average 25 species occur on gleysolic burozems. Species diversity doesn't depend on the soil area. Weed communities are strongly differentiated depending on the degree of soil acidity and moistening. Productivity of biomass depends on soil conditions and biometric features of the dominating types. Airdry weight of weeds in the conditions of fallow is on average 254,9 ± 19 g/m2. Jaccard’s similarity coefficients indicate high identity of weed communities at frequent similarity of dominants. Potential weediness on all studied areas of soils is estimated as strong and very strong. Among the dominating weeds wintering juvenile (Matricaria inodora L., Capsella bursa-pastoris L.), late summer (Polygonum aviculare L.), perennial rootstock (Stachus palustris L., Equisetum arvense L.) prevail.

Текст научной работы на тему «Почвенно-геоморфологический подход к оценке засоренности пахотного поля»

УДК 631.4 : 581.55

ПОЧВЕННО-ГЕОМОРФОЛОГИЧЕСКИЙ ПОДХОД К ОЦЕНКЕ ЗАСОРЕННОСТИ ПАХОТНОГО ПОЛЯ

О. А. Анциферова, Е. В. Колестро

SOIL AND GEOMORPHOLOGICAL APPROACH TO THE ASSESSMENT OF THE WEEDINESS OF THE ARABLE FIELD

О. А. Antsiferova, E. V. Kolestro

Исследования проведены на пахотном поле в условиях без посева (пар) и гербицидных обработок (отвальная вспашка выполнена в апреле 2015 г.). Ключевой участок расположен в Зеленоградском районе в пределах Самбийской холмисто-моренной равнины. Изучены сорные сообщества на 18 почвенных ареалах разной степени гидроморфизма, которые объединены в четыре группы: 1) буроземы глееватые на автономных позициях рельефа (вершины холмов) -элювиальные элементарные геохимические ландшафты (ЭГЛ); 2) буроземы глееватые на склоновых поверхностях (верхние и средние части склонов холмов) -трансэлювиальные ЭГЛ; 3) буроземы и дерново-подзолистые глеевые почвы нижних частей склонов и открытых понижений - трансэлювиально-аккумулятивные ЭГЛ; 4) дерново-глеевые почвы замкнутых микропонижений - аккумулятивные ЭГЛ. На поле выявлено 125 видов сорных растений, относящихся к 31 семейству. Преобладают виды семейства Asteraceae. Максимальным видовым разнообразием отличаются дерново-глеевые почвы на карбонатных отложениях (в среднем 31 вид). На глееватых буроземах встречаются в среднем 25 видов. Видовое богатство не зависит от площади почвенного ареала. Сорные сообщества сильно дифференцированы в зависимости от степени кислотности почв и увлажнения. Продуктивность фитомассы определяется почвенными условиями и биометрическими особенностями доминирующих видов. В среднем воздушно-сухая масса в условиях пара составляет 254,9 ± 19 г/м2. Коэффициенты общности Жаккара указывают на высокую индивидуальность сорных сообществ при частом сходстве доминантов. Потенциальная засоренность на всех изученных ареалах почв оценивается как сильная и очень сильная. Среди доминантов преобладают малолетние зимующие (Matricaria inodora L., Capsella bursa-pastoris L.), поздние яровые (Polygonum aviculare L.), многолетние корневищные (Stachus palustris L., Equisetum arvense L.) виды.

сорняки, элементарный геохимический ландшафт, почвенно-гидрологические условия, фиторазнообразие, продуктивность

Research has been conducted on the arable field in conditions without crops (fallow) and herbicidal treatment (moldboard plowing was carried out in April, 2015). The key site is located in Zelenogradsk district of the Kaliningrad region within the Sambiyskaya hilly moraine plain. We have studied weed communities on 18 soil areas

of different degree of hydromorphism which are united in four groups:1) gleysolic burozems on autonomous positions of a relief (hill tops) - eluvial elementary geochemical landscapes (EGL); 2) gleysolic burozems on slope surfaces (top and middle parts of slopes of hills) - transeluvial EGL; 3) burozems and soddy podsolic gley soils of the lower parts of slopes and open depressions - transeluvial-accumulative EGL; 4) soddy gley soils of closed micro depressions - accumulative EGL. 125 species of weed plants belonging to 31 families have been revealed in the field. Asteraceae family prevails. Soddy gley soils on carbonate deposits show maximum species diversity (on average 31 species). On average 25 species occur on gleysolic burozems. Species diversity doesn't depend on the soil area. Weed communities are strongly differentiated depending on the degree of soil acidity and moistening. Productivity of biomass depends on soil conditions and biometric features of the dominating types. Air-dry weight of weeds in the conditions of fallow is on average 254,9 ± 19 g/m . Jaccard's similarity coefficients indicate high identity of weed communities at frequent similarity of dominants. Potential weediness on all studied areas of soils is estimated as strong and very strong. Among the dominating weeds wintering juvenile (Matricaria inodora L., Capsella bursa-pastoris L.), late summer (Polygonum aviculare L.), perennial rootstock (Stachuspalustris L., Equisetum arvense L.) prevail.

weeds, elementary geochemical landscape, soil and geomorphological conditions, phytovariety, productivity

ВВЕДЕНИЕ

Важность изучения сорняков обусловлена не только их вредоносностью по отношению к сельскохозяйственным культурам [1-5], но и экологической ролью в агрофитоценозе [6, 7]. На современном этапе развития научного земледелия парадигма борьбы с сорными растениями сменяется парадигмой управления сорным компонентом агрофитоценоза. Система управления сорным компонентом агрофитоценоза (СУСК) направлена на обеспечение безусловной эдификаторной роли культурного компонента агрофитоценоза в присутствии незначительного количества сорных растений, не оказывающих заметного влияния или стимулирующих рост и развитие культурного компонента за счет «обоюдно-положительных» аллелопатических взаимоотношений между ними. Базой для построения модели СУСК является выявление и изучение факторов, заметно влияющих на поведение системы (агрофитоценоза) в целом и ее отдельных структурных составляющих [1].

Актуальность региональных исследований сорных сообществ обусловлена слабой изученностью видового разнообразия в современных системах земледелия Калининградской области. Отсутствуют данные о фитоиндикационной роли, не установлены пороги вредоносности в климатических и эдафических условиях региона. Задачи исследования: 1) изучить видовое разнообразие сорняков в пределах почвенных ареалов разной степени гидроморфизма; 2) определить фитомассу сорняков в условиях пахотного поля без посева (под паром); 3) оценить степень засоренности в зависимости от особенностей почв; 4) установить агробиологические особенности сорных сообществ. В статье представлены результаты исследования 2015 г.

ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ

Ключевой участок («20-й км») представляет собой пахотное поле в Зеленоградском районе на территории Самбийской возвышенности, рельеф которой сформировался под влиянием последнего Валдайского оледенения с последующей сортировкой материала ледниковыми водами. Для поля характерны абсолютные отметки над уровнем моря 38 - 42 м. Рельеф холмисто-волнистый с наличием замкнутых микропонижений. Преобладают склоновые поверхности крутизной 1-30. У выраженных в рельефе холмов она составляет 3 -5 . Глееватые и глеевые почвы склонов и пониженных участков осушаются системой закрытого дренажа. Из-за частичного нарушения дренажных линий, а также вследствие наличия локальных глинистых прослоек площадь поверхностного заболачивания и переувлажнения в весенний период в годы со средней обеспеченностью осадками достигает 5 - 6 га.

Исследованию предшествовала детальная почвенная съемка ключевого участка. Учет и описание видового состава с отбором сорной растительности с пробных площадок в четырехкратной повторности на различных почвенных ареалах проводили согласно официальной инструкции [8]. Оценка обилия видов в пределах почвенных ареалов осуществлялась по шкале Друде с уточнениями Н.Ф. Комарова для посевных агрофитоценозов [9]. Агробиологическая группировка выполнена согласно классификатору сорной растительности [10]. Оценка степени засоренности посевов сделана по рекомендованной шкале [11, с. 205]. Статистическая обработка материалов выполнена по общепринятой методике [12]. В работе применена классификация элементарных геохимических ландшафтов (ЭГЛ) по Б. Б. Полынову - М. А. Глазовской [13].

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Пробные площадки сорной растительности располагались на 18 элементарных почвенных ареалах (ЭПА) разной степени гидроморфизма, которые объединены в четыре группы в зависимости от геоморфологических и геохимических особенностей:

1) ареалы буроземов глееватых на автономных позициях рельефа (вершины холмов) - элювиальные ЭГЛ;

2) ареалы буроземов глееватых на склоновых поверхностях (верхние и средние части склонов холмов) - трансэлювиальные ЭГЛ;

3) ареалы буроземов и дерново-подзолистых глеевых почв нижних частей склонов и открытых понижений - трансэлювиально-аккумулятивные ЭГЛ;

4) ареалы дерново-глеевых почв в замкнутых микропонижениях -аккумулятивные ЭГЛ.

Изученные ареалы почв имели различную площадь (табл. 1 - 4). Однако при вычислении коэффициента корреляции между площадью ЭПА и количеством видов сорняков на нем оказалось, что связь между этими показателями очень слабая (г = 0,12). Следовательно, видовое богатство сорных сообществ зависит от других факторов: 1) сочетания комплекса геоморфологических и почвенно-гидрологических условий: микро- и мезорельеф, строение и свойства почвообразующих пород, глубина залегания грунтовых вод, верховодки, наличие и длительность поверхностного затопления, агрохимические свойства пахотного горизонта; 2) общего запаса семян в почве и погодных условий, создающих фон

для произрастания отдельных видов; 3) агротехнических условий (история поля, давность известкования, эффективность работы дренажных систем, способы обработки почвы, длительность, виды и дозы применяемых гербицидов, особенности чередования сельскохозяйственных культур).

Сорные сообщества на ключевом участке сформировались в результате агрогенной эволюции в условиях системы земледелия, основанной на чередовании отвальной вспашки, минимальной и нулевой обработок, возделывании озимых зерновых и рапса, гербицидных обработок с преобладанием глифосатсодержащих препаратов (2009 - 2014 гг.).

В условиях без посева и гербицидных обработок на пахотном поле (отвальная вспашка проведена в апреле 2015 г.) наблюдается максимальное видовое разнообразие сорняков, что дает возможность их детального изучения. На поле выявлено 125 видов из 31 семейства. По количеству видов преобладают сложноцветные (20 %), злаки (12,8 %), бобовые (9,6 %). Среди доминантов сорных сообществ ведущее место занимают виды семейства сложноцветных (Matricaria inodora L., Anthemis arvensis L.), хвощовых (Equisetum arvense L.), гречишных (Polygonum aviculare L.), крестоцветных (Capsella bursa-pastoris L.).

В пределах четырех ЭПА на элювиальных ЭГЛ среднее количество видов на единицу площади практически одинаково и составляет 11 - 12 на 1 м2. Видовое разнообразие в пределах ЭПА варьирует от 21 до 33, в среднем - 26. Максимальное количество видов обнаружено в ареале бурозема контактно-глееватого. Формирование верховодки на локальном водоупоре в метровой толще почвы создает условия для произрастания видов с различным отношением к влажности на фоне хорошей агрохимической окультуренности (слабокислая реакция среды -pHKCl 5,3, среднее содержание гумуса - 2,8 %, повышенное количество обменных оснований - 16,4 мгэкв на 100 г почвы, высокая обеспеченность подвижным фосфором - 208 мг/кг и обменным калием -200 мг/кг).

Все ареалы буроземов на вершинах холмов отличаются высокой степенью засоренности. Основным доминантом сорной растительности является Matricaria inodora L. в ареалах 1 и 4. В ареале 2 ведущее место занимал яровой рапс (Brassica napus L.), семена которого осыпались при уборке в 2012 г. и получили условия для произрастания в 2015 г. В ареале 3 на очень сильнокислых почвах (рЩа 4,0) доминировали Scleranthus annuus L., Centaurea cyanus L. Коэффициенты общности Жаккара указывают на то, что наибольшее количество сходных видов характерно для буроземов ареалов 2 и 4, расположенных поблизости друг от друга (табл. 1). На сильнокислых почвах ареала 3 сформировалось ацидофильное сорное сообщество.

Продуктивность сорных сообществ зависит от высоты доминантов и обилия растений на ЭПА. Максимальная фитомасса формируется на почвах с преобладанием высокостебельных ветвящихся сорняков (Matricaria inodora L.). Для ацидофильных сообществ типичны низкорослые виды и разреженное проективное покрытие.

Среди сорняков на вершинах холмов преобладают двудольные озимые и зимующие (21 - 38 % видов), далее располагаются ранние яровые (9,5 - 21,0 %), двулетние (7,7 - 19,0 %) и многолетние корневищные (9,5 - 16,7 %).

Таблица 1. Характеристики сорной растительности на элювиальных ЭГЛ (вершины холмов) Table 1. Characteristics of weed vegetation on eluvial EGL (hill tops)_

Показатели Номера ареалов

1 2 3 4

Площадь ЭПА, га 0,5 0,5 0,2 0,4

Название почвы Бурозем легкосуглинистый Бурозем Бурозем Бурозем

глубокоглееватый легкосуглинистыи легкосуглинистыи легкосуглинистыи

контактно-глееватыи глееватыи глееватыи

Среднее количество 12 ± 1 12 ±2 11 ± 1 11 ± 1

видов на 1 м2

Видовое разнообразие 26 33 24 21

в пределах ЭПА

Количество сорняков 142 ± 8 71 ± 13 61 ±9 78 ± 11

на 1 м2, шт.

Степень засоренности* Очень сильная Сильная Сильная Сильная

Преобладающие Matricaria inodora L, Matricaria inodora L, Scleranthus annuus L., Anthémis arvensis L.,

сорняки Polygonum aviculare L., Capsella bursa-pastoris L. Equisetum arvense L., Stachus palustris L. Centaurea су anus L., Viola arvensis Marr. Capsella bursa-pastoris L., Anchusa arvensis (L.) Bieb

Воздушно-сухая фитомасса, г/м2 470,7 ± 14 236,3 ± 16 105,8 ± 18 219,6 ± 12

Коэффициенты общности (по Сравниваемые ареалы: 1-2- 1-3 - 41,5; 1-4-34,3; 2-4-43,2; 25,0; 2-3-27,3; 3-4-25,0

Жаккару), %

* В условиях без посева основной культуры (под паром)

Таблица 2. Характеристики сорной растительности на трансэлювиальных ЭГЛ (склоны холмов) Table 2. Characteristics of weed vegetation on transeluvial EGL (hill slopes)_

Показатели Номера ареалов

5 6 7 8 9

Площадь изученных ЭПА (в составе ЭПС*), га 1,0 1,0 0,8 0,6 0,8

Название почвы Бурозем глееватый среднеэродированный легкосуглинистый Бурозем глееватый среднеэродированный легкосуглинистый Бурозем глееватый легкосуглинистый Бурозем глееватый слабоэродирован-ный Бурозем супесчаный глееватый слабоэроди-рованный

Среднее количество видов на 1 м2 14 ± 1 12 ±2 9 ± 2 9 ± 1 8 ± 2

Видовое разнообразие в пределах ЭПА 34 33 19 23 15

Количество сорняков на 1 м2, шт. 144 ± 12 99 ± 5 62 ±9 75 ±9 76 ± 8

Степень засоренности Очень сильная Сильная Сильная Сильная Сильная

Преобладающие сорняки Matricaria inodora L, Anchusa arvensis (L.) Bie., Stachus palustris L., Capsella bursa-pastoris L., Equisetum arvense L. Matricaria inodora L, Equisetum arvense L. Galium aparine L., Matricaria discoidea DC. Equisetum arvense L., Apera spica-venti L. Beam'., Barbarea vulgaris R.Br. Matricaria inodora L, Equisetum arvense L.

Воздушно-сухая фитомасса, г/м2 244,2 ± 17 283,2 ± 13 277,5 ±21 184,1 ± 14 233,7± 15

Коэффициенты общности Сравниваемые ареалы: 5-6 - 45,5; 5-8-22,4; 6-7-26,8; 6-9-32,6; 7-9-20,5; (по Жаккару), % 5-7-22,7; 5-9-40,8; 6-8-25,0; 7-8-11,0; 8-9-26,7

* ЭПС - элементарная почвенная структура

Таблица 3. Характеристика сорной растительности на трансэлювиально-аккумулятивных ЭГЛ (нижние части и подножия холмов, пониженные слабоволнистые участки, открытые понижения)

Table 3. Characteristics of weed vegetation on transeluvial-accumulative EGL (lower parts of slopes and open depressions)_

Показатели Номера ареалов

10 11 12 13

Площадь изученных ЭПА (в составе ЭПС), га 1,2 1,8 2,4 0,7

Название почвы Дерново-подзолистая глеевая легкосуглинистая Дерново-подзолистая глеевая легкосуглинистая Дерново-подзолистая глеевая среднесуглинистая Бурозем глеевый легкосуглинистый

Среднее количество видов 1 2 на 1 м 15 ± 2 10± 1 14 ± 1 9 ± 2

Видовое разнообразие в пределах ЭПА 30 33 25 23

Количество сорняков на 1 м2, шт. 141 ± 11 88 ± 12 64 ±9 137 ± 10

Степень засоренности Очень сильная Сильная Сильная Очень сильная

Преобладающие сорняки Equisetum arvense L., Anchusa arvensis (L.) Bie., Capsella bursa-pastorisL., Stellaria media (Vill.) Equisetum arvense L., Matricaria inodora L, Polygonum aviculare L. Matricaria inodora L, Equisetum arvense L. Equisetum arvense L., Matricaria inodora L, Polygonum aviculare L., Stachus palustris L.

Воздушно-сухая фитомасса, г/м2 204,5 ± 18 338,0 ± 16 350,3 ± 11 225,2 ±21

Коэффициенты общности (по Жаккару), % Сравниваемые ареалы: 10- 10-1 1-43,2; 10-13-28,1; 11-13-25,7; 2-42,9; 11-12-55,9; 12-13-20,9

Таблица 4. Характеристика сорной растительности на аккумулятивных ЭГЛ (замкнутые микропонижения) Table 4. Characteristics of weed vegetation on accumulative EGL (closed micro depressions)_

Показатели Номера ареалов

14 15 16 17 18

Площадь ЭПА, га 0,04 1,2 0,04 0,04 0,03

Название почвы Дерново-глеевая среднесуглинистая Дерново-глеевая среднесуглинистая Дерново-глеевая намытая легкосуглинистая Дерново-глеевая среднесуглинистая

Среднее количество видов 1 2 на 1 м 14 ± 1 16± 1 7 ± 2 11 ±2 10± 1

Видовое разнообразие в пределах ЭПА 34 40 14 27 39

Количество сорняков на 1 2 м , ШТ. 115 ± 9 49 ± 11 66 ± 12 64 ±9 66 ±6

Степень засоренности Очень сильная Средняя Сильная Сильная Сильная

Преобладающие сорняки Equisetum arvense L., Phragmites australis (Cav.) Trin. ex Steud. Matricaria inodora L, Solidago gigantea Aitón. Bidens tripartite L., Alopecurus genicidatus L., Car ex Equisetum arvense L., Matricaria inodora L., Stachus palustris L. Matricaria inodora L., Matricaria recutita L.

Воздушно-сухая фитомасса, г/м2 250,1 ± 12 220,3 ± 23 332,0 ±35 259,3 ± 12 153,7±9

Коэффициенты общности (по Жаккару), % Сравниваемые 14-15-24,5; 14-17-35,0; 15-16-10,6; 15-18-21,9; 16-18-5,9; ареалы: 14-16-7,7; 14-18-25,9; 15-17-23,1; 16-17-2,6; 17-18-29,4

On VO

На трансэлювиальных ЭГЛ (верхние и средние части склонов холмов) изучены сорные сообщества на пяти ареалах буроземов глееватых (табл. 2) Среднее количество видов на 1 м составило 10, при разбросе - от 9 до 14. В пределах ЭПА в среднем встречаются 25 видов. На видовое богатство сорных сообществ на склонах влияют локальные почвенно-гидрологические условия, степень кислотности почв и внутриценотические взаимосвязи по типу конкуренции. Наибольшее количество видов обнаружено на склонах со среднекислыми буроземами, имеющими внутри профиля глинистые прослойки, что приводит к дополнительному скоплению влаги в весенний период. Поэтому формируется широкая экологическая ниша для произрастания видов с амплитудой от ксеромезофитов до мезогигрофитов. На буроземах с сильнокислой реакцией среды сформировались сообщества с меньшим видовым богатством, но более ацидовыносливые (Anthemis arvensis L., Centaurea cyanus L, Barbarea vulgaris R.Br.). На отдельных склонах получают развитие специфичные виды (в частности, Galium aparine L.), подавляющие остальные сорные растения и за счет этого снижающие общее видовое разнообразие (ареал 8).

Засоренность оценивается как очень высокая на почвах со среднекислой реакцией среды и высокая на сильнокислых. Сорные сообщества на трансэлювиальных ЭГЛ ключевого участка отличаются индивидуальностью, что подтверждают рассчитанные коэффициенты общности (табл. 2). Продуктивность воздушно-сухой массы сорняков составляет в среднем 244,5 г/м с минимумом в условиях сильнокислых почв (ареал 8).

Агробиологический спектр сорных видов на склонах схож с вершинами холмов - преобладают однодольные озимые и зимующие. На сильнокислых почвах намечается тенденция увеличения многолетних корневищных двудольных видов.

Видовое разнообразие сорных сообществ на трансэлювиально-аккумулятивных ЭГЛ богаче по сравнению с элювиальными и трансэлювиальными (табл. 3). В пределах ЭПА в среднем встречаются 28 видов. Причинами этого являются: повышенное содержание гумуса в почвах, геохимический привнос биогенных элементов с вершин и склонов холмов, контрастность условий увлажнения, наличие карбонатов в профиле почв с 50 -120 см. В составе растительных сообществ увеличивается процент гигромезофитов, предпочитающих слабокислые условия. Среди доминантов растительных сообществ на всех изученных ареалах присутствует Equisetum arvense L. Видовой состав сорной растительности на трех из четырех изученных ареалов сходен на 40 - 50 % (табл. 3). Это отражает отсутствие значимых различий почвенно-гидрологических и агрохимических условий на данных ареалах. Сорные сообщества на трансэлювиально-аккумулятивных ЭГЛ отличаются наибольшей усредненной продуктивностью фитомассы по сравнению с другими ЭГЛ (279,5 г/м2). По биологическим особенностям доминируют группа малолетних сорняков, подгруппы озимых и зимующих (26,7 - 36,0 %). Ранние яровые составляют 12,1 - 20,0% от общего количества видов в пределах ЭПА.

В замкнутых микропонижениях (аккумулятивные ЭГЛ) обнаружены максимальное фиторазнообразие и сильная зависимость растительного покрова от режима увлажнения (табл. 4). Основными факторами формирования видового состава фитоценозов здесь являются длительность поверхностного застоя воды в

весенний период и степень проточности грунтовых вод. Поэтому в составе сообществ более половины составляют гигромезофиты и гигрофиты с участием гидрофитов. В глубоких западинах с застоем воды более 2-3 недель формируются выраженные гигрофитные сообщества из Alopecurus geniculatus L., Bidens tripartite L. с осоками и ситниками. Это наиболее бедные в видовом составе ареалы (14 видов в пределах мелкоконтурных ЭПА, в том числе 7 видов на 1 м2).

Максимальное видовое разнообразие характерно для крупной западины с внутренним нанорельефом в форме кочек, углублений, в том числе следов от прохода техники (колеи). Поэтому в пределах площади в 1 га создаются разнообразные экологические условия для произрастания видов от мезофитов до гидрофитов. Видовое богатство такого ареала дерново-глеевой почвы насчитывает 40 видов, в том числе на 1 м2 встречается в среднем 16 видов.

Индикатором проточных грунтовых вод на ключевом участке служит Phragmites australis, доминирующий в ареале 14.

Специфическое сорное сообщество с преобладанием Matricaria recutita L. сформировалось в западине с дерново-глеевой почвой, в которой под пахотным горизонтом залегает глинистая прослойка мощностью 50 см. Режим увлажнения таких западин зависит от условий года и сезона. В 2015 г. застой воды в весенний период был минимальным (около недели), что создало условия для произрастания 39 видов на площади ЭПА 0,03 га.

Расчет коэффициентов общности Жаккара подтверждает высокую степень специфичности сорных сообществ в микропонижениях (табл. 4). Продуктивность сорных сообществ в среднем 243,1 г/м , однако показатель сильно варьирует в зависимости от биометрических особенностей и площади проективного покрытия.

Длительность поверхностного затопления и режим увлажнения влияют на распределение сорняков по агробиологическим группам. В микропонижениях с коротким поверхностным затоплением в средний по осадкам год доминируют двудольные малолетние озимые и зимующие виды (20 - 23 %). Значительно возрастает количество корневищных видов среди двудольных многолетников по сравнению с другими ЭГЛ. В западинах длительного поверхностного затопления резко снижается процент озимых и зимующих, увеличивается количество поздних яровых сорняков или однодольных корневищных видов, появляются кустарники (Salix cinerea L., Salix aurita L. Solanum dulcamara L.).

ВЫВОДЫ

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

1. На ключевом участке выявлено 125 видов сорных растений, относящихся к 31 семейству. Преобладают виды семейства Asteraceae. Количество видов на единицу площади (1 м2) варьирует от 7 до 16 на почвах разной степени гидроморфизма и составляет в среднем 11 видов.

2. Максимальным видовым разнообразием отличаются дерново-глеевые почвы на карбонатных отложениях аккумулятивных ЭГЛ (в среднем 31 вид). На глееватых буроземах элювиальных и трансэлювиальных ЭГЛ встречаются в среднем 25 видов. Видовое богатство не зависит от площади почвенного ареала.

3. Сорные сообщества сильно дифференцированы в зависимости от степени кислотности почв и увлажнения. На вершинах холмов и склонах в

условиях кислой реакции среды преобладают мезофиты мезоацидофильной группы. В замкнутых микропонижениях возрастает количество гигрофитов.

4. Продуктивность сорных сообществ определяется почвенными условиями и биометрическими особенностями доминирующих видов (разброс от 105 до 470 г/м , коэффициент вариации 450 %). В среднем воздушно-сухая масса в условиях пара составляет 254,9 ± 19 г/м2.

5. Потенциальная засоренность на всех изученных ареалах почв оценивается как сильная и очень сильная.

6. В видовом составе большинства ЭГЛ преобладают двудольные малолетние озимые и зимующие сорняки. Среди доминантов сорных сообществ в 2015 г. ведущее место принадлежало малолетним зимующим (Matricaria inodora L., Capsella bursa-pastoris L.), поздним яровым (Polygonum aviculare L.), многолетним корневищным (Stachuspalustris L., Equisetum arvense L.) видам.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Захаренко, А. В. Теоретические основы управления сорным компонентом агрофитоценоза в системах земледелия / А. В. Захаренко. - Москва: Изд-во МСХА, 2000. - 468 с.

2. Wick, G. Weed control in conservation tillage systems / G. Wick. - Illinois, 1985, p.77-92.

3. Ennis, W. Integration of weed control technologies / W. Ennis // Integrated control of weeds. - Tokyo, 1977, p.229-243.

4. Баздырев, Г. И. Сорные растения и меры борьбы с ними в современном земледелии / Г. И. Баздырев. - Москва: Изд-во МСХА, 1993. - 242 с.

5. Защита растений в устойчивых системах землепользования: в 4 кн. / Д. Шпаар [и др.]; под общ. ред. Д. Шпаара. - Берлин; Минск, 2003 - 2004. - Кн. 4. -2004. - 346 с.

6. Марков, М. В. Агрофитоценология / М. В. Марков. - Казань: Наука, 1972. - 215 с.

7. Горышина, Т. К. Экология растений / Т. К. Горышина. - Москва: Высшая школа, 1979. - 368 с.

8. Инструкция по определению засоренности полей, многолетних насаждений, культурных сенокосов и пастбищ. - Москва: Агропромиздат, 1986. 15 с.

9. Шенников, А. П. Введение в геоботанику / А. П. Шенников - Москва, 1964. - 375 с.

10. Отраслевой классификатор сорных растений 3 84 021 310. - Москва, 1984. - 76 с.

11. Методические указания по проведению комплексного мониторинга плодородия почв земель сельскохозяйственного назначения. - Москва: Росинформагротех, 2003. - 240 с.

12. Василевич, В. И. Статистические методы в геоботанике / В. И. Василевич. - Москва: Наука, 1969. - 232 с.

13. Глазовская, М. А. Геохимические основы типологии и методика исследования природных ландшафтов / М. А. Глазовская. - Москва, 1964. - 67 с.

REFERENCES

1. Zaharenko A. V. Teoreticheskie osnovy upravlenija sornym komponentom agrofitocenoza v sistemah zemledelija [Theoretical background of management of a weed component of agrophytocenosis in cropping systems]. Moscow, Izd-vo MSHA, 2000, 468 p.

2. Wick G. Weed control in conservation tillage systems. Illinois, 1985, pp.77-92.

3. Ennis W. Integration of weed control technologies. Integrated control of weeds, Tokyo, 1977, pp. 229-243.

4. Bazdyrev G. I. Sornye rastenija i mery bor'by s nimi v sovremennom zemledelii [Weed plants and control measures in modern agriculture]. Moscow, Izd-vo MSHA, 1993, 242 p.

5. Shpaar D., Bartel's G., Vetcel T. Zashhita rastenij v ustojchivyh sistemah zemlepol'zovanija [Protection of plants in sustainable land systems]. Minsk, 2004, vol. 4, 346 p.

6. Markov M. V. Agrofitocenologija [Agrophytocenology]. Kazan', Nauka, 1972, 215 p.

7. Goryshina T. K. Jekologija rastenij [Ecology of plants]. Moscow, Vysshaja shkola, 1979, 368 p.

8. Instrukcija po opredeleniju zasorennosti polej, mnogoletnih nasazhdenij, kul'turnyh senokosov i pastbishh [Guide on evaluation of weediness of fields, perennial plantations, cultural haylands and pastures]. Moscow, Agropromizdat, 1986, 15 p.

9. Shennikov A. P. Vvedenie v geobotaniku [Introduction to plants geography]. Moscow, 1964, 375 p.

10. Otraslevoj klassifikator sornyh rastenij 3 84 021 310 [Coding system of weed plants 3 84 021 310]. Moscow, 1984, 76 p.

11. Metodicheskie ukazanija po provedeniju kompleksnogo monitoringa plodorodija pochv zemel' sel'skohozjajstvennogo naznachenija [Guidelines on integrated monitoring of soil fertility of agricultural lands]. Moscow, Rosinformagroteh, 2003, 240 p.

12. Vasilevich V. I. Statisticheskie metody v geobotanike [Statistical methods in plants geography]. Moscow, Nauka, 1969, 232 p.

13. Glazovskaja M. A. Geohimicheskie osnovy tipologii i metodika issledovanija prirodnyh landshaftov [Geochemical background of typology and methodology of natural landscapes]. Moscow, 1964, 67 p.

ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ

Анциферова Ольга Алексеевна - Калининградский государственный технический университет; кандидат сельскохозяйственных наук, доцент;

Е-mail: anciferova@inbox. ru

Antsiferova Olga Alekseevna - Kaliningrad State Technical University;

PhD, Associate Professor; E-mail: anciferova@inbox. ru

Колестро Екатерина Владиславовна - Калининградский государственный технический университет; студентка

Kolestro Ekaterina Vladislavovna - Kaliningrad State Technical University;

student

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.