CC BY
10УДК: 581.524
СЕЗОННАЯ ДИНАМИКА ЗАПАСОВ И ПИТАТЕЛЬНОЙ ЦЕННОСТИ НАДЗЕМНОЙ ФИТОМАССЫ РАЗНОТРАВНО-КОВЫЛКОВО-ЗАЛЕССКОКОВЫЛЬНОГО
СООБЩЕСТВА
Максутова Н.В.
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт степи Уральского отделения Российской академии наук, Оренбург, Россия
В статье приводится характеристика разнотравно-ковылково-залесскоковыльного сообщества. Кратко описана методика проведения исследования. Рассмотрена сезонная изменчивость развития надземной фитомассы. Выявлены основные особенности этих процессов на примере изученного сообщества. Наибольшие запасы фитомассы отмечаются осенью. Среди выделенных фракций на протяжении всего сезона превалируют злаки. Уже в мае их доля составляет 48% от общих запасов фитомассы. Весной отмечается повышенное содержание клетчатки. Доля разнотравье даже в июне - период своего максимального развития составляет 21%. В июне минимальны значения жира, крахмала. К середине лета общие запасы фитомассы начинают закономерно снижаться. Июль характеризуется повышенным содержанием протеина, поднимается уровень сахара, жира, крахмала, зольных веществ. Растения вступают в период полупокоя, процессы продукции замедляются, интенсивнее накапливается ветошь. К концу лета значения ветоши максимальны. Осенью возобновляются процессы генерации надземной фитомассы. Но в целом запасы фитомассы основных фракций, за исключением злаков и ветоши разнотравья, достигают своих минимальных значений. К сентябрю большинство показателей питательных веществ уменьшается за исключением жиров.
In the paper the characteristic of herb-kovalkova-salesmobile community. Briefly describes the methodology of the study. Examined seasonal variability of the development of above-ground phytomass. Identified the main features of these processes on the example of the studied community. The largest reserves of phytomass are observed in the fall. Among the isolated fractions during the whole season grasses prevail. In may their share is 48% of the total stock of phytomass. Spring marks the high content of fiber. The proportion of grass even in June - the period of its maximum development is 21%. In June, the minimum values of fat, starch. By mid-summer, the total reserves of phytomass naturally begin to decline. July is characterized by high content of protein, raised blood sugar, fat, starch, ash substances. The plant enters the period of polopoly, the production processes slow down, intensively accumulated rags. By the end of summer values of the rag max. Autumn resumes the generation processes of the top phytomass. But in General, reserves of phytomass of the main fractions, except for grains and seeds herbs, reach their minimum values. By September most of the indicators of nutrients decreases with the exception of fats.
Исследования надземной фитомассы разнотравно-ковылково-залесскоковыльного сообщества (Stipa zalesskii Stipa lessingiana, Herbae stepposae) проводились в охранной зоне участка «Буртинская степь» ГПЗ «Оренбургский» в подзоне разнотравно-дерновиннозлаковых степей в междуречье Урала и Илека (рисунок 1) [1, 2].
Исследуемый фитоценоз располагался в верхней части склона увала. Общее проективное покрытие растительного сообщества составляет 95-97%. Эдификатором и соэдификатаром сообщества выступают плотнодерновинные ксерофитные злаки Stipa zalesskii Wilensky. и Stipa lessingiana Trin. & Rupr. Встречаются плотнодерновинные злаки: ксерофитные (Festuca valesiaca Gaudin., Stipa capillataL.) и мезоксерофитный (Helictotrichon desertorum (Less.) Nevski). Из 47 видов сосудистых растений зафиксированных в сообществе, 32 вида относятся к разнотравью. Среди последних наибольшую фитоценотическую роль играет степной мезоксерофит Galium octonarium (Klok.) Soo. Менее обильны степные мезоксерофитные и ксерофитные травы Medicago romanica Prod., Nepeta ucrainica L., Scabiosa isetensis L., Sisymbrium polymorphum (Murray) Roth, Galatella villosa (L.) Reichenb. fil. Заметно участие полукустарничков: Artemisia marschalliana Spreng., Eremogone koriniana (Fisch. ex Fenzl) Ikonn., Onosma simplicissima L.
Сбор надземной фитомассы проводился в 2015 году методом «укосных квадратов» в трехкратной повторности ежемесячно с мая по сентябрь [3]. Образцы разбирались на ветошь и зеленую фитомассу по основным группам (злаки, разнотравье, бобовые, осоки, полукустарнички), высушивались и взвешивались. Оценка питательной ценности ветоши и зеленой фитомассы проводилась на базе Государственного центра агрохимической службы «Оренбургский».
В середине мая общие запасы фитомассы составили 337,1 г/м2 К концу вегетации масса увеличилась до 403,9 г/м2. На протяжении всего сезона можно отметить два пика нарастания запасов фитомассы в июне и в сентябре, разница между которыми составляет всего 3%. Динамика общих запасов фитомассы представлена на рисунке 2.
Рисунок 1. Карта-схема расположения точки исследования в охранной зоне участка «Буртинская степь» ГПЗ «Оренбургский».
Рисунок 2. Общие запасы фитомассы в разнотравно-ковылково-залесскоковыльном сообществе (г/м2).
Запасы мортмассы, включающие подстилку и ветошь, на протяжении всего сезона превышают запасы живой фитомассы (рисунок 3). Весной значения мортмассы за счет начала разложения подстилки при наступлении благоприятных условий начинают постепенно снижаться от 244 г/м2 до 225,3 г/м2 в июне. После чего, вследствие отмирания основной части живой фитомассы и замедления процессов разложения, запасы мортмассы
к сентябрю увеличиваются до 333 г/м2, превысив свои весенние показатели. Значения живой фитомассы увеличиваются до раннелетнего периода, достигая своих максимальных значений (165 г/м2) за счет цветения основной части видов растений и постепенно убывая к осени до 70 г/м2.
Рисунок 3. Запасы живой фитомассы и мортмассы в разнотравно-ковылково-залесскоковыльном сообществе (г/м2).
На протяжении всего вегетационного сезона масса злаков превышает массы остальных групп за счет их доминирования в сообществе.
В мае их доля от общего запаса фитомассы составляет 48%. Большую часть массы злаков в этом месяце составляет ветошь 74%. Вторая группа растений преобладающая по массе - разнотравье, составляет 19% от общих запасов фитомассы. Масса ветоши разнотравья практически равна массе их зеленой части. Незначительны различия между этими фракциями и у осок. Основную долю полукустарничков составляет их зеленая фитомасса (95%).
В июне резко возрастают запасы фитомассы злаков и разнотравья. Причем масса ветоши мало отличается от майских показателей. Значительно наростает зеленая масса: у злаков она увеличивается почти в 2 раза, у разнотравья - 1,6 раза, что связано в первую очередь с плодоношением доминантов сообщества (Stipa zalesskii и Stipa lessingiana) и цветением остальных злаков. Разнотравье в этот период достигает своего максимального развития. Многие виды растений этой группы приступили к цветению, тем самым увеличивая прирост надземной фитомассы (SalviastepposaDes.-Shost, Sisymbriumpolymorphum (Murray) Roth, Verbascum phoeniceum L., и др.). Постепенно усыхают зеленые листья осок, ветошь практически вся переходит в подстилку. Прирост полукустарничков незначителен.
В середине лета масса ветоши и живой фитомассы у основных групп продолжает снижаться. Причем процессы отчуждения ветоши преобладают над усыханием зеленой фитомассы. Многие виды среди полукустарничков приступают к плодоношению либо к цветению, что в 2,2 раза увеличивает их фитомассу.
В конце лета зеленая масса злаков достигает значений чуть больше весенних показателей, ветошь достигает своих минимальных значений. Происходит дальнейшее накопление ветоши разнотравья.
В начале осени запасы фитомассы всех групп достигают своих минимальных значений. Исключение составляют злаки и ветошь разнотравья. Прирост листьев новой генерации злаков составил 15,9 г/м2. Ветошь злаков и разнотравья практически равны весенним показателям.
На протяжении всего вегетационного периода изменения надземной фитомассы в силу онтогенетического развития растений, воздействия биотических и абиотических факторов касаются не только их количественных характеристик, но и прежде всего качественных составляющих - состава питательных веществ. В таблице 1 приведены некоторые данные по питательной ценности зеленой фитомассы за исключением минеральных веществ.
Таблица 1
Динамика питательной ценности надземной фитомассы в разнотравно-ковылково-залесскоковыльном сообществе
G Сырой протеин, % Сырая клетчатка, % Сырой жир, % Влага, % Сахар, % Крахмал, % Сырая зола, %
Май 5,69 32,6 0,84 13,1 25,8 19,4 1,7
Июнь 5,36 29,7 0,78 13,1 18,8 13,1 6,8
Июль 7,81 29,4 0,86 12,3 27,4 19,0 2,0
Август 7,88 30,1 1,0 11,4 33,4 21,1 6,3
Сентябрь 6,56 24,0 1,12 10,8 28,6 19,4 3,2
Отмечается высокое содержание углеводов (от 32% до 54%). Крахмала всегда меньше сахара. Наибольшая разница между ними отмечается в августе 12,3%. Запасы клетчатки колеблются в пределах 24%-32,6%. К концу вегетации ее доля уменьшается. С середины лета отмечается повышение доли сырого протеина. Доля сырого жира имеет наименьшие показатели, при этом его содержание к концу вегетации увеличивается. Содержание влаги в начале вегетации растений, цветения и плодоношения основных видов не изменяется до середины лета, после чего постепенно снижаются.
Таким образом, можно отметить, что в разнотравно-ковылково-залесскоковыльном сообществе наибольшие запасы фитомассы отмечаются в сентябре 403,9 г/м2 На протяжении всего вегетационного периода мортмасса превышает значение живой фитомассы, масса злаков превышает массы остальных групп за счет их доминирования в сообществе. Весной отмечается повышенное содержание клетчатки. В июне минимальны значения жира, крахмала. Июль характеризуется повышенным содержанием протеина, поднимается уровень сахара, жира, крахмала, зольных веществ. К сентябрю большинство показателей уменьшается за исключением жиров.
Работа выполнена в рамках бюджетной темы Института степи УрО РАН № 01201351529 при поддержке ПРООН/ГЭФ/МПР РФ «Современные системы и механизмы управления ООПТ в степном биоме России».
Список литературы
1. Зоны и типы поясности растительности России и сопредельных территорий. Карта для высших учебных заведений. М. 1:8000000 / Под ред. Г.Н. Огуреевой М., 1999 а. 2л.
2. Сафронова И.Н., Калмыкова О.Г. Вопросы зональности и роль заповедников в их решении / Известия Самарского научного центра Российской академии наук, 2012. - Т14. - №1(6). - С. 16381641.
3. Базилевич Н.И., Титлянова А.А., Смирнов В.В., Родин Л.Е., Нечаева Н.И, Левин Ф.И. Методы изучения биологического круговорота в различных природных зонах. М, 1978. - 183 с.
