МОНИТОРИНГ РАСТИТЕЛЬНОГО ПОКРОВА РАЗНОВОЗРАСТНЫХ ЗАЛЕЖЕЙ ЮЖНО-УРАЛЬСКОГО РЕГИОНА

Территория Оренбургской области характеризуется интенсивным воздействием сельскохозяйственного производства на природные экосистемы. На долю сельскохозяйственных угодий приходится 88,6% от общей площади области, а на пашню – 56,6% от площади с.-х. угодий. В этой связи особенно остро стоит проблема сохранения биоразнообразия и рационального использования природных ресурсов. Одним из путей сохранения и рационального использования биологических ресурсов степи является восстановление почвенного и растительного покрова на низкопродуктивных участках агроценозов, с дальнейшим включением в сеть особо охраняемых природных территорий (ООПТ).
Территория района исследований примыкает к участку государственного заповедника «Оренбургский» «Буртинская степь». Почвенный покров представлен самым ксерофитным подвидом зональных степных почв – черноземами южными [6, 11]. Недостаточность атмосферного увлажнения, невысокая производительность и высокие темпы минерализации растительной массы отражаются на мощности гумусовых горизонтов (< 30-34 см), содержании (< 4,7%) и общих запасах гумуса (< 180 т/га), высоким расположением карбонатов, низкой обеспеченности биофильными элементами. По результатам агрохимических и почвенных обследований в пахотном горизонте (0-23…27 см) содержание нитратного азота составляет 1,25 мг, подвижного фосфора – 0,18-1,50 мг и обменного калия – 16,0-29,5 мг/100 г почвы. Все это говорит о невысоком плодородии почв [6, 9].
Распашка земель связана с уничтожением дернины, выворачиванием на поверхность щебенчатого грунта иллювиального горизонта (с глубины 25-30 см) и перемешиванием этого слоя с верхними гумусными горизонтами. В связи с этим пахотный слой (0-25…27) см представляет собой мелкощебнистую массу (30-40% фракции щебня), перемешанную с гумусированным мелкоземом. Такие почвы легко прогреваются и, следовательно, наиболее подвержены быстрому иссушению [8].
Как правило, на таких почвах, даже при использовании минеральных удобрений под посев сельскохозяйственных культур, получались низкие урожаи, поэтому при разработке «Научно обоснованных систем земледелия» с нашей стороны были предложения о выводе части низкопродуктивных пахотных земель из севооборотов, с последующей их трансформацией в кормовые угодия – сенокосы, пастбища.
При этом предлагалась определенная технологическая схема, главным элементом которой было залужение полей многолетними травами с обязательным компонентом из мятликовых и бобовых трав. Предлагаемая схема давала максимальный эффект, так как помогала избежать длительной бурьянистой стадии развития залежей. Эта технология с экономической точки зрения наиболее приемлема и дает возможность при минимальных затратах (стоимость семян и технологические операции по посеву) получить быстрый экономический эффект.
При естественной трансформации залежей в кормовые угодья длительность сукцессионного процесса, по результатам многочисленных исследований [3, 4, 10, 12], в степной зоне растягивается на 30 и более лет, прежде чем залежь за счет естественного заселения степными видами превращается в кормовое угодье. При залужении многолетними травами (житняком, кострецом, люцерной, эспарцетом) этот период сокращается до 2-3 лет. Причем видовой состав травяного покрова может быть многовариантным в зависимости от конкретных почвенно-климатических условий региона и подлежащих залужению полей. На более богатых плодородных почвенных разностях и в лучших гидрологических условиях для повышения продуктивности угодий целесообразнее использовать кроме традиционных трав (житняк, люцерна), эспарцет, донник белый, кострец безостый, овсяницу луговую, мятлики. Поливидовые смеси как показал опыт, более стабильны и продуктивны [1, 2, 5]. На бедных и более сухих почвах лучше применять чистый житняк, или, как вариант, двукомпонентную смесь из житняка и люцерны [10].
Как показал многолетний опыт, создание кормовых угодий на выводных полях севооборотов обеспечивало получение, в зависимости от природно-климатической зоны Оренбургской области, 9-16 ц/га сена, что почти в 2 раза выше, чем на естественных сенокосных угодьях. Залежи в бурьянистой стадии – это практически бросовые, абсолютно не используемые земли. Поэтому залужение выведенных в залежь земель является экономически целесообразным и выгодным мероприятием.
Кроме того, залежи являются источниками и резерваторами сорной растительности, опасными для близлежащих посевов культурных растений. Бурьянистая растительность залежей способна проникать в посевы через семена и плоды, перемещение которых происходит воздушным путем, через животных и птиц, водными потоками [7].
Ниже приводится список видов сорных растений наиболее интенсивно проникающих в культурные посевы.
Виды семейств:
Астровые (Asteraceae): Осот полевой, бодяк полевой, молокан татарский, мелколепестник канадский, цикорий дикий, чертополох курчавый, чертополох крючковатый, латук компасный, козлобородник большой, ястребинка зонтичная и жестковолосистая, скерда кровельная и сибирская, мордовник шароголовый, крестовник Якова, циклахена дурнишниколистная, козелец малый, василек скабиозовидный.
Капустные (Brassicaceae): Ярутка полевая, икотник серо-зеленый, дескурения Софии, вайда ребристая, хориспора нежная, пастушья сумка, гулявник изменчивый, желтушник серый.
Гречишные (Polygonaceae): Горец вьюнковый, горец шероховатый, гречиха татарская.
Гвоздичные (Caryophyllaceae): Качим метельчатый, смолевка хлопушка, смолевка вильчатая, тысячеглав посевной, смолевка лежачая.
Сельдерейные (Apiaceae): Бутень клубненосный и Прескотта, синеголовники плоский, бедренец камнеломка.
Бурачниковые (Boraginaceae): Липучка ежовая, прямая, тонкая; ноннея коричневая, чернокорень лекарственный.
Норичниковые (Scrophulariaceae): Льнянка обыкновенная, коровяк фиолетовый, коровяк холмовой.
Маревые (Chenopodiaceae) и Амарантовые (Amarantaceae): Марь белая, щирица запрокинутая, солянка холмовая, лебеда лоснящаяся, рогач песчаный, кохия очетковидная и простертая, щирица жминдовая, щирица жминдовидная, марь красная, лебеда продолговатолистная, солянка чумная.
Яснотковые (Lamiaceae): Змееголовник тимьяноцветный, пикульник ладанниковый, котовник украинский, зопник клубненосный, будра плющевидная, зопник колючий.
Бобовые (Fabaceae): Донники белый и желтый, чина клубненосная, горошек мышиный, чилига степная, люцерна посевная и желтая, виды астрагала.
Мятликовые (Poaceae): Просо посевное, ячмень двурядный, пшеница мягкая, рожь посевная, щетинник зеленый и сизый, просо куриное, пырей ползучий, пырей восточный (житняк восточный), костер растопыренный, житняк гребенчатый, овсюг дикий, кострец безостый, костер ржаной, костер полевой.
Кроме вышеуказанных видов в качестве засорителей посевов оказались представители целого ряда других семейств: пасленовые, розанные, повиликовые, вьюнковые, мальвовые, заразиховые, мареновые, первоцветные, лютиковые, коноплевые, резедовые, представленные в травостое малым количеством видов (1-3 видами).
Культурные виды растений (пшеница, рожь, просо, ячмень) характерны для маловозрастных залежей (2-3-х – 5-и). Дольше всех из культурных растений (до 15 лет) сохраняется подсолнечник однолетний, просо посевное (до 10 лет). На 10 летней залежи исчезают представители семейств мальвовые, пасленовые, часть мятликовых (род костер), астровых (полынь эстрагон), из амарантовых (щирица запрокинутая); пастушья сумка, из капустных – желтушник серый. Усиливается роль астровых (виды полыней), молочайных, ряда маревых (виды рода солянки).
Анализ ценотического состояния залежей позволяет четко определить три основные группы залежей:
I группа залежей (2-5-ти лет) – участки с преобладанием в травостое однолетников, озимых и зимующих двулетников, образующих типичную бурьянистую растительность без выделения ценотических групп, отличающихся по площадям только по элементам рельефа (разный уровень плодородия и степень увлажнения почвы), разным видовым составом травостоя и степенью его развития, доминантами видами.
II группа залежей (10-12-ти летние) – участки с четко выраженными растительными группировками из разного вида полыней (горькой, австрийской, обыкновенной, полевой, Сиверса) и молочая лозного. Травостой сомкнут (85-100%) с хорошо выраженными ярусами (3-4). Доминантами этого типа залежи выступают виды полыней, молочая, крупные однолетники – дескурения Софии, вайда, качим метельчатый. На этом типе залежи нами отмечено появление кустарниковой флоры – чилиги степной, спиреи городчатой (виргинильный этап онтогенеза). Обращают на себя внимание отдельные (Sol) дернины житняка гребенчатого, вокруг которых, по диаметру кустов в зоне расположения корневой системы (до 20-30 см), свободное от сорных растений пространство, что говорит о его высоких конкурентных способностях по отношению к видам бурьянистой растительности.
Основное фоновое растение первого периода – молочай лозный, определяющий весенний аспект фитоценозов. Во втором сукцессионном (летнем) периоде определяющими видами оказываются полыни: горькая, обыкновенная, полевая, Сиверса, австрийская. Фитоценозы представлены отдельными куртинами этих видов, пространства между которыми заняты другими видами бурьянистой растительности. Третий (осенний) сукцессионный период, определяется солянкой холмовой, позднеосенним видом, развивающимся под пологом верхних ярусов травостоя и вступающим в генеративную фазу только после усыхания части более ранних видов.
III группа залежей – это участки 15-ти летние и более старших возрастов. Для этого типа залежей характерно уменьшение видовой насыщенности (до 60-65 видов), четкая смена аспектов фитоценоза, появление во флористическом составе видов, характерных для условий ненарушенной степной флоры, окружающей залежные участки. Из травостоя исчезают многие виды однолетников и двулетников, усиленно развиваются корневищные, корнеотпрысковые и стержнекорневые виды многолетников, прежде всего за счет внедрения, хотя и в малом количестве (Un, Sol), представителей семейств астровых – цикория дикого, полыни, осота полевого, видов василька, скерды, козлобородника, мелколепестника, крестовника, ястребинки, девясилов; бобовых – виды люцерны, донника, астрагалов; сельдерейных – виды бутеня, синеголовника; яснотковых – змееголовники, пикульник ладанниковый, шалфеи; молочайных. С оценкой обилия «Un» отмечены резеда желтая, чилига степная, спирея городчатая, миндаль низкий.
На старовозрастных залежах (12-15-ти летних и старше) отмечено появление древесно-кустарниковой растительности на участках с более благоприятным гидрологическим режимом почв – межгрядовых ложбинах, временных водотоках, понижениях. Древесно-кустарниковая флора старовозрастных залежей с обилием «Un, Sol» в ювенильном и виргинильном этапах онтогенеза представлена: вязом низким, караганой кустарниковой, миндалем низким, вишней степной, спиреями городчатой и зверобоелистной.
Таким образом, бурьянистая стадия залежей во временном плане, при естественном ходе сукцессионного процесса растягивается на большой промежуток времени. Растительность залежей старше 15-и лет по оценке не имеет практически никакой флористической и хозяйственной ценности, так как во флористическом её составе преобладают виды не используемые животными в качестве корма, много вредных и ядовитых видов (виды молочая, молокан, часть полыней, ястребинки, бодяк, чертополохи, дескурения, липучки и др.). Естественное внедрение степных видов происходит медленно и затягивается на большой временной срок.
В связи с этим возникает необходимость вмешательства в этот естественный процесс. Одним из вариантов решения этой проблемы может быть сокращение бурьянистой стадии за счет залужения залежей житняком или двукомпонентной смесью из житняка и люцерны. Вторым этапом работы является перевод таких участков в угодья со щадящим использованием, с целью восстановления почвенного плодородия.
Конечной целью всей этой работы является организация рациональной системы охраняемых природных территорий и объектов, которая обеспечивала бы, в первую очередь, сохранение и воспроизводство природно-ресурсного потенциала степи, снижение, а затем регулирование антропогенной нагрузки на естественные экосистемы, не препятствуя при этом основной деятельности, обеспечивающей экономическую стабильность региона.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Васин А.В., Брагин А.А. Многолетние поливидовые посевы в условиях степи / А.В. Васин, А.А. Брагин. – Самара, 2004. – 156 с.
2. Васин А.В.. и др. Продуктивность травосмесей при весенних и летних сроках посева / А.В.Васин, А.А. Брагин и др. // Кормопроизводство. – 2006. – № 1,– С. 6-9.
3. Евсеев В.И., Слугина А.Н. Сорные растения Чкаловской области / В.И. Евсеев, А.Н. Слугина. – Чкалов, 1937. – 234 с.
4. Евсеев В.И. Пастбища Юго-Востока. 2 изд. / В.И. Евсеев.– Чкалов, 1954. – 340 с.
5. Ельчанинова Н.Н., Троц В.Б. и др. Как повысить продуктивность травостоя. / Н.Н. Ельчанинова, В.Б. Троц и др. // Агро-Информ. – 1999. – С. 28-29.
6. Климентьев А.И. и др. Красная книга почв Оренбургской области. / А.И. Климентьев, Е.В. Блохин, А.А. Чибилев, И.В. Грошев. – Екатеринбург: УрО РАН, 2001. – 226 с.
7. Мальцев Н.И. Семена сорных растений / Н.И. Мальцев. – М.: Россельхозиздат, 1972. – 354 с.
8. Мильков Ф.Н. Очерки физической географии Чкаловской области / Ф.Н. Мильков. – Чкалов, 1951. – 222 с.
9. Ряховский А.В. и др. Агрономическая химия (в приложении к условиям степных районов РФ) / А.В. Ряховский, И.А. Батурин, А.П. Березнёв. – Оренбург: ИПК Южный Урал. – 2004. – 283 с.
10. Система ведения сельского хозяйства Оренбургской области. – Челябинск, Юж.-Ур. кн. изд-во, 1986. – 240 с.
11. Степной заповедник «Оренбургский». Физико-географическая и экологическая характеристика. – Екатеринбург: УрО РАН, 1996. – 167 с.
12. Султанова Б.Н. и др. Мониторинг биоразнообразия растительности при восстановлении залежей сухих степей. / Б.Н. Султанова, А.Ф. Исмагулова, Р.Е. Садвокасов. – Костанай, 2007. – С. 20-22.

Г.В. Петрова. В.Ф. Абаимов, И.В. Грошев, Г.А. Панина