ПУТИ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ДЕГРАДИРОВАННЫХ ПАСТБИЩ В УСЛОВИЯХ СУХОСТЕПНОЙ ЗОНЫ КУЛУНДЫ 

THE WAYS OF RECONSTRUCTION OF DEGRADIATED PASTURES UNDER THE CONDITIONS OF THE DRY ZONE OF KULUNDA 

М.М. Силантьева, Н.В. Елесова, Т.В. Корниевская

M.M. Silantyeva, N.V. Elesova, T.V. Kornievskaya 

Алтайский государственный университет (Россия, 656049, г. Барнаул, пр. Ленина, 61) 

Altai State University (Russia, 656049, Barnaul, Lenina St., 61)

e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра., Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра., Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

 

Методы кратковременной изоляции и полосного подсева трав в дернину позволяют эффективно улучшать структуру деградированных пастбищ. При снижении пастбищной нагрузки в условиях сухостепной зоны Кулунды в течение пяти лет происходит значительное увеличение надземной фитомассы и ее компонентов. Проведенные исследования по биологической рекультивации позволили установить возможность приживания и адаптационные особенности бобовых, отсутствующих в травостое изучаемых пастбищ.

The methods of short-term isolation and strip sowing of grasses in the sod allow to effectively improve the structure of degraded pastures. With a decrease in pasture load in the conditions of the Kulunda dry steppe zone, a significant increase in the aboveground phytomass and its components takes place within five years. The carried out researches on biological reclamation allowed to establish the possibility of survival and adaptive features of leguminous grasslands, which are absent in the herbage. 

Введение. Степные пастбища Южной Кулунды, представляющие собой ценные кормовые угодья, используются недостаточно рационально. Практикующийся вольный бессистемный выпас привел к выраженной пастбищной дигрессии. В результате коренные степные сообщества заменились вторичными малопродуктивными, зачастую утратившими кормовое значение [2].

Во многих степных фитоценозах условия произрастания для разнотравья вполне благоприятны, но доля высокобелковых кормовых трав незначительна, поскольку при существующих формах сельскохозяйственного использования степи (пастьба, сенокошение) они почти не обсеменяются, а семена заносятся извне.

В настоящее время существует несколько подходов восстановления биоразнообразия и продуктивности нарушенных экосистем: режим отдыха (простое прекращение нагрузки), коренное и поверхностное улучшение, создание специализированных культурных пастбищ («агростепи») и др. [1].

В Михайловском районе Алтайского края в условиях сухостепной зоны, где были заложены опыты, доминируют настоящие дерновинно-злаковые (сухие) степи, сильно деградированные в результате перевыпаса. При годовой сумме осадков менее 300 мм процессы восстановления степных пастбищ даже при снижении пастбищной нагрузки происходят очень медленно.

Материалы и методы. В течение пяти вегетационных сезонов (2013-2017 гг.) на землях ООО КХ «Партнер» ведутся работы по рекультивации сильно нарушенных степных экосистем методами кратковременной изоляции и полосного подсева трав в дернину.

Экспериментальный участок дерновинно-злаковой деградированной степи находится в 5 км на запад от с. Полуямки. В мае 2013 г. на участке были заложены и огорожены изгородью три мониторинговые площадки площадью 100 м2, соответствующие разным стадиям пастбищной дигрессии: I – умеренный выпас (разнотравно-типчаково-тырсоковыльная степь), II – усиленный выпас (люцерново-полынно-типчаковая степь), III – усиленный выпас – начало сбоя (типчаково-полынная степь). Мониторинговые площадки II (усиленный выпас) и III (начало сбоя) разбиты на две равные части – одна вторая представлена естественным травостоем, на другой половине расположены делянки сеяных бобовых трав, врезанные в дернину. Подсев производился на стадии усиленного выпаса (III площадка) в конце мая 2014 г. В октябре 2014 г произведен подзимний сев на II участке. В эксперименте использовались семена первичной репродукции, полученные с коллекции кормовых трав, выращенные в условиях сухостепной зоны Кулунды: Lotus corniculatus, Astragalus cicer, A. sulcatus, A. onobrychis, Medicago lupulina и M. falcata.

Цель работы: оценка кратковременной изоляции и биологической рекультивации на состояние малопродуктивных пастбищ. Ежемесячно проводились фенологические и онтогенетические наблюдения, оценивалась морфометрия вегетативных и генеративных органов, выживаемость и адаптивность используемых в экспериментах бобовых, осуществлялись работы по ежемесячному геоботаническому мониторингу пастбищных фитоценозов и оценке запасов надземной фитомассы (зеленых побегов, ветоши и подстилки).

Результаты и обсуждение. Кратковременная изоляция. Изоляция привела к увеличению запасов всех компонентов надземной фитомассы (рис. 2). На стадии умеренного выпаса (разнотравно-люцерново-тырсоковыльная степь) общие запасы надземной фитомассы в августе 2017 г. увеличились в 2 раза с 316,2 до 681,2 г/м2. Продуктивность зеленых побегов выросла с 245,8 до 520,8 г/м2 (рис. 1, 2) за счет повышения доли всех агроботанических групп кормовых растений (злаков, бобовых и разнотравья). Доля ветоши увеличилась в 2,7 раза, запасы подстилки выросли в 2 раза (с 53,2 до 114 г/м2). Значительный прирост запасов надземной фитомассы в 2017 г. объясняется не только влиянием заповедования, но и обильными осадками, в 3 раза превысившими среднемесячную норму.

Рисунок 1. Запасы надземной фитомассы неогороженного участка сухой дерновинно-злаковой степи на разных стадиях пастбищной дигрессии (Михайловский район, окр. с. Полуямки, г/м2) по итогам 2017 г.

Рисунок 2. Влияние кратковременной изоляции на запасы надземной фитомассы огороженного участка сухой дерновинно-злаковой степи (Михайловский район, окр. с. Полуямки, г/м2) по итогам 2017 г.

Общее число видов на I площадке (умеренный выпас) за 5 лет изоляции увеличилась ненамного (внутри площадки – 28 видов растений, вне – 20). Следует отметить увеличение жизненности и обилия эдификаторов (Stipa capillata, S. pennata, Medicago falcata) на изолированном участке, что проявилось в увеличении их высоты, количества особей и числа генеративных побегов. 

Структура травостоя за 5 лет изоляции претерпела значительные изменения в сторону улучшения: число ярусов выросло с 2 до 3, высота 1-го яруса увеличилась на 30 см (проективное покрытие – на 20%), 2-го яруса на 15 см (проективное покрытие – на 90%).

На стадии усиленного выпаса кратковременная изоляция также положительно сказалась на величине запасов надземной фитомассы полынно-житняково-типчаковой степи: общие запасы надземной фитомассы выросли с 235,4 до 524,6 г/м2 (рис. 1, 2), в том числе доля зеленых побегов выросла почти в 2 раза (с 152,6 до 413,6 г/м2) – в основном за счет увеличения доли злаков и бобовых, доля ветоши выросла в 3 раза с 7,6 до 23,6 г/м2, доля подстилки выросла в 2 раза с 40,3 до 87,4 г/м2 (рис. 1, 2).

Стоит отметить, что при кратковременной изоляции в структуре зеленых побегов возрастает роль злаков и бобовых, доля разнотравья существенно не меняется. На изолированном участке проективное покрытие люцерны Medicago falcata увеличивается с 3 до 6%, появляются новые виды разнотравья: Artemisia commutata, A. pontica, Taraxacum officinale, из злаков – Cleistogenes squarrosa, отсутствующие на выпасаемых участках лапчатково-полынно-типчаковой деградированной степи. На изолированном участке травостой трехъярусный, высота его 80-85 см, проективное покрытие 70%, на выпасаемом участке высота травостоя 40-45 см, общее проективное покрытие 50%. Улучшилась жизненность эдификатора Festuca valesiaca: проективное покрытие увеличилось в 2,5 раза с 6 до 15%, высота 25 см, появились генеративные побеги, почти отсутствующие при выпасе.

На III площадке (усиленный выпас – начало сбоя) на изолированном участке лапчатково-полынно-типчаковой деградированной степи также отмечено повышение запасов надземной фитомассы в 2,7 раза (с 97,0 до 272,8 г/м2): доля зеленых побегов выросла почти в 3 раза с 62,2 до 173,6 г/м2, в основном за счет доли злаков и разнотравья. Запасы подстилки выросли с 30,4 до 73,4 г/м2. Запасы ветоши выросли с 4,4 до 25,8 г/м2.

На изолированном участке отмечен рост численности видов растений – 22 вида растений (на выпасаемом участке – 11), в основном за счет злаков и разнотравья: Poa angustifolia, Artemisia glauca, Senecio erucifolius, из бобовых отмечен Astragalus testiculatus. Наблюдается более зеленый аспект, улучшилась жизненность Festuca valesiaca и Medicago falcata, что проявилось в увеличении высоты и количества генеративных побегов, отсутствующих на выпасаемых участках типчаково-полынной сильно деградированной степи. Структура травостоя претерпела значительные изменения в сторону улучшения: высота 1-го яруса увеличилась на 10-15 см (30 см и 40-45 см соответственно), проективное покрытие увеличилось на 10%.

Биологическая рекультивация. Нетипичные для условий сухой степи виды – Lotus corniculatus, Astragalus cicer, Medicago lupulina обладают широкой экологической амплитудой и сходны по экологической амплитуде с местными бобовыми – Astragalus sulcatus, A. onobrychis, Medicago falcata.

III участок (начало сбоя). У Astragalus cicer семена при поздневесеннем севе сохраняют жизнеспособность в течение нескольких лет. Трехлетние наблюдения показали, что семена продолжали прорастать весь этот период. Максимум молодых растений отмечался в начале мая (36 шт./м2) (рис. 3). В июле загородка экспериментального участка была сломана крупным рогатым скотом, а растительность внутри загородки стравлена и вытоптана. Позже ограждение было восстановлено. В конце августа некоторые растения (22 шт.) возобновили свой рост и достигли ювенильной стадии.

Рисунок 3. Количество экземпляров растений (шт./м²) на учетных площадках при поздневесеннем севе (вегетационный период 2017 г.) – пастбище III стадия дигрессии 

Количество молодых растений Aonobrychis на учетных площадках в мае увеличилось до 335 шт./м2. В июле часть растений была уничтожена крупным рогатым скотом (75%). Доля выживших к концу вегетационного периода растений составила 24%, все они находились в фазе ювенильного развития.

Наибольшее количество сеянцев Lotus corniculatus отмечено в июне (171 шт./м2). Лядвенец на третий год жизни развивался лучше астрагалов. В конце июня Lotus corniculatus находился в фазе стеблевания и начала бутонизации. После стравливания растений в июле к концу вегетационного сезона (август) доля выживших растений составила 10% (7 шт./ м2).

II участок (стадия усиленного выпаса). Подзимний посев имел ряд преимуществ. Во-первых, не требовалось дополнительной скарификации семян бобовых. Они прошли «естественную скарификацию» и стратификацию. Во-вторых, не был упущен оптимальный срок сева, который определяется, с одной стороны, температурой почвы, а с другой – способностью растения противостоять зимним холодам.

При подзимнем севе семена всходили дружно. Среди астрагалов можно отметить Astragalus sulcatus (231 шт.), всхожесть семян которого была вдвое выше, чем у A. cicer (168 шт.) и A. onobrychis (116 шт.). Однако в 2016 году число особей астрагала нутового на учетных площадках резко возросло. A. cicer развивался лучше других астрагалов.

Летом 2017 г. на экспериментальном участке пастбища II стадии стали заметны результаты рекультивации. Растения A. cicer образовали сомкнутый травяной ярус со злаками дернины межполосного пространства. Высота растений составляла 45-55 см. За счет образующихся корневых отпрысков астрагал сформировал мощную биомассу. В июле отмечено массовое цветение, а в августе – образование и созревание невскрывающихся плодов.

Астрагал эспарцетовый и астрагал бороздчатый развивались хуже по сравнению с астрагалом нутовым (рис. 4). Эти растения не образуют корневых отпрысков, поэтому на экспериментальных делянках отмечены немногочисленные экземпляры высотой 15-25 см.

Рисунок 4. Количество экземпляров растений (шт./м²) на учетных площадках пастбища II стадии дигрессии при подзимнем севе (вегетационный период 2017 г.) 

Среди люцерн лучше развивалась Medicago lupulina. Люцерна хмелевидная – двулетнее растение, высотой 10-12 см. В первый год люцерна хмелевидная отличалась массовой полевой всхожестью семян (577 шт./м2). Растения второго года прошли все фазы фенологического развития и образовали семена. У люцерны серповидной отмечено максимальное количество всходов – 1201 шт./м2, из которых к концу вегетационного сезона выжило 8% (98 шт./м2) молодых растений.

На третий год жизни растения Medicago lupulina самовозобновились из семян. Это позволяет утверждать, что вид адаптировался к аридным условиям и способен при недостаточном водном обеспечении образовывать зрелые семена и самостоятельно расселяться по участку. В августе M. lupulina массово цвела и образовывала плоды.

У люцерны серповидной отмечено максимальное количество молодых растений (271 шт./м2). К концу сезона выжило 29% (83 шт./м2) Medicago falcata. Значительные выпады люцерны связаны в большей степени с обострившейся конкуренцией за влагу между густорастущими особями.

В 2017 г. Lotus corniculatus сформировал кусты из 25-35 побегов, достигающих в высоту 35-40 см. На четвертый год жизни растения лядвенца рогатого прошли все фенологические фазы и образовали многочисленные плоды – двустворчатые бобы, вскрывающиеся по двум створкам при созревании.

Выводы. Эксперимент по заповедованию участка настоящей дерновинно-злаковой степи в условиях сухостепной зоны Кулунды показал, что пятилетний срок недостаточен для восстановления видового состава на сильно сбитых участках (начало сбоя – полынная стадия). Медленно восстанавливаются видовой состав всех агроботанических групп, запасы ветоши и подстилки.

Изоляция способствует улучшению структуры пастбищных сообществ: восстанавливается ярусность, возрастает проективное покрытие, увеличиваются запасы надземной фитомассы и ее компонентов.

Опыты по улучшению пастбищ методом полосного подсева многолетних бобовых трав в дернину показали, что используемые в рекультивации травы адаптированы к условиям сухостепной зоны Кулунды. Виды р. Astragalus и Lotus corniculatus переносят недостаток влаги и высокую температуру почвы, способны к повторному отрастанию после стравливания и вытаптывания. Medicago lupulina цветет и образует семена с первого года жизни.

Снижение пастбищной нагрузки и использование адаптированных к условиям засушливого климата видов бобовых трав позволяет улучшить структуру малопродуктивных фитоценозов за короткий промежуток времени (5 лет).

Полевые опыты показали эффективность методов кратковременной изоляции и биологической рекультивации и их положительное влияние на продуктивность деградированных пастбищ. 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

  1. Дзыбов Д.С. Агростепи. Ставрополь: «АГРУС», 2010. 256 с.
  2. Силантьева М.М., Елесова Н.В., Шибанова А.А., Гребенникова А.Ю. О современном состоянии степной растительности степной и лесостепной зон Алтайского края // Известия Алтайского государственного университета. 2012. № 3/1(75). C. 78-84.

Для того чтобы оставить комментарий вы должны авторизоваться на сайте! Вы также можете воспользоваться своим аккаунтом вКонтакте для входа!