Автореферат разослан «26» сентября 2006 г
| Вид материала | Автореферат |
- Автореферат разослан сентября 2007, 720.28kb.
- Автореферат разослан 12 сентября 2011, 1391.33kb.
- Автореферат разослан «20» сентября 2007, 371.08kb.
- Автореферат разослан " 1 " сентября 2008, 404.34kb.
- Автореферат разослан " " 1996, 264.76kb.
- Автореферат разослан 25 сентября 2008, 237.94kb.
- Автореферат разослан сентября 2010, 482.7kb.
- Автореферат разослан «28» сентября 2010, 928.88kb.
- Автореферат разослан 2010, 247.49kb.
- Автореферат разослан, 378.04kb.
В результате многолетних комплексных исследований удалось найти форму конструирования малоэнергоемких, экологически безопасных и экономически рентабельных агроценозов сложной горизонтальной структуры длительного срока пользования (более 20 лет), сопровождающуюся эффектом регулирования численности сегетальной растительности в них, (Номоконов, Сидоренко, Коваленко, Поломарчук, 1976; Сидоренко, Сурова, 2001).Большое значение в стабильности и устойчивости культурных агроценозов к внедрению сегетальной растительности (в частности к внедрению неофита Ambrosia artemisiifolia L.) имеет такое их свойство как фитоценотическая замкнутость. В таблице 6, показано участие Ambrosia artemisiifolia L. в общей фитомассе на дату максимального развития растений – фазу цветения (F3)(Сидоренко и др.,2004). Оно было наименьшим в агроценозах мозаичных и в чистых посевах костреца безостого, а наибольшим – в полосном агроценозе. Это связанно, по-видимому, не только с наименьшей плотностью культурных растений на единице площади этого фитоценоза (около 300 побегов на 1 м2 ), но и возможностью проникновения внедренцев из-за менее выраженной конкурентной мощности культурных компонентов, отсутствия их комплементарности. Определены основные виды, внедрившиеся в агроценозы разной горизонтальной структуры: Sonchus arvensis L,, Elytrigia repens (L)Nevski, Anisantha tectorum (L)Nevski, Lappula sqarroga(Retz.)Dumort, Taraxacum offocinale Wigg, Thlaspi arvense L, Amaranthus retroflexus L.(Сидоренко и др.,2004)
Таблица 6. Максимальная фитомасса Ambrosia artemisiifolia L. внедрившейся в агроценозы и ЧП в фазу цветения (F3)
| Агроценоз | Фитомасса амброзии | |||||
| Надземная фитомасса | Подземная фитомасса | |||||
| % от культуры | г/м2 | % от внедрившихся видов | % от культуры | г/м2 | % от внедрившихся видов | |
| АЦМ1 | < 1 | 5,2±0,1 | 3 | < 1 | 3,0±0,1 | 1 |
| АЦП | 3 | 21,6±1,0 | 22 | 2 | 11,8±0,7 | 27 |
| АЦС | 2 | 16,8±0,5 | 21 | 1 | 5,4±0,3 | 8 |
| АЦМ2 | 1 | 9,2±0,3 | 8 | < 1 | 2,9±0,1 | <1 |
| ЧП кострец | 8 | 3,5±0,1 | 10 | 2 | 2,4±0,1 | 1 |
| ЧП овсяница | 4 | 5,5±0,2 | 16 | 2 | 4,0±0,1 | 3 |
| ЧП лядвенец | 4 | 5,6±0,6 | 8 | 10 | 3,4±0,3 | 1 |
Таблица 7. Количество генеративных побегов Ambrosia artemisiifolia L. в фазу цветения (% )
-
Агроценозы
Доля генеративных побегов
АЦМ1
15±3,8
АЦМ2
5±0,3
АЦС
99±3,0
АЦП
54±1,7
ЧП Кострец
58±3,3
ЧП Овсяница
42±1,1
ЧП Люцерна
71±3,3
ЧП Лядвенец
99±5,0
ЧП Амброзия
99±3,9
Необходимо отметить, что в течение годового цикла влияние Ambrosia artemisiifolia L. на функционирование мозаичных агроценозов распространяется на незначительный период времени. К началу октября ее растения засыхают и практически не конкурируют с культурными видами до августа следующего года. Если в чистых посевах ее всходы появляются в марте, то в смешанных агроценозах фаза ее массовых всходов задерживается с марта до третьей декады апреля. Фаза цветения Ambrosia artemisiifolia L. в смешанных посевах, также задерживается по сравнению с ЧП практически на месяц, в результате чего значительная часть семян амброзии не успевает вызреть. Как следует из таблицы 7, количество генеративных побегов амброзии в мозаичных агроценозах в 7-20 раз меньше, чем в чистых посевах и в АЦС.
В 2003 - 2005 гг. проводились исследования аллелопатического влияния злаковых компонентов мозаичного лугового агроценоза на амброзию полыннолистную с целью выявления степени ингибирования амброзии различными злаковыми культурами. В задачи исследований входило:
- определение аллелопатической активности почвы, растений амброзии и некоторых злаков;
- определение аллелопатической активности промывных вод исследуемых злаковых растений;
- изучение биометрических показателей роста и развития амброзии в вегетационном опыте;
- исследование аллелопатической активности почвы на контрольном и опытных вариантах опыта. Вегетационный опыт был заложен в июле 2003г.
Таблица 8. Аллелопатическая активность почвы, амброзии и злаков (вегетационный опыт)
| Вариант опыта | Доля проросших семян в биотесте от контроля, % | УЕК | |
| Кострец безостый | Почва | 108,0±3,4 | 5,8±0,3 |
| Корень | 55,0±2,3 | 59,0±1,9 | |
| Лист + стебель | 63,0±3,8 | 42,5±2,4 | |
| Соцветие | 68,9±2,7 | 32,0±1,0 | |
| Райграс пастбищный | Почва | 100,0±4,0 | 8,4±0,3 |
| Корень | 73,0±3,3 | 26,0±1,0 | |
| Лист + стебель | 54,0±2,0 | 61,0±2,8 | |
| Колос | 97,8±5,0 | 9,2±0,3 | |
| Амброзия полыннолистная | Почва | 101,0±4,0 | 8,1±0,5 |
| Корень | 57,7±1,9 | 52,0±2,0 | |
| Лист + стебель | 73,3±3,2 | 26,0±1,1 | |
Объектами исследования были: кострец безостый ( Bromopsis inermis (Leyss)Holub.), райграс пастбищный (Arrhenatherum elatius Beaw.) и полевица побегообразующая (Agrostis stolonifera L.). Растения злаков и амброзии для вегетационного опыта отбирались из одновидовых посевов в Ботаническом саду РГУ, опыт был заложен по методике Б.А. Доспехова (1967).
В июне была изучена аллелопатическая активность почвы и растений костреца, райграса, амброзии (табл. 8). Изучение биометрических показателей роста и развития амброзии показало, что промывные воды изучаемых злаков угнетающе влияли на Ambrosia artemisiifolia L.. Причём наиболее значительное снижение высоты и сухой массы растений наблюдалось при поливе амброзии промывными водами костреца безостого (0,265г.). На этом варианте рост растений тормозился на 34-43%, накопление массы – до 50 % по сравнению с контролем. При поливе промывными водами полевицы, рост амброзии угнетался на 23-30%, накопление массы снижалось на 37%. Промывные воды райграса пастбищного ингибировали рост растений амброзии на 17%, накопление массы – на 21%. Для проверки и подтверждения данных вегетационных опытов, в 2004 г. был заложен полевой опыт (Методика полевых опытов с кормовыми культурами, 1971). Целью этих исследований являлось выявление степени ингибирования амброзии злаковыми и бобовыми компонентами мозаичного агроценоза в полевых условиях.
Была исследована аллелопатическая активность различных органов амброзии в фазе «цветение». Приведённые в таблице 9 данные показывают, что в генеративных органах амброзии содержится наибольшее количество аллелопатически активных веществ, по сравнению с другими органами, на всех вариантах опыта.
Таблица 9.Аллелопатическая активность водной вытяжки из различных органов амброзии в полевом опыте (УЕК) 2004г.
| Вариант опыта | Лист +стебель | Соцветие | Корень | Цветущее растение |
| Контроль | 54,0±2,1 | 135,0±5,7 | 23,2±0,9 | 212,2±12,6 |
| АЦМ1 | 41,5±1,8 | 92,0±4,1 | 10,2±0,3 | 143,7±5,2 |
| АЦМ2 | 58,0±3,0 | 117,0±4,9 | 4,5±0,1 | 179,5±6,9 |
| ЧП кострец | 80,0±2,7 | 215,0±10,0 | 16,5±0,4 | 311,5±13,0 |
| ЧП мятлик | 47,0±3,3 | 150, ±5,5 | 21,8±1,0 | 218,8±11,9 |
| ЧП полевица | 44,0±2,5 | 180,0±10,1 | 13,5±0,4 | 237,5±12,5 |
| ЧП люцерна | 44,0±2,3 | 86,0±4,1 | 5,3±0,2 | 135,3±4,8 |
| ЧП лядвенец | 43,0±1,7 | 54,0±1,9 | 16,5±0,9 | 113,5±2,7 |
Меньше всего колинов содержится в корнях амброзии на варианте ЧП люцерна (5,3 УЕК). Аллелопатическая активность листьев и стеблей амброзии наиболее высокой была на варианте одновидовой посев костреца (80 УЕК), несколько меньшей – на варианте АЦМ-2 (58 УЕК) и контроле (54 УЕК), на остальных вариантах отличалась незначительно.
В 2005 году проводились исследования влияния злаковых и бобовых компонентов мозаичного лугового агроценоза на амброзию полыннолистную на ранних стадиях развития. В условиях лабораторного опыта изучалось влияние водорастворимых колинов злаковых и бобовых трав на прорастание семян и рост проростков амброзии (табл.10).
Таблица 10.Влияние водорастворимых колинов злаковых и бобовых компонентов мозаичного лугового агроценоза на прорастание семян и рост проростков амброзии полыннолистной 2005г.
| Вариант опыта | Количество проросших семян амброзии. | Длина проростков амброзии (см) | ||
| 23.05 | 27.05 | 31.05 | 31.05 | |
| Контроль | 6,3±0,2 | 9,3±0,4 | 12,8±0,5 | 4,1±0,1 |
| Ежа | 3,7±0,1 | 9,0±0,4 | 9,7±0,3 | 3,8±0,2 |
| Житняк | 2,7±0,1 | 5,3±0,2 | 5,3±0,2 | 2,2±0,1 |
| Овсяница | 6,8±0,3 | 10,0±0,4 | 11,0±0,4 | 3,7±0,1 |
| Кострец | 3,0±0,1 | 7,3±0,2 | 7,6±0,3 | 3,3±0,1 |
| Люцерна синегибридная | 3,3±0,2 | 9,0±0,3 | 11,7±0,5 | 3,9±0,2 |
| Люцерна желтая | 3,0±0,1 | 8,0±0,4 | 8,3±0,4 | 3,7±0,1 |
| Лядвенец | 4,0±0,1 | 8,0±0,4 | 8,0±0,3 | 2,9±0,1 |
| Клевер | 5,3±0,2 | 9,7±0,3 | 9,7±0,4 | 3,6±0,2 |
По степени снижения прорастания семян амброзии через 11 суток изучаемые культуры можно расположить следующим образом: житняк гребневидный (угнетение 58,4%), кострец безостый (40,4%), лядвенец рогатый (37,4%), люцерна желтая (35%) клевер луговой и ежа сборная (24%), овсяница луговая (13,7%), люцерна синегибридная (8,2). Изучение влияния злаковых и бобовых трав на проростки амброзии показало, что их рост тормозится на 4,9% - 46,4%. Наиболее сильное угнетение вызывали колины житняка (на 46,4%), лядвенца (на 29,3%) и костреца (19,5%). Остальные исследуемые культуры угнетали рост проростков амброзии в меньшей степени (от 4,9% до 12,2% ).
ВЫВОДЫ
- Подбор компонентов в состав луговых агроценозов должен производиться с учётом их аллелопатичеких свойств. Установлено, что аллелопатический режим в АЦМ оптимален, что проявляется в сохранении видового состава в течении 18-21 года, в максимальной биологической продуктивности по сравнению не только с чистыми посевами культур, но и агроценозами иной горизонтальной структуры (АЦП, АЦС).
- Аллелопатический режим АЦМ меняется с возрастом, при этом оптимальное состояние достигается после третьего года существования.
- АЦМ сбалансирован по содержанию аллелопатически активных веществ (фенольных соединений, колинов и ферментов), что проявляется в отсутствии резких колебаний их содержания, как в течении вегетационного сезона, так и всего срока пользования агроценозом, за три года колебания составляли: в АЦМ (от 11до 33 УЕК), в АЦП (от 18 до 42 УЕК), в АЦС (от 20 до 109 УЕК).
- Содержание фенольных соединений, во многом определяющих аллелопатическую напряженность в агроценозах существенно отличалось в разных их типах и колебалось в течении вегетационного периода. Наиболее высокое суммарное содержание фенольных веществ наблюдалось в чистых посевах под клевером (0,62 мг/100г почвы), кострецом (0,60 мг/100г почвы) и люцерной (0,60 мг/100г почвы). Резкие скачки содержания фенолов наблюдались в почве под сплошным агроценозом (АЦС) где аллелопатическая активность ценопопуляций растений наибольшая (май 0,4мг/100 г почвы; июль 0,7 мг/100 г почвы). Во всех парцеллах мозаичного агроценоза содержание фенольных соединений было ниже (от 0,38-0,55 мг/100г почвы). Это является косвенным подтверждением оптимальности состава АЦМ.
- Исследования аллелопатической активности почвы под агроценозами разных типов чистых посевов составляющих их культур позволили установить что аллелопатически совместимыми видами являются : кострец безостый + люцерна синегибридная + клевер луговой; ежа сборная + овсяница луговая + люцерна желтая; овсяница луговая + все виды клевера. Такой состав можно считать оптимальным для сенокосно-пастбищных агроценозов мозаичной структуры.
- Амброзия полыннолистная, злостный карантинный сорняк получивший широкое распространение в Ростовской области, обладает очень высокой аллелопатической активностью (52 УЕК в конях; 26 УЕК в листьях и стеблях). Это позволяет ей эффективно конкурировать с культурными луговыми травами, так как УЕК их чистых насаждений ниже, чем у амброзии.
- Несмотря на то, что амброзия обладает высокой аллелопатической активностью она эффективно подавляется АЦМ в то время, как в агроценозах другой горизонтальной структуры и чистых посевах находит более благоприятные для себя условия. Это явление связано не столько с аллелопатической особенностью АЦМ, сколько с неблагоприятным комплексом абиотических и биотических условий для амброзии в данном типе агроценоза.
- Отдельные растительные компоненты АЦМ эффективно угнетают рост и развитие амброзии полыннолистной. Так, кострец безостый угнетает на (40,4% -52,0%), лядвенец рогатый (36,0%-37,3%) люцерна желтая на (35,0%-52,0%). На ранних стадиях развития амброзии, больше всех её угнетал житняк гребневидный (57,3%-58,45). Итогом этих взаимоотношений является снижение доли её участия в агроценозе, вплоть до полного выпадения амброзии. Таким образом, мозаичный способ посева можно считать эффективным экологофитоценотическим методом борьбы с сегетальной растительностью.
Практические рекомендации
Подбор физиологически совместимых растительных доминант с целью повышения урожайности, продуктивного долголетия и фитоценотической замкнутости в агроценозах. На основе проведённых исследований мы рекомендуем при хозяйственном использовании земельных площадей под сенокосно-пастбищные агроценозы с целью обеспечения продуктивного долголетия учитывать:
-Конструирование мозаичной структуры посева.
-В элементах мозаичной структуры использовать аллелопатически совместимые виды в сочетании: ОП- кострец безостый + кострец Дединовский̀ + тимофеевка луговая Дединовская + овсяница луговая Дединовская + ежа сборная Дединовская + клевер луговой Дединовский + люцерна синегибридная Манычская + люцерна желтая Дединовская; ВП- тимофеевка луговая Дединовская + клевер луговой Дединовский + люцерна синегибридная Манычская + люцерна желтая Дединовская + житняк Зерноградский – 1;
- При создании газонов рекомендуется использовать те же принципы, однако при создании партерных газонов рекомендуется использовать один вид. В условиях степной зоны лучше всего подойдёт житняк гребневидный (Agropyron pectinatum Bieb) он устойчив к засухе, создаёт плотную дернину, хорошо отрастает, лучше других видов подавляет рост амброзии полыннолистной на ранних стадиях развития. В (спальных) районах рационально использовать мозаичную структуру посева агроценоза. Здесь пригодятся его декоративные качества, неприхотливость в эксплуатации (не требует повторной высевки в течении 15 лет), устойчость к внедрению сегетальной растительности. Мы также рекомендуем применять мозаичную структуру посева в районе автомагистралей и на разделительных полосах дорог. Рекомендуемые нами виды, нормы высева и горизонтальная структура газона, позволяют избавиться от амброзии полыннолистной на крупных массивах города.
СПИСОК РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
1. Сидоренко В.Г., Сурова Н.Г., Гончарова Л.Ю., Комарова Е.М. О взаимоотношениях культурных растений в устойчивых и долголетних газонных фитоценозах в Ростовской области / Материалы XI съезда Русск. Ботан. Общества Т.3 Барнаул, 2003. С. 110-111. (25%, 0,021 п.л.).
2. Сидоренко В.Г., Сурова Н.Г., Гончарова Л.Ю., Комарова Е.М. Конкурентные и аллелопатические взаимоотношения растений в оптимизации газонных фитоценозов / Материалы научн.-практ. Конференции. Ставрополь, 2003. С. 53-54. (25%, 0,042 п.л.).
3. Сидоренко В.Г., Сурова Н.Г., Гончарова Л.Ю., Комарова Е.М.Выявление степени ингибирования амброзии, культурными растениями,используемыми в долголетних газонных фитоценозах, Ростовской области / Материалы молодёжн. научн. конф. «Экологические проблемы в сельском хозяйстве». пос. Персиановский, 2004. С. 41-43. (25%, 0,05 п.л.).
4.Сурова Н.Г., Гончарова Л.Ю., Мудрик В.А., Комарова Е.М. Эколого-энергетический анализ формирования продукционных процессов в агроэкосистемах / Материалы междун. конф. «Математика. Экономика. Образование». Ростов-на-Дону, 2005. С. 123-124. (25%, 0,042 п.л.).
5. Гончарова Л.Ю., Сурова Н.Г., Комарова Е.М. Мониторинг биохимических взаимоотношений Ambrosia artemisiifolia L. с многолетними луговыми травами /Материалы междун. научн.-практ. конф. посвящ. 10-летию гос. прир. запов. «Ростовский». Ростов-на-Дону, 2006. С. 362-364 (33%, 0,063п.л.)
6. Гончарова Л.Ю., Комарова Е.М. Оптимизация плодородия черноземов степной зоны Юга России при возделывании луговых агрофитоценозов / Материалы междун. научн. конф. «Экология и биология почв». Ростов-на-Дону, 2005. С. 122-124. (50%, 0,125 п.л.).
7. Сидоренко В.Г., Сурова Н.Г., Комарова Е.М. Математические методы и комплексные экспериментальные оценки формирования и трансформации фито – и мортмассы в агрофитоценозах / Материалы междун. научн. конф. «Экология и биология почв». Ростов-на-Дону, 2005. С. 184-186. (33%, 0,063 п.л.).
8. Гончарова Л.Ю., Комарова Е.М, Сурова Н.Г. Динамика агроботанического состава в оптимизированных агроценозах. «Научная мысль Кавказа». Приложение, Ростов-на-Дону, 2006 №6. С.217-218. (33%, 0,083 п.л.).
9. Гончарова Л.Ю., Комарова Е.М, Сурова Н.Г Аллелопатическая активность кормовых луговых растений в конструируемых агроценозах «Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион». Приложение. Ростов-на-Дону, 2006, № 4. С. 98-99. (33%, 0,083 п.л.).
Список сокращений
(АЦМ1) -мозаичный агроценоз шестикомпонентный, заложен в 1987году
(АЦМ2) - девятикомпонентный «мозаичный» агроценоз был заложен в 1996 году
(АЦП) - полосной агроценоз
(АЦС) - сплошной агроценоз
(ОП) - основная парцелла
(ВП) - вспомогательная парцелла
(ЧП) - чистые посевы
УЕК - условные единицы по Кумарину (колины)
о.е. - относительные единицы (степень конкурентной мощности)