ПРОДУКТИВНОСТЬ И КОРНЕОБЕСПЕЧЕННОСТЬ РАЗНЫХ РАСТИТЕЛЬНЫХ АССОЦИАЦИЙ КОРМОВЫХ УГОДИЙ АРМЕНИИ

АННОТАЦИЯ

Исследовалась продуктивность и корнеобеспеченность (вес корней на единицу надземной биомассы) основных растительных ассоциаций кормовых угодий степного пояса Армении. Рассматривалось действие рельефа местности и экспозиции склонов на указанные параметры. Пробоотбор надземной биомассы проводился с помощью складной метровки, а подземной – почвенных монолитов. Установлено, что на участках с холмистым рельефом и северной экспозицией высокая корнеобеспеченность была в ассоциациях разнотравных растений, а в одинаковых условиях произрастания – бобовых и злаковых. 

Ключевые слова: кормовые угодья; растительные ассоциации; корнеобеспеченность.

Армения малоземельная горная страна, 40% территории которой  приходится на природные кормовые угодья, распространенные от степного до альпийского поясов. В структуре кормовых угодий высокий удельный вес имеют пастбища, используемые  традиционными фермерскими хозяйствами, где разводятся местные породы скота (Кавказская бурая, Балбас, Мазех), хорошо адаптированные к горным условиям. Продуктивность и качество кормовых угодий во многом определяется составом растительности, т.е. соотношением злаковых, бобовых и разнотравных групп луговых растений. В формировании урожая важную роль играет корневая система, которая тесно взаимодействует с листовым аппаратом, определяя активность физиологических функций растений [2,7,8]. Одним из критериев оценки мощности корневой системы служит корнеобеспеченность, под которой подразумевается доля корней  в общей биомассе (%), либо вес корней в пересчете на единицу площади листьев или надземной биомассы [1,4]. Корнеобеспеченности является гарантом приспособленности растений к условиям среды и получения высоких урожаев [3,5,6]. В настоящей работе обобщены результаты исследований корнеобеспеченности надземных органов основных растительных ассоциаций степного пояса и ее связь с условиями произрастания.

Объектами исследований служили чистые и смешанные ассоциации злаковых, бобовых и разнотравных растений, распространенные на кормовых угодьях Гегамского хребта на  высоте 1250-2400 м н.у.м. Образцы надземной массы были собраны с помощью складной метровки, а подземной – почвенных монолитов размером 20x25см с глубины 30 см. В лаборатории корни извлекались промыванием водой на сите с диаметром пор 1.0 мм, затем все образцы высушивались и взвешивались. Полученные данные подверглись статистической обработке (Descriptive statistics и T-test analysis).

В таблице 1 обобщены результаты опытов, проведенных в смешанных злаково-разнотравных и разнотравно-злаковых ассоциациях сухостепных пастбищ. Пробоотбор был осуществлен в период максимальной продуктивности растений на двух участках, различающихся по микрорельефу местности (ровный и холмистый). В исследуемых ассоциациях были распространены следующие виды: Bromus fibrosus E. Hack., Aegilops cylindrica Host., Hordeum crinitum Dеsf., Agropyrum trichophorum Richt., Achillea micranta M.B., Artemizia austriaca Jacq., Euphorbia Marschalliana Boiss., Pyrethrum myriophyllum C.A.M., Koeleria nitidula Vel., Festuca sulcata E.Hack.Rizh., Poa bulbosa L.   Из таблицы видно, что на участках с ровной поверхностью обнаружена примерно одинаковая масса корней (1320 г/м²) исследуемых ассоциаций, а надземная  у злаково-разнотравной была на 207 г/м² меньше. На холмистых участках обе фракции биомассы разнотравно-злаковой ассоциации соответственно на 277 и 35 г/м² превышали злаково-разнотравную. Корнеобеспеченность надземной массы исследуемых ассоциаций менялась в пределах 3.0-6.3, при этом, минимальные и максимальные показатели были отмечены для разнотравно-злаковой ассоциации, соответственно, на ровном и холмистом участках. Статистический анализ выявил существенное преимущество  в массе подземных и надземных органов разнотравно-злаковой ассоциации соответственно на холмистом и ровном участках опыта.  

Таблица 1.

Корнеобеспеченность надземной массы растительных ассоциаций сухостепных пастбищ с различным микрорельефом местности

В таблице 2 обобщены результаты измерений продуктивности и корнеобеспеченности чистых злаковых и разнотравно-бобовых ассоциаций сенокосов западного и северного макросклонов Гегамского хребта. Злаковые ассоциации были представлены Festuca sulcata E.Hack.Rizh., F.ovina L.s.I., Koeleria gracilis Pers. Phleum Boehmeri Wil., Dactylis glomerata L., Agropyrum trichophorum Richt.,Bromus variegatus M.B., Agrostis vulgaris Wish, a разнотравно-бобовые – Thymus Kotschyyanus Boiss et Hoh.., Scabiosa bipinnata C. Koch., Veronica orientalis Mill., Euphorbia seguierana Neck., Achillea setacea Waldst. et Kit., Artemisia absinthium L., Prangos fetulacea (L.) Lindl., Trifolium ambiguum Bieb., T. prаtense L., Vicia variabilis Fr.et Sint., O.transcaucasica Grossh. и Lotus corniculatus L. 

Таблица 2.

Влияние экспозиции макросклонов на корнеобеспеченность надземной массы ассоциаций сенокосов лугостепного пояса

Анализ полученных данных выявил (табл. 2), что условия разных макросклонов в определенной степени воздействовали на параметры продуктивности обеих ассоциаций: в злаковых и разнотравно-бобовых ассоциациях подземная биомасса на северном макросклоне составила 1714 и 2240, а  западном –  1405 и 1888 г/м² (оба показателя северного макросклона были в 1.2 раза выше). Разница в надземной биомассе между исследуемыми склонами была заметной лишь в опытах со злаковой ассоциацией (111 г/м²), помимо этого максимальный показатель у этой ассоциации был обнаружен на северном, а разнотравнo-бобовой  –  западном склонах.  Корнеобеспеченность надземных органов по исследуемым ассоциациям и экспозициям склонов колебалась в пределах 3.5-4.9, которая была относительно высокой в разнотравно-бобовой ассоциации и, особенно, на северном макросклоне.

Из таблицы 2 также видно, что стандартная ошибка средних выборочных в целом не превышала 10%, что говорит о достаточной повторности измерений и однородности распределения биомассы в исследуемых сенокосах. T-test анализ показал, что разница в продуктивности ассоциаций двух склонов была существенной за исключением показателя надземной биомассы разнотравно-бобовой ассоциации.

Объектами следующих опытов были 6 разных ассоциаций естественных сенокосов, расположенных на западном макросклоне Гегамского хребта (на высоте 2100-2200 м н.у.м.). С этой целью предварительно были выбраны  чистые ассоциации Ежи сборной (Dactylis glomerata L.) и двух видов Эспарцетов Onobrychis transcaucasica Grossh., O. altissma Grossh. (удельный вес доминирующих видов здесь достигал 85%), а также смешанные злаковые (Koeleria gracilis Pers., Phleum Boehmeri Wil., Dactylis glomerata L., Agropyrum trichophorum Richt., Bromus variegatus M.B., Agrostis vulgaris Wish, Poa densa N. Troitsky. и др.), бобовые (Medicago Dzhawackhetica E. Bordz., Trifolium ambiguum Bieb., T. prаtense L., Vicia variabilis Fr.et Sint., O.transcaucasica Grossh., Lotus corniculatus L.и др.) и разнотравные (Dianthus crinitus S.M., Galium verum L., Thymus Kotschyyanus Boiss et Hoh.., Scabiosa bipinnata C. Koch., Veronica orientalis Mill., Euphorbia seguierana Neck., Achillea setacea Waldst. et Kit., Inula cordata Boiss., Serratula radiate M.B. и др.) ассоциации. В данном опыте была поставлена задача определить действие ботанического состава ассоциаций на продуктивность и корнеобеспеченность надземной биомассы, результаты которого обобщены в таблице 3. Как видно, при равных условиях среды растительные ассоциации различались по отмеченным параметрам продуктивности.  Так, масса подземных и надземных органов колебалась в пределах 1310-2190 и 288-500 г/м² (по обоим параметрам минимальные значения обнаружены в злаковой, а максимальные – чистой и смешанной бобовой ассоциациях). Корнеобеспеченность  исследуемых ассоциаций варьировала в пределах 3.3-5.0, при этом минимальный и максимальный показатели были обнаружены для ассоциаций ежи сборной и смешанных бобовых растений.

Таблица 3.

Продуктивность и корнеобеспеченность разных сенокосных ассоциаций на западном макросклоне Гегамского хребта

Анализ достоверности разницы в основных биометрических параметрах исследуемых ассоциаций выявил существенную разницу между массой корней смешанной бобовой и двумя злаковыми, а надземной биомассой – смешанной злаковой и остальными ассоциациями.

Таким образом, результаты исследований показали, что продуктивность злаково-разнотравных и разнотравно-злаковых ассоциаций была выше на участках с ровной поверхностью, а корнеобеспеченность надземной массы –холмистой, что было особенно заметно для разнотравно-злаковой ассоциации. Условия северного макросклона оказали положительное влияние на массу корней злаковых и разнотравно-бобовых, а также на корнеобеспеченность разнотравно-бобовых ассоциаций. При одинаковых условиях произрастания высокая продуктивность обнаружена для чистых, а корнеобеспеченность – смешанных бобовых ассоциаций.

Список литературы:

1. Данильчук П.В., Яценко Г.К., Шватаковская М.Л. Развитие надземной массы и корней //Докл. ВАСХНИЛ. – 1972. – № 8. – С. 10–12.
2. Казарян В.О. Роль корневой  системы в интенсивности фотосинтеза // Важнейшие проблемы фотосинтеза в растениеводстве. – 1970. – С. 153–160
3. Устименко А.С., Данильчук П.В., Гвоздиковская А.Т. Корневая система и продуктивность растений: – Киев: Урожай, 1975. – 217 с.
4. Bollinder M.A., Angers D.A., Belanger G., Michaud R., Lavadiere M.R. Root biomass and shoot to root ratios of perennial forage crops in eastern Canada // Can. J. Plant Sci. – 2002. №82. – P.731–737.
5. Frank D.A. Drought effects on above and below ground production of a grazed temperate grassland ecosystem // Oecologia. – 2007. №152. – P.131–139.
6. Raviv M., Lieth I. Soilless culture: theory and practice: – London: Elsеvier, 2007. – 587 p.
7. Sainju U.M., Allen B.L., Lenssen A.W., Ghimire R.P. Root biomass, root/shoot ratio, and soil water content under perennial grasses with different nitrogen rates // Field Crops Research. – 2017. №210. – P. 183–191.
8. Veen B.W. Relation between root respiration and root activity // Plant and Soil. –1981. V. 63. № 1. – P. 73–76.