Растительные ресурсы, 2021, T. 57, № 3, стр. 224-232

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

Исследования проводили на пастбищах с широкополосными, узкополосными и разреженными насаждениями из Ulmus pumila L. и Robinia pseudoacacia L. Терского и Бажиганского песчаных массивов Терско-Кумского междуречья. Территория характеризуется высокой теплообеспеченностью (абсолютный летний максимум 45 °С), дефицитом осадков (250–340 мм/год) и низким уровнем залегания грунтовых вод (2–10 м). Продолжительность безморозного периода в среднем 180 дней, испаряемость – 800 мм/год, гидротермический коэффициент 0.5–0.6. Рельеф холмисто-грядовый. Почвы пустынно-степного типа, светло-каштановые песчаные и супесчаные, характеризуются однородностью механического состава и сложены, в основном, мелкозернистыми многофазными и среднезернистыми кварцево-полевошпатовыми песками, имеют очень низкую обеспеченность гумусом 0.2–0.5%.

Для изучения растительного покрова были заложены стационарные пробные площади (ПП) размером 25 × 25 м² в каждом типе лесопастбищ на всю ширину кулис и лесополос. Геоботанические описания были выполнены на 8 изолированных площадках размером 4 × 4 м²: по 2 пробные площадки на участках лесопастбищ с широкополосными насаждениями (50 м), узкополосными насаждениями (15 м), редкостойными насаждениями саванного типа и на открытом пастбище (рис. 1). Учет урожайности травостоя проводили укосным методом [15] на площадках размером 1 м² в 3 кратной повторности [16]. Учетные площади при определении урожайности в весенне-летний и осенний периоды менялись.

Рис. 1.

Схема расположения площадок на участках с разными типами насаждений (Ulmus pumila, Robinia pseudoacacia). Условные обозначения: а – широкополосные насаждения (50 м); b – узкополосные насаждения (15 м); c – редкостойные насаждения саванного типа; d – открытое естественное пастбище; ◻ – изолированные площадки площадью 16 м². Fig. 1. Location of sample plots with different types of plantings (Ulmus pumila, Robinia pseudoacacia). Symbols: a – wide-row plantings (50 m); b – narrow-row plantings (15 m); c– sparse savanna-type plantings; d – open natural pasture; ◻ – isolated sample plots 16 m².

Названия растительных сообществ даны по доминантным видам растений в травостое. Номенклатура видов приведена по сводке С.К. Черепанова [17]. Обилие видов определено по шкале О. Друдэ: “Soc.” – массово, фоново; “Cop.” – много, обильно; “Sp.” – умеренно; “Sol.” – единично; “Un.” – единственный экземпляр.

Сомкнутость крон определяли с использованием методики по таксации древостоев [18]. Оценка качества корма лесопастбищ по питательности и компонентному составу проведена в агрохимической лаборатории “Прикумская” г. Буденновск согласно ОСТ 10.243.2000 и методическим указаниям по оценке качества и питательности кормов [19]. Обработка экспериментальных данных выполнена методами описательной статистики [20].

Метеоусловия периода проведения исследований охарактеризованы по данным метеостанции г. Нефтекумск. Рост и развитие растений на аридной территории определяют в основном атмосферные осадки, количество которых за 2018 г. составило 119.5 мм, из них 59.5 мм – за холодный период и 59.4 мм – за теплый. Распределение осадков в течение теплого периода (апрель–октябрь) было очень неравномерным. Май–июнь и август–октябрь 2018 г. оказались засушливыми (0.6–3.2 мм; рис. 2) Сумма осадков в 2019 г. составила 120 мм, за холодный период выпало 40.5 мм, за теплый – 100 мм. Метеоусловия 2020 г. оказались наиболее засушливыми и неблагоприятными для развития пастбищных растений. Количество осадков за весь период составило всего 93.6 мм, что ниже средних многолетних данных (233 мм) на 40%. При этом за холодный период выпало 28.1 мм, за теплый − 63.8 мм. Влагообеспеченность июня–сентября 2020 г. стала самой низкой за последние 3 года и составила 1.5–12 мм. Для данной территории характерно неустойчивое и неравномерное количество осадков как по месяцам, так и по годам.

Рис. 2.

Динамика суммы осадков по месяцам в период проведения исследований. По горизонтали – месяцы; по вертикали – сумма осадков, мм. Fig. 2. Monthly precipitation dynamics over the study period. X-axis – months; y-axis – precipitation, mm.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Видовой состав сообществ Терско-Кумского междуречья на мониторинговых участках представлен 51 видом сосудистых растений из 15 семейств. С высоким постоянством (90%) за все годы отмечены 9 видов, массово (Soc.) и обильно (Cop.) на всех пастбищах присутствуют: мятлик луковичный Poa bulbosa L., мятлик луговой Poa pratensis L., костер ржаной Bromus secalinus L., ковыль волосатик Stipa capillata L., ковыль Лессинга Stipa lessingiana Trin. et Rupr, вейник наземный Calamagrostis epigeios (L.) Roth., полынь однолетняя Artemisia annua L., полынь Лерхе Artemisia lercheana Web., верблюжья колючка Alhagi pseudalhagi M. bieb. Fisch., свинорой пальчатый Cynodon dactylon (L.) Pers. Первые три вида являются основными доминантами в травостое. Высокое постоянство (70–80%) имеют: солодка голая Glycyrrhiza glabra L., пырей средний Elytrigia intermedia Host., аистник цикутовый Erodium cicutarium L., бурачок пустынный Alyssum deserforum Stapf. Все эти виды обеспечивают устойчивость пастбищных экосистем. Видовая насыщенность, проективное покрытие травостоя и ход динамики урожая во многом определяется варьированием количества осадков в течение вегетационного периода.

Низкая влагообеспеченность почвенного горизонта, высокая температура воздуха и пастбищная нагрузка являются лимитирующими факторами роста и развития растительности пастбищ. Урожайность трав находится на пике в весенний период, когда развиваются эфемеры и эфемероиды: мятлик луковичный Poa bulbosa, костер ржаной Bromus secalinus, бурачок пустынный Alyssum deserforum и полынь Лерхе Artemisia lercheana. В дальнейшем увеличение растительной массы на пастбищах приостанавливается. Осенью происходит отрастание отавы многолетних злаков и полыни.

В ходе биомониторинга лесопастбищ выявлено влияние сомкнутости древесного яруса на урожайность травостоя. Кормовая масса пастбищных трав в весенний период имеет несущественную разницу между участками под древесным пологом и на открытом месте по вариантам, но урожайность в широкополосных насаждениях на 0.6 т/га выше по сравнению с узкополосными и на 0.44–0.70 т/га больше, чем на редкостойных участках саванного типа (табл. 1).

На участках редкостойных насаждений под пологом деревьев при сомкнутости крон 0.2 в весенний период в состав пастбищного травостоя входили такие виды как: щетинник низкий Setaria pumila Poir (Soc.), эгилопс цилиндрический Aegilops cylindrica (Sp.), подмаренник настоящий Galium verum (Sp.), ромашка Matricaria sp. (Sol.), козелец Scorzonera sp. (Sol.). В летний период кормовая масса пастбищных трав в широкополосных насаждениях под древесным пологом снизилась на 1.0 т/га, в межкулисном пространстве на 0.69 т/га по сравнению с весенним периодом. На участках узкополосных насаждений под древесным пологом снижение массы летом составило 0.39 т/га, на участках насаждений саванного типа – на 0.29 т/га под кронами и на 0.23 т/га на открытом месте. На широкополосных и узкополосных насаждениях летом разница между вариантами составила ~0.5 т/га.

В летний период в узкополосных насаждениях в подкроновом пространстве деревьев вяза и акации встречались массово (Сop.) и основную кормовую массу составляли растения мятлика лугового Poa pratensis, эгилопса цилиндрического Aegilops cylindrica, щетинника сизого Setaria pumila, костра ржаного Bromus secalinus. В межполосном пространстве при большем общем обилии растений преобладали василек раскидистый Centaurea diffusa Lam., полынь Лерхе Artemisia lercheana, верблюжья колючка Alhagi pseudalhagi, единично прутняк распростертый Kochia prostrata (L.) Schrad.

В межкулисном пространстве широкополосных насаждений травостой был представлен солодкой голой Glycyrrhiza glabra (Сop.), аистником цикутовым Erodium cicutarium (Cop.), верблюжьей колючкой Alhagi pseudalhagi (Sp.), молочаем лозным Euphorbia virgata Waldst. (Сop.), гелиотропом душистым Heliotropium suaveolens M. Bieb. (Sp.). На пастбище саванного типа под кронами кормовая масса составила 0.33 т/га за счет высокого обилия (Сop.) свинороя пальчатого Cynodon dactylon, житняка узкоколосого Agropyron fragile Roth., костра ржаного Bromus secalinus, полыни однолетней Artemisia annua, вейника наземного Calamagrostis epigeios.

В осенний период отмечено нарастание кормовой массы на подкроновых участках по всем вариантам, в узкополосных насаждениях за счет таких растений, как полынь однолетняя Artemisia annua, ковыль тырса Stipa capillata, тысячелистник обыкновенный Achillea millefolium L.

Продуктивность кормовых трав на естественных пастбищах, ввиду обедненности видового состава растений, гораздо ниже в количественном и качественном отношении, урожайность травостояна участках без выпаса составила: весной – 0.5 т/га, летом – 0.34 т/га, осенью – 0.47 т/га; на участках с выпасом: весной – 0.32 т/га, летом – 0.20 т/га, осенью – 0.38 т/га.

Для качественного корма большое значение имеет не только питательность, но и качественный состав. В результате наблюдений выявлено, что поедаемость растений зависит от видового состава, состояния растений и пастбища в целом, а также от нагрузки поголовья. Исследования питательности и компонентного состава кормовой массы растительных сообществ показали, что смесь трав № 4 состоящая из подмаренника настоящего Galium verum L., аистника цикутового Erodium cicutarium, люцерны малой Medicago minima и эфемеров Poa bulbosa наиболее питательна: содержаниее сырого протеина составило 12.31% (среднее по России по И.В. Ларину [15] – 10.4%), жира – 2.42%, переваримого протеина – 70.17 г, кальция – 8 г, фосфора – 2.4 г (табл. 2). Содержание протеина и других веществ в растениях зависит от множества факторов, начиная от принадлежности к семейству, виду, фазы развития, состава фитоценоза и заканчивая режимом использования [15].

Содержание сырой клетчатки в составе кормовой массы исследуемых пастбищ (33.05 –35.98%) является благоприятным для переваривания животными (среднее по России по И.В. Ларину составляет 31.2%). Содержание обменной энергии в 1 кг корма до 8.1 Мдж, сырого жира до 2.42%. Наименьшее количество жира содержится в составе травостоя № 6: пырей средний Elytrigia intermedia + ковыль волосатик Stipa capillata + солодка голая Glycyrrhiza glabra (1.60%) (среднее по России по И.В. Ларину – 2.9%). Низкое содержание сырого протеина (7.00–8.56%) в смешанных травостоях № 3, 5, 6, 7 обусловлено почвенной и воздушной засухой в период вегетации растений, ранним наступлением генеративной фазы и огрублением трав.

При сомкнутости древесного яруса в широкополосных насаждениях – от 0.7 до 0.8, в узкополосных – от 0.2 до 0.4, в саванновых – от 0.1 до 0.2 качество корма в течение вегетационного периода по сравнению с открытыми пространствами не улучшилось, так как в травостое отсутствовали ценные виды, такие как люцерна гибридная Medicago × varia Martyn), астрагал песчаный Astragalus arenarius L., прутняк распростертый Kochia prostrata, эспарцет Onobrychis sp. и другие, в результате чего кормовая масса отнесена ко 2 и 3 классу (ОСТ 10.243.2000).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Мониторинговые исследования растительности лесопастбищ, созданных при помощи лесной мелиорации (широкополосные, узкополосные и разреженные саванного типа насаждения), показали их мелиоративную функциональность, долговечность и кормоемкость в условиях аридной зоны (Терско-Кумское междуречье, Старопольский край, Нефтекумский р-н).

Лесопастбищные угодья разного типа по кормовой продуктивности имеют превосходство перед открытым степным участком, где процессы деградации, приводящие, в первую, очередь к снижению видового богатства и обилия видов в естественных фитоценозах и снижению запаса кормовых растений, продолжаются ускоренными темпами.

Типы лесопастбищных угодий по количеству кормовой массы имеют различия. Широкополосные насаждения по урожайности в 2 раза превосходят узкополосные и разреженные насаждения (саванного типа).

На основных природных пастбищах запас сухой поедаемой массы колеблется по годам от 0.2 до 0.5 т/га. В широкополосных насаждениях в весенний период урожайность кормовой массы под древесным пологом на 0.67 т/га, а в межполосном пространстве – на 0.83 т/га выше, чем на изолированной площадке природного пастбища (0.5 т/га). В межкулисных и в межполосных пространствах урожайность фитомассы выше, чем под кронами древостоя на 0.1–0.5 т/га.

На химический состав и питательную ценность кормовой массы фитоценозов влияет их видовой состав и климатические условия. Анализ компонентного состава позволил установить, что питательная ценность растений по всем исследованным смесям составляет 0.42–0.47 кормовых единиц, при этом в 1 кг корма содержится 39.90–70.17 г перевариваемого протеина, что соответствует зоотехническим требованиям.