ГЛАВА 6. ВЛИЯНИЕ ПРИРОДНЫХ И АНТРОПОГЕННЫХ ФАКТОРОВ НА
РОСТ, ПРОДУКТИВНОСТЬ И ФИЗИОЛОГО-БИОХИМИЧЕСКИЕ
ХАРАКТЕРИСТИКИ ДЛИННОКОРНЕВИЩНЫХ МНОГОЛЕТНИКОВ
Устойчивость растений к природным и антропогенным факторам зависит от
видовых особенностей организма, его жизненной стратегии. Корневищные злаковые
многолетники характеризуются высокой устойчивостью, конкурентоспособностью и
продуктивностью, определяющих самоподдержание фитоценозов, успешно
адаптируются к неблагоприятным условиям среды благодаря способности к
вегетативному размножения, формированию мощной сети подземных корневищ. В
связи с этим возникает необходимость исследования роста и продуктивности этой
группы растений в различных экологических условиях, выявление физиолого-
биохимических механизмов устойчивости, роли подземного метамерного комплекса в
адаптации к неблагоприятным факторам различной природы.
6.1. Продуктивность длиннокорневищного злака Bromopsis inermis
в разных эколого-ценотических условиях
Доминантами луговых сообществ поймы северных рек являются многолетние
корневищные травы, доля которых в травостое может составлять 80-90 % (Попова,
2008). В условиях пойменных экотопов корневищные растения способны быстро
отрастать, закрепляться и занимать поверхности из речного аллювия после паводка.
Одним из таких видов является кострец безостый (Bromopsis inermis) –
длиннокорневищный злаковый многолетник, характеризуется интенсивным
семенным и вегетативным размножением, высокой урожайностью, долголетием
(Котелина, 1959). Представляет интерес изучение структуры, продуктивности
пойменных сообществ с доминированием Bromopsis inermis и изменения
морфофизиологических параметров и накопления биомассы этого вида в зависимости
от эколого-ценотических условий.
Анализ соотношения агробиологических групп в составе травостоя
кострецовых лугов показывает значительную долю злаков (82–98 %) и, прежде всего,
доминанта – B. inermis (табл. 29).
176
Таблица 29
Соотношение разных агробиологических групп в сообществах
с доминированием Bromopsis inermis в разных экотопах в 2004 г., %
Агробиологическая группа
Экотопы
Приречная зона
поймы
Средняя зона
поймы
Старопойменная
терраса
Злаки, из них:
98
82
97
Bromopsis inermis
100
78
94
Разнотравье
1
13
2
Бобовые
–
4
0.5
Осоки и хвощи
1
1
0.5
Урожайность, г/м
2
60
320
430
Анализ пойменных лугов с доминированием B. inermis выявил существенные
различия в продуктивности сообществ. Сообщество приречной зоны расположено на
песчаном аллювии (pH 5.2), относится к варианту inops ассоциации Bromopsidetum
inermis Sipaylova, Shelyag et V. Solomakha 1982 (Маслова и др., 2012). Видовая
насыщенность сообщества составляла 5 видов на пробной площади. Продуктивность
надземной биомассы B. inermis была 60 г/м
2
.
Сообщество средней зоны поймы расположено на гриве высотой 0.5 м. Почва
дерново-луговая на суглинистом аллювии, подстилаемом песками, кислая, pH 4.8.
Сообщество относится к ассоциации Bromopsi inermis–Alopecuretum pratensis Mirk. in
Denis. et al. 1986 (Маслова и др., 2012). Видовая насыщенность фитоценоза – 26 видов
сосудистых растений на пробной площади, урожайность – 320 г/м
2
. Сообщество
используется как сенокос. Продуктивность надземной биомассы Bromopsis inermis
составляла в среднем 255 г/м
2
, подземной – 1410 г/м
2
(табл. 30). В результате
соотношение подземной части к надземной было высоким и составляло в среднем 5.8.
Развитие большой подземной массы на пойменном лугу может быть связано с
хорошим увлажнением и достатком питательных веществ на аллювиальных дерновых
почвах. На таких почвах формируется плотная дернина с хорошо развитым
гумусоаккумулятивным горизонтом мощностью до 20-30 см (Атлас почв.., 2010).
Следует отметить, что большинство видов рассматриваемого экотопа принадлежат к
177
многолетним травянистым растениям с короткими или длинными корневищами (70-
90 %).
Таблица 30
Продуктивность пойменных лугов р.Вычегда
с доминированием Bromopsis inermis в 2004 г., г/м
2
Параметр
Средняя зона
поймы
Старопойменная
терраса
Надземная биомасса
255.2 ± 39.6
364.0 ± 66.4
Подземная биомасса
1410.8 ± 177.2
534.4 ± 100.4
Подземная/надземная
биомасса
5.8 ± 0.8
1.5 ± 0.3
надземная масса B. inermis, %
32.6 ± 5.0
45.9 ± 1.5
подземная масса B. inermis, %
–
46.7 ± 4.8
Сообщество на старопойменной террасе, вышедшей из зоны заливания,
расположено на дерново-луговой почве на суглинистом аллювии с pH 4.8.
Сообщество относится к варианту typicum ассоциации Bromopsidetum inermis
Sipaylova, Shelyag et V. Solomakha 1982 (Маслова и др., 2012). Урожайность
составляла 430 г/м
2
(табл. 29). Сообщество используется как сенокос и пастбище.
Продуктивность надземной биомассы Bromopsis inermis была в среднем 360 г/м
2
, что
на 30 % больше по сравнению с притерассным лугом средней зоны поймы (табл. 30).
Отношение подземной к надземной фитомассе было почти в 4 раза ниже, чем на лугу
в средней зоне, что обусловлено значительным снижением подземной массы.
В зависимости от экологических условий произрастания доля B. inermis
варьировала от 30 до 45 % (табл. 30). На притеррасном лугу средней зоны поймы
надземная часть растений составляла в среднем 33 % от всей площадки, на лугу
старопойменной терассы – 46 %.
Сравнительный анализ морфологических характеристик растений B. inermis,
произрастающих на старопойменной терассе и в приречной зоне на песчаном
аллювии показал, что в условиях бедных почв приречной зоны происходило
снижение морфометрических параметров и продуктивности растений (табл. 31).
178
Растения приречной зоны формировали около 50 генеративных и 80 вегетативных
побегов на м
2
, что более чем в 2-4 раза меньше по сравнению с растениями
старопойменной терассы. Соотношение вегетативные/генеративные побеги было
ниже у растений приречного экотопа, что свидетельствует о менее интенсивном
формировании вегетативных побегов в условиях песчаного аллювия, чем на
старопойменном лугу. Растения приречной зоны формировали меньшую площадь
листьев, но число листьев на побеге не зависело от эколого-ценотических условий.
Продуктивность надземной и подземной массы растений, произрастающих на
песчаном аллювии, была низкой и составляла в среднем 150 г сухой массы на м
2
, что
в 3 раза меньше по сравнению с растениями пойменной зоны. Следует отметить, что
соотношение надземная/подземная масса не зависело от эколого-ценотических
условий и составляло в среднем 1.5 (табл. 32). Корреляционный анализ выявил
сильную связь (r=0.80) числа вегетативных надземных побегов и массы корневищ
растений B. inermis: чем интенсивнее рост надземных побегов, тем большую
биомассу формируют корневища. В целом, снижение продуктивности растений B.
inermis в сообществах приречной зоны на песчаном аллювии может быть связано с
недостатком минеральных элементов и более низкой влажностью почвы по
сравнению со старопойменной террасой. Аналогичные результаты были получены на
прирусловых валах (песчано-супесчаный аллювий) долины среднего течения р.
Вычегда, где продуктивность травостоев лимитирована дефицитом влаги и
бедностью почв (Атлас почв… , 2010).
Таблица 31
Морфофизиологические характеристики растений Bromopsis inermis
из разных экотопов, 2004 г.
Параметр
Приречная зона
поймы
Старопойменная
терраса
Число генеративных побегов, шт/м
2
45.2 ± 10.4
114.0 ± 50.4
Число вегетативных побегов, шт/м
2
82.0 ± 17.6
368.0 ± 74.8
Длина надземных побегов, см
66.1 ± 6.4
67.3 ± 5.9
Число листьев на побеге, шт
4.2 ± 0.3
4.7 ± 0.4
Площадь листьев, дм
2
/м
2
30.0 ± 0.8
137.6 ± 30.4
179
Таблица 32
Влияние эколого-ценотических условий на продуктивность
растений Bromopsis inermis в 2004 г., г/м
2
Орган растения
Приречная зона
поймы
Старопойменная
терраса
Листья
19.1 ± 0.5
57.4 ± 11.4
Стебли
32.6 ± 5.6
94.7 ± 20.4
Метелки
7.0 ± 0.6
16.6 ± 2.7
Корневища
87.4 ± 33.0
252.7 ± 55.7
Целое растение
146.1
421.4
Подземная/надземная биомасса
1.4 ± 0.3
1.5 ± 0.5
Скорость дыхания является хорошим показателем метаболической активности
и ее изменений под действием условий среды (Головко, 1999). Исследования
показали, что листья растений B. inermis, произрастающих в приречной зоне на
песчаном аллювии, характеризовались менее интенсивным дыханием по сравнению с
растениями старопойменной террасы (рис. 58).
Рис. 58. Интенсивность дыхания листьев ( 1) и корневищ ( 2) Bromopsis inermis в
зависимости от эколого-ценотических условий.
0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
Приречная зона поймы
Старопойменный луг
Достарыңызбен бөлісу: |