При изучении растительного покрова следует различать биологическую продуктивность, когда объектом учета является вся надземная и подземная масса растительности, и хозяйственную, когда изучается, прежде всего, та часть биологической продукции, которая идет в пищу человека, в корм скоту и для прочих хозяйственных нужд (деревья для построек и поделок, прядильные растения — волокно, лекарственные растения — части, в которых содержатся лекарственные вещества, и. т. д.).
В луговодстве, помимо биологической продукции, непременно надо различать и изучать сенокосную и пастбищную.
Объектами при изучении этих видов продуктивности могут быть природные — естественные и сеяные — искусственные ценозы. Крайне важно, чтобы в одинаковых условиях изучались параллельно и природные ценозы, и искусственно созданные сеяные ценозы. Только при таком изучении вскроются потенциальные возможности данного местообитания, определятся наиболее продуктивные виды растений и наиболее продуктивные структуры травостоев.
Методики изучения продуктивности природных и искусственных ценозов должны быть сходными.
При изучении всех категорий продуктивности растительности изучается не только надземная, но и подземная часть растений.
Изучение биологической продуктивности ценозов
Для изучения биологической продуктивности природных растительных ценозов выбирается участок целинной, неизмененной или мало измененной под влиянием различных факторов растительности. Однако, желательно изучать параллельно и участки растительности, измененные под влиянием выпаса, сенокошения, деятельности насекомых, землероев и т. д., и сознательно видоизмененные деятельностью человека (подсевом других видов растений; уничтожением части видов — выпалыванием, действием гербицидов и т. д.; внесением удобрений, орошением, осушением и т. д.).
Целесообразно в тех же условиях создать для изучения и сеяный (искусственный) ценоз. Сеется или набор растений, или травосмесь, или то и другое без внесения удобрений, или с внесением удобрений, осушением орошением, если таковые проводятся на участке с природным травостоем.
Растительность сообществ (ценозов) непременно должна изучаться в динамике — с начала вегетации в течение всего вегетационного периода (по фазам вегетации) и затем в 3–4 срока зимой.
Определяется каждый раз фаза вегетации видов, высота, масса (вес), химический состав растительности ценоза в целом и отдельных видов растений.
Изучение растительности в динамике желательно сопровождать исследованием: феноаспектов; распределения растений в горизонтальных и вертикальных плоскостях (зарисовка проекций); опада листьев, побегов, высеивания семян (с установлением части, выносимой ветром и насекомыми за пределы участка); побегообразования (с начала образования почек и до отмирания побегов) у растений-доминантов; структуры ценоза в целом и отдельных видов (распределение листьев стеблей, генеративных частей на различных высотах от поверхности почвы, — определяется вес, объем этих частей и поверхность листьев); семенного и вегетативного возобновления растений; накопления и расходования запасных питательных веществ у растений-доминантов и ценозов в целом; основных физиологических процессов (водного режима, фотосинтеза, осмотического давления и т. д.); влажности, температуры воздуха и почвы; подземных частей ценоза (структура, развитие, отмирание, глубина проникновения, вес, объем, химический состав; зарисовка подземных частей); физических и химических. свойств почвы, микробиологических процессов почвы в их динамике (весна, лето, осень) [1].
При изучении биологии растений-доминантов и культурных растений желательно изучать закономерности образования и отмирания побегов; формирования листьев, генеративных органов, семенной продуктивности, семенного и вегетативного возобновления, динамики роста и развития надземных частей; структуру растения, отавность растений, формирование, рост и развитие подземных и надземных укореняющихся побегов, формирование, рост и отмирание корней, динамику химических веществ в надземных и подземных частях растения.
При изучении сезонной продукции растительности все сопутствующие наблюдения проводятся в одно время с выстриганием растений у поверхности почвы, которое проводится через 10 (или 15) дней после начала вегетации (что соответствует началу первого стравливания растительности скотом) и далее по фазам вегетации основного растения (растений) — колошение, бутонизация, цветение, созревание семян, осыпание семян, конец вегетации (или перед уходом растений под снег) и далее 15 ноября, 15 января, 15 марта. Анализ корневых систем и почвы, определение микрофлоры производятся через 10 (15) дней от начала вегетации (первое выстригание растений), в середине лета и в конце вегетации.
Семенное и вегетативное возобновление растений изучается на специально выделенных контрольных делянках. Кроме этого, на стационарных площадках в пределах данного сообщества изучается побегообразование растений-доминантов, производится определение влажности и температуры воздуха, берутся образцы для изучения физико-химических и микробиологических свойств почвы.
Величина учетных площадок не может быть большой. Так, для лесной зоны, лесостепи, степи, полупустыни и полукустарниковой пустыни достаточно иметь 1 м2 или трансект 50x200 см в 4 или 6 повторностях.
Для того чтобы при изучении биологической продуктивности получить больше материала, следовало бы на половине делянок, травостой которых срезается (на двух или трех), определить отавность растений, повторно срезая растения или в фазе осыпания семян, или в конце вегетации.
Сезонная динамика сильно изменяется в зависимости от погодных условий, поэтому стационарное изучение следует вести не менее 4–5 лет. Исходный растительный покров на участке по возможности должен быть одинаковым в течение всего периода наблюдений. Поэтому все делянки следует обозначить колышками на все время исследований уже в первый год работы и проводить выстригание растений ежегодно на новых площадках.
В последний год работы желательно на всех учетных делянках произвести одновременное определение урожая растительности всего ценоза и отдельных видов ценоза в фазу цветения. Полученные материалы покажут изменения урожая и видового состава, происшедшие в зависимости от различных сроков использования.
При обработке материалов необходимо установить взаимосвязи развития растений с влажностью и температурой воздуха, почвы, суммой положительных температур, динамикой химических веществ в почве.
Сенокосная продукция
Под сенокосной продукцией подразумевается масса (урожай), которая получается при скашивании травы на высоте 7–8 см от поверхности почвы.
Следует различать по крайней мере два вида сенокосной продукции: валовую, т. е. всю скошенную массу, и массу, поедаемую скотом.
В конечном итоге при изучении сенокосной продукции устанавливаются сроки скашивания, при которых можно получить с 1 га максимум сбора кормовых единиц и максимум сбора переваримого протеина. Кроме динамики урожайности и химических веществ, определяется питательная ценность сена и количество переваримого протеина. Практика показывает, что при постоянном скашивании растений в один срок урожай в последующие годы или уменьшается (при ранних сроках скашивания), или же ухудшается его качество (при поздних сроках скашивания).
Для наблюдений также можно ограничиться небольшими делянками: или метровыми при выстригании ножницами, или площадью в 5 м2 (1x5 м или 2х2.5 м) либо 10 м2 (2х10 м) в том случае, когда предполагается скашивать травостой косой, или же 50 м2 и больше при скашивании делянок косилкой. Повторностей в опытах должно быть не менее четырех. При скашивании растительности на больших делянках не всегда удается правильно отобрать среднюю пробу для химического анализа и определения видового состава. При делянках в 1 м2 для разбора по видам следует брать урожай всех делянок или половины их числа (двух или трех). В этом случае динамика видового и химического состава по годам окажется более достоверной [2].
Обычно для определения начала сенокошения достаточно бывает срезать растения в пять сроков: при колошении, бутонизации, цветении, созревании и высеивании семян и в конце вегетации. Для ориентировочного решения вопроса о сенокосообороте обычно изучаются такие варианты: в первый год растения скашиваются в фазе колошения, во второй — в фазе цветения, в третий — полной зрелости семян, в четвертый — колошения.
Сеяные и природные сенокосы целесообразно скашивать два раза: первый раз — в фазу колошения или в фазу цветения, второй раз — во второй половине лета, в фазу колошения или цветения, или же за 30 дней до конца вегетации.
Имея это в виду, желательно одновременно с опытом для определения сроков однократного скашивания трав заложить опыт и по двукратному скашиванию. В схеме второго опыта сроки первого укоса должны быть теми же, а сроки второго укоса — одинаковыми для всех делянок и приуроченными ко второму укосу делянки, растения которой первый раз скашиваются в фазу колошения.
Сопутствующие наблюдения здесь те же, что и при изучении биологической продуктивности.
Пастбищная продукция
В луговодстве различают две категории пастбищной продукции: урожайность (в ц/га сырой и сухой массы) — количество фитомассы, которую дает пастбище с единицы площади за весь пастбищный период, и собственно продукция — количество продукции животноводства (молока, мяса, шерсти и кормов, получаемых с 1 га). Как урожайность, так и продукцию животных в целях сравнения выражают в кормовых единицах и количествах переваримого протеина. При изучении всех растительных объектов в международной литературе урожайность принято называть продуктивностью [3].
Следует различать такие категории продуктивности пастбища биологическую или валовую продукцию, когда растения срезаются или стравливаются целиком до поверхности почвы, — это бывает при чрезмерной интенсивности стравливания, вследствие выпаса на единице площади очень большого количества скота; продукцию фактическую или нормальную — максимальное количество растительной массы, возможное к отчуждению путем выпаса скота за весь пастбищный период без отрицательного последействия на урожай пастбища в количественном и качественном отношениях. Считается возможным травяную растительность стравливать в лесной зоне до высоты 5–6 см, в лесостепи — 4–5 см, в степи — 3–4 см и в полупустыне и в пустыне — 2–3 см от поверхности почвы. Биологическая продукция для полукустарников принимается равной массе побегов текущего года, нормальная продукция у них принимается равной 80–90 % от биологической продукции. Валовая продукция высоких кустарников и деревьев принимается равной массе побегов, расположенных на высоте, доступной животным.
При изучении пастбищной продуктивности сообщества необходимо получить ответ на следующие вопросы:
- начало весеннего и окончание осеннего стравливания растительности:
- число стравливаний;
- начало последующего стравливания растительности, его продолжительность и величина продукции, которую можно получить при каждом стравливании;
- чередование сроков стравливания и частота стравливания, т. е. получение данных для разработки схем пастбищеоборота.
Из сказанного видно, что изучение пастбищной продуктивности значительно сложнее, чем изучение биологической продуктивности. Необходимо иметь две серии опытных делянок и одну — контрольных. На делянках первой серии растительность срезается один раз в течение пастбищного сезона, на делянках второй — несколько раз в лето, а на контрольных укосы начинают во второй, третий, четвертый и пятый год опыта.
Литература:
- Лавренко Е. Р. Об уровнях изучения органического мира в связи с познаниями растительного покрова. Изв. АН СССР, сер. биол., М. 1964.
- Раменский Л. Г., Цаценкин И. А., Чижиков О. Н., Антипин Н. А.. Экологическая оценка кормовых угодий по растительному покрову. М. 1956.
- Бобрицкая М. А. Роль однолетних культурных растений в балансе органических и минеральных веществ в почве. Почвоведение, 1958.
