Динамика видового разнообразия и обилия сорных растений сельскохозяйственных полей г. Якутска

Автор: Данилова Надежда Софроновна, Борисова Саргылана Захаровна, Захарова Вера Иннокентьевна

Журнал: Вестник Красноярского государственного аграрного университета @vestnik-kgau

Статья в выпуске: 8, 2022 года.

Бесплатный доступ

Изучены видовой состав, обилие сорных видов агроценозов г. Якутска и их динамика в зависимости от погодных условий. Всего обследовано 41 сельскохозяйственное поле с посадками картофеля, капусты, корнеплодов, зеленных культур и ржи. Исследования проводились в 2018- 2021 гг. Вегетационные сезоны всех годов исследования отличались высокой засушливостью, лишь май 2018 и 2019 гг. оценены как влажные. Всего отмечены 28 видов, относящихся к 12 семействам и 24 родам. Ведущими по числу родов и видов являются семейства Asteraceae, Brassicaceae, Poaceae и Polygonaceae. Число сорных видов в агроценозах имеет направленность по убыванию: зеленные культуры - рожь - картофель - корнеплоды - капуста. Более половины общего видового состава (18 видов) сорняков отмечены единично или в малом количестве. Заметно выделяются на общем фоне картофельные поля - почти все 11 отмеченных видов встречаются здесь единично, видовой состав их ежегодно легко меняется, одни виды замещаются другими. Вместе с тем выделены устойчивые сорные виды, которые из года в год, не сокращая своего обилия, успешно возобновляются. Постоянны во всех агроценозах Chenopodium album и Elytrigia repens. В посевах ржи обнаружен Mulgedium tataricum, ранее не отмеченный на территории Якутии. Среди сорняков высока доля однолетних растений, в спектре многолетних трав преобладают длиннокорневищные травы. В составе изученной сорной флоры высоко участие чужеродного компонента (50 %), среди них две трети - однолетние растения. Наиболее активными видами являются Fallopia convolvulus, Thlaspi arvense. Видовое разнообразие сорных растений в культурах зависит от температурно-влажностного режима. В очень засушливые годы отмечено заметное снижение общего числа видов, а также изменения в спектре биоморфснижается доминирование однолетних видов, повышается доля длиннокорневищных многолетников.

Еще

Сорные растения, чужеродные растения, жизненная форма, сельское хозяйство, якутск

Короткий адрес: https://sciup.org/140295622

IDR: 140295622 | DOI: 10.36718/1819-4036-2022-8-3-11

Текст научной статьи Динамика видового разнообразия и обилия сорных растений сельскохозяйственных полей г. Якутска

Введение. Выращивание растений всегда сопровождается присутствием в посевах сорных видов, которые оказывают постоянное давление на рост, развитие и продуктивность культурных растений. Центральная Якутия расположена в зоне рискованного земледелия, и видовой состав сорных растений во многом опреде-

ляется ее климатическими условиями. Мониторинг видового разнообразия и обилия сорных растений, изучение их систематической принадлежности, биоморфологии позволяют получить сведения, которые могут быть использованы для разработки оптимальных мер борьбы с засоренностью агрофитоценозов.

Таблица 1

Год	Май		Июнь		Июль		Август
Год	ГТК	Режим	ГТК	Режим	ГТК	Режим	ГТК	Режим
2018	3,42	Вл	0,33	С	0,45	оЗ	0,97	З
2019	1,71	Вл	0,07	С	0,28	С	1,23	сЗ
2020	1,29	сЗ	0,58	оЗ	0,45	оЗ	0,97	З
2021	0,77	оЗ	0,03	С	0,56	оЗ	0,87	З

Примечание: Вл – влажный; сЗ – среднезасушливый; З – засушливый; оЗ – очень засушливый; С – сухой.

Таблица 2

Семейство	Род	Вид	Аборигенные	Чужеродные
Amaranthaceae	1	1	0	1
Asteraceae	7	10	8	2
Boraginaceae	1	1	0	1
Brassicaceae	4	4	2	2
Chenopodiacaea	1	1	1	0
Fabaceae	1	1	1	0
Geraniaceae	1	1	0	1
Plantaginaceae	1	1	0	1
Poacaea	3	3	1	2
Polygonaceae	2	2	0	2
Ranunculaceae	1	1	0	1
Rosaceae	1	2	1	1
Всего	24	28	14	14

В современный период особую тревогу вызывает проникновение чужеродных видов на новые территории, эта экологическая проблема приобрела глобальный характер. В первую очередь внедрение чужеродных видов приводит к снижению биоразнообразия аборигенной флоры, также приносит ущерб сельскому и лесному хозяйству, трансформирует в негативную сторону функционирование экосистем, отрицательно влияет на здоровье людей [1–3].

Изучению сорных растений Якутии посвящены немногочисленные публикации. Из крупных работ можно назвать монографию А.Я. Тарабукина «Полевые травы Якутии. Определитель сорных трав» [4], в которой он описал 210 видов, а также работу Е.Г. Николина «Сорные растения Якутии. Наиболее опасные и агрессивные элементы флоры» [5], где даны сведения о 154 видах.

Цель исследования - изучение динамики видового состава и обилия сорных видов флоры агрофитоценозов г. Якутска в зависимости от погодных условий.

Объекты и методы. Исследования по изучению видового состава сорных растений проводили маршрутным методом в течение 2018–2021 гг. Обследовано 17 полей с посадками картофеля, по 10 – капусты и корнеплодов, 3 участка с посевами зеленных культур, 1 поле с

посевами яровой ржи. При работе применялось глазомерное определение количества особей конкретного вида в посевах по четырем градациям шкалы обилия, предложенной Е.В. Шляковой [6]: «единично» – 1 балл, «мало» – 2 балла, «много» – 3 балла, «очень много» – 4 балла. При определении чужеродной фракции сорной флоры руководствовались работой Е.Г. Николина «Сорные и чужеродные растения Якутии» [7]. Видовой состав сорных растений отдельного региона определяется в первую очередь его климатическими условиями. Анализ погодных условий вегетационных сезонов проводили с помощью гидротермического коэффициента (ГТК) по Г.Т. Селянинову [8].

Центральная Якутия характеризуется крайне низкими температурами в зимний период, большой амплитудой колебания годовой, сезонной и суточной температуры воздуха, засушливым климатом, коротким безморозным периодом, наличием многолетне-мерзлых пород и холодных почв с низким плодородием. Сумма осадков в среднем за год составляет 258–316 мм, ГТК – 0,5–0,7 [9], сумма активных температур (свыше 10 °С) – 1355–1460 °С, при этом безморозный период колеблется в пределах 64–88 дней. Температурно-влажностные условия летних месяцев 2018–2021 гг. приведены в таблице 1.

Температурно-влажностный режим в годы исследований

Результаты и их обсуждение. Всего в посевах сельскохозяйственных культур в окрестностях г. Якутска отмечены 28 видов сорных растений, относящиеся к 12 семействам и 24 родам, ведущими семействами по числу ро-

дов и видов являются Asteraceae, Brassicaceae, Poaceae и Polygonaceae (табл. 2). Первые три семейства также играют ведущую роль во флоре сорных растений регионов Сибири [10].

Таксономическая структура сорных растений

Наибольшее видовое разнообразие (18 видов) отмечено в посевах зеленных культур, наименьшее – капустных. Число сорных видов в агроценозах имеет направленность по убыванию: зеленные (18) > рожь (13) > картофель

(11) > корнеплоды (8) > капуста (7) . Наиболее загрязнены сорными растениями (обилие) зеленные культуры и рожь (табл. 3).

Таблица 3

Вид	Год	Культура
Вид	Год	ф -во 1— аз	аз о аз	О ф о ^	52 X X ф ф со	о □_
1	2	3	4	5	6	7
Amaranthus blitoides S. Wats. *	2018	-	-	-	-	-
	2019	-	-	-	-	-
	2020	1	-	-	-	-
	2021	-	-	-	-	-
Artemisia jacutica Drob.	2018	-	2	2	2-3	2-3
	2019	-	2	-	2	1
	2020	1	1	-	2	-
	2021	1	-	-	1	1
А. mongolica (Fisch. ex Besser) Nakai	2018	-	-	-	2	-
	2019	-	-	-	1	-
	2020	-	-	-	2	-
	2021	-	-	-	-	-
A. vulgaris L.	2018	-	-	-	1	-
	2019	-	-	-	-	-
	2020	-	-	-	1	1
	2021	-	-	-	-	-

Продолжение табл. 3

1	2	3	4	5	6	7
Avena fatua L. *	2018	-	-	-	1	1
	2019	-	-	-	-	-
	2020	-	-	-	-	1
	2021	-	-	-	-	-
Chenopodium album L.	2018	1-2	2-3	2-3	2-3	2
	2019	1	2-3	2	2	2
	2020	1-2	2	2	2	2
	2021	1	1	2	2	-
Cirsium setosum (Willd.) Bess.	2018	-	-	-	1-2	-
	2019	-	-	-	1	-
	2020	-	-	-	2	-
	2021	-	-	-	-	-
Crepis tectorum L.	2018	-	-	-	-	-
	2019	-	-	-	-	-
	2020	-	-	-	-	-
	2021	-	-	-	2	-
Descurainia sophia (L.) Webb ex Prantl	2018	1	-	-	1	1
	2019	1	-	-	-	-
	2020	-	-	-	-	-
	2021	-	-	-	-	--
Elytrigia repens (L.) Nevski	2018	-	2-3	2-4	2-3	2
	2019	-	2-3	2-4	2-3	2
	2020	-	2-3	2-4	2	3
	2021	-	2-3	2-3	2-3	3
Erodium cicutarium (L.) ĽHer *	2018	-	-	-	-	-
	2019	-	-	-	-	-
	2020	1	-	-	-	-
	2021	-	-	-	-	-
Erysimum cheiranthoides L.	2018	-	-	-	-	1
	2019	-	-	-	-	-
	2020	-	-	-	-	-
	2021	-	-	-	-	1
Fallopia convolvulus (L.) A. L ӧ ve *	2018	1	2-3	-	2-3	4
	2019	1	1	-	-	3
	2020	-	-	-	-	4
	2021	-	-	-	-	3
Hieracium umbellatum L.	2018	-	-	-	1-2	-
	2019	1	-	1	1	-
	2020	-	-	-	-	-
	2021	-	-	-	-	-
Knorringia sibirica (Laxm.) Tzvel. *	2018	-	-	-	-	1
	2019	-	-	-	-	-
	2020	-	-	-	-	2
	2021	-	-	-	-	-
Lappula squarrosa (Retz.) Dumort. *	2018	-	-	-	-	1
	2019	-	-	-	-	-
	2020	1	1	1	1	-
	2021	-	-	-	-	-

Окончание табл. 3

1	2	3	4	5	6	7
Leptopyrum fumarioides (L.) Reichenb. *	2018	1	-	-	-	-
	2019	-	-	-	-	-
	2020	-	-	-	-	-
	2021	-	-	-	-	-
Mulgedium sibiricum Cass. ex Less.	2018	-	-	-	-	-
	2019	-	-	-	-	-
	2020	-	-	-	-	-
	2021	-	-	-	2	-
M. tataricum (L.) DC. *	2018	-	-	-	-	1
	2019	-	-	-	-	-
	2020	-	-	-	-	-
	2021	-	-	-	-	-
Plantago major L. *	2018	-	-	-	2-3	-
	2019	-	-	-	2	-
	2020	-	-	-	2	-
	2021	-	-	-	-	-
Potentilla bifurca L.	2018	-	-	-	2-3	2
	2019	-	-	-	2-3	2
	2020	-	-	-	2-3	3
	2021	-	-	-	2-3	3
P. norvegica L. *	2018	-	-	-	1	-
	2019	-	-	-	-	-
	2020	-	-	-	1	-
	2021	-	-	-	-	-
Saussurea amara (L.) DC.	2018	-	-	-	1	2
	2019	-	-	-	2	2
	2020	-	-	-	3	3
	2021	-	-	-	3	3
Setaria viridis ssp. glareosa (V. Petrov) Peschkova *	2018	-	-	-	-	-
	2019	-	-	-	-	-
	2020	2	-	-	-	-
	2021	-	-	-	-	-
Sinapis alba L. *	2018	-	-	1	1	-
	2019	-	-	-	-	-
	2020	-	-	-	-	-
	2021	-	-	-	-	-
Sonchus oleraceus*	2018	-	-	-	-	-
	2019	-	-	-	-	-
	2020	-	1	-	2	-
	2021	-	-	-	-	-
Thlaspi arvense L. *	2018	1	2	-	2	-
	2019	-	1	-	1	-
	2020	1	2	2	2	-
	2021	-	-	-	-	-
Vicia cracca L.	2018	-	-	1-2	-	-
	2019	-	-	1	-	-
	2020	-	-	1	-	-
	2021	-	-	1	-	-
Всего видов		11	7	8	20	13

– чужеродные виды.

Сорные растения и их обилие в посевах сельскохозяйственных культур

Обследование посевов ржи – культуры, не распространенной в Якутии, показало высокую засоренность, очень обилен заносный вредоносный сорняк Fallopia convolvulus , часто сор-ничает степной вид Artemisia jacutica , нечасто отмечены Chenopodium album , Elytrigia repens , Potentilla bifurca , Saussurea amara (2 балла), единично встречаются Crepis tecrtorum , Des-curainia sophia , Erysimum cheiranthoides , Avena fatua , Knorringia sibirica , Lappula squarrosa и Setaria viridis subsp. glareosa , из которых 4 последних являются заносными. Также в посевах ржи найдены единичные экземпляры Mulgedium tataricum – вида, ранее не отмеченного на территории Якутии. Заметно выделяются на общем фоне картофельные поля – почти все 11 отмеченных видов встречаются здесь единично.

В ходе исследования выявлены различия в видовом составе сорных растений в агроценозах (см. табл. 3). Вегетационные сезоны всех годов исследования отличались высокой засушливостью, лишь май 2018 и 2019 гг. оценен как влажный. На незагрязненных посадках картофеля видовой состав растений легко меняется, ежегодно одни сорняки замещаются другими. Более половины общего видового состава (18 видов) сорняков отмечены единично или в малом количестве. Но можно выделить и устойчивые сорные виды, которые из года в год, не сокращая своего обилия, успешно возобновляются. Постоянны во всех агроценозах 2 вида – однолетник Chenopodium album и длиннокорневищный многолетник Elytrigia repens, которые особенно обильны на овощных культурах (зеленные, капуста), последний обилен (балл 3) в полях с корнеплодами. Достаточно часто и в большом количестве отмечен Potentilla bifurca – длиннокорневищный полукустарничек, трудно-искоренимое сорничающее растение. Если проследить динамику разнообразия видов по годам, то можно отметить заметное снижение числа видов в 2021 г. Вероятно, здесь сыграли свою роль засушливые как текущий, так и предшествующие годы, следующие друг за другом.

Среди отмеченных сорных растений довольно значительна доля заносных видов. Из 28 сорных видов 14 являются чужеродными. Этот список составляют представители 10 семейств, 14 родов. Наиболее активными среди них явля- ются Fallopia convolvulus, Thlaspi arvense и Plan-tago major, остальные встречаются единично. Новый заносный вид Mulgedium tataricum был отмечен только в 2018 г., но, возможно, в почве хранятся его семязачатки, и в более благоприятные годы он может вновь появиться.

Биоморфологическая структура флоры отражает характер адаптации растений к условиям среды. По определению И.Г. Серебрякова [11], жизненная форма растений – это своеобразный общий облик определенной группы видов, возникающий в их онтогенезе в результате роста и развития в определенных почвенноклиматических и ценотических условиях и исторически сформировавшийся как выражение приспособленности растений к ним.

В условиях Якутии формирование жизненной формы растений происходило под влиянием достаточно жестких условий, определяющими из которых являются низкие зимние, высокие (в центральных районах) и низкие (на севере) летние температуры, засушливость, повсеместное залегание многолетнемерзлых грунтов. И в определенном смысле жизненная форма является индикатором условий произрастания – географических и экологических. Основную часть флоры Якутии составляют травянистые многолетние растения, что отражает особенность растительности умеренной зоны Северного полушария. В спектре жизненных форм сорных растений обращает на себя внимание большое число однолетников (54 %), что не типично для флоры Якутии, и преобладание среди многолетних трав длиннокорневищных растений (75 %). Та же зависимость, но с большим акцентом на одно- и двулетние (71 %) прослеживается и у заносных видов. Двулетние растения в условиях Центральной Якутии легко адаптируются, проявляя себя как однолетники и переживая зиму в виде семян. Семенное размножение у них хорошо развито, пики появления всходов отмечаются после осадков или поливов – таким образом, они воспроизводятся в течение всего лета.

Сравнительный анализ спектров жизненных форм за 4 года показал, что хотя в очень засушливом 2021 г. однолетники доминируют, но роль их снижается, вероятно, сказалась сухая весна, не способствующая прорастанию семян. Но одновременно с этим повысилась доля длиннокорневищных многолетников, более адаптированных к более широкому размаху условий.

Заключение. В посевах сельскохозяйственных культур окрестностей г. Якутска отмечены 28 видов сорных растений, относящиеся к 12 семействам и 24 родам, ведущими семействами по числу родов и видов являются Aster-aceae, Brassicaceae, Poaceae и Polygonaceae. В ходе обследования в посевах ржи обнаружен Mulgedium tataricum , ранее не отмеченный на территории Якутии. Доля чужеродного компонента сорной флоры в общем количестве встречающихся видов высока и составляет

Список литературы Динамика видового разнообразия и обилия сорных растений сельскохозяйственных полей г. Якутска

Антипова Е.М. Сорная растительность северных лесостепей Средней Сибири // Вестник КрасГАУ, 2008. № 2. С. 80-84.
Виноградова Ю.К., Майоров С.Р., Хорун Л.В. Черная книга флоры Средней России: чужеродные виды растений в экосистемах Средней России. М.: ГЕОС, 2010. 512 с.
Борисова Е.А. Инвазии древесных растений в природные сообщества Верхневолжского региона // Российский журнал биологических инвазий. 2016. № 1. C. 24-30.
Тарабукин А.Я. Полевые травы Якутии. Определитель сорных трав. Якутск: Кн. изд-во, 1932. 142 с.
Николин Е.Г. Сорные растения Якутии: наиболее опасные и агрессивные элементы флоры. Новосибирск: Наука, 2016. 264 с.
Шлякова Е.В. Сорнополевые растения Нечерноземной зоны РСФСР. Каталог мировой коллекции ВИР. Л.: ВИР,1982. Вып. 338. 116 с.
Николин Е.Г. Сорные и чужеродные растения Якутии // Российский журнал биологических инвазий. 2014. № 1. С. 41-46.
Лосев А.П. Практикум по агрометеорологическому обеспечению растениеводства. СПб.: Гидрометеоиздат, 1994. 246 с.
Гаврилова М.К. Климаты холодных регионов Земли. Якутск: Изд-во СО РАН, 1998. 206 с.
Бекетова О.А. Анализ видового разнообразия сорных растений Сухобузимского района Красноярского края // Вестник КрасГАУ. 2016. № 1. С. 108-114.
Серебряков И.Г. Жизненные формы высших растений и их изучение // Полевая геоботаника. М.; Л.: Наука,1964. Т. 3. С. 146-205.

Еще

Статья научная