Потенциальные запасы семян в почве в природных и антропогенно нарушеных экотопах

Papaver rhoeas L. в посевах пшениці

Важнейшим показателем биологического состояния, степени устойчивости в растительных сообществах и широты распространения растений наряду с высокой семенной продуктивностью и способом распространения семян является потенциальный запас семян в почве и длительность сохранения их жизнеспособности в зависимости от биологических, природных и антропогенных факторов [1, 2, 3].

В условиях Донбасса с его многочисленными природными и антропогенными  экотопами растительный покров территории весьма динамичен и разнообразен. Однако семенная продуктивность растений и потенциальный запас в природных и антропогенно нарушенных изучены недостаточно.



Материалы и методы исследований. В связи с этим нами в течении последних 10 лет изучался количественный и видовой состав запаса семян растений в почве в природных и антропогенно нарушенных экотопах Донбасса. Отбор почвенных проб и подсчет количества семян в почве проводили по общепринятым методикам [4, 6]. Определение видового состава семян – по монографическим обзорам, флорам и определителям  [4, 5, 7].

Результаты и их обсуждение. Было установлено, что общее количество семян в 0-20 см слое почвы в различных экотопах Донбасса существенно отличались (табл. 1).

Таблица 1.
Потенциальный запас жизнеспособных семян в 0-20 см слое почвы и их видовой состав в различных экотопах Донбасса

Экотопы	Количество семян, тыс.шт./м2		Видов семян, шт.
	2000 – 2004 гг.	2005 – 2008 гг.	2000 – 2004 гг.	2005 – 2008 гг.
Заповедные участки (резерваты)	13,4	13,3	102	104
Степь Байрачний лес Пойменный лес	21,2 7,6 11,3	20,8 7,9 11,2	216 39 50	216 39 52
Условно природные	19,7	20,6	109	114
Пастбища степные Сенокосы на пойменных лугах Хвойный лес искусственный	35,6 14,0 9,4	36,9 14,2 10,7	188 74 66	196 77 62
Техногенные	38,2	45,4	22	39
Пром. площадки Ж.д. депо и полотна Карьерно-отвальные комплексы Обочины дорог	12,7 43,7 4,1 92,3	17,2 46,4 5,6 112,5	6 31 4 48	7 34 5 51
Культурценозы	98,3	168,9	53	86
Пашня неорошаемая, поля Пашня орошаемая, огороды Сады, 20-25 лет Лесополосы непродуваемые Лесополосы продуваемые и ажурные	104,3 189,7 129,5 11,4 56,6	197,1 212,5 172,0 14,8 79,3	63 59 51 37 55	68 74 93 41 44

В последние 2005 – 2008 гг. потенциальные запасы семян в почве по сравнению с 2000 – 2004 гг. увеличилось на 19 – 72 %.Максимальный запас семян в почве – 197,1 – 212,5 тыс.шт./м² отмечался на интенсивно обрабатываемых сельскохозяйственных угодиях, а также на участках вдоль автомобильных и железных дорог – от 46,4 до 112,5  тыс.шт./м² .

На пастбищах  и сенокосах общий запас семян был несколько меньшим и не превышал 14,2 – 36,9 тыс.шт./м² , тогда как в степи – 20,8 тыс.шт./м² , на лесных участках независимо от степени антропогенного воздействия количество семян в почве было значительно меньше и определялось возрастом растений и густотой их стояния.

В условиях густого сомкнутого леса запас семян в 0-20 см слое почвы не превышал 7,9 – 11,2 тыс.шт./м² , а разреженного леса – 79,3 тыс.шт./м². Минимальное количество семян в почве – 5,6 тыс.шт./м² отмечалось на территориях карьеров отвалов, горных выработок, что связано с их новообразованием  и слабой заселенностью растениями.

Основной запас семян (до 80%) в степных заповедных и условно природных экотопах формировался в 0-5 см слое почвы. В условиях леса различия в запасах семян по слоям почвы по сравнению со степными участками были выражении менее заметно. В 0-5 см и 5-10 см слоях было сосредоточено соответственно 40 и 35 % общего запаса семян, что связано очевидно с быстрым покрытием семян опадающими листьями деревьев. В техногенных экотопах и культурценозах вследствии многократного оборачивания 0-20 см слоя почвы семена по всему профилю были распределены равномерно.

Видовой состав семян, накапливаемых в почве, отражал видовое разнообразие растительных сообществ исследуемых экотопов. Наибольшее разнообразие видового состава семян  (196 – 216 видов) отмечалось на степных заповедных участках и пастбищах, которые характеризовались многовидовыми ценозами. На пойменных лугах и лесных участках было четко выражено обеднение видового состава семян, а минимальным (от 5 до 51 вида) он был в техногенных экотопах.

Несмотря на большое разнообразия видового состава степей, основной запас формировали семена видов-доминантов, главным образом из родов Artemisia, Festuca, Thymus, Potentilla, Stipa, Poa, Achillea и других.

На пойменных лугах и сенокосах – виды родов Elytrigia, Agrostis, Carex, Poa, Trifolium, Plantago, Taraxacum; лесных экотопах – виды Urtica dioica L., Chelidonium majus L., Anthriscus sylvestris (L.) Hoffm.; в полезащитных лесополосах массовыми были виды Lappula squarrosa (Retz.) Dumort., Galium apurine L., Lactuca serriola L., Asperugo procumbens L.

В культурценозах наибольшее распространение имели виды таких родов как Ambrosia, Amаranthus, Setаria, Chenopodium, Cirsum, Echinochloa, Descurainia. 

На площадках и вдоль дорог преобладали Ambrosia artemisifolia L., Polygonum arvensis (L.), Senecio vernalis Waldst. et Kit., в то время как на мусорниках и свалках – Cyclachaena xanthiifolia (Nutt.) Fresen., Capsella bursa-pastoris L., Lepidium ruderale L., Hyoscyamus niger L., Buglossoides arvensis (L.) Johnst., в карьерах и отвалах – Echium vulgare L.,Polycnemum arvense L., Centaurea diffusa L.

Выводы. Максимальные потенциальные запасы семян в почвах Донбасса сосредоточены в антропогенно нарушенных экотопах. Видовой состав их отражает видовое разнообразие растительных сообществ.

Литература

1. Манько Ю. П. Проблема потенційної забур’яненості ріллі та напрями її вирішення в землеробстві // Особливості забур’янення посівів і захист від бур’янів у сучасних умовах. – К.: СВІТ, 2000. – С. 18 – 21.
2. Іваненко О. О. Бур’яни в агрофітоценозах. – К.: СВІТ, 2001. – 235 с.
3. Курдюкова О. М., Мацай Н. Ю. Насіннєва продуктивність деяких видів бур’янів північного Степу України // Рослини-бур’яни та ефективні системи захисту від них посівів сільськогосподарських культур. – К.: Колобіг, 2008. – С. 89 – 94.
4. Верещагин Л. Н. Атлас травянистых растений. – К.: Юнивест маркетинг, 200.- 352 с.
5. Майсурян Н. А., Атабекова А. И. Определитель семян и плодов сорных растений. – М.: Колос, 1978.- 288с.
6. Фисюнов А. В. методические рекомендации по учету и картированию засоренности посевов.- Днепропетровск: ВНИИК, 1974.-71с.
7. Флора СССР.- ТТ.1-30.-М.: АН СССР, 1934-1964.

Источник: Курдюкова О. Н. Потенциальные запасы семян в почве в природных и антропогенно нарушеных экотопах / О. Н. Курдюкова, Н. И. Конопля // Агроэкологический журнал (спец. випуск). – 2009. – С. 172–174