Екологічні проблеми життєздатності та контролю чорнощиру нетреболистого в антропогенно порушених екотопах

Cyclachaena xanthiifolia (Nutt.) Fresen

Наявність у сучасному складі антропогенних ландшафтів Лівобережного Степу України значних площ порушених і покинутих земель з рудеральною рослинністю сприяли інтенсивному розселенню адвентивних видів.

У більшості це антропотолерантні рослини, які заселяють синантропні екотопи з найрізноманітнішими субстратами [1 – 4].

Зокрема, за останні 5 – 7  років спостерігалася інтенсивна експансія в такі місцезростання північноамериканських інвазійних видів, серед яких надзвичайно агресивний і небезпечний бур’ян – чорнощир нетреболистий (Cyclachaena xanthiifolia (Nutt.) Fresen) [1 – 3].


Маючи значну висоту рослин (від 100 до 350 см) та потужну надземну масу (від 0,3 до 2,1 кг), сильно виснажуючи й висушуючи ґрунт чорнощир нетреболистий пригнічував, а нерідко й зовсім витісняв з фітоценозів інші види рослин, утворюючи щільні монодомінантні угруповання. На перелогах, засмічених місцях, поблизу ферм і житла площі таких одновидових вогнищ досягали від декількох десятків метрів квадратних до десятків гектарів, а зарості вздовж автомобільних доріг, залізничних колій, берегів річок, каналів, полезахисних лісосмуг – нерідко простягалися десятками кілометрів [2, 3].

Під час цвітіння кожна рослина цього виду продукувала в середньому 50 – 55 млн. шт. пилкових зерен, вдихання яких викликало тяжкі захворювання людей і тварин на полінози, провокувало приступи астми тощо [5].

Щорічна наростаюча неконтрольована присутність чорнощиру нетреболистого в різних фітоценозах призводила до значних змін видового й структурного стану  їх, погіршення біологічних і хімічних показників родючості грунту, екологічного стану довкілля тощо [4].
Небезпека його підсилювалася ще й тим, що чорнощир нетреболистий, практично, не мав природних шкідників і хвороб, не поїдався тваринами, при скошуваннях чи підрізуваннях міг відростати [2, 3].

У зв’язку з цим, метою наших досліджень було визначити життєздатність чорнощиру нетреболистого в різних екотопах, обмежувальних чинників, що діють на нього та механічних і хімічних заходів контролю на необроблюваних землях з високими (дитячі майданчики, діючі тваринницькі ферми, біля житла тощо) та низькими (засмічені місця, промислові майданчики, закрайки доріг, залізниць тощо) санітарними вимогами.

Матеріали та методи досліджень. Польові досліди, спостереження й обліки проводили протягом 2011 – 2013 рр. в умовах Лівобережного Степу України в 5 різних ценопопуляціях. Ценопопуляція 1 була розташована вздовж автомобільної  дороги, на сухих ущільнених ґрунтах, насичених мінеральними речовинами; 2 – біля  діючої тваринницької ферми  на пухких,  відносно вологих ґрунтах, багатих органічними речовинами;  3 –  вздовж залізничних колій на камʼянисто-щебенюватих ґрунтах, бідних мінеральними речовинами; 4 – вздовж вулиць – на чорноземних, сильно ущільнених ґрунтах, середньо забезпечених поживними речовинами; 5 – вздовж берегів річки на  родючих наносних ґрунтах, добре забезпечених вологою.

Життєвість рослин чорнощиру нетреболистого залежно від дії екологічних факторів у різних ценопопуляціях визначали за методикою бальної оцінки [6].  Ефективність механічного (одно-, дворазового) знищення цього бур’яну визначали шляхом скошування рослин у різні фази росту й розвитку та хімічного контролю за допомогою гербіцидів Гліфос Супер (4,8 л/га), Харнес (2,5 л/га), Альфа-Прометрин (3 л/га), Раундап (3 л/га). Площа дослідних ділянок – 4 м². Повторність – шестиразова. Закладку та проведення польових дослідів здійснювали за загальноприйнятими методиками [7 – 9].

Облік насіннєвої продуктивності проводили шляхом обмолоту зерна з 10 рослин, визначенням загальної маси  його й  маси 1000 насінин  з наступним перерахунком плодючості однієї рослини [10].

Результати та їх обговорення. Було встановлено, що насіння чорнощиру нетреболистого розпочинало проростати за температури ґрунту 3 – 5° С, а перші сходи з’являлися на початку квітня на схилах автомобільних доріг і залізничних колій, дещо пізніше, у другій-третій декаді квітня, на смітниках, гнійних кучах, біля житла, а найпізніше – вздовж берегів річок, каналів, лісосмуг тощо. Найбільш високою середня щільність сходів чорнощиру нетреболистого була в ценопопуляціях 2 (412 шт./м²) та 5 (287 шт./м²), а найменшою в ценопопуляції 3 (43 шт./м²).

Проте в фазу цвітіння кількість рослин в ценопопуляціях 1, 3, 4 не перевищувала 14 – 21 шт./м², ценопопуляціях 2, 5 – 67 – 73 шт./м²  і такою залишалася до завершення вегетації. Таке природне зменшення щільності популяцій в період від сходів до цвітіння пояснюється очевидно конкуренцією за фактори життя та генетично закладеним рівнем щільності, який за даних екологічних умов забезпечував максимальну репродуктивну здатність кожної рослини й популяції в цілому.    

За вимогливістю до зволоження ґрунту чорнощир нетреболистий  був віднесений нами до  ксеромезофітів, бо траплявся переважно в сухуватих екотопах з незначним та помірним зволоженням кореневмісного шару ґрунту опадами й талими водами (вологість – від 50 до 70 % від НВ).

За освітленістю –  до геліофітів – ріс переважно на відкритих місцях, хоча траплявся й у розріджених лісосмугах та вздовж них, витримуючи періодичне (до 40 %) затінення.
За вимогливістю до вмісту трофних елементів у ґрунті – еутрофів, віддавав перевагу родючим, добре гумусованим та угноєним ґрунтам, хоча й траплявся на малородючих субстратах.

Найвищим показником життєвості рослин чорнощиру характеризувалися в домінантних  ценопопуляціях 2 та 5, які  мали найвищу щільність та морфометричні показники генеративних особин і  зазнавали найменшого антропогенного впливу протягом вегетації. У популяціях 1, 3, та 4, які зазнавали постійного антропогенного впливу, рослини росли й розвивалися слабкіше й мали гірші показники життєвості (табл. 1).

Таблиця 1
Життєвість та морфометричні показники  рослин чорнощиру нетреболистого в ценопопуляціях

Показник	Ценопопуляція
	1	2	3	4	5
Бал  життєвості	2	4	1	3	4
Висота рослин, см	81,7	263,7	64,5	106,8	188,9
Повітряно суха  маса рослин, г	52,8	273,3	36,5	103,7	214,1
Діаметр стебла біля основи, см	1,4	3,1	1,1	1,5	2,2
Кількість бічних генеративних пагонів, шт.	5,3	16,2	2,8	7,1	11,0
Довжина бічних пагонів, см	25,4	72,6	16,3	31,1	45,8
Кількість листків на рослині, шт.	21,7	44,5	16,2	30,0	36,0
Площа листків, дм2	9,4	48,5	6,1	16,2	28,8
Плодючість 1 рослини, тис. шт.	8,3	93,8	5,0	38,0	80,5

Насіннєва продуктивність однієї рослини в популяціях 2 та 5 за оптимальних екологічних умов  перевищувала 80 – 93 тис. шт., тоді як за погіршених умов росту й розвитку в популяції 4 вона зменшувалася в 2,1 – 2,5 разів, а в популяціях 1 і 3 – в 11 – 16 разів і не перевищувала 5 – 9  тис. шт.

Ефективним екологічно безпечним заходом контролю чорнощиру нетреболистого як на землях з високими, так і низькими санітарними вимогами було скошування його в  фазу бутонізації (табл. 2).

Таблиця 2
Ефективність одно- та дворазового скошування чорнощиру нетреболистого в антропогенно-порушених екотопах

Скошування в фазу:	Рослин до скошування, шт./м2	Відросло рослин після 1-го скошування		Плодючість однієї рослини, шт.	Відросло рослин після  2-го скошування
		шт./м2	%
землі з високими санітарними вимогами:
Контроль (без скошування)	162	-	-	64900	-
Стеблування	153	83	54,2	6397	0
Галуження	61	19	31,1	1563	0
Бутонізації	34	0	0	0	-
землі з низькими санітарними вимогами:
Контроль (без скошування)	279	-	-	158000	-
Стеблування	243	109	44,8	7674	0
Галуження	89	23	26,1	1912	0
Бутонізації	59	0	0	0	-

За одного скошування чорнощиру нетреболистого у фазі стеблування гинуло лише 45,8 – 55,2 %, рослин, а у фазі галуження – 68,9 – 73,9 %.  Рослини, які відростали, хоч і відставали в розвитку порівняно з контрольними, але вже через 35-45 діб після скошування цвіли й до осені формували повноцінне насіння. Кількість його на одній рослині досягала від 1,5 до 7,7 тис. шт. Тому для попередження цвітіння рослин і формування насіння виникала необхідність повторного скошування, після якого вони не відростали. При скошуванні ж чорнощиру нетреболистого в фазі бутонізації рослини не відростали.

На землях з низькими санітарними вимогами ефективним було застосування хімічних заходів контролю. Зокрема застосування гербіциду Раундап (3 л/га) у фазах стеблування та галуження забезпечувало 100 %, а у фазу бутонізації –  98,3 % загибель бур’янів. Меншою була ефективність гербіцидів Гліфос Супер (4,8 л/га) та Альфа Прометрин (3 л/га), після застосування яких  у фазу стеблування  знищувалося відповідно 97,4 та 96,3 % рослин чорнощиру нетреболистого;  у фазу галуження – 93,8 та 93,5 %; бутонізації – 95,3 та 91,6 % відповідно. Використання гербіциду Харнес (2,5 л/га)  у будь-яку фазу вегетації чорнощиру нетреболистого було недоцільним бо загибель бур’янів не перевищувала 54 – 57 %.

Висновки. Найвищою щільністю сходів чорнощиру нетреболистого (412 шт./м²), рівнем життєвості (4 бали) та плодючості (93,8 тис. шт. з рослини) відзначаються ценопопуляцї на пухких вологих ґрунтах, багатих органічними речовинами. Екологічно безпечним заходом контролю чорнощиру нетреболистого на землях з високими санітарними вимогами є скошування  рослин у фазу бутонізації, а на землях з низькими санітарними вимогами – обприскування вегетуючих рослин гербіцидом суцільної дії Раундап (3 л/га).

Список використаних літературних джерел

1. Драніщев М. І. Чорнощир нетреболистий. Розповсюдження і засоби боротьби з ним в умовах Донбасу / М. І. Драніщев, І. І. Малихін // Проблеми бур’янів і шляхи зниження забур’янення орних земель. Матеріали конференції Укр. наук. товар. гербологів. – К. : Колобіг, 2004. – С.48 – 52.
2. Конопля М. І. Поширення бур’янів-алергенів та боротьба з ними в Степу України  / М. І. Конопля, О. М. Курдюкова, Н. О. Мельник  // Вісник Дніпр. держ. аграр.універ. – 2009. – № 1. – С.16 – 20.
3. Конопля М. І. Чорнощир нетреболистий / М. І. Конопля, О. М. Курдюкова, Н. О. Мельник // Карантин і захист рослин. – 2010. – № 3. – С.8 – 12.
4. Курдюкова О. М. Бур’яни Степів України / О. М. Курдюкова,  М. І. Конопля. – Луганськ: Елтон-2, 2012. – 348 с.
5. Видовий склад та пилкоутворююча здатність алергенних видів рослин на Сході України / М. І. Конопля, Т. Г. Корольова, О. В. Ботарчуков [та ін.] // Вісник ЛДПУ імені Тараса Шевченка. – 2000. – № 3 (3). – С.29 – 33.
6. Ермакова И. М. Метод многобальной оценки жизненности особи и его применение для характеристики ценопопуляций / И. М. Ермакова // Подходы к изучению ценопопуляций и консорций. – М.: МГПИ, 1987. – С.24 – 36.
7. Безуглов В. Г. Применение гербицидов в интенсивном земледелии / В. Г. Безуглов. – 2 изд., перераб. и доп. – М. : Росагропромиздат, 1988. – 205 с.
8. Доспехов Б. А. Методика полевого опыта / Б. А. Доспехов. – М. : Агропромиздат, 1985. – 351 с.
9. Методические рекомендации по учету и картированию засоренности посевов / Под общ. ред. А. В. Фисюнова. – Днепропетровск, 1974. – 71 с.
10. Строна И. Г. Методика изучения биологических свойств семян сорных растений / И. Г. Строна. – М. : Колос, 1964. – 28 с.

Джерело: Курдюкова О. М. Екологічні проблеми життєздатності та контролю чорнощиру нетреболистого в антропогенно порушених екотопах / О. М. Курдюкова, К. О. Жердєва // Агроекологічний журнал. – К., 2014. – № 3. – С. 91 – 95.