Агроэкологическое состояние и пути улучшения степных фитоценозов Центрального и Восточного Предкавказья

Успешное развитие животноводства невозможно без дальнейшего укрепления кормовой базы, в настоящее время обеспеченность животноводства кормами в центральном и восточном Предкавказье не превшает 70−80к, а качество кормов не всегда отвечает зоотехническим нормам.

Из-за низкой продуктивности естественных кормовых угодий и большой распаханности территории (до тохз в рационах животных доля дешевых кормов с естественных степных пастбищ составляет только го-зох, степные Фи-тоденозы — уникальная часть агроланд-шаФта. травянистая растительность — основной источник питания сельскохозяйственных животных, которая одновременно выполняет ряд природоохранных функций: предотвращает дефляцию и водную эрозию, обогащает воздух кислородом, способствует накоплению гумуса в почве, служит рекреационным целям.

Увеличение поголовья сельскохозяйственных животных способствует повышению нагрузки на пастбища, вследствие чего ухудшаются условия произрастания ценных корковых растений, при этом снижается продуктивность степных пастбищ и увеличивается степень их деградации как в нашей стране, так и за рубежом. улучшение и рациональное использование степных Фитоденозов — одна из актуальных проблем мирового сельского хозяйства. Рациональное использование степных Фитоденозов должно сохранять и улучшать природные ресурсы и предотвращать процессы опустынивания.

Наша страна располагает крупнейшими в мире потенциальными ресурсами лугопастбишных кормов, но в кормовом балансе, по сравнению со странами Европейского экономического сообщества, доля корнов"полученных с естественных кормовые угодий, в три раза ниже, из ею, е млн, га сельскохозяйственных угодий в российской Федерации 146 млн, га используется для производства корнов" в том числе те млн, га природных кормовых угодий и более 70 млн, га занято под кормовыми и зернофуражными культурами на пашне" что в целом составляет 697, сельскохозяйственных угодий, В общем балансе производства продукции растениеводства доля всех видов заготовляемых кормов составляет около вок, обеспеченность скота кормами в российской Федерации остается крайне низкой и не превышает ?" 5 тонн кормовых единиц на условную голову" что в 1,4 раза меньше" чем в ЕЭС" и в 1,8 раза ниже, чем в cia. недостаток высококачественных растительных кормов не позволяет сбалансировать рационы по энергии и протеину. Поэтому генетически обусловленный потенциал продуктивности животных используется на эо-бок, и на гэ-зох перерасходуются корма, средняя урожайность луговых угодий России (в пересчете на сено) пока не превышает 6−7 ц/га.

Луговые степи и степи центрального и восточного Предкавказья занимают только на Ставрополье свыше 1.5 млн, га" основные массивы естественных кормовых угодий расположены в зонах недостаточного увлажнения, при этом большая их часть находится на склонах, подверженных воздействиюэрозии. нерегулируемый и стихийный выпас животных продолжается в течение многих веков и остается нерешенной проблемой и до настоящего времени, в степных районах пастьба длится около сени месяцев — с середины апреля по ноябрь, на Фоне острого дефицита влаги перегрузка пастбиж в засушливых зонах приводит к выпаданию из травостоя ценных кормовых трав: из бобовых — люцерны, эспарцета, лядвенца, чины" астрагала, викииз злаков — ковыля, костреца, житняка, тонконога, типчака и др., что привело к уничтожению степной дернины, массовому распространению однолетников и снижению урожайности до 1.5−3 ц/га сукой массы, появились большие массивы с сорными и ядовитыми растениями — молочаем, бодяком, амброзией полыннолистной, живокостью полевой и др. природные кормовые угодья служат гарантом стабильности экосистем. в условиях научно обоснованной антропогенной нагрузки сенокосы и пастбища представляют собой сбалансированные природные экосистемы, нерегламентированное внешнее воздействие нарушает и дестабилизирует природную среду, что отражается на состоянии целых регионов, деградация пастбищ в юго-восточном районе Европейской части России привела к серьезным экологическим последствиям и опустыниванию всего Прикаспийского региона.

Фитоденозы естественных кормовых угодий способны к ежегодному самовозобновлению и самовоспроизводству кормовой массы, значение естественных пастбишных Фитоценозов выходит далеко за пределы интересов животноводства. Растительный покров обширных пастбишных территорий, как важнейший компонент биосферы, определяет не только его кормовые возможности, но и качество среды обитания жителей этих районов, генетическое разнообразие флоры и Фауны, как для всей страны, так и для центрального и восточного Предкавказья актуальны исследования закономерностей трофического взаимодействия животных с пастбищной растительностью, установление и обоснование допустимого уровня изъятия кормовой массы на разных типах пастбищ, выявление порогового уровня использования животными кормовой Фитомассы и выносливости самой растительности, установление сбалансированности трофических отношений пастбитных растений и выпасающихся животных — вот важнейшие эколо-го-биологические и Фитоденологические вопросы, от обоснованного решения которых зависит научная аргументация принципов использования пастбищ, важнейшими практическими и теоретическими задачами являются разработка и применение Фитоценотического принципа при создании сеяных травостоев, необходимость строгого целевого назначения с учетом взаимодействия виалентов и патиентов на основе реализации способности луговых травостоев к длительному возобновлению и т. п. реконструкция деградированных кормовых угодий и конструирование устойчивых, оптимизированных по продуктивности пастбишных агроФитоценозов — это огромная фундаментальная проблема, она ставит перед нами задачу разработки биогеоценотических принципов и биотехнологий, позволяющих возвратить деградированные кормовые угодья в народное хозяйство. при разработке вопросов реконструкции деградированных естественных кормовых угодий и повышения их продуктивности необходимо применять принцип полночленноети природных пастбишных биоценозов, концепции дифференциации экологических ниш и принцип экологической взаимодополняемости видов в процессе становления и Формирования кормовых агроФитоценозов, целью наших исследований является выявление порогового уровня влияния различной степени деградации степных Фитоценозов на ботанический состав, степень покрытия, продуктивность, питательную ценность, емкость пастбиш в различных зонах центрального и восточного предрсавказья и совершенствование приемов улучшения деградированных Фитоденозов, позволяющих их рационально использовать в народном хозяйстве, в связи с этим поставлены следующие задачи:

— определить площадь покрытия травостоя при различной степени деградации Фитоценозов;

— определить видовой состав Фитоценозов при различной степени деградации;

— определить продуктивность и химический состав различных по степени деградации Фитоценозов;

— рассчитать емкость различных по степени деградации пастбищ;

— выявить наиболее продуктивные пастбипшые травосмеси;

— выявить эффективность различных приемов обработки дернины при поверхностном улучшении деградированных Фитоценозов;

— выявить эффективность различных приемов коренного улучшения сбитых пастбиш;

— выявить экономическую и биоэнергетическую эффективность использования степных Фитоценозов при различной степени их деградации и приемах улучшения, наши исследования являлись составной частью научно-исследовательской работы ставропольской государственной сельскохозяйственной академии в 1976;1980 гг., тема 8, раздел г- 1981;1985 гг., тема з, раздел 1- 1986;1990 гг, тема 9, раздел г и 1991;1995 гг,, тема 15, раздел з, научная новизна, в различных зонах центрального и восточного Предкавказья выявлена степень деградации степных Фитоценозов, определен ботанический состав, степень покрытия, продуктивность, питательная ценность и емкость, разработан пастбишный зеленый конвейер, подобраны долголетние устойчивые к выпасу злаково-бо-бово-разнотравные травосмеси, выявлены наиболее эффективные технологии улучшения различных по степени деградации Фитоценозов, результаты исследований могут быть использованы при оценке влияния различной по степени интенсивности антропогенной деятельности на Фитоценозы степей во всех природно-климатических зонах центрального и восточного Предкавказья, при определении ботанического состава, питательной ценности пастбищной травы, емкости и выбора приемов улучшения различных по степени деградации степных Фитоценозов, научные положения, выносимые на защиту:

— закономерности последовательного изменения Формирования урожая, ботанического и биохимического состава степных Фитоцено-зов под влиянием антропогенного воздействия в различных зонах центрального и восточного Предкавказья;

— закономерности Формирования продуктивности простых и сложных агроФитоценозов в зависимости от их состава при пастбищном использовании;

— характер взаимодействия Факторов антропогенного взаимодействия (приемы обработки почвы, дозы удобрений, выпас и укосное использование);

— усовершенствование технологических приемов поверхностного и коренного улучшения, практическая значимость, определено в различных зонах центрального и восточного Предкавказья влияние степени деградации степных Фитоценозов на продуктивность, видовой и химический состав травостоя, установлена оптимальная емкость различных по продуктивности степных Фитоценозов, исключающая их дальнейшую деградацию, разработана для основных зон высокопродуктивная, долголетняя и устойчивая к выпасу пастбишная травосмесь, на основании проведенных экспериментальных исследований разработаны эффективные технологии улучшения различных по степени деградации степных Фитоденозов, выявлена экономическая и биоэнергетическая эффективность использования степных Фитоденозов при различной степени их деградации и определены приемы улучшения.

Разработанные технологические процессы внедрены в хозяйствах центрального Предкавказья на площади более то тыс. га, экономический эффект, подтвержденный актами внедрения, составил 24,9 млрд, руб,.

Апробация результатов исследований, основные положения диссертации доложены и получили положительную оценку на научных конференциях ставропольской государственной сельскохозяйственной академии (1975;1996 гг, 5- на научно-производственной конференции, посвяшенной 50-летию ставропольского ниисх (Ставрополь, 1982) — на союзном семинаре по организации культурных пастбищ (г. Ставрополь" 1986) — на всесоюзном семинаре (г-.ставрополь, 1987) — на научно-практической конференции по экономической реФорме и развитию рыночных отношений в ставропольском крае (Ставрополь, 1992), по вопросам интенсификации кормопроизводства на природных сенокосах и пастбищах опубликовано 48 работ: из них две рекомендации краевого уровня и, в соавторстве с профессорами Прохоровым и. А, и деловальниковым в, к,, монография «улучшение сенокосов и пастбищ Ставрополья» объемом 3,5 печатных листа (1993 г,), основные защищаемые положения:

— плошадь покрытия, видовой состав, продуктивность и кормовая ценность различных по степени деградаций Фитоденозов центрального и восточного Предкавказья;

— высокопродуктивные засухоустойчивые долголетние пастбищные травосмеси;

— эффективность различных приемов обработки дернины при поверхностном улучшении деградированных Фитоденозов;

— эффективность приемов коренного улучшения пастбищ, диссертационная работа выполнена в 1977;1997 гг, при личном участии автора в разработке программы, закладке опытов" геоботаническом изучении Фитоденозов, проведении Фенологических наблюдений, анализов, обработке экспериментальных данных и их интерпретации, автор выражает глубокую благодарность за помощь, оказанную в геоботаническом изучении Фитоценозов, кандидату сельскохозяйственных наук доценту н, с, чухлебовой, ассистентам т, и, нигненко и л, м, бугиновой, особую признательность за содействие в выполнении работы автор выражает научному консультанту академику дударю юрию Александровичу,.

— 223 -ВЫВОДЫ для успешного развития животноводства необходимо дальнейшее укрепление кормовой базы, одним из средств интенсификации кормопроизводства является рациональное использование естественных степных пастбиш. которые в центральном и восточном Предкавказье только в пределах Ставропольского края занимают свыше 1,5 млн, га. Степи по составу растительности, почвам, увлажнению, рельефу, хозяйственным и многим другим признакам исключительно разнообразны, что связано с вертикальной зональностью, количество осадков уменьшается от возвышенной юго-западной части к пониженной северной и северо-восточной, запасы Фитомассы от возвышенной юго-западной части к пониженной северной и восточной уменьшаются от 12−18 до 2−4 т/га, при этом наблюдаются следующие закономерности в изменении растительности: травостой все более разреживается, красочность степей снижается с уменьшением количества в травостое двудольных растений, в луговой степи безраздельно господствуют многолетники, к северу и востоку усиливается роль однолетних растений, широколистные злаки сменяются на узколистные, крупнодерновинные — на мелкодерновинныевидовая насыщенность уменьшается с 52 видов на юо кв, м в луговых степях до 14−17 в опустыненных с доминированием 2−3 видов, на основании вышеизложенного можно сделать следующие выводы:

1. разнотравно-осоково-злаковые Фитоденозы луговой степи обильны по видовому составу, обладают высокой питательностью и урожайностью, а в травостое доминируют мезофиты, но часто встречаются и типичные ксерофиты — ковыли, типчаки, тонконог.

2. интенсивный бессистемный выпас луговой степи приводит к деградации Фитоценозов, резкому сокращению видового обилия и при этом из травостоя выпадают наиболее денные в кормовом отношении бобовые, а также некоторые растения из группы разнотравья, а количество видов уменьшается с 32−39 до 6−11 шт./кв. м,.

3, питательная ценность 1 кг абсолютно сукого вешества травостоя луговой степи составляет о, 59−0,64 кормовые единиц, 8, 6−8, 9 мдж обменной энергии и п. 2−19. ои протеина.

4, урожайность луговой степи зависит от степени деградации Фитоценозов и колеблется от 8−18 т/га сочень слабая деградация) до 2,4 (сильная деградация). По мере деградации Фитоценозов емкость пастбиш снижается с 9. 2 до 2, 8 голов овец на 1 га.

5, Растительный покров ковыльно-типчаково-разнотравный Фитоценозов центрально-степной зоны представлен в основном ксеро-Фильными видами с преобладанием типчака и тонконогаковыли из Фитоценозов из-за перегрузок пастбищ повсеместно выпали, очень мало в травостое осталось и таких ценных и характерных для данной зоны трав, как кострец береговой, различные виды житняков, люцерны румынской, эспарцетов и др.

6, ковыльно-типчаково-разнотравные степи имеют по сравнению с луговой степью меньшее видовое обилие, особенно растений из группы разнотравья, и на 1 кв. м в зависимости от экологических условий и степени деградации произрастает от 24 до 8 видов трав. т. питательная ценность 1 кг абсолютно сухого вешества травостоя ковыльно-типчаково-разнотравной степи, в зависимости от степени деградации Фитоценозов, составила 0.41−0.53 кормовых единиц, 7, о-8.з мдж обменной энергии и 8, б — 14. ох протеина.

8. Урожайность ковыльно-типчаково-разнотравных Фитоценозов в зависимости от экологических условий и степени деградации изменяется от 9,6−15,7 т/га (очень слабая деградация) до 0,8−2,6 т/га (сильная деградация), емкость Фитоценозов при очень слабой деградации составила б, б-н, о голов овец на 1 га. при слабой -4,2-б.б, средней — 3.1−4.5 и сильной — о. 4−2. т.

9. Растительный покров ковыльно-типчаково-полыннык Фитоденозов северо-восточной степной зоны ксероФильный. основу травостоев составляли дерновинные злаки — ковыли, типчак, кострец береговой, бородач и другие растения, интенсивный выпас привел к очень сильной деградации первичного растительного покрова, и в настоящее время основу травостоя составляют: полынь австрийская, мятлик луковичный, осока узколистная, костер японский, люцерна маленькая, василек распростертый, молочай степной и др. из-за сухости климата в Фитоценозах мало мезоФитных видов, при этом доля ксероФильного разнотравья — сложноцветных и маревыхувеличивается.

Ю. для Фитоценозов северо-восточной степной зоны характерна разреженность травостоя, обшее проектное покрытие не превышает 50−60Х и на 1 кв. м произрастает от 9 до 21 видов растений,.

11. питательная ценность 1 кг абсолютно сухого вещества травы северо-восточной зоны в зависимости от экологических условий и степени деградации Фитоценозов составляет о, 46-о, 64 кормовых единиц, 7, 54-е, во ндж обменной энергии и 5, 0−16, 2Х протеина,.

12. урожайность ковыльно-типчаково-полынных Фитоценозов северо-восточной степной зоны колеблется от 8, 2−20, 5 т/га (очень слабая деградация) до 1.4−2.4 т/га (сильная деградация), а емкость Фитоценозов по мере повышения их деградации снижается с 5, 0−9. 6 голов овец на 1 га до 1. 0−1. 4.

13. Растительность злаково-полынных Фитоденозов степи северо-восточной полупустынной зоны является наиболее ксероФильным вариантом степных экосистем региона, и основу травостоя составляют маревые и полынь лерха, на засоленных участках встречаются солянки и мятлик луковичный, а типчак, житняк и осока узколистная встречаются вне засоленных мест. Травостой изрежен и обшее проектное покрытие достигает 40−50К, а на 1 кв. м насчитывается 14−17 видов, из них доминирующих — 2−3,.

14, Питательная ценность 1 кг абсолютно сухого вещества травы злаково-полынной степи в зависимости от видового состава травы и степени деградации составляет о, 43−0,бб кормовых единиц, обменной энергии — 7, 2−9, 1 мдж и 5, 7-е, 8к протеина,.

15, урожайность злаково-полынных Фитоденозов северо-восточной полупустынной зоны колеблется от 2.2−4, 1 т/га (средняя деградация) до 1.2−1,7 т/га (сильная деградация), а емкость Фитоде-нозов при этом снижается с 2.5−3.4 голов овец на 1 га до 1. 0−1, 4,.

16, Установлено, что в условиях центрального и восточного Предкавказья на первой стадии дигрессии находятся небольшие участки ставропольских высот, на второй — Фитоденозы луго-во-степной и центрально-степной зон и на третьей — степи полупустынной зоны и большая часть Фитоденозов степной зоны, на четвертой находятся отдельные участки сильно деградированных Фитоденозов в различных зонах региона,.

17, в травостоях всех степных Фитоденозов содержание протеина значительно превышает зоотехнические нормы, а наиболее высокое его содержание в разнотравно-осоково-злаковых травостоях лу-гово-степной и ковыльно-типчаково-разнотравной центрально-степной зон достигает максимума — до 236−250 г на 1 к, е,, в ковыльно-типчаковополынных Фитоценозах степной и злаково-полынных полупустынной зон содержание протеина в травостоях со средней степенью деградации составило 136−158 г в 1 к. е.

18, С целью получения устойчивого к выпасу, долголетнего, высокоурожайного и питательного травостоя при Формировании многолетних агроФитоценозов в их состав следует включать кострец безостый, пырей удлиненный, люцерну желтую и черноголовник многобрачный.

19, в условиях центрального Предкавказья наиболее ранний пастбищный корм в середине первой декады мая обеспечивает травосмесь люцерны посевной с волоснечом ситниковым и ежой сборной, через 5−6 дней наступает пастбишная спелость травосмеси люцерны посевной с овсяницей луговой или райграсом пастбищным и со второй декады мая — люцерны с кострецом безостым или пыреем удлиненным, при этом суммарная продолжительность использования травостоев увеличивается на 15−25 дней и достигает 30−35 дней,.

20, наиболее высокую урожайность — 23, о т/га — обеспечила пастбишная травосмесь на основе костреца безостого, пырея удлиненного, люцерны желтой и черноголовника многобрачного, превысившая контроль на з, 9 т/га, или 120Х, первый цикл обеспечил 50, 3−49, ох урожая, второй — 34, 5−35, 6х И ТРеТИЙ — 14, 4−15, ix,.

21, поверхностное улучшение степных Фитоценозов частично сохраняет первичную растительность степей и влагу, дает возможность быстрого включения улучшаемых угодий в систему использования и отличается высокой экономической эффективностью, наиболее высокую урожайность обеспечивают технологические приемы, в которых разделка дернины сочетается с внесением удобрений и подсевом травосмесей, на вариантах с дискованием, внесением Н60Р45 и подсевом травосмесей урожайность пастбишной травы достигла 23,2 т/га, превысив контроль на 17, 9 т/га, или 442и, Урожайность пастбишной травы естественных Фитоценозов при ускоренном коренном улучшении составила 23.6−27.б т/га, превысив неулучшенные более чем в ю раз. наиболее высокую урожайность обеспечили варианты с применением фрезы, превысившие контрольные варианты на i. ie-i. 55 т/га, или Ю4. з-Юб, з*,.

3, злаково-бобово-разнотравные агрофитоденозы при коренном улучшении обеспечивают не только высокую урожайность, но и высокую питательность, в пастбипшой траве данных агроФитоденозов протеина содержится 13,8−14,5*. клетчатки — 26. 1−27. 2*. фосфора.

— 0,27−0.30*. калия — 3,05−3,15*. магния — 0,24−0.26* и кальция.

— 1,03−1,13*, Соотношение р: са не превышает 1:4. питательность 1 кг абсолютно сухого вещества составляет о, 7−0, 8 кормовых единиц, или 9, 3−9, 5 мдж обменной энергии.

24, Степные Фитоценозы могут накапливать в зависимости от природно-климатических условий от 65. 8 до 94. 5 тыс. мдж/га обменной энергии, при суммарных затратах по уходу, не превышающих 4, 9 тыс, мдж/га. Деградация степей снижает накопление энергии до 18.7-ю.о тыс. мдж/га. коэффициент энергетической эффективности при деградации Фитоценозов снижаетсяв луговой степи с 13.4 до 3.8 единиц, в ковыльно-типчаково-разнотравных — с 19.2 до з. б, в ковыльно-типчаково-полынных — с 14. 9 до з, 8, а на сильно деградированных травостоях полынной степи он не превышает двух единиц,.

25, Биоэнергетическая оценка различных технологий поверхностного улучшения показывает, что они повышают накопление обменной энергии с 56,0 до 125.2 тыс, мдж/га, наиболее высокий коэффициент энергетической эффективности в 9−10 единиц отмечен на вариантах с комплексным улучшением Фитоценозов: обработкой дернины, внесением удобрений и подсевом травосмесей,.

26, Биоэнергетическая оценка различных технологий ускоренного коренного улучшения показала, что наиболее эффективной является технология с применением фрезы, при которой на 1 га накапливается до 143−145 тыс. мдж обменной энергии, при коэффициенте энергетической эффективности 11−12 единиц.

— 229 -предложения производству.

1, нагрузка овец на 1 га степных Фитоценозов не должна превышать ;

— луговой степи при очень слабой деградации — т. о голов, слабой — б. е, средней — 4. б и сильной — 1,5;

— ковыльно-типчаково-разнотравных Фитоценозов центрально-степной зоны при очень слабой деградации — 8 голов, слабой -5.4, средней — 3,8 и сильной — 1.5;

— ковыльно-типчаковых Фитоценозов степной зоны при очень слабой деградации — т. 2, средней -4.0 и сильной — 1,8;

— злаково-полынных степей северо-восточной полупустынной зоны при средней деградации 2, 9 и сильной — о, 9,.

2, исходя из экологических условий, растительность Фитоценозов должна соответствовать первичной растительности степей;

— в луговой степи — разнотравно-осоково-злаковой;

— в центрально-степной зоне — ковыльно-типчаково-разнотравной;

— в северо-восточной степной зоне — ковыльно-типчаково-полынной;

— в полупустынной зоне — злаково-полынной,.

3, для сохранения генетического разнообразия флоры и Фауны необходимо в степной зоне организовать государственные заказники,.

4, основная технология поверхностного улучшения деградированных степных Фитоценозов — дискование + ежегодное внесение Ы60Р45 + травосмесь.

5, основная технология ускоренного коренного улучшения сильно деградированных степных Фитоценозов — фрезерование 8-ю см, внесение Н60Р45 + фрезерование 18−20 см + травосмесь.