ФИТОЦЕНОТИЧЕСКАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ НОВОГО СОРТА ПРИОХОТСКАЯ АРКТОПОЛЕВИЦЫ ШИРОКОЛИСТНОЙ

Иванова О.Г.¹, Заварухина Л.В.², Литвиненко Е.Г.³

¹Директор института, ²ведущий специалист (агроном), ³стажер-исследователь, ФГБНУ Магаданский НИИСХ, г. Магадан

ФИТОЦЕНОТИЧЕСКАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ НОВОГО СОРТА ПРИОХОТСКАЯ АРКТОПОЛЕВИЦЫ ШИРОКОЛИСТНОЙ

Аннотация

Впервые получены экспериментальные данные, характеризующие продуктивное долголетие арктополевицы широколистной Приохотская в посевах пятого, шестого и седьмого годов жизни. Для определения позиции сорта в сукцессионной системе в целом и применения в качестве индикатора состояния и трансформации кормового угодья при многолетнем использовании была проведена оценка фитоценотической роли нового сорта в поддержании устойчивости агроценоза, развивающегося в условиях тундры. В опыте изучались динамика развития растений, плотность формируемого травостоя, его структура, флористический состав и продуктивность.

Ключевые слова: продуктивное долголетие, новый сорт, арктополевица широколистная Приохотская, фитоценотическая устойчивость, агробиологические параметры.

Ivanova O.G.¹, Yavarukhina L.V.², Litvinenko E.G.³

¹Director of the Institute, ²Leading Specialist (Agronomist), ³Research Assistant, ¹FSBSI Research Institute of Agriculture, Magadan

PHYTOCENOTIC SUSTAINABILITY OF A NEW VARIETY OF PRIOKHOTSK ARCTIC BROAD-LEAVED BENTGRASS

Abstract

We obtained experimental data characterizing the productive longevity of the arctic broad-leaved bentgrass in Priokhotsk in the fifth, sixth and seventh years of life for the first time in history. To determine the position of the variety in the succession system as a whole and to use it as an indicator of the state and transformation of the fodder for many years of use we made an assessment of the phytocenotic role of the new variety in maintaining the stability of agrocenosis developing under tundra conditions. In the course of the experiment, the dynamics of plant development, the density of the grass stand, its structure, floristic composition and productivity were studied.

Keywords: productive longevity, a new variety, arctic broad-leaved bentgrass, Priokhotsk, phytocenotic sustainability, agro-biological parameters.

Актуальной задачей для дальнейшего развития кормопроизводства на северной территории Дальнего Востока, снижения зависимости региона от рынка ввозимых семян кормовых трав является создание региональной системы семеноводства многолетних злаковых трав [1], [2], [3]. В настоящее время уже сформирована его основа – создан новый сорт арктополевицы широколистной Приохотская, способный формировать хозяйственно-ценный урожай семян в экстремальных условиях Магаданской области. Сорт не имеет аналогов в России, и с 2012 года после внесения в Государственный реестр разрешен к использованию на территории РФ [4], [5].

По устойчивости к воздействию природных факторов и поражению грибами патогенами (снежная плесень, мучнистая роса, ржавчина, пыльная головня) и вредителями, по урожайности зеленой и сухой массы местный сорт превосходит привозные сорта многолетних кормовых трав и, в отличие от них, способен формировать полноценные семена, обеспечивая высокий коэффициент размножения (60-70). Растения сорта Приохотская формируют плотный травостой, достигающий высоты 165 см, устойчивый к полеганию, затоплению и выпреванию, препятствующий развитию криогенных процессов, образованию просадок, защищающий от выгорания верхний слой почвы.

Ведение семеноводства нового сорта выгодно не только экономически (сокращает расходы на завоз семян, позволяет создавать кормовые угодья, не требующие,  в отличие от ввозимых сортов, перезалужения через каждые 3-4 года), но и целесообразно с точки зрения стабилизации экологического состояния агроландшафта в условиях криогенеза.  Важнейшей характеристикой семенных посевов является их флористический состав, который для агроценозов, сформированных в условиях существования коренных сообществ тундр, адаптированных к специфическим условиям среды, жестко экотопически и биотопически обусловлен. Вместе с тем, именно видовой состав агроценоза первым реагирует на внешние воздействия.

Предшествующими исследованиями установлено [6], [7], что сформированные в условиях северной тундры травостои, начиная с третьего–четвертого года жизни, при низкой интенсивности микробиологических процессов и замедленных темпах разложения органического вещества образуют растительный опад (ветошь), формирующую подушку слоем 10 см и более, что препятствует вегетативному возобновлению растений и обусловливает изреживание травостоя. Существенное влияние на смену сукцессии оказывают и косвенные факторы воздействия, проявляющиеся в изменении условий обитания растений (температурного режима, глубины протаивания мерзлоты, водно-воздушного режима, кислотности почвенных растворов, нано- и микрорельефа поверхности). На четвертый–пятый годы жизни в травостои внедряются осоковые кочки высотой 2–5 см, с травяным покровом 1,0–1,5 шт./м², мелкие кустарники ивы ползучей, голубики топяной, появляются участки с термокарстовым заболачиванием, что влечет за собой деградацию фитоценоза, интенсивное развитие процессов водной и ветровой эрозии, криогенной деформации поверхности

В целях создания на основе адаптивного сорта долголетних продуктивных лугов и разработки технологии его эффективного семеноводства впервые  были получены экспериментальные данные, характеризующие продуктивное долголетие арктополевицы широколистной Приохотская в посевах пятого, шестого и седьмого годов жизни. Оценка фитоценотической роли нового сорта в поддержании устойчивости агроценоза, функционирующего в условиях тундры, позволит не только определить позицию сорта в сукцессионной системе в целом, но и использовать в качестве индикатора состояния и трансформации сеяного луга при многолетнем использовании. В стационарном опыте изучались динамика развития растений, плотность формируемого травостоя, его структура, флористический состав и продуктивность.

Целью проведенных нами исследований являлось изучение фитоценотической устойчивости посева  арктополевицы широколистной  Приохотская в условиях инвазии несеяных видов аборигенных трав в течение 5, 6 и 7 годов жизни травостоя.

Опыт был проведен в период 2014-2016 годов на участке болотной мерзлотной торфянисто-глеевой почвы, характеризующейся затрудненными поверхностным и внутрипочвенным стоками, обусловливающими ее переувлажнение весной и во второй половине лета. Схема опыта включала 5 вариантов, расположенных в виде трансект на производственном посеве арктополевицы широколистной Приохотская. Площадь делянки 5 (5х1) м². Повторность четырехкратная. Учеты и наблюдения в опыте проводились по общепринятым методикам [8].

Посев был проведен весной 2010 г. До проведения посева  на угодье травостой был представлен верховыми злаками – вейником Лангсдорфа, доминирующим в травостое, бекманией восточной, лисохвостом тростниковым. В год посева сеяный злак развивался под пологом разнотравья.

В 2014 году наблюдения за ростом и развитием травостоя пятого года жизни показало (табл. 1), что постепенное внедрение в травостой несеяных видов произошло за счет запаса семян в почве, который представлен в основном семенами верховых злаков - вейника Лангсдорфа и лисохвоста тростникового, характеризующихся высокими показателями всхожести и энергии прорастания [9], [10].

 

Таблица 1 – Урожайность и структура фитоценоза пятого года жизни

Примечание: НСР₀₅ – наименьшая существенная разница по показателю сухой массы составляет 12,43.

 

Вегетация трав началась во второй декаде мая. Первым стал отрастать вейник Лангсдорфа- 13 мая, через 5 дней лисохвост тростниковый, 22 мая - арктополевица широколистная «Приохотская».

Сомкнутый травостой сформировался в фазу выхода в трубку- начало цветения сеяного злака -18 июля. Несеяные виды развивались под пологом арктополевицы широколистной, высота побегов которой в среднем по вариантам составляла 103 см, превышая другие виды злаковых трав.

Уборку травостоя провели в фазу полного выметывания - цветения (13 августа). В составе кормовой массы доминировал сорт Приохотская, доля которого варьировала в пределах 71,0-81,4%. На изучаемых вариантах опыта сформировалась равноценная по урожайности фитомасса.

Наблюдения за ростом и развитием травостоя в последующие годы показало, что внедрение в сеяный травостой аборигенных трав происходило как за счет сохранившихся дернинок, так и запаса семян дикоросов в почве.

В условиях повышенной теплообеспеченности и дефицита осадков вегетационного периода 2015 года сомкнутый травостой сформировался в фазу выхода в трубку сеяного злака – 16 июля. Несеяные виды развивались под пологом арктополевицы широколистной Приохотская. В этот период лисохвост вступил в фазу цветения, вейник Лангсдорфа - в фазу начала выхода в трубку, появившиеся в нижнем ярусе травостоя единичные растения бекмании восточной – в фазу кущения.

Фазы выметывания сорт Приохотская достиг 29 июля и 4 августа травостой был убран на кормовую массу.

В 2015 году наблюдения в опыте показали, что в травостое шестого года жизни продолжает доминировать сеяный сорт Приохотская, доля которого по вариантам составляла от 73,0 до 82,1 % (табл. 2). Общая плотность фитомассы высокая, разница в количестве побегов между вариантами 200-330 шт./м². Сорт Приохотская доминировал и по высоте растений, по вариантам его побеги имели высоту от 103 до 108 см. Высота растений вейника Лангсдорфа – 68-83 см и лисохвоста тростникового – 99-107 см.

 

Таблица 2 – Урожайность и структура фитоценоза шестого года жизни

Примечание: НСР₀₅ – наименьшая существенная разница по показателю сухой массы составляет 11,55

 

В условиях дефицита тепла и влаги в первой половине вегетационного периода 2016 года фазы полного отрастания, кущения, выхода в трубку у всех злаковых трав наступила одновременно, при этом фаза выхода в трубку растянулась до 24 дней. Сомкнутый травостой сформировался к 8 июля. Незначительное количество растений бекмании восточной (доля в травостое от 0,3 до 1,6 %) развивались в нижнем ярусе под пологом сорта Приохотская, несколько опережая в сроках смены фенофаз другие злаки. В фазу начала цветения первым вступил лисохвост тростниковый (18 июля), сорт Приохотская и вейник Лангсдорфа – на десять дней позже, но к фазе полного цветения все злаки выровнялись, и фаза начала созревания семян наступила у всех компонентов фитоценоза одновременно.

Экспериментальные данные доказывают, что травостой сорта Приохотская на седьмой год жизни проявляет высокую степень фитоценотической устойчивости, продолжая доминировать в фитоценозе. Процентное содержание растений сорта Приохотская по вариантам опыта варьирует от 78,4 до 88,9 % (табл. 3), обеспечивая высокую плотность покрытия и превосходя заносные злаки по высоте растений. По вариантам опыта его генеративные побеги имели высоту от 118 до 128 см, вегетативные – от 86,8 до 94,24 см.

 

Таблица 3 – Урожайность и структура фитоценоза седьмого года жизни

Примечание: НСР₀₅ – наименьшая существенная разница по показателю сухой массы составляет 14,83

 

На всех вариантах посева седьмого года жизни был получен полноценный, характерный для сорта урожай зеленой массы. При этом сорт Приохотская на всей площади угодья продуцировал равнозначную по урожайности фитомассу, что подтверждает способность сорта формировать выровненные травостои.

Таким образом, проведенные учеты и наблюдения доказывают высокую степень фитоценотической устойчивости сорта Приохотская на пятый, шестой и седьмой годы жизни сеянного угодья, обеспечивающую возможность получения урожая семян высокого качества. Следует отметить, что вытесняя из травостоя менее ценные виды растений, доминирующий сорт с каждым годом наращивает свое преимущество: его доля в структуре урожая за три года исследований увеличилась на 8,4%, что подтверждает высокую степень его региональной адаптации, пластичности и продуктивного долголетия.

Список литературы / References

1. Михайлов Н. Г., Иванова О. Г. Семеноводство многолетних трав – основа развития кормопроизводства на севере Дальнего Востока России // Кормопроизводство. – 2009. – № 5. – С. 18-20.
2. Иванова О. Г., Юдина М. Т. Экологические основы кормопроизводства в экстремальных условиях Севера России на основе возделывания аборигенных видов трав // Агропромышленный комплекс: состояние, проблемы, перспективы / Сборник материалов II международной научно-практической конференции. – Пенза: 2004. – С. 13-14.
3. Кустова С.Б. Перспективы создания агропродуктового кластера в регионе / АПК: экономика, управление. - № 8. – 2017. – С. 15-19.
4. Патент РФ на селекционное достижение № 6492, 05.07.2012. Арктополевица широколистная (Arctagrostis latifolia (R.Br.) Griseb) Сорт Приохотская. Заявка № 8853313, 18.10.2011 /Березкина Е.В., Иванова О.Г,, Юдина М.Т.
5. Иванова О. Г., Юдина М. Т. Перспективы развития кормопроизводства в зоне субарктики. // Проблемы освоения и сохранения Арктики. Материалы всероссийской научно-практической конференции. – Норильск, 2015. – С. 104-109.
6. Иванова О.Г. Элементы зональной технологии возделывания многолетних трав в условиях Приохотской зоны Магаданской области/ Фундаментальные и прикладные проблемы науки. Том 4. - Мат. IX Междунар. симп., посвящ. 90-летию со дня рождения академика В.П. Макеева. – М.: РАН, 2014. – С. 75-85.
7. Иванова О. Г. Малозатратные технологии восстановления северных лугов (на примере Магаданской области) // Вестник ДВО РАН. – 2016. № 2 (186). – С. 77-83.
8. Методические указания по проведению опытов с кормовыми культурами. / Российская академия сельскохозяйственных наук. – Москва, 1997. – С. 57-71.
9. Иванова О. Г. Особенности прорастания семян субполярных и полярных экотипов многолетних злаковых трав и способы повышения их всхожести. // Сельскохозяйственные науки и агропромышленный комплекс на рубеже веков. Сборник материалов XIV Международной научно-практической конференции. – Новосибирск, 2016. – № 16. – С. 42-50.
10. Иванова О.Г. Элементы агротехники для семеноводства субполярных и полярных экотипов многолетних злаковых трав / Международный научно-исследовательский журнал. – 2016. – № 10-4 (52). – С. 144-146.

Список литературы на английском языке / References in English

1. Mihaylov N. G., Ivanova O. G. Semenovodstvo mnogoletnih trav – osnova razvitiya kormoproizvodstva na severe Dalnego Vostoka Rossii [Seed production of perennial grasses is the basis of the development of feed production in the northern part of Far East Russia] // Kormoproizvodstvo [Forage production]. – 2009. – № 5. – Р. 18-20. [in Russian]
2. Ivanova O. G., Yudina M. T. Ekologicheskie osnovyi kormoproizvodstva v ekstremalnyih usloviyah Severa Rossii na osnove vozdelyivaniya aborigennyih vidov trav [Ecological basis of forage production under extreme conditions of the Russian North on the basis of cultivation of native types of grasses] // Agropromyishlennyiy kompleks: sostoyanie, problemyi, perspektivyi / Sbornik materialov II mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii [Agroindustrial complex: state, problems, prospects. The collection of materials of II international scientific-practical conference]. – Penza: 2004. – P. 13-14. [in Russian]
3. Kustova S. B. Perspektivyi cozdaniya agroproduktovogo klastera v regione [Prospects of creation of the agriculture cluster in the region] / APK: economika, upravlenie [AIC: economy, management]. – 2017. № 8. – P. 15-19. [in Russian]
4. Patent RF na selektsionnoe dostizhenie # 6492, 05.07.2012. Arktopolevitsa shirokolistnaya (Arctagrostis latifolia (R.Br.) Griseb) Sort Priohotskaya. Zayavka № 8853313, 18.10.2011 / Berezkina E.V., Ivanova O.G,, Yudina M.T. [Patent of Russian Federation on a plant-breeding achievement № 6492, 05.07.2012. Arctagrostis latifolia(R.Br.) Griseb Sort of Priokhotskaya. Request № 8853313, 18.10.2011] [in Russian]
5. Ivanova O. G., Yudina M. T. Perspektivyi razvitiya kormoproiz-vodstva v zone subarktiki [Prospects of fodder production in the zone of the subarctic]. // Problemyi osvoeniya i sohraneniya Arktiki. Materialyi vserossiyskoy nauchno-prakticheskoy konferentsii [Problems of development and conservation in the Arctic. Materials of All-Russian scientific-practical conference]. – Norilsk, 2015. – P. 104-109. [in Russian]
6. Ivanova O.G. Elementy zonalnoy tehnologii vozdelovaniya mnogoletnyih trav v usloviyah Priohotskoy zony Magadanskoy oblasty [Elements of the zonal technology of cultivation perennial grasses in conditions of Priohotskoj zone of the Magadan area] / Fundamentalnie I prikladnyie problemyi nauki. Tom 4. - Мaterialy IX Меgdynarodnogo simpoziuma, posvyashonnogo 90-letiu so dnya pogdeniya akademika V. P. Makeeva [Fundamental and applied problems of science. Proceedings of the IX International Symposium]. – M.: RAN, 2014. - P. 75-85. [in Russian]
7. Ivanova O.G. Malozatratnyie tehnologii vosstanovleniya severnyih lugov (na primere Magadanskoy oblasti) [Low-cost recovery technologies in North meadows (on the example of the Magadan region)] // Vestnik DVO RAN [Vestnik of the Far East Branch of the Russian Academy of Sciences]. – 2016. – № 2 (186). – P. 77-83. [in Russian]
8. Metodicheskie ukazaniya po provedeniyu opyitov s kormovyimi kulturami [Methodical instructions on carrying out experiments with forage crops]. / Rossiyskaya akademiya selskohozyaystvennyih nauk [Russian Academy of agricultural Sciences]. – Moskow, 1997. – P. 57-71. [in Russian]
9. Ivanova O.G. Osobennosti prorastaniya semyan subpolyarnyih i polyarnyih ekotipov mnogoletnih zlakovyih trav i sposobyi povyisheniya ih vshozhesti [Features of seed germination Subpolar and Polar ecotypes of perennial grasses and ways to improve their germination]. // Selskohozyaystvennyie nauki i agropromyishlennyiy kompleks na rubezhe vekov. Sbornik materialov XIV Mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii [Agricultural science and agribusiness at the turn of the century. The collection of materials of XIV International scientific-practical conference]. – Novosibirsk, 2016. – № 16. – P. 42-50. [in Russian]
10. Ivanova O.G. Elementyi agrotehniky dlya semenovodstva subpolyarnyih i polarnyih ekotipov mnogoletnih zlakovyih trav [Elements of agro-technology for seed production of subpolar and polar ecotypes perennial cereal grasses] / Mezhdunarodnyj nauchno-issledovatel'skij zhurnal [International research journal], - 2016. – № 10-4 (52). – P. 144-146. [in Russian]