Типы трав по отношению к затоплению и подтоплению
Способность выносить затопление – это биологическое свойство растения. Длительное затопление, как правило, выдерживают корневищные и стелющиеся формы растений. Растения, имеющие мелкоукореняющуюся систему, лучше переносят близкое стояние грунтовых вод.
По отношению к затоплению луговые травы делятся на четыре группы: 1) не переносящие затопления – виды культурного эспарцета, плевел многолетний (пастбищный) и райграс высокий, житняк. Они могут находиться под водой не более 3–5 дней; 2) выносящие кратковременное затопление (7–10 дней) – виды культурного клевера, люцерна синяя, ежа сборная, мятлик луговой; 3) выносящие затопление средней длительности (до 20 дней) – люцерна желтая, лядвенец рогатый, тимофеевка луговая, овсяница луговая, пырей ползучий; 4) выносящие длительное затопление (30–40 дней) – полевица белая, лисохвост луговой и вздутый, кострец безостый, бекмания, двукисточник тростниковидный (канареечник).
Уровень грунтовых вод на лугах на протяжении вегетационного периода обычно колеблется, достигая максимума весной и падая до минимума летом. Злаки, имеющие мочковатую корневую систему, развитую в верхнем слое почвы, менее чувствительны к подтоплению, чем бобовые.
К подтоплению снизу, из-под почвы устойчивы лисохвост луговой, овсяница красная, мятлик луговой и болотный, щучка дернистая, многие осоки; неустойчивы кострец безостый, пырей ползучий, райграс высокий, житняк.
Среди бобовых можно выделить по реакции на подтопление различные растения: 1) выносящие близкий подход грунтовых вод (на 20–30 см) до поверхности почвы – клевер розовый, чина луговая; 2) выносящие средний по глубине подход грунтовых вод, но не ближе 30–50 см – клевер красный, лядвенец рогатый; 3) не выносящие близкого подхода грунтовых вод – люцерна синяя, эспарцет.
Устойчивость растений к затоплению и подтоплению существенно зависит от температуры воды и фазы вегетации растений. В летнее время при температуре выше 200С взрослые растения не выдерживают затопления и подтопления более суток.
Оптимальный уровень грунтовых вод зависит от типа почвы, содержания в воде кислорода, состава травостоя и способа использования. Он находится в пределах 40–100 см в зависимости от перечисленных факторов. На глинистых почвах, где капиллярный подъем лучше, оптимальный уровень грунтовых вод будет ниже, чем на песчаных почвах. На пастбищах грунтовые воды должны быть ниже 80–100 см, на сенокосных участках не выше 50–60 см.
Типы трав по отношению к плодородию почвы и ее особенностям
Взаимосвязь между растением и почвой проявляется весьма ярко, поэтому нередко растения могут быть использованы как показатели (индикаторы) тех почв, на которых они произрастают (рисунки 41, 42).
2
1
3
4
Рис. 41. Растения-индикаторы: 1 – чий блестящий – наличие грунтовых вод, пригодных для питья; 2 – полынь горькая –почва плодородная; 3 – луговик дернистый (щучка) – почва кислая; 4 – ежовник солончаковый – почва засоленная.
Луговые травы разных видов по-разному относятся к содержанию в почве питательных веществ, кислотности, щелочности, засоленности. Ценные кормовые злаки и бобовые лучше растут и развиваются на почвах, хорошо и средне обеспеченных питательными веществами, со слабокислой, нейтральной и слабощелочной реакцией (pH 5,0–7,5). При ухудшении режима питания эти травы вытесняются малоценными видами, что ведет не только к снижению урожайности, но и к ухудшению качества корма.
По требовательности к питательным веществам, содержащимся в почве, растения делятся на три группы:
1) растения богатых почв – эутрофы (борщевик, крапива, полынь горькая, таволга, конопля дикая, марь белая, щирица и др.);
2) растения почв средней обеспеченности питательными веществами – мезотрофы (большинство злаков и бобовых);
3) растения бедных почв – олиготрофы (белоус, полевица обыкновенная, кошачья лапка, ястребинка волосистая и др).
Некоторые растения, такие, как крапива двудомная, лебеда белая, купырь, лопухи, осоты, мощно развиваются на участках, обогащенных перегноем, они называются нитрофильными.
Сильное увеличение кислотности приводит к увеличению содержания легкорастворимых веществ, соединений алюминия и магния, что вредно сказывается на многих растениях; к снижению доступности молибдена, необходимого для фиксации азота клубеньковыми бактериями; к подавлению жизнедеятельности нитрофицирующих бактерий и дождевых червей. Все это косвенно отрицательно сказывается на урожайности ценных кормовых растений.
На кислых почвах могут расти вика, мышиный горошек, белоус, щучка дернистая, лапчатка лесная, луговик дернистый, подмаренник, щавель, лесные осоки. На щелочных солонцеватых почвах произрастают бескильница, прибрежница, кермек, солодка, пырей удлиненный и др.
Наибольший урожай злаки дают при достаточном обеспечении их азотом, фосфором и калием, а бобовые – фосфором, калием и микроэлементами. Реакция почвенной среды нейтральная или слабощелочная.
Почвы некоторых типов кормовых угодий содержат большое количество щелочных солей, главным образом хлоридов, сульфидов, карбонатов натрия, магния, кальция и калия. Высокое содержание этих солей приводит к повышению осмотического давления почвенного раствора, что затрудняет поступление воды в растения. Кроме того, многие соли токсичны для растений, особенно хлориды и углекислая сода.
Имеются, однако, виды растений, которые произрастают на засоленных почвах, и называются они галофиты: камфоросма, солянки, солерос, сорсозан, аперек, полынь, прутняк.
1
2
Р
3
По солеустойчивости некоторые кормовые растения по Бернштейну можно разделить на три группы: 1) хорошо солевыносливые (дают урожай при засолении 6–12 ммолей) – свинорой, овсяница тростниковидная, лядвенец рогатый, житняки, бекмания, бескильница, пырей сизый; 2) умеренно солевыносливые (3–6 ммолей) – райграс пастбищный и высокий, ежа сборная, овсяница луговая, кострец безостый, донники, люцерна посевная, клевер земляничный; 3) слабо солевыносливые (2–3 ммолей) – лисохвост луговой, клевер белый, розовый, красный.
На песках произрастают псаммофиты, способные быстро развивать корневую систему до увлажненного горизонта, – это жузгун, селин, саксаул белый, осока вздутая, ломкоколосник, разные виды полыней, прутняк и др.
Луговые травы по-разному относятся к аэрации почвы. Наиболее требовательны в этом отношении корневищные злаки, а также бобовые растения. Менее требовательны к аэрации влаголюбивые злаки, осоки, а также плотнокустовые – луговик дернистый, белоус торчащий и др.
Отношение луговых трав к свету и температуре
Свет влияет на интенсивность роста органов растений. От условий освещения зависит образование генеративных побегов, семенная продуктивность, нередко прорастание семян, приживание всходов и, следовательно, семенное размножение.
По устойчивости к затенению различают следующие группы растений: 1) относительно теневыносливые – мятлики обыкновенный и луговой, ежа сборная, овсяница красная, пырей ползучий, чина луговая, горошек заборный; 2) мало теневыносливые – лисохвост луговой, кострец безостый, овсяница луговая, полевица белая, лядвенец рогатый, люцерна желтая, клевер красный и розовый, мышиный горошек; 3) выносящие слабое затенение (сильно снижают урожай при затенении) – клевер белый, райграсы многолетний, многоцветковый, высокий.
В сформировавшихся фитоценозах (растительных сообществах) теневыносливые растения занимают нижний ярус, растут под пологом леса, в тени деревьев и кустарников. Светолюбивые занимают открытые пространства, хорошо освещенные, в сомкнутых травостоях листья на таких растениях расположены в среднем и верхнем ярусах. При посеве в травосмесях светолюбивые растения преобладают в год посева, в последующие годы выпадают. Это, как правило, растения недолголетние.
У многолетних трав молодые растения более теневыносливы, чем взрослые. Они могут расти под покровом других растений, что используется в агротехнике при создании сенокосов и пастбищ.
Тепло, как известно, имеет первостепенное значение в определении зональности, высотной поясности и микроклиматических условий отдельных местоположений (равнин, западин, склонов различной экспозиции, низин, пойм и др.). Тесная связь существует между тепловым и водным режимами почвы, а также влажностью воздуха, мощностью снегового покрова и т. д.
Влияние тепла на растения проявляется как непосредственно, так и косвенно через другие условия произрастания. Чем выше температура, тем больше влаги теряет почва через испарение. Снижение температуры вечером и ночью ведет к конденсации водяных паров воздуха и к выпадению росы. Снеговой покров защищает растения от воздействия низких температур зимой. Для влажных местообитаний характерны более холодные почвы.
Тепловой режим, воздействуя на микроорганизмы почвы, существенно влияет на темпы минерализации органического вещества и в конечном итоге на обеспеченность растений элементами минерального питания. Так, рано весной плохой рост травы на лугах во время похолодания связан не столько с непосредственным влиянием недостатка тепла, сколько с тем, что при низкой температуре процессы образования в почве доступных форм азота резко ослабляются. Внесение азотных удобрений в таких случаях резко улучшает рост трав.
В южных районах с высокими температурами в течение вегетационного периода во многих случаях рост растений лимитируется не избытком тепла, а недостатком влаги; при орошении здесь могут успешно произрастать многие виды трав.
В высокогорьях некоторые виды отсутствуют или встречаются редко не потому, что там холодно, а потому, что при недостаточном обеспечении элементами минерального питания они не могут успешно конкурировать с растениями, более приспособленными к таким условиям.
В связи с этим в каждой почвенно-климатической зоне, на определенном типе почвы произрастает определенная группа растений, которая приспособлена не только к месту обитания, но и друг к другу, и называется она фитоценозом.
Для многолетних трав, переживающих всесезонные перемены погоды, наиболее трудным периодом является зима и особенно весенний переход от нее. Для зимующих растений опасны возвраты холодов при наступлении первого тепла, поскольку закалка у них уже теряется. В связи с этим зимостойкость трав необходимо рассматривать в совокупности с весностойкостью.
Все травы по отношению к теплу в зимне-весенний период подразделяются на четыре группы: 1) высокоморозостойкие – житняки, кострец безостый, лисохвост луговой, пырей ползучий, полевица белая, бекмания, типчак, люцерна желтая, донники; 2) морозостойкие – тимофеевка луговая, мятлик луговой, овсяница красная, лядвенец рогатый; 3) среднеморозостойкие – люцерна посевная, клевер красный и розовый, ежа сборная, овсяница луговая. 4) маломорозостойкие – райграсы многолетний и многоцветковый.
Устойчивость растений зависит от их жизненного состояния и обеспеченности запасными веществами, от степени защищенности зимующих почек, от степени закалки в осенний период. Наиболее зимовесностойкими являются виды кормовых трав степного происхождения.
Топографические факторы. На природных кормовых угодьях юга России немаловажное значение в формировании растительных фитоценозов имеет рельеф местности. Основными формами рельефа являются: равнины (уклон не более 0,50); холмы – до 200 м относительной высоты; горы– высота свыше 200 м; склоны – пологие (2–70), покатые (7–150), крутые (15–400) и обрывистые (уклон более 400).
Кроме этого значительное влияние на формирование растительного сообщества оказывают элементы мезо- и макрорельефа: понижения между склонами, гривы и лощины, поймы, западины, блюдца, песчаные гряды. С ними связаны изменения климатических, почвенных условий и условий увлажнения территорий.
И как результат даже в районах недостаточного увлажнения могут быть луга низинные, с близким стоянием грунтовых вод, затопляемые, и наоборот – в районах избыточного увлажнения на сухих возвышенных местах и склонах преобладает растительность ксероморфного типа.
С рельефом связаны: вертикальная зональность в распределении растительного покрова; разнообразие растительных группировок в одной и той же зоне; границы распределения видов растений и ряда животных и насекомых; наступление сроков прохождения тех или иных фаз роста и развития растений, их химизм и урожайность; возможность и необходимость проведения агротехнических и мелиоративных мероприятий; характер хозяйственного использования (многолетние насаждения, полеводство, луговодство и пр.).
Из понятия «рельеф» наиболее заметное влияние на растения оказывают высота местности над уровнем моря, экспозиция и крутизна склонов. Высота местности определяет плотность воздуха, температуру, влажность и интенсивность солнечной радиации. С увеличением высоты на каждые 100 м температура воздуха снижается в среднем на 0,50С, что связано с ростом потерь тепла при излучении его землей в связи с разреженностью атмосферы, уменьшением в ней водяных паров и пыли. Понижение температуры с высотой укорачивает период вегетации растений несмотря на увеличение интенсивности освещения за счет прямой солнечной радиации с возрастанием в ней доли сине-фиолетовых лучей спектра. С высотой абсолютная влажность воздуха понижается, несмотря на увеличение количества осадков. Высота местности изменяет климат, почву и растения.
На характер растительного покрова большое влияние оказывают экспозиция (направление по отношению к сторонам света) и крутизна склонов. Южные склоны обычно более крутые, они лучше освещены и лучше прогреваются, воздух здесь суше. Они менее влагообеспечены, растительность на них более разреженная и несет элементы более южных плакоров. На юге более высокие урожаи трав получают на северных склонах, где почва и растительность в некоторой степени напоминают почву и растительность более северных зон. Крутизна склонов определяет сумму солнечной радиации, скорость таяния снега и скорость движения воды по склону, а в связи с этим и интенсивность эрозии.
Интенсивность эрозионных процессов и большие делювиальные наносы ярче выражены на склонах южной экспозиции. Большие смывы здесь приводят к обнажениям (известняки, мел, мергель и др.) и изреживанию растительности. Выпадение растений приводит к тому, что плоскостная эрозия переходит в линейную, при которой сначала образуются промоины, а затем овраги, усиленно развивающиеся в условиях отсутствия древесной растительности, распашки склонов и обилия весенних вод при больших площадях водосбора. В результате не только сокращаются полезные площади, но и происходит изменение состава растительных группировок, иссушение примыкающих к оврагам территорий, снижение производительности сельскохозяйственных земель.
С течением времени склоны оврагов с помощью делювиальных потоков воды становятся более пологими, зарастают растительностью, в результате чего овраг превращается в недеятельный овраг или балку, растительность днищ которых нередко сходна с растительностью пойм небольших речек.
К результатам древней эрозии можно отнести ложбины, лощины, суходолы и долины рек. В поймах рек, особенно крупных, четко представлен аллювиальный процесс, выраженный в ежегодных отложениях на приречную долину наносов или при разливе реки, что накладывает сильный отпечаток на рельеф долины, плодородие и увлажнение почв, а в связи с этим и на особенности растительного покрова.
Экологические факторы действуют на растение не изолированно друг от друга, а совместно. Влияние каждого фактора на растение зависит от выраженности прочих факторов. В практике луговодства наибольшее значение имеют влага и питательные вещества. Регулируя эти факторы, можно улучшить аэрацию и тепловой режим.