Мурзабекова Лида Амирхановна Влияние фитофагов на пастбищную растительность.

Мурзабекова Лида Амирхановна
Влияние фитофагов на пастбищную растительность.
Пути снижения вредного влияния выпаса
сельскохозяйственных животных.
Научный руководитель: Газдиева Ада Асламбековна,
кандидат психологических наук,
учитель биологии гимназии № 1 г. Назрань
Республика Ингушетия, г. Назрань,
ГАОУ «Гимназия №1 г. Назрань», 10 класс
Оглавление
Введение. ...................................................................................................................................................................... 2
Основная часть ............................................................................................................................................................ 4
I. Выпас сельскохозяйственных животных как экологический фактор ................................................................. 4
II. Особенности влияния на травостои различных видов скота .............................................................................. 9
Заключение. ............................................................................................................................................................... 11
Список использованной литературы: ...................................................................................................................... 13
Введение.
Среди прочих богатств, которыми дано владеть человеку, самое ценное, несомненно,
земля. От того, как бережем ее, насколько умело, рачительно хозяйствуем на ней, в
огромной степени зависит наше благосостояние. Земельная проблема имеет не только
правовую и экономическую стороны, с ней связано немало политических бурь и
социальных потрясений. И это понятно, ибо земля, с ее почвенным покровом занимает
определенное место среди материальных условий, необходимых для жизнедеятельности
человека.
Целью данной работы является анализ влияния выпаса домашнего скота на
экосистемы полей и лугов.
Объектом исследования – пастбищные поля Назрановского района Республики
Ингушетия
Задачами данной работы является:
1. выявление факторов, влияющих на эффективность использования земли и
пути ее повышения.
2. Формулирование
природных
рекомендаций
пастбищ
и
для
снижения
эффективного
вредного
использования
влияния
выпаса
сельскохозяйственных животных.
Для получения необходимой информации я использовала следующие источники:
годовые отчеты ГУП «Кантышевский», материалы статистической отчетности, сводные
документы, а так же соответствующую экологическую литературу.
Земельный фонд нашей республики очень ограниченный, так как в результате
демографического роста населения и неумелой политики распределения земельного
фонда властями РИ, в настоящее время сложилась такая ситуация, что пахотные земли
были отданы частным лицам и организациям для застройки объектов личного
пользования.
История нашего народа так складывалась, что основной формой деятельности
людей было сельское хозяйство.
В связи с тем, что практически во всех домашних подворьях есть крупный и
мелкий домашний скот, то выпас скота производится чаще всего стихийно на полях и
лугах, на территории нашей республики.
К каким последствиям для экосистемы полей и лугов приводит такая деятельность
человека? также проводится ли государственными унитарными предприятиями, какая
либо природоохранная политика в отношении использования земли и каковы пути ее
повышения?
Основная часть
I. Выпас сельскохозяйственных животных как экологический фактор
Среди биотических факторов среды для растений влияние фитофагов является
одним из самых важных. Одна из форм фитофагии – выпас, т.е. отчуждение надземных
частей растений крупными фитофагами и при этом уплотнение почвы. В естественных
экосистемах (степи, луга и пр.) выпас является нормальным экологическим фактором,
необходимым для поддержания стабильного состава растительного сообщества, при этом
пастбищные нагрузки регулируются урожайностью травостоев, хищниками и паразитами.
В агроэкосистемах выпас естественным путем не регулируется. Интенсивность
пастбищных нагрузок определяет человек. В большинстве случаев эти нагрузки
оказываются завышенными, что приводит к пастбищной дегрессии фитоценозов и
обеднению биоразнообразия Пастбищная дегрессия в последние годы в нашей республике
приобретает все более острый и масштабный характер, что делает восстановление
деградированных пастбищ и регулирование выпаса важнейшими задачами современной
агроэкологии.
Выпас сельскохозяйственных животных на степную растительность оказывает
прямое и косвенное влияние.
Влияние, оказываемое через изменение условий среды (уплотнение и изменение
химического состава почвы и т.п.), следует рассматривать как косвенное влияние выпаса.
Прямое влияние выпаса проявляется в непосредственном воздействии животных на
растения.
Выделяют
три
основные
формы
воздействия
скота
на
пастбищную
растительность:
1) стравливание – поедание надземных органов травянистых растений;
2) вытаптывание – воздействие на растения и почву копытами;
3) откладывание экскрементов.
Эти формы воздействия влияют на степные растения как непосредственно, так и
косвенно.
Стравливание. При стравливании травы скотом происходит потеря частей
генеративных и вегетативных органов травянистых растений и нарушение роста, а также
изменение условий их произрастания, что связано с увеличением доступа солнечных
лучей к поверхности почвы (снижение влажности приземного слоя воздуха, увеличение
прогревания почвы в дневные часы и обеспеченности светом низкорослых растений).
Однако стравливание существенно отличается от скашивания тем, что отдельные виды
животных проявляют более или менее выраженную селективность в поедании различных
видов степных растений и к тому же проводят дефолиацию их на разной высоте .
На естественных пастбищах с травостоями из многих видов трав, различно
поедаемых скотом, селективность в стравливании выражена достаточно резко, она иногда
усугубляется тем, что некоторые виды трав не только не поедаются скотом, но и
препятствуют поеданию скотом других растений, произрастающих совместно с ними
(колючие растения, в частности такие виды как Caragana frutex и Carduus nutans).
Селективность в потреблении растений скотом проявляется более резко при экстенсивном
использовании
пастбищ,
например
при
“вольном”,
нерегулируемом
выпасе.
В
зависимости от вида выпасающихся животных остается то большее, то меньшее
количество несъеденных растений.
Обрывая траву, животные, особенно крупный рогатый скот, тянут ее вверх и вбок,
что может сопровождаться приподниманием побегов над поверхностью почвы и даже
частичным обрывом корней и выдергиванием растений из почвы. Выдергиваться могут
лишь растения со слаборазвитой корневой системой, в частности молодые и старые особи
(Смелов, 1966).
Детальный физиологический анализ влияния скусывания на пастбищные злаки
приведен в работе А.П. Смелова (1966). При срезании побега непосредственно под
генеративный орган растущие зоны стебля срезом не затрагиваются, все же такой срез
лишает побег способности к дальнейшему росту.
Почки, сосредоточенные в узле кущения, в период вытягивания стеблей
удерживаются
в
покоящемся
состоянии
под
влиянием
гормонов,
ауксинов,
продуцируемых осевым побегом. После срезания побега вместе с удалением источника
торможения почки приобретают способность к росту. Срез осевого побега ниже органа
плодоношения сопровождается наступлением процессов кущения. Поток питательного
материала вместо осевых органов направляется к боковым органам.
Вместе с
прекращением роста осевых побегов происходит образование большого количества новых
побегов, возникающих из почек. В верхней части побега продуцируются гормоны роста,
обусловливающие ростовые процессы. Вместе с ее удалением устраняются необходимые
условия роста. Побег прекращает рост и отмирает.
Вытаптывание. Животные, передвигаясь по пастбищу, соприкасаются копытами
с поверхностью почвы и надземными органами растений. В зависимости от размеров и
формы копыт, а также от веса животных почва и растения испытывают на себе при этом
то большее, то меньшее давление. Давление копыт коров достигает 1 кг/см2 и более, когда
животные стоят, и до 4 кг/см2 при ходьбе, т. е. превышает давление колес трактора.
Исследователями отмечено, что особенно интенсивно топчут почву овцы.Общая
площадь нижней поверхности копыт домашней овцы составляет 50 см2, средний вес
животного — 50 кг. Статическое давление одной овцы на 1 см2 почвы составляет около 1
кг. При ходьбе общий вес овцы приходится на поверхность только двух ног, поэтому
статическое давление фактически составляет 2 кг/см2. Это в 4 раза больше, чем
статическое давление среднего танка, составляющее 0,5 кг/см2. Овца, непрерывно
передвигаясь, проходит за день около 10 км, оставляя за собой около 40 тыс. следов. По
сути дела, эти следы приходятся на площадь в 0,1 км2, так как каждая овца захватывает
при ходьбе полосу степи шириной не более 1 м. Следовательно, каждая овца утаптывает
за день 200 м2. Небольшое стадо в 50 голов, потоптавшись на 0,01 км2 степи, давит на эту
площадь силой, равной 30 танкам, если бы они плотным строем прошли по этому участку
8 раз.
Чем менее продуктивно пастбище и хуже в качественном отношении травостой,
тем в поиске подходящего корма животные проходят большие расстояния в пределах
пастбища и большее число раз соприкасаются своими копытами с поверхностью почвы.
При прочих равных условиях воздействие копыт зависит от количества скота,
выпасающегося на единице площади, и от длительности пастбищного периода.
Вытаптывание проявляется в большей степени при вольном, нерегулируемом выпасе, чем
при загонном. Вытаптывание оказывает на степные травы как непосредственное, так и
косвенное (путем воздействия на почву) влияние. Непосредственное воздействие
сказывается в травмировании копытами надземных органов растений. У травянистых
растений повреждаются стебли, листья и почки возобновления, расположенные на
поверхности или у поверхности почвы. Отрицательная реакция многих видов разнотравья
на пастбищное использование в основном обусловлена повреждением их надземных
органов копытами животных. На воздействие копыт отрицательно реагируют молодые
слабоукоренившиеся травянистые растения.
У степных растений в ходе эволюции выработалась особенная анатомия стебля,
позволяющая выдерживать вытаптывание копытными. Устойчивость растений к
вытаптыванию обусловлена упругостью их надземных органов, что определяется
наличием в них хорошо развитых сосудисто-волокнистых пучков. Воздействие животных
на степные травы проявляется в прижимании надземных побегов копытами к почве, что
способствует их укоренению, а также в отторжении острыми краями копыт побегов и
отодвигании их от материнских растений. При влажной погоде или влажной поверхности
почвы такие побеги, прижатые копытами к почве, укореняются и дают начало новым
особям.
Таким
образом,
вытаптывание
может
способствовать
вегетативному
размножению.
Для определения влияния вытаптывания на растения В.И.Евсеев (1954) провел
опыт, в котором скот прогоняли по пастбищу, не стравливая растительность. Было
обнаружено, что разные виды растений проявили разную стойкость к скотобою.
Злаковые
доминанты
из-за
ухудшения
условий
среды
теряют
свою
конкурентноспособность и выпадают из ценоза. Полыни в силу своей патиентности в
условиях интенсивного вытаптывания, оказываются более конкурентноспособными и
начинают доминировать в сообществе. Интенсивный скотобой резко ослабляет
межвидовую конкуренцию в фитоценозе, что позволяет повысить свою представленность
эфемероидным растениям, которые выигрывают за счет активной вегетации ранней
весной во время изобилия талых вод. Poa bulbosa, являясь эфемероидом, оказывается
самым многопредставленным видом при интенсивном скотобое.
Воздействие копыт на почву выражается в уплотнении ее верхнего слоя, а иногда
и в деформации поверхности, что зависит от влажности почвы, ее механического состава,
степени сформированности дернины, положения в рельефе, интенсивности выпаса,
длительности пастбищного периода.
Особенно часто уплотнение почвы проявляется в весенний период сразу после
схода снега и во время затяжных дождей. При этом копыта животных глубоко
вдавливаются во влажную почву, оставляя после себя углубления. При воздействии копыт
большого числа животных на почву, насыщенную водой, дернина легко разрушается,
верхний слой превращается в грязеобразную массу. В местах, особенно интенсивно
вытаптываемых, образуются голые пятна почвы. Крутые склоны в результате
вытаптывания покрываются серией тропинок, что может способствовать развитию эрозии.
С уплотнением верхнего слоя почвы меняются ее водно-воздушные свойства,
возрастает объемный вес почвы, снижается ее влагоемкость, скорость проникновения
воды, объем пор.
Показатель аэрации для почв, подвергшихся интенсивному выпасу, оказался на 17-18%
ниже, чем на рядом расположенном, сенокосном участке.
Существенные изменения происходят в биологической активности почвы:
снижается численность аэробных бактерий, в том числе азотобактера, подавляется
деятельность
дождевых
червей,
но
возрастает
численность
анаэробных бактерий маслянокислого брожения и прочих.
денитрификаторов,
Для каждого вида существуют определенные пределы его выносливости к
вытаптыванию. При уплотнении почвы в сочетании с лучшей прогреваемостью ее после
отчуждения надземных органов травянистых растений возрастает испарение воды с ее
поверхности, что на сухих и умеренно влажных почвах приводит к большей сухости почв
на пастбищах по сравнению с сенокосами.
Отложение экскрементов оказывает на степные растения разностороннее
влияние, как непосредственное (например, погребение), так и косвенное (через изменение
почвы). На почву экскременты оказывают значительно большее влияние, чем на
травостой. С
экскрементами
в почву возвращается основная часть
элементов
минерального питания, содержащихся в траве, съеденной животными. Это зависит от вида
выпасающихся животных и от системы использования пастбищ, в частности длительности
пребывания скота на пастбище в течение.
Поступление с экскрементами на поверхность почвы больших количеств богатого
азотом легко минерализующегося органического вещества способствует повышению
микробиологической активности почвы и жизнедеятельности почвенной мезофауны, в
частности дождевых червей. При этом происходит ускорение разложения отмерших
органов растений, что препятствует накоплению их в почве в неразложившемся или
полуразложившемся состоянии. Почвы пастбищ более богаты доступными для растений
элементами минерального питания, чем почвы сенокосов, находящихся в сходных
условиях. Благотворное влияние отложения экскрементов проявляется в полной мере,
когда нет нарушения физических свойств почвы из-за ее уплотнения.
Вместе с калом и мочой животных в почву поступает большое количество
органического вещества, азота и зольных элементов.
По данным С.П.Смелова (1966), одна корова оставляет на пастбище в течение 12часовой пастьбы 24 кг кала и 15 кг мочи, то есть около 160 г азота и около 40 г фосфора.
При круглосуточном пребывании животных на пастбище большая часть азота,
содержащаяся в съеденной траве, возвращается в почву в виде экскрементов.
Экскременты животных служат пищей не только для трав, но также и для
почвенной макро-, микрофауны и микрофлоры, повышая их жизнедеятельность. Кал и
моча способствуют усреднению почвенной реакции, повышению биогенности почв.
Вместе с тем, благодаря экскрементам животных, увеличивается численность и
обогащается видовой состав почвенных макро- и микроорганизмов.
Влияние экскрементов на почву и растения определяется не только их
количеством, но и химическим составом, физическими свойствами, формой и
особенностью их распределения по поверхности, а все это зависит от вида животных,
выпасающихся на пастбище.
Иначе на степные экосистемы влияют твердые экскременты. Они не только
непосредственно воздействуют на растения, обусловливая иногда их гибель, не только
способствуют обогащению почвы элементами минерального питания растений, а
приземного воздуха углекислым газом, но и обеспечивают энергией, а также создают
условия для существования микроскопических и макроскопических капротрофных
организмов.
Наиболее
равномерно
распределяются
экскременты
овец
и
коз,
представленные как бы небольшими гранулами органического вещества. Такие
экскременты не могут оказывать неблагоприятного механического воздействия на
растения, и при их разложении происходит постепенное поступление в почву
содержащихся в них элементов минерального питания растений; они поэтому оказывают
лишь
положительное
влияние
на
растения.
У
крупного
рогатого
скота
кал
неоформленный, жидкой консистенции; попадая на поверхность почвы, он растекается,
образуя “лепешки” различных размеров (обычно 20-30 см в диаметре). Растения,
погребенные под экскрементами крупного рогатого скота, из-за прекращения доступа к
ним воздуха отмирают. Скорость разложения экскрементов зависит от метеорологических
условий: в теплую влажную погоду оно идет быстрее. В разложении экскрементов
большое участие принимают капротрофные животные, в частности насекомые, их
личинки и дождевые черви.
II. Особенности влияния на травостои различных видов скота
Различные виды сельскохозяйственных животных по-разному стравливают
травянистые растения. Овцы стравливают растения у самой поверхности почвы. В
соответствии с этим растения, подгрызаемые у поверхности почвы, сильно угнетаются,
снижают свое участие в травостоях вплоть до полного исчезновения. Как было отмечено в
предыдущих разделах овцы оказывают самое сильное, по сравнению с другими видами
скота, статическое давление копытами на почву. При пастбищном содержании овцы
являются самой антиэкологичным видом скота, которые особенно пагубно влияет на
растительность степных пастбищ.
Крупный рогатый скот скусывает траву на более высоком уровне, чем овцы, и
потому оказывает на травы менее неблагоприятное влияние. При поедании травы корова с
помощью языка передвигает пучок травы в рот, затем, сомкнув челюсти резким
движением головы, отрывает ее. Отдельные побеги и листья обрываются на разной
высоте.
Выпас местных пород и видов скота, за счет их адаптированности к местной
растительности, позволяет расширить спектр поедаемых видов трав естественных
пастбищ. Это уменьшает общую нагрузку на растительность за счет распределения его на
виды трав, которые мало поедаются или не поедаются завезенными породами скота.
Для ковыльных и типчаковых пастбищ наиболее благоприятен выпас лошадей. В
степной флоре лошади имеют более широкий спектр поедаемых трав, чем коровы, что
позволяет предотвратить селективный выпас на степных пастбищах.
Лошади скусывают траву зубами на более высоком уровне, чем овцы, и потому
оказывают на травы менее неблагоприятное влияние.
В частности, он отмечает, что пастбищная дегрессия ускоряется при постоянном
выпасе только одного вида скота на одной и той же площади. При чередовании разных
видов сельскохозяйственных животных нагрузка на растительность пастбищ смягчается
за счет различия спектра поедаемых растений у разных видов сельскохозяйственных
животных. Специалистами государственного унитарного предприятия
было отмечено
повышение устойчивости продуктивности пастбищ на тех площадях, где чередовались в
разные пастбищные сезоны овцы ,
крупный рогатый скот и
лошади. Разные виды
сельскохозяйственных животных отличаются по силе давления на почву и высоте
скусывания растений, что позволяет распределить нагрузку на более широкий спектр
видов и жизненных форм растений.
Различия влияний завезенных пород коров и местных пород овец на естественные
пастбища были нами изучены.
Результаты исследований выявили более высокий адаптивный потенциал овец по
сравнению с коровами.
В частности, перевариваемость низкокачественного пастбищного корма в
засушливые годы у коров оказалась на 20-30% ниже, чем у овец. Коэффициент освоения
малопоедаемых местных трав у коров ниже на 60%, в то время как осваиваемость
хорошопоедаемых растений не отличалась. Овцы, наряду с ценными кормовыми
растениями, охотно поедали и малоценные виды трав, которых коровы не потребляли.
Вследствие этого мы делаем вывод что, поедание скотом узкого спектра видов
трав и оставление малоценных видов при многолетнем использовании приводит к
выпадению из состава фитоценоза хорошо поедаемых ценных кормовых растений и
увеличению присутствия малоценных видов.
Выпас является мощным фактором смены растительного покрова на пастбище.
Эти изменения протекают быстро, и их можно наблюдать в течение нескольких лет. При
большой нагрузке скота отдельные стадии пастбищной дегрессии могут и не проявляться,
а хорошие пастбища через 3-4 года могут быть превращены в полный сбой. Чем менее
благоприятны условия местообитания, тем более сокращается и ряд пастбищной
дегрессии
Заключение.
III.
Рациональное использование пастбищ
В целях недопущения пастбищной дегрессии разработаны специальные методики
рационального использования пастбищ. В современной литературе большое количество
работ посвящены исследованиям по этой проблеме.
Мы решили на основании изучения данной проблемы сформулировать
следующие рекомендации для пользования специалистами сельского хозяйства для
рационального использования пастбищ:
1) установление оптимальной высоты, сроков и кратности использования;
2) выбор способов использования в течение одного пастбищного сезона и по
годам;
3) установление техники стравливания травы;
4)
оборудование
пастбищной
территории,
комплектование
стада,
выбор
распорядка пастбищного дня;
5) текущий уход за пастбищем.
Срок начала выпаса первого или последующего стравливания после отдыха
должен определяться и урожаем. К началу выпаса на низово-злаково-белоклеверном
пастбище должно быть не менее 20 ц/га зеленой массы при первом цикле стравливания, а
при последующих – 4-5 т/га .
При определении оптимальной кратности стравливания пастбищ необходимо
руководствоваться биологическими особенностями многолетних растений пастбищ. По С.
П. Смелову (1966), примерно 10 дней после стравливания, отрастание отавы идет за счет
расходования запасенных в подземных органах пластических веществ. Для полного их
восстановления требуется около трех-четырех недель. Количество же запасных веществ в
подземных органах зависит от их массы и глубины проникновения корней. Частое
стравливание или скашивание ведет к уменьшению биомассы подземных органов и к
понижению в них содержания запасных питательных веществ. В результате число побегов
и мощность их уменьшаются, погибает часть растений, и урожай понижается.
Важно, чтобы в перерыве между циклами стравливания растения получили время
достаточное для ситезирования питательных веществ для растущего растения и
накопления их в корнях для последующего использованием новыми побегами. Темпы же
прироста листьев во многом зависят от степени затенения. Вначале они развиваются
бурно, а по мере смыкания травостоя темп прироста их уменьшается, и тогда необходимо
травостой стравить (Ларин и др., 1990).
Важно определить время прекращения осеннего стравливания. В конце
вегетационного периода замедляются темпы прироста надземной массы. Это не означает
затухание
жизни.
Напротив,
в
осенний
период
бурно
протекают
процессы
побегообразования и укоренения (Ларин и др., 1990).
В осенний период кущения происходит обновление и пополнение осевых
"скелетных" наиболее развитых побегов. При нарушении нормального хода течения этого
процесса жизненность растений резко изменяется, и ее нельзя затем поправить никакими
приемами (Смелов, 1966).
Таким образом, период интенсивного осеннего кущения является критическим, и
в это время нельзя допускать использование травостоя для выпаса. В этот период
рекомендуется скот перегонять с естественных пастбищ на пашню после уборки урожая
озимых. Таким критическим периодом является конец августа – начало сентября.
Бобовые, в отличие от злаковых, менее подвержены пагубному влиянию осеннего выпаса
(Ларин и др., 1990).
Специалисты отмечают преимущество высокой стерни, оставляемой под зиму.
Поэтому конец осеннего использования должен определяться не только временем, когда
происходит бурное летне-осеннее кущение, накопление и перестройка пластических
веществ, но и высотой травостоя.
Выпас следует заканчивать за 25-30 дней до наступления устойчивых заморозков.
С.П.Смелов (1966) предлагает ориентироваться на среднесуточную температуру воздуха.
Выпас, по его данным, следует прекращать с установлением средней температуры 10°С
(Ларин и др., 1990).
Выпас ранней весной и поздней осенью нежелателен потому, что в это время
почва сырая и пасущиеся животные своими копытами разрывают дернину, в результате
чего не только уменьшается урожай, но и образуются кочки (Ларин и др., 1990).
Урожай пастбища понизится и при интенсивном зимнем стравливании злаков,
уходящих под снег с зелеными вегетативными побегами (например, типчака, житняков и
др.). Совершенно безвреден выпас для трав, оставляющих в зиму засохшие побеги, а в
особенности для растений, у которых почки возобновления находятся в почве или близко
к ее поверхности.
Список использованной литературы:
1. «Вопросы сенокосно-пастбищного». Смелов С.П. 1966;
2. «Пастбища». Благовещенский, 1967; Андреев, 1974
3. Warren, 1986; «Практическое руководство»
4. «Агроэкосистемы» Высоцкий, 1915
5. «Растительные сообщества» Горшкова, И.В.Ларин ,1973.