Хозяйственная характеристика растительных сообществ кормовых растений сенокосов и пастбищ
Практикум по основам луговодства
Учебно-методическое пособие по проведению
лабораторно-практических занятий
Павлодар
УДК 633.2 (076.5)
ББК 42.2я73
П69
Рекомендовано Ученым советом ПГУ им. С.Торайгырова
Рецензенты:
Т.К.Бексеитов – доктор сельскохозяйственных наук, профессор, заведующий кафедры генетики и биотехнологии ПГУ
Б.Р.Ирмулатов – кандидат сельскохозяйственных наук, заведующий отделом земледелия Павлодарского НИИ сельского хозяйства
П69Мустафаев Б.А.
| Практикум по основам луговодства: учебно-методическое пособие по проведению лабораторно-практических занятий. – Павлодар, 2007. – 240 с. |
В учебно-методическом пособии рассматриваются особенности роста, развития и хозяйственная оценка основных растений сенокосов и пастбищ, описывается полевые и лабораторные методы оценки и учета состояния естественных кормовых угодий, способы их улучшения и рационального использования, классификация и инвентаризация природных кормовых угодий, динамика их растительности, а также сенокосы и пастбища природных зон. Дается описание и определение многолетних злаковых и бобовых трав по семенам, вегетативным и генеративным признакам, сорных растений сенокосов и пастбищ. Изложены организация пастбищеоборотов, сенокосооборотов севооборотов, системы обработки почвы и удобрений орошения как приемы эффективного повышения продуктивности лугов и пастбищ. Отмечены особенности организации семеноводства лугопастбищных трав и методики опытных работ на сенокосах и пастбищах.
УДК 633.2 (076.5)
ББК 42.2я73
© Мустафаев Б.А., 2007
© Павлодарский государственный университет
им. С.Торайгырова, 2007
Содержание
| Введение…………………………………………………….. | |
| 1 Основы луговодства………………………………………… | |
| 1.1 Хозяйственная характеристика растительных сообществ кормовых растений сенокосов и пастбищ………………… 1.2 Особенности роста и развития многолетних трав сенокосов и пастбищ……………………………………………………… 1.3 Влияние выпаса и сенокошения на продуктивность луговой растительности……………………………………… 1.4 Основные сведения по экологии многолетних трав сенокосов и пастбищ…………….…………………………… 1.5 Хозяйственная оценка основных растений сенокосов и пастбищ…………………………………………………….…. 1.6 Сорные растения сенокосов и пастбищ…………...………… 1.7 Основные кормовые растения сенокосов и пастбищ……… Лабораторная работа. Определение многолетних злаковых трав по вегетативным и генеративным признаками……….. Лабораторная работа. Определение бобовых трав по веге- тативным и генеративным признаками………..……………. 2 Классификация и инвентаризация природных кормовых угодий…………………………………………………………. 2.1 Классификация природных кормовых угодий……………… 2.2 Инвентаризация природных кормовых угодий……………. 2.3 Динамика растительности сенокосов и пастбищ…………… 2.4 Сенокосы и пастбища природных зон………………..…….. Лабораторная работа. Приемы оценки и учета состояния сенокосов и пастбищ……………………………………….… 3 Системы и способ улучшения природных кормовых угодий…………………………………………………….…… 3.1 Поверхностное улучшение естественных сенокосов и пастбищ……………………………………………………….. 3.2 Коренное улучшение сенокосов и пастбищ………………… Лабораторная работа. Разработка системы мероприятий по улучшению лугопастбищных угодий……………………….. 4 Организация и рациональное использование сенокосов и пастбищ……………………………………………………….. 4.1 Рациональное использование пастбищ……………………… Лабораторная работа. Приемы создания и эффективного использования культурных пастбищ………………………… 4.2 Рациональное использование сенокосов……………………. Лабораторная работа. Организация и использование сено- косов……………………………………………………………. 5 Семеноводство многолетних трав……………………………. 5.1 Особенности семеноводства кормовых трав……...………… | |
| 5.2 Семеноводство отдельных видов лугопастбищных трав…... | |
| Лабораторная работа. Определение семян лугопастбищных трав…………………………………………………………….. 6 Краткие методики научно-исследовательских работ по лу- говому кормопроизводству…………………………………… | |
| Литература……………………………………………………… |
Введение
Луговодство как отрасль сельского хозяйства охватывает систему организационных мероприятий и технических приемов, направленных на повышение производительности природных кормовых угодий путем рационального использования и улучшения естественных, а также создания сеяных сенокосов и пастбищ. Как научная дисциплина луговодство содержит сведения о луговой растительности, наиболее рациональных способах использования сенокосов и пастбищ.
Луговодство включает в себя не тоько описание растений и производственных приемов, связанных с получением сена и пастбищного корма, но и теоретическое обоснование этих приемов. Поэтому в основу своевременного луговодства должны быть положены биология и экология растений и геоботаника (учение о растительных сообществах).
Луговод изучает растительное сообщество, имея в виду его кормовое значение, поэтому и подход к этому изучению у него специфический.
При описании растительных сообществ луговод пользуется теми же методами, что и геоботаник, но в результате своих исследований он прежде всего стремится получить конкретный цифровой материал (число и вес отдельных растений и всего сообщества на единице площади, число побегов на растении, на единице площади и т.п.).
В луговодстве большое внимание уделяется кормовой оценке растений и растительных сообществ сенокосов и пастбищ. Для этого определяются не только урожай, но непременно и кормовое качество его, сроки и способы использования (на сено или выпас), для какого вида скота и т.п. Для такой оценки необходимы химические анализы и определение питательной ценности растений сена, пастбища, наблюдения за поедаемостью растений отдельными видами скота и др. Все это сближает луговодство с кормлением сельскохозяйственных животных – луговод должен быть в какой-то мере и зоотехником, так же как и зоотехник луговодом.
В луговодстве применяется ряд агротехнических приемов, общих (с некоторыми, правда, специфическими особенностями) с полеводством, теоретическое обоснование которых дается в курсах общего земледелия и агрохимии. Выявить роль в растительном сообществе отдельных растений, уяснить их биоэкологические особенности, определить характер приемов улучшения сенокосов и пастбищ можно, только хорошо изучив среду, в которой развиваются растения. Такой средой является прежде всего почва, изменяющаяся под влиянием климатических условий. Таким образом, луговодство основано на биологии и экологии растений, геоботанике, почвоведении, агрометеорологии и кормлении сельскохозяйственных животных; в то же время в луговодстве должны быть использованы современные методы и практические приемы полеводства, общего земледелия и агрохимии.
Для успешного ведения лугопастбищного хозяйства в условиях дальнейшего развития агропромышленного комплекса страны при возросшей технической оснащенности сельского хозяйства, внедрении прогрессивных технологий производства кормов, интенсификации лугового кормопроизводства необходимо максимальное использование научных данных, передового опыта. В связи с этим специалисты по луговому кормопроизводству должны обладать глубокими знаниями, практическими навыками, широким кругозором, стремлением повышать свою квалификацию, умением организовать работу на условиях коллективного подряда. Такие качества особенно необходимы специалистам в условиях ускорения научно-технического прогресса в нашей стране.
За последние годы в высшей школе накоплено много ценных сведений по новым формам и методам обучения. В учебный процесс стали широко внедрять новые педагогические приемы, включая проблемное и программированное обучение. Утверждены новые учебные планы, требующие повышения теоретического уровня обучения в сочетании с улучшением практической подготовки.
Таким образом, в практикуме в соответствии с утвержденной учебной программой приведены общая методика, краткие теоретические сведения по луговедению, луговодству и лабораторно-практические занятия по соответствующим темам, указания по научно-исследовательской работе студентов.
Основы луговодства
Хозяйственная характеристика растительных сообществ кормовых растений сенокосов и пастбищ
Растительные сообщества, или фитоценозы, представляют совокупность растительных организмов, живущих совместно на одной территории и связанных между собой сложными взаимоотношениями. Фитоценозы характеризуются определенным видовым составом, строением или размещением компонентов в пространстве и времени и условиями существования.
Фитоценозы и их фауна образуют биоценозы. В этой связи лугами называются биоценозы, растительность которых представлена мезофильными травами, произрастающими на определенном местообитании и имеющими зимний перерыв в вегетации. По А.П.Шенникову (1941, 1950), «луга суть ассоциации травянистых многолетних мезофитов», т.е. таких многолетних трав, которые растут в условиях среднего увлажнения. Он считает, что к лугам могут также лугастепи, где степные ксерофиты и луговые мезофиты в одинаковой мере формируют травостой. По определению Н.Г.Андреева (1981) включить в понятие «луг» как мезофитную растительность, произрастающую в условиях среднего увлажнения, так и ксерофитную, произрастающую в условиях засушливых степной, пустынь и полупустынь. Луговодство включает все вопросы, имеющие равное отношение как мезофитной, ксерофитной растительности, так и луговым угодьям сухих местообитаний и пустынным кормовым угодьям, короче говоря, охватывает все вопросы сенокосов и пастбищ, независимо от типа этих кормовых угодий.
Растительность сенокосов и пастбищ представлена в основном многолетними поликарпическими (цветут и плодоносят несколько раз в жизни) травами. Однако на этих угодьях произрастают также двулетние и однолетние виды, но в меньшем количестве.
По продолжительности жизни травы сенокосов и пастбищ объединяют на следующие группы:
Однолетние растения (мятлик однолетний, марь белая и др.) быстро созревают и весь жизненный цикл проходят в течение одного вегетационного периода. С наступлением зимы все надземные и подземные органы их отмирают. Возобновляются растения ежегодно только семенами. Большинство случаях они способны произрастать при сравнительно неблагоприятных условиях. Особенно их много в пустыне и полупустыне.
Двулетние растения (донники, шабдар и др.) цветут и плодоносят на второй год жизни, а затем отмирают. Растения, которые цветут и плодоносят одни раз в жизни, называются монокарпиками. Максимальные урожаи в посевах двулетние травы дают на второй год жизни.
Малолетние растения (клевер луговой и гибридный, райграс высокий, многолетний и многоукосный). Наибольший урожай в посевах дают в первый год пользования, на третий год урожайность резко падает.
Среднего долголетия (лядвенец рогатый, люцерна синяя, овсяница луговая, тимофеевка луговая, ежа сборная, овсяница тростниковая). Наибольший урожай в посевах получают на 2-3-й год жизни. Долголетники (клевер ползучий, полевица белая, кострец безостый, мятлик луговой, лисохвост луговой, овсяница красная, житняк и др.). Наибольший урожай в посевах обеспечивают на 3-4-й год жизни.
Однако разделение растений на группы по долголетию условно, так как под влиянием среды и агротехники продолжительность жизни трав изменяется.
Поликарпические растения за период жизни образуют несколько поколений плодоносящих побегов. Цикл развития побега или поколения побегов от их образования до отмирания называют малым жизненным циклом. Большой цикл состоит из нескольких малых – это жизнь растения от проростка до отмирания.
В большом жизненном цикле многолетних травянистых растений выделяют четыре периода: первичный покой (от созревания семян до начала их прорастания), девственный (от прорастания семян до цветения растения), генеративный (период цветения и плодообразования), сенильный, или старческий (период созревания семян).
Продолжительность периодов зависит от биологических особенностей растения, условий среды и агротехники. В течение вегетационного периода различные виды многолетних трав развиваются неодинаково.
По скорости созревания многолетние травы делят на следующие группы.
Сверхранние (эфемероиды) – мятлик луковичный, осока пустынная и др. характеризуются коротким вегетационным периодом, цветут и образуют семена в апреле – мае.
Ранние – мятлик луговой, лисохвост луговой, райграс высокий, овсяница красная, зубровка душистая и др. Зацветают в конце весны и образуют семена в начале лета.
Среднеспелые – тимофеевка луговая, кострец безостый, овсяница луговая, ежа сборная, двукисточник тростниковый, из бобовых – клевер луговой, гибридный, ползучий, люцерны. У них растянутый период цветения и плодоношения. Зацветают в начале лета, семена созревают в середине лета.
Позднеспелые – мятлик болотный, полевица белая и др. Цветут в середине лета, семена созревают в конце лета.
При одноукосном использовании в состав травосмесей включают растения с близкими сроками цветения, при двуукосном – с ранними и поздними сроками, при пастбищном – с различными темпами развития.
По характеру побегообразования и строению корневой системы академик И.В.Ларин (1964), выделяет следующие типы многолетних растений (рисунок 1).
 |  |   |    |
| 1 – корневищный; 2 – рыхлокустовой; 3 – плотнокустовой; 4 – корневищно-рыхлокустовой Рисунок 1 – Схема кущения злаков |
Корневищные травы. Узел кущения и подземные побеги, или корневища, у этих растений расположены на глубине 5-20 см от поверхности почвы. Они хорошо развиваются на рыхлых, аэрируемых почвах, особенно в поймах рек. Некоторые из корневищных (двукисточник тростниковый, бекмания обыкновенная, тростник обыкновенный, манник водяной, рогозы, камыши и др.) в листьях, стеблях и корнях имеют воздухоносные полости и хорошо растут на избыточно увлажненных почвах. В зависимости от особенностей различных видов и условий местообитаний корни у этого типа растений размещаются в слое почвы от нескольких сантиметров до 2-3 м и более. Из узлов сформированных корневищ отходят новые корневища, из узлов которых вырастают новые побеги. Поэтому эти растения способны быстро занимать поверхность почвы. В активных поймах, т.е. при ежегодном отложении наилка из полых вод, корневищные травы отличаются долголетием, часто произрастают в чистых зарослях. Например, кострец безостый в этих условиях только при правильном использовании (даже без внесения удобрений) ежегодно может давать урожаи сена до 6 т/га. Типичные представители корневищных трав – кострец безостый, вейник обыкновенный, пырей ползучий, бекмания обыкновенная, тысячелистник обыкновенный, чина луговая, мышиный горошек, таволга вязолистная и другие (Н.Г.Андреев, 1981; Г.С.Скоблин, В.И.Скоблина, 1988).
Рыхлокустовые травы. Узел кущения находится на глубине до 5 см (1-5 см) от поверхности почвы. Побеги располагаются над узлом кущения под острым углом один к другому. Эти травы хорошо растут на менее обеспеченных питательными веществами и менее рыхлых почвах, чем корневищные растения. Они образуют дернину. К рыхлокустовым травам относятся тимофеевка луговая, овсяница луговая, ежа сборная, душистый колосок, пырей бескорневищный, райграс высокий, осока лисья и др. Рыхлокустовым относятся и корневищно-рыхлокустовые травы, которые образуют довольно густую сеть рыхлых кустов, соединенных короткими корневищами. Образуемая дернина очень прочная, устойчивая к вытаптыванию. Эти травы используют не только при создании пастбищ, но и для залужения спортивных площадок, газонов, а вместе с корневищными для откосов дорог. К этому типу относятся мятлик луговой, лисохвост луговой, овсяница красная и др.
Плотнокустовые травы. Узел кущения расположен близко к поверхности или над поверхностью почвы (1-2 см). Боковые побеги, выходящие из узла кущения, на несколько сантиметров выше него, плотно прижаты друг к другу. Плотнокустовые травы (овсяница бороздчатая (типчак), луговик дернистый (щучка), белоус торчащий, овсяница овечья и др.) в лесолуговой зоне растут на плотных почвах, бедных питательными веществами. Они малоценны, низкоурожайны и нежелательны на сенокосах и пастбищах. Если в травостое этих растений больше 30%, луга необходимо улучшать коренным способом.
Стержнекорневые травы. Главный корень утолщенный, располагается вертикально. От него отходят тонкие ветвящиеся боковые корни. Длина главных корней достигает нескольких метров. В верхней части корня образуются почки, из которых развиваются надземные побеги. После скашивания надземной массы побеги вырастают из спящих почек на корневой шейке и из почек на стеблях, оставшихся нескошенными. Стержнекорневые травы хорошо развиваются на рыхлых почвах. К ним относятся донники, эспарцет, клевер луговой и гибридный, люцерна посевная, лядвенец рогатый, борщевик сибирский, одуванчик лекарственный.
Кистекорневые травы имеют укороченное утолщенное корневище с отходящими ветвящимися корнями. Размножаются преимущественно семенами. Растут на достаточно обеспеченных питательными веществами рыхлых почвах. Представители этого типа растений – лютик едкий, щавель кислый, подорожник большой и др.
Корнеотпрысковые травы. Главный корень вертикальный, укороченный, утолщенный. От него на глубине 5-30 см отходят горизонтальные корни, на которых образуются почки возобновления, дающие вертикальные побеги. Размножаются они семенами и корневыми отпрысками. Хорошо растут на рыхлых почвах, особенно на залежах, вырубках, гарях. Многие из корнеотпрысковых трав злостные сорняки на пахотных угодьях. К этому типу относятся люцерна желтая, осот желтый, вьюнок полевой, льнянка обыкновенная, молочай лозный, иван-чай и др.
Травы с укореняющимися ползучими стеблями. На поверхности почвы располагаются длинные стелющиеся побеги, из узлов которых вырастают придаточные корни, углубляющиеся в почву. Стелющиеся травы хорошо размножаются вегетативно, выдерживают интенсивный выпас. К ним относятся клевер ползучий, луговой чай, лапчатка гусиная, лютик ползучий и др.
Луковичные и клубневые травы имеют подземные луковицы и клубни, в которых накапливается большое количество питательных веществ. Основные представители этого типа – зопник клубненосный, лук гусиный, чистец болотный и др.
По характеру расположения листьев и высоте травянистые растения делят на верховые, низовые, полуверховые и приземно-облиственные:
Верховые травы. Высота растений 40-100 см и более. В кусте в основном преобладают генеративные побеги, т.е. несущие соцветия, и вегетативные удлиненные, состоящие из стеблей и листьев. К верховым злакам относятся кострец безостый, тимофеевка луговая, двукисточник тростниковый, бекмания обыкновенная, ежа сборная, пырей ползучий и др. К верховым бобовым – клевер луговой и гибридный, донник белый и желтый, люцерна посевная и желтая, эспарцет посевной, вика, чина. Из растений других семейств в эту группу входят таволга вязолистная, рогоз широколистный и узколистный, осока острая, иван-чай и др.
Низовые травы. Высота растений в большинстве случаев менее 40 см. Большая часть листьев сосредоточена у основания побегов. Это объясняется тем, что в кусте низовых злаков преобладают вегетативные укороченные побеги. Низовые травы используются преимущественно как пастбищные растения. К ним относятся клевер ползучий, мятлик луговой, белоус торчащий, райграс пастбищный, овсяница красная, манжетка обыкновенная.
Полуверховые травы. По соотношению вегетативных и генеративных побегов и высоте занимают промежуточное положение между верховыми и низовыми травами. В эту группу входят лисохвост луговой, луговик дернистый (щучка), овсяница луговая.
Приземно-облиственные травы. У этих растений преобладают прикорневые листья, а стеблевые отсутствуют или значительно мельче прикорневых. Листья этих трав близко расположены к поверхности почвы, поэтому не полностью стравливаются животными. Наличие приземно-облиственных трав – показатель вырождения пастбищного травостоя, его чрезмерного использования. Такие угодья необходимо улучшать. Деление трав на указанные группы довольно условно. При благоприятных условиях, например, полуверховые травы могут быть верховыми или низовые – полуверховыми, при неблагоприятных – наоборот.
Типы растений по способам питания. Сообщества сенокосов и пастбищ состоят из автотрофных и гетеротрофных растений.
Автотрофные – все зеленые растения (деревья, кустарники, полукустарники, травы, мхи, водоросли). Способны создавать органические вещества, используя минеральные соли.
Гететрофные – бесхлорофильные растения (высшие растения – паразиты и грибы). Питаются органическим веществом, созданным автотрофными растениями, и полностью зависят от них. К растениям-паразитам относятся повилика (присасывается к стеблям других растений) и заразиха (к корням).
Автотрофные растения делят на следующие группы:
Несимбиотрофные растения. Усваивают растворы минеральных солей из почвы без помощи других организмов. Произрастают на хорошо аэрируемых почвах при наличии в них минеральных солей. Между растениями и микроорганизмами ризосферы отсутствует тесная связь. К автотрофным относится большинство корневищных и рыхлокустовых злаков.
Симбиотрофные растения (микротрофные и бактериотрофные). Микотрофные растения усваивают минеральные вещества почвы при помощи почвенных грибов, образующих микоризу в корнях или на корнях растений. Грибы разрушают органическое вещество почвы, и минеральные продукты его распада усваиваются зелеными микотрофами. Разложение органических веществ грибами микоризы – аэробный процесс. Воздух к корням микотрофных растений по системе межклетников поступает через листья и стебли. Травы при симбиозе с грибами легче усваивают минеральные соли, получают ростовые вещества и витамины. Растений с микоризой больше встречается на умеренно увлажненных почвах. Микориза обнаружена у некоторых видов злаков, лютиковых, розановых и др., но слабо выражена у осоковых и гвоздичных.
Бактериотрофные растения представлены бобовыми травами. Клубеноковые бактерии этих растений фиксируют азот воздуха. После отмирания клубеньков азот могут использовать злаки. Количество фиксируемого азота зависит от вида растения, условий произрастания и других причин. Фиксация азота интенсивнее при устойчивой влажности почвы, слабокислой ее реакции, хорошей обеспеченности растений элементами минерального питания. Клубеньки также имеются на корнях мятлика лугового, пырейника сибирского, костреца прямого.
Полупаразиты. Эти растения имеют зеленые листья, стебли и слаборазвитую корневую систему. Присасываясь к корням трав, получают от них воду и минеральные вещества. Чаще присасываются к корням ослабленных растений. К этой группе относятся погремки, марьянники, зубчатки, очанки и др.