загрузка...
Геоботаника  |  Геоботаника и кибернетика
Геоботаника

Эксперимент в природе

Немало экспериментов было проведено с пересадкой растений из одного сообщества в другое, резко отличающееся от первого по условиям среды, например, по режиму влажности почвы- При пересадке дерновин ксерофильного злака типчака с сухой гривы на сырое болотистое понижение, где он* оказывался в окружении влаголюбивой щучки, типчак приживался в этих необычных для него условиях и чувствовал себя очень хорошо. Но щучка, пересаженная с болотистого понижения на сухую гриву в соседство с типчаком, погибала. Из этих опытов можно сделать тот вывод, что типчак не боится сильной влажности и тяготеет к более сухим местам не потому, что любит сухость, а лишь потому, что с более влажных мест его вытесняют другие растения. При этом нужно иметь в виду, что в этом вытеснении кроме конкуренции может играть роль аллелопатия,

Другие опыты показали, что многие виды растений заливных лугов при выращивании их вне поймы чувствовали себя лучше. Пойменный режим, т. е. периодическое заливание может угнетать даже те виды растений, которые чаще всего бывают обильны именно в поймах. Например, С. А, Маркова (1955), определяя всхожесть семян костра безостого, нашла, что всхожесть семян с поймы была колеблющейся от 19 до 73%, а период их прорастания продолжался целых 17 дней. Но семена костра, собранные на внепоименном, неэаливном участке, уже на 5-й день проросли на 82%, а на 9-й день — на 90%, Впрочем, здесь имеет место большой разрыв между развитием вегетативной массы и плодоношением. Вегетативная масса костра в пойме бывает больше, чем вне поймы, а плодоношение у него, наоборот, лучше во внепойменных условиях.

Один из самых интересных экспериментов — это перенос целых участков сообществ в виде пластов дернин или торфа и наблюдение за ними в новых, необычных условиях. Таких опытов было до сих пор очень мало. В качестве примера приведу эксперимент, проделанный нами в горах Армении.

В июне 1936 г. недалеко от города Кировакана, в альпийском поясе Памбакского хребта, на высоте около 2 800 м над уровнем моря, были срезаны с небольшого участка пласты альпийского дерна вместе с верхним слоем земли толщиною около 10 см. Пласты дерна были перевезены в Кироваканское отделение Ботанического сада (1400 м над уровнем моря, средний лесной пояс) и здесь уложены один к другому на грядку, заняв площадку в несколько квадратных метров.

Это был так называемый альпийский ковер с некоторым преобладанием зиббальдии (Sibbaldia parvHlora Willd.), и осоки печальной, что очевидно, было результатом выпаса, производившегося в альпийском поясе, откуда был взят дерн. Высота травостоя была, как обычно в альпийских коврах, 4—5 см. Только отдельные цветочные стрелки поднимались над этим низким ковром немного выше.

Как же чувствовал себя альпийский ковер в новых, необычных для себя условиях? С конца июля, несмотря на полив, ковер начал сильно страдать от жары и частично выгорать. Сильнее всего страдала осока, к концу лета выгоревшая почти целиком. Зиббальдия же и в особенности альпийская манжетка чувствовали себя сначала хорошо и даже вытесняли некоторые другие виды. Заметно увеличивала свою роль также кульбаба (Leonto-don hispidus L,).

Весна в Кировакане дождливая. Дожди, лившие почти весь апрель и май 1937 г., оказали громадное влияние на развитие дерна. Он начал быстро преображаться, причем стали развиваться не те виды, которые преобладали в ковре раньше, а те, которые до этого едва прозябали среди травостоя. Это главным образом субальпийские многолетние травы, которые при нормальном развитии являются довольно рослыми по сравнению с приземистыми растеньицами альпийского ковра. Эти субаль-пийцы, как клевер сероватый (Trifolium canescens Willd.), костер пестрый (Bromus variegatus M. Bieb.), уже упоминавшаяся кульбаба и другие, стали не только подавлять альпийские виды, но и вытеснять сорных пришельцев, проникших с окружающих площадку грядок, К июню 1937 г, фитоценоз целиком трансформировался, приняв облик субальпийского луга, свойственного в Кировакане высотам 2000—2400 м. Это было подтверждено повторным учетом видового состава, В дальнейшем, т. е. в 1938 и 1939 гг. сообщество сохраняло тип субальпийского луга , только наблюдалось увеличение роли злаков за счет двудольных. Высота основной массы травостоя достигла 40— 45 см, т. е. в 10 раз выше, чем она была на альпийском ковре.

В превращении альпйского ковра в субальпийский луг, происшедшем при переносе ковра в средний горный пояс, могли играть роль несколько причин:

1) устранение влияния выпаса, поскольку дернины были перенесены на защищенную от выпаса территорию Ботанического сада;

изменение климатической среды, а через ее посредство и почвенной;

косвенное влияние изменения климатических и почвенных условий, давшее перевес тем субальпийцам, которые имелись в травостое.

Значение второй (выгорание осоки) и третьей причин не вызывает сомнений, что же касается устранения влияния выпаса, то вряд ли это играло здесь существенную роль, так как трансформация травостоя произошла очень быстро (уже за год), тогда как последствия выпаса сохраняются обычно на более долгий срок. Очевидно, воздействие устранения выпаса стушевалось на фоне более сильного действия двух других факторов, т, е. изменения климатических и почвенных условий.

загрузка...

Казалось бы, что этот опыт не имеет методических ошибок. Однако сейчас, по прошествии более 30 лет, я нахожу, что он был поставлен не совсем так, как следовало бы. Дело в том, что при срезке кусков дерна и укладке их на грядку не было обращено внимания на микрофитоценозы, которые были, конечно, нарушены и попутаны. Правда, от этого основной результат опыта, как будто и не пострадал, но проследить за изменением микрофитоценозов мы не смогли, хотя сделать это было бы очень интересно.

В. Г. Карпов (1969) описывает опыты по изоляции травяно-кустарничкового покрова хвойной тайги от корневых систем взрослых деревьев. Такая изоляция осуществлялась обрубанием окончаний корней деревьев со всех сторон от площадки с травяно-кустарничковым покровом. Большинство трав в этих опытах лучше развивалось при изоляции от корней деревьев. У кислицы, например, поверхность листвы увеличивалась при устранении конкуренции древесных корней почти в 10 раз. Это согласуется с наблюдениями М, П. Шилова и А. А. Клоповой в пойме р. Клязьмы (Владимирская область). Возле опушки дубового леса наблюдается полоса разреживания луговой растительности, однако этой полосы не бывает на опушках ольховых зарослей. Очевидно, в первом случае влияет конкуренция с корнями дуба, тогда как корни ольхи, имеющие клубеньки азотфиксирующих микроорганизмов, обогащают почву азотом и этим сильно уменьшают влияние конкуренции.

Л. Б. Махатадзе (1950) поставил очень интересный опыт изменения почвенных условий во влажном типе букового леса в северной части Армянской ССР (Восточное Закавказье). Опыт этот был поставлен в связи с тем, что в Восточном Закавказье в наиболее влажных типах буковых лесов, располагающихся у верхнего предела букового пояса, всходы бука появляются в больших количествах, но затем почти все они погибают в течение второй засушливой половины лета. В то же время в средне-увлажненных типах буковых лесов массовой гибели всходов бука не бывает, так что возобновление бука бывает там удовлетворительным, а местами и отличным. Чем же объясняется кажущаяся на первый взгляд парадоксальной гибель всходов бука от засухи во вторую, бедную дождями, половину лета именно в тех бучинах верхней части букового пояса Восточного Закавказья, где почва в течение круглого года сильно увлажнена? Согласно детальным исследованиям, выполненным Л. Б, Махатадзе совместно с почвоведами и сопровождавшимся лабораторными почвенными анализами, почвы влажных бучин Северной Армении характеризуются в своем верхнем слое большим содержанием гидрофильных коллоидов, энергично впитывающих воду и делающих ее в значительной мере недоступной для всходов бука. Это-то и приводит к своеобразному явлению: в наиболее влажных буковых лесах почвы становятся в определенное время года физиологически сухими для всходов бука.

Учитывая, что накопление гидрофильных коллоидов, а следовательно, и физиологическая сухость свойственны лишь верхнему почвенному горизонту влажных типов буковых лесов, Маха тадзе в 1943 г. провел на участке такого леса близ гор. Кировакана следующий опыт. Были заложены три площадки размером от 6 до 7,5 кв. м. Площадка № 1 служила контролем, на площадке № 2 выкорчеван с корневищами и удален весь папоротник, так что остались лишь редкие, мелкие травы, с площадки № 3 удален весь папоротник, а также снят верхний слой почвы толщиной в 10 см, после чего поверхность почвы была прикрыта тонким слоем (примерно в t см ) сухой листвы лесной подстилки.

В апреле на всех трех площадках были высеяны семена бука, а в конце мая — начале июня появились всходы бука, а также (от самосева) всходы горного ильма.

Опыт этот поставлен не по всем правилам, так как не было повторностей. Кроме того, не указано, сколько семян было высеяно на каждую площадку. Тем не менее полученный результат достаточно показателен.

Выше, в главе о сменах микрофитоценозов было упомянуто об изменениях луговых микрогруппировок при подсеве в естественный луговой травостой клевера и тимофеевки, а также при уничтожении кочек путем их разравнивания, с последующим подсевом. Значительные изменения в травостое лугов достигаются также применением удобрений и даже микроудобрений, т. е. соединений так называемых микроэлементов, как молибден, цинк, кобальт, медь, бор и други е- Микроудобрениями они названы потому, что вносить их нужно в очень маленьких дозах. Часто их используют, не внося в почву или на ее поверхность, а опрыскивая их растворами растения, в том числе и луговой травостой. А. Ф. Скрипченко на лугах уже упоминавшегося Ле-финского стационара (Дальний Восток) получал наилучшие результаты, опрыскивая луговой травостой молибденовокислым аммонием или же борной кислотой в количестве: первого в дозах 0,5—0,8 кг, а второй 0,5—2,0 кг, растворенных в 800— 1000 л воды на гектар. На 100 кв. м нужно одно ведро раствора, Как молибденовое, так и борное микроудобрения давали прибавку урожая сена разнотравно-злаково-бобового суходольного луга от 20 до 43% против контрольного, не опрыскивавшегося участка, причем улучшалось и качество сена благодаря повышению участия бобовых . Вообще выяснено, что молибден способствует деятельности клубеньковых бактерий на корнях бобовых, усиливая усвоение ими атмосферного азота, а бор улучшает развитие корневой системы растений, а также усиливает образование семян.

Р. Е. Сушина опрыскивала травостой остепненного луга близ Суздаля (Владимирской обл.) еще меньшими дозами молибденового микроудобрения, а именно из расчета 200 г на 800 л воды на гектар и тоже получала заметную прибавку урожая сена. Опрыскивание проводилось два раза с 10—15-дневным интервалом, как и в опытах Скрипченко. Первое опрыскивание лучше всего делать в конце мая или самом начале июня. Опрыскивание нужно делать в безветренную погоду и не под дождь, чтобы попавшие на листву микроудобрения не были сразу смыты, а полнее поглощались тканями растений. Опыты ученых с мечеными атомами показали, что нанесенные на листья микроэлементы поглощаются в течение 5—8 дней, причем роса усиливает поглощение.

Мы остановились здесь довольно подробно на методике опрыскивания растворами микроудобрений, так как эти опыты под силу каждому и могут дать очень поучительные результаты. Особенно интересно изучать на лугах влияние микроудобрений на Микрофитоценозы. Для этого вполне достаточно проводить опрыскивание на метровых площадках, но необходимо брать не менее четырех таких площадок.

В опытах Скрипченко и Сушиной применялись микроудобрения сами по себе, без фона обычных удобрений. Если же применять еще и фон из азотных и особенно — фосфорных и калийных удобрений, то получается еще более значительная прибавка урожая травы и сена. Но эти мероприятия уже настолько сильно влияют на растительность лугов, что, пожалуй, выходят за рамки, эксперимента в природе, так как мы при этом слишком резко нарушаем природные условия.

  • Реклама