Сегегальные популяции
Разнообразие сорных растений очень велико: в мировом земледелии их насчитывается около 30 тысяч видов, но реально на пахотных землях того или иного ботанико-географического региона основными сорняками выступают всего около 100-150 видов, а в отдельных районах их только 25-30 видов.
При изучении сегетальных растений основное внимание всегда уделялось их конкурентным отношениям с культурными растениями и степени вредоносности. Разные видовые ценопопу- ляции в агрофитоценозах конкурируют в основном за комплекс одних и тех же ресурсов: свет, воду, минеральные вещества. Как показали Малики и Бербечева (Maliki, Berbeciowa, 1966), в посевах сельскохозяйственных растений перехват сорняками минеральных веществ так велик, что не может не вызывать острой конкуренции между компонентами посева за биогенные микро- и макроэлементы. Эта форма конкуренции особенно существенна на почвах низкого и среднего плодородия. На плодородной почве, а также при использовании высоких доз удобрений основную роль начинает играет конкуренция культурных и сорных растений за территорию, а не за ресурсы. Решающее значение в результатах конкуренции играет скорость роста растений на ранних этапах жизни, что одним из первых установил Н.Ф. Леваковский (1870).
Многие виды сорных растений создают значительные почвенные банки жизнеспособных семян (Karmin, 1975, Тычинин, Дяд- кина, 1980, Dekker, 1999). В пахотном слое толщиной 30 см находится от 100 млн до 4 млрд и более семян сорняков на 1 га. При обработке почвы часть их перемещается в верхний горизонт, где они способны прорасти. Установлено, что семена сорняков сохраняют жизнеспособность в почве как в сухом, так и в набухшем состоянии (Thurston, 1960, Roberts, 1964). У ряда видов жизнеспособность семян в набухшем состоянии сохраняется даже дольше, чем если семена находятся в сухом состоянии.
Большую роль в устойчивости популяций сорных растений играет полиморфизм их семян, состоящий в том, что на одной и той же особи формируются семена, имеющие разные размеры, окраску и свойства. Например, марь белая Ckenopodium album имеет семена четырех разных типов, отличающихся глубиной покоя и требованиями к температуре прорастания.
Своеобразие популяций сорных растений проявляется в высоком уровне пластичности, присущей практически всем видам сорным растениям. Пластичность проявляется как в изменении формы и размерных параметров особей в разных агрофитоценозах, так и в смене жизненной формы (Neufer, 1986, Кордюм, 2001).
Важной особенностью популяций сорных растений является их генетическая неоднородность: в их состав входят экотипы и формы с разным уровнем реагирования на механические, химические и другие внешние воздействия. Например, А.И. Анисимов с соавторами (2006) в Ленинградской области при использовании разных доз гербицидов выявили у мари белой Chenopodium album ряд экотипов, которые отличались разной устойчивостью к гербицидам и морфологическими признаками - высотой, длиной и шириной листьев.
Структура популяций сорных растений с использованием современных методов популяционной экологии анализировалась лишь немногими исследователями. Э.Р. Бариева (1999) установила разный характер действия полога культурных растений разных видов на виталитетную структуру популяций щирицы запрокинутой Amaranthus retroflexus. Минимальное ингибирующее действие на популяции этого сорняка оказывали популяции картофеля.
Комплексное исследование семи видов сорных растений, характерных для агрофитоценозов лесостепной зоны, провела Б.М. Тихонова (2007). Ее работа показала, что комплексный популяционный анализ, включающий в себя выявление особенностей роста и формообразования особей сорняков, онтогенетической и виталитет- ной структуры популяций дает ценную информацию о состоянии популяций сорных растений в посевах разных сельскохозяйственных культур и при разных технологиях их выращивания.
Для интегральной оценки состояния популяций сорных растений Б.М.
- активность продукционного процесса (АПП), которая оценивалась по значениям абсолютной скорости роста AGR и показателям активности роста по сезону (кривые роста) с присвоением следующих баллов: 5 - очень высокая, 4 - высокая, 3 - средняя, 2 - низкая и 1 - очень низкая активность продукционного процесса;
- средняя фитомасса генеративных органов сорных растений WG, которая учитывалась в абсолютных показателях (г) с присвоением баллов аналогичного смысла: 5 - наивысшее значение, 1 - низшее;
Рисунок
Рисунок
Рисунок
В посеве озимой ржи АПП
В посеве озимой пшеницы АПП
В посеве гороха
АПП
Рис. 8.2. Состояние особей и популяций чистеца однолетнего Stachys
annua в посевах разных культур:
ІЛП- активность продукционного процесса; WG - фитомасса генеративных ргавов; RE - репродуктивное усилие; /У - индекс возобновляемости юпуляции; IG - индекс генеративностИ популяции; Q - витаЯитет популяции
В посеве ячменя
В посеве гречихи
АПП
4T
4T
Рисунок
АПП
5т
Рисунок
В посеве озимой ржи АПП
В посеве озимой пшеницы АПП
Рисунок
WG
RB
АПП
Рисунок
Рисунок
Рис. 8.3. Состояние особей и популяций щетинника сизого Setaria
glauca в посевах разных культур:
В посеве гороха
АЛП - активность продукционного процесса; WG - фитомасса генеративных органов; RE - репродуктивное усилие; IY - индекс возобновляемости популяции; IG - индекс генеративности популяции; Q - виталитет популяции
- репродуктивное усилие RE, которое оценивалось в процентах с присвоением баллов от 5 (наивысший показатель) до 1 (низший показатель);
- индекс возобновляемости популяций IV, характеризующий долю в популяции предгенеративных растений с последующей балльной оценкой от 5 до 1;
- индекс генеративное ти популяций IG, показывающий делю особей генеративного состояния в популяции с аналогичной балльной оценкой от 5 до 1;
- индекс виталитетной структуры популяций Q с последующим переводом в балльные оценки от 5 до 1.
На рис. 8.2 и 8.3, по данным Е.М. Тихоновой, приведены круговые лепестковые диаграммы изменения этого комплекса параметров особей и популяций двух сорных растений чистеца однолетнего Stachys annua и щетинника сизого Setaria glauca. Е.М. Тихонова установила, что в зависимости от характера сельскохозяйственной культуры, которая занимает поле и формирует агрофитоценоз, состояние особей и популяций сорняков существенно изменяется по многим параметрам. В наибольшей степени ингибирует особи и популяции Cirsium arvense - озимая пшеница и озимая рожь, Sonchus arvensis - озимая рожь, Melandrium album — озимая рожь, Setaria glauca - озимые зерновые культуры, Fallopia convolvulus - гречиха, Ckenopodium album - ячмень, Stachys annua - гречиха и горох. Включение в севообороты этих сельскохозяйственных культур при массовом засорении поля тем или иным конкретным сорняком позволит подавить развитие сорняков без дополнительных гербицидных обработок посева.
Исследования популяций сорных растений является одним из важных путей получения информации, необходимой для контроля состояния сорной растительности в посевах и управления ростом и развитием сорняков на основе экологически безопасных технологий.
Еще по теме Сегегальные популяции:
- ЗАКОНОМЕРНОСТИ ДИНАМИКИ ЧИСЛЕННОСТИ ПОПУЛЯЦИЙ. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПОПУЛЯЦИЙ
- ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ПОПУЛЯЦИЙ. ГОМЕОСТАТИЧЕСКОЕ ИЗМЕНЕНИЕ ГЕНЕТИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ ПОПУЛЯЦИЙ И микроэволюция
- Границы между популяциями, иерархия популяций
- ПОПУЛЯЦИИ
- 2. Структура популяций
- Признаки популяций растений
- Мощность популяции
- 10.2. ПОНЯТИЕ О ПОПУЛЯЦИИ
- 3. 1. Рост популяции
- Численность особей в популяции