Естественные горные фитоценозы

Скачать Word-версию  estestvennie gornie fitocenozi

Естественные горные фитоценозы, используемые в качестве пастбищ, имеют ряд положительных черт:

1. Обширная территория, позволяющая размещение и организацию животноводческого хозяйства;
2. Разнообразие и чередование различных типов пастбищ на сравнительно небольших территориях;
3. Различные сроки сезонного развития пастбищ, позволяющих обеспечивать животных на достаточно длительный срок (до 150-160 дней) высокопитательными зелеными кормами;
4. Практиковать тебеневку скота в зимнее время на малоснежных склонах (южной и юго-восточной экспозициях);
5. Высокие питательные свойства кормовых трав, превышающие степные травостои.

Отрицательными чертами горных фитоценозов являются:

1. Низкая продуктивность пастбищ;
2. Резкое колебание продуктивности в зависимости от высотных поясов и экспозиции склонов;
3. Неравномерное нарастание зеленой массы на пастбищах в течение вегетационного периода (замедление весной и а первой половине лета, ускоренное во второй); резкое колебание продуктивности по годам, связанное с чередованием влажных и засушливых лет.

Поэтому приемы рационального использования природных угодий должны разрабатываться с учетом особенностей их сезонного развития, обусловленного главным образом климатическими условиями.

Взаимосвязь растений с животными

Многолетние исследования и практический опыт показывают, что пастьба скота оказывает более сильное и разностороннее влияние на луговые биоценозы, чем их скашивание. Установлено, что в зависимости от организационного уровня пастьбы хозяйственная ценность и продуктивность травостоев либо существенно повышается, либо снижается.

При этом выпас скота оказывает неодинаковое влияние на разные виды пастбищных растений. Злаковые травы, например, в большинстве своем положительно реагируют на выпас при оптимальном его режиме, в то время как значительное количество видов из группы разнотравья под влиянием даже умеренного выпаса выпадает из травостоя или резко сокращает свое участие в его формировании.

Исследования показали, что при прочих равных условиях под влиянием выпаса формируется более плотный травостой с более прочной дерниной.

Из приведенных данных видно, что постоянное сенокошение приводило к заметному (на 4,3ц/га) снижению урожая и формированию более изреженного травостоя с менее прочной дерниной, чем при регулярном выпасе или комбинированном (сенокосно-пастбищном) использовании травостоя. При этом на учетных площадках зафиксировано только 19 видов растений, в т. ч. 8 видов из представителей разнотравья, тогда как при регулярном выпасе видовой состав травостоя был в 3 раза и по представителям разнотравья почти в 5 раз богаче. Намного прочнее была и дернина, оцененная на разрыв по 5-балльной шкале.

Нерегулируемый выпас способствует резкому снижению продуктивности угодья, сокращению видового состава травостоя и формированию очень плотной дернины.

С увеличением интенсивности выпаса происходит закономерное сокращение числа видов, способных противостоять разнообразным воздействиям выпасающихся животных. В этом случае выпас приобретает значение фактора, определяющего состав и строение фитоценоза, а также соотношение его компонентов.

При оптимальной нагрузке пастбищ сохраняется их продуктивность, стабилизируется ботанический состав. Увеличение нагрузки ведет к усиленному поеданию травостоя скотом и к ухудшению его состояния в последующие годы; при низкой нагрузке часть корма остается неиспользованной.

Итак, изменение нагрузки на пастбище оказывает существенное влияние на урожайность и ботанический состав в последующие годы.

Из полученных данных следует, что урожайность в начале исследований на всех участках была одинаковой. Там, где овцы получали в день по 0,9 корм. ед., урожайность по годам резко снизилась; высокая нагрузка привела к перестравливанию травостоя. На участке, где овцы получали в день по 1,5 и 1,8 корм. ед. (нагрузка 19 и 14 голов на 1га), снижение урожайности не наблюдалось.

При разной обеспеченности овец пастбищным кормом полнота использования травостоя достигла – 72% (в варианте с низкой обеспеченностью кормом); при нормальной обеспеченности кормом – 60%, а при избытке корма – 49%. Необходимо отметить, что при низкой обеспеченности кормом овцы перетравливают травостой, оставляя на пастбище грубые стебли.

Экологические исследования поведения животных на горных пастбищах

С начала 70-х годов в горную зону Северной Осетии стали завозить яков для акклиматизации и дальнейшего разведения. Основной целью данного мероприятия было хозяйственное освоение труднодоступных, малоиспользуемых высокогорных кормовых угодий и дополнительное получение за счет этого животноводческой продукции. Однако совершенно не учитывался тот факт, что этот вид животных является чужеродным, несвойственным элементом горных экосистем Кавказа, в т. ч. И отрицательное, на экологическую обстановку и устойчивость горных экосистем.

В связи со сказанным возникла необходимость в изучении последствий содержания яков в высокогорье на состояние биогеоценозов и устойчивость ландшафта. Помимо этого требовалось научная проработка системы их содержания и организации кормовой базы на зимний период, так как здесь нередки случаи падежа животных из-за бескормицы.

Исследования проводились над молодняком КРС, лошадьми, яками и овцами, т. е основными видами животных, эксплуатирующими природные кормовые угодья (ПКУ) горные зоны республики.

Наблюдения показали, что выпас различных видов животных оказывает неодинаковое воздействие на растительный и почвенный покров горных экосистем.

Из приведенных данных видно, что различные виды с/х животных неодинаково стравливают пастбищную траву, что, как показали визуальные наблюдения, определяется характером скусывания растения тем или иным видом животного. Так, при поедании травы КРС подхватывает языком пучок травы, передвигает его в рот, затем, сомкнув челюсти, резким движением головы отрывает его. Отдельные побеги и листья обрываются на разной высоте, однако в среднем выше (6см), чем при стравливании другими видами животных. Лошади скусывают траву на более низком уровне (5см), чем КРС, но гораздо выше, чем овцы (1,9см). Примерно на таком же уровне от поверхности почвы скусывают траву яки, как и лошади (4,9см). Овцы скусывают хорошо поедаемые ими растения почти у самой поверхности почвы. При этом ими поедаются лишь самые нежные и сочные части (листья и соцветия), а некоторые виды растений совсем не поедаются. На основании приведенного анализа результатов наблюдений можно вывести вполне определенные закономерности: разные виды животных в силу своих физиологических физиолого-анатомических особенностей при прочих равных условиях неодинаково полно используют кормозапасы пастбищ. В зависимости от вида выпасаемого животного после стравливания остается то большее, то меньшее количество несъеденных остатков. В силу этого, а также из различий в поедании отдельных видов растений разными видами животных, вполне обосновано предположить, что в случае совместного выпаса двух или более видов животных на одном и том же пастбищном массиве, травостой может стравливаться более равномерно. К тому же трава в местах отложения экскрементов животных совсем не поедается теми же видами, но поедается другими видами животных. Так, отмечено, что растения, обычно хорошо поедаемые овцами, в местах излияния мочи ими, оставленные нетронутыми в течение нескольких часов или даже суток, беспрепятственно скусываются КРС и лошадьми. Следовательно, применением достравливания неравномерно стравленных пастбищ другими видами животных можно устранить необходимость подкашивания несъеденных остатков, что дает возможность обеспечения животных более сочными и питательными кормами в последующих циклах стравливания, а также предотвращается возможность засорения травостоя малоценной и сорной растительностью.

Животные при пастьбе не ограничиваются в своем воздействии на биогеоценозы скусыванием и поеданием растений. Они, передвигаясь по пастбищу, соприкасаются с поверхностью почвы и наземными органами растений, оказывают на них определенное воздействие, чаще всего отрицательное.

С целью экологической оценки использования пастбищного корма животными, предпринята попытка определить энергетические затраты, связанные с работой на передвижение массы тела в поисках корма. При этом исходили из того, что, согласно законам классической физики, работа есть не что иное, как произведение силы на путь, а сила есть произведение массы тела на ускорение свободного падения. Время, затрачиваемое отдельными видами животных на передвижение по пастбищу в процессе кормления, а также скорость перемещения, устанавливали методом хронометрирования в разное время суток (утром, в обед и вечером) при различной погоде и на разных по урожайности пастбищах не менее чем двумя наблюдателями за фиксированными особенностями отдельных видов животных. Затем расчетным путем определяли величину пройденного пути. На основании этих данных рассчитывали затраты энергии на 100кг живой массы, приняв КПД мышечной силы за 100%. Количество обменной энергии в суточной норме пастбищного корма устанавливали на основании результатов обменных опытов, проведенных на горных пастбищах в 1979-1981 1984-1985 и 1996-1998гг. Расчеты показали, что, в соответствии с поведением отдельных видов животных при пастьбе в течение 10 часов, наибольшее время на передвижение затрачивают овцы (5,5 часа), наименьшее – КРС (1,8 часа), среднее положение занимают лошади (2,5 часа) и яки (3,5 часа). При этом в такой же закономерности распределяются и скорость перемещения разных видов животных, которая составила 1,5 км/ч у овец, 0,95км/ч у КРС и 1,2км/ч у яков. Лошади двигались по пастбищу с наименьшей скоростью – 0,75км/ч.

Количество принятой с кормом обменной энергии находилось в полном соответствии с количеством потребленной каждым видом животного травы за пастбищный день, т. е было больше всех у КРС (81,2 Мдж) и меньше других животных у овец (23,1МДж). Однако в пересчете на 100кг живой массы этот показатель неодинаковый у разных видов; большее количество обменной энергии приходится на овец (48,1МДж), наименьшее – на лошадей (22,6Мдж). КРС и яки занимают промежуточное положение (33,2МДж на 100кг живой массы).

Энергетическая эффективность биологической продукции в пищевых целях является важнейшим показателем экологичности той или иной системы производства в агросфере. Совершенно очевидно, что чем меньше потребленной обменной энергии теряется на процессы, связанные со сбором, поглощением корма, тем большее ее количество будет использовано в продукционных процессах в организме животного, т. е на производство мяса, молока, шерсти и другой животноводческой продукции, ради которой содержится тот или иной вид скота.

Оценка возможных потерь обменной энергии разными видами скота в процессе кормления на пастбищах показала, что овцы теряют на перемещение своего тела при сборе корма в 3,3 раза больше, чем КРС, в 4,3 раза больше, чем лошади и почти в 2 раза больше, чем яки. Разумеется, приведенные данные не могут рассматриваться как абсолютные показатели. Однако проведенный анализ позволяет вывести определенные закономерности, которые представляются важными при экологической оценке эффективности использования пастбищных угодий различными видами животных с целью производства продукции.

Во-первых, перемещения, характеризующиеся величинами затрат времени на движение в процессе сбора корма на пастбище, скорости этого движения и длиной пройденного при этом пути, являются видовыми поведенческими особенностями различных животных. Следовательно, воздействие копыт животных, независимо от вида, будет тем больше, чем больше животное находится в движении, т.к при этом давление копыт на почву в 4 раза больше, чем в положении стоя. Во-вторых, чем больше животное находится в движении в процессе сбора корма, тем большая часть потребленной энергии расходуется на движение и меньшая на производство продукции, т. е тем меньше энергетическая, а следовательно, и экологическая эффективность содержания данного вида на пастбищах. В этом отношении испытанные животные располагаются по степени эффективности в следующем убывающем порядке: лошади – КРС – яки – овцы.

Отрастание пастбищных трав в зависимости от вида выпасаемых животных

Выпас скота является древнейшей формой использования лугов человеком, возникшей за многие тысячелетия вперед до начала сенокосного использования, сначала как выпас диких копытных, а затем одомашненного скота. При этом к наиболее старшим по возрасту пастбищным угодьям большинство исследователей относят высокогорные луга. В течение очень длительного периода времени происходила сопряженная эволюция выпасающихся животных с другими организмами, входящими в состав соответствующих биоценозов, в том числе и растительности.

В условиях многовекового выпаса при более или менее неизменной его интенсивности сформировались достаточно устойчивые высокопродуктивные экосистемы, состоящие из приспособленных к воздействию скота растений и их консортов, а также сформировавшихся под их воздействием почв, которые характеризуются хорошо развитой дерниной, высоким содержанием органического вещества и биогенных элементов.

Несомненно, что на луговые биогеоценозы выпас скота оказывает более сильное и разностороннее воздействие, чем скашивание травы. При этом в зависимости от того, как проводится выпас, он ведет либо к снижению хозяйственной ценности травостоев и вплоть до превращения их в бросовые угодья, либо к значительному увеличению их продуктивности и улучшению флористического состава в кормовом отношении. Последнее наблюдается на практике, когда рациональные методы использования сочетаются с приемами, направленными на улучшения условий минерального питания трав (внесение удобрений) и оптимизации водного режима почв (орошение, осушение и др.).

Животные воздействуют на лугопастбищные биогеоценозы через поедание надземных органов (стравливание), вытаптывание растений и почвы копытами, а также через отложения ими экскрементов.

Учет и изучение влияния этих факторов как при раздельном, так и при совместном их проявлении на экологическое состояние луговых биогеоценозов является важнейшей задачей научного и практического луговодства, т. к выявленные при этом закономерности могут быть основой разработки рациональных приемов использования угодий в зависимости от типа травостоя, экологических условий его формирования и вида выпасаемого животного.

Скусывание при стравливании травы скотом, так же как и при скашивании, приводит к нарушению ростовых процессов, а также изменению экологических условий произрастания посредством увеличения светового довольствия поверхности почвы и низкорослых растений, снижения относительной влажности приземного слоя воздуха, усиления прогревания почвы и повышения испарения влаги из почвы. Однако стравливание отличается тем, что отдельные виды животных проявляют более или менее выраженную избирательность в поедаемых ими отдельных видах растений, к тому же скусывание осуществляется ими на разной высоте от уровня почвы.

Способность отрастать после скашивания или стравливания (отавность) является важнейшим хозяйственным признаком как отдельных пастбищных трав, так и различных типов лугопастбищных фитоценозов. Чем интенсивнее отрастает после дефляции травостой и чем скорее создается возможность для повторного использования скотом, тем выше продуктивность угодья. Отавность может меняться в зависимости от условий формирования травостоя, ботанического его состава и вида выпасаемых животных, т. е высоты предшествующего стравливания.

Высота стравливания различными видами скота имитировалась срезанием травостоя на уровне, соответствующем уровню скусывания травы разными животными, которая была установлена в других опытах. Через каждые 15 дней после дефляции проводили учет высоты травостоя, а при последнем учете учитывали плотность травостоя и урожая зеленой массы.

Учеты наблюдения показали, что чем выше высота дефляции, тем выше был травостой через 45 суток, и тем скорее растительность была готова к повторному стравливанию всеми видами скота. Здесь следует указать, что оптимальной высотой начала стравливания травостоя считается для КРС и лошадей 12-15см и 10-12см – для овец. Следовательно, на всех типах травостоев растения раньше чем через 30 дней, судя по их высоте, были готовы к повторному стравливанию теми же видами скота. При этом темпы линейного роста трав были тем выше, чем на большей высоте отчуждался травостой. Однако плотность травостоя на всех испытанных сообществах была наибольшая в вариантах, имитирующих стравливание лошадьми и яками, при этом наблюдалось небольшое снижение урожая в вариантах, имитирующих стравливание КРС (на 3,65-6,6 ц/га), и существенное снижение (на 10,9-16 ц/га) сбора зеленой ассы на участках, где имитировалось стравливание растений овцами, несмотря на то, что при этом формировался более плотный и сомкнутый травостой. Объясняется это как меньшей высотой травостоя, так и меньшей мощностью развития отдельных побегов и ветвей.

Многолетними исследованиями установлено, что высокогорные пастбища и крутые склоны плохо и неэффективно используются взрослым поголовьем КРС и их лучше отводить для овец (желательно местных грубошерстных пород). Выпас коров лучше проводить на более ровных участках и пологих склонах с богатой растительностью. Для тонкорунных овец малопригодны пастбища влажных местообитаний. Для них лучше отводить участки на южных склонах с низкорослой растительностью.

Лошади хорошо используют ксерофильные и мезофильные растительные сообщества. Поэтому при табунном содержании им отводят более сухие лугостепные и степные пастбища. При этом возможен вариант достравливания овечьих пастбищ лошадьми, так как они одинаково охотно поедают как хорошо поедаемые овцами бобовые (эспарцеты, люцерну, клевера и др.), так и злаковые группы разнотравья – пахучие горькие и опушенные растения.

Эффективность использования естественных кормовых угодий зависит, в первую очередь, от поедаемости пастбищных растений.

Проведенные исследования и наблюдения над поедаемостью наиболее распространенных пастбищных растений субальпийского пояса гор показали, что этот показатель находится в определенной зависимости от вида растений, вида выпасаемых животных и фаз развития растений.

Установлено, что представители злаков и бобовых отлично поедаются как овцами, так и лошадьми в начальные фазы развития, и особенно отава. Выявлена также более высокая поедаемость всех видов растений, независимо от фаз развития, лошадьми.

Особенно сильно это различие проявилось при поедании представителей группы разнотравья (подмаренник, девясил, манжетка). Эта закономерность позволяет рекомендовать применение достравливания лошадьми пастбищных участков, используемых овцами, что позволит увеличить полноту их использования и снизить возможность засорения травостоев нежелательным разнотравьем.

КРС (крупный рогатый скот) охотно поедает сочные, богатые углеводами и приятные на вкус злаковые и бобовые растения, произрастающие на влажных склонах северной экспозиции, но плохо используют растения степного и старозалежного типа. Поэтому пастбища степной и лугостепной зон лучше всего отводить овцеголовью и лошадям при табунном их содержании. По кормовым достоинствам и поедаемости главнейшие злаки и осоки можно разделить на 5 групп:

1. Травы отличного качества – костер безостый, овсяница луговая, пырей ползучий, пырей средний, райграс пастбищный;
2. Травы хорошего качества, но дающие мало кормовой массы – овсец азиатский, осока печальная, осоки мелкие разные, полевица долголистная;
3. Травы хорошего качества – мятлик луговой и альпийский, овсяница восточная, костер береговой, коротконожка перистая;
4. Травы среднего качества – бородач, вейник тростниковый, золотобородник, колосок душистый, овсяница бороздчатая (типчак), овсяница овечья, овсяница пестрая, овсяница приземистая, осока низкая, полевица волосовидная;
5. Плохие травы (большинство по причине жесткости) – белоус, бухарник нечистый (сильная волосатость), вейник приземистый, коберия нителистная, ковыли разные, осоки болотные, пушица, щучка дернистая.

Влияние частоты стравливания на интенсивность отрастания травостоя и его видовой состав

Важнейшим свойством луговых трав является их способность образовывать побеги после стравливания, причем побегообразования происходит в течение длительного периода. Однако, чтобы эти способности проявлялись в полной мере, необходимо учитывать частоту и интенсивность стравливания травостоя.

В наших исследованиях опытные участки были разбиты на 6 загонов, на которых по одному дню в середине каждого цикла стравливания выпасались овцы (и проводились имитация стравливания скашиванием травостоя). Каждый из загонов лугостепного пояса за период исследования был стравлен (скошен) четыре раза.

В первом цикле травостой стравливался на 70% до высоты 4см от поверхности почвы, что предупредило образование стеблей и огрубление травостоя, особенно злаковых.

Во втором и третьем циклах отава скашивалась на сено, при этом урожай в этот период был максимальным и составил 97,3ц/га зеленой массы.

В четвертом цикле стравливания наступило снижение ритма отрастания травы, связанное с понижением температуры воздуха. В этот период животные получили 35% от всего урожая при стравливании на высоте 2-3см, чтобы дать возможность растениям накопить больше питательных веществ для лучшей перезимовки.

Использование лугостепного пастбища в четыре цикла позволило получить общий урожай в 139,2ц/га. Однако, как показывают исследования, частое отчуждение отрицательно сказывается на последующем урожае пастбищ. Подтверждение тому изменение ботанического состава травостоя на опытных участках из злаково-разнотравного пастбища в злаково-бобовые.

Учет хозяйственно-ботанических групп в начале и в конце опыта показал, что пятилетний заповедный режим и последующие отчуждения способствовали резкому повышению участия злаковой группы в формировании общего урожая (с 32% до 69%). Однократное отчуждение надземной массы в одни и те же сроки приводило к незначительному изменению соотношения между отдельными ботаническими группами – снижение количества злаков на 4%, увеличение бобового компонента на 1% и увеличение содержания разнотравья на 3%.

По мере увеличения интенсивности использования травостоя от одного до четырехкратного отчуждения, к 7-му году происходило закономерное увеличение количества злаковой группы в образовании урожая, главным образом, за счет снижения доли группы разнотравья и бобовых.

Также изменения в составе можно было рассматривать как положительный эффект с точки зрения урожайности пастбищных угодий, так как злаки традиционно являются более продуктивными в связи с более высокой отавностью и темпами отрастания после отчуждения. Однако, при интенсивном отчуждении происходило резкое сокращение видового разнообразия главным образом за счет сокращения или полного выпадения из травостоя более урожайных верховых злаков, а также высокорослых представителей групп разнотравья и частично бобовых. Это обстоятельство послужило основной причиной резкого снижения урожая при более частом использовании травостоя за сезон в одни и те же сроки в течение 7 лет.

Этот вывод косвенно подтверждается результатами учета других элементов формирования урожайности, в частности, высоты и плотности травостоя, а также видового соотношения фитоценоза, которые показали, что повышение интенсивности использования травостоя приводило к некоторому повышению числа побегов и ветвей на единицу поверхности, но резко снижало линейный рост трав (с 32,7 до 17,9см).

При этом общее количество видов на площадях описания сократилось на 24 вида. Длительное (в течение 7 лет) многократное отчуждение травостоя в одни и те же сроки неблагоприятно сказалось на жизненности злаковой группы травостоя, которая формировала основную массу урожая. К концу опыта из 6 видов верховых злаков (которые являются традиционно более продуктивными, чем низовые) в травостоях, интенсивно (4 раза за сезон) используемых пастбищ, не зарегистрирован ни один. Сохранились лишь 2 вида низовых злаков (щучка дернистая и овсяница овечья), которые устойчивы к частому стравливанию, но низкоурожайны. Таким образом, основной причиной резкого снижения урожайности пастбищ является ослабление и выпадение последних из травостоя в связи с их меньшей конкурентной способностью в условиях интенсивного выпаса. Поэтому, очевидно, с целью недопущения резкого падения продуктивности угодий следует избегать чрезмерного выпаса в одни и те же сроки, создавая благоприятные условия для повышения устойчивости более урожайных верховых злаков и других ценных кормовых трав путем улучшения пищевого (удобрения) и водного (орошение) режимов почв.

Влияние предоставления отдыха и внесения удобрений на продуктивность и видовой состав травостоя

Включение в пастбищеоборот приемов отдыха и самообсеменения позволяют повысить урожай естественных лугов в 1,5-2 раза. Установлено, что при ежегодном (в течение 3 лет) двукратном отчуждения травостоя (1 вариант) средний урожай зеленой массы составил 105ц/га.

Предоставление отдыха в первый год исследований и отчуждение после обсеменения во второй год (2 вариант) повысило урожай зеленой массы на 120%, составив 232ц\га. Предоставление отдыха в первый год (3 вариант), внесение удобрений N120P40K40 (ранней весной, однократно) во второй год и отчуждение после самообсеменения увеличило урожай до 306ц/га.

Двукратное скашивание (4 вариант) с внесением под каждое отчуждение (P60K40) разово ранней весной с предоставлением отдыха в первый год увеличило урожай по сравнению с вариантом 1 на 205ц/га, что на 221% выше. Урожай зеленой массы при ежегодном однократном скашивании составил 178ц/га, что составляет 57-58% от вариантов 3 и 4.

Следовательно, предоставление отдыха и самообсеменение увеличивают урожай в 2 раза против традиционных ежегодных однократных и двукратных отчуждений травостоев. Предоставление отдыха, самообсеменение и внесение минеральных удобрений увеличивает урожай в 3 раза.

Такое использование горных кормовых угодий способствует увеличению содержания злаковых, корневая система которых способствует лучшему задернению слабо- (до 25% тропинок) и средне- (21-50%) эродированных почв. При этом плотность побегов травостоя увеличилась с 1400 до 2100-2320 шт/м2.

Экологические последствия применения удобрений

Исследования показали, что вертикальное и горизонтальное строение травостоя под действием удобрений претерпело существенные изменения. Азотные удобрения в дозах 120-240кг/га (при дробном внесении) во все годы способствовали более энергичному отрастанию трав весной и поздней вегетации их осенью. Линейный рост растений, особенно злаковых, резко усиливался по мере улучшения обеспеченности их азотом. Все это позволило продлевать пастбищный период на 1-1,5 месяца, что очень важно с хозяйственной точки зрения.

Под действием удобрений усиливались также процессы кущения злаков, ветвления бобовых и разнотравных, вследствие чего формировался более плотный, сомкнутый травостой. Так, число побегов и ветвей увеличивалось с 1580шт/м2 на неудобренном пастбище до 3280-3920шт/м2 на удобренном (N120-240P90K40) пастбищах, а общее проективное покрытие повышалось с 60-70 до 95-97%. Это обстоятельство имеет огромное экологическое значение: чем плотнее травостой, тем дольше он функционирует.

Анализ структуры урожая показал, что азотные удобрения значительно (на 10-18%) повышали облиственность растений. При этом происходило существенное увеличение длины и ширины листовых пластинок как отдельных особей одно и того же вида, так и индекса листовой поверхности всего фитоценоза, что свидетельствует об увеличении фотосинтетического, а следовательно, и продукционного процесса растительного сообщества.

Известно, что фитоценозы являются “динамической системой видовых популяций”, входящие в их состав в качестве структурных элементов (Работнов, 1950, 1965; Лавренко, 1959). Очевидно, что эта система и ее экологическая устойчивость в значительной степени зависят от особенностей типа местообитания. Изменения этих условий (в данном случае путем длительного и систематического применения удобрений) могут привести к нарушению сложившейся системы.

Наши исследования показали справедливость этих суждений. Систематическое внесение NPK в течение 18 лет вызвало значительные изменения в составе фитоценоза, которые выразились в варьировании степени участия их отдельных видов и хозяйственно-ботанических групп в сложении и в формировании продуктивности угодья. Так при внесении полного минерального удобрения (NPK) происходило значительное снижение в травостое относительного содержания разнотравья (с 45-49 до 26-28 и 13-18%) и бобовых (с 21-23% до 16-19 и 8-10%). Однако снижения продуктивности этих групп при этом не наблюдалось во все годы опытов. Увеличение общего урожая пастбищ под влиянием удобрений происходило за счет более мощного роста злаков, продуктивность которых возрастала в 3-6 раза при повышении степени их участия в травостое в 1,6-2 раза.

Более наглядную картину в этом отношении дают результаты изучения влияния удобрений на видовой состав травостоя, которые показали, что длительное их внесение в ценотическом составе изучаемого сообщества внесло определенные изменения. Эти изменения характеризовались разрастанием и усилением одних видов при угнетении, частичном или полном выпадении из состава сообщества других видов. При этом вытеснялись из состава травостоя, как правило, низкорослые, малопродуктивные, менее конкурентоспособные за факторы обитания и малоценные в кормовом отношении виды, что с хозяйственной точки зрения можно расценить как положительную тенденцию.

Все это сопровождалось изменением обилия одних видов, их встречаемости, наличием количества побегов на одну особь и единицу площади, изменением проективности покрытия и возрастного состава популяции. При этом во все годы видовое многообразие фитоценозов подвергалось значительным колебаниям. Уже на 10 год из 106 описанных в исходном травостое видов встречались:

1. На неудобренном пастбище – 101 вид;
2. На удобряемом – N120P90K40 – 67 видов;
3. На удобряемом – N240P90K40 – 34 вида.

Во все годы исследований (за исключением острозасушливых) отмечалось сравнительно высокая степень использования азота удобрений (62-67% от внесенного) и низкая (16-32%) – фосфора.

Разумеется, эти данные не отражают истинной картины, т. к расчеты велись по содержанию этих элементов в наземной части трав, составляющей хозяйственный урожай пастбищ. Если учесть тот факт, что подземная часть растений и нестравленных остатков в 2-4 раза превосходили величину хозяйственного урожая, то естественно предположить, что азот, фосфор и калий удобрений использовались в больших количествах, что указано выше.

Продуктивность и питательность корма горных пастбищ основных высотных поясов

При организации системы пастьбы необходимо знать продолжительность пастбищного периода, которая на различных высотных поясах различна в связи с зональными различиями в сроках начала и окончания вегетации трав. Так, травы на пастбищах низкого степного пояса начинают вегетировать в конце марта и ранее, а в альпийском поясе во второй половине мая и позже. При этом в пределах одно и того же пояса на разных экспозициях склонов растения начинают вегетировать в разное время. Как правило, на северных склонах вегетация начинается на 10-15 дней позже, чем на южных. Таким образом, травостой на различных поясах и экспозициях склонов становится пригодным к стравливанию в разное время с неодинаковым качеством корма. Нашими исследованиями, проведенными в трех высотных поясах Даргавского ущелья: лугостепном, субальпийском и альпийском, получены следующие результаты.

Урожай сухого вещества контрольного участка лугостепного пояса на 3,2ц/га выше, чем субальпийского и альпийского поясов. Агротехнические приемы в виде внесения минеральных удобрений N120P90K40, N240P90K40 (азот в виде аммиачной селитры) и рациональное их использование позволили повысить (по мере увеличения норм азота) урожай зеленой массы соответственно по поясам: на 120,1-205,8; 70,4-95,3; 57,5ц/га (многолетние данные показали, что в альпийском поясе наиболее эффективная доза азота 120кг/га д.в., и третий вариант в этом поясе не исследовался). Увеличился сбор кормовых единиц и переваримого протеина.

Исследования химического состава показали, что с повышением высоты над уровнем моря, на контрольных пастбищах снижается содержание сырого протеина на 4,94-7,58% и золы – 0,82-0,87%, повышается концентрация сырой клетчатки на 2,57-3,58, сырого жира на 0,33-1,84% и БЭВ. Расчеты показали, что с изменением высотных поясов меняется питательная ценность корма, увеличивается содержание кормовых единиц и переваримого протеина по мере возрастания высоты над уровнем моря: лугостепной – 0,86 корм. ед. и 13,2г переваримого протеина, субальпийский соответственно – 0,92 и 14,33, альпийский – 0,9 и 17,63.

Минеральные удобрения оказали положительное влияние во всех высотных поясах, резко повысив сбор питательных веществ. При этом содержание аминокислот, особенно незаменимых, резко повысилось, увеличив качество белка, оказавшее положительное на состояние и продуктивность животных. Все это позволило увеличить нагрузку на 1 га пастбищ с 1,3 голов молодняка КРС в лугостепном поясе до 5,4 голов, в субальпийском с 1 до 2,9 голов и альпийском с 1 до 2,2 голов, увеличив животноводческую продукцию в 2 и более раза.

Питательная ценность корма в зависимости от местообитания фитоценоза

С увеличением высоты на склонах южной экспозиции корма обогащаются жиром, протеином, фосфором, кальцием, при этом уменьшается доля клетчатки и воды, как следствие, увеличивается содержание кормовых единиц.

На северных склонах субальпийского и альпийского поясов эти показатели ниже, однако с повышением высоты над уровнем моря наблюдается возрастание в сене жира, клетчатки и уменьшается доя кальция.

В различии экологических условий пояса высокогорий важная роль отводится рациональному балансу. По данным В. А. Шальнева и А. И. Чикалина (1972), на высоте 2350м над уровнем моря в районе Тебердинского госзаповедника радиационный баланс на южном склоне равнялся 508кал/см2 в сутки, что на 20% больше показателя северного склона.

Видовой состав солнечных участков обычно выше теневых, причем флора лугов северного и южного склонов одной высоты менее сходна между собой, чем флора двух смежных по вертикали пунктов одной экспозиции. С приближением к верхнеальпийскому поясу наблюдается сближение флор обоих склонов, расположенных на одной высоте. На южных склонах лугостепного и субальпийского поясов 80-85% видов трав достигают пастбищной высоты (10-15см) раньше на 10-18 дней, чем на северном. Альпийские луга отстают в развитии на 20-30 дней от лугостепного и нижних ярусов субальпийского поясов.

Питательность корма, получаемого с одного и того же участка, меняется в зависимости от фазы развития, времени года и влажности массы. Наиболее питательны растения в ранние фазы развития. В 1кг сухой массы корма лугостепной зоны в весенний период содержится 0,85-0,95 корм. ед., летом – 0,7-0,8 корм. ед., осенью – 0,5-0,65 корм. ед., зимой – 0,35-0,45 корм. ед. Отава после стравливания и скашивания содержит 0,8-0,9 корм. ед. на 1 кг абсолютно сухой массы.

Химический состав кормов зависит от многих факторов: почвенно-климатических условий произрастания, технологии приготовления и заготовки кормов, агротехнических мероприятий, в том числе вида и количества вносимых удобрений, существенно изменяющих ботанический состав и питательную ценность трав.

Так, известкование обогащает растения кальцием и приводит к снижению содержания некоторых микроэлементов. При внесении калийных удобрений в растениях повышается содержание калия и снижается доля кальция и магния, особенно на кислых почвах. Внесение азотного или полного минерального удобрения (NPK) влияет на ботанический состав травостоя, содержания в растениях сырого протеина и аминокислот. При высоких дозах азотных удобрений изменяется фракционный состав белка, повышается в нем доля небелкового азота, особенно в злаковых травах, концентрация сахара и меди, наоборот снижается. Все это отражается на использовании питательных веществ животными и состоянии их здоровья.

Данные, приведенные в таблицах химического состава и питательности, значительно отклоняются от фактического содержания питательных веществ. Поэтому при составлении в хозяйствах рационов и контроле полноценности кормления животных, необходимо пользоваться данными химического анализа кормов, полученных в лабораториях. На основании полученных данных химического анализа, для определения обменной энергии кормов рекомендуем расчеты, предложенные А. И. Фицевым (ВНИИ кормов им. В. Р. Вильямса).

Расчет содержания обменной энергии (ОЭ) кормов рациона по содержанию сырых: клетчатки (СК, кг), протеина (СП), жира (СЖ), БЭВ и сухого вещества (СВ, кг) (по А. И. Фицеву).

КОЭ МДж/кг=13,43-14,3*СК, кг Где КОЭ – концентрация обменной энергии в СВ.

Пример 1: В 1кг CD сена содержится 0,32кг (32%) СК, влажность натурального сена 17%, тогда: КОЭ=13,43-14,1*0,32=8,92 МДж/кг СВ, а КОЭ натурального сена при содержании в нем 0,83 части СВ (1-0.17 влаги) равна 8,92 МДж*0,83=7,4 МДж/кг.

Пример 2: В рационе коровы содержится 15,3кг СВ, а в нем 18% СК (0,18кг в 1 кг СВ) тогда: ОЭ рациона МДж = СВ рациона кг (13,43-14,1*СК кг в 1кг СВ) или ОЭ рациона=15,3*(13,43-14,1*0,18кг СК/кг СВ)=15,13*(13,43-2,54)=15,3*10,89=166,6 МДж и величина 10,89 означает КОЭ рациона МДж/кг СВ.

Пример 3: Зерно овса имеет влажность 15%, а в 1кг СВ овса содержится: 13% сырого протеина (СП), 5,5% сырого жира (СЖ), 11% сырой клетчатки (СК) и 67% сырых БЭВ, так как для концентратов КОЭ МДж/кг СВ = 0,12 СП%+0,31 СЖ%+0,05 СК%+0,13 БЭВ%, то: КОЭ овса = 0,12*13+0,31*5,5+0,05*11+0,13*67 = 1,51+1,71+0,55+8,71 = 12,53 МДж/кг СВ, поскольку в овсе натуральной влажности (15%) содержится 0,85 частей сухого вещества, то КОЭ натурального овса будет равняться 12,53*0,85 = 10,53 МДж ОЭ в 1кг.

Загонная система выпаса в горах

Правильное использование пастбищ – это такой комплекс научно, экологической и организационной систем, применение которого дает возможности получать с единицы пастбищ больше животноводческой продукции (мяса, шерсти, молока), поддерживать биологически стабильную урожайность и устойчивость растительного покрова, предотвращая деградационные процессы.

Разработанная система сводится к следующему: склоны горных пастбищ, как правило, пересекаются, как уже было сказано, огромной сетью больших и маленьких речек, ручьев, оврагов и др., расстояние между ними составляет 0,5-5км и более, которые служат ориентирами для организаций загонной системы пастьбы. Границы загонов прокладывают поперек склонов. Выпас животных начинают с первого загона, расположенного в нижней части склона. Такая последовательность соответствует закономерности постепенного развития растительности по мере повышения местности над уровнем моря (ярусная система). Террасы как обычно служат скотопрогоном, по обе стороны которого, перпендикулярно к нему, располагают загоны.

При этом лучшая форма загона – удлиненная. Оптимальное соотношение ширины и длины загона: 1:10 (100м*1000м = 10га) 1:8 (120м*1000м = 12га) 1:6,6 (150м*1000м = 15га) 1:5 (200м*1000м = 20га)

В зависимости от типа пастбищ, урожайности по годам и коэффициента использования, величина нагрузки колеблется в больших пределах. Соблюдение нормальной нагрузки в наших исследованиях не только прекратило прогрессирующую деградацию травостоя пастбищ, но и приостановило эрозию почв. При этом твердый сток на субальпийском пастбище юго-восточной экспозиции, где соблюдалась нормальная нагрузка, на 3 году составил 370кг/га, тогда как при высокой нагрузке и плотности выпаса, практикуемых населением (бессистемная пастьба), он достиг 1230 кг/га.

За вегетационный период травостой в загонах субальпийских пастбищ в благоприятные в климатическом отношении годы надо стравливать 2 раза, в альпийском – 1, а в лугостепном, в зависимости от степени улучшения, до 4 раз.

Высокогорные пастбища на крутых склонах и в местах рассеченного рельефа, в верховьях рек, рекомендуем стравливать по системе вокруг стойбищного использования. Загоны располагаются радиально вокруг стойбища, а их форма приближается к форме треугольника, сходящегося вершинами у стойбища. Границы их также совмещают с водоразделами рек, речек, ложбин, гребнями меж ложбин, выходами пород, камнями и другими элементами рельефа. При этой системе границы загонов постоянны, что дает возможность менять последовательность стравливания загонов по годам (Н. Исаков, 1969). Площадь загона определяют по формуле (1): S = (П*М*Р)/У , где S – площадь загона, га; П – численность животных в отаре, гурте, табуне; М – норма зеленой массы на одно животное в день, кг; Р – продолжительность пастьбы в данном загоне, дней; У – поедаемый урожай зеленой массы.

К определенной таким образом площади загона необходимо добавить страховую площадь с учетом колебания величины урожая по годам и поправку на площадь, не занятую растительностью внутри загона. Для сохранения биологически стабильной урожайности и устойчивости травостоя очередность стравливания загонов надо менять ежедневно. При вокруг стойбищной системе выпаса это требование выполняется следующими двумя способами:

1. Изменением последовательности стравливания загонов вокруг одного стойбища;
2. Чередованием последовательности использования травостоя вокруг нескольких соседних стойбищ.

При осуществлении вышеописанных вариантов чередования сроков использования загонов, травостой и его отава не стравливаются ежегодно в одно и тоже время, что повышает продуктивность пастбищ в 1,5-2 раза, предотвращая деградацию травостоя, сохраняя почвенный покров от эрозии.

Нагрузка скота на пастбища

Нагрузка обуславливает не только величину урожая, ботанический состав и качество травостоя пастбищ, но и состояние их на будущее. Если численность выпасаемого скота превысит границы предельной пастбищной емкости, деградация становится неизбежной. Нагрузка скота на пастбища – величина переменная, она обусловлена чередованием нормальных в климатическом отношении лет с засушливыми. Следовательно, нагрузка скота должна меняться соразмерно производительной способности травостоя пастбищ в зависимости от конкретно складывающихся условий того или иного рода. В благоприятные дождливые годы величина нагрузки увеличивается до 7-10 голов на 1га, в то время как в засушливые годы она составляет 0,5-1 голову, однако в обоих случаях не должна превышать реальной производительной способности травостоя пастбищ.

Величин нагрузки принято исчислять количеством голов по следующей формуле: Н=У/(К*П) , где Н – нагрузка на 1га пастбища, голов; У – поедаемый урожай зеленой или сухой травы, кг/га; К – норма зеленой или сухой травы на 1 голову в день; П – Продолжительность выпаса на пастбище данного типа, дней Для определения урожайности (кормовой массы) пастбища рекомендуется использовать укосный метод. Для этого на типичных местах с 10м2 растительность срезают овечьими ножами или косой с отдельно расположенных четырех площадок по 2,5 м2 (2,5*1м). Высота среза от поверхности почвы на высотравных пастбищах – 4-6см, на низкотравных – 2-3см. Скошенную или срезанную массу на каждой площадке тщательно подбирают и взвешивают. Взвешивание скошенной массы надо проводить сразу же после подрезания. После взвешивания из массы отбирают среднюю пробу образца. Образец с этикеткой укладывают в марлевый мешочек.

Для установления урожая кормовой массы в центнерах сухой массы с 1га в полевых условиях можно пользоваться ориентировочными коэффициентами перевода зеленой массы в сухое вещество.

Достоверную среднюю урожайность пастбищ определить очень сложно, так как она может сильно варьировать в зависимости от метеорологических условий того или иного года.

Для более объективной оценки урожайности пастбищ рекомендуется применять поправочные коэффициенты к урожаю текущего года:

1. Очень влажный год – 1,5;
2. Средней влажности – 1;
3. Сухой год – 0,75;
4. Очень сухой год – 0,3.

Для определения содержания обменной энергии в сухом веществе пастбищного корма в агрохимлабораториях устанавливают количество сырой клетчатки в траве по ГОСТ 13496 – 4-84. Далее рассчитывают содержание обменной энергии (ОЭ) по формуле:

ОЭ = 15-0,18 СК, где ОЭ – обменная энергия, МДж/кг сухого вещества; СК – содержание сырой клетчатки в 1кг сухой массы пастбищного корма. При применении ориентировочных данных по питательности пользуются справочником “Состав и питательность кормов”, М., 1986.

Стравливание запасов кормовой массы отрицательно влияет на продуктивность травостоя и экологическое состояние угодий. За 4-5 лет использования урожайность трав может снизиться на 20-40% и более. Длительное же применение такого режима отчуждения может привести к полной деградации растительного и почвенного покровов. Поэтому на природных пастбищах коэффициент их использования не должен превышать допустимых параметров Во избежание снижения продуктивности пастбищ и скота на пастбищах необходимо проводить нормированный выпас. Нужно знать нормы кормления различных видов и половозрастных групп с/х животных. Допустимая высота стравливания будет зависеть от метеорологических условий года, в более влажные годы травостой можно стравливать ниже, т. к имеется возможность для повторного отрастания после стравливания.

При размещении скота на пастбищах важным является учет радиуса отгона животных. Наибольшая допустимая удаленность пастбищ от кошары или стойбища в горных районах по пересеченной местности для овец составляет 2км, для молодняка КРС – не более 2,5км. Важнейшим моментом в использовании пастбищ является соблюдении норм нагрузки скота на них. Нагрузка обуславливает не только величину урожая, ботанический состав и качество травостоя сегодня, но и состояние их на будущее. В зависимости от величины своей предельной емкости данная территория может обеспечить кормами лишь известное количество животных, точно соразмерное с кормовыми ресурсами. Как только численность выпасаемого скота превысит границы этой предельной емкости, деградации растительного и почвенного покровов становятся неизбежными и, в большинстве случаев, необратимыми.

После определения фактической величины урожая пастбищ, коэффициента использования травостоя, суточной нормы травы и др. производится планирование размещения скота на пастбищах, вычисляя суммарную площадь пастбищ, необходимую для всего поголовья с учетом их фактической емкости и нормальной нагрузки по форме.

Площадь, незанятая растительностью внутри выделенного пастбищного массива (каменисто-щебеночные осыпи, выходы пород, кустарники и др.), составляют в лугостепном поясе 15-20%, субальпийском – 10-15%, в высокогорном альпийском – 30-40%. Амплитуда колебаний урожая на лугостепных пастбищах составляет ±35-45%, субальпийских – 20-30%, а на высокогорных пастбищах – 5-10%.

Пастбищеоборот и порядок его осуществления

Однообразное, одностороннее использование пастбищ только стравливанием ведет к нарушению биологических процессов развития пастбищных трав, накоплению и расходованию ими питательных трав, накоплению и расходованию ими питательных веществ. Угнетается их развитие, снижается урожайность, они постепенно выпадают из травостоя и замещаются несъедобными или малосъедобными растениями. Чтобы не допустить этого отрицательного явления, необходимо вводить определенную систему использования пастбищ – пастбищеоборот.

Пастбищеоборот предусматривает периодическую смену использования пастбищного травостоя – чередование стравливания и скашивания (на сено, сенаж, и другие виды кормов), а также смену очередности циклов стравливания по загонам и годам. При этом, если, например, в прошлом году пастьба начиналась с первого загона, то в текущем году ее надо начинать со второго, а в следующем году – с третьего поля и т.д.

Периодически в зависимости от ботанического состава травостоя, пастбище необходимо перезакладывать. В предгорных и равнинных местах, где имеется такая возможность, перезакладка производится один раз в 5-7 лет путем подсева. В этих условиях пастбищеоборот должен включать 6-8 загонов и иметь примерно следующую схему.

Цифры 1,2,3,4,5 показывают очередность периода соответствующего года.

Буква “С” показывает, что первое использование данного загона в этом году должно быть на сено (или другие виды кормов), убираемого в обычные сроки (злаковые травы – в фазе колошения – выметывания, бобовые – в фазе бутонизации – начале цветения), а после отрастания отавы – для стравливания (2-3 цикла).

Буква “П” показывает, что в данном загоне должен производиться подсев смеси лугопастбищных трав.

Буква “З” (е.о.) – поля (загоны) в указанные года являются заповедными, оставленными для естественного осеменения.

В схеме показан семипольный пастбищеоборот. В нем пять лет травостой используется для пастбищ, один год – подсев многолетних пастбищных трав и один год (первый год использования трав) проводится укосное использование для заготовки сена и других кормов.

В других случаях могут быть приняты 10-, 12-польные и более пастбищеобороты. При таком большом количестве загонов (полей) в пастбищеобороте за его ротацию могут практиковаться не одна, а две перезакладки, и после каждой из них – укосное использование травостоя.

В гонных же условиях, где распашка и пересев трав невозможны, так как это нарушит верхние слои почвы и грозит их смывом, необходимо с точно установленной периодичностью ежегодно оставлять одно поле для естественного осеменения трав. Для этого в каждом отдельном случае необходимо тщательно изучать ботанический состав трав, знать оптимальное количество лет, в течение которых наиболее ценные в кормовом отношении травы способны к вегетационному размножению, после чего дальнейшее их использование может быть восстановлено только путем естественного осеменения. Поэтому, в зависимости от ботанического состава пастбищного травостоя, длина ротации пастбищеоборота может быть различной. В отдельных случаях необходимость оставления трав для естественного осеменения должна быть на 5, в других случаях на 6,7,8 и т.д. годы.

В год оставления трав для естественного осеменения это поле (загон) нельзя ни стравливать, ни скашивать, а дать возможность всем полезным (съедобным) травам отцвести, и обсеменится, то есть дождаться, пока семена созреют и осыпятся на землю. После этого, перед началом устойчивых заморозков, по полю надо перегнать отары овец, чтобы опавшие семена придавить к земле. На следующий год это поле нельзя включать под стравливание, надо дать возможность семенам нормально прорасти и, чтобы не повредить молодые всходы, не допускать на это поле животных. В этот год отчуждение урожая трав производят только скашиванием и лишь на последующие годы обновленное поле можно включать под стравливание.

В отдельных случаях, где в травостое пастбищ имеются двулетники, то есть, растения, для производства семян которых требуется два года вегетации, для естественного осеменения надо оставлять каждое поле (загон) пастбищеоборота на 2 года, то есть, оставлять на 2 года каждое поле как бы заповедным.

В конце вегетационного периода второго года, перед устойчивыми заморозками по заповедному полю надо прогнать отары овец, чтобы осыпавшиеся семена придавить к земле. На следующий год, после двух лет естественного осеменения, это поле нельзя стравливать животными, чтобы не повредить молодые всходы, а урожай трав убирать только скашиванием.

Следует особо подчеркнуть, что длина ротации (количество лет и, соответственно, полей) пастбищеоборота и количество заповедных полей (загонов), отводимых для естественного осеменения трав, в каждом отдельном случае могут быть различными, в зависимости от ботанического состава травостоя, способности отдельных видов съедобных растений и целых ценозов определенное количество лет размножаться вегетативным путем, после чего, во избежание их выпадения (отмирания), необходимо обязательно вводить заповедное поле для естественного их осеменения. Весь основной уход за пастбищами в системе пастбищеоборота в горных условиях, кроме удобрений, должен быть сосредоточен в заповедном поле, оставленном для естественного осеменения. С целью формирования, необходимого по ботаническому составу травостоя, необходимо приурочивать оставление заповедного поля (загона) именно к тому году, когда естественное осеменение надежно сохранит необходимую густоту стояния пастбищных трав.

В заповедном поле должно быть организовано наблюдение за ростом, развитием и осеменением полезных пастбищных трав. Все несъедобные, вредные и ядовитые растения должны уничтожаться скашиванием (в отдельных случаях выкапыванием, выкорчевыванием) до их цветения и осеменения, чтобы не дать им возможности распространится и вытеснить наиболее ценные пастбищные травы.