The weight of roots of herbaceous vegetation on the slopes of the exogenous type was investigated. The dependence of the mass of the overground part of altitude position of slope relief was determined. It was proved that the root system of some plants varies, depending on the location of the plants and the orientation of the slope. That was also founded, that this relationship can be traced in the horizontal and vertical distribution of the roots along the slope. According to research, a distribution model of herbaceous vegetation by weight of the root system on the slopes was designed. The analysis of the models shows that the design of equations remains unchanged, except how to change the coefficients. This fact confirms, that there is indeed a general pattern of mathematical dependence of the mass of dry roots of the plant’s location on the slope. In slope ecological systems it is noted spotting, mosaic distribution of root mass on the slope, indicating to heterogeneity of environmental conditions of exogenous type slopes.
slope, relief, mass of roots, soil.
Введение. Биологическое разнообразие любой природной экосистемы непосредственно зависит от количества косного и биокосного вещества [1, 2, 3]. Около 95% азота и 25% - 50% фосфора содержится в органической массе почвы [4]. По данным В. Libert [5], при снижении гумуса почвы с 1,4% до 0,9% урожайность зерновых снижается почти на 50 %. В результате истощения питательных веществ из-за сокращения содержания гумуса снижается интенсивность роста растений и их продуктивность. Сокращение гумуса влияет не только на снижение урожайности, но и на биологическую продуктивность организмов почвы в результате снижения органического вещества.
Условия, материалы и методы исследования. При изучении массы корневой системы травянистой растительности на склоновых землях нами был использован способ рамочной выемки почвы, получивший широкое распространение при проведении полевых опытов.Пробные площадки закладывались на разных уровнях и экспозиции склона. На пробном участке, выбранный для взятия монолита, накладывали деревянную рамку с выверенными размерами 30,3х30,1 см, что составляет учетную площадь 0,1 м2. Для придания устойчивости углы рамки прикрепляли к почве большими металлическими шпильками. На площадке подсчитывали общее число растений, измеряли их массу. Всю надземную часть растений срезали на уровне почвы, пробу использовали для определения надземной массы. Затем всю поверхность пробной площадки вычищали от остатков растительности, закладывали в отдельные мешочки и учитывали при определении общей биомассы наземной части растений. С помощью острого ножа вырезали монолит размером10х10х10 см внутри рамки и металлическим совком почвенную массу переносили в специальные льняные мешочки. Поочередно вынимали слои 10-20, 20-30 и 30-40 см, складывали их в отдельные мешки, доставляли к месту отмывки корней.
Анализ и обсуждение результатов. Основная масса корней (70-80%) у травянистых растений на склонах разной экспозиции находится в почвенных горизонтах на глубине от 20 см, образуя густое сплетение корней, а на поверхности почвы дернину. Масса корней, их распределение по склону меняется под влияние температуры и влажности почвы. При этом нужно отметить, что оптимальная температура для роста корневых систем несколько ниже по сравнению с ростом надземных органов того же растения. Корни распределяются в почве в зависимости от степени увлажнения. В основном корневая система сосредоточена в зоне увлажнения. Особенностью некоторых растений, особенно из группы однолетних криптофитов, является то, что они формируют поверхностную корневую систему. Корневая система, располагаясь близко к поверхности, перехватывает атмосферные осадки или покрывает недостаток влаги за счет конденсации пара в утренние и ночные часы. На южных склонах наблюдается соседство растений с глубокой и поверхностной корневой системой. Первые обеспечивают себя влагой за счет глубоких слоев почвы, вторые – за счет усвоения выпадающих осадков. Многолетние исследования позволяют сделать вывод, что 60-80 % корней по массе размещается на глубине гумусового горизонта (20-40 см). Проникая в грунт, корни трав скрепляют песчаные, пылеватые и глинистые частицы грунта и создают монолитную массу, лучше противостоящую смыву, чем обнаженные неукрепленные грунты. В работах Н.И. Балакай [6] по изучению массы корней многолетних трав отмечается, что масса 59–63 % корней многолетних растений располагалась в верхнем горизонте почвы 0–20 см и постепенно снижалась с глубиной. Результаты наших исследований показывают, что основная масса корней многолетних трав на склоновых землях южной, юго-восточной и юго-западной экспозиций располагается в горизонтах от 10 до 30 см.
1. Babayan L. A. Agroproizvodstvennoe ispol´zovanie obrabatyvaemykh ugodiy na sklonakh Privolzhskoy vozvyshennosti / L. A. Babayan, A. M. Belyakov, V. V. Leont´ev. - Volgograd, 2011. - 91 s.
2. Lebedeva N. V. Biologicheskoe raznoobrazie / N. V. Lebedeva, N. N. Drozdov, D. A. Krivolutskiy. - M.: Vlados, 2004. - 432 s.
3. Lee E. Soil fauna and soil structure / E. Lee, R. C. Foster. Australian Journal of Soil Research. - 1991. - Vol. 29. - P. 745-776.
4. Clements F. E. Plant succession and indicators / F. E. Clements. - N.V.:Hamer press, 1973. - 453 p.
5. Libert B. The Environmental Heritage of Soviet Agriculture / B. Libert. - Oxon, UK : CAB International, 1995.-R.104.
6. Balakay N. I. Osobennosti razvitiya kornevoy sistemy lyutserny v pervyy god zhizni / N. I. Balakay. Politematicheskiy setevoy elektron. nauch. zhurn. Kubansk. agrarn. gos. un-ta. - 2005. - № 13 (05).-S.129-137.
7. Kudryavtsev A.E., Kudryavtseva N.F. Agroekologicheskaya otsenka plodorodiya pakhotnykh pochv kolochnoy stepi Altayskogo Priob´ya//Dostizheniya nauki i tekhniki APK. 2013. № 10. S. 6-9.
8. Sabirov A.T., Ul´danova R.A., Zhubrin D.S. Perspektivy issledovaniya pribrezhnykh lesov//Vestnik Kazanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2012. T. 7. № 2 (24). S. 115-118.
9. Musin Kh.G., Sabirov A.M. Sostoyanie zashchitnykh nasazhdeniy v Respublike Tatarstan i ikh ekologo-ekonomicheskaya effektivnost´//Vestnik Kazanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2012. T. 7. № 1 (23). S. 138-144.
