vestiagИзвестия Национальной академии наук Беларуси. Серия аграрных наукProceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Agrarian Series1817-72041817-7239The Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"10.29235/1817-7204-2022-60-2-171-181vestiag-633Research ArticleЗЕМЛЯРОБСТВА І РАСЛІНАВОДСТВAAGRICULTURE AND PLANT CULTIVATIONВлияние агроландшафта на экологическую устойчивость фитоценозов покровного овса и многолетних травInfluence of agro-landscape on the ecological sustainability of cover oats and perennial herbs phytocenoeshttps://orcid.org/0000-0002-2588-272XИвановД. А.IvanovD. A.

Иванов Дмитрий Анатольевич – член-корреспондент РАН, доктор сельскохозяйственных наук, профессор, заведующий отделом мониторинга состояния и использования осушаемых земель, ВНИИМЗ – филиал

пос. Эммаусс, 27, 170530, Тверская обл.

Dmitry A. Ivanov – Corresponding Member of the Russian Academy of Sciences, D. Sc. (Agricultural), Professor, Head of the Department of Monitoring the Condition and Use of Drained Lands, VNIIMZ – Branch

27, Emmauss village, Tver Region, 170530

2016vniimz-noo@list.ruhttps://orcid.org/0000-0002-3444-7949ЛисицынЯ. С.LisitsynYa. S.

Лисицын Ярослав Сергеевич – младший научный сотрудник отдела мониторинга состояния и использования осушаемых земель, ВНИИМЗ – филиал

пос. Эммаусс, 27, 170530, Тверская обл.

Yaroslav S. Lisitsyn – Junior Researcher of the Department of Monitoring the Condition and Use of Drained Lands. VNIIMZ – Branch

27, Emmauss village, Tver Region, 170530

2016vniimznoo@list.ruФГБНУ ФИЦ «Почвенный институт им. В. В. Докучаева»FRC V. V. Dokuchaev Soil Science Institute202204052022602171181Copyright © Иванов Д.А., Лисицын Я.С., 20222022Иванов Д.А., Лисицын Я.С.Ivanov D.A., Lisitsyn Y.S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestiagr.belnauka.by/jour/article/view/633

Биоразнообразие – краеугольный камень современной агрофитоцинологии. На основе его учета прогнозируется экологическая устойчивость сельскохозяйственных ландшафтов. Цель исследования – изучение влияния почв и рельефа конечно-моренного холма, а также возраста фитоценозов на величину коэффициента флористического сходства сообществ овса с подсевом трав (2019 г.) и клеверо-тимофеечного травостоя 1-го года пользования (2020 г.). Мониторинг ботанического состава фитоценозов осуществлялся на трансекте – поле, пересекающем склоны разной экспозиции и почвы разной степени заболоченности, расположенном на агроэкологическом стационаре Всероссийского научно-исследовательского института мелиорированных земель (ВНИИМЗ; Тверская обл., Россия). Учет густоты стояния овса, клевера красного, тимофеевки луговой, сорных видов, а также других параметров среды проводили на 30 систематически расположенных делянках. Показано, что на коэффициент Жаккара влияет лишь несколько видов растений. Рельефные и почвенные особенности агроландшафта, а также возраст растительного сообщества оказывают существенное воздействие на устойчивость и продуктивность агроценоза. Главным фактором, влияющим на изменчивость показателя флористического сходства, является гидроморфизм почв. На всех почвах и склонах наблюдается увеличение показателя коэффициента флористического сходства по мере взросления травостоя. Продуктивность трав в наибольшей степени зависит от характера взаимодействия рельефа и почв: на южном склоне холма отмечен низкий урожай сена (в среднем 5,34 т/га), минимум которого наблюдался на сильно заболоченных почвах (4,92 т/га), на северном склоне урожай сена был выше (в среднем 6,57 т/га), минимум отмечен на средне заболоченных почвах (6,26 т/га). На основе выявленных закономерностей возможна разработка мероприятий по адаптации технологий выращивания многолетних трав к природным условиям хозяйств в режиме адаптивно-ландшафтного кормопроизводства.

Biodiversity is the cornerstone of modern agro-phytocinology. Based on its records, the ecological sustainability of agricultural landscapes is predicted. The aim of the research was to study the influence of soils and the topography of the terminal moraine hill, as well as the age of phytocenoses, on the value of the coefficient of floristic similarity of oat communities with over-sowing of grasses (2019) and clover-and-timothy herbage of 1 year of use (2020). Monitoring of the botanical composition of phytocenoses was carried out on a transect – a field crossing slopes of different exposures and soils of varying degrees of swampiness, located at the agroecological station All-Russian Research Institute of Reclaimed Lands (VNIIMZ; Tver region, Russia). The standing density of oats, red clover, timothy grass, weed species, as well as other environmental parameters were taken into account on 30 systematically located land plots. It is shown that only a few plant species affect the Jaccard coefficient. The topography and soil features of the agricultural landscape, as well as the age of the plant community, have a significant impact on the stability and productivity of the agrocenosis. The main factor affecting the variability of the floristic similarity indicator is soil hydromorphism. An increase in the index of the floristic similarity coefficient is observed on all soils and slopes as the herbage matures. Productivity of grasses depends to the greatest extent on the nature of the interaction of the relief and soils – on the southern slope of the hill, a low hay yield was noted (on average, 5.34 t/ha), the minimum of which was observed on highly swampy soils (4.92 t/ha), on the northern slope, the yield of hay was higher (on average 6.57 t/ha), the minimum of which was noted on moderately swampy soils (6.26 t/ha). Based on the revealed patterns, it is possible to develop measures to adapt technologies for growing perennial grasses to the natural conditions of farms in the mode of adaptive landscape fodder production.

 

экологическая устойчивостьмониторингагроландшафтфитоценозымноголетние травы клеверо-тимофеечный травостойпокровный овесрельефпочватрансектаecological sustainabilitymonitoringagro-landscapephytocenosisperennial grassesclover-and-timothy herbagecover oatstopographysoiltransectРабота выполнена в рамках государственного задания ВНИИМЗ на 2019–2021 гг. по теме «Разработать теоретические основы ландшафтно-мелиоративного природообустройства агрогеосистем гумидной зоны на основе результатов мониторинга состояния их природной среды и дистанционного зондирования Земли»The research was carried out within the framework of the state assignment of VNIIMZ for 2019–2021 on the subject “To develop theoretical basis for landscape and reclamation management of agro-geosystems in the humid zone, based on the results of monitoring of their natural environment and remote sensing of the Earth”ReferencesMcGill, B. J. Towards a unification of unified theories of biodiversity / B. J. McGill // Ecology Letters. – 2010. – Vol. 13, № 5. – P. 627–642. https://doi.org/10.1111/j.1461-0248.2010.01449.xMcGill B.J. Towards a unification of unified theories of biodiversity. Ecology Letters, 2010, vol. 13, no. 5, pp. 627-642. https://doi.org/10.1111/j.1461-0248.2010.01449.xEbert, A. W. Plant biodiversity and genetic resources matter! / A. W. Ebert, J. M. M. Engels // Plants. – 2020. – Vol. 9, № 12. – Art. 1706. https://doi.org/10.3390/plants9121706Ebert A.W., Engels, J.M. M. Plant biodiversity and genetic resources matter! Plants, 2020, vol. 9, no. 12, art. 1706. https://doi.org/10.3390/plants9121706Species dispersal and biodiversity in human-dominated metacommunities / D. W. Shanafelt [et al.] // J. of Theoretical Biology. – 2018. – Vol. 457. – P. 199–210. https://doi.org/10.1016/j.jtbi.2018.08.041Shanafelt D.W. Clobert J., Fenichel E.P., Hochberg M.E., Kinzig A., Loreau M., Marquet P.A., Perrings C. Species dispersal and biodiversity in human-dominated metacommuni-ties. Journal of Theoretical Biology, 2018, vol. 457, pp. 199-210. https://doi.org/10.1016/j.jtbi.2018.08.041Mirkin, B. M. Which plant communities do exist? / B. M. Mirkin // J. of Vegetation Science. – 1994. – Vol. 5, № 2. – P. 283–284. https://doi.org/10.2307/3236163Mirkin B.M. Which plant communities do exist? Journal of Vegetation Science, 1994, vol. 5, no. 2, pp. 283-284. https:// doi.org/10.2307/3236163Миркин, Б. М. Фитоценология: принципы и методы / Б. М. Миркин, Г. С. Розенберг. – М. : Наука, 1978. – 211 с.Mirkin B.M., Rozenberg G. S. Phytocenology: principles and methods. Moscow, Nauka Publ., 1978. 211 р. (in Russian).Сапегин, Л. М. Структура и функционирование луговых экосистем: (экологический мониторинг) / Л. М. Сапегин, Н. М. Дайнеко. – Гомель : Гомел. гос. ун-т, 2002. – 201 с.Sapegin L.M., Daineko N.M. The structure and functioning of meadow ecosystems: (environmental monitoring). Gomel, Gomel State University, 2002. 201 p. (in Russian).Козлов, Л. Г. Луговые агроценозы на мелиорированных землях / Л. Г. Козлов, А. И. Михкиев, Е. И. Синькевич. – Л. : Наука, Ленингр. отд-ние, 1982. – 180 с.Kozlov L.G. Mikhkiev A.I., Sin’kevich E.I. Meadow agrocenoses on reclaimed lands. Leningrad, Nauka Publ., 1982. 180 p. (in Russian).Иванова, Н. Н. Кормовая и средообразующая роль пастбищных травостоев в условиях осушаемых почв Центрального Нечерноземья / Н. Н. Иванова, А. Д. Капсамун, Н. Н. Амбросимова // Кормопроизводство. – 2019. – № 4. – С. 14–17.Ivanova N.N., Kapsamun A.D., Ambrosimova N.N. Forage and environment-forming potential of pasture grasses on the drainage land of the Central Non-Chernozem region. Kormoproizvodstvo = Fodder Production, 2019, no. 4, pp. 14-17 (in Russian).The hydrological responses of different land cover types in a re-vegetation catchment area of the Loess Plateau, China / S. Wang [et al.] // Hydrology a. Earth System Sciences Discussions. – 2012. – Vol. 9, № 5. – P. 5809–5835. https://doi.org/10.5194/hessd-9-5809-2012Wang S., Fu B.J., Gao G.Y., Zhou J. The hydrological responses of different land cover types in a re-vegetation catchment area of the Loess Plateau, China Hydrology and Earth System Sciences Discussions, 2012, vol. 9, no. 5, pp. 5809-5835. https://doi.org/10.5194/hessd-9-5809-2012Кирюшин, В. И. Концепция развития земледелия в Нечерноземье / В. И. Кирюшин. – СПб. : Квадро, 2020. – 375 с.Kiryushin V.I. Concept for the development of agriculture in the Non-Black Soil Region. St. Petersburg, Kvadro Publ., 2020. 375 p. (in Russian).Иванов, Д. А. Ландшафтно-адаптивные системы земледелия: (агроэкологические аспекты) / Д. А. Иванов ; под общ. ред. Н. Г. Ковалева. – Тверь : ЧуДо, 2001. – 305 с.Ivanov D.A. Landscape-adaptive farming systems: (agroecological aspects). Tver, ChuDo Publ., 2001. 305 p. (in Russian).Иванов, Д. А. Ландшафтно-мелиоративные системы земледелия: (прикладная агрогеография) / Д. А. Иванов, Н. Г. Ковалев. – Тверь : Изд. А. Н. Кондратьев, 2017. – 310 с.Ivanov D.A., Kovalev N. G. Landscape and reclamation farming systems: (applied agrogeography). Tver, A.N. Kondrat’ev Publ., 2017. 310 p. (in Russian).Иванов, Д. А. Изучение динамики продуктивности трав на основе данных многолетнего мониторинга / Д. А. Иванов, О. В. Карасева, М. В. Рублюк // Аграр. наука Евро-Северо-Востока. – 2021. – № 22 (1). – С. 76–84. https://doi.org/10.30766/2072-9081.2021.22.1.76-84Ivanov D.A., Karaseva O.V., Rublyuk M.V. Study of the dynamics of grass productivity based on long-term monitoring data. Agrarnaya nauka Evro-Severo-Vostoka = Agricultural Science Euro-North-East, 2021, no. 22 (1), pp. 76-84 (in Russian). https://doi.org/10.30766/2072-9081.2021.22.1.76-84Иванов, Д. А. Результаты длительного мониторинга продуктивности многолетних трав в пределах агроландшафта / Д. А. Иванов, О. В. Карасева, М. В. Рублюк // Вестн. рос. с.-х. науки. – 2019. – № 5. – C. 8–11. https://doi.org/10.30850/vrsn/2019/5/8-11Ivanov D.A. Karaseva O.V., Rublyuk M.V. Results of long-term monitoring perennial grasses productiveness within agrolandscape. Vestnik rossiiskoi sel’skokhozyaistvennoi nauki = Vestnik of the Russian Agricultural Science, 2019, no. 5, pp. 8-11 (in Russian). https://doi.org/10.30850/vrsn/2019/5/8-11Иванов, Д. А. Мониторинг влияния факторов природной среды на урожайность травостоев / Д. А. Иванов, М. В. Рублюк, О. В. Карасева // Кормопроизводство. – 2019. – № 8. – C. 10–14.Ivanov D.A., Rublyuk M.V., Karaseva O.V. Monitoring of the influence of environmental factors on the yield of herbage. Kormoproizvodstvo = Fodder Production, 2019, no. 8, pp. 10-14 (in Russian).Работнов, Т. А. Луговедение : учебник / Т. А. Работнов. – 2-е изд. – М. : Изд-во Моск. ун-та, 1984. – 320 с.Rabotnov T.A. Meadow studies. 2nd ed. Moscow, Publishing house of Moscow State University, 1984. 320 p. (in Russian).Маевский, П. Ф. Флора средней полосы европейской части России : учеб. пособие / П. Ф. Маевский. – 10-е изд., испр. и доп. – М. : Т-во науч. изд. КМК, 2006. – 600 с.Maevskii P.F. Flora of the middle zone of the European part of Russia. 10th ed. Moscow, KMK Scientific Publishing Association, 2006. 600 p. (in Russian).Ларин, И. В. О методике изучения биологической и хозяйственной продуктивности травянистых сенокосов и пастбищ / И. В. Ларин // Ботаника (исследования) : [сборник] / Белорус. отд-ние Всесоюз. ботан. о-ва. – Минск, 1968. – Вып. 10. – С. 15–24.Larin I.V. On the method of studying the biological and economic productivity of grassy hayfields and pastures. Botany (research). Minsk, 1968, iss. 10, pp. 15-24 (in Russian).Thompson, P. L. Ecosystem multifunctionality in metacommunities / P. L. Thompson, A. Gonzalez // Ecology. – 2016. – Vol. 97, № 10. – P. 2867–2879. https://doi.org/10.1002/ecy.1502Thompson P.L., Gonzalez A. Ecosystem multifunctionality in metacommunities. Ecology, 2016, vol. 97, no. 10, pp. 2867-2879. https://doi.org/10.1002/ecy.1502Multiscale spatial patterns of species diversity and biomass together with their correlations along geographical gradients in subalpine meadows / M. Xu [et al.] // PLoS One. – 2019. – Vol. 14, № 2. – P. e0211560. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0211560Xu M., Zhang S., Wen J., Yang X. Multiscale spatial patterns of species diversity and biomass together with their correlations along geographical gradients in subalpine meadows. PLoS ONE, 2019, vol. 14, no. 2, p. e0211560. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0211560Scaling-up biodiversity-ecosystem functioning research / A. Gonzalez [et al.] // Ecology Letters. – 2020. – Vol. 23, № 4. – P. 757–776. https://doi.org/10.1111/ele.13456Gonzalez A., Germain R.M., Srivastava D.S., Filotas E., Dee L.E., Gravel D., Thompson P.L., Isbell F., Wang S., Kéfi S., Montoya J., Zelnik Y.R., Loreau M. Scaling-up biodiversity-ecosystem functioning research. Ecology Letters, 2020, vol. 23, no. 4, pp. 757-776. https://doi.org/10.1111/ele.13456Thomas, R. Fertile ground? Options for a science-policy platform for land / R. J. Thomas [et al.] // Environmental Science a. Policy. – 2012. – Vol. 16. – P. 122–135. https://doi.org/10.1016/j.envsci.2011.11.002Thomas R.J., Akhtar-Schuster M., Stringer L.C., Marques M.J., Escadafal R., Abraham E., Enne G. Fertile ground? Options for a science-policy platform for land. Environmental Science and Policy, 2012, vol. 16, pp. 122-135. https://doi.org/10.1016/j.envsci.2011.11.002Spatio-temporal dynamics of forage and land cover changes in Karamoja sub-region, Uganda / A. Egeru [et al.] // Pastoralism: Research, Policy a. Practice. – 2014. – Vol. 4, № 1. – Art. 6. https://doi.org/10.1186/2041-7136-4-6Egeru A., Wasonga O., Kyagulanyi J., Majaliwa G., MacOpiyo L., Mburu J. Spatio-temporal dynamics of forage and land cover changes in Karamoja sub-region, Uganda. Pastoralism: Research, Policy and Practice, 2014, vol. 4, no. 1, art. 6. https://doi.org/10.1186/2041-7136-4-6Полынов, Б. Б. Избранные труды / Б. Б. Полынов ; отв. ред.: И. В. Тюрин, А. А. Сауков. – М. : Изд-во АН СССР, 1956. – 751 с.Polynov B.B. Selected works. Moscow, Publishing house of the Academy of Sciences of the USSR, 1956. 751 p. (in Russian).Heil, K. Modeling the effects of soil variability, topography, and management on the yield of barley / K. Heil, P. Heinemann, U. Schmidhalter // Frontiers in Environmental Science. – 2018. – Vol. 6. – Art. 146. https://doi.org/10.3389/ fenvs.2018.00146Heil K., Heinemann P., Schmidhalter U. Modeling the effects of soil variability, topography, and management on the yield of barley. Frontiers in Environmental Science, 2018, vol. 6, art. 146. https://doi.org/10.3389/fenvs.2018.00146Jiang, P. Effect of soil and topographic properties on crop yield in a north-central corn–soybean cropping system / P. Jiang, K. D. Thelen // Agronomy J. – 2004. – Vol. 96, № 1. – Р. 252–258. https://doi.org/10.2134/agronj2004.0252Jiang P., Thelen K.D. Effect of soil and topographic properties on crop yield in a north-central corn–soybean cropping system. Agronomy Journal, 2004, vol. 96, no. 1, pp. 252-258. https://doi.org/10.2134/agronj2004.0252Тиходеева, М. Ю. Практическая геоботаника: анализ состава растительных сообществ / М. Ю. Тиходеева, В. Х. Лебедева. – СПб. : Изд-во С.-Петерб. ун-та, 2015. – 165 c.Tikhodeeva M.Yu., Lebedeva V.Kh. Practical geobotany: analysis of the composition of plant communities. St. Petersburg, Publishing House of St. Petersburg University, 2015. 165 p. (in Russian).Понятовская, В. М. Учет обилия и особенности размещения видов в естественных растительных сообществах / В. М. Понятовская // Полевая геоботаника : [в 5 т.] / под общ. ред. Е. М. Лавренко, А. А. Корчагина – М. ; Л., 1964. – Т. 3. – С. 209–299.Ponyatovskaya V.M. Consideration of species abundance and distribution patterns in natural plant communities. Field geobotany. Vol. 3. Moscow, Leningrad, 1964, pp. 209-299 (in Russian).Создание ландшафтного полигона нового поколения / Д. А. Иванов [и др.] // Земледелие. – 1999. – № 6. – C. 15–16.Ivanov D.A., Korneeva E.M., Salikhov R.A., Petrova L.I., Pugacheva L.P., Rublyuk M.V. Creating a new generation of landscape landfill. Zemledelie, 1999, no. 6, pp. 15-16 (in Russian).Плохинский, Н. А. Биометрия : [учеб. пособие] / Н. А. Плохинский. – 2-е изд. – М. : Изд-во Моск. ун-та, 1970. – 367 с.Plokhinskii N.A. Biometrics. 2nd ed. Moscow, Publishing House of Moscow University, 1970. 367 p. (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.