INFLUENCE OF HORIZONTAL STRUCTURE AGROPHYTOCENOSES ON PARAMETERS OF STABILITY AGROECOSYSTEM, SUCCESSIONS.
N.G. Surova, L.J. Goncharova, E.M. Komarova, V.A. Berdjucova

В Ростовском Университете с 1968 года конструируются искусственные травяные экосистемы с целью повышения эффективности использования ремидитационного потенциала и энергии на формирование продуктивности, восстановления биоразнообразия, исследуются агрофитоценозы разного ботанического состава (4-9 видов многолетних злаковых и бобовых видов) и горизонтальной структуры. Тема Научной Исследовательской работы, является фундаментальным научным исследованием, разработка которого велась в начальный период под руководством д.б.н., проф.Л.И. Номоконова, а с 1987 года под руководством директора Ботанического сада Ростовского Государственного Университета д.б.н., проф. Сидоренко В.Г. [1]. На основе анализа экспериментальных данных, полученных на 14 опытных агрофитоценозах (биометрических характеристик роста и развития растений, первичной биопродуктивности и продуктивности фотосинтеза, динамики ценопопуляций и фитоценотической замкнутости, концентраций азота, углерода в фито-, мортмассе, почве и т.д.) впервые установлено, что "мозаичный" способ моделирования горизонтальной структуры агрофитоценозов оптимизирует не только фотосинтетическую и биологическую продуктивность, но и обеспечивает их устойчивость, продуктивное долголетие, самоподдержание и саморегулирование обменных процессов с внешней средой, также способствует ремидитации плодородия почв. Анализ соотношения компонентов и демографических закономерностей ценопопуляций в ценозах разной горизонтальной структуры позволил выявить большую устойчивость состава агроценоза "мозаичного" на фоне быстро протекающей сукцессии, вытеснения прочих компонентов кострецом в агроценозах "полостном" и "сплошном". Это объясняется разной степенью дифференциации реализованных экологических ниш и, соответственно, разным уровнем межвидовой и внутривидовой конкуренции в ценозах. Более низкий уровень конкуренции в агроценозе "мозаичном" проявился в оптимальных демографических характеристиках всех компонентов, которые также отличались устойчивостью по сравнению с другими вариантами сконструированных агроценозов. Несмотря на то, что популяции " полосного " и "сплошного" агроценозов на первом году жизни не отличались по плотности и массе одной особи, долевому участию в общей фитомассе, от популяций "мозаичного" агроценоза, в дальнейшем между ними проявились существенные различия, которые усилились с развитием сообществ.

Известно, что все агроэкосистемы преобразуются в ходе сукцессий. Прогнозирование преобразований биоразнообразия представляет отдельную и чрезвычайно актуальную как для экологии, так и для сельскохозяйственного производства проблему. Возможность решения последней отмечается многими исследователями [2, 3, 4]. В Ростовском университете запатентована новая технология создания искусственных агрофитоценозов (с использованием так называемой "парцеллизации"), позволяющая продлевать продуктивную стадию сингенеза. В ранее опубликованных нами работах объяснены механизмы управления продуктивностью агроценозов такого типа. В основном это – временная и пространственная дифференциация экологических ниш компонентов [5,6]. Для интерпретации полученных результатов разработана оптимизационная модель агроэкосистемы, которая синтезируется из моделей, описывающих взаимодействие её подсистем. Оптимизация этих взаимодействий связывается не только с максимизацией продукции, но и с самообеспечением растений питательными элементами и самовоспроизводством почвенного плодородия. Из всех исследованных агроценозов только шестикомпонентный агроценоз "мозаичной" горизонтальной структуры соответствует оптимизационной модели. Мозаичность горизонтальной структуры образуется из-за чередования четырёх видов микрогруппировок – парцелл разного ботанического состава. В агроценозе формируется наибольшая по массе и энергетическому содержанию продукция, отмечается самая высокая потенциальная и реальная эффективность использования энергии и углекислоты. В почве под "мозаичным" агроценозом увеличиваются запасы азота и гумусовых веществ, возрастает интенсивность и количество положительных аллелопатических взаимодействий, разнообразия микробоценозов и энтомофауны.

Список литературы

1. Номоконов Л.И., Сидоренко В.Г. теория и практика конструирования и экспериментального воспроизведения высокопродуктивных кормовых агроценозов/ функциональная организация биогеоценозов. М.: Наука, 1980. С 161-184.

2. Дзыбов Д.С. О формировании фитоценотического режима в экосистемах травянистых растений // Бюлл. Гл. Бот.сада РАН.1991.Вып 162. С. 32-36.

3. Миркин Б.М., Наумова Л.Г. Наука о растительности. Уфа, 1998. 413 с.

4. Хасанова Г.Р, Наумова Л.Г. Восстановительная экология агроэкосистем: роль старовозрастных посевов многолетних трав // Роль ботанических садов в сохранении биоразнообразия. Ростов-на-Дону, 2002. С.295-297.

5. Сидоренко В.Г., Сурова Н.Г. Моделирование процессов формирования и трансформации фито – и мортмассы в оптимизированных агрофитоценозах // Экология.2001, №2. С 113-116.