Изучение и морфологическое описание сорной растительности с. Садовое и его окрестностей

Культурные растения нашей планеты, от которых зависит жизнь и благополучие человека, существуют на земном шаре не в чистых посевах, а в сложном окружении дикорастущих растений, называемых в прикладной ботанике сорно-полевыми. Сорно-полевые растения в экологическом, хронологическом и эволюционном плане близки и связаны с культурными растениями, в связи с чем они оказывают постоянное давление на рост, развитие и продуктивность культурных растений. В настоящее время во флоре земного шара отмечено примерно 30 000 видов сорно-полевых растений (Шоу, Дженсен, 1977).

Многовековой опыт человечества (этноботаника) говорит о том, что сорные растения приносят не только вред, но и значительную пользу.

Во-первых, многие из них вошли в культуру и стали родоначальниками травянистых культурных растений, многие являются лекарственными растениями. Во-вторых, в посевах они увеличивают мощность горизонта почвы, где происходит обмен элементами минерального питания, повышают активность микрофлоры почвы, уменьшают эрозию почвы в условиях пропашных культур и т. д. (Миркин, 1985). В связи с этим большинство ботаников мира считают, что следует думать об использовании, а не об уничтожении сорных растений, ибо их полное уничтожение грозит трудно предсказуемыми последствиями.

В течение нескольких лет нами изучалась сорная растительность села Садовое. Целью нашей работы было: установить систематический состав сорных растений, указать экологические особенности видов, их фитоценотическую приуроченность.

Литературный обзор

Характеристика сорных растений

Сорные растения как особая экологическая группа среди дикорастущих видов.

Четкой, чисто ботанической характеристики понятия «сорное растение» до сих пор не существует. В действительности же сорные растения, благодаря своим экологическим особенностям, в жизни человека выступают с двух позиций - и как группа растений, приносивших и приносящих разностороннюю пользу, и как группа растений, засоряющих посевы и тем самым причиняющих им вред. Практики сельского хозяйства подразумевают под сорным растением любое растение, произрастающее на окультуренной территории помимо воли человека и приносящее ему, в конечном счете, экономический ущерб.

Ботаники же под сорными растениями подразумевают дикорастущие растения, появляющиеся на вторичных местообитаниях, нарушенных человеком или другими факторами среды. Ими могут быть пашня - наиболее выраженный вариант вторичного местообитания, а также обнажения почвы после ветровой и водной эрозии. Именно эта характеристика позволяет многое понять в природе сорных растений. Совершенно неправы исследователи, считающие, что нет ни одного признака, общего для сорняков. В самом деле, различаясь по морфологическим и физиологическим признакам, они относятся к совершенно различным систематическим группам растений, жизненным формам и имеют чрезвычайно отдаленные друг от друга ареалы. Однако сорные растения объединяет один общий, чрезвычайно важный экологический признак - способность расти и нормально развиваться только на вторичных местообитаниях, наиболее выраженный вариант которых - распаханные поля, менее выраженный - рудеральные местообитания. Итак, способность произрастать на вторичных местообитаниях объединяет все сорные растения между собой. Но именно этот признак объединяет их также с культурными растениями, т. к. последние без помощи человека, постоянно создающего пахотой, культивацией, внесением удобрений благоприятные для их роста и развития условия, развиваться не могут. Таким образом, и сорные, и культурные растения являются растениями вторичных местообитаний, т. е. растениями, имеющими общие черты в экологии.

Существует мнение, что возникновение и становление сорно-полевой флоры неразрывно связано с культурной флорой. Основной экологический признак сорных растений - их тяготение к нарушенным, вторичным, лишенным сомкнутого травостоя местообитаниям и способность нормально развиваться только на них - сложился у родоначальных форм сорно-полевых растений значительно раньше возникновения земледелия.

Как уже было сказано, данный экологический признак является основным и единственным, объединяющим между собой все сегетальные сорные растения, сближающим их с культурными. На первый взгляд между такими видами, как Василек синий (Centaurea cyanus L), ежовник рисовидный (Echino chioa oryzoides (Ard) Fritch) и Agrostemma githago L - Куколь посевной действительно нет ничего общего, ибо они относятся к различным систематическим группам. Однако эти виды объединены одним экологическим признаком высоким уровнем сегетальности, выражающейся в специализации засорения сельскохозяйственных культур, все три вида являются специализированными засорителями определенных сельскохозяйственных культур и не встречаются в дикорастущей флоре. Ранее было показано, что способность произрастать на нарушенных подвижных местообитаниях объединяет все сегетальные сорные растения между собой и что именно этот же признак объединяет их с культурными растениями. Действительно, соответствие сегетального сорного растения засоряемость им культуре по основным экологическим факторам (отношение к субстрату, влажности почвы и т. д. ) есть необходимое условие их совместного произрастания. Без этого соответствия невозможно их одновременное пребывание на одном поле (Ульянова, 1978, 1983; King, 1966).

Недаром эту группу сорных растений человек называет сегетальными сорными, т. е. пашенными, посевными. Но пашенным растением можно назвать как сорное, так и культурное растение, также произрастающее на пашне.

Именно общность экологии сегетальных сорных и культурных растений, как растений пашенных местообитаний, позволяет и сегодня сегетальным сорным и культурным растениям, в зависимости от естественно-исторческих условий, выступать в качестве либо сорных, либо культурных растений.

На основе наших наблюдений можно сделать заключение, что сорным делает растение его экология вторичного местообитания и отношение человека в определенном отрезке времени.

Экологические особенности различных типов сорных растений

По своим экологическим особенностям, связанным со степенью нарушения естественного растительного покрова в занимаемом местообитании, сорные растения большинством исследователей делятся на 4 основные группы: сегетальные или пашенные (сорно-полевые), рудеральные (мусорные), пасквальные (пастбишные) сорные растения. (Мальцев, 1934, Никитин, 1983) и растения - останцы в посевах сеяных культур. Однако это деление достаточно условно, ибо растения сегетальные могут произрастать не только в агрофитоценозах, но и на рудеральных местообитаниях, а многие растения - рудеральные часто заходят на плохо-обработанные края посевов сельскохозяйственных культур. К тому же, в зависимости от естественно исторических условий (климата, продолжительности земледелия, видового состава возделываемых культур) в пределах ареала вида сорного растения, последний может вести себя по разному: в одних случаях как типичное сегетальное растение, в других - как рудеральное. В целом же сегетальные и рудеральные растения не являются абсолютно обособленными экологическими группами. Третья экологическая группа сорных растений - это растения, поселяющиеся на старых, выбитых пастбищах, так называемые пастбищные или пасквальные сорняки. Это в основном непоедаемые скотом растения, колючие и грубостебельные (бодяги, осоты, дурнишники).

Сегетальные, рудеральные и пастбищные сорняки входят в растительные сообщества, сформировавшиеся под влиянием человека. Эти сообщества относятся к синантропной или антропогенной растительности. Синотропная растительность объединяет агрорастительность, растительность рудеральную и вторичные луга. Для синантропной растительности характерно широкое внедрение видов адвентивных и доминирование видов-космополитов.

По степени специализации сорных растений к пашенным условиям В. В. Никитин (1983) выделяет следующий ряд растений от сегетальных к рудеральным:

1. Сегетальные - связанные в своем распространении преимущественно с одним или несколькими культурными растениями, как правило, непроизрастающие на необрабатываемых землях, вне посевов и посадок.

2. Сегетально-рудеральные - предпочитающие селиться на обраба- тываемых территориях среди культурных растений, но могущие встречаться и на рудеральных местообитаниях, такие как бодяги, осоты, вьюнки и другие.

З. Рудерально-сегетальные - встречающиеся чаще на рудеральных местообитаниях, реже обнаруживаемые в посевах, присутствие их на полях, где применяется высокая агротехника, ничтожно.

4. Рудеральные - поселяющиеся на необрабатываемых местах, где по тем или иным причинам естественный растительный покров изрежен или чаще полностью уничтожен. К ним относятся также растения, произрастающие на свалках.

5. Остаточные растения по существу не являются сорными, однако наличие их, хотя бы в небольшом количестве, в посевах позволяет относить их также к одной из категорий сорных растений, связывающей сорные растения с дикорастущими. В своих исследованиях мы придерживаемся общепринятой классификации.

Остановимся более подробно на характеристике четырех основных групп сорных растений.

а)Сегетальные или пашенные (сорно-полевые) растения.

Название «сегетальный» произошло от латинского « segеtаlis», что значит « растущий среди хлебов». Это группа видов, являющихся обязательными компонентами агрофитоциноза, формирующими сегетальные сообщества. К данной группе растений относятся виды, произрастающие в посевах различных сельскохозяйственных культур, на паровых полях, межах, залежах. В то же время помимо посевов они могут произрастать на рудеральных (мусорных) местообитаниях, лишенных постоянного естественного растительного покрова, что говорит об экологической лабильности этой группы растений. Однако на рудеральных местообитаниях у них не в полной мере реализуются потенциальные возможности.

б)Рудеральные (мусорные) сорные растения.

Термин «рудеральное растение» произошел от латинского слова «radus» -строительный щебень, мусор. Во всех ботанических справочниках рудеральные растения характеризуются как сорняки, растущие близ жилья, по дорогам, на мусорных местах (Богорад. Нехлюдова. 1963). т. е. мусорные растения, создающие рудеральные проценозы - временные группировки растений на мусорных местах. Рудеральная растительность, как правило, тесно контактирует с растительностью сегетальной и луговой. Однако рудеральные растения произрастают на местообитаниях, объединенных лишь одним признаком — разрушенностью естественного растительного покрова.

В роли рудеральных растений могут выступать сорные растения разного уровня сегетальности (отношения к культуре). Ими могут быть типичные сегетальные растения, типичные рудеральные, а также дикорастущие виды, положительно реагирующие на вторичные местообитания.

В целом способность определенной группы растений произрастать на вторичных, нарушенных, подвижных, лишенных постоянного растительного покрова местообитаниях, необходимо рассматривать как положительное явление, так как под влиянием антропогенного фактора площадь под подобными местообитаниями на нашей планете увеличиваются.

На основе наших исследований мы отнесли к рудеральным растениям следующие виды: горец птичий, марь белая, торица полевая, пикульник двунадрезанный, мятлик однолетний и другие.

в)Пасквальные (пастбищные) сорные растения.

Пастбищные сорняки - это растения, появляющиеся в значительном количестве на пастбищах в результате деградации естественного растительного покрова под воздействием чрезмерного выпаса скота.

В основном это рудеральные растения - апофиты, из числа которых на пастбище начинают доминировать виды, по различным причинам не поедаемые скотом (снабженные колючками, сильно опущенные, часто ядовитые), а потому активно размножающиеся семенным путем. В большинстве случаев это многолетние виды местной флоры.

г)Растения - останцы в посевах сельскохозяйственных культур.

Термин «останцы» или « остаточные растения», обозначают дикорастущие виды растений, остающиеся некоторое время в посевах сельскохозяйственных культур на вновь освоенных, целинных землях. Среди так называемых «остаточных» растений существует группа видов, характеризующаяся ярко выраженной положительной реакцией на культуру. Это группа дикорастущих растений в основном представлена корнеотпрысковыми многолетниками, которые при освоении новых территорий становятся со временем злостными сорно-полевыми растениями. Заканчивая данный раздел, необходимо сделать следующее заключение. Термин «сорняк-останец», употребляемый часто в литературе, как показали наши наблюдения, утратил свой первоначальный смысл и как растение, временно остающееся в посевах.

К сорнякам-останцам, в ходе наших наблюдений, мы отнесли следующие виды растений: зюзник блестящий, полынь белая, кровохлебка мелкоцветковая, ситник развесистый, солодка голая, люцерна зубчатая, верблюжья колючка и т. д.

Морфологическое описание некоторых видов сорных растений, встречающихся на территории с. Садовое

Сорные растения, как любые дикорастущие или культурные, выполняют основные функции зеленых растений - участвуют в создании органического вещества, регулируют газовый состав атмосферы и в целом «залечивают раны» в зеленом покрове земного шара.

В результате наших исследований мы установили, что сорная растительность включает в себя 98 видов растений. Из них длительно вегетирующие травы - 68 видов, однолетники - 22 вид, двулетники - 8 видов. Ниже приводится описание видов полезных сорных растений. Семейство Chenopodiaceae Vent - Маревые. A triplex tatarica L - Лебеда татарская.

Однолетние растения, 30-60 см в высоту, цветет в июле, плоды созревают к сентябрю. Рудерально-сегетальный сорняк: у дорог, по выгонам, сорным местам, иногда в посевах. Хорошо поедается верблюдами, лошадьми, крупным рогатым скотом. Кормовое на засоленых почвах. Декоративное.

Лебеда раскидистая (A. triplex patula). Однолетнее, 50-90 см в высоту с восходящим стеблем. Листья треугольно-копьевидные или ланцетно-линейные. Цветет в июле-сентябре. Рудеральный сорняк: по сорным местам, огородам, улицам, пустырям, поедается всеми видами домашних животных. Одно из любимых растений верблюдов.

Марь белая (Chenopodium album L). Однолетнее, 15-300 см в высоту, цветет в июле-августе. Плоды созревают в июле-октябре. Злостный сегетальный сорняк большинства сельскохозяйственных-культур. Пищевое - семена питательны. Зеленый овощ, кормовое - зеленая масса и семена. Используется в народной медицине как средство от ангины. Семейство Амарантовые (Amaranthacege Fuss).

Ширица запрокинутая (Amaranthus retroflexus). Однолетнее растение, 30-80 (100-150) см в высоту, цветет в мае-октябре. Злостный сегетальный сорняк многих сельскохозяйственных культур. Хорошо поедается свиньями и овцами. Семена могут быть использованы на корм птицы. Семейство Portulacaceae Fuss - Портулаковые.

Portulaca oleracea L - Портулак огородный.

Однолетнее, 20-70 см в длину, стелющийся, цветет в мае-августе, плоды созревают в августе-октябре. Сегетально-рудеральный сорняк: в посевах кукурузу и хлопчатника, в огородах, садах, на поливных землях, встречается также на сорных местах.

Семейство Brassicaceae Burnett - Крестоцветные.

Capsella burba -pastoris - Пастушья сумка обыкновенная. Однолетнее озимое травянистое растение. Корень тонкий, стержневой. Стебель 20-30 см в высоту, прямой, простой, ветвистый. Листья прикорневые и стеблевые. Прикорневые листья черешковые, перисто-раздельные или продолговатые. Стеблевые сидячие, цельные, ланцетные. Цветки мелкие (лепестки до 3,5 мм) белые, собраны в кисть. Плоды многосемянные, стручочки до 8 мм длины и такой ширины, с 2-раскрываюшимися створками. Цветет с апреля до осени. Кормовое растение для кроликов, имеет лекарственное значение.

Raphanus raphanistrum L -Редька дикая Однолетнее, 20-70 см в высоту, цветет в мае-сентябре. Сегетальный сорняк в основном лесной зоны. В посевах зерновых, пропашных, многолетних трав.

Семейство Fabaceae Lindl - Бобовые

Athagipseudalhagi - Верблюжья колючка. Многолетнее, корнеотпрысковый, 40-80 см в высоту, цветет в июне-июле, плоды созревают в августе-сентябре. Рудерально-сегетальный сорняк. На перелогах в орошаемых районах, по склонам, на полях, по пустырям, на поливных землях и как сорняк в посевах озимых, зерновых.

Glycyrrhiza glabra L - Солодка голая. Многолетнее травянистое растение, высотой до 1 м со сладким корнем. Листья сложные, непарноперистые. Их листочки эллиптически-ланцетные, часто клейкие. Венчик бледно-фиолетовый, около 10 мм длины. Бобы 2-3 см длины, рыхло расставленные, голые или покрытые железистыми шипиками.

Семейство Convolvulaceae Tuss - Вьюнковые.

Convolvulus arvensis L - Вьюнок полевой.

Многолетнее, корнеотпрысковый, стебель вьющийся, 30-200см в длину цветет в июне-августе, плоды созревают в июле-октябре. Злостный сегетальный сорняк. Особенно большой вред посевам приносит в лесостепной и степной зонах. В пустынной зоне - на орошаемых землях, в посевах поливных зерновых, бахчевых, люцерны и садах.

Семейство Cuscutaceae - Повиликовые

Cuscuta campestvis - Повилика полевая (стеблевой паразит). Однолетнее, цветет в июне-августе, плоды созревают в июле-октябре. Наиболее агрессивный и вредоносный паразит. Паразитирует на люцерне, клевере, ячмене, луке и т. д. , наблюдается по обочинам дорог, в многочисленных сообществах рудеральных растений.

Семейство Lamiaceae - Яснотковые

Lycopus Lucidus - Зюзник европейский. Многолетнее, корневищный, 40-80 см в высоту, цветет в июле. Сегетально-рудеральный сорняк. Злостный засоритель сои. По залежам, у дорог, на пустырях, среди посевов сельскохозяйственных культур.

Семейство - Мареновые.

Galium aparine L - Подмаренник цепкий. Однолетнее с цепляющимися стеблями до 30-100 см в длину, цветет в июне-августе. Особенно злостный сегетальный сорняк в посевах зерновых, гороха, льна. В огородах, лесополосах, садах, вдоль дорог.

Семейство Asteraceae - Сложноцветные.

Achillea millefolium - Тысячелистник обыкновенный. Многолетнее, корневищный, 40-100 см в высоту. Цветет в июне-сентябре. Сегетально-рудеральный сорняк. В основном в посевах зерновых (чаще озимых) многолетних трав, вдоль дорог, по залежам, окраинам полей. Листья ланцетно-линейные, дважды-трижды перисто-рассеченные. Краевые цветки в корзинке, язычковые белые или желто-белые, средне желтые, трубчатые. Плод - бурая белоокаймленная семянка.

Полынь белая (Artemisia album) Многолетнее травянистое растение высотой до 125 см с коротким корневищем и стержневым ветвистым корнем. Стебли прямостоячие, в верхней части ветвистые, с серебристо-войлочным опущением. Прикорневые листья длинно-черешковые, дважды-трижды рассеченные, длиной до 9 см и шириной до 7 см, верхние листья почти сидячие, перистые. Цветки желтые, трубчатые, в шаровидно-поникающих корзинках, до 3,5 мм в диаметре, собранные на веточках в однобокие кисти, образующие метельчатое сложное соцветие. Плоды - продолговатые семянки длиной до 1 мм, буроватые. Имеет сильный, характерный для полынных степей, специфический горько-пряный запах. Сегетально-рудеральный сорняк. Имеет лекарственное значение, применяется в пищевой промышленности.

Бодяк полевой (Cirsium arvence) Многолетнее растение, корнеотпрысковый, 40-160 см в высоту. Цветет в июне-августе. Злостный сегетальный сорняк всех сельскохозяйственных культур. Как рудеральные растения у дорог, вблизи построек, на пустырях и огородах. Размножается вегетативно и семенами.

Осот полевой (Soncnus arvensis)

Многолетнее растение, корнеотпрысковый главный корень с многочисленными, шнуровидными боковыми корнями, 40-150 см в высоту. Цветет с июня по сентябрь. Злостный сегетальный сорняк всех возделываемых культур. Размножается в основном вегетативно, семенное - незначительное.

Одуванчик лекарственный (Taraxacut officinale) Многолетнее растение, высотой 5-40 см. Цветет в апреле-июне. Рудерально-сегетальный сорняк. Вдоль дорог, вблизи жилья, в садах, на огородах, заходит в посевы. Имеет лекарственное значение.

Дурнишник обыкновенный (Xanthium strumarium) Однолетнее растение, высотой 30-120 см. Цветет в июне-августе. Встречается на пустырях, свалках, вдоль дорог, близ построек. Стебель толстый, ветвистый, серовато-зеленый. Листья при основании сердцевидные, тройчато-лопастые. дольки листа подрезанно-зубчатые. Цветки раздельнополые, собраны в корзинки, которые образуют опушенные и шиповатые головки, скрученные в пазухах листьев. Семянки скрыты оберткой, имеющей много шипов, на конце с двумя параллельными или расходящимися колючками. Растение ядовитое.

Семейство мятликовых (злаки) Poaceae Barnhart.

Овсюг или овес пустой (Avenafatua). Однолетнее растение, яровой, высотой 50-100 см. Цветет в июне-июле. Злостный сегетальный сорняк в посевах овса и других яровых культур, в садах и огородах.

Костер ржаной (Bromus secalinus) Однолетнее или двулетнее растение, с мочковатыми корнями, высотой 40-100 см. Цветет в июне-июле. Специализированный засоритель озимой ржи. Каждое соцветие в среднем несет 30 колосков, метелки 150-400 семян.

Пырей ползучий (Elytrigia repens) Многолетнее травянистое растение. Имеет длинное, ветвистое корневище. Стебель 60-90 см высоты, приподнимающийся, светло-зеленый гладкий. Листья плоские, линейные, тонко заостренные. Соцветие -сложный колос из 5-7 цветковых колосков. Цветет в июне-июле. Имеет лекарственное значение.

Семейство Гречишное (Polygonaceae)

Горец птичий, спорыш (Polygonum aviculare) Однолетнее растение, с лежащим или приподнимающимися, иногда прямостоячими бороздчатыми, обильно ветвящимися и по всей длине облиственным стеблем, 10-50 см в длину. Цветет в июне-октябре. Рудерально-сегетальный сорняк: в посевах полевых культур, чаще озимых зерновых и овощных. Часто встречается на легких, песчаных почвах.

Щавель конский (Rumex confertus) Многолетнее растение, стержнекорневой, высотой 50-150 см. Цветет в мае-июне. Рудеральный сорняк: встречается вдоль каналов, на лугах, в огородах, около дорог и на сорных местах. Плохо переносит систематическое скашивание, не выносит выпаса. Корни дубильные вещества, растение используется в медицине при различных желудочно-кишечных заболеваниях.

Сорные растения как родоначальники травянистых культурных растений

Существуют две группы травянистых дикорастущих растений, резко отличающиеся между собой по экологической приуроченности и, главное, по отношению к антропогенному фактору. К первой группе относятся дикорастущие растения степных, луговых и других сообществ (первичных экосистем), тяготеющие к нетронутым местообитаниям и отрицательно реагирующие на разнообразные воздействия человеческой деятельности.

Во вторую группу входят дикорастущие растения, экологически связанные со вторичными (синантропными) местообитаниями, в той или иной мере ощутившими на себе антропогенное воздействие. Наиболее ярко выраженным вторичным местообитанием, создающимся человеком для выращивания культурных растений, является пашня.

Кроме пашенных (сегетальных) растений, во вторую группу дикорастущих растений входят так называемые рудеральные растения, тяготеющие к мусорным, нарушенным, лишенным первичного растительного покрова местообитаниям.

Очень важно отметить, что все дикорастущие родичи большинства введенных в культуру видов имеют в экологии общие черты - в дикорастущем состоянии они произрастают на сравнительно подвижных субстратах, лишенных постоянно сомкнутого растительного покрова, открытых каменистых и мелкоземистых склонах, осыпях, солончаках либо вообще являются сорно-полевыми и рудеральными растениями. Обычно такому экологическому признаку, как подвижность субстрата, не придается большого значения, однако мы считаем необходимым подчеркнуть, что данный экологический признак не рассматривался, как важный экологический фактор, хотя является таковым.

Все сказанное позволяет нам сделать вывод, что и в настоящее время поиски для введения в культуру новых видов кормовых, лекарственных, декоративных и других растений необходимо проводить в первую очередь среди сегетальных и рудеральных растений, а также среди видов, произрастающих в естественных открытых, подвижных местообитаниях.

Заканчивая этот раздел, мы считаем необходимым еще раз подчеркнуть следующее. Теоретическое осмысление данных об экологии сорных растений и ее идентичности экологии культурных растений позволили прийти к выводу о том, что родоначальные формы практически всех травянистых культурных растений в своем происхождении эволюционно связаны с сорными растениями (сегетальными и рудеральными).

На основе изложенного материала нам предоставляется возможность сделать следующие выводы:

1. Проведено описание сорной растительности с. Садовое и его окрестностей.

2. Сорная растительность исследуемого района включает в себя 98 видов, 63 рода, 15 семейств.

3. Значительно большим числом видов представлены 9 семейств - маревые, злаковые, сложноцветные, крестоцветные, гвоздичные, бобовые, губоцветные, осоковые и гречишные.

4. Установлено наличие многолетних длительно вегетирующих трав - 68 видов, однолетники - 22 вида, двулетники - 8 видов.

5. По своим экологическим особенностям, связанным со степенью на рушения естественного растительного покрова сорные растения делятся на 4 основные группы: сегетальные или пашенные (сорно-полевые), рудеральные (мусорные), пасквальные (пастбищные) и растения-останцы.

6. Родоначальные формы практически всех травянистых культурных растений в своем происхождении эволюционно связаны с сорными растениями (сегетальными и рудеральными).