Сорные растения Липецкой области

Знание особенностей регионального распространения сорных растений имеет как научное, так и практическое значение.

Растительные сообщества настолько взаимосвязаны, что виды растений могут переходить с рудеральных мест на поля, поэтому перед тем как начать возделывать то или иное поле, следует узнать видовой состав полевого окружения.
Сорняками называются растения, нежелательные для человека, обитающие на землях, используемых в качестве сельскохозяйственных угодий, и конкурирующие с культурными растениями. Понятие «сорное растение» – сложное и неоднозначное. Эта категория видов растений занимает промежуточное положение между видами естественных растительных сообществ и культивируемыми с растениями. В последнее время обозначился отход от узкой трактовки данного понятия, которое основывается не на наносимом ущербе культурным растениям, а на учете экологических особенностей видов сорных растений. Также в сторону расширения претерпело изменения и понятие «агроэкосистема», которое объединяет не только поля, но и все остальные компоненты структуры хозяйства, которые их окружают (например, дороги, мелиоративные сети, оросительные сети, межи, рудеральные участки, лесные ветрозащитные насаждения, пастбищные угодья, сенокосные угодья). В совокупности с научными представлениями о сообществах растений и их взаимосвязях одни и те же виды растений могут произрастать как на полях, так и на неполевых компонентах территории сельскохозяйственных предприятий и мигрировать между ними. Поэтому нельзя недооценивать значение рудерального компонента в агроэкосистемах.
Исследования, результаты которых представлены в статье, являются продолжением планомерного изучения сорных растений Липецкой области, начатого в 2016–2017 гг.
Цель проведенных исследований – выявление и анализ состава видов рудеральной части сорной флоры в агроэкосистемах сельскохозяйственных предприятий на юго-востоке Липецкой области.
Материалы и методы
Полевыми обследованиями в 2018 г. была охвачена территория на юго-востоке изучаемого региона (Грязинский, Добринский, Задонский, Усманский, Хлевенский районы). Внимание уделено разным видам рудеральных мест произрастания сорных растений (полевая дорога, лесная полоса, мусорное место), которые присутствуют среди площадей любого сельскохозяйственного предприятия. Соответственно, объектом изучения являются сорные растения указанных выше локалитетов. Ревизия сорной флоры этих мест позволила получить фактический материал для последующей обработки и анализа.
Рудеральные местообитания агроэкосистем обследованы по разработанной для этой цели методике, позволяющей изучать распространенность видов сорных растений.
Обработка данных осуществлялась как для выбранной части региона в целом, так и по типам рудеральных местообитаний в отдельности.
Посредством метода флористического анализа выявлены количество и соотношение систематических единиц, качественные различия в таксономической структуре.
Оценка сходства видовых составов сорных растений проведена с использованием коэффициента Жаккара.
Выполнены расчет и оценка показателей встречаемости для каждого зарегистрированного вида в соответствии с методической разработкой 
А.С. Казанцевой.
Полученные результаты подвергнуты сравнительному анализу. Систематические названия выверены в соответствии с принятыми в современной ботанике наименованиями.
Результаты и их обсуждение
В ходе мониторинга территории растениеводческих предприятий юго-востока Липецкой области проведена фиксация видового состава сорных растений на 113 рудеральных местообитаниях.
Общее количество выявленных видов сорных растений составило 140 наименований. Они входят в 107 родов, которые относятся к 31 семейству. Те же систематические единицы были выделены и для видовых составов сорных растений в соответствии с конкретным типом местообитания (табл. 1).

Как видно из данных таблицы 1, по всем количественным показателям флористическое богатство лесополос и полевых дорог выше, чем мусорных мест. Количество видов больше на 14–35 единиц, 22–25 единиц, семейств – на 3–4 единицы.
Также были рассчитаны средние таксономические показатели по всем позициям сравнения (табл. 2).

Согласно данным таблицы 2 почти все средние количественные показатели также выше для лесополос и полевых дорог.
Количество видов сорных растений, входящих в разные семейства, различается.
Равномерность в их распределении отсутствует. Существенное значение для характеристики видового состава имеет группа семейств, численность которых наиболее высока (ведущие семейства). Традиционно в группу ведущих по численности выделяют первые 10 семейств в ранжированном ряду. Именно в эту группу входит основное количество видов, зарегистрированных при обследованиях (106 видов – без выделения типов местообитания, 84 вида – лесополосы, 72 вида – полевые дороги, 61 вид – мусорные места). Хотя количество видов имеет различия, доля видов сорных растений, входящих в группы ведущих семейств, примерно одинакова (75,71% – без выделения типов местообитаний, 77,78% – лесополосы, 76,60% – полевые дороги), за исключением мусорных мест (83,56 %). Повышенная доля видов данной группы на мусорных местах объясняется более низким общим количеством зарегистрированных видов.

Сопоставление составов групп 10 семейств, ведущих по численности, показало их значительное сходство для разных вариантов сравнения (по типам рудеральных мест и без разделения по типам). Показатели для сравнения представлены в таблице 3.

Всего в образовании сравниваемых групп ведущих семейств принимают участие 12 семейств, восемь из которых присутствуют во всех 4 группах. Это семейства Сложноцветные, Злаки, Крестоцветные, Губоцветные, Зонтичные, Бурачниковые, Гречиховые, Гвоздичные. Во всех вариантах позиции с 1-й по 3-ю в ряду семейств занимают Сложноцветные, Злаки, Крестоцветные в указанном порядке. Кроме сходных элементов в структуре групп имеются и различия в зависимости от типа местообитания. Так, для лесополос выявлена замена семейства Бобовые Подорожниковыми, для полевых дорог – семейства Гвоздичные Подорожниковыми, для мусорных мест – семейств Бобовые и Розоцветные Маревыми и Норичниковыми.
Для выявления степени сходства сорных флор лесных полос, полевых дорог и мусорных мест был рассчитан коэффициент Жаккара. Полученные значения коэффициента продемонстрировали достаточно высокое сходство видовых списков по всем сравниваемым парам: 50,45 – 54,70 – 57,81%.
Несомненно, что виды не могут присутствовать в одинаковых количествах на всех обследованных точках. Для анализа представленности видов были рассчитаны показатели встречаемости каждого зарегистрированного вида сорного растения как для юго-востока области в целом, так и по отдельности для лесных полос, полевых дорог и мусорных мест. Далее проведена оценка полученных показателей встречаемости видов по классам постоянства и рассчитаны доли видов разных классов постоянства встречаемости в структурах сравниваемых видовых составов (табл. 4).

Как видно из данных таблицы 4, в структурах видовых составов сорных растений как рудеральных мест юго-востока региона в целом, так и выделенных типов рудеральных мест преобладают виды, имеющие низкие показатели встречаемости (I–II классы постоянства), особенно относящиеся к I классу постоянства. Доли видов высоких классов постоянства встречаемости (III–V классы) в структурах видовых составов по всем вариантам сравнения небольшие, в основном это виды, имеющие показатели, характерные для III класса постоянства встречаемости.
Оценка встречаемости видов сорных растений по классам постоянства также необходима для выделения групп доминирующих и сопутствующих видов.
В группу доминирующих входят виды с показателями встречаемости III–V классов постоянства.
При анализе показателей встречаемости видов из списка сорных растений юго-востока Липецкой области в целом выявлено, что доминирующие позиции занимают 9 видов. Показатели их встречаемости соответствуют III и IV классам постоянства. Это полынь обыкновенная (Artemisia vulgaris L.), цикорий обыкновенный (Cichorium intybus L.), полынь горькая (Artemisia absinthium L.), пастушья сумка обыкновенная (Capsella bursapastoris (L.) Medik.), марь белая (Chenopodium album L.), горец птичий (Polygonum aviculare L.), пырей ползучий (Elytrigia repens (L.) Nevski), вьюнок полевой (Convolvulus arvensis L.) – значения показателей их встречаемости варьируют в диапазоне 41,59–57,52% (III класс постоянства); трехреберник непахучий Tripleurospermum inodorum (L.) Sch. Bip. – 64,60% (IV класс постоянства).

При анализе показателей встречаемости видов из списка сорных растений лесных полос выявлено, что доминирующие позиции занимают 9 видов. Показатели их встречаемости также соответствуют III и IV классам постоянства: молочай прутьевидный (Euphorbia virgata Waldst. & Kit.), латук дикий (Lactuca serriola L.), марь белая, цикорий обыкновенный, полынь обыкновенная, полынь горькая – значения показателей их встречаемости варьируют в диапазоне 42,86–59,52% (III класс постоянства); трехреберник непахучий, пырей ползучий – 61,90–64,29% (IV класс постоянства).
При анализе показателей встречаемости видов из списка сорных растений полевых дорог выявлено, что доминирующие позиции занимают 
7 видов. Показатели их встречаемости также соответствуют III и IV классам постоянства: щирица запрокинутая (Amaranthus retroflexus L.), вьюнок полевой, марь белая, трехреберник непахучий, пастушья сумка обыкновенная – значения показателей их встречаемости варьируют в диапазоне 50,00–59,09% 
(III класс постоянства); горец птичий, ежовник обыкновенный (Echinochloa crusgalli (L.) Beauv.) – 61,36–72,73%  (IV класс постоянства).

При анализе показателей встречаемости видов из списка сорных растений мусорных мест выявлено, что доминирующие позиции занимают 14 видов. Показатели их встречаемости соответствуют III, IV и V классам постоянства: подорожник большой (Plantago major L.), бодяк полевой (Cirsium arvense (L.) Scop.), марь белая, полынь обыкновенная, вьюнок полевой, костер ржаной (Bromus secalinus L.), горец птичий, одуванчик лекарственный (Taraxacum officinale Wigg.), полынь горькая, цикорий обыкновенный, латук дикий, пастушья сумка обыкновенная – значения показателей их встречаемости варьируют в диапазоне 43,75–56,25% (III класс постоянства); пырей ползучий – 62,50% (IV класс постоянства); трехреберник непахучий – 93,75% (V класс постоянства).
В группу сопутствующих входят виды с показателями встречаемости II класса постоянства.
При анализе показателей встречаемости видов из списка сорных растений юго-востока Липецкой области в целом выявлено, что сопутствующие позиции занимают 15 видов: костер безостый (Bromopsis inermis (Leyss.) Holub), фаллопия вьюнковая (Fallopia convolvulus (L.) A. Löve), овсяница луговая (Festuca pratensis Huds.), тысячелистник обыкновенный (Achillea millefolium L.), сокирки великолепные (Consolida regalis S.F. Gray), щирица запрокинутая, смолевка луговая (Silene pratensis (Rafn.) Godr), подмаренник цепкий (Galium aparine L.), молочай прутьевидный, бодяк полевой, мятлик луговой, латук дикий, одуванчик лекарственный, костер ржаной, ежовник обыкновенный – значения показателей их встречаемости варьируют в диапазоне 21,24–40,71%.

При анализе показателей встречаемости видов из списка сорных растений лесных полос выявлено, что сопутствующие позиции занимают 18 видов: костер ржаной, овсяница луговая, пикульник ладанниковый (Galeopsis ladanum L.), ежовник обыкновенный, мятлик лесной (Poa sylvicola Guss.), горец птичий, тысячелистник обыкновенный, подорожник большой, фаллопия вьюнковая, подмаренник цепкий, сокирки великолепные, бодяк полевой, мятлик луговой, пастушья сумка обыкновенная, смолевка луговая, костер ржаной, фиалка полевая (Viola arvensis Murray ), одуванчик лекарственный – значения показателей их встречаемости варьируют в диапазоне 21,43–40,48%.
При анализе показателей встречаемости видов из списка сорных растений полевых дорог выявлено, что сопутствующие позиции занимают 10 видов: полынь обыкновенная, мятлик луговой, чистец однолетний (Stachys annua (L.) L.), подорожник большой, пырей ползучий, мальва маленькая (Malva pusilla Smith.), одуванчик лекарственный, костер ржаной, цикорий обыкновенный – значения показателей их встречаемости варьируют в диапазоне 25,00–38,64%.
При анализе показателей встречаемости видов из списка сорных растений мусорных мест выявлено, что сопутствующие позиции занимают 
11 видов: тысячелистник обыкновенный, смолевка луговая, пикульник красивый (Galeopsis speciosa Mill.), мальва маленькая, редька дикая (Raphanus raphanistrum L.), овсяница луговая, ежовник обыкновенный, костер ржаной, подмаренник цепкий, лопух паутинистый (Arctium tomentosum Mill.), мелколепестник канадский (Erigeron canadensis L.) – значения показателей их встречаемости варьируют в диапазоне 25,00–37,50%.
Группы доминант и сопутствующих видов взаимосвязаны между собой, о чем свидетельствуют данные их сравнения. Многие виды доминируют либо на всей территории географического выдела, либо на уровне отдельных типов местообитаний.
Как известно, растительные сообщества как полей, так и их окружения взаимосвязаны. Так как наибольшее значение для агрономов-практиков имеют виды, в значительной степени представленные в полевых сообществах, то особенно важным было сравнить составы видовых доминант и сопутствующих им видов для рудеральных и сегетальных местообитаний агроэкосистем сельскохозяйственных предприятий изучаемой части региона. Оказалось, что из 4 доминирующих на полях видов все присутствуют либо в составе доминант, либо в составе сопутствующих видов, либо на уровне всего изучаемого географического выдела, либо на уровне конкретных типов рудеральных мест (бодяк полевой, марь белая, вьюнок полевой, ежовник обыкновенный). Из 4 сопутствующих им на полях видов 2 также являются сопутствующими или на уровне всего изучаемого географического выдела, либо на уровне конкретных типов рудеральных мест (фаллопия вьюнковая (Fallopia convolvulus (L.) A. Löve), подмаренник цепкий). Еще 1 вид, кроме этого, выходит и в доминанты для одного типа рудеральных местообитаний (щирица запрокинутая).
Выводы
Ревизия видового состава рудеральной части агроэкосистем позволила выявить 140 наименований. Виды выявленных растений входят в 107 родов, которые распределены по 31 семейству.
Таксономические показатели видовых составов сорных растений разных типов рудеральных местообитаний (в том числе и средние) демонстрируют более высокие количественные значения для лесных полос и полевых дорог по сравнению с мусорными местами.
Всего в образовании сравниваемых групп ведущих семейств принимают участие 12 семейств; восемь из них присутствуют в ранжированных списках по всем позициям сравнения. Кроме сходных элементов в структуре групп имеются и различия в зависимости от типа местообитания. Доля видов сорных растений, входящих в группы ведущих семейств, примерно одинакова.
Полученные значения коэффициента флористического сходства Жаккара продемонстрировали достаточно высокое сходство видовых списков по всем сравниваемым парам (50,45 – 54,70 – 57,81 %).

В структурах видовых составов сорных растений рудеральных местообитаний юго-востока региона преобладают виды, имеющие низкие показатели встречаемости (I–II классы постоянства). Доли видов высоких классов постоянства встречаемости (III–V классы) в структурах видовых составов по всем вариантам сравнения небольшие.
Группы доминант по сравниваемым позициям образованы 16 видами (от 7 до 14 видов в группе в зависимости от типа местообитания). Три вида являются доминантными по всем позициям сравнения: марь белая, вьюнок полевой, трехреберник непахучий. Имеются общие виды для пар местообитаний (7 видов для мусорных мест и лесных полос, 3 вида для мусорных мест и полевых дорог).
Группы сопутствующих видов по сравниваемым позициям образованы 31 видом (от 10 до 18 видов в группе в зависимости от типа местообитания). Общих видов для всех трех типов рудеральных местообитаний нет. Имеются общие виды для отдельных пар местообитаний (5 видов для мусорных мест и лесных полос, 1 вид для мусорных мест и полевых дорог, 4 вида для полевых дорог и лесных полос).
Семь видов из восьми, составляющих группы видов-доминант и сопутствующих видов на полях юго-восточной части области, входят в составы таких же видовых групп либо на уровне всего изучаемого географического выдела, либо на уровне конкретных типов рудеральных мест: бодяк полевой, марь белая, вьюнок полевой, ежовник обыкновенный, фаллопия вьюнковая, подмаренник цепкий, щирица запрокинутая.
Результаты обработки данных продемонстрировали связь сорных компонентов флор разных рудеральных местообитаний в пределах изучаемой территории. В то же время они имеют свои специфические особенности, проявляющиеся в вариативности систематической структуры, структуры семейственных и видовых групп. Показанная взаимосвязь сегетальных и рудеральных видов-доминант и сопутствующих им видов подтверждает необходимость систематического мониторинга наличия сорных видов не только на полях, но и на всей территории агроэкосистемы конкретного хозяйства.
Полученные данные по видовому составу сорной растительности рудеральных мест можно использовать при планировании защитных мероприятий в системе земледелия хозяйств юго-восточной части Липецкой области.
Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научных исследований по гранту № 16-44-480417.
Евгения Николаевна Мысник, кандидат биологических наук, 
ФГБНУ «Всероссийский НИИ защиты растений»,
Владимир Александрович Кравченко, кандидат с.-х. наук, доцент,
Борис Александрович Сотников, кандидат с.-х. наук, доцент,
Роман Викторович Щучка, кандидат с.-х. наук, доцент,
Вячеслав Леонидович Захаров, кандидат с.-х. наук, доцент,