IX Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Эколого-флористический анализ сорных растений садово-огородного участка

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Чадалина П.А. 1

---

1МБОУ «СОШ№46» г. Калуги

Чадалина Н.Н. 1

---

1МБОУ «СОШ№46» г. Калуги

Работа в формате PDF

1.8 MB

Автор работы награжден дипломом победителя I степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

Актуальность темы

       Летом мы с бабушкой работали на садовом участке. Я поняла: чтобы получить хороший урожай культурных растений, необходимо немало потрудиться – поливать растения, рыхлить землю, уничтожать сорняки.  Борьба с сорняками, работа ропотливая. Как бы мы не старались,  они снова появлялись на грядках через несколько дней.

 Сорняки - конкуренты культурных растений. Основной вред, причиняемый сорными растениями сельскохозяйственному производству, состоит не только в резком снижении урожаев, но и в ухудшении качества получаемой продукции.

Что нужно сделать, чтобы их было меньше,  и они не препятствовали развитию культурных растений? На этот вопрос я попытаюсь ответить в своей работе.

 Цель: изучение видового состава сорной растительности садово-огородного участка и проведение эколого-флористического анализа.

Задачи.

Для достижения поставленной цели были определены следующие задачи:

- изучить научно-методическую литературу по теме исследования;

- изучить эколого-биологические особенности сорных растений;

- закрепить методику определения видов растений и знание признаков основных семейств сосудистых растений; 

- на основе собственных полевых исследований, анализа гербарных сборов, фотографий и литературных источников установить видовой состав сорных травянистых сосудистых растений и составить аннотированный конспект сорной растительности садового участка;

- установить долю представленности разных семейств,  малолетников и многолетников, фитоценотических групп сорной растительности;

- провести географический анализ сорной растительности;

- предложить рекомендации по борьбе с сорными растениями.

 Объектом исследования: садово-огородный участок.  

 Предмет исследования  – сорные растения, произрастающие в посевах культурных растений на садово-огородном участке.

 Гипотеза: если хорошо изучить эколого-биологические особенности сорных  растений, то можно эффективно вести с ними борьбу.

Практическая значимость: меры борьбы с сорной растительностью можно рекомендовать соседям по даче, любителям-садоводам.

Методы исследования.

1. Наблюдение на садовом  участке посадки возделываемых культур и выявление  сорных растений.

2.Определение  видовой принадлежности  сорняков по атласам- определителям.

3. Статистическая обработка полученных результатов.

3. Изучение  агротехнических мероприятий по борьбе с сорной растительностью.

4. Оформление  гербария и фотоальбома.

Глава1.  Обзор литературы

1.1. Агробиологическая классификация  и характеристика сорняков

Термин “сорняки” – собирательное понятие, включающее в себя все нежелательные растения, которые произрастают в посевах  культурных растений.Агробиологическая классификация  сорняков представлена в таблице №1.

Таблица 1

Биологические группы сорных растений

Малолетние.
  Наибольшее количество сорных растений малолетних видов относится к яровым. Всходы яровых сорняков появляются весной и в том же году заканчивают цикл развития и отмирают. Большинство их семян после обсеменения не прорастает, зато хорошо всходит после перезимовки в почве.

1.Эфемеры.
    Из группы яровых ранних выделяются так называемые эфемеры, которые отличаются очень быстрым и коротким периодом развития и могут в один вегетационный период дать несколько  поколений. Размножаются семенами, которые прорастают при температуре 5-12 градусов. Цветут в апреле-июне.

2. Яровые ранние сорняки размножаются только семенами, всходят весной или летом и заканчивают свое развитие в течение одного вегетационного периода (ромашка душистая, спорыш, горец почечуйный).

3. Яровые поздние — малолетние сорняки, семена которых прорастают при устойчивом прогревании почвы, а растения плодоносят и отмирают в течение одного вегетационного периода. Размножаются семенами, которые долго сохраняют всхожесть в почве (на нашем участке: лебеда раскидистая, лоснящаяся, садовая).

4.  Зимующие сорняки. Семена, проросшие осенью, дают растения с сильно развитой прикорневой розеткой листьев и в следующем году заканчивают вегетацию и обсеменяются. К ним относятся вероника полевая, марь гибридная, звездчатка-мокрица.

5. Озимые сорняки. Они независимо от времени прорастания в течение вегетационного периода в первый год образуют розетки и кустятся. Для дальнейшего роста и развития им требуется перезимовка. После перезимовки они заканчивают цикл своего роста.

6. Двулетние.    Рост и развитие растений проходит в течение двух полных вегетационных периодов. Всходы их появляются весной и в первый год образуют прикорневую розетку листьев, накапливают питательные вещества в корневой системе. На следующий год после перезимовки цветут и плодоносят.

Многолетние.  Сорняки, жизненный цикл которых продолжается свыше двух лет, способные неоднократно плодоносить и размножающиеся семенами и вегетативно. Они - самые злостные и трудноискоренимые сорняки, быстро расселяются и размножаются, сильно иссушают и истощают почву, угнетают и снижают урожай культурных растений[9].

1.2. Влияние сорняков на культурные растения

Сорные растения, произрастающие в посевах культурных растений, наносят им большой вред. 

1. Прежде всего, сорные растения снижают урожайность культурных растений, ухудшают качество продукции. По результатам исследований выявлено, что ущерб от сорняков превосходит общие потери от насекомых, болезней и последствий града вместе взятых.

2. Сорняки затеняют возделываемые растения, что приводит к снижению усвоения СО₂ и накоплению органических веществ.

3. Сорняки снижают температуру почвы на 1-4⁰С. При этом замедляется деятельность почвенных микроорганизмов, разложение органических веществ, и это в свою очередь уменьшает количество доступных для растений элементов питания.

4. Потребляют из почвы значительное количество воды. Что приводит к тому, что культурные растения на засоренных участках испытывают недостаток влаги.

5. Выносят из почвы большое количество питательных веществ.

6. При внесении удобрений на засоренные поля около 20-50% питательных веществ используется сорняками.

7. Сорные растения являются источниками распространения вредителей и возбудителей болезней. Многие сорняки являются промежуточными хозяевами и переносчиками различных болезней.

8. Сорняки с вьющимися стеблями (гречишка вьюнковая, вьюнок полевой) обвивают культурные растения, вызывают полегание растений.

9. В семенах некоторых сорняков содержатся ядовитые вещества (семена плевела опьяняющего, куколя обыкновенного).

10. Паразитные сорные растения, питаясь продуктами фотосинтеза культурных растений, истощают и приводят к их гибели [9].

1.3. Эколого-биологические особенности сорных растений

В процессе длительной эволюции сорные растения выработали ряд эколого-биологических особенностей, позволяющих им приспосабливаться к условиям окружающей среды и конкурировать с культурными растениями.

1. Чрезвычайно высокая плодовитость сорных растений по отношению к культурным.

2. Наличие различных способов распространения. Плоды и семена снабжены летучками из волосков, шероховатой поверхностью, шипиками, якорьками, что позволяет им при помощи ветра, цепляясь за одежду человека, шерсть животных распространятся на большие расстояния.

3. Долговечность и жизнеспособность семян сорняков. Попадая в благоприятные условия семена сорняков, не теряют всхожести многие годы (например, семена торицы полевой сохраняют жизнеспособность в почве в течение 5-6 лет).

4. Недружность прорастания семян. Марь белая способна давать семена трех различных групп, прорастающих в разное время. Крупные коричневые семена прорастают в год созревания осенью, мелкие коричневые – на 2-ой год, черные мелкие – на 3-й год.

5. Способность размножаться вегетативными органами – корневищами, корнями. Например, пырей ползучий может иметь на корневищах до 26 тыс. почек, осот – до 18 тыс. При соответствующих условиях эти почки способны давать поросль сорняков, что естественно может значительно увеличивать засоренность посевов.

6. Неприхотливость сорных растений к условиям произрастания. Ярутка полевая способна цвести даже под снегом[9].

Глава 2. Результаты исследования

Собранный материал позволил выполнить флористический анализ сорной рас­тительности, который включает систематический, эколого - фитоценотический, биологический и географический анализ.

2.1. Характеристика объекта исследования

Садово-огородный участок, площадью 800 м², расположен в 0,8 км от микрорайона Петровское города Алексин (рис.1). На участке растут плодовые деревья, ягодные кустарники, овощные культуры, земляника, картофель, декаративные растения. При выращивании культурных растений соблюдаются все основные правила и приёмы агротехники.

У часток можно условно разделить на несколько зон. Четвёртая часть обрабатываемой земди участка занята под цветочно – декаративные растения. 2/4 – под овощные культуры и землянику; 1/4 - под картофелем. На участке имеются небольшой садовый домик, беседка, два парника, хозяйственный блок.  

Рис.1. Садово-дачный участок

2.2. Систематический анализ сорной растительности

Наблюдение за сорняками проводили в течение нескольких лет. В один год мы могли наблюдать какие-то виды сорняков, а на следующий год их не было. Семена сорных растений могли попасть с навозом, перегноем, которые нм привозили на участок из других районов Тульской области. Мы учитывали сорные растения, которые видели на соседних садово-огородных участках и вокруг них[1,2,5,6,7].

В результате ревизии сорной растительности и описания её видового разнообразия было выявлено 102 вида растений, относящихся к 76 родам, 28 семействам и 2 отделам («Список травянистых видов сорных сосудистых растений садово-огородного участка» прилагается к работе)). Систематический состав изученной флоры представлен отделами:

отдел Хвощеобразные – Equisetophita(1 род, 1вид)

отдел Покрытосеменные – Angiospermae(75 родов, 101 вид).

Распределение растений по систематическим таксонам представлено в таблице 2 и на диаграммах 1, 2 (см. приложение 1).

Таблица 2

Результаты анализа систематических групп травянистых сорных растений садово-огородного участка

Из Покрытосеменных растений преобладают представители класса Двудольные.

К десяти ведущим семействам (то есть семействам, наиболее богатым видами растений) относятся семейства: Сложноцветные (Сompositae) – 22 вида,Маревые- (Chenopodiaceae) – 8 видов, Злаки (Gramineae), Крестоцветные (Cruciferae), Бобовые (Leguminosae) ,Гречишные–(Polygonaceae) – по 7видов,Губоцветные (Labiatae) – 6 видов, Розоцветные (Rosaceae), Лютиковые (Ranunculaceae) –по 5 видов,Норичниковые– (Scrophulariaceae) – 4 вида. Всего 78 видов растений, что составляет 76,6% от общего числа видов (см. таблицу 3 и диаграммы 3, 4 в приложении 2).

Таблица 3

Сравнительная характеристика семейств сорных растений

по богатству видами

Характеристика семейств по богатству родами отражены в таблице 3и на диаграмме 5 и 6 (см. приложение 3). Как видно из данных таблицы 3, максимальным числом родов выделяется семейства: Сложноцветные – 16 родов,Крестоцветные 7, Злаки – 6, Губоцветные и Розоцветные по 5 родов.

В ходе полевых исследований сорных растений садово-огородного участка было определено 76 родов растений. Род Марь(Chenopodium) представлен 4 видами растений, роды Щавель (Rumex), Горец (Polygonum), Лебеда (Atriplex), Лютик (Ranunculus),Клевер (Trifolium) тремя видами. Это олиготипные роды.

14 родов (18,4% от общего числа родов) являются битипными. 56 родов (73,7% от общего числа родов) представлены одним видом сорных растений. Малое представительство родов по числу видов объясняется тем, что садово-огородные участки искусственные фитоценозы, на которых выращиваются культурные растения, а сорняки – сопутствующие им растения.

Родовой спектр сорных растений, характеризующий распределение родов по числу видов растений, содержащихся в каждом из них, представлен в таблице 4 и на гистограммах 1 и 2 в приложении 4.

Таблица 4

Родовой спектр травянистых сорных растений садово-огородного участка

2.3. Биологический анализ сорных растений

Изучение флоры не может быть полным без анализа жизненных форм, поскольку ее биоморфологическая структура отражает характер адаптации растений к набору условий среды, сложившихся в определенных экотопах. Поэтому ее анализ служит надежным инструментом познания экологии местообитания[8].

Среди травянистых растений лидирующее положение с небольшой разностью занимают малолетники. На их долю приходится 51,0% от общего количества видов (52 вида). На долю многолетников приходится 49,0% (50видов) (см. табл.5 и гистограмму 3 в приложении 5).

Таблица 5

Соотношение жизненных форм по И.Г. Серебрякову (1962)

травянистых сорных растений садово-огородного участка

Монокарпики свой жизненный цикл проходят за один или два года, завершая его цветением, плодоношением и отмиранием. Однолетники представлены 43 видами растений (42,2%). Это растения семейства Гречишные, Маревые, Крестоцветные, Бальзаминовые, Сложноцветные и др. На долю двулетников приходится 8,8% (9 видов).

Среди многолетников преобладают корневищные (35 видов или 34,3%). Корневищные виды сорных растений способные к активному вегетативному размножению, с ними очень трудно бороться. Таким злостным длиннокорневищным сорняком является пырей ползучий. Маленькие кусочки корневища остаются в почве, и жизнь сорняка продолжается. Таким же живучим как пырей, является вьюнок полевой. Но труднее всего бороться со снытью обыкновенной, которая расползается с соседнего участка. Она так внедряется в корневую систему культурных растений (особенно многолетних), что выбрать кусочки её корневища практически невозможно (см. гистограмму 4 приложения5).

2.4. Эколого-фитоценотический анализ

В результате проведённых геоботанических исследований было выделено восемь фитоценотических групп (табл. 6).

Таблица 6

Фитоценотические группы травянистых сорных растений

Проведенный анализ экологических особенностей дикорастущих растений на садово-огородном участке показал, что наибольшее число видов относится к сорным растениям. Если учесть сорно-лесные, сорно-луговые, собственно сорные, сорно-рудеральные получается 71 вид растений, что составляет 69,6%.

К типично сорным растениям относятся: горец вьюнковый, лебеда лоснящаяся, ширица обыкновенная, звездчатка средняя, ярутка полевая и др.

Сорно-рудеральные растения: марь белая, пастушья сумка, полынь горькая, донник лекарственный и белый и др.

Растения лугово-лесной, лугово-опушечной, луговой фитоценотических групп составляют 26,5% (27 видов). Это светолюбивые растения, и открытые, доступные для солнечного света участки, удовлетворяют их экологические потребности. К ним относятся: одуванчик лекарственный, тысячелистник обыкновенный, очанка прямая, вероника дубравная, герань луговая и др.

Собственно лесную фитоценотическую группу (4 вида растений, 3,9%) представляют: гусиный лук, ветреница лютиковая, лютик кашубский, сныть обыкновенная.

Результаты проведённого анализа фитоценотических групп сорных растений приводятся в приложении 6 на гистограммах 5 и 6.[4].

2.5. Географический анализ флоры

Географический анализ имеет большое значение для выяснения проис­хождения изучаемой флоры, ее специфики.

Бореальные виды распространены в пределах таежной зоны, частично заходят в тундру на севере или в смешанные и широколиственные леса на юге: хвощ полевой, лютик ползучий, щавель кислый, сурепка обыкновенная, гравилат городской и др.

Неморальные виды являются уже умеренно теплолюбивыми растениями, типичными для смешанных и широколиственных лесов: вероника дубравная, чистяк весенний, ветреница лютиковая, сныть обыкновенная и целый ряд других.

Степные (понтические и сарматские) виды растений имеют ареалы, захватывающие лесостепную и степную зоны. Среди них следует отметить лебеду лоснящуюся, репешок обыкновенный, гречиху татарскую, прутняк веничный.

Плюризональные виды отличаются широким распространением или не связаны с какой-либо определенной географической зоной. Особенно много в этой группе сорных растений, широко расселившихся при помощи человека: пастушья сумка, мятлик луговой, ежа сборная, тимофеевка луговая, звездчатка средняя, тысячелистник обыкновенный, мать-и-мачеха.

А двентивными (заносными) называются виды, привнесенные человеком на данную территорию извне. Заносными являются многие сорняки полей и огородов, а также часть рудеральных видов[3].

Мы выделили 11 видов таких растений: ромашка пахучая, мелколепестник канадский, мелколепестник однолетний, лебеда садовая, вероника персидская, крестовник клейкий, кипрей ложнокраснеющий, кислица, галинзога мелкоцветковая (американка) (рис.2), недотрога железистая и мелкоцветковая.

Рис.2. Галинзога мелкоцветковая

С орняк американка получил свое название за то, что был в свое время завезен из Южной Америки, которая является его родиной. Этот сорняк не очень часто встречается, но он способен сильно разрастаться. Прошлым летом он поселился на грядке с весенними луковичными растениями. Мы решили посмотреть, как он разрастётся. Так он заполнил почти всю грядку.

Родиной оксалиса (кислицы) является Центральная и Южная Америка (рис.3). Это растение используют как декоративное, но на садовых участках оно стало злостным сорняком ( см. приложение7).

Рис. 3. Садовая кислица

Выводы

1.Подобрали и познакомились с литературой о сорных растениях. Изучилиэколого-биологические особенности сорных растений.

2. Для определения видовой принадлежности сорных растений использовали справочники-определители и атласы-определители[1,2,6,7].

3. Составили аннотированный конспект сорной растительности садово-огородного участка.

4. В результате инвентаризация сорной растительности садово-огородного участка выявлено 102 вида сосудистых травянистых растений, относящихся к 76 родам и 28 семействам.

5. Отдел Покрытосеменные (Цветковые) – Angiospermae (Magnoliophyta) включает 101 вид, в том числе Однодольные (Monocotyledones) 8 видов(7,8%),Двудольные (Dicotyledoneae)93 вида (91,2%).

6. Таксономический анализ показал преобладание 10 семейств: Сложноцветные (Сompositae) - 22 видов (21,6% от общего числа видов), Маревые- (Chenopodiaceae) – 8 видов (7.8%), Злаки (Gramineae), Крестоцветные (Cruciferae), Бобовые (Leguminosae),Гречишные (Polygonaceae) - по 7видов (4,9%), Губоцветные (Labiatae) – 6пидов, Розоцветные (Rosaceae), Лютиковые (Ranunculaceae) по 5 видов,Норичниковые– (Scrophulariaceae) – 4вида. Всего 78 видов растений, что составляет 76,6% от общего числа видов.

7. Наиболее богаты родами семейства: Сложноцветные – 16, Крестоцветные - 7, Злаки – 6, Губоцветные и Розоцветные - по 5 родов.

8. Сравнительным анализом родов по числу видов установлено, что видовым богатством отличаются род Марь(Chenopodium) представлен 4 видами растений, родыЩавель (Rumex), Горец (Polygonum), Лебеда (Atriplex), Лютик (Ranunculus), Клевер (Trifolium) - тремя видами. Это олиготипные роды.

9. Большая часть определённых видов сорных растений представлена монотипными родами – 73,7% (56 родов). 14 родов (18,4% от общего числа родов) являются битипными.

10. Анализ биоморфологического спектра флоры показал, что среди травянистых сорных растений преобладают малолетники. На их долю приходится 51,0% от общего количества видов (52 вида). На долю многолетников приходится 49,0%.

11. Среди многолетников преобладают корневищные (35 видов или 34,3%).

12. Фитоценотическим анализом флоры выделено восемь фитоценотических групп. Наибольшее число видов относится к сорным растениям. Сорно-лесные, сорно-луговые, собственно сорные, сорно-рудеральные составляют 69,6% (71 вид от общего числа видов).

Растения лугово-лесной, лугово-опушечной, луговой фитоценотических групп составляют 26,5% (27 видов).

13. Начата работа, позволяющая произвести географический анализ сорных растений садово-огородного участка (см.приложение 9 «Сорные растения»).

Заключение

       Выполняя эту работу, я  познакомилась с большим видовым разнообразием сорных растений, изучила некоторые  агротехнические мероприятия по борьбе с сорной растительностью. В ходе работы был оформлен гербарий  и фотоальбом сорных растений нашего садово-огородного участка.

     Сорняки – это растения, наиболее приспособленные к нашим почвенно-климатическим условиям, чем культурные растения. В благоприятные годы количество и масса сорняков увеличиваются, почвы сильно засоряются. Например, одно растение щирицы может дать до 500 тысяч семян. Семена сорных растений имеют растянутый период прорастания и сохраняют всхожесть в почве от 3 до 50 лет,

    Однолетники достаточно убрать  в фазе всходов. С многолетними сорняками бороться сложнее. Хотя семян они дают меньше, но хорошо размножаются вегетативным путем.      Борьба с сорняками - процесс непрерывный и регулярный (таблица 2 приложения 8).

Выдвинутая  гипотеза в начале исследования, подтвердилась. Потери урожая от сорняков на нашем участке не было, мы механически уничтожали их. Конечно, больше страдают растения от насекомых вредителей. С ними бороться труднее и приходится применять химические препараты, а это небезопасно для здоровья человека. Работа по изучению сорной растительности будет продолжена. Планируем провести более точный географический анализ сорных растений, для нас он оказался более сложным.

Список использованной литературы

Алексеев Ю.Е., Вехов В.Н., Гапочка Г.П., ДундинЮ.К., ПавловВ.Н., ТихомировВ.Н.,Филин В.Р. Травянистые растения СССР. Справочник-определитель географа и путешественника. Т.1. – М.: Мысль, 1971. – 487 с. ил.

Алексеев Ю.Е., Вехов В.Н., Гапочка Г.П., ДундинЮ.К., ПавловВ.Н., ТихомировВ.Н.,Филин В.Р. Травянистые растения СССР. Справочник-определитель географа и путешественника. Т.2. - М.: «Мысль», 1971.- 309 с. ил.

Алёхин В.В., Кудряшов Л.В., Говорухин В.С. География растений с основами ботаники. – М., 1961. 7.

Алёхин В.В., Сырейщиков Д.П. Методика полевых ботанических исследований. - Вологда: Северный печатник, 1926.

Каплан Б.М. Флористические исследования местности: Учебное пособие для юных натуралистов. - М., 2007.

Киселёва К.В., Майоров С.Р., Новиков В.С. Флора средней полосы России: Атлас-определитель.- М.: ООО «Хитон XXI», 2013. – 544с. ил.

Маевский П.Ф. Флора средней полосы европейской части России. 10-е изд. – М.: Тов. научн. изданий КМК, 2006. – 600 с.

Серебряков И.Г. Экологическая морфология растений. Жизненные формы покрытосеменных и хвойных растений. – М., 1962.

Фисюнов  А.  В.  Справочник  по  борьбе  с  сорняками. М., «Колос» 1984 c.3

Приложение 1

Видовое разнообразие типов и классов травянистых сорных растений

(в % от общего числа видов)

Диаграмма 1

Родовое разнообразие типов и классов травянистых сорных растений (в % от общего числа родов)

Диаграмма 2

Приложение 2

Сравнительная характеристика семейств по богатству видами

(количество видов от общего числа)

Диаграмма 3

Сравнительная характеристика семейств по богатству видами

(% от общего числа видов)

Диаграмма 4

Приложение3

Сравнительная характеристика семейств по богатству родами

(количество родов от общего числа)

Диаграмма 5

Сравнительная характеристика семейств по богатству родами

(% от общего числа родов)

Диаграмма 6

Приложение 4

Родовой спектр сорных растений

(число родов от общего количества)

Гистограмма 1

Родовой спектр сорных растений

(в % от общего числа родов)

Гистограмма 2

Приложение 5

Соотношение жизненных форм сорных растений (по И.Г.Серебрякову)

(в %от общего количества видов)

Гистограмма 3

Биоморфологическая структура сорных растений

(% от общего количества видов)

Гистограмма 4

Приложение 6.

Соотношение фитоценотических групп сорных растений

(число видов от общего количества)

Гистограмма 5

Соотношение фитоценотических групп сорных растений

(% от общего количества видов)

Гистограмма 6

Приложение7

Географические группы сорных растений садово-огородного участка

Таблица 1

Диаграмма 7

Приложение8

Таблица 2

Меры борьбы с сорняками

Приложение 9

Сорные растения садово-огородного участка

Список видов сорных сосудистых растений садово-огородного участка