Все права на текст принадлежат автору: .
Это короткий фрагмент для ознакомления с книгой.
Борщевик Сосновского: проблемы использования и контроля распространения

М.П. Шилов, Е.В. Сигунов Борщевик Сосновского: проблемы использования и контроля распространения

ПРЕДИСЛОВИЕ

В подготовке книги значительную помощь оказали Владимир Владимирович Возилов, кандидат исторических наук, председатель Ивановского областного краеведческого общества, предоставивший важные материалы по распространению борщевика Сосновского в г. Шуе, контролю по его уничтожению и серию фотографий. Будучи депутатом Шуйской городской Думы он ежегодно направлял запросы в адрес городской администрации о необходимости принятия мер по борьбе с борщевиком. Его опыт контроля за действиями местных органов власти представляют значительный интерес в организации действенных мер по борьбе с борщевиком Сосновского (см. приложение № 2).

Ценные фотографии борщевика Сосновского и б. Мантегацци предоставила Елена Анатольевна Борисова, доктор биологических наук, зав. кафедрой биологии Ивановского государственного университета. Фотографии борщевика Сосновского, сделанные в г. Иванове, в молодом сосняке по краю разработанных карьеров силикатного завода, окончание улицы Минская, сделаны Антоном Александровичем Кургановым, доцентом кафедры биологии Ивановского государственного университета. Всем им авторы выражают большую благодарность.

Сведения об авторах:

Шилов Михаил Петрович, кандидат биологических наук, почетный член Ивановского областного краеведческого общества, автор основного текста книги;

Сигунов Егор Владимирович, кандидат экономических наук, автор сведений по распространению борщевика Сосновского во Владимирской области.

ВВЕДЕНИЕ

Инвазионные (заносные) растения, к которым относится борщевик Сосновского, проникая в естественные экосистемы, будучи для них чужеродными, наносят им существенный ущерб, вытесняя местные (аборигенные) виды растений. Экономический ущерб от заносных видов колоссален: США потеряли от них 137 млрд. долларов, Индия – 117 млрд. долларов, Бразилия – 50 млрд. долларов (Виноградова, Майоров, Хорун, 2010; Сацыперова, 1984). Кроме того, инвазионные растения существенно снижают естественное биоразнообразие. Неслучайно наиболее агрессивные инвазионные растения (52 вида), в том числе борщевик Сосновского включены в «Черную книгу флоры Средней России» (Виноградова, Майоров, Хорун, 2010). Большинство из них проникло на территорию Ивановской области и представляют определённую угрозу местным (аборигенным) видам. Поэтому инвазионные растения подлежат строгому постоянному контролю и мониторингу.

Род борщевик (Heracleum) относится к семейству Зонтичные (Umbelliferae Juss.) или Сельдерейные (Apiaceae Lindl). В средней полосе европейской части России отмечено 3 вида (Маевский, 2006), во флоре России – около 15, во флоре бывшего СССР – 34 (Черепанов, 1995), в мировой флоре – около 70 видов (Биологический энциклопедический словарь, 1989). Среди них, борщевик Сосновского оказался наиболее проблемным видом. Борщевики распространены повсеместно, отличается мощным ростом, некоторые из них достигают 6 м высоты и необыкновенной живучестью. Не случайно они внесены в Книгу рекордов Гиннеса как самые крупные сорняки в мире среди травянистых растений (Борщевик… tradition-ru). Латинское название роду дано древнеримским ученым Плинием в честь героя греческих мифов Геракла.

Борщевик Сосновского Heracleum Sosnowsky Manden., представитель семейства Зонтичные (рис. 1), в 1970–1990 гг. считался одним из самых ценных и перспективных новых кормовых растений в СССР (Вавилов, Кондратьев, 1975; Иевлев, 1983; Сацыперова, 1984; Тимофеев, 1993; 2002; Мишуров, Волкова, Портнягина, 1999). Однако в начале XXI в. он был отнесён к опасным инвазионным видам и включён в «Черную книгу» флоры Средней России» (Виноградова, Майоров, Хорун, 2010).

Борщевик Сосновского – горнолесной и субальпийский вид. В естественных условиях растёт на Кавказе и на северо-востоке Турции. Обитает в среднем и верхнем лесном поясе, на полянах, в лесах и криволесьях, реже на субальпийских лугах (Растительные ресурсы СССР, 1988). И. П. Манденова, выделившая и описавшая новый вид борщевика в 1944 г., назвала его в честь известного исследователя флоры Кавказа Д. И. Сосновского (1885–1953).

В европейской части России он впервые был найден в 1947 г. в районе г. Серпухова Московской области. В связи с культивированием борщевика Сосновского как силосной культуры, он быстро распространился в Восточной и Северной Европе (в России, Германии, Белоруссии, Скандинавии, Эстонии, Латвии, Литве, Польше и Украине). Он активно переселился с полей в дикую природу, на берега водоёмов, пустыри, полосы отвода дорог, необрабатываемые участки полей, лесные поляны и опушки, склоны гор, долины рек. По выращиванию борщевика Сосновского в качестве кормового растения, а позднее по уничтожению его зарослей как опасного ядовитого растения выполнены и опубликованы в разных источниках сотни работ, часть из которых приведена в списке литературы нашей книги.


Рис. 1. Борщевик 1 Озерное (Фото Е.А. Борисовой)

I. БИОЛОГИЯ БОРЩЕВИКА СОСНОВСКОГО

1.1. Морфологические особенности

Борщевик Сосновского – травянистое двулетнее или многолетнее растение. Его корневая система мощная, стержневая Основная масса корней располагается в почве до 30 см, отдельные корни достигают глубины 2 м. Стебель бороздчато-ребристый, шероховатый, негусто опушенный, с пурпурными пятнами высотой до 3–4,5 м, диаметр у основания до 8 см. Прикорневые и нижние стеблевые листья очень крупные, тройчато- или перисто-рассеченные, обычно желтовато-зелёные, длиной 1,4–1,9 м. Верхние листья уменьшенные, с расширенным влагалищем и 3-лопастной пластинкой. Листья сверху голые, снизу – мелко и оттопырено-опушенные. Цветки белые, реже розовые, в сложных 35–75 лучевых зонтиках диаметром до 50–80 см. Зубцы чашечки треугольные, зеленые, хорошо заметные. Каждое соцветие имеет от 30 до 150 цветков. На одном растении может быть более 80 тыс. цветков. Наружные лепестки краевых цветков в зонтиках резко увеличены (рис. 2). Плоды – вислоплодники, обратнояйцевидные, продолговатые, семянки до 10–12 мм длиной и до 8 мм шириной, по спинке усажены длинными волосками, по краям и у основания плода с немногочисленными шиповатыми волосками. Масса 1 тыс. семян – 12–16 г (Губанов и др., 2003; Виноградова, Майоров, Хорун, 2010 и др.).

Цветет в конце июня – в июле, поврежденные растения, по нашим наблюдениям, могут цвести до октября. Продолжительность цветения 30–40 дней. Плоды борщевика созревают в июле – сентябре. На центральных зонтиках семена созревают через 40–45 дней, на боковых – на 7-10 дней позже. Размножается только семенным путем. Семена образуются в результате перекрёстного опыления, но возможно и самоопыление (Практическое руководство…, 2005). Обязательным условием прорастания семян является воздействие в течение одного – двух месяцев низких среднесуточных температур 2–4 °C, в период пребывания их во влажном состоянии.

1.2. Размножение и жизненный цикл

Борщевик Сосновского – типичный монокарпик, т. е. цветёт и плодоносит один раз в жизни, после чего отмирает. Семена прорастают, и первые листья 2-7-летних экземпляров появляются во 2-й половине апреля. Зацветает борщевик Сосновского на 2–7 год жизни в зависимости от степени развития. Кроме того, чем гуще посевы, тем позднее расцветают растения (Касач, Бирюкова, Борисенко и др., 1987).

Цветки опыляются пчелами, жуками и другими насекомыми (Виноградова, Майоров, Хорун, 2010). Обычно появление семян является результатом перекрёстного опыления, но возможно также и самооплодотворение. В последнем случае семена также жизнеспособны, более половины из них прорастает и даёт нормальные проростки. В среднем одно растение даёт около 20 тыс. семян, почти половина из них в центральном соцветии. Но отдельные экземпляры могут продуцировать более 100 тыс. семян. Таким образом, одно изолированное растение может дать целую популяцию и заселить значительную территорию. Семена борщевика способны распространяться на большие расстояния, но большая часть семян находится вблизи материнских растений. Распространение семян происходит как естественным путём (ветром и животными), так и с помощью человека.

Борщевик Сосновского размножается только семенами. Почти все семена, появившиеся в конце лета, находятся в состоянии покоя и осенью не прорастают. Прорастанию предшествует период роста эмбриона и выход из состояния покоя. Обязательным условием прорастания является воздействие в течение одного-двух месяцев низких среднесуточных температур 2–4 °C в период пребывания их во влажном состоянии.

По окончании периода покоя семена легко прорастают (около 90 % прорастает в лабораторных условиях при температуре 8-10 °C). В полевых условиях при прогревании почвы до 1–2 °C семена прорастают очень густо – несколько тысяч на 1 м². Хотя в естественных условиях большинство проростков погибает, выжившие растения на следующий год обеспечивают семена для новой популяции. Благодаря быстрому развитию популяций, гигантские борщевики вытесняют другие растения и сохраняют доминирующую позицию на захваченных территориях.

В среднем в популяции 10 % растений цветут и завершают жизненный цикл в течение 2 лет, в то время как прочие сохраняются в вегетирующем состоянии до 3–7 лет жизни. Из-за недостаточного количества питательных веществ, затенённости, засухи или регулярного скашивания, развитие растений задерживается и они могут жить до 12 лет. Около 1 % особей в ценопопуляции могут быть поликарпиками (растения, многократно цветущие и плодоносящие в течение жизни). Некоторые растения могут партикулировать (полная партикуляция соответствует вегетативному размножению).

Не плодоносившие на второй и последующие годы растения к осени формируют розетку из 9-15 листьев. У неплодоносящих экземпляров накопление биомассы в середине лета практически прекращается и они в вегетативном состоянии остаются до глубокой осени, хорошо перезимовывают и на следующий год отрастают сразу же после схода снега.

Весной растения переносят заморозки до минус 7–9 °C, а осенью – до минус 3–7 °C. Через 40–45 дней после начала весеннего отрастания их высота достигает 1,5–1,7 м. Примерно через месяц (конец июня – начало июля) наиболее развитые растения зацветают. Продолжительность цветения 30–40 дней. На центральных зонтиках семена созревают через 40–45 дней, на боковых – на 7-10 дней позже. После плодоношения растение отмирает.

1.3. Биологические особенности

Борщевик Сосновского обладает многими биологическими особенностями, благодаря которым он стал трудно искоренимым сорняком:

1) раннее прорастание семян весной, в апреле (еще до появления других растений);

2) высокая скорость роста (уже в третьей декаде мая борщевик достигает высоты 100–120 см; в июле до 3–4 м); по темпам роста и мощности развития превышает все местные виды травянистых растений;

3) относительно низкая смертность молодых растений;

4) будучи перекрестноопыляемым, энтомофильным растением, борщевик способен и к самоопылению, к образованию в процессе его полноценных семян;

5) высокая семенная продуктивность (до 100 тыс. семян от одного растения), позволяющая одному растению начать быструю экспансию на захваченной территории;

6) большое количество семян, накопленных в семенных банках (в почве, в местах обитания борщевика); в почве семена борщевика сохраняют жизнеспособность, 3–5 лет, иногда 10–12 лет, и даже до 15 лет;

7) высокая полевая всхожесть семян;

8) постоянное ежегодное обильное цветение и плодоношение;

9) очень высокий процент прорастающих семян, независимо от того, где они обсеменились;

10) раннее цветение, которое позволяет семенам полностью вызреть даже при коротком вегетационном периоде;

11) неодновременность цветения растений одной популяции, способность растений откладывать цветение до наступления подходящих условий (Чадин, Биологические…);

12) активное расселение семян с помощью ветра, животных, человека, транспортных и других средств (семена имеют выросты, «крылья», повышающие их летучесть и способность прикрепляться к движущимся объектам);

13) физиологическая разнокачественность семян, способность их к дозреванию после осыпания, к оперативному прорастанию сразу после воздействия низких температур и сохранению всхожести в течение 5-12 лет; обычно в первый год прорастает от 20 до 70 % семян, на второй – от 30 до 60 % от не проросших в первый год. Некоторые семена прорастают лишь на 5–6 год, или даже через 12–15 лет;

14) расположение почек возобновления ниже корневой шейки на глубине до 10 см (это типичный криптофит), что затрудняет борьбу с ним;

15) широкая норма реакции (в зависимости от условий обитания высота растений варьирует от 0,5 до 4 м; сильно изменяются размеры зонтиков и зонтичков, количество семян и т. д.), мобильность стратегий выживания; способность к динамичному удлинению онтогенеза (при подкашиваниях, перепахиваниях от 2–3 до 12 и более лет).


Рис. 2. 0.2.Heracleum 2 (пос. Лух) пойма левого берега. (Фото. А. Борисовой)

II. ЭКОЛОГИЯ И ФИТОЦЕНОЛОГИЯ БОРЩЕВИКА СОСНОВСКОГО

Многие экологические и фитоценологические особенности борщевика Сосновского усиливают его опасность как агрессивного трудно искоренимого сорняка.

2.1. Экологические особенности

Борщевик Сосновского обладает целым рядом важных экологических особенностей:

1) устойчивость к воздействиям человека: способность быстро отрастать и самовозобновляться в летний период после неоднократных скашиваний, перепахиваний, перекапываний, выжиганий, обработок гербицидами; значительная устойчивость даже к высоким двойным и тройным дозам гербицидов;

2) исходная нетребовательность к биотическому окружению (Виноградова, Майоров, Хорун, 2010);

3) экологическая пластичность, эвритопность, эврибионтность, засухо- и морозостойкость (под снегом выдерживает морозы до –40–50 °C), хорошо переносит весенние заморозки до –7–9 °C, а осенью до –3–7 °C (Касач, Бирюкова, Борисенко и др., 1987; Хмелевская, Наш…), а также летнюю жару до +37 °C;

3) неприхотливость к почвам, грунтам;

4) влаголюбивость сочетается устойчивостью к временному дефициту влаги благодаря глубокой корневой системе;

5) способность обогащения почвы за счет перегнивания образуемой им огромной зеленой массы;

6) практически полное отсутствие паразитов, способных уничтожать растение;

7) непоедаемость борщевика из-под копыта большинством домашних животных (за исключением коз и овец), а также слабая поражаемость гусеницами насекомых;

8) заселенные территории борщевик уже не освобождает в течение длительного времени, для него не характерно утомление почвы;

9) способность мобилизовывать ресурсы, не используемые или мало используемые другими растениями.

10) способность оптимизировать среду обитания: при высоком росте он эффективно задерживает снег и повышает содержание в почве влаги, к которой у него повышенная требовательность;

11) содержание ядовитых веществ (фурокумаринов) делает борьбу с этим растением сложной, дорогостоящей и опасной для человека операцией (Тимофеев, 1993 и др.).

Борщевик Сосновского, биологически и экологически очень сильный вид, который способен расти в самых различных экологических условиях, можно использовать в различных целях.

2.2. Фитоценотические особенности борщевика Сосновского

Фитоценотические особенности борщевика Сосновского достаточно любопытны:

1) способность расти скученно, образовывать густые плотные непроходимые чистые заросли и эффективно вытеснять другие растения, из-за образования огромной зеленой массы и специфической агрессивной для других растений среды;

2) плотность стеблестоя колеблется от 1–3 взрослых растений на 10 м² до 20 растений на 1 м² (Чадин, Биологические…; рис. 3–4);

3) под плотными зарослями борщевика другие растения как правило не растут; ...



Все права на текст принадлежат автору: .
Это короткий фрагмент для ознакомления с книгой.
Борщевик Сосновского: проблемы использования и контроля распространения