Salaš, P. (ed): "Rostliny v podmínkách měnícího se klimatu". Lednice , Úroda, vědecká příloha, 2011, s , ISSN

Transkript

1 POROVNÁNÍ ZMĚN DRUHOVÉHO SLOŽENÍ SMĚSÍ VYSETÝCH NA RŮZNÝCH EXPERIMENTÁLNÍCH LOKALITÁCH Comparison of the species composition changes in mixtures sown at different experimental localities Vymyslický T. 1,2, Semanová I. 3, Janků L. 4, Špačková P. 3 1 Výzkumný ústav pícninářský, spol. s r. o. 2 Zemědělský výzkum, spol. s r. o. 3 OSEVA vývoj a výzkum s.r.o. 4 Agrostis Trávníky, s.r.o. Abstrakt Tři typy směsí složených z trav, bylin a jetelovin byly zkoušeny na čtyřech lokalitách, nacházejících se v různých agroekologických podmínkách. Dvakrát ročně v květnu a v srpnu byly zapisovány fytocenologické snímky na trvalých plochách. Na základě tříletého monitoringu lze konstatovat, že během času dochází k výrazným změnám v druhovém složení zkoušených směsí. V průběhu času byl zejména pozorován ústup jetelovin a nárůst pokryvnosti trav. Klíčová slova: směsi, botanické složení, agroekologické podmínky, fytocenologické snímky, trvalé plochy, sukcese. Abstract Three types of mixtures composed of grasses, herbs and clovers were tested at four localities in different agro ecological regions. Two times a year, in May and in August, phytosociological relevés were recorded at permanent plots. Basing on three years long monitoring it can be concluded, that during the time substantial changes of species composition were observed, especially decline of clovers and increase of grasses. Keywords: mixtures, botanical composition, agro ecological conditions, phytosociological relevés, permanent plots, succession. Úvod Principy ekologické obnovy mohou být v krajině široce používány. Simmons, Venhaus et Windhager (2007) doporučili prostudovat vlastnosti a použít původní rostlinné druhy pocházející z místa, které chceme obnovovat. Ekologie obnovy je vědecká disciplína, poprvé zmíněna autory Hobbs et Harris (2001), studující obnovu člověkem narušených míst, jejím hlavním cílem jsou zvyšování biodiverzity, zvýšení vodní retenční kapacity, obrana před erozí a zakládání nových ekosystémů. Nejstarším způsobem obnovy narušených stanovišť je spontánní sukcese, což je proces z časového hlediska velice náročný (Jongepierová et al., 2006). Spontánní sukcese je používána velmi často, protože je to velmi levná metoda obnovy rostlinného krytu na lokalitě. Její význam je na místech obklopených polopřirozenou vegetací. Prach (2003) nastínil různé aspekty spontánní sukcese a jejího budoucího potenciálu. Konkrétní srovnání 16 lokalit v ČR bylo publikováno Prachem a Pyškem (2001). Možnou alternativou spontánní sukcese je sukcese řízená s využitím zdrojů semenného nebo rostlinného materiálu autochtonních druhů. Výběr těchto druhů je potřeba pečlivě zvážit, zvláště pokud se jedná o extrémní a nepříznivé půdní a klimatické podmínky. Rekultivace je 668

2 lepší na místech, která nejsou integrována do přirozené vegetace anebo v případě, že jsou příliš velká. Nejprve je potřeba udělat technickou rekultivaci, připravit lokalitu pro biologickou rekultivaci a poté vysít vhodnou směs semen rostlin (a)nebo zasadit na rekultivovanou plochu dřeviny. V roce 2008 byl zahájen Modelový projekt zamezení biologické degradace půd v podmínkách aridního klimatu. Cílem tohoto projektu je snaha o eliminaci nepříznivých vlivů změny klimatu na půdy a vegetaci v suchých oblastech ČR. Jeden z dílčích cílů projektu se zabývá změnou druhového složení vegetace vysévaných směsí bylin, jetelovin a trav na aridním stanovišti Jižní Moravy a na třech dalších již méně suchých a teplých stanovištích (Troubsko, Rousínov, Zubří). Výsledkem tohoto dílčího cíle je stanovit nejvhodnější druhové složení rekultivačních směsí (regionální, krajinná a jednoletá), které by v budoucnu mohly být použity ve vybraných agroekologických podmínkách ČR na stanovištích s projevy desertifikace. Materiál a metodika Byly navrženy a sestaveny tři druhy jetelotravních směsí: a) krajinná směs (výsevek 200 kg.ha -1 ), b) regionální směs (100 kg.ha -1 ) a c) jednoletá směs (70 kg.ha -1 ). Krajinná směs byla složena z trav a jetelovin používaných jako komponenty lučních směsí; regionální směs se skládala z trav, jetelovin a bylin vybraných na základě studia druhového složení okolní vegetace; jednoletá směs trav, jetelovin a bylin byla zvolena tak, aby rychle a efektivně vytvořila pokryv půdy na lokalitě. Složení směsí je uvedeno v Tabulce 1. Tyto směsi byly vysety na čtyřech agroekologicky odlišných pokusných lokalitách v Hodoníně, Troubsku, Rousínově a Zubří. Kontrolní variantou byla plocha ponechána bez výsevu. Na extrémní lokalitě Hodonín (půda regozem arenická s nízkým obsahem živin a ph 4,5; oblast s průměrnou roční teplotou 9,5 C a úhrnem srážek za rok ca 550 mm) byly do půdy zapraveny pomocné půdní látky (Agrisorb 200 kg.ha -1, Lignit 10 t.ha -1, Zeolit 30m 3.ha -1 ), které udržují v půdě vlhkost a pomáhají vylepšovat její fyzikální a chemické vlastnosti. Na lokalitách Troubsko, Rousínov a Zubří nebyly pomocné půdní látky aplikovány. Na konci května a srpna byly na vytyčených trvalých plochách o velikosti 1m 2 zaznamenávány fytocenologické snímky. Pokryvnosti byly zaznamenávány v procentech. Poté byly fytocenologické snímky převedeny do databáze v programu TURBOVEG (Hennekens et Schaminee 2001) a poté byly podrobeny ordinační analýze v programu CANOCO (ter Braak et Šmilauer 1998). Byla zvolena analýza druhů metodou DCA, a hodnoty pokryvnosti byly podrobeny logaritmické transformaci. 669

3 Tabulka 1 - Složení vysetých směsí Jednoletá Krajinná Regionální Druh % Druh % Druh % Bromus sp. 10 Agrostis tenuis 0,9 Agrostis capillaris 2 Lolium multiflorum 19 Festuca ovina 12,8 Anthoxanthum odoratum 6,5 Panicum miliaceum 6 Festuca rubra - trsnatá 25,5 Arrhenatherum elatius 5 Phalaris canariensis 15 Festuca rubra - výběžkatá 38,3 Cynodon dactylon 6 Poa pratensis 7,7 Festuca ovina 19,9 Festuca rubra 6 Festuca rupicola 4,8 Festuca valesiaca 2,1 Koeleria macrantha 9,4 Phleum phleoides 1,9 Poa angustifolia 0,2 Poa pratensis 6 Trávy celkem 50 85,2 69,8 Carthamus tinctorius 8 Anthyllis vulneraria 3 Achilea millefolium 0,5 Cicer arietinum 1 Lotus corniculatus 2,9 Anthyllis vulneraria 4,6 Lupinus albus 7 Onobrychis viciifolia 3 Artemisia vulgaris 0,5 Medicago lupulina 23 Securigera varia 3 Astragalus cicer 0,2 Melilotus albus 4 Trifolium repens 2,9 Astragalus lasiopetalus 1,4 Phacelia 1 Dianthus carthusianorum 0,1 tanacetifolia Trifolium campestre 6 Hypericum perforatum 0,5 Lathyrus sylvestris 1,2 Lotus cornicullatus 0,5 Lupinus polyphyllus 0,4 Medicago falcata 0 Onobrychis viciifolia 7,4 Plantago lanceolata 1,9 Plantago media 0,1 Securigera varia 6 Silene vulgaris 0,2 Trifolium alpestre 0,2 Trifolium medium 0 Trifolium repens 3,2 Trifolium rubens 0,4 Veronica teucrium 0,1 Vicia pisiformis 0,7 Vicia villosa 0,1 Byliny celkem 50 14,8 30,2 Směsi celkem

4 Výsledky a diskuse Do analýz bylo zařazeno celkem 386 fytocenologických snímků, ve kterých bylo zaznamenáno celkem 165 druhů rostlin. Pro svou značnou velikost není tabulka fytocenologických snímků prezentována. Průměrný počet druhů zaznamenaných na jedné ploše je 9,9. Druhy nejčastěji vyskytující se ve fytocenologických snímcích jsou Festuca rubra, Trifolium repens, Conyza canadensis, Lolium multiflorum, Lotus corniculatus, Plantago lanceolata, Echinochloa crus-gallii, Agrostis capillaris a Stellaria media. Kromě druhů Conyza canadensis a Stellaria media to jsou všechno druhy vyseté jako komponenty směsí, a z tohoto hlediska lze směsi považovat za úspěšné. Na základě analýzy druhového souboru získaného během tří let monitoringu trvalých ploch lze konstatovat, že datový soubor je poměrně heterogenní a že nelze nalézt dominantní a jednoznačný gradient v datech. Procento vysvětlené variability naším modelem v programu CANOCO je poměrně nízké. Gradient vyjádřený první ordinační osou lze popsat následovně. V levé části diagramu jsou původní jednoleté druhy, jako např. Myosotis arvensis, Erophilla verna, Holosteum umbellatum, Descurainia sophia, Viola arvensis, Arabidopsis thaliana, Trifolium arvense. Na druhé straně vpravo jsou naopak druhy jednoleté, ale vyseté jakožto komponenty jednoleté směsi: Carthamus tinctorius, Melilotus albus (jednoletá forma), Trifolium arvense, Panicum miliaceum, Medicago lupulina, Phacelia tanacetifolia. Z tohoto můžeme vyvodit závěr, že hlavní gradient v datech je přítomnost původních nebo vysetých jednoletých druhů. Jinak řečeno, vpravo se soustředily snímky zapsané v jednoleté směsi, kde se už původní jednoleté druhy vyskytovaly jen velmi zřídka, protože volná místa byla obsazena jednoletými vysetými druhy. Zatímco vlevo jsou jednoleté druhy, vyskytující se jako příměs regionální nebo krajinné směsi, a vyskytující se rovněž v sukcesní variantě. Na druhé ordinační ose jsou nahoře soustředěné druhy vytrvalé, ale nevyseté, tvořící příměs lučních porostů (Plantago major, Taraxacum officinale agg., Lolium perenne). Dole jsou druhy vytrvalé přítomné ve směsích (Cynodon dactylon, Onobrychis viciifolia, Plantago lanceolata, Securigera varia). Z hlediska uplatnění jednotlivých směsí je patrné, že vysévané druhy se ve vegetaci uplatňují postupně. V prvním roce byla nejúspěšnější jednoletá směs, což je logické, ale bohužel se nám nepotvrdil předpoklad toho, že se tato směs bude udržovat samovysemeňováním po dobu více let. V následujících letech se z vysetých druhů hojněji vyskytoval pouze druh Lolium multiflorum, i ten však s postupujícím časem z ploch mizí. Obecně, kvůli suchému počasí na jaře v roce zásevu (2008), došlo k masivnějšímu klíčení vysetých druhů až na podzim a následující rok na jaře. Od druhého roku se uplatňují dobře jak krajinná, tak i regionální směs s tím, že pokryvnost bylinného patra rok od roku stoupá. Průměrné hodnoty pokryvností získané analýzou celého souboru dat jsou následující: ,9%, ,8% a ,8%. Postupně se v porostu významně uplatňují trávy, zatímco nežádoucí druhy jsou již na ústupu. Z hlediska druhové diverzity směsí je určitě lepší směs regionální, kterou lze doporučit pro rekultivaci aridních území. Je složena z většího počtu druhů, které se tak vhodně mohou doplňovat na základě různých podmínek v rámci mikrostanoviště. Vliv půdních pomocných látek na druhové složení vegetace se během doby sledování neprojevil, a z důvodu vysoké pořizovací ceny je pro tento typ rekultivací nedoporučujeme. Zejména v prvním roce rozvoji vegetace bránily nepůvodní a invazní druhy rostlin. Významné rozdíly mezi jednotlivými variantami pokusu a lokalitami však zaznamenány nebyly. V prvním roce to byly především trávy s C4 fotosyntézou (Digitaria sanquinalis, Echinochloa crus-gallii, Setaria viridis aj.), které klíčí na plochách s obnaženou minerální půdou. V dalších letech jejich zastoupení významně kleslo. Od druhého roku problém způsobuje především druh Conyza canadensis, který vytváří vysoké porosty odčerpávající vysetým druhům především vodu, a to zejména jejich semenáčkům. 671

5 Obrázek 1: Ordinační diagram rostlinných druhů zaznamenaných ve fytocenologických snímcích na všech lokalitách během tří let. 0 6 MYOSARV6 TARASEO6 VEROARV6 CAPSBUR6 VIOLARV6 STELMED6 ARABTHA6 LACTSER6 EROPVER6 TRIPINO6 HOLOUMB6 APERSPI6 FESTRUB6 CONYCAN6 FESTOVI6 DESUSOP6 FILAARV6 GERAPUS6 CIRSARV6 LOLIMUL6 PLAAMAJ6 TRIFPRA6 POA TRI6 ACERNEG7 EQUIARV6 ANTXODO6 POA PRA6 LOTUCOR6 ELYMREP6 AGRTCAP6 ACHIMIL6 TRIFREP6 ARRHELA6 ANTYVUL6 TRIFARV6 CONAARV6 DIGTSAN6 SETAVIR6 PLAALAN6 FESTVAL6 CYNODAC6 ONOBVIC6 SECUVAR6 MEDILUP6 LOLIPER6 PHACTAN6 ECHICRU6 CHEN-SP6 CHENALB6 AMARRET6 SETAPUM6 AMARPOW6 CIRS-SP6 TRIFCAM6 PANIMIL6 CARTTIN6 MELLALB6-1 7 Souhrnná tabulka DCA: Osy Celková variance souboru Charakteristické číslo Délka gradientu Kumulativní % vysvětlené variance Závěr Na základě analýzy druhového souboru získaného během monitoringu lze konstatovat, že datový soubor je poměrně heterogenní. Hlavní gradient v datech je přítomnost původních nebo vysetých jednoletých druhů, druhý nejvýznamnější gradient je pak přítomnost vytrvalých druhů, ať už vysetých nebo nevysetých. Pokud se podíváme na uplatnění jednotlivých směsí, tak zjistíme, že vysévané druhy se ve vegetaci uplatňují postupně. V prvním roce byla nejúspěšnější jednoletá směs, což je logické, ale bohužel se nám nepotvrdil předpoklad toho, že se tato směs bude udržovat samovysemeňováním po dobu více let. Obecně, kvůli suchému počasí na jaře v roce zásevu (2008), došlo k masivnějšímu klíčení vysetých druhů až na podzim a následující rok na jaře. Od druhého roku se uplatňují dobře jak krajinná, tak i regionální směs s tím, že pokryvnost bylinného patra rok od roku stoupá. Postupně se v porostu významně uplatňují trávy, zatímco nežádoucí druhy jsou již na ústupu. 672

6 Z výsledků studia vegetace vyplývá, že nejlepší uplatnění měla regionální směs, dále pak krajinná směs a nejhůře se uplatnila jednoletá směs. Z hlediska druhové diverzity směsí je nejlepší směs regionální, kterou lze doporučit pro rekultivaci aridních území. Je složena z většího počtu druhů, které se tak mohou vhodně doplňovat na základě různých podmínek v rámci jednoho mikrostanoviště. Vliv půdních pomocných látek na druhové složení vegetace se během doby sledování neprojevil, a z důvodu vysoké pořizovací ceny je pro tento typ rekultivací nedoporučujeme. Dedikace: Příspěvek vznikl při řešení výzkumného projektu financovaného MŠMT ČR č. 2B08020 Modelový projekt zamezení biologické degradace půd v podmínkách aridního klimatu a za částečné institucionální podpory na dlouhodobý koncepční rozvoj výzkumné organizace Zemědělský výzkum, spol. s r. o.. Použitá literatura: Hennekens S. M. et Schaminee J. H. J. (2001): TURBOVEG, a comprehensive database management system for vegetation data. Journal of Vegetation Science 12: Hobbs R. J. et Harris J. A. (2001): Restoration Ecology: Repairing the Earth's Ecosystems in the New Millennium. Restoration Ecology 9 (2): Jongepierová I. et Poková H. [eds.] (2006): Obnova travních porostů regionální směsí. ZO ČSOP Bílé Karpaty, Veselí nad Moravou, 102 s. Prach K. (2003): Spontaneous succession in Central-European man-made habitats: What information can be used in restoration practice? Applied vegetation science 6 (2): Prach K. et Pyšek P. (2001): Using spontaneous succession for restoration of human-disturbed habitats: Experience from Central Europe. Ecological Engineering 17 (1): Simmons M. T., Venhaus H. C. et Windhager S. (2007): Exploiting the attributes of regional ecosystems for landscape design: The role of ecological restoration in ecological engineering. Ecological Engineering, 30 (3): ter Braak C. J. F. et Šmilauer P. (1998): CANOCO Reference Manual and User s Guide to Canoco for Windows: Software for Canonical Community Ordination (version 4.5). Microcomputer Power, Ithaca. Kontaktní adresa: Mgr. Tomáš Vymyslický: Výzkumný ústav pícninářský, spol. s r. o. a Zemědělský výzkum, spol. s r. o., Zahradní 1, , Troubsko, Česká republika. vymyslicky@vupt.cz 673