Агроэкологическое обоснование формирования адаптивных фитоценозов в условиях Северного Прикаспия

Изучение динамики ростовой активности указывает на активный прирост в течение первых 3 лет жизни (0,48-0,54 м). В последующие годы высота растения увеличивается незначительно и достигает в высоту 0,58-0,65 м.

Проведенные исследования позволяют заключить, что в условиях Западно ильменно-бугрового ландшафтного района включение в состав адаптивных фитоценозов полукустарничковых видов полыни белой, полыни черной и кохия простертая позволяют в полной мере использовать потенциал биогоризонтов, а также улучшить экологические условия в регионе.

Создание поликомпонентных фитоценозов на основе многолетней травянистой растительности

Помимо простейших полукустарничков изучалась возможность введение в состав поликомпонентного фитоценоза многолетней злаковой растительности. Для дальнейших исследований нами были отобраны некоторые виды и сорта злаковых культур: пырей удлиненный сортов Ставропольский 10 и Солончаковый, житняк гребневидный сорт Викрав, кострец безостый сорт Ставропольский 31 и в качестве контроля был отобран представитель местной флоры житняк сибирский.

Установлено, что в условиях 1 и 2 экологических групп, все изучаемые сорта по динамике полноты всходов превышали над контролем. В условиях 3 экологической зоны (подножие бугра Бэра), в условиях большого количества легкорастворимых солее, лучший результат показал сорт пырея удлиненного Солончаковый (59±1,29 %).

По кустистости (количество побегов на растение) самый низкий показатель наблюдался у житняка сибирского. В условиях вершины и склона бугра (1 и 2 экологические зоны) у всех изучаемых сортов данный показатель находился в пределах 58-73 побегов на одно растение. В условиях высокого содержания легкорастворимых солей (3 экологическая зона) максимальный показатель наблюдался у пырея удлиненного сорта Солончаковый (75±1,30 шт).

Длина побегов зависела от видовой принадлежности, а также и от условий произрастания. В условиях 1 и 2 экологических зон у изучаемых сортов длина побега составляла от 82 см до 117 см. У контрольного образца длина побега составляла 49-51 см. В условия 3 экологической зоны максимальный показатель имел пырей удлиненный сорта Солончаковый (135±1,62 см).

Активность протекания физиологических процессов во многом зависит и от размера листового аппарата. В условиях вершины и склона бугра Бэра минимальная площадь наблюдалась у житняка сибирского (вершина бугра - 0,17±0,26 см²; склон бугра - 0,16±0,3 см²), а максимальная площадь у житняка гребневидного сорта Викрав (вершина бугра - 0,24±0,45 см²; склон бугра - 0,26±1,45 см²) и пырея удлиненного сорта Ставропольский 10 (вершина бугра - 0,23±0,55 см²; склон бугра - 0,25±2,06 см²). В условиях засоления (3 экологическая зона) лучшие показатели наблюдались у пырея удлиненного сорта Солончаковый - 0,28±1,09 м².

Полученные результаты подчеркивают необходимость введения в состав фитоценозов Западно ильменно-бугровых ландшафтного района перспективные сорта многолетних злаковых растений выведенных в Ставропольском НИИ сельского хозяйства. При этом необходимо учитывать почвенно-грунтовые условия. В условиях бурых почв вершины и склонов бугра Бэра лучшие показатели у пырей удлиненный сорта Ставропольский 10, житняк гребневидный сорт Викрав, кострец безостый сорт Ставропольский 31. В условиях повышенной концентрации легко растворимых солей (подножие бугра Бэра) лучшие ростовые показатели у пырей удлиненный сорта Солончаковый.

Влияние поликомпонентных фитоценозов на природные условия

Влияние многолетней растительности на почвенно-грунтовые условия фитоценозов и прилегающих территорий. Изучение влияния поликомпонентного фитоценоза на природные условия выявил некоторые закономерности. Наблюдается пространственное изменение плотности почвенных горизонтов в сторону уменьшения по всей глубине почвенного профиля.

Рис. 35. Динамика изменения плотности почвы.

1 экологическая зона

Рис. 36. Динамика изменения плотности почвы.

2 экологическая зона

Рис. 37. Динамика изменения плотности почвы.

3 экологическая зона

В условиях бурых почв экологических зон 1 и 2 происходит изменения в сторону уменьшения плотности почвенных горизонтов. Это не случайно. Рост и развитие злаковых растений приводит к образованию в корнеобитаемом слое значительного количества органического вещества. В зависимости от видовой принадлежности корневая система может проникать до глубины 1.3-1.5 м.

У изучаемых образцов максимальное количество корней формировалось в 10 сантиметровом слое. Благодаря этому почва насыщается корневыми остатками и бактериальным компонентом. Столь значительное количество корней преобразуют корневую систему, придавая ей мелкокомковатую структуру.

У примитивных полукустарничков из рода Aremisia взрослые растения имеют стержневую корневую системы достигающую глубину 1.5-2.2 м (полынь белая - 1,5-1,8 м, полынь черная - 2,0-2,2 м). В поверхностных горизонтах от главного корня отходит целая сеть веретоновидных корней, которые сосредоточены в 30-40 см слое. Развиваясь корневая система также преобразует плотную структуру верхнего почвенных слоев.

Необходимо отметить, что как и в условиях Восточно ильменно-бугрового ландшафтного района, древесно-кеустарниковые растения также оказывают влияние на прилегающую территорию.

Водообеспечение почвы, является одним из ограничивающих фактором оказывающий воздействие на рост и развитие растений.

Результаты полученные в результате исследования (рис. 38-40) позволяют утверждать, что произрастание изучаемых групп растений оказывают положительное влияние на изменение влагообеспечение почвы.

Рис. 38. Изменение полевой влажности.

1 экологическая зона

Рис. 39. Изменение полевой влажности.

2 экологическая зона

Рис. 40. Изменение полевой влажности.

3 экологическая зона

Так в поверхностных горизонтах 1 и 2 экологической зоны наблюдается увеличение влаги подпосевами многолетних злаковых культур на 23,3±1,85% (1 экологическая зона) и 24,0±0,56% (2 экологическая зона). Данное увеличение прослеживается и в более глубоких почвенных горизонтах.

Влияние полукустарничковых растений сказывается не только в поверхностном слое, но также и в более глубоких слоях почвы. зона). Увеличение влажности в верхних почвенных горизонтах составляет 16,4±2,06% (1 экологическая зона) и 19,2±2,45% (2 экологическая зона).

В более глубоких почвенных горизонтах данное увеличение несколько ослабевает, но остается на достаточно высоком уровне (11,2±0,62% - 1 экологическая зона; 9,5±1,37%- 2 экологическая

В условиях 3 экологической зоны, где наблюдается определенный избыток влаги и легко-растворимых солей, также наблюдается влияние произрастания данных групп растений на влагообеспеченность почвенного профиля.

Результаты полученных данных позволяют резюмировать необходимость введения полукустарничковых и многолетних травянистых (злаковые) растений в состав поликомпонентного фитоценоза и их влияние на изменение почвенно-грунтовых условий (рис. 41).

Рис. 41. Посевы многолетних злаковых культур (космоснимок).

Влияние однолетних растенийфитоценозов на изменение почвенно-грунтовых условий. Помимо многолетних растений в состав фитоценоза возможно включение и однолетних растений из семейства бобовые. Основное назначение данных растений изменение почвенно-грунтовых условий в течении короткого промежутка времени. В наших исследованиях мы наблюдали следующие однолетние бобовые растения: вика яровая, клевер персидский, клевер александрийский, пажитник пряморогий, донник лекарственный.

Все изучаемые растения улучшают почвенную структуру за счет уменьшения в почвенных горизонтах мелких фракций. При этом происходит поступление в почву органического вещества. Максимальный показатель наблюдается у клевера александрийского - 9,5 т/га.

Помимо органического вещества запахиваемого в почву особое значение у бобовых имеет развитие симбиотического аппарата. Максимальное количество наблюдалось у клевера александрийского (14,8 шт/растении), а минимально в варианте с пажитником пряморогим - 12,6 шт/растении. При этом количество активных клубеньков также наблюдалось у клевера александрийского (6,5 шт/растении).

При запахивании растений в почву наблюдается процесс превращения органического вещества, который определяет биологическую активность почвы. Уже на третьи сутки после запашки данных растений в почву выделение аммиака достигает максимального показателя - 64,1 мг/кг сух. почвы (контроль - 4,7 мг/кг сух. почвы). Выделение аммиака также продолжалось в течение 25 суток. Образования нитратов начинается только на 12 сутки (31,8 мг/кг сух. почвы). Своего пика образование нитратов достигает на 15 сутки (50,9 мг/кг сух. почвы).

Полученные результаты подтверждают возможность использовать однолетние бобовые культуры для улучшения почвенно-грунтовых условий на территории отводимой под фитоценоз. При этом сроки реализации данной работы могут быть сведены к минимуму.

5. Создание поликомпонентного фитоценоза в условиях Дельтового внутризонального ландшафтного района

Полигон «Дельта» приурочен к Дельтовому внутризональному ландшафтному району расположен в центральной части дельты реки Волга в водоохранных зонах и прибрежных защитных полосах четырех водных объектов: ериков Финогенов, Харлак, Рыча и протоки Белый Ильмень. В пределах данного полигона заложены стационарные участки с выделением экологических зон.

Климатические условия рассматриваемой территории во многом схожи с условиями Восточно ильменно-бугрового ландшафтного района. Но в связи с тем, что располагается практически в центральной части дельты реки Волга менее всего испытывает губительное воздействие соседних пустынных территорий.

Из неблагоприятных условий следует отметить малое количество осадков - менее 120 мм. Причем большая их часть приходится на зимний период - 70 мм. В зимний период нередки дни с метелью - 13 дней. Очень часто наблюдаются оттепели - 47, в отдельные годы эта цифра доходит до 78 дней. Нередко наблюдаются гололеды - 13 дней. Все это, наряду со значительным количеством ветреных дней (со скоростью ветра выше 15 м/с - до 40; с пыльными бурями - до 16) приводит к деградированию верхнего почвенного горизонта.

Из благоприятных условий следует выделить обилие теплого периода - изотермы сумм средних температур воздуха за период с устойчивой температурой выше 5°С составляет - 3850°С. Изотермы сумм средних температур воздуха за период с устойчивой температурой выше 10°С равна - 3600°С. В зимний период число дней в году со снежным покровом составляет 38 дней. В осенний период нередко туманы - 50 дней. Несмотря на высокие температурные характеристики для данного ландшафтного района характерно самое низкое количество дней с температурами выше 30°С - сказывается микроклимат территории.

Территория стационарного участка отличается относительно ровным рельефом.

За период с 1999 по 2008 годы территория подвергалась постоянному затоплению.

В условиях поверхностного увлажнения на данных территориях сформировались гидроморфные почвы: луговые и болотные различной степени засоления. По сравнению с почвами бэровских бугров данные почвы отличаются более высокой мощностью гумусового горизонта, высокой обеспеченностью влагой, промывным типом.

Ежегодное весеннее-летнее затопление данных почв обуславливает слоистость почвенного профиля (рис. 41). Вариации в характере слоистости почв луговых дельтовых ландшафтов в сочетании с особенностями мезо- и микрорельефа, при отсутствии выраженных резких трансформаций в уровнях обводненности и существующей общей засоленности являются важными диагностическими критериями, позволяющими в данных условиях точнее оценить параметры соответствия почвенно-растительных комплексов существующим по динамике влажности и особенностями режима увлажнения.

Рис. 42. Морфологическое описание почвенных разрезов стационарного участка 3

В результате длительного избыточного увлажнения интенсивно протекают процессы оглеения, которые коренным образом изменяют механические и химические показатели почвы.

Особенностями почв данного типа также является рыхлое строение, наличие признаков оглеения, песчаных прослоек в верхнем слое и подстилающей песчаной породы. Водный режим играет значительную роль в формирование слоистой структуры. Условия формирования данного типа почв имеют положительное влияние на формирование хорошо развитого растительного покрова. В результате увеличивается гумусовый горизонт. Ниже гумусового горизонта залегает рыхлая, опесчаненная порода аллювиального происхождения. В данном горизонте нередко наблюдаются пятна ржавого цвета.

После спада воды миграция легко растворимых солей приобретает восходящий характер. Материнская основа почвы составлена рыхлыми опесчанеными породами аллювиального происхождения.

Флористический состав природных территорий представлен злаково-разнотравными лугами. Доминантами первой экологической зоны является кострец безостый. Во второй экологической зоне доминируют растения более засушливых мест обитания - житняк сибирский и полынь Лерха. По границам участка, вдоль берегов, встречаются тополь черный, ива белая, ясень обыкновенный. На участках с застойными явлениями, где концентрация легкорастворимых солей велика, доминируют тамарикс Лакса и тамарикс многоветвистый. На возвышенных участках доминируют шелковица белая и шелковица черная, лох узколистный. Встречаются отдельные растения вяза гладкого. Как можно видеть экологический потенциал использования дикорастущих видов в составе фитоценоза велик. Все это должно повысить экологическую емкость данных территорий.

Влияние действия лимитирующих факторов на формирование фитоценозов

Изучение приживаемости посадочного материала древесно-кустарниковых культур в условиях дельтового внутризонального ландшафтного района позволило выделить две группы растений. В первую группу вошли три вида, введение которых в состав фитоценоза признано целесообразным: тополь черный, ива белая и лох узколистный, у которых процент приживаемости был выше 50 %. Во вторую группу вошли растения, у которых процент приживаемости саженцев был ниже 44%: ясень обыкновенный, клён ясенелистный, вяз мелколистный, робиния псевдоакациевая, шелковица белая и шелковица черная. Сроки посадки особого значении не имели, хотя весенняя посадка оказалась более предпочтительной.

Особый интерес вызвал эксперимент с ивой белой, которая является перспективным видом для создания поликомпонентных фитоценозов в условиях затопляемого режима. Особенность ивы образовывать систему придаточных корней позволяет удлинять мероприятия по посадке вплоть до начала схода паводковых вод (май), когда на растениях сформировался листовой аппарат. При этом в качестве посадочного материала можно использовать разновозрастные саженцы (от 1 до 5 лет), имеющие высоту от 1.0 до 3.0 м, а так же крупные фрагменты выровненных побегов - «ивовый кол» (d=0,5-2,0 см). В экспериментах получена 95 % укоренение «ивового кола» повышенных размеров - d=4,0-5,0 см.

Способы подготовки почвы оказали различное воздействие на ростовую активность изучаемых растений. В пределах данного стационарного участка подготовка посадочных ям осуществлялась двумя способами: ручным (вариант 1) и механизированным-бур (вариант 2). В культуре тополя черного на шестой год развития, вегетативный прирост в высоту растений произрастающих в посадочных ямах подготовленных ручным способом составлял 405±5,78 см, во втором вариант - 190±6,04 см. Прирост корневой системы за три года составляет: вариант 1 - 100±3,06 см при общей длине 208±5,19 см, вариант 2 - 40±2,57 см при общей длине 156±0,82 см. В условиях затопляемого режима высадку рекомендуется осуществлять крупномерными саженцами - h=180-200 см (приживаемости составляет 87%).

В культуре лоха серебристого способы подготовки почвы не оказали особых влияний на ростовую активность. В варианте 1 прирост надземной части составлял 37±3,05 см, в варианте 2 - 35±1,57 см. Прирост корневой системы составляет в варианте 1 - 12±0,86 см в варианте 2 - 16±4,02 см. Несмотря на незначительный ростовую активность общее состояние растений было хорошее.

В культуре ива белой, также не наблюдается зависимости ростовой активности от способов подготовки почвы. В варианте 1 прирост составлял 78±2,30 см, в варианте 2 - 72±3,61 см. Исследованиями установлена зависимость приживаемости и ростовой активности разновозрастных саженцев, а также сроков их посадки. При посадке крупномерных саженцев (h=200-220 см) годовой прирост составлял 45-50 см. при этом сроки посадки саженцев (март, апрель, май) не оказали особых влияний. При посадке оптимальными по высоте саженцами (h=100-125 см) прирост в зависимости от сроков посадки составлял: март - 75±0,45 см, апрель - 60±4,20 см, май - 84±3,72 см. При посадке «ивовым колом» в мае во время половодья наблюдалось укоренения стеблевых побегов и прирост вегетативной массы 60-65 см.

Эколого-физиологические особенности формирования фитоценозов

Анализ протекания физиологических процессов (оводненность тканей, водоудерживающая способность, интенсивность транспирации, фракционный состав воды в тканях) показывает высокие адаптационные возможности данных видов древесно-кустарниковой растительности при произрастании в условиях дельтового внутризонального ландшафтного района.

Фракционный состав воды в тканях (листьях и однолетних побегах) тополя черного в течении вегетационного периода указывают на мезофитность данного вида (рис. 42-43).

Рис. 43. Фракционный состав в листьях изучаемых растений

Рис. 44. Фракционный состав в побегах изучаемых растений

Содержание свободной воды превышает содержание связанной в течение всей вегетации. При чем наблюдается два пика - весенний и позднее-летний. У лоха серебристого превышение свободной воды над сваязанной наблюдается только в весенний период, когда наблюдается ростовая активность. С середины летнего периода, с наступлением жаркого периода, кривая содержания свободной воды падает в низ, а связанной неуклонно возрастает.

Водоудерживающая способность растений. Ксерофитность лоха узколистного и мезофитность тополя черного подтверждается характером протекания процессов, связанных с водоудерживающей способностью данных растений. Так в весенний период потеря воды составляет: через 30 минут опытов -7,2%, через 60 минут -9,98%, через 120 минут опыта - 14,5%. Подобная тенденция потери воды растительным организмом прослеживается и до конца вегетационного периода (через 30 минут опытов - 10,4%, через 60 минут - 15,1%, через 120 минут опыта - 19,5%.).

Динамика водоудерживающей способности лоха серебристого подтверждает его высокие адаптационные характеристики. Если в весенний период потеря воды составляла через 30 минут опытов - 4,7%, через 60 минут - 6,6%, через 120 минут опыта - 10,8%, то к концу вегетационного периода данные показатели уменьшились (через 30 минут опытов - 2,0%, через 60 минут - 3,2%, через 120 минут опыта - 5,5%.)

Интенсивность транспирации.

В течение вегетационного периода у лоха узколистного наблюдается четкая тенденция уменьшения интенсивности транспирационных процессов.

Рис. 45. Интенсивность транспирации

У тополя черного наблюдается два пика транспираторной активности. Первый приходится на начало вегетационного периода. Второй на вторую половину лета. Данные максимумы совпадают с двумя периодами ростовой активности. При этом у тополя черного транспирационная активность всегда на постоянно высоком уровне.

Создание поликомпонентных фитоценозов на основе многолетней травянистой растительности

В условиях дельтового внутризонального ландшафтного района на конкурсное испытание были отобраны виды и сорта злаковых культур: пырей удлиненный сортов Ставропольский 10 и Солончаковый, житняк гребневидный сорт Викрав, кострец безостый сорт Ставропольский 31 и представители местной флоры житняк сибирский и пырей ползучий.

Исследованиями установлено, что при произрастании в условиях болотных почв (1 экологические зоны) максимальная полнота всходов наблюдалась у житняка гребневидного сорт Викрав (55±1,37%). Самая минимальная всхожесть, как мы и ожидали, наблюдалась у житняка сибирского и пырея ползучего. При произрастании в условиях луговых почв (2 экологическая зона), лучшие показатели были у пырея удлиненного сорта Солончаковый (59±0,98 %).

Все исследуемые сорта злаковых культур при произрастании в условиях первой и второй экологических зон отличались хорошей кустистостью (34-55 побегов на одно растение). У растений контрольных вариантов житняка сибирского и пырея ползучего при произрастании во всех экологических зонах наблюдался самый низкий показатель кустистости.

Анализ показателей характеризующих высоту растений позволил выделить растения характеризующиеся длиной побега от 92 до 122 см. На более рассоленных почвах, которые подвержены в весенний период затоплению паводковыми водами, максимальные результаты показали пырей удлиненный сорта Ставропольский 10 (101±1,25 см) и житняк гребневидный сорта Викрав (107±2,85 см). Данные сорта прекрасно переносят кратковременное затопление (до 30-35 суток), которое не как не отражается на ростовую активность. В условиях луговых почв (2 экологическая зона) у данных сортов несколько снижается параметры длины побегов. В то же время, сорт пырея удлиненного Солончаковый имеет лучшие показатели из всех изучаемых образцов (122±2,05 см). Превышение по данному показателю в сравнении с контрольными вариантами составляет 92±3,50 см (житняк сибирский) и 67±2,07 см (пырей ползучий).

Площадь листовых пластинок является одним из признаков характеризующих адаптационные особенности растений. При произрастании в условиях 1 экологической зоны выделились два образца, которые характеризуются максимальной площадью листовых пластинок (пырей удлиненный сорт Ставропольский 10 - 0,25±0,05 м² и житняк гребневидный сорт Викрав - 0,26±0,11 см²). Произрастание в условиях луговых почв накладывает отпечаток на росте и развитие листовых пластинок. Так лучшие показатели характеризующие площадь листовых пластинок отмечено у пырея удлиненного сорта Солончаковый (0,28±1,12 см²). Наименьшие показатели отмечены у житняка сибирского (0,02±0,51 см²)

Влияние поликомпонентных фитоценозов на природные условия

Влияние многолетней растительности на почвенно-грунтовые условия фитоценозов и прилегающих территорий. Результаты, представленные на рисунках 46-51, указывают на факт, что создаваемые фитоценозы не оказывают особых влияний на изменение водно-физических свойств затопляемых почв, прилегающих к стационарному участку 3.

Рис. 47. Динамика изменения влажности почвенных горизонтов.

Экологическая зона 1

Рис. 48. Динамика изменения плотности почвенных горизонтов.

Экологическая зона 1

Рис. 49. Динамика изменения запаса влаги почвенных горизонтов.

Экологическая зона 1

Отсутствие влияния поликомпонентного фитоценоза на почвенно-грунтовые условия прилегающей территории прежде всего объясняется затопляемым характером почв.

Рис.50. Динамика изменения влажности почвенных горизонтов.

Экологическая зона 2



Рис.51. Динамика изменения плотности почвенных горизонтов.

Экологическая зона 2

Рис.52. Динамика изменения запаса влаги почвенных горизонтов.

Экологическая зона 2

В данных условиях происходит повторное засоление легкорастворимыми солями, уплотнение почвенного профиля, активный вынос гумуса и т.д. В то же время отсутствие недостатка почвенной влаги на фоне благоприятных климатических условий создают благоприятные условия для создания адаптивных многокомпонентных фитоценозов в условиях дельтового внетризонального ландшафтного района (рис. 53).

Рис. 53. Созданный фитоценоз в условиях дельтового внутризонального ландшафтного район (космоснимок)

6. Технология возделывания растений вводимых в состав адаптивных фитоценозов

Технологический процесс возделывания полукустарничковых растений вводимых в состав адаптивных фитоценозов предусматривает поточное выполнение комплекса работ в определенные сроки с соблюдением агротехнических требований на каждом этапе, обеспечивающих получение стабильности данного ценоза.

Разработаны технологические карты возделывания растений при выращивании в составе адаптивного многокомпонентного фитоценоза

Разработка моделей адаптивных многокомпонентных фитоценозов для Северного Прикаспия. Экспериментально обоснована и практически доказана экономическая и экологическая эффективность создания адаптивных фитоценозов состоящий из растений относящихся к различным жизненным формам при следующем их соотношении:

Модель 1: полукустарники - 50-60%, травы - 30-40%;

Модель 2: кустарники - 10-15%, полукустарники - 60%, травы - 25%;

Модель 3: деревья - 10%, кустарники - 15%, полукустарники - 45%, травы - 30%.

ВЫВОДЫ

На основании проведенных иследований установленно, что:

· Включение в состав растений принадлежащих различным жизненным формам и типов адаптивной стратегии позволяет реализовать возможности биогоризонтов, проявляющееся в использовании растительными ресурсами природных условий и позволяющее решать проблемы коренного улучшения экологической ситуации в условиях Северного Прикаспия .

· Флористический состав древесно-кустарниковых растений естественных и техногенных территорий региона исследования представлен 161 видом, входящим в состав 79 родов и 37 семейств. Анализ семейственных спектров установил преобладание во флоре (57%) семейств, представленных одним или несколькими видами. Спектр семейств флоры, древесно-кустарниковой растительности, позволил выделить наиболее крупные семейства содержащих 54,7% всей флоры: Rosaceae (40 видов), Salicaceae (13), Pinaceae (13), Oleaceae (10); Fabaceae (6) и Асегасеае (6). Агроэкологическая оценка состояния древесно-кустарниковой растительности произрастающих на техногенных территориях, позволила выделить доминантные виды, наиболее адаптированные для произрастания в данных экологческих условиях и составляющие 93,6% всех видов. В состав доминантных видов входят: Ulmus pumila, Robinia pseudoacacia, Fraxinus excelsio., Acer ngundo, Populus nigra, Morus alba, Morus nigra, Ailantus altissima, Elaeagnus angistifolia.

На основе анализа флористического состава природных и антропогенных ландшафтов, а также многолетней интродукционной работы, выделены наиболее адаптированные виды и сорта древесно-кустарниковой и травянистой (однолетней и многолетней) растительности, включение, которых, в состав поликомпонентного фитоценоза, способствует их стабильности и улучшению экологической ситуации в регионе: Кохия простертая - Coсhia prostrate (L.) Schrad; Полынь белая - Artemisia lerchiana Web.; Полынь черная - Artemisia pauciflora Web.; Житняк гребневидный - Agropyron pectiniforme Roem. et Schult., сорт Викрав; Пырей удлиненный - Elytrigia elongata (Host) Nevski, сорт Ставропольский 10, сорт Солончаковый; Кострец безостый - Bromopsis inermis (Leysser) Holub сорт Ставропольский 31.

В условиях Западно и Восточно ильменно-бугрового ландшафтного районов, при нормализации водного обмена почвы целесообразно вводить в состав фитоценозов: Ulmus pumila L., Elaeagnus angustifolia L., Populus nigra L. В условиях дельтового внутризонального ландшафтного района: Elaeagnus angustifolia L., Populus nigra L., Salex alba L.

· Анализ биометрических, физиологических и биохимических показателей позволил охарактеризовать адаптационный потенциал у изучаемых видов и экотипов древесно-кустарниковой и травянистой растительности Северного Прикаспия. Определено, что характер протекания физиологических и биохимических процессов оказывают влияние фазы вегетационного периода, условия окружающей среды и степень развития растения.

У исследуемых видов выявлено наличие особенностей ряда физиологических показателей (оводненности тканей, водоудерживающей способности, интенсивности транспирации, фракционного состава воды в тканях) характеризующие их адаптационные способности при произрастании в многовидовых фитоценозах в условиях Северного Прикаспия.

· Экспериментальным путем установлено влияние древесно-кустарниковой и травянистой растительности (однолетней и многолетней) на комплекс агрофизических, агрохимических свойств почвы. Наблюдается пространственное изменение плотности почвенных горизонтов в сторону уменьшения и увеличение влажности по всей глубине почвенного профиля не только в фитоценозе, но также и на прилегающей к нему территории.

В условиях 1 экологической зоны Восточно и Западно ильменно бугрового ландшафтного районов в поверхностных горизонтах прилегающих к фитоценозам территории плотность почвенного горизонта варьировала во времени в пределах 0,1 г/см³(от 1,30 г/см³ в 1999 г. до 1,20 г/см³ в 2007 г). В глубинных слоях (более 1 м) размах варьирования, также, составлял 0,1 г/см³ (от 1,5 г/см³ в 1999 г. до 1,4 г/см³ в 2007 г). Максимальные показатели улучшения почвенно-грунтовых условий наблюдались при включении в состав фитоценоза многолетних злаковых культур.

Для улучшения почвенно-грунтовых условий в течении короткого промежутка времени целесообразно высеивать смесь однолетних бобовых растений: Донник белый - Melilotus albus Medic.; Клевер персидский - Trifolium resupinatum L., сорт Вахшский 3.; Клевер александрийский - Trifolium alexandrinum L., сорт Вахшский 1; Вика яровая - Vicia sativa L., Таджикская 60; Пажитник пряморогий - Trigonella orthoceras Kar. et Kir. Сроки посева предпочтительны - вторая половина лета и осень.

· Наиболее эффективным приемом создания фитоценоза на основе полукустарничковой и многолетней травянистой растительности, является дискование в один след тяжелыми дисковыми боронами с осенней посадкой однолетними и многолетними побегами полыни белой и черной, с одновременным подсевом в междурядье многолетних злаковых растений.

Наблюдения за ростом и развитием посадок показал влияние способов подготовки почвы на ростовую активность древесно-кустарниковой растительности. Наиболее эффективным приемом подготовки почвы в условиях Западно и Восточно ильменно-бугрового ландшафтного районов является двух отвальная вспашка на глубину 30-35 см с последующим культивированием БДТ. В условиях дельтового внутризонального ландшафтного района - ручное изготовление посадочных ям.

· Экспериментально обоснована и практически доказана экономическая и экологическая эффективность создания адаптивных фитоценозов состоящих из растений относящихся к различным жизненным формам при следующем их соотношении:

Модель 1: полукустарники - 50-60%, травы - 30-40%;

Модель 2: кустарники - 10-15%, полукустарники - 60%, травы - 25%;

Модель 3: деревья - 10%, кустарники - 15%, полукустарники - 45%, травы - 30%.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. При формировании экологически адаптированных, высокопродуктивных поликомпонентных агрофитоценозов в условиях Северного Прикаспия рекомендуется использовать различные виды и жизненные формы растений. В условиях бурых почв Восточной и Западной ильменно-бугрового ландшафтных районов в состав поликомпонентного фитоценоза целесообразно включать следующие виды растений.

Древесные растения:

Вяз мелколистный -Ulmus pumila L.;

Тополь черный - Populus nigra L.

Кустарниковые растения:

Лох узколистный - Elaeagnus angustifolia.

Полукустарничковые растения:

Кохия простертая - Coсhia prostrate (L.) Schrad;

Полынь белая - Artemisia lerchiana Web.;

Полынь черная - Artemisia pauciflora Web.

Многолетние травянистые растения:

Житняк гребневидный - Agropyron pectiniforme Roem. et Schult., сорт Викрав;

Пырей удлиненный - Elytrigia elongata (Host) Nevski, сорт Ставропольский 10.

В целях улучшения почвенно-грунтовых условий, в течение короткого промежутка времени, целесообразно введение в состав поликомпонентного фитоценоза однолетних травянистых растений из семейства Fabaceae:

Донник белый - Melilotus albus Medic.;

Клевер персидский - Trifolium resupinatum L. сорт Вахшский 3;

Клевер александрийский - Trifolium alexandrinum L. сорт Вахшский 1;

Вика яровая - Vicia sativa L. сорт Таджикская 60;

Пажитник пряморогий - Trigonella orthoceras Kar. et Kir.

В условиях высокого содержания в почве легко-растворимых солей хорошо зарекомендовали себя следующие виды растений:

Кустарниковые растения:

Лох узколистный - Elaeagnus angustifolia.

Полукустарничковые растения:

Кохия простертая - Cohia prostrate (L.) Schrad;

Полынь белая - Artemisia lerchiana Web.;

Полынь черная - Artemisia pauciflora Web.

Многолетние травянистые растения:

Пырей удлиненный - Elytrigia elongata (Host) Nevski, сорт Солончаковый.

В условиях Дельтового внутризонального ландшафтного района формирование поликомпонентного фитоценоза следует осуществлять следующими видами.

Древесные растения:

Тополь черный - Populus nigra L.

Ива белая - Salix alba L.

Кустарниковые растения:

Лох узколистный - Elaeagnus angustifolia.

Многолетние травянистые растения

Житняк гребневидный - Agropyron pectiniforme Roem. et Schult., сорт Викрав;

Пырей удлиненный - Elytrigia elongata (Host) Nevski, сорт Ставропольский 10 и сорт Солончаковый;

Кострец безостый - Bromopsis inermis (Leysser) Holub., сорт Ставропольский 31.

2. Древесно-кустарниковые растения в зависимости от рельефа территории следует высаживать выровненными однолетними саженцами в однорядные или двурядные полосы. Посадку целесообразно проводить в осенние сроки. С учетом экономической эффективности необходимо расстояние между растениями в рядах сократить до 1,0-1,5 м. Расстояние в междурядье - 3,5-4,0 м.

В условиях дельтового внутризонального ландшафтного района посадку саженцев возможно проводить в следующие сроки: осенние, весенние и ранне-летние совпадаемые с периодом половодья. Посадку древесно-кустарниковых растений следует проводить выровненными однолетними саженцами. В случае возможной потравы крупно-рогатым скотом, а также в местах понижений, посадку тополя черного следует проводить крупномерными саженцами (1,8-2,0 м). В случае отсутсвия полноценного посадочного материала ивы белой посадку можно осуществлять крупными фрагментами выровненных побегов - «ивовый кол» (L=1,5-2,0 м). при этом посадку осуществляют по «большой воде» во время паводка.

3. В междурядьях, а так же на прилегающих территориях следует высаживать многолетние полукустарнички представители родов Artemisia и Koсhia, травянистые растения сем. Poaceae, а также однолетние растения семейства Fabaceae. Посадку полукустарничков осуществляют однолетними и многолетними побегами полученными из отобранных природных форм методом экологической селекции. Посев многолетней и однолетней растительности осуществляется семенным материалом полученным из семеноводческих хозяйств.

4. При создании поликомпонентных фитоценозов производить отбор древесно-кустарниковой растительности с учетом физиологических признаков, существенно влияющих на устойчивость растений. Следует обратить внимание на виды со стабильной динамикой оводнености тканей, с меньшей депрессией интенсивности транспирации листьев в условиях дифицита почвенной влаги, с высокой водоудерживающей способностью в критический период обеспечения влагой растений. С высокой устойчивостью ростовых и синтетических процессов к недостатку влаги. С высокой ростовой активностью в благоприятные по водообеспеченности годы и более высокой устойчивостью - в неблагоприятные годы.

5. Для повышения почвенного плодородия перед посевом многолетних злаковых культур рекомендуется высеивать скороспелые сорта однолетних бобовых культур: клевер александрийский сорт Вахшский 1, вика яровая сорт Таджикская 60, клевер персидский сорт Вахшский 3.

6. В междурядьях посев однолетних бобовых культур осуществляется в первый год создания поликомпонентного фитоценоза, а многолетних злаковых культур - в последующие годы.

Список основных работ, опубликованных по теме диссертации

Монографии и сборники

1. Пучков М.Ю., Усов А.А. Агроэкологические и природоохранные основы улучшения лесорастительного состояния и благоустройства населенных пунктов Северного Прикаспия: монография. Астрахань: Изд-во: ООО «ЦНТЭП», 2006, 108 с. ISBN 5-89388-070-6.

2. Современные проблемы экологии и экологической безопасности юга России /Составление и редакция Пучков М.Ю., Локтионова Е.Г. Астрахань: Изд-во: ООО «ЦНТЭП», 2006, 138 с. ISBN 5-89388-076-5

3. Пучков М.Ю., Григоренкова Е.Н., Резк М.Е.Э.С. Эколого-биологические особенности повышения продуктивности агрофитоценозов на Нижней Волге: монография. Махачкала: ИП Овчинников, 2009, - 104 с.

Статьи в ведущих рецензируемых журналах рекомендованных ВАК РФ для защиты докторских диссертаций

4. Пучков, М.Ю. Агроэкологические проблемы создания фитоценозов в дельте реки Волга /Пучков М.Ю., А.А. Усов, А.В. Сикорский/ Вестник Московского государственного областного университета. - М.: Изд-во МГОУ, - 2005. - с.171-175. ISBN 5-7017-0665-6.

5. Пучков, М.Ю. Изучение особенностей почвенного покрова малолесопригодных территорий Астраханской области /Пучков М.Ю., А.А. Усов, А.В. Сикорский/ Экологические системы и приборы // М., 2005. - №9. - С.18-19.

6. Пучков, М.Ю. Возможности проведения лесомелиоративных работ в условиях Северного Прикаспия /Пучков М.Ю./ Научная мысль Кавказа. 2005, №16, С.158-163.

7. Пучков, М.Ю. Влияние загрязнения окружающей среды на состояние древесных насаждений / Пучков М.Ю., А.А. Усов, А.В. Сикорский/ Вестник Московского государственного областного университета. Серия: Химия и Экология, М.: Изд-во МГОУ 2006, №1, С.73-80.

8. Пучков, М.Ю. Влияние фотосинтетической деятельности на качество урожая агроценоза / Пучков М.Ю., М.Е.Э.С. Резк/ Вестник Московского государственного областного университета. Серия: Химия и Экология, М.: Изд-во МГОУ 2006, №1, С.105-109.

9. Пучков, М.Ю. Агроэкологические проблемы Нижней Волги и Северного Прикаспия /Пучков М.Ю., В.В. Коринец, А.А. Усов/ Вестник Московского государственного областного университета. Серия: Химия и Экология, М.: Изд-во МГОУ 2006, №1, С.117-121.

10. Пучков, М.Ю. Эколого-биологические особенности и хозяйственная ценность представителей рода Artemisia в условиях Северо-западного Прикаспия /Пучков М.Ю., М.М. Оконов, Е.А. Джиргалова/ Вестник Московского государственного областного университета. Серия: Химия и Экология, М.: Изд-во МГОУ 2006, №1, С.121-123.

11. Пучков, М.Ю. Изучение некоторых параметров водного баланса растений лесонасаждений в условиях Северного Прикаспия /Пучков М.Ю./ Вестник Московского государственного областного университета. Серия: Химия и Экология, М.: Изд-во МГОУ 2006, №1.

12. Пучков, М.Ю. Создание лесоаграрных экосистем и повышение плодородия почв /Пучков М.Ю., Е.Н. Григоренкова, Т.Ф. Курочкина/ Вестник Московского государственного областного университета. Серия: Химия и Экология, М.: Изд-во МГОУ 2006, №2, С.141-145. ISBN 5-7017-0928-0.

13. Пучков, М.Ю. Изучение влияния агрофитоценозов на биологическую активность почвы /Пучков М.Ю., Е.Н. Григоренкова, Т.Ф. Курочкина/ Вестник Московского государственного областного университета. Серия: Химия и Экология, М.: Изд-во МГОУ 2006, №2, с.133-137. ISBN 5-7017-0928-0.

14. Пучков, М.Ю. История защитного лесоразведения в Астраханской области / Пучков М.Ю., Мизимов С.А., Шпилько А.А. // Вестник Московского государственного областного университета. Серия: Естественные науки, М.: Изд-во МГОУ 2006, с.82-88. ISBN 978-5-7017-0987-2

15. Пучков, М.Ю. Особенности создания поликомпонентных фитоценозов в условиях орошаемого земледелия / Григоренкова Е.Н., Пучков М.Ю. // Вестник Московского государственного областного университета. Серия: Естественные науки, М.: Изд-во МГОУ 2006, с.88-92. ISBN 978-5-7017-0987-2

16. Пучков, М.Ю. Изучение агро-экологических свойств некоторых почв Северного Прикаспия / Пучков М.Ю., Струков В.М. // Вестник Московского государственного областного университета. Серия: Естественные науки, М.: Изд-во МГОУ 2006, с.92-95. ISBN 978-5-7017-0987-2

17. Пучков, М.Ю. Изучение влияния водоудерживающей способности растений на продуктивность фитоценозов / Пучков М.Ю., Мизимов С.А., Шпилько А.А. // Вестник Московского государственного областного университета. Серия: Естественные науки, М.: Изд-во МГОУ 2006, с.120-125. ISBN 978-5-7017-0987-2

18. Пучков, М.Ю. Изучение особенностей взаимодействия растений и факторов внешней среды /Пучков М.Ю., Струкова М.М., Резаков М./ Вестник Московского государственного областного университета. Серия: Естественные науки, М.: Изд-во МГОУ 2007, с.157-160. ISBN

19. Пучков, М.Ю. Эколого-депрессивное районирование и эффективность проведения биоиндикационных исследований / Пучков М.Ю., Новиков А.В., Чуйков Ю.С., Рыжакова Е.М. Бондарева Н / Вестник Московского государственного областного университета. Серия: Естественные науки, М.: Изд-во МГОУ 2007, с.139-142

20. Пучков, М.Ю, Влияние однолетних бобовых культур на агрегатный состав почв /Пучков М.Ю Зволинский В.П., Григоренкова Е.Н./ Юг России: экология, развитие. - № 4, 2008. - с.144-147

21. Пучков, М.Ю. Изучение агро-экологических свойств некоторых почв Северного Прикаспия /Пучков М.Ю. Пучков М.Ю., Струков В.М., Хлебцова Е.Б/ Юг России: экология, развитие. - № 1, 2009. - с.101-105

Статьи в рецензируемых журналах

22. Пучков, М.Ю. Видовой состав древесно-кустарниковой растительности города Астрахани /М.Ю. Пучков/ Матер. итог. науч. конф. препод. и сотр. АГПИ. Астрахань 1997г.

23. Пучков, М.Ю. Хвойные в искусственых насаждения г. Астрахани /М.Ю. Пучков/ Эколого-биологические проблемы Волжского региона и Северного Прикаспия: Материалы III Всероссийской научной конференции. 4-6 октября, 2000 года. - Астрахань: Изд-во АГПУ, 2000. - С. 237-239.

24. Пучков, М.Ю. К вопросу оценки территориального равновесия Астраханского производственного комплекса /М.Ю. Пучков, Р.В. Кондрашин/ / Эколого-биологические проблемы Волжского региона и Северного Прикаспия: Материалы III Всероссийской научной конференции. 4-6 октября, 2000 года. - Астрахань: Изд-во АГПУ, 2000. - С. 241-245.

25. Пучков, М.Ю. Изучение экологического состояния древесных насаждений /М.Ю. Пучков, Е.В. Зарщикова/ Мат. науч. конф. АГУ 29 апр. 2003. Биология. 2003. - с. 79

26. Пучков, М.Ю. Проблемы городского зеленого строительства в условиях аридного климата /М.Ю. Пучков, Е.В. Зарщикова/ Эколого-биологические проблемы бассейна Каспийского моря: Материалы VII Всероссийской научной конференции. 13-14 октября, 2004 года. - Астрахань: Издательский дом «Астраханский университет», 2004. - С. 122-123.

27. Пучков, М.Ю. Эколого-экспериментальные основы создания экологически обоснованных фитоценозов в условиях аридного климата /М.Ю. Пучков/ Эколого-биологические проблемы бассейна Каспийского моря: Материалы VII Всероссийской научной конференции. 13-14 октября, 2004 года. - Астрахань: Издательский дом «Астраханский университет», 2004. - С. 134-135.

28. Пучков, М.Ю. Использование почв малолесопригодных территорий /Пучков М.Ю., А.А. Усов, А.В. Сикорский/ III международная научно-практическая конференция «Проблемы сохранения и рационального использования биоразнообразия Прикаспия и сопредельных регионов» / Ассоциация прикаспийских государств. Выпуск 2. - Элиста: Изд-во КалмГУ, 2005. ISBN 5-230-20223-8.

29. Пучков, М.Ю. Изучение влияния качественного состава выбросов промышленного предприятия на растительность /Пучков М.Ю., А.А. Усов, А.В. Сикорский/ III международная научно-практическая конференция «Проблемы сохранения и рационального использования биоразнообразия Прикаспия и сопредельных регионов» / Ассоциация прикаспийских государств. Выпуск 2 Элиста: Изд-во КалмГУ, 2005 ISBN 5-230-20223-8.

30. Пучков, М.Ю. Необходимость проведения лесомелиоративных работ пустынных и полупустынных ландшафтов / Пучков М.Ю., А.А. Усов, А.В. Сикорский / Материалы Международной научно-практической конференции» Состояние экосистем Прикаспийского региона: проблемы и перспективы» 14-15 октября 2005 года / Атырау: центр нов. инф. техн. АГУ, 2005, С. 29-31. ISBN 9965-635-99-4.

31. Пучков, М.Ю. Экологические проблемы создания зеленых насаждений в крупных промышленных центрах юга России / М.Ю. Пучков, Е.В. Зарщикова/ III международная научно-практическая конференция «Проблемы сохранения и рационального использования биоразнообразия Прикаспия и сопредельных регионов» /Ассоциация прикаспийских государств. Выпуск 2 Элиста: Изд-во КалмГУ, 2005. - С.179-182. ISBN 5-230-20223-8

32. Пучков, М.Ю. Экологические проблемы создания ленточных лесов в условиях дельты реки Волги / Пучков М.Ю., А.А. Усов, А.В. Сикорский/ Материалы Международной научно-практической конференции» Состояние экосистем Прикаспийского региона: проблемы и перспективы» 14-15 октября 2005 года / Атырау: центр нов. инф. техн. АГУ, 2005, С. 33-35. ISBN 9965-635-99-4.

33. Пучков, М.Ю. К вопросу о возможности повышения агроресурсного потенциала малолесных территорий Астраханской области /Пучков М.Ю., В.В. Коринец/ Актуальные проблемы развития АПК: Материалы международной научно-практической конференции, посвященной 60-летию Победы в Великой Отечественной войне / ВГСХА, Волгоград, 2005. 58-64 с. ISBN 5-85536-250-7.

34. Пучков, М.Ю. Агроэкологическое обоснование проведения лесомелиоративных работ на Нижней Волге /Пучков М.Ю., В.В. Коринец/ Природопользование в аграрных регионах России // Составление и редакция: А.А.Жилкин, К.А.Маркелов, В.П.Зволинский и др. - М.: Изд-во «Современные тетради», 2006, - 73-78 С.. ISBN 5-88289-305-4.

35. Пучков, М.Ю. Защитное лесоразведение в Северном Прикаспии /Пучков М.Ю./ Природопользование в аграрных регионах России // Составление и редакция: А.А.Жилкин, К.А.Маркелов, В.П.Зволинский и др. - М.: Изд-во «Современные тетради», 2006, - 78-86 С.. ISBN 5-88289-305-4.

36. Пучков, М.Ю. Особенности создания экологически адаптивных фитоценозов на малопригодных почвах дельты реки Волги /Пучков М.Ю., А.А. Усов, В.П. Зволинский/ Природопользование в аграрных регионах России // Составление и редакция: А.А.Жилкин, К.А.Маркелов, В.П.Зволинский и др. - М.: Изд-во «Современные тетради», 2006, - 99-103 С.. ISBN 5-88289-305-4.

37. Пучков, М.Ю. К методике определения воздействия промышленных предприятий на растительность /Пучков М.Ю., А.В. Сикорский/ Современные проблемы экологии и экологической безопасности юга России / Сост. и ред. М.Ю. Пучков, Е.Г. Локтионова - Астрахань: Изд-во: ООО «ЦНТЭП», 2006, С. 38-40.

38. Пучков, М.Ю. Необходимость проведения лесомелиоративных работ полупустынных и пустынных ландшафтов /Пучков М.Ю./ Современные проблемы экологии и экологической безопасности юга России / Сост. и ред. М.Ю. Пучков, Е.Г. Локтионова - Астрахань: Изд-во: ООО «ЦНТЭП», 2006, С.49-51.

39. Пучков, М.Ю. Эколого-биологические особенности и хозяйственная ценность представителей рода Artemisia в условиях Северо-западного Прикаспия /Пучков М.Ю., М.М. Оконов, Е.А. Джиргалова/ Современные проблемы экологии и экологической безопасности юга России / Сост. и ред. М.Ю. Пучков, Е.Г. Локтионова - Астрахань: Изд-во: ООО «ЦНТЭП», 2006, С.52-56.

40. Пучков, М.Ю. Фотосинтетичекая деятельность и качество урожая агроценозов /Пучков М.Ю., М.Е.Э.С. Резк/ Природопользование в аграрных регионах России // Составление и редакция: А.А.Жилкин, К.А.Маркелов, В.П.Зволинский и др. - М.: Изд-во «Современные тетради», 2006, - 131-135 С.. ISBN 5-88289-305-4.

41. Пучков, М.Ю. Эколого-биологические особенности роста и развития сидерационных культур /Григоренкова Е.Н., М.Е.Э.С. Резк, М.Ю. Пучков/ Природопользование в аграрных регионах России // Составление и редакция: А.А.Жилкин, К.А.Маркелов, В.П.Зволинский и др. - М.: Изд-во «Современные тетради», 2006, - 293-302 С.. ISBN 5-88289-305-4.

42. Пучков, М.Ю. Теоретические основы экологического подхода к изучению и оценке сидерационных культур /Григоренкова Е.Н., М.Е.Э.С. Резк, М.Ю. Пучков/ Природопользование в аграрных регионах России // Составление и редакция: А.А.Жилкин, К.А.Маркелов, В.П.Зволинский и др. - М.: Изд-во «Современные тетради», 2006, - 350-361 С.. ISBN 5-88289-305-4.

...