Агроэкологический потенциал пастбищных экосистем Северо-Западного Прикаспия в условиях меняющегося климата
Разработка научно-практических основ адаптивного использования агроэкологических ресурсов, включающая оптимизацию состава флоры и повышение продуктивного долголетия аридных пастбищ в условиях опустынивания. Картографирование агроклиматических аномалий.
Рубрика | Сельское, лесное хозяйство и землепользование |
Вид | автореферат |
Язык | русский |
Дата добавления | 29.01.2018 |
Размер файла | 984,4 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
На большей части региона потепление будет происходить за счет зимней составляющей (0,5-1,7 0С/100лет), а в зонах аридизации, как в холодный, так и в теплый период. Частота и продолжительность оттепелей увеличится и возрастет физическое испарение. Ожидается дальнейшее повышение температуры в ранневесенний период (0,5-0,8 0С/100 лет) и задержка биологической весны на 8-10 дней, что уменьшит число лет с урожайными и очень урожайными годами, ограничит ассортимент фитомелиорантов. Летом температура повысится на 0,5-1,0 0С/100 лет в аномалиях аридизации, что ухудшит гидротермические условия мезофитов. В маргинальных областях вероятно снижение температуры на 0,2-0,4 0С/100 лет и увеличение биологической продукции. Осенние отрицательные температуры будут наступать на 10-12 дней позже, что благоприятствует развитию длительновегетирующих растений.
Осадки в агроклиматических аномалиях аридизации в холодный период уменьшатся на 10-15 %; летние - в центре уменьшатся на 10-20 мм, а по окраинам увеличатся. В маргинальных областях и зонах гумидизации они уменьшатся в осенне-зимний период на 5-15 %, увеличатся летом ?20 % (20-45 мм, до 80 мм на севере). Поэтому требуется дифференцированный подбор лесомелиоративных технологий.
При минимуме солнечной активности и на 11 летнем пике ожидаются засухи средней и сильной интенсивности. На подъеме и спаде солнечной активности, как правило, засух не бывает, соответственно возрастает успешность лесомелиоративных работ.
Прогноз потенциальной продуктивности фитоценозов до 2040 гг. (рис. 13) составлен на основе применения коэффициента увлажненности (Ку), повышения температуры воздуха на 1 0С по сравнению с базисным периодом и дифференциацией территории по увлажнению (аридизация - уменьшение на 10 % в холодный период; гумидизация - уменьшение на 10 % в холодный период и увеличение на 20 % летом; стабильные - на уровне базисного периода) с аналогами (с учетом 30 летнего сдвига и влагопереноса) соответственно: 1961-1981 гг. и 1881-1915 гг.
В перспективе ожидается увеличение доли земель со средней и сильной степенью аридности биоклимата (0,3-0,55 Ку ? 0,55-0,84 NIA) в Астраханской обл. (2020 г.- 55,4 %; 2040 г. - 74,6%), Дагестане (соответственно 34,6 % и 58,5 %), Калмыкии
(32,7 % и 30,9 %), Ставрополье до 3 %, рис. 13. В то же время западные и северо-западные территории, со слабой степенью аридности, расширят ареал на 19,6-23,4 %.
Рис. 13. Потенциальная продуктивность естественных угодий, ц/га
Оценивая динамику баланса продуктивности в целом для региона, установлено, что фитомасса остается почти неизменной - 76,22-70,41 · 106 т. Поэтому можно говорить о потенциальной экологической стабильности агроландшафтов в СЗ Прикаспии за счет территорий, имеющих различный режим увлажнения. Однако он может нарушаться из-за неадаптированной хозяйственной деятельности. Наибольшему риску подвергаются земли с низкой потенциальной продуктивностью (до 8 ц/га) в южной и юго-восточной части региона, где ежегодный недобор в условиях опустынивания (НПДБО, 1999) составляет 0,6-1,3 ц к.е./га.
Метеоусловия выпаса овец на общем фоне уменьшения континентальности климата существенно улучшатся зимой (особенно в северо-западных и западных районах), летом ареал невыпасных 45-55 дней почти не изменится, но территория с изолинией 60 дней значительно сократится, локализуясь около п. Комсомольский.
Механизмами стабилизации агробиоклиматических ресурсов могут быть древесно-кустарниковые сообщества (лесопастбища) из эвритермных видов с позитивным фитогенным влиянием на эдафотоп, корректирующих микроклиматические параметры и способствующих повышению продуктивности.
5. Продукционные возможности пастбищных экосистем Северо-Западного Прикаспия
5.1 Биоразнообразие пастбищных и лесопастбищных аридных экосистем Северо-Западного Прикаспия. До начала интенсивной распашки земель основные растительные комплексы формировались под влиянием климатических и эдафических факторов, воздействием консументов. Сейчас они сохранились на пастбищных и сенокосных угодьях. В степных биомах доминируют Stipa и др. мятликовые виды, субдоминантами являются Artemisia, разнотравье. По мере увеличения аридности климата, в полупустынных и пустынных биомах, начинают преобладать кустарниковые и полукустарниковые жизненные формы из различных видов Salsola, Artemisia, Kochia prostrata, Chamaecytisus и увеличивается мозаичность растительного покрова.
Современные растительные ценозы развиваются по полукустарниково-эфемеровому типу, что указывает на достаточно высокую степень аридности биоклимата.
Интенсивная эксплуатация и трансформация аридных ландшафтов СЗ Прикаспия привела к повсеместному сокращению биологического разнообразия пастбищных экосистем, которое наиболее сильно уменьшается при совместном проявлении сильной степени аридизации климата и повышенной животноводческой нагрузке с упрощенной трофической цепью из-за монопородности стада.
Мониторинговыми наблюдениями за растительным биоразнообразием, проведенными в различных биоклиматических зонах на 3-х типах лесопастбищ (3-х ярусные: к+пк+тр; д+пк+тр; 4-х ярусное: д+к+пк+тр д - деревья; к - кустарники; пк - полукустарники; тр - травы.) установлено двукратное увеличение биоразнообразия мелиорированных территорий за счет оптимизации состава жизненных форм растений и абиотической среды, табл. 1.
Таблица 1. Биоразнообразие лесопастбищных экосистем
Показатели |
Волгоградская обл. |
Астраханская обл. |
Терско-Кумское междуречье |
Черные земли |
|||||||||||
аридность биоклимата, NIA по Б.В. Виноградову |
|||||||||||||||
0,55-0,60 |
0,74-0,76 |
0,60-0,65 |
0,77-0,79 |
||||||||||||
Режим выпаса |
|||||||||||||||
вольный |
вольный |
нормированный |
вольный |
нормированный |
заповедный |
вольный |
|||||||||
виды, шт |
49 |
30 |
72 |
26 |
76 |
85 |
24-29 |
||||||||
семейства, шт |
16 |
9 |
22 |
10 |
19 |
28 |
11-12 |
||||||||
Наиболее встречающиеся семейства (>5%)* |
Po |
20 |
Po |
30 |
Po |
21 |
Po |
35 |
Po |
26 |
As |
18 |
Po |
22 |
|
As |
28 |
Ch |
17 |
As |
18 |
Ch |
19 |
Ch |
19 |
Po |
17 |
As |
22 |
||
Fa |
12 |
As |
17 |
Ch |
14 |
As |
12 |
Br |
15 |
Fa |
11 |
Ch |
12 |
||
Br |
8 |
Br,Fa |
10 |
Br |
11 |
Br |
8 |
As |
8 |
La |
6 |
Br |
8 |
||
Bo |
7 |
Fa |
7 |
Fa |
8 |
Ca,Fa |
7 |
Br |
8 |
* Семейства: Po - Poaceae, As - Asteraceae, Ch - Chenopodiaceae, Br - Brassicaceae, Fa - Fabaceae, Ca - Caryophyllaceae, Bo - Boraginaceae, La - Lamiaceae
На лесопастбищных экосистемах Волгоградской области (NIA=0,55-0,60) доминируют: разнотравно-полынные, злаково-разнотравные, разнотравные, полынно-злаково-ракитниковые ассоциации. Наиболее часто встречаются виды из семейств мятликовых (20,4 %), астровых (28,6 %), бобовых (8,3%), капустных (8,2 %).
Биоразнообразие лесопастбищных экосистем Терско-Кумского междуречья (NIA=0,6-0,65) оценивалось при вольном, регламентированном и заповедном режимах. В растительном покрове преобладают: злаково-полынно-разнотравные, разнотравно-полынно-прутняковые, полынно-разнотравные, разнотравно-злаковые, злаково-разнотравные, прутняково-разнотравные ассоциации. В их состав чаще всего входят виды из семейств мятликовых (17,6-34,6 %), маревых (18,5-19,3 %), астровых (7,9-17,6 %), капустных (7,7-14,6 %), бобовых (6,6-10,5 %).
Наиболее часто в растительном покрове лесопастбищ Астраханского Заволжья (NIA=0,74-0,76) при вольном и регламентированном выпасе встречаются ассоциации: разнотравно-злаково-эбелековая, белополынная, эфедрово-полынно-солодковая, белополынно-солодково-разнотравная, житняково-белополынная, где доля мятликовых видов составляет 20,7-30,0 %, маревых 13,9-16,8 %, астровых 16,8-18,0 %, капустных 10,0-11,3 %, бобовых 6,9-9,9 %, бурачниковых 6,6 %.
На Черных землях Калмыкии (NIA=0,77-0,79) формируются белополынно-разнотравные, полынно-злаковые, злаково-разнотравные ассоциации, где доминируют виды из семейств: мятликовых (24,2-33,3 %), астровых (12,4-31,2 %), маревых (6,9-12,4 %), капустных (6,9-8,3 %). На 3-х типах лесопастбищ выявлено 50 видов из 19 семейств.
Доминантами и субдоминантами растительного покрова лесопастбищ могут быть 1-3 вида, устойчивые к воздействию экологических факторов (выпас, недостаток влаги, засоление почвы и т.д.). Средообразующими и средостабилизирующими видами лесопастбищных экосистем являются: Poaceae , Artemisia (lerchiana, pauciflora, arenaria, santonica), Kochia prostrata, Chamaecytisus austriacus и др. На их долю приходится 28,6-95,0 % биомассы.
бессистемный выпас животных на лесопастбищах, приводит к 2,5-3-х кратному видовому снижению биоразнообразия (26-30 видов) и в 2 раза понижается семейственное представительство, но по сравнению с естественными пастбищами видовое преимущество сохраняется, прежде всего, в составе кормовых видов.
Восстановить утраченное биоразнообразие можно при организации регламентированного выпаса. Сейчас в условиях средней и сильной степени аридности биоклимата зафиксировано 110 видов из 25 семейств эволюционно-адаптированных к нормированному выпасу.
При организации заповедного режима создаются благоприятные условия для произрастания стено- и эврибионтных видов (85 видов, 28 семейств), где доля «эксклюзивных» видов из редких семейств составляет 42 %.
Биоразнообразие лесопастбищных экосистем при вольном выпасе выше в условиях слабой степени аридности биоклимата (49 видов, 16 семейств). Ухудшение гидротермических условий приводит к снижению биоразнообразия (9-10 семейств, 22-30 видов), так как мезофитные виды не выдерживают двойной (климатической и антропогенной) экологической нагрузки.
По отношению к выпасаемым животным выделено 5 экологических групп растений и установлены их структура, экосистемная и хозяйственная роль в стабилизации экологической обстановки лесопастбищ, табл. 2.
Таблица 2. Структура экологических групп лесопастбищных экосистем, шт-%
Экологическая группа |
Волгоград-ская обл. |
Астраханская обл. |
Терско-Кумское междуречье |
Черные земли |
||||
Режим выпаса |
||||||||
вольный |
вольный |
нормируе-мый |
вольный |
нормируе-мый |
заповедный |
вольный |
||
Кормовые |
26-54,2 |
19-63,3 |
41-57,8 |
16-61,5 |
52-68,4 |
40-47,6 |
17-41,5 |
|
Лекарственные |
4-8,3 |
2-6,7 |
11-15,5 |
2-7,7 |
8-10,6 |
23-27,3 |
6-14,6 |
|
Рудеральные |
11-22,9 |
7-23,2 |
11-15,5 |
5-19,2 |
9-11,8 |
15-17,9 |
7-17,1 |
|
Ядовитые |
6-12,5 |
1-3,4 |
4-5,6 |
2-7,7 |
6-7,9 |
5-6,0 |
4-9,7 |
|
Другие |
1-2,1 |
1-3,4 |
4-5,6 |
1-3,9 |
1-1,3 |
1-1,2 |
7-17,1 |
Высокая доля (17-23 %) рудеральных растений отмечается при вольном выпасе, так как они занимают экологическую нишу лекарственных и кормовых видов, не выдерживающих разрушения местообитания из-за стравливания и вытаптывания. Отсутствие выпаса приводит к снижению доли кормовых видов до 47,6 %, как невостребованных в составе экосистемы.
Для устойчивой эксплуатации лесопастбищ рекомендуется, установленная экспериментальным путем, структура экологических групп: кормовые - 70 %, лекарственные - 15 %, рудеральные - 7 %, ядовитые - 5 %, другие - 1 %.
5.2 Продуктивность растительного покрова деградированных пастбищ Северо-Западного Прикаспия. На естественных пастбищах деградация растительного покрова происходит под влиянием климатических и антропогенных факторов и оценивается в условиях средней-сильной аридности биоклимата 4 степенями, табл. 3. При слабой степени сохраняется высокое биоразнообразие и биопродуктивность, формируется оптимальная фитоценотическая структура. При очень сильной - доминируют малоценные однолетники и фиксируются глубокие негативные структурные изменения.
Динамика снижения продуктивности на деградированных пастбищах (Астраханское и Волгоградское Заволжье, Терско-Кумское междуречье) происходит по сходному сценарию и описывается полиномом 2-й степени, рис. 14. В каждой следующей степени деградации отмечается 2-х кратная потеря урожайности, на 30 % снижается проективное покрытие, уменьшается высота растений и др.
Рис. 14. Динамика продуктивности естественных пастбищ Астраханского и Волгоградского Заволжья; 1 - слабосбитые, 2 - среднесбитые, 3 - сильносбитые, 4 - очень сильносбитые
Отрастание растений в злаково-полынных ассоциациях на деградированных Черноземельских пастбищах начинается при среднесуточной температуре воздуха 0,3-0,4 0С и достигает максимума (4 ц/га) при температуре 24 0С, рис. 15. Дальнейшее повышение температуры ограничивает прирост фитомассы.
Рис. 15. Зависимость урожайности деградированных пастбищных угодий от температуры воздуха, Черные земли
Оценка темпов деградации (1952-1990 гг.) Черноземельских пастбищ показывает, что максимальная (41-43,5 % от уровня 1952-1961 гг.) потеря урожайности повсеместно проходила на фоне уменьшения осадков и повышения среднесуточной температуры воздуха. Уменьшение негативного воздействия одного из экологических факторов (Т, Ос) приводит к стабилиза ции урожайности, скорость деградации уменьшается вдвое. Улучшение режима увлажнения (на 60 мм) даже на фоне перевыпаса минимизирует потерю ежегодной урожайности до 5,35 %. Самые высокие темпы деградации растительного покрова отмечаются на фоне усиливающейся аридизации климата, на территориях, входящих в зону экологического бедствия: п. Комсомольский, Нарын-Худук.
В результате анализа урожайности пастбищ за 1951-1990 гг. (Комсомольский, Нарын-Худук, Артезиан, Утта) разработана шкала продуктивности естественных пастбищ, включающая гидротермические условия, особенности развития ботанических групп растений. В неурожайные и очень неурожайные годы травостой отрастает в 1-2 декаду апреля. Низкая продуктивность пастбищ (1-1,5 ц/га) бывает при недостатке продуктивной влаги (31 мм) в холодные (6,7-7,8 0С) и жаркие (9,1-11,4 0С) годы, т.к. отмечается пониженная жизнедеятельность почти всех ботанических групп растений. В среднеурожайные годы растения отрастают с 3 декады марта, максимум фитомассы формируется (5-6,5 ц/га) ко 2-3 декаде июня, термический режим близок к норме, запас продуктивной влаги - 51 мм. Для урожайных травостоев (11-14 ц/га) необходимо около 80 мм продуктивной влаги, среднегодовая температура воздуха 7,9-9,0 0С, растения отрастают с 3 декады марта и достигают пика к 3 декаде июня-июля.
Оценивая динамику урожайности Черноземельских пастбищ (1952-1990 гг.), констатируем её постоянное снижение из-за уменьшения количества зимних осадков, повышения среднегодовой температуры воздуха на 0,5 0С, высокой нагрузки на пастбища. Начиная с 1979 г., происходит увеличение количества зимних осадков и с запозданием на 5-7 лет (из-за сукцессионных процессов) отмечается рост продуктивности фитоценозов, рис. 16.
Рис. 16. Динамика зимних осадков (X-III) и максимальной урожайности пастбищ, Нарын-Худук
Разработаны фитоценотические критерии по 5 индикаторным показателям (табл. 3) и определены количественные параметры для 4-х степеней деградации растительного покрова, позволяющие проводить качественную диагностику и оперативно применять мероприятия по стабилизации экологической обстановки.
Таблица 3. Диагностика пастбищ по степени деградации растительного покрова
Степень деградации |
Индикаторные показатели |
|||||
проективное покрытие, % |
потеря биомассы, % |
возрастная структура ценоза |
состав* фитомассы, % |
состав** жизненных форм, % |
||
Слабосбитое |
более 75 |
0-5 |
Наличие особей всех возрастных структур в оптимальных количествах |
Д+с - 50-70; Р - 30-50 |
Пк - 55, О-40, Др. - 5 |
|
Среднесбитое |
75-51 |
45-50 |
Доминируют генеративные особи, мало ювенильных и сенильных растений |
Д+С - 70-80; Р - 20-30 |
Пк - 45, О-50, Др. - 5 |
|
Сильносбитое |
50-25 |
60-70 |
Сенильные группы из кустарников и полукустарников, генеративные эфемеров и эфемероидов, ювенильных растений почти нет |
Д+С - 80-90; Р - 10-20 |
Пк - 5, О-90, Др. - 5 |
|
Очень сильносбитое |
менее 25 |
75-90 |
Доминируют сенильные группы всех ботанических групп, отсутствуют ювенильные растения |
Д+с - 95-100; Р-5-10 |
Пк - 0-1, О-10, Др. - 90 |
*Д - доминанты, С - субдоминанты, Р- разнотравье;
** Пк - полукустарники, О - однолетники, Др - другие виды (эфемеры и эфемероиды)
5.3 Оценка продуктивности лесопастбищных фитоценозов Северо-Западного Прикаспия. Устойчивость аридных агроландшафтов, пострадавших от климатического опустынивания и неадекватной ресурсозатратной деятельности, можно повысить путем создания лесопастбищных экосистем, уменьшающих втрое срок реабилитации территории, способных эффективно функционировать в течение 30-40 лет (и более), продуцировать 15-25 ц/га фитомассы, что как минимум на 4-5 ц/га выше по сравнению с естественными слабо- и среднедеградированными пастбищами и в 2,5-3 раза больше, чем на очень сильно деградированных пастбищах.
Нижний ярус лесопастбищных экосистем в условиях слабой и средней степени аридности биоклимата (NIA=0,55-0,65) формируется из злаковых и злаково-разнотравных ассоциаций (35 %), ассоциаций с участием полыни - 62 %. При повышении аридности (NIA=0,74-0,76) доля злаковых ассоциаций снижается до 21 % и возрастает доля полукустарниковых сообществ до 80-95 %.
При заповедном режиме создаются экологические условия для доминирования злаковых (15 %) и злаково-разнотравных ассоциаций (75 %).
При вольном режиме выпаса отмечается высокая амплитуда колебания урожайности между ассоциациями (56,2-298,6 г/м2 в Волгоградской обл., 205,8-402,1 г/м2 в Калмыкии), где доля поедаемой массы может варьировать в пределах 36-93 %.
Используя регламентированный выпас можно добиться более равномерной территориальной выравненности урожайности (Махмудское лесопастбище 102,3-187,5 г/м2; Богдо 126-460 г/м2) и повышения доли поедаемой фитомассы до 76-88 %.
Заповедный режим способствует повышению урожайности (185-380 г/м2), выравненности растительного покрова, снижению доли поедаемой биомассы в среднем до 75 % (41,5-95 %) за счет лекарственных видов, образующих разнотравье.
На Черных землях, где лесопастбища создавались в очагах опустынивания, наиболее продуктивные сообщества формируются в аккумулятивной и деструктивно-аккумулятивной областях (281-400 г/м2), состоящих на 93 % из злаков в северо-восточных территориях и на 79 % из полыни Лерха в южной части.
На лесопастбищах наиболее продуктивным сезоном (11,2-18,6 · 103 МДж/га) является весна. Летом количество валовой энергии в 1 кг воздушно-сухого корма снижается в 1,2 раза в редкостойной саванне, в 2,2-2,4 раза в межполосном и саванном лесопастбище, а в открытой степи в 1,9 раза, что приводит к 4-6 кратному уменьшению валовой энергии с 1 га. Осенью энергообеспеченность 1 га лесопастбищ ниже, чем весной в 7,5-9 раз, пастбищ - в 18 раз из-за небольшой доли участия длительновегетирующих кустарников и полукустарников, табл. 4.
Таблица 4. Энергетическая продуктивность фитомелиорированных пастбищ Терско-Кумского междуречья (Махмудское лесопастбище)
Сезон использования |
Валовая энергия, МДж 1 кг корма/га |
Всего с общей площади, МДж |
||||
редкостойная саванна |
саванное лесопастбище |
межполосное лесопастбище |
открытая степь |
|||
Весна |
18,37 18580 |
19,00 11210 |
18,78 12207 |
15,82 10600 |
6,36·106 |
|
Лето |
15,85 4392 |
8,32 2010 |
8,46 2297 |
8,09 2047 |
1,21·106 |
|
Осень |
9,83 2350 |
8,56 1243 |
6,92 1644 |
8,06 562 |
0,65·106 |
|
Среднее |
14,68 8441 |
11,98 4821 |
11,37 5383 |
10,66 4403 |
2,74·106 |
Преимущество продукционных возможностей лесопастбищ возрастает от весны к осени и определяется способностью растений наращивать биомассу до среднесуточной температуры воздуха 24-25 0С, что на 5-6 0С выше, чем на естественном злаково-разнотравном пастбище, рис. 17. Недоиспользование тепловых ресурсов отмечается со 2-й декады июня, дестабилизируя экосистему.
Древесно-кустарниковое 4-х ярусное лесопастбище
Редкостойное саванное лесопастбище
Естественное пастбище, злаково-разнотравное
Рис. 17. Зависимость урожайности лесопастбищных и пастбищных угодий от температуры воздуха, Терско-Кумское междуречье, Махмудское лесничество, 4-я дача
5.4 Особенности формирования (структура) фитомассы в доминирующих растительных ассоциациях. Впервые для пастбищных фитоценозов установлены 4 типа распределения фитомассы в аэротопе: приземный - максимум в 20-сантиметровом приземном слое; центральный - в центре, равномерно уменьшается к земле и верхней границе растительного покрова; верховой - максимум на предельной высоте, уменьшается к земле; бипиковый - с наиболее плотным заполнением аэротопа - два максимума: у поверхности земли и на предельной высоте растительного покрова. Особенности расположения фитомассы в аэротопе определяются архитектоникой вида и его индивидуальной приуроченностью к конкретному ярусу (нижний, средний, верхний) растительного полога, рис.18. Виды могут образовывать приземный, центральный и верховой типы и способны контролировать фитосреду за счет морфометрических особенностей (размеры и формы листьев), изменения ориентации пространстве листьев, что позволяет им оптимизировать использование абиотических ресурсов.
Наиболее часто фитоценозы аридных пастбищных экосистем СЗ Прикаспия формируют приземный тип заполнения аэротопа (из-за деградации растительных сообществ и неблагоприятных экологических условий).
Рис. 18. Типы распределения фитомассы в аэротопе пастбищных фитоценозов: а - приземный, б - центральный, в - верховой, г - бипиковый
Улучшение гидротермического режима способствует образованию центрального и бипикового типов. Проведенные мониторинговые наблюдения за приземным растительным покровом, испытывающим наибольшее антропогенное воздействие, позволили предложить новый биологический метод реконструкции деградированных растительных сообществ - путем целенаправленного уплотнения фитообъема за счет видов с другим типом распределения, а также расширить теоретические познания формирования фитоаэротопа.
6. Повышение продуктивности пастбищ методами интродукции (на примере Терско-Кумского междуречья)
6.1 Адаптационные особенности видов семейства маревых в естественном ареале и актуальность их использования в Терско-кумском междуречье. На основе глубокого литературного анализа (М.М. Ильин, 1951; З.Ш. Шамсутдинов, 1974, 1980; У. Пратов, 1974; И. Мамасалиев, 1971; Н.Т. Нечаева, 1973; Т.Я. Стенягина, 1957; С.К. Черепанов, 1995 и др.) в разделе дается эколого-биологическая характеристика видов, отмечается богатый полиморфизм, проявляющийся в различных аспектах: габитусе, опушенности, разнообразной окраске ветвей, плодоэлементов и др., различной экологической приуроченности, а также генетическая неоднородность популяций, установленная у Kochia prostrata Р.Р. Сагимбаевым, 1982, и Т.А. Тиран, 1987, для Иссык-кульских образцов Ceratoides papposa. Обосновывается необходимость фитомелиоративных работ с участием маревых в Терско-кумском междуречье, где сходные абиотические условия, большая доля засоленных земель, а аборигенные фитоценозы нуждаются в обогащении нижнего растительного яруса из-за его деградации и неполночленности.
6.2 Биопродуктивность кустарников и полукустарников семейства маревых в условиях Терско-Кумского междуречья. В результате анализа генофонда кормовых растений были выделены перспективные виды и впервые испытаны в Терско-Кумском междуречье: Salsola orientalis (солянка восточная, кейреук), Aellenia subaphylla var.arenaria, typica (чогон, солянка малолистная ф.песчаная и типичная), Salsola paletzkiana (черкез Палецкого), а также образцы различного географического происхождения: Salsola richteri (черкез Рихтера), Camphorosma lessingii (камфоросма Лессинга), Kochia prostrata var.canescens, virescens, vilosissima (прутняк, кохия простертая ф. каменистая, песчаная, глинистая).
Положительные результаты зафиксированы у эврибионтных видов из Ирано-Туранской и южной части Циркумбореальной флористической областей (АИ АИ - адаптационный индекс, сумма баллов диагностических показателей по В.И. Некрасову (1980).=40-75). Они обладают устойчивостью в культуре, дают семенное потомство.
Не перспективными являются стенобионтные виды (АИ=10): черкез Рихтера и Палецкого, солянка малолистная ф.типичная, имеющие ограниченный ареал и узкую приуроченность к местообитанию. Они не выносят морозов и выпадают в первый год.
Рост растений отмечается при температуре воздуха 2-3 0С, продолжается непрерывно по сигмоидной кривой 120-155 дней у солянки малолистной (ф.песчаная), 155-160 дней у солянки восточной, 160-175 дней у кохии, камфоросмы, терескена и находится в границах нормально варьирующего (17,2-28,4 %) признака.
Нарастание биомассы происходит в течение всей вегетации за счет формирования боковых скелетных ветвей и вегетативно укороченных побегов. За период вегетации эврибионтные виды осваивают 3720-3980 0С, солянка малолистная - 3270-3400 0С, что делает их уникальными утилизаторами тепловых ресурсов, которые не могут использоваться аборигенной растительностью.
Корневые системы формируются по универсальному типу, обеспечивая растения в достаточном количестве влагой за счет атмосферных осадков, улавливаемых горизонтальными корнями, а также вертикальными с глубины 1,7-2 м. Соотношение надземной и подземной частей оптимально (1:3) с точки зрения экологической устойчивости растений в аридных районах (Н.Т. Нечаева, В.К. Василевская и др., 1973).
Устойчивость видов в новых экологических условиях лимитируется морозоустойчивостью на видовом и популяционном уровне. Критические условия для выживания южных образцов складываются при -210С, частых оттепелях, сырой почве. Летальный исход отмечается у солянки малолистной ф.типичная при длительном воздействии температуры воздуха -27 0С при сухой почве. Морозостойкие особи и виды в дальнейшем хорошо растут и развиваются.
В пределах перспективной группы растений выделены 2 группы по степени адаптации (АИ) в интродукционном процессе.
Первую группу представляют полукустарниковые виды (кохия простертая, камфоросма Лессинга, терескен серый) с широкой экологической амплитудой произрастания, Аи=60-75 баллов, палисадным мезофиллом. Они зацветают на первый год, плодоносят и дают самосев со 2 года. Морозоустойчивы.
Вторая группа (солянка восточная, солянка малолистная ф.песчаная) с центрическим строением мезофилла, АИ=47-55 баллов. Большинство особей зацветает в первый год. Не все особи плодоносят, из семян местной репродукции развиваются здоровые растения. Требуется отбор морозостойких и стабильно плодоносящих особей.
накопление надземной фитомассы, как и в естественных условиях, происходит со 2 года, когда корневая система в состоянии обеспечить стабильную продуктивность растений. Структура биомассы на период оптимального срока использования (осеннее-зимний период) представлена многолетней одревесневшей частью (9,4-32,4 %), которая определяется видовыми особенностями и погодными условиями, а также однолетней фитомассой, пригодной к стравливанию.
В годы, близкие к среднемноголетним показателям, формируется наибольшее количество однолетней фитомассы. В среднем воздушно-сухая масса (общая) одного куста кейреука составляет 63-112 г, кохии - 76-129 г., камфоросмы - 114-178 г., терескена - 79-98 г., чогона - 166-210 г. Доля непоедаемой части (%) в структуре куста остается примерно одинаковой на протяжении 6-7 лет. У терескена она равна 34%, у чогона этот показатель уменьшается до 16,4 % и еще больше снижается у кейреука - 11,4 %, камфоросмы Лессинга - 10,8 %, прутняка - 14,3 %.
Энергетическая емкость 1 га пастбищ (при оптимальном размещении) с участием маревых составляет: из солянки малолистной - 1900, камфоросмы Лессинга - 1940, солянки восточной - 1600, кохии простертой - 1400, терескена серого - 1050 к.е.
6.3 Особенности репродуктивного развития интродуцентов. В результате комплексного анализа репродуктивной деятельности установлено, что в новых условиях произрастания виды семейства маревых зацветают в первый год, полноценные семена формируют со 2 года, составляя 9-14 % от массы куста.
Первая группа растений с АИ=60-75 баллов (Kochia prostrata, Camphorosma lessingii, Ceratoides papposa) образуют семена, которые по массе, посевным качествам и урожайности не уступают собранным в естественном ареале.
Вторая группа с АИ=40-55 баллов (Salsola orientalis, Aellenia subaphylla v.arenaria) сильнее реагирует на изменение метеофакторов. Они формируют полноценные семена, но урожайность их ниже, чем в местах естественного произрастания. В целом она достаточно высокая, чтобы получить дружные всходы кустарников и полукустарников.
Для фитомелиорации пастбищ выделены урожайные образцы (в пределах вида), отличающиеся стабильным плодоношением, высокой урожайностью, хорошими посевными качествами, гл. 9.3.
6.4 Непродуктивное поведение (водный режим) видов семейства маревых. Характеризуя поведение растений в новых экологических условиях, следует отметить, что интродуцируемые виды не испытывают дефицита влаги в условиях Терско-Кумского междуречья и сравнимы с показателями мест естественного ареала в весенний и раннелетний период.
Биохимические реакции у видов с более высоким АИ (60-75 баллов) протекают при обводненности тканей 60-74 %, водоудерживающей способности при 3-х часовом завядании 61-73 %, интенсивности транспирации 670-1873 мг/г.час. Группа растений с более низким АИ (до 55 баллов) имеет более высокую обводненность (76-89 %), водоудерживающую способность (73-84 %), очень экономно расходует влагу на транспирацию (392-817 мг/г.час).
Водоудерживающая способность, отражающая коллоидно-осмотическое состояние протоплазмы, увеличивается к концу вегетации и при усилении аридных факторов, что свидетельствует о высокой приспособляемости видов. Потерю воды изолированными листьями можно описать степенным уравнением , где х - время экспозиции, и использовать её для установления адаптивного потенциала засухоустойчивости видов. Для Aellenia subaphylla v.arenaria уравнение имеет вид у=10,29х 0,5695, Salsola orientalis - у=12,13х 0,5399, Kochia prostrata - у=16,60х 0,4170, Camphorosma lessingii - у=16,85х 0,4350, Ceratoides papposa - у=17,70х 0,4435 . При 45 % обезвоживании начинаются необратимые изменения, которые у терескена фиксируются через 8,5 часов, камфоросмы - 10 ч., кохии - 11ч., солянки восточной - 12 ч., солянки малолистной - 13 ч.
7. Фитоэкологический потенциал галофитной растительности
7.1 Фитоэкологические особенности деградированных пастбищных фитоценозов на засоленных землях. Пастбища на засоленных землях, имеют 4 степени деградации растительного покрова, которые дифференцируются по эдафической характеристике корнеобитаемого слоя почвы, изменению структуры фитоценоза и биоразнообразия, продукционного потенциала.
Энергетическая продуктивность засоленных пастбищ зависит от степени деградации и сезона использования. Весной в 1 кг корма накапливается 8,3-11,4 МДж валовой энергии, 3,3 - на вторично засоленных землях, снижаясь к осени до 6-6,6 на пастбищах со слабой и средней степенью деградации, до 3,7-4,7 с сильной степенью деградации. Осенью энергообеспеченность слабодеградированных пастбищ составляет 13349 МДж/га, среднедеградированных - 9620, сильнодеградированных - 4185-8465.
Растения на засоленных землях характеризуются депрессивным состоянием и диагностируются потерей в накоплении протеина (Atriplex aucheri) в 1,9-2,3 раза (при увеличении деградации), жира в 2,3 раза, клетчатки в 2-2,5 раза и аккумуляцией нитратов до 12 300 мг/кг (12 ПДК). Виды, с меньшим аккумулятивным эффектом (Alhagi pseudalhagi, Artemisia lerchiana) накапливают 230-750 мг/кг нитратов, меньше подвержены к снижению питательных веществ и являются лучшим кормом.
7.2 Фитогенное влияние галофитов на окружающую среду. галофитная растительность по характеру влияния на экотоп дифференцируется на три группы: а) аккумулирующие, б) пассивные, в) галодисперусные, рис. 19.
Рис. 19. Схема влияния галофитов на экотоп
Растения, аккумулирующие соли в протоплазме (Salsola) и вызывающие рассоление почвогрунта, способствуют прогрессивному типу эволюции растительного покрова за счет улучшения микроклиматических и эдафотопических показателей. Выдерживают засоление 0,4-1,1 % Cl-, накапливают 3-40 г хлора/кг. Их целесообразно использовать в качестве биомелиорантов, так как засоление корнеобитаемого слоя почвы снижается на 8-10 %.
пассивные фитомелиоранты (Artemisia) почти не изменяют агроклиматические условия роста и развития растительности, так как баланс миграции солей вверх и вниз по почвенному профилю сохраняется стабильным. Многие виды - хороший корм для животных, так как накапливающийся до 7 г/кг хлор, не ухудшает вкусовых качеств. Нормированный выпас животных может осуществляться длительное время.
Галодисперусные фитомелиоранты (Tamarix) способны негативно трансформировать окружающую среду за счет повышения уровня засоления почвы с поверхности, выделяя избыток солей в аэротоп, способствуя дигрессии существующего растительного сообщества и созданию новой среды обитания, пригодной для истинных галофитов. Растения могут произрастать при засолении почвогрунта до 0,5-1,2 %Cl- . В тканях растений и на их поверхности накапливается 3-24 г/кг ионов хлора. Поедаются в небольших количествах.
Деградация растительного покрова на засоленных пастбищных землях (снижение видового разнообразия, продуцируемой фитомассы) напрямую зависит от присутствия древесно-кустарниковых видов. Лучшее состояние пастбищ отмечается при доминировании в растительном покрове видов аккумулирующего и пассивного типов воздействия на экотоп. Худшее состояние выявлено при доминировании галодисперусных видов, где в нижнем ярусе произрастают однолетние малопоедаемые солянки (1-3 вида), накапливающие большое количество токсичных солей, приводя к сильной деградации пастбищ.
7.3 Толерантность фитомелиорантов к хлоридному засолению. Выявлены аут- и дэмэкологические видовые особенности, позволяющие отобрать и селекционировать виды, популяции, наиболее устойчивые к засолению, сохраняющие высокие продукционные свойства. Галофитные и псевдогалофитные растения нами разделены на 3 группы по степени адаптации к хлоридному засолению почвы:
1). Солеустойчивость высокая - выдерживают засоление больше 0,9 % Cl-, концентрация 0,2 % не оказывает негативного воздействия на растения;
2). Солеустойчивость средняя - выдерживают засоление 0,5-0,8 % Cl-, концентрация 0,2-0,3 % снижает продуктивность фитоценозов на 30-40 %;
3). Солеустойчивость слабая - выдерживают засоление менее 0,4 % Cl-, продуктивность снижается на 70-80 % за счет низкой индивидуальной устойчивости растений и небольшой скорости накопления биомассы.
Виды семейства маревых, способны позитивно трансформировать окружающую среду, аккумулируя в протоплазме токсичные соли. Они испытывают негативные физиологические и продукционные изменения при концентрации ионов хлора выше 0,2%. Летальный уровень составляет около 1% Cl-. Небольшие концентрации ионов хлора способствуют повышению засухоустойчивости растений. ареал их применения в условиях СЗ Прикаспия не ограничен.
Виды галодисперусного (тамариксы) действия на экотоп, при достаточном водоснабжении, способны выжить при концентрации хлора в почве 1,0-1,2 %. В более засушливых эдафических условиях они менее засухоустойчивы, чем маревые, способствуют депрессивному развитию растительного покрова. Поэтому ареал их практического применения расширять не целесообразно.
Действие токсичных солей на сохранность, рост и накопление биомассы описывается параболической зависимостью. Выявить летальный и промежуточный уровни пессимистического состояния возможно при прямом эксперименте в вегетационных сосудах.
8. Кормовые ресурсы аридных пастбищ
8.1 Зоотехническая пригодность растений и их экологическая безопасность. Способность накапливать питательные вещества у растений определяются индивидуальными особенностями и экологическими условиями местообитания. Наиболее ярко они проявляются на уровне семейств.
На лесопастбищах максимальное количество переваримого протеина содержится у видов Fabaceae (64,4 г/кг), Asteraceae (52,4 г/кг), Poaceae (43,2 г/кг). Сахаро-протеиновое отношение (1:0,5-1,1) свидетельствует о хорошем балансе белков и углеводов в растениях и пригодности их для животных.
Низкое содержание фосфора (0,8-1,6 г/кг) и каротина (6,5-7,6 г/кг) отмечается во всех семействах из-за жестких абиотических условий и дефицита азота в почве. Обеспеченность кальцием средняя и высокая: лидируют Chenopodiaceae и Fabaceae (6,5-7,0 г/кг), Poaceae и Asteraceae (4,1 г/кг), достигая максимальных показателей на карбонатных почвах Астраханской обл. и Терско-Кумского междуречья (ТКМ). Растения накапливают примерно равное количество калия: Chenopodiaceae - 13,8; Fabaceae, Poaceae, Asteraceae - 7,1-8,6 г/кг. Оптимальное количество меди фиксируется в Астраханской обл. и ТКМ, цинка - в Волгоградской обл. и ТКМ. Содержание железа может превышать ПДН в 3-16 раз.
Лесопастбищные экосистемы производят экологически безопасную растениеводческую продукцию, так как фиксируются лишь следы мышьяка, ртути и свинца.
У кормовых растений в системе лесопастбищ впервые выявлена различная способность аккумулировать солнечную энергию, табл. 5. Повышение аридности биоклимата (NIA=0,75) способствует повышению на 25-30 % валовой энергии в сравнении с более гумидными условиями Волгоградской области (NIA=0,55). Ассортимент кормовых видов представлен на 50 % малокалорийными (до 7 МДж/кг), на 30 % среднекалорийными (до 10 МДж/кг), на 20 % высококалорийными (10-16 МДж/кг) растениями.
Таблица 5. Биоэнергетическая характеристика растений в системе лесопастбищ СЗ Прикаспия
Вид |
Дата учета |
Количество валовой энергии, МДж/ кг |
|||
Астраханская обл. NIA=0,75 |
Терско-Кумское междуречье NIA=0,65 |
Волгоградская обл. NIA=0,55 |
|||
Artemisia lerchiana |
осень |
16,4 |
11,0-13,6 |
7,7 |
|
Ceratoides papposa |
лето |
9,5 |
10,1 |
7,8 |
|
Kochia prostrata |
осень |
13,3 |
9,8-15,2 (14,1) |
8,2 |
|
Glycyrrhiza glabra |
весна, лето |
9,5 |
9,0 |
5,1 |
|
Agropyron fragile |
осень |
9,4 |
9,2 |
6,7 |
|
Artemisia pauciflora |
осень |
11,2 |
10,2 |
7,5 |
|
Camphorosma lessingii |
осень |
15,5 |
15,7 |
10,0 |
|
Среднее |
12,13 |
11,66 |
7,79 |
проведенный комплексный анализ зоотехнической обеспеченности ассоциаций, входящих в состав лесопастбищных экосистем свидетельствует, что богатство или бедность пастбищного корма определяется продукционными способностями фитоценоза и его видовым составом, табл. 6.
В среднем лесопастбищные фитоценозы Астраханской области накапливают валовой энергии 16565 МДж/га (5,66 МДж/кг обменной энергии), Волгоградской области - 9527 МДж/га (4,68 МДж/кг ОЭ), ТКМ: Махмудское лесопастбище - 9838 МДж/га (5,71 МДж/кг ОЭ), Иргаклинское лесопастбище - 18830 МДж/га (6,71 МДж/кг ОЭ).
Лидерами по содержанию валовой энергии являются житняково-белополынные ассоциации астраханского Заволжья - 44276 МДж/га; осоково-злаковые и злаковые ассоциации ТКМ (Иргаклинское) - 28704-30650 МДж/га; полынно-ракитниково-злаковые в Волгоградской области - 17169 МДж/га.
Таблица 6. Зоотехническая обеспеченность 1 кг корма лесопастбищ СЗ Прикаспия
Местоположение |
Валов. энер., МДж |
Макроэлементы, г |
Микроэлементы, мг |
||||||||
кальций |
фосфор |
калий |
каротин |
сахар |
медь |
цинк |
марганец |
железо |
|||
Волгоградская область |
6,3 |
4,8 |
1,0 |
7,9 |
9,3 |
48,1 |
7,0 |
22,1 |
62,2 |
358,3 |
|
ТКМ (Иргаклинская дача) |
9,9 |
4,8 |
1,6 |
10,5 |
4,0 |
37,4 |
4,9 |
28,2 |
68,6 |
490,9 |
|
ТКМ (Махмудская дача) |
8,2 |
6,6 |
1,5 |
12,6 |
5,9 |
30,4 |
6,8 |
23,2 |
77,3 |
464,6 |
|
Астраханская область (Богдо) |
8,4 |
8,3 |
1,3 |
7,5 |
8,1 |
34,4 |
10,4 |
14,2 |
57,6 |
483,2 |
|
ТКМ (засоленные земли) весна |
8,6 |
4,1 |
1,9 |
12,4 |
3,9 |
34,7 |
6,4 |
28,2 |
63,0 |
748,6 |
|
ТКМ (засоленные земли)осень |
4,8 |
1,4 |
0,7 |
6,9 |
4,4 |
12,1 |
5,4 |
20,3 |
65,4 |
801,0 |
|
Суточная потребность овец |
12,5 |
7,6 |
4,5 |
39,0 |
9,2 |
42,0 |
56,0 |
1154-1354 |
С учетом фитоценотических особенностей и потребностей молодняка овец мясо-шерстной породы (12,5 МДж/сут) рассчитан пастбищный рацион животных и установлен дефицит веществ, обусловленный экологическими особенностями лесопастбищных экосистем. В Волгоградской обл. суточная потребность животного составляет 2,4-2,9 кг воздушно-сухой массы с дефицитом фосфора (50 %), каротина (20-30 %), на злаковых травостоях железа (500 мг). В Астраханской обл. - 2 кг с недостатком фосфора - 40 %, каротина - 10-60 %, цинка - 10-30 %, железа - 5-15 %. В ТКМ - 2-2,7 кг с дефицитом фосфора - 20 %, каротина 30-60 %. На засоленных землях весенний выпас (2,5-3,1 кг/сутки) обеспечивает полноценный рацион, а осеннее использование ограничивают (4,5-11,8 кг) из-за низкой питательности и переизбытка макро- и микроэлементов.
В целом на лесопастбищах реализуется закон оптимальности соответствия биоценоза условиям биотопа. угроза вторичного опустынивания уменьшается при регламентированном выпасе, оптимизирующим фитоценотические характеристики. На территориях, где прогнозируется усиление аридности биоклимата, количество валовой энергии в корме будет увеличиваться, а содержание фосфора и каротина уменьшаться.
8.2 Оценка кормовых достоинств интродуцированных видов семейства маревых и перспектива их применения. Интродуцированные кустарники, полукустарники из семейства маревых способны восполнить дефицит питательных веществ в осенне-зимний период на пастбищах СЗ Прикаспия и расширить ассортимент высококалорийных видов (10-16 МДж/кг). Отношение протеина к БЭВ (1:6-7) приближается к оптимуму для организма овцы и почти не уступает показателям естественного ареала.
Наиболее богаты протеином солянки (8-14 %), у терескена, кохии, камфоросмы его количество ниже 6-9 %. Содержание клетчатки достигает 30,5-39,5 %. В корме содержатся необходимые макро- и микроэлементы (медь 5-7, цинк 11-20, марганец 57-175, железо 600-2600 мг/кг), обеспечивающие активную жизнедеятельность животного. Маревые хорошо дополняют друг друга и по комплексу признаков оцениваются как сено среднего качества. Дифференциация в обеспеченности питательными веществами и микроэлементами фиксируется на видовом и популяционном уровне и может быть использована в селекционном отборе.
Оптимальные условия для накопления высокой фитомассы и питательных веществ создаются при гидротермических условиях, близких к среднемноголетним климатическим показателям.
9. Трансформация малопродуктивных земель в высокопродуктивные пастбищные и лесопастбищные экосистемы
9.1 Лесопастбищные экосистемы. Модель растительных ценозов, устойчивых к биотическому воздействию. Для эффективного и рационального использования опустыненных территорий целесообразно создавать лесопастбищные экосистемы, которые стабилизируют биотопические характеристики внутри системы и за её пределами (А.Г. Терюков, 1978; Рекомендации…, 2000, 2002).
Потенциальная площадь лесопастбищных ландшафтов в СЗ Прикаспии оценивается в 10,6 млн. га (30,2%), Концепция…, 1996.
Современные лесопастбищные экосистемы объединяют в себе антропогенные и природные комплексы, формируют структуру из: первичных элементов - нераспаханных аборигенных фитоценозов, вторичных - целенаправленно вводимых древесных, кустарниковых, травянистых видов, третичных - видов из природной среды, внедрившихся самостоятельно. Структура вторичных элементов (ЗЛН, пастбищные угодья) корректируется с учетом агроэкологических условий.
Рис. 20. Модель растительного ценоза в лесопастбищной экосистеме
Для фитомелиорации деградированных аридных агроландшафтов разработана модель многоярусного растительного ценоза (рис. 20), которая является мобильной структурой, позволяющей осуществлять контроль за состоянием пастбищных территорий и рационом животного, как на этапе её формирования (с учетом мозаичности, ярусности, состава эколого-ботанических групп, целенаправленного уплотнения аэротопа и д.р.), так и в режиме постоянной эксплуатации. Модель базируется на фундаментальных биологических законах и ресурсосберегающих технологиях, разработанных во ВНИАЛМИ и апробированных в рамках ГК №949/13.
9.2 Агроклиматический прогноз фитомелиоративных работ и определения урожайности пастбищ (на примере Черных земель). разработан агроклиматический прогноз, использованный при реализации Генеральной схемы…, устанавливающий максимальную годовую урожайность (Ymax год) естественных Черноземельских пастбищ и целесообразность проведения фитомелиоративных работ, основанный на метеопоказателях: дефиците влажности воздуха (R) за 2-ю декаду октября предшествующего года, сумме осадков (Ос) холодного периода, продуктивной влаги (Wп) на начало вегетации в метровом слое почвы.
Установлена логистическая зависимость между осадками (Ос) холодного периода (XI-III) и количеством продуктивной влаги (Wп) в метровом слое почвы на начало вегетации (3-я декада марта):
.
Достоверные результаты фиксируются при Ос=25-120 мм, Wп=8-90 мм. Годовая максимальная урожайность определяется для неурожайных, урожайных и очень урожайных лет по логистической функции и через Wп, , а также как Ymax год= f Wп(Ос). Достоверные результаты получены при урожайности больше 0,1 ц/га.
Предварительная оценка Ymax год проводится по логарифмической зависимости , на основе среднедекадного (2-я дек. октября) дефицита влажности воздуха (R, Мб). Коэффициенты a, b, c, d определены для Нарын-Худука, Утты, Артезиана, Комсомольского. Коэффициент корреляции 0,6-0,73.
Установленные зависимости реализованы в виде графиков, позволяющих оперативно проводить прогнозирование.
уточнить текущий прогноз можно по разработанной шкале потенциальной продуктивности фитоценозов, учитывающей специфику гидротермического режима и особенности развития ботанических групп.
Фитомелиоративные работы не следует проводить при прогнозе продуктивной влаги 31 мм и урожайности 2 ц/га; при 51 мм и урожайности 6,4 ц/га положительные результаты ожидаются при посадке и посеве по микропонижениям; при 83 мм и 10,2 ц/га рекомендуются широкомасштабные работы по реконструкции и восстановлению деградированных пастбищ.
9.3 Повышение продуктивности пастбищ с использованием интродуцированных видов семейства маревых. Актуальность применения кустарников и полукустарников семейства маревых в СЗ Прикаспии определяется их эколого-биологическими возможностями, позволяющими стабилизировать биоразнообразие и фитопродуктивность пастбищ осенне-зимнего использования.
С климатической точки зрения перспективность обуславливается акцепторной ролью - утилизацией избытка тепловых ресурсов, дисбаланс которых в аридных регионах возрастает при опустынивании.
Маревые целесообразно применять как при фитомелиорации биомного типа, так и в составе лесопастбищ. Они позволяют конструировать аэротоп, оптимизировать эколого-ботаническую структуру, улучшая фитогенные показатели, ускоряя сукцессии прогрессивного типа.
Богатое видовое и внутривидовое разнообразие кустарников и полукустарников семейства Chenopodiaceae позволило в результате комплексной всесторонней эколого-биологической оценки выделить лучшие высокопродуктивные виды и образцы: камфоросма Лессинга (Фориш, Харабали- ПТА ПТА - приземный тип аэротопа, ЦТА - центральный тип аэротопа, ВТА - верховой тип аэротопа), кохия простертая (Элиста ф.песчаная - ПТА; Карнабчуль "Отавный", Мангышлак ф.каменистая, Ачикулак ф.песчаная, Карнабчуль "Сахро", Р-Таджикистан ф.зеленолистная, Карнабчуль ф.каменистая - ЦТА), терескен серый (Элиста - ВТА, Ачикулак - ЦТА), солянка восточная (Мангышлак - ПТА; Алма-Ата № 21, № 24, № 27 - ЦТА), солянка малолистная ф.песчаная (Карнабчуль - ЦТА, Каракуль - ВТА). Для них приводятся биометрические характеристики, продуктивность с учетом доли поедаемых фракций, генеративные показатели, питательность (содержание протеина, клетчатки, кормовых единиц), позволяющих правильно подобрать состав поливидовых сообществ и рационально их использовать (в табл. 7 указаны средние параметры).
7. Хозяйственно-ценные признаки кормовых растений семейства маревых, используемых для обогащения пастбищ Терско-Кумского междуречья
Показатели |
Aellenia subaphylla var.arenaria |
Salsola orientalis |
Ceratoides papposa |
Kochia prostrata |
Camphorosma les-singii |
|
Высота растений, см |
55-96 |
20-45 |
48-86 |
47-76 |
43-61 |
|
Продолжительность вегетации, дни |
170-186 |
200-202 |
185-210 |
202-220 |
210-214 |
|
Сухая надземная фитомасса, г/куст |
188,0 |
91,0 |
88,4 |
103,2 |
146,1 |
|
Поедаемая часть, % |
83,1 |
89,4 |
67,9 |
86,7 |
87,3 |
|
Облиственность (осень), % |
- |
57,2 |
32,3 |
50,1 |
46,4 |
|
Урожай семян, г/куст |
6,1 |
14,7 |
7,8 |
6,7 |
18,4 |
|
Масса 1000 семян, г |
11,7 |
5,7 |
2,8 |
1,82 |
1,1 |
|
Периодичность плодоношения |
Плодоносят в благоприятные годы |
Плодоносят ежегодно |
||||
Содержание кормовых единиц в 1 кг корма |
0,49 |
0,48 |
0,46 |
0,39 |
0,40 |
|
Сырой протеин, % |
12,2 |
8,5 |
9,0 |
8,2 |
6,9 |
|
Клетчатка, % |
28,0 |
29,7 |
36,3 |
33,9 |
39,4 |
|
Рекомендуется в культуру на ЛМК (п-посадка, с-посев) |
Iс, IIс, IIIс |
IIсп, IIIсп, IVсп |
Iп, IIсп, IIIсп |
Iп, IIсп, IIIсп, IVп |
IIсп, IIIсп, IVсп |
Агротехникой предусматривается создание культур посевом и посадкой видов с учетом лесомелиоративных категорий (ЛМК) и индивидуальных требований. Получение качественных всходов возможно при позднем осеннем или зимнем посеве. Глубина заделки у мелких семян 0,5-1,0 см (кохия, камфоросма), у средних - 1,0-1,5 см (кейреук, терескен), у крупных - 2,0-2,5 см (чогон). Получен положительный опыт создания культур (кохия, камфоросма, кейреук) в ранневесенний период из однолетних сеянцев 12-20 см высотой, с приживаемостью 98-100 %.
Использование видов семейства маревых в рационе животных снижает белковый дефицит...
Подобные документы
Эффективность применения природного удобрения на основе свободного кремнезема (цеолита) на капусте и картофеле на Кубани. Анализ агроэкологических особенностей и условий выращивания капусты белокочанной и картофеля в условиях выщелоченного чернозема.
дипломная работа [176,1 K], добавлен 09.10.2013Основы рациональной организации сельскохозяйственных угодий. Физико-географическая характеристика земельных ресурсов Мангистауской области. Почвы и растительность, экологическая обстановка. Состояние землеустроенности. Потенциал пастбищных ресурсов.
дипломная работа [903,0 K], добавлен 31.12.2015Значение, структура и особенности использования земли в сельском хозяйстве. Анализ состава, структуры и качества земельных ресурсов в СПК "Х". Внедрение в земледелие достижений научно-технического прогресса. Повышение экономического плодородия почвы.
курсовая работа [126,7 K], добавлен 15.02.2013Изучение экологических условий, зональных и интразональных факторов почвообразования. Характеристика строения почвенных профилей, гранулометрического состава, физико-химических и водно-физических свойств почв, формирования агроэкологических типов почв.
курсовая работа [95,1 K], добавлен 14.09.2011Изучение теоретических основ эффективности использования земельных ресурсов. Экономическая характеристика хозяйства; анализ состава земельного фонда. Нарушения в землепользовании. Выявление резервов расширения и улучшения сельскохозяйственных угодий.
дипломная работа [934,1 K], добавлен 27.06.2014Возможность применения космических методов исследования для оценки состояния лесных экосистем горных территорий. Картографирование лесостепной растительности. Анализ структуры и динамики агролесоландшафтов по материалам аэрокосмического мониторинга.
дипломная работа [7,0 M], добавлен 21.01.2016Исследование научных основ организации рационального использования земли и обеспечения устойчивости сельскохозяйственного производства. Биоклиматический потенциал земельного фонда сельскохозяйственного предприятия, возможная урожайность культур.
дипломная работа [195,9 K], добавлен 10.09.2012Влияние ресурсосберегающих технологий возделывания зерновых культур на агрофизические и агрохимические факторы плодородия почв в агроклиматических условиях Западного Казахстана. Оценка накопления азота, фосфора на фоне различных приемов обработки почвы.
диссертация [54,0 K], добавлен 09.12.2013Ландшафтный анализ территории: рельеф, климат, почвы. Факторы, ограничивающие сельскохозяйственное производство. Агроэкологическая оценка элементарных ареалов агроландшафта и сельскохозяйственных культур. Формирование агроэкологических типов земель.
курсовая работа [41,0 K], добавлен 18.07.2014Экологические и экономические условия района расположения хозяйств, организация территории землепользования. Мелиоративные мероприятия на приводораздельном, гидрографическом и присетевом фондах. Лесомелиорация пастбищных угодий на песчаных землях.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 06.04.2014Характеристика агроэкологических условий исследуемого хозяйства: климат, рельеф, гидрология и гидрография, литология, растительность, почвенный покров. Инвентаризация элементарных ареалов агроландшафта. Агроэкологическая оценка земель и их использование.
курсовая работа [51,7 K], добавлен 02.06.2011Исследование агроклиматических и почвенных условий региона возделываемой культуры. Анализ биологических особенностей и хозяйственной характеристики сортов и гибридов озимой ржи. Обзор процесса подготовки семян к посеву, севооборота, системы удобрений.
курсовая работа [43,0 K], добавлен 24.02.2012Важнейшей предпосылкой и естественной основой создания материальных благ являются земельные ресурсы. Роль земли поистине огромна и многообразна. Значение рационального использования земельных ресурсов в экономике сельского хозяйства и страны в целом.
контрольная работа [24,9 K], добавлен 05.09.2010Влияние сельскохозяйственной деятельности человека на природу. Оценка агроклиматических условий в СПХ "Красный Октябрь" Брянской области. Агроэкологическая оценка овса, его рост и развитие, проектирование экологически чистых технологий его возделывания.
курсовая работа [59,2 K], добавлен 13.04.2014Географическое положение и хозяйственная характеристика района. Состояние производства культуры. Расчёт действительно возможной урожайности гороха. Научно обоснованная технология возделывания. Расчёт совокупных затрат энергии на производство продукции.
курсовая работа [48,2 K], добавлен 23.11.2010Происхождение, биологические особенности и стадии развития растения. Технология возделывания и экологические особенности его выращивания. Сравнение морфологических признаков подсолнечника однолетнего в полевых условиях и камерах искусственного климата.
дипломная работа [631,8 K], добавлен 03.11.2015Задачи сельского хозяйства в области земледелия в зональных и местных агроклиматических и экономических условиях России и Тюменской области. Проектирование, введение и освоение севооборотов. Разработка технологии возделывания сельскохозяйственных культур.
курсовая работа [473,6 K], добавлен 17.07.2011Типы сенокосов и пастбищ как природно-антропогенных объектов. Луга различных природных зон России. Рациональное использование пастбищ и способы их обработки. Определение емкости пастбищ, нормативы и ветеринарно-санитарные требования при их создании.
курсовая работа [42,7 K], добавлен 10.12.2012Трудовые ресурсы как экономическая категория и эффективность их использования. Подготовка и повышение квалификации кадров АПК. Анализ эффективности использования трудовых ресурсов на РСУП "Родина". Резервы роста производительности труда.
дипломная работа [121,8 K], добавлен 10.10.2006Оценка перспективности использования овощных культур в ландшафтном дизайне. Проект декоративного огорода. Подбор овощных культур, перспективных для ландшафтного дизайна в условиях Западного Забайкалья. Влияние регуляторов роста на посевные качества семян.
дипломная работа [118,4 K], добавлен 23.05.2013