Использование кохии простертой (Kohia prostrata) в системе экологической защиты кормовых угодий США

Размещено на http://www.allbest.ru/

Использование кохии простертой (Kohia prostrata) в системе экологической защиты кормовых угодий США

Н.П. Крылова

Рассматриваются данные научно-производственных центров США по использованию кохии простертой (Kohia prostrata) для создания защитных «зеленых полос» и предотвращения пожаров на природных пастбищах засушливого Запада США.

USE OF Kohia prostrata IN THE SYSTEM OF ECOLOGICAL

PROTECTION OF A FORAGE GROUNG IN USA

(review of foreign literature)

N.P. Krylova

S u m m a r y

The article considers the data of USA experimental and industrial centers about forage of Kohia prostrata utilization for prevented «green strips» and suppression rangeland wildfires in the dry Intermountain West USA.

Интродукция и селекция кормовых растений, способных оптимально использовать экологические ресурсы природных пастбищ засушливой зоны, -- отличительная черта современного кормопроизводства США. За последние годы в США заметно возросло внимание к периодическому обновлению таких угодий посевами кохии простертой не только с целью стабилизации продуктивности кормовых растений, но и для предотвращения опустошительных пожаров (1).

Кохия простертая была интродуцирована в США из СССР в 60-е годы прошлого столетия. За относительно короткий срок (около 20 лет) в США и Канаде были исследованы биологические особенности растений кохии простертой, а в США создан высокоурожайный сорт Иммигрант и определены аспекты практического использования последнего, включая улучшение деградированных кормовых угодий, борьбу с пожарами, освоение засоленных земель; этот сорт в настоящее время -- единственный коммерчески доступный в США.

Центры происхождения кохии простертой -- аридные и семиаридные регионы Центральной Евразии. В настоящее время растения этого вида произрастают на территории внутригорного Запада и Большого бассейна в США (среднегодовая сумма осадков 150-350 мм) на глинистых почвах, характеризующихся умеренной щелочностью (1).

Кохия простертая -- полиморфный вид семейства Маревых, включающий три основных подвида: K. prostrata (L.) Schrad. var laguminosa -- полукустарник с высотой стеблей от 50 до 100 см, имеющих беломохнатое опушение, произрастает на песчаных почвах, а в условиях природных кормовых угодий часто встречается с житняком сибирским; K. prostratа (L.) Schrad. var. virescens Fenzl. -- по преимуществу солонцовая форма с листьями зеленой окраски; K. рrostrata (L.) Schrad. var. canescens -- встречается на щебенчатых, каменистых почвах, осыпях, обрывах, побережьях, характеризуется прижатым густым бледно-серым опушением стеблей и листьев.

В программе по использованию и интродукции кохии простертой в США предусмотрены исследования по следующим направлениям: полиморфизм и экология; агротехнические приемы выращивания; оценка сезонной динамики питательной ценности кормовой массы; расширение ареала; оптимизация режима хранения семян и поддержания их жизнеспособности.

По данным отечественных и зарубежных авторов, растения кохии простертой характеризуются высокой экологической пластичностью и могут быть интродуцированы не только в аридной зоне, но и сухих степях, предгорьях и низкогорьях и произрастать на выщелоченных черноземах, темно-каштановых почвах, засоленных землях (1-4).

В США накоплен опыт выращивания кохии простертой в многокомпонентных смесях трав и кустарников, включающих житняк, ломкоколосник, люцерну, донник, при норме высева семян кохии, злаков и каждого вида бобовых соответственно 2,3; 2,3-3,5 и по 2,3 кг/га. В качестве сопутствующих видов кустарников при посеве кохии в многокомпонентных смесях используют Artemisia tridentatа (полынь), Atriplex canescens и A. confertifolis (местные виды мари) при норме высева семян соответственно 2,5; 4,5 и 0,3 кг/га.

Устойчивость к засолению во многом определяет перспективы интродукции кохии простертой за рубежом и прежде всего в США, где в системе биомелиорации растения этого вида используют не только для создания и улучшения кормовых угодий, но и при освоении в засушливой зоне выработанных карьеров, в частности рудников, а также бросовых земель в нефтедобывающих районах (1).

В соответствии с программой защиты природных кормовых угодий растения кохии простертой выращивают для создания защитных «зеленых полос» (greenstripping), позволяющих предотвращать или ослаблять пожары на природных пастбищах засушливого Запада США. Опустошительные пожары участились в этих районах с 1979 года, создавая большие проблемы по борьбе с огнем на частных и государственных землях, что сопровождается серьезными потерями природных ресурсов и деградацией земель.

Частые пожары препятствуют восстановлению пастбищных сообществ из кормовых кустарников, разнотравья и многолетних злаков, что способствует инвазии однолетних сорных растений, в том числе костра кровельного (Bromus tectorum). Распространение костра кровельного существенно тормозит восстановление и приживаемость полезных многолетних пастбищных растений в результате конкуренции за влагу. Растения костра кровельного вследствие раннего созревания интенсивно размножаются на выжженной территории, формируя легко воспламеняющийся покров. Обилие растений костра кровельного стимулирует возникновение пожаров, быстрое распространение и интенсивность огня (6).

В США Platt и Jackman в 1946 году предложили создавать защитные насаждения из растений, устойчивых к пожарам (1). Эти полосы должны рассекать и подавлять пламя, способствовать восстановлению растительных сообществ естественных кормовых угодий. Положительные результаты подобных «огневых барьеров» получены при тушении возгораний чаппараля в южной части Калифорнии.

В 1985 году программа внедрения в производство «зеленых полос» для борьбы с пожарами была рекомендована Бюро по землепользованию США (7). В соответствии с этой программой на территориях кормовых угодий, подверженных регулярному возникновению пожаров вследствие доминирования низкорослых форм, были высажены растения специально подобранных видов в виде полос шириной от 9 до 120 м. По данным этого Бюро, к 1992 году общая протяженность защитных «зеленых полос» составляла более 700 км, дополнительно к уже имевшимся 320 км. Только в штате Юта в течение 1994 года были сформированы полосы протяженностью 54 км. Первоначально «зеленые полосы» создавали вдоль насыпей или магистралей, с тем чтобы предотвратить опасность возникновения пожаров при неосторожном обращении с огнем; ширина этих полос обычно составляла около 90 м (1).

По данным Pellаnt, противопожарный эффект защитных полос обусловлен интенсивностью рассечения пламени и уменьшением накопления в результате горения легко тлеющего и воспламеняющегося материала (7). При создании таких полос необходим правильный подбор растений (с высоким содержанием воды) и обеспечение оптимальных условий их произрастания. Следовательно, при закладке «зеленых полос» очаги пожаров нейтрализуются благодаря замене легко воспламеняющихся и озоляемых растений на покров из многолетних форм, устойчивых к возгоранию.

Создание пастбищезащитных «зеленых полос» в настоящее время рассматривается в США как обязательный элемент при коренном и поверхностном улучшении природных кормовых угодий в засушливых условиях. Для создания пастбищезащитных полос кроме кохии простертой рекомендуется использовать следующие виды: житняк гребенчатый (Agropyron cristatum), житняк пустынный (A. desertorum), житняк сибирский, или песчаный (A. fragile), тысячелистник обыкновенный (Achillea millefolium), черноголовник кровохлебковый (Sanguisorba minor), люцерну посевную (Medicago sativa), лен многолетний (Linum perenne), волоснец (Elymus elymoides), псевдорегнерию (Pseudoroegneria spicata), колосняк (Leymus multicaulis) (1).

Monsen описал следующие признаки, необходимые при отборе видов для создания «зеленых полос» на семиаридных пастбищах: адаптация к условиям природных пастбищ как местообитанию; высокая конкурентоспособность по отношению к однолетним сорным растениям; быстрое активное укоренение и формирование травостоя; слабая воспламеняемость; открытый верхний ярус (полог); хорошая поедаемость домашними и дикими животными, препятствующая образованию подстилки и формированию массивов легко воспламеняющихся остатков; способность к интенсивному возобновлению и отавность (8).

При этом было показано, что растения многих видов обладают лишь некоторыми из перечисленных признаков, а кохии простертой -- почти всеми необходимыми признаками: посевы кохии простертой не только способствуют снижению интенсивности пламени, но и ослабляют и подавляют пожары, уменьшая линию огня. Производственный опыт подтверждает, что сорт кохии простертой Иммигрант является наиболее перспективным для борьбы с пожарами на природных пастбищах США и восстановления урожайности последних. В связи с этим подчеркивается необходимость дополнительного изучения зародышевой плазмы растений кохии простертой на предмет пригодности для создания защитных полос.

В 1998 году были развернуты исследования по селекции кохии простертой при Департаменте по сельскому хозяйству США и Консультативной службе по сельскому хозяйству, а также в лаборатории по изучению кормовых трав и природных пастбищ в Логане (штат Юта) с целью разработки и обобщения рекомендаций по рациональному использованию природных пастбищ засушливого Запада США и созданию защитных полос. При этом было высказано опасение, что последствием внедрения посевов кохии простертой на природных пастбищах может стать угнетение или полное вытеснение исходных растительных сообществ (1, 9).

Однако показано, что в штате Невада в посевах кохии простертой сорта Иммигрант численность растений костра кровельного уменьшается, а многолетних дикорастущих видов -- возрастает (10). При правильном размещении «зеленые полосы» рассекают пламя, возникшее в результате возгорания растений костра кровельного, что облегчает восстановление исходных пастбищных сообществ. По данным Pellant, успех использования «зеленых полос» обусловлен обилием влагосодержащих растений в сезон пожаров (5, 7). Растения кохии простертой вытесняют в конкурентной борьбе таковые костра кровельного и характеризуются высоким содержанием влаги в течение основного сезона пожаров. Так, в августе содержание влаги в растениях кохии простертой больше, чем в таковых житняка гребенчатого и костра кровельного, -- соответственно в 4 и 10 раз.

Интенсивное потребление влаги растениями кохии простертой в начале вегетационного периода -- важный фактор их конкурентоспособности (11). Восстановление численности популяций кохии простертой в случае выгорания происходит очень быстро (12). Monsen с соавт. исследовали устойчивость к пожарам 12 популяций кохии простертой и отметили, что сорт Иммигрант и некоторые другие популяции этого вида быстро восстанавливаются после выжигания (13).

В штате Юта во время двух пожаров в 2001 году скорость распространения и интенсивность пламени на участках, где произрастала кохия простертая, были меньше, что позволило остановить пожар. Кроме того, когда в 1998 году в центральной части штата Юта пожар достиг посевов кохии, то протяженность пламени сократилась с 3 до 0,3 м и менее. По наблюдениям специалистов университета штата Юта, протяженность пламени стихийных пожаров при контакте с посевами кохии простертой сокращается вследствие рассечения пламени (1).

По данным Бюро по использованию земель штата Айдахо, растения кохии простертой превосходят таковые других видов, традиционно используемых для остановки пожаров на природных пастбищах для выпаса домашних животных. По данным Бюро по использованию земель штата Юта, во время контролируемого выжигания в июне 2001 года пламя исчезало при соприкосновении с посевами кохии простертой даже при скорости ветра 8 км/ч. К аналогичным выводам пришли специалисты Департамента по сельскому хозяйству США в штате Невада (1).

Harrison с соавт. обнаружили, что растения сорта Иммигрант могут интенсивно размножаться на деградированных пастбищах, а также и на полностью оголенных территориях, стабилизируя почвенный покров (9). Так, в штате Айдахо растения кохии простертой активно заполняют шлейфовые пятна со щелочными почвами, где произрастают неконкурентоспособные формы. кохия зеленый пожар

При контролируемом выжигании 3-летних посевов кохии простертой в штате Юта в 1993 году отмечена высокая устойчивость растений к воспламенению даже при использовании горючего (бутана). В специальных опытах по выжиганию «зеленых полос» в штате Юта показано, что растения сорта Иммигрант обладают отличной устойчивостью в качестве компонента для защиты от пожаров (8). Это согласуется с данными Monsen с соавт. по оценке устойчивости растений кохии к пожарам в штате Юта: в посевах кохии огонь уничтожил лишь полосы протяженностью 0,6 м при скорости ветра 26 км/ч (14). Даже при скорости ветра более 32-40 км/ч и наличии легко воспламеняющейся подстилки на «зеленых полосах», засеянных семенами кохии простертой, пламя разгоралось медленно и фрагментарно.

В целом проведенные в США исследования свидетельствуют о целесообразности создания защитных «зеленых полос» в засушливых условиях Большого бассейна и кормовых угодий Запада США на основе растений кохии простертой, зеленая масса которых является эффективным ресурсом огнеустойчивых ландшафтов.

Программа использования кохии простертой для создания защитных полос неразрывно связана с развитием семеноводства растений этого вида. Укоренение всходов кохии простертой в западных штатах США наиболее активно протекает при посеве свежими семенами. При хранении семян, убранных в ранние сроки, возникает опасность потери их всхожести. В связи с этим уборку семян необходимо проводить на поздних фазах вегетации, а также обеспечить режим непродолжительного их хранения при низкой влажности (2-6 %) и температуре (2 оС).

В дальнейших исследованиях предусмотрено решение следующих задач: выявление ареала адаптации растений кохии простертой; определение оптимальной ширины «зеленых полос»; разработка оптимальных технологий укоренения растений; оценка экологической совместимости растений кохии с другими желательными для «зеленых полос» видами кормовых растений. По мнению специалистов, большой интерес представляют дополнительные исследования способности растений кохии простертой к предотвращению пожаров, поэтому предполагается ускорение подготовки обстоятельных рекомендаций по использованию посевов кохии для борьбы с огнем.

Литература

H a r r i s o n R.D., B l a i r L.W., J e n s e n K.B. e.a. Forage kochia helps fight range fires. Rangelands, 2002, 24, 5: 3-7.

К о в а л е в В.М., К р ы л о в а Н.П., Ш а м с у т д и н о в З.Ш. и др. Экологические основы рационального использования сенокосов и пастбищ. Обзор. информ., М., 1988.

Н е ч а е в а Н.Т. Принципы пастбищеоборота и управления пастбищами. В сб.: Экология, управление и продуктивность пастбищ. Центр международных проектов ГКНТ. М., 1981, 1: 279-296.

Ш а м с у т д и н о в З.Ш. Проблемы фитомелиорации пустынных пастбищ. Проблемы освоения пустынь, 1986, 5: 34-43.

P e l l a n t M. The cheatgrass-wildfire cycle. In: Proceedings-Symposium. Ogden, UT, 1990: 11-18.

W h i s e n a n t S.G. Changing fire frequencies on Idaho's Snake River Plains. In: Proceedings-Symposium. Ogden, UT, 1990: 4-10.

P e l l a n t M. History and applications of the intermountain greenstripping program. In: USDA Forest Service, Intermountain Research Station. Ogden, UT, 1994: 63-68.

M o n s e n S.B. Selection of plants for fire suppression on semiarid sites. In: USDA Forest Service, Intermountain Research Station. Ogden, UT, 1994: 363-373.

H a r r i s o n R.D., C h a t t e r t o n N.J., W a l l d r o n B.L. e.a. Forage kochia -- its compatibility and potential. Utah Agr. Exp. Stat. UT, 2000, 162.

C l e m e n t s C.D., G r a y K.J., Y o u n g J.A. Forage kohia to seed or not to seed. Rangelands, 1997, 19, 4: 29-31.

R o m o J.T., H a f e r k a m p M.R. Comparative water relations in Artemisia tridentatа and Kochia prostratа. J. Arid. Eviron., 1988, 15: 53-64.

M c A r t h u r E.D., B l a u e r A.C., S t e v e n s R. Forage kochia competition with cheatgrass in central Utah. USDA Forest Service, Intermountain Research Station, Ogden, UT, 1990: 56-65.

M o n s e n S.B., K i t c h e n S.G. Variation in burning tolerance among forage kochia accessions. In: Report USDA Forest Service. UT, USA, 1999: 92-100.

M o n s e n S.B., M e m m o t t K.L. Comparison of burning reliance of forage kohia, crested wheatgrass, bluebunch wheatgrass, small burnet, and western yarrow in simulated burned greenstrips. In: Report USDA Forest Service. UT, USA, 1999: 113-122.

S t e w a r t A., A n d e r s o n V.J., K i t c h e n S.G. «Immigrant» forage kochia seed viability as impacted by storage methods. J. Range Management, 2001, 54: 396-399.

Размещено на Allbest.ru