Почвоведение и агрохимия № 2(53) 2014

Размещено на http://www.allbest.ru/

200

Почвоведение и агрохимия № 2(53) 2014

200

Приемы продления функционирования зеленых насаждений в городе (аналитический обзор)

С.С. Хмелевский

Институт почвоведения и агрохимии, г. Минск, Беларусь

Древесные растения, произрастая в городских условиях зачастую на загрязненных тяжелыми металлами и другими поллютантами почвах, предъявляют определенные требования к содержанию в них питательных веществ. Но эти требования часто не удовлетворяются, т.к. растения растут очень часто на бедных насыпных почвах, в условиях сильного уплотнения почвенного слоя и ограниченном его объеме (в лунках среди асфальта).

В условиях крупных городов значительное негативное влияние на состояние городских зеленых насаждений оказывает нарушение питания макро- и микроэлементами, что в городских условиях встречается достаточно часто. Причины этого - избыток или недостаток одного или нескольких элементов минерального питания в почве, что создает дисбаланс в питании растений. Как известно, любой дисбаланс элементов в почве нарушает нормальное питание растений, повышает их восприимчивость к патогенам [1-5].

Справится с последствиями загрязнения городских почв, дисбалансом в них элементов минерального питания, и соответственно, повысить жизненное состояние зеленых насаждений, возможно посредством применения средств химизации (органических и минеральных удобрений, мелиорантов, регуляторов роста растений и др.). Поэтому их применение при уходе за городскими древесными насаждениями является обязательным агрохимическим приемом, обеспечивающим повышение устойчивости древесных насаждений к экстремальным факторам городской среды [6, 7].

Известны (1995-2000 гг.) исследования российских ученых по изучению действия минеральных и органических удобрений, почвоулучшателей на рост и развитие древесных растений, на приживаемость и общее состояние новопосаженных деревьев, изменение агрохимических свойств городских почв [8, 9]. Установлено позитивное действие органического удобрения «перегноя - терракотема» на укоренение и общее состояние новопосаженных деревьев в различных типах и категориях озеленения города. Применение разных доз терракотема повышало приживаемость деревьев на 10-13 % по сравнению с контролем. При этом исследуемые деревья отличались более интенсивной зеленой окраской и более густой листвой. Выявлено также, что хвойные породы (особенно ель колючая) более отзывчивы на внесение органоминеральных удобрений с повышенным содержанием гуминовых веществ, чем лиственные породы. Отмечено увеличение среднегодичного прироста верхушечных побегов с 5 до 33 % по сравнению с контролем (вариант с использованием торфа) [9].

Установлено положительное влияние органических удобрений (компостов, жидких удобрений), например, СуперкомпостаПикса, биокомпоста Неоорганик, биогумуса (30 т/га) на рост и развитие городских зеленых насаждений. Компосты применяли при подкормке зеленых насаждений в период вегетации растений путем внесения их на поверхность приствольного круга деревьев, с последующей заделкой в почву на глубину до 10 см под деревьями и до 5 см под кустарниками. Нормы внесения биокомпоста Неоорганик - от 0,5 до 5 кг/м2в зависимости от типа и возраста насаждений, Суперкомпоста Пикса - от 1,0 до 5,0 кг/м2. Вносят их 1 раз в 2-3 года под деревья и кустарники и 1 раз в год под цветники из многолетних растений [10, 11].

Известно применение органического удобрения жидкой формы Биуд под деревья и кустарники весной и в начале лета (сразу после оттаивания почвы и до окончания цветения) после дождя или полива в предварительно взрыхленную почву. Норма внесения от 1 до 3 л/м2 под деревья, кустарники и цветники, 0,5-1,0 л/м2 на газонах в зависимости от типа и возраста насаждений. Периодичность внесения удобрения Биуд под молодые деревья (в первые 3- 5 лет после посадки) - 2 раза в год; под деревья в возрасте старше 20- 35 лет - 1 раз в 2 года; под кустарники всех возрастов - 1 раз за год. Внесение вышеуказанных удобрений, способствует лучшей сбалансированности элементов питания, улучшению декоративных качеств зеленых насаждений, активизации процессов их роста и снижению токсического действия тяжелых металлов, повышению устойчивости к заболеваниям и неблагоприятным условиям окружающей среды [11].

Наряду с применением органических удобрений под растущие деревья и кустарники известно применение различных видов минеральных удобрений. Например, с целью улучшения минерального питания древесных растений в городской среде использовали АПИОН-100К - удобрение с длительным сроком действия. При его применении компенсируется дефицит основных элементов питания в почве, при этом увеличивается годичный прирост на 20-25 % по сравнению с контролем, возрастает содержание азота, фосфора, хлорофилла. Также продлевается период вегетации, стимулируется процесс цветения (липа мелколистная) [12, 13].

Положительный эффект оказывает применение микроинъекций деревьев (StemixNutrient - комплекс питательных веществ, сбалансированная подкормка для деревьев, содержащая минералы и питательные вещества для стимуляции роста листвы и корней) для улучшения состояния зеленых насаждений [14].

Для улучшения минерального питания зеленых насаждений в городских условиях находят применение биологические удобрения. Так, для улучшения питания придорожных растений фосфатами эффективно применение фосфоробактерина (споры культуры Васillusmegateriumvar. Phosphaticum). Фосфоробактерин не заменяет фосфорные удобрения и не действует без них. Положительный эффект от применения фосфоробактерина не только связан с доставкой усвояемых фосфатов к растениям, но также обусловлен действием биологически активных веществ (тиамина, биотина, никотиновой и пантотеновой кислот, витамина В12 и др.). В улучшении фосфатного питания известно также использование гриба-фикомицета из семейства Епdogonaceae образующеговезикулярно-арбускулярную микоризу (Микориза ВА), которая играет существенную роль в плодородии почвы. Практическое применение нашли также бактерии рода Аzotobacter (препарат «Азотобактерин»), которые связывают атмосферный азот, продуцируют биологически активные соединения (витамины, гиббериллин, гетероауксин и др.) [15].

В городском озеленении широко используется применение биологически активных веществ, регуляторов роста растений, которые способствуют увеличению биомассы зеленых насаждений, повышают декоративность и устойчивость к болезням, вредителям и неприятным условиям произрастания. Исследования в этом направлении ведутся достаточно давно и уже имеются положительные результаты [16-18]. При внесении в корневую зону растений использовали препараты группы гуматов: гумат натрия, оксигумат, гидрогумат (из природного сырья - торфа или бурого угля), гербамин (из растительного сырья путем биоферментации лекарственных трав, содержащий азот, фосфор, калий, микроэлементы и регулятор роста гибберсиб) и симбионт-универсал (содержит продукты метаболизма грибов-эндофитов корней женьшеня, включающий комплекс аминокислот, ауксинов, ферментов и других активных веществ) и др. При их использовании усиливались процессы корнеобразования у деревьев, повышалось количество поглощенных деревьями из почвы минеральных солей и воды. Гуминовые вещества способствовали более полному поглощению СО2 из воздуха, усиливали окислительно-восстановительные реакции растений, стимулировали процессы синтеза в них, обеспечивали мобилизацию питательных веществ в почве, оказывали избирательное действие на гидрофильные, ионообменные и массообменные характеристики почвенных грунтов. Препараты растительного происхождения стимулировали рост корневой системы и рост биомассы деревьев и кустарников, а также способствовали адаптации растений к неблагоприятным условиям произрастания [17].

Для повышения антистрессовой устойчивости растений используют фиторегуляторы: цитокинины, абсцизовая кислота и брассиностероиды. Повышение устойчивости связано со способностью данных фитогормонов стимулировать синтез стрессовых белков. Стрессовые белки - особый механизм самозащиты организма от стрессового воздействия, присущий большому числу биологических объектов: от простейших до человека [19, 20].

В числе других антистрессовых препаратов - картолины, однако им присущи определенные недостатки. Так, наиболее распространенный из картолинов - картолин-2 способен оказывать мутагенное действие [20].

Известно применение под зеленые насаждения препаратов адаптогенного действия - кремнийорганических соединений (мивал и крезацин). Их действие связано со способностью стабилизировать клеточные мембраны, повышать устойчивость растений к стрессовым воздействиям [20].

Следует отметить, что стимуляторы роста растений оказывают положительное действие на древесные насаждения и кустарники только при наличии достаточного количества элементов минерального питания в почве. Если почва в местах произрастания обеднена элементами минерального питания, то стимуляторы роста растений необходимо вносить одновременно с растворами минеральных солей.

Наряду с применением удобрений, регуляторов роста растений, важным мероприятием по преодолению негативного воздействия на рост и развитие зеленых насаждений является применение различных видов мелиорантов. Широкое распространение в практике очистки городских почв от загрязняющих веществ получили сорбционные технологии. В качестве сорбционных материалов используются активные угли, глинистые материалы, гуминовые кислоты, цеолит, хитозан, железная руда, торф и торфонавозные компосты, которые способствуют более прочному закреплению тяжелых металлов в почве. Эти мелиоранты снижают подвижность в почве кадмия, цинка, меди и хрома в среднем на 10-20 %, уменьшают поступление в растения тяжелых металлов на 15-20 % [7, 21-24]. При внесении гумата натрия в дозе 300 мг/кг в сильно загрязненную черноземную почву снижалось содержание подвижного свинца на 40 %, кадмия на 42 % [25].

Известно также, что введение в загрязненный грунт гуминового сорбента - мелиоранта Сорбекс свыше 1 % (до 15 %) обеспечивает полную фиксацию ионов тяжелых металлов, а в количестве 1-4 % приводит к формированию структуры, близкой к структуре черноземов, т.е. блочно-монолитной, переходящей в сплошную за счет формирования коллоидами объемно-пространственной структуры частиц и компонентов осадка, увеличивает влагоемкость грунтов до 20 % [26].

Для снижения отрицательного влияния загрязняющих веществ на городскую растительность и почвы применяют и другие мероприятия, среди которых физико-химическая ремедиация почв, фиторемедиация, подбор более устойчивого ассортимента растений, использование высокой агротехники посадки и ухода за растениями [27-33]. Действенным методом для очистки городских почв от загрязнения тяжелыми металлами является фиторемедиация, которая представляет собой экологически дружественную биотехнологию для удаления тяжелых металлов из загрязненных почв. В общем плане фиторемедиация определяется как использование живых растений для удаления, удержания или трансформации поллютантов (гипераккумуляторы, или металлофилы). Возможно добавление комплексонов для мобилизации тяжелых металлов, например ЭДТА [34]. Для повышения эффективности фиторемедиации предлагается также применять вещества, повышающие подвижность тяжелых металлов и увеличивающие скорость их поступления в растения (природный полисахарид хитозан) [29, 35, 36].Отмечена специфика детоксикационных возможностей растений и микроорганизмов (бактерии Pseudomonasaureo-facienasи др.), поскольку их совместное действие часто носит симбиотический характер [29, 37].

На солонцеватых почвах, которые встречаются в условиях городской среды, вследствие длительного и чрезмерного применения противогололедных реагентов в зимний период, положительный эффект дает промывка почв водой, а также водой с добавлением гипса (химическая мелиорация почв) [31, 38].

Использование вышеизложенных методов в городском озеленении эффективно лишь при проведении своевременных защитных мероприятий по борьбе с вредителями и болезнями. Известно применение биологического (использование живых организмов или продуктов их жизнедеятельности) и химического методов защиты древесных насаждений в городских условиях от болезней, вредителей и сорняков [15].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

зеленый насаждение город поллютанты

На основании анализа литературных данных следует, что в современных городских условиях существует проблема загрязнения почв и зеленых насаждений поллютантами (водорастворимыми соединениями натрия и хлоридов и тяжелыми металлами), которые негативно воздействуют на рост и развитие зеленых насаждений. Снижение негативного воздействия, носящего зачастую антропогенный характер, на компоненты городской среды (почвы и зеленые насаждения) и продление функционирования зеленых насаждений, возможно за счет применения различных агротехнических приемов, включающих использование органических, минеральных и бактериальных удобрений, мелиорантов, регуляторов роста растений на фоне защитных мероприятий от болезней и вредителей.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Дабахов, М.В. Аккумуляция биогенных элементов в почвах урбанизированных ландшафтов / М.В. Дабахов, В.И.Титова // Агрохимия. - 2004. - № 2. - С. 74-79.

2. Ковязин, В.Ф. Биологические основы формирования устойчивых экосистем и рационального использования почвенно-растительных ресурсов мегаполисов

(на примере г. Санкт-Петербурга): автореф. дис. … д-ра биол. наук: 06.01.03 / В.Ф. Ковязин; ГНУ Агрофизич. НИИ РАСХН. - СПб., 2008. - 40 с.

3. Ковязин, В.Ф. Динамика агрохимических свойств почв Санкт-Петербурга /

В.Ф. Ковязин // Плодородие. - 2008. - № 3. - С. 34-37.

4. Маслова, Е.А. Некоторые проблемы озеленения промышленных городов / Е.А. Маслова // Сб. науч. трудов. / ОАО Прима-М. - М., 2003. - Вып. 8: Экология большого города. - С. 193-196.

5. Состояние зеленых насаждений в Москве (по данным мониторинга 2004 г.): аналитический доклад / Н.А. Асиевич [и др.]; под общ.ред. Х.Г. Якубова. - М.: Стагирит-Н, 2005. - 200 с.

6. Крамер, П.Д. Минеральное питание / П.Д. Крамер, Т.Т. Козловский // Бонсай[Электронный ресурс]. - 2008. - Режим доступа: http://www.bonsai.ru/ dendro/physiology10.html. - Дата доступа: 24.09.2008.

7. Brannvall, E. An experimental study on the use of natural zeolite for Cu, Pb and Zn immobilization in soil / E. Brannvall // Geologija. - Vilnius, 2006. - Vol. 56. - P. 1-4.

8. Касатиков, В.А. Влияние минеральных удобрений и осадков городских сточных вод на уровень концентрации в почве ряда микроэлементов / В.А. Касатиков [и др.] // Агрохимия. - 1997. - № 2. - С. 81-85.

9. Кочарян, К.С. Некоторые приемы агротехники выращивания древесных растений на улицах и магистралях / К.С. Кочарян // Сб. науч. тр. / Группа «Стагирит». - М., 2001. - Вып. 5: Проблемы содержания зеленых насаждений в условиях Москвы. - С. 74-78.

10. Головков, А.М. Пути воспроизводства плодородия загрязненных и нарушенных почв с помощью нетрадиционных удобрений / А.М. Головков [и др.] // Материалы V съезда почвоведов им. В.В. Докучаева, Ростов-на-Дону, 18-23 августа 2008 г. - Ростов н/Д., 2008. - С. 429.

11. Пути повышения жизнеспособности растений в городе // Гинго [Электронный ресурс]. - 2006. - Режим доступа: http:// www.ginko.ru/ docs/rules/support4_4/ html. - Дата доступа: 23.03.2006.

12. Григорьянц, И.К. Опыт применения АПИОНов при посадке и содержании зеленых насаждений в Москве, Подмосковье и питомниках, 2001-2005 гг. / И.К. Григорьянц [и др.] // Сб. науч. тр. / ОАО Прима-М. - М., 2005. - Вып. 11: Проблемы озеленения крупных городов. - С. 152-156.

13. Стрепенюк, Л.П. Результаты опытно-производственной проверки новой технологии содержания зеленых насаждений с использованием почвоулучшителя АПИОН-100К - нового удобрения с длительным сроком действия / Л.П. Стрепенюк, Л.Н. Тюсенкова // Сб. науч. трудов. / ОАО Прима-М. - М., 2005. - Вып. 11: Проблемы озеленения крупных городов. - С. 145-147.

14. Воскобойников, В.Г. Использование современных приемов для ухода за деревьями на магистралях Москвы / В.Г. Воскобойников [и др.] // Сб. науч. тр. / Группа “Стагирит”. - М., 2001. - Вып. 5: Проблемы содержания зеленых насаждений в условиях Москвы. - С. 23-27.

15. Волова, Т.Г. Экологическая биотехнология / Т.Г. Волова. - Новосибирск: Сибирский хронограф, 1997. - 144 с.

16. Ибрагимов, Р.И. Стимулирование роста и развития древесно-кустарниковой растительности, используемой для озеленения городских территорий / Р.И. Ибрагимов [и др.] // Сб. науч. тр. / ОАО Прима-М. - М., 2005. - Вып. 11: Проблемы озеленения крупных городов. - С. 149-152.

17. Метелицина, Т.Н. Технологический регламент применения биологически активных веществ в системе ухода за городскими зелеными насаждениями / Т.Н. Метелицина, Г.П. Жеребцова // Сб. науч. тр. / Прима-Пресс. - М., 1997. - Прил. к вып. 2: Проблемы содержания зеленых насаждений в условиях Москвы. - С. 23-26.

18. Самохвалова, В.Н. Применение антидотов при загрязнении тяжелыми металлами системы «Почва-растение» / В.Н. Самохвалова // Екологія та ноосферологія. - 2006. - Т. 17. - № 1-2. - С. 91-98.

19. Малеванная, Н.Н. Полифункциональное действие Циркона на декоративные и хвойные растения / Н.Н. Малеванная // Сб. науч. тр. / ОАО Прима-М. - М., 2005. - Вып. 11: Проблемы озеленения крупных городов. - С. 172-175.

20. Шевелуха, В.С. Сельскохозяйственная биотехнология / В.С. Шевелуха [и др.]; под общ.ред. В.С. Шевелухи. - М.: Высшая школа, 1998. - 376 с.

21. Азовцева, Н.А. Возможность использования хитозана для компенсации негативного действия солевых антифризов и тяжелых металлов на экологическое состояние городских почв и растений / Н.Ф. Азовцева, В.В. Францев // Пространственно-временная организация почвенного покрова: теоритические и прикладные аспекты: материалы междунар. науч. конф., Санкт-Петербург, 2007 г. / Санкт-Петербургский гос. ун-т; редкол.: Б.Ф.Апарин [и др.]. - СПб., 2007. - С. 390-393.

22. Жуков, В.К. Новые аспекты получения и применения адсорбционных материалов на основе торфа / В.К. Жуков [и др.] // Сб. науч. тр. / Природопользование. - Минск, 2002. - Вып. 8: Биосферносовместимые технологии переработки и использования твердых горючих ископаемых. - С. 167-182.

23. Кирейчева, Л.В. Природные сорбенты для детоксикации загрязненных почв / Л.В. Кирейчва, И.В. Глазунова // Плодородие. - 2008. - № 6 (45). - С. 44-46.

24. Кутукова, Ю.Д. Влияние мелиорантов на состояние тяжелых металлов в почвах и содержание их в растениях при использовании осадков сточных вод в качестве удобрений / Ю.Д. Кутукова, И.О. Плеханова // Агрохимия. - 2002. - № 12. - С. 23-26.

25. Бокова, Т.И. Эколого-технологические аспекты поведения тяжелых металлов в системе почва - растение - животное - продукт питания человека / Т.И. Бокова. - Новосибирск: ГНЦ СибНИПП ИП, 2004. - 206 с.

26. Соломина, О.И. Методы реабилитации городских земель / О.И. Соломина // Сб. науч. тр. / Группа «Стагирит». - М., 2001. - Вып. 5: Проблемы содержания зеленых насаждений в условиях Москвы. - С. 111-117.

27. Гаранович, И.М. Технологические приемы в питомниководстве и зеленом строительстве Беларуси / И.М. Гаранович, И.В. Македонская. - Минск: ИООО Право и экономика, 2006. - 239 с.

28. Злобина, М.В. Изучение ремедиационного потенциала сельскохозяйственных, дикорастущих и декоративных растений: автореф. дис. … канд. биол. наук: 03.02.13. / М.В. Злобина; МСХА им. К.А. Тимирязева. - М., 2010. - 21 с.

29. Скоробогатова, В.И. Фитобиоремедиационные методы восстановления загрязненных почв / В.И. Скоробогатова [и др.] // Материалы V съезда почвоведов им. В.В. Докучаева, Ростов-на-Дону, 18-23 августа 2008 г. - Ростов н/Д., 2008. - С. 453.

30. Терещенко, Н.Н. Эколого-биологические факторы и механизмы ремедиации антропогенно-нарушенных почв: автореф. дис. д-ра.биол. наук: 03.00.16. /

Н.Н. Терещенко; ГНУ Сибирск. науч.-исслед. Ин-т сельск. х-ва и торфа. - Томск, 2007. - 47 с.

31. Якубов, Х.Г. Удаление натрия и хлоридов из почв города в целях улучшения условий роста и развития древесных растений / Х.Г. Якубов, В.С. Николаевский // Сб. науч. трудов / Группа «Стагирит». - М., 2001. - Вып. 5: Проблемы содержания зеленых насаждений в условиях Москвы. - С. 100-105.

32. Jankaite, A. Remediation technologies for soils contaminated with heavy metals / A. Jankaite, S. Vasarevicius // Journal of environmental engineering and landscape management. - Vilnius, 2005. - Vol. XIII, № 2. - P. 109a-113a.

33. Werner, H. Fachliche Pfl ege verbessert Zustand der Baume in der Stadt /

H. Werner // Gartenbau. - 1985. - T. 39. - № 2. - S. 65-66.

34. Курбатова, А.С. Экология города / А.С. Курбатова, В.Н. Башкин, Н.С. Касимов; под ред. А.С. Курбатовой. - М.: Научный мир, 2004. - 624 с.

35. Водяницкий, Ю.Н. Тяжелые и сверхтяжелые металлы и металлоиды в загрязненных почвах / Ю.Н. Водяницкий. - М.: ГНУ Почвенный институт им. В.В. Докучаева, 2009. - 95 с.

36. Кузнецов, А.Е. Научные основы экобиотехнологии: учеб. пособие / А.Е. Кузнецов, Н.Б. Градова. - М.: Мир, 2006. - 504 с.

37. Новиков, И.Ф. Экология, окружающая среда и человек: учеб. пособие / И.Ф. Новиков. - 3-е изд., испр. и доп. - М.: ФАИР-ПРЕСС, 2005. - 736 с.

38. Марков, Ю.Г. Социальная экология. Взаимодействие общества и природы / Ю.Г. Марков. - 2-е изд. - Новосибирск: Сибирский университет, 2004. - 544 с.