CC BY
112
УДК 502.654 (1-17)
БИОЛОГИЧЕСКАЯ РЕКУЛЬТИВАЦИЯ НАРУШЕННЫХ ЗЕМЕЛЬ НА ЕНИСЕЙСКОМ СЕВЕРЕ
В. М. ЗЕЛЕНСКИЙ, кандидат сельскохозяйственных наук, зам. директора
АХ. С АРИЕВ, старший научный сотрудник НИИСХ Крайнего Севера E-mail: [email protected]
Резюме. В условиях Енисейского Севера проведено сортоизучение многолетних злаковых трав перспективных для проведения биологической рекультивации нарушенных земель. Установлены оптимальные нормы высева.
Ключевые слова: биологическая рекультивация, сорт, семена, норма высева, плотность травостоя, низовые и верховые злаки, многолетние травы.
Промышленное освоение Енисейского Севера наносит значительный ущерб окружающей среде. Только предприятия Заполярного филиала ОАО «ГМК «Норильский никель» ежегодно выбрасывают в атмосферу свыше 2 млн т вредных веществ и около 12 тыс. т вредной пыли. В результате аэро-техногенного воздействия площадь погибших лесов на Таймыре составляет 600 тыс. га, на территории около 2,5 млн га усыхают деревья и кустарники, дре-весно-кустарниковая растительность повреждена на площади около 7 млн га, из сельскохозяйственного оборота исключено более 20 млн га оленьих пастбищ. Под действием транспорта растительный покров лишайников нарушен на площади около 1 млн га. За последние 20 лет из-за комплекса антропогенных факторов активно идут процессы делихенизации (деградации) лишайниковых кормов, оленеемкость пастбищ снизилась на 52,5 % [1].
Цель исследований — подобрать перспективные для биологической рекультивации виды и сорта многолетних злаковых трав; изучить возможности их использования в одновидовых и смешанных посевах; определить оптимальные нормы высева травосмесей.
Условия, материалы и методы. Исследования проводили на Пеляткинском газоконденсатном месторождении. Средняя температура трех зимних месяцев на этой территории составляет —26,2°С. Снежный покров лежит 240...260 дн. Безморозный период продолжается с конца июня до конца августа. Средняя температура летних (июнь-август) месяцев +8.7'С. Сумма температур выше +5°С — 83 Г и выше + 10°С — 57 Г. Годовая норма осадков 284 мм, за период вегетации выпадает 134 мм, или 47 %. Вечная мерзлота распространена повсеместно, ее мощность достигает 400 м.
Основные почвообразующие породы — тяжелые суглинки и легкие глины с большим содержанием пылеватой фракции (до 40 %). Наиболее распро-
странены тундровые глеевые почвы. Содержание гумуса в слое почвы 0..Л 0 см 2,4...3,8 %, в слое 10... 20 см — 2,3...2,4 % [21. В наших опытах, оно достигает 5,6 %, что объясняется расположением опытного участка в лощине, где накапливается большое количество слаборазложившихся органических остатков. Реакция почвенного раствора близка к нейтральной (7,1). Содержание азота — 9,2 мг, фосфора — 10,9, калия — 12.8 мг на 100 г почвы. Из-за недостатка питательных веществ необходимо ежегодное внесение минеральных удобрений.
Закладку опытов, учёты и наблюдения проводили по методике ВНИИ кормов; химический анализ растительных и почвенных образцов — по общепринятым методикам [3, 4]. Посев многолетних трав провели 2 июля 2006 г. вручную, поверхностно. Механическую обработку в связи с высокой обводненностью почвы не осуществляли. В опытах изучали пырейник сибирский Гуран; кострец безостый — Атлант (Новосибирск), Кенонский (Чита) и местный дикорастущий; овсяницу луговую Новосибирскую; овсяницу красную Татьяна (Дания); мятлик луговой Ба-лин (Дания) и смеси овсяницы красной Татьяна с мятликом луговым Балин (50:50); костреца безостого сорта Кенонский с пырейником сибирским Гурам (50:50); костреца безостого, пырейника сибирского, овсяницы красной и мятлика лугового перечисленных сортов в соотношении (20:20:30:30) и (35:35:15:15).
Для каждой травосмеси изучали три нормы высева. Низкие выбраны на основании работ выполненных на Енисейском Севере [6-8]. Они рекомендованы как оптимальные для полевого кормопроизводства. Высокие нормы высева установлены при биологической рекультивации трассы газопровода Мес-сояха-Норильск [9,10] и в Ямало-Ненецком автономном округе [11]. Средняя норма выбрана на основании собственных наблюдений. Она рассчитана на ускоренное залужение техногенно-нарушенных земель без перерасхода семян. Нормы высева семян устанав-ливали с учётом 100 %-ной хозяйственной годности. Соотношения между компонентами определяли по количеству семян в млн шт. на 1 га. Весной в начале отрастания многолетних трав ежегодно вносили минеральные удобрения в дозе Т^Р^К^.
Результаты и обсуждение. В год закладки опыта всходы мятлика лугового появились через 13 дней после посева, овсяницы красной — через 14, костреца безостого сорта Кенонский и пырейника сибирского сорт Гуран — через 16, костреца безостого сорта Атлант — через 17, овсяницы луговой — через 18, и костреца безостого местного — через 22 дня. В 2007 г. дружное отрастание многолетних трав отмечено в третьей декаде июня.
Фаза кущения в 2006 г. у костреца безостого сор-
тов Атлант и Кенонский, пырейника сибирского Гуран, мятлика лугового и овсяницы красной наступила через 4 дня после появления всходов, у овсяницы луговой — через 5 и у костреца безостого местного — через 6 дней. В этой фазе большинство многолетних трав оставались до наступления устойчивых заморозков. Исключение составлял пырейник сибирский, который достиг фазы выхода в трубку.
В 2007 г. отрастание побегов почти у всех верховых злаков началось 24 июня. На 2 дня раньше отрастал пырейник сибирский и на 1 день позже овсяница луговая. Культурные виды сильно отставали в росте и развитии от аборигенных. Например, когда сеяные травы находились в фазе отрастания, а их высота составляла 5...7 см, дикорастущие злаки уже были в фазе колошения, разнотравье — в фазе бутонизации, а высота их достигши 40 см.
Начало кущения культурных видов отмечено 28-30 июня. Выход в трубку у верховых злаков зафиксирован — через 18-24 дня после кущения, колошение — через 30-36 дней после выхода в трубку. У пырейника сибирского через 17 дней после колошения началось цветение. Низовые злаки в 2007 г., как и в предыдущем году, в течение всей вегетации оставалась в фазе кущения. У них зафиксировано образование подземных корневищ, что в дальнейшем обеспечило развитие вегетативных побегов второго порядка. Они интенсивно кустились и создавали прочную дернину
В 2008 г. фенологические фазы развития проходили практически в те же сроки, что и в 2007 г. Сеяные травы и на третий год жизни отставали в росте и развитии от аборигенной растительности.
Развития генеративных побегов у сеяных трав в 2007 г. не отмечено. Увеличение числа побегов в 2007 г., по отношению к 2006 г.. в большей степени обеспечили растения, взошедшие из прошлогодних семян. У костреца безостого сортов Атлант и Кенонский и пырейника сибирского Гуран во второй год жизни плотность травостоя выросла до 1500, 1700 и 1900 шт./м2 соответственно. В то же время у костреца безостого местного и овсяницы луговой она снизилась из-за вымерзания некоторой части побегов до 480... 1100 шт./м2. В 2008 г. плотность травостоя кострецов безостых и пырейника сибирского уменьшилась, а у овсяницы луговой — увеличилась (табл. 1).
У низовых злаков уже во второй год жизни плотность травостоя благодаря вегетативному размно-
жению возросла. У овсяницы красной она достигла 3400 шт./м2 и у мятлика лугового — 4200 шт./м2. В 2008 г. она увеличилась, по сравнению с предыдущим годом, еще на 900 шт./м2. Это объясняется, как повышенной кустистостью низовых злаков, так и отзывчивостью их на минеральные удобрения.
Урожайность трав во второй год жизни колебалась от 4 ц/га сухой массы у костреца безостого местного до 17 ц/га у костреца безостого сорта Кенонский, у пырейника сибирского величина этого показателя составляла 16 ц/га, а у овсяницы луговой — 8 ц/га. У низовых злаков сбор сухого вещества был почти одинаковым (13 ц/га у овсяницы красной и 14 ц/га у мятлика лугового). На третий год жизни из-за засушливой погоды урожайность сеяных трав, по сравнению с 2007 г., снизилась. Достоверным было превосходство большинства изучаемых сортов над овсяницей луговой Новосибирской кострецом безостым местным. В среднем за 2 года исследований наибольший сбор сухой массы отмечен при выращивании пырейника сибирского Гуран (15,3 ц/га) и костреца безостого сорта Кенонский (15,0 ц/га), самый низкий — в варианте с кострецом безостым местным (4,5 ц/га). Практически равную урожайность сухого вещества сформировали низовые злаки.
В год посева (2006 г.) самый плотный травостой (1800...2400 шт./м2) образовала смесь, состоящая из низовых злаков (овсяницакрасная + мятлик луговой). Почти такой же была величина этого показателя в четырехкомпонентной смеси с преобладанием этих видов. Во всех вариантах прослеживалась общая тенденция — с увеличением нормы высева возрастала плотность травостоя (табл. 2).
Во второй год жизни в большинстве случаев отмечалось повышение плотности травостоя на 100... 900 шт./м2. Исключением были делянки со средними и высокими нормами высева четырехкомпонентной смеси с преобладанием низовых злаков, которые подавляли рост и развитие верховых видов, в результате плотность травостоя, по сравнению с 2006 г., снизилась с 3000...4000 шт./м2 до 2700...3500 шт./м2.
В 2008 г. увеличение плотности травостоя, по сравнению с предыдущим годом, отмечено только на делянках со средними и высокими нормами высева смесей низовых злаков в чистом виде и с их доминированием. Причем в четырехкомпоненгной смеси, хорошо раскустившись, они стали вытеснять верховые атаки. Число
Таблица 1. Плотность травостоя и урожайность сеяных многолетних трав при рекультивации земель
Вид и сорт Плотность травостоя, штУм2 Урожайность, ц/га воздушно сухой массы
2006 г. 2007г. 2008 г. среднее 2007 г. 2008 г. среднее
Кострец безостый Атлант 1100 1500 1400 1330 13,0 11,5 12,3
Кострец безостый Кенонский 1150 1700 1650 1500 17,0 13,0 15,0
Кострец безостый местный 520 480 380 460 4,0 5,0 4,5
Пырейник сибирский Гуран 1330 1900 1800 1700 16,0 14,5 15,3
Овсяница луговая Новосибирская 1200 1100 1400 1230 8,0 7,0 7,5
Овсяница красная Татья 2600 3400 4300 3430 13,0 12,0 12,5
Мятлик луговой Балин 3600 4200 5100 4300 14,0 12,5 13,3
НСРоб - - - 1,8 3,5 2,9
Таблица 2. Плотность травостоя и урожайность сухой массы при биологической рекультивации нарушенных земель
Травосмесь Норма высева семян, млн. штУга Плотность травостоя, штУм2 Урожайность, ц/га
2006 г. 2007г. 2008 г. в среднем за 2007 и 2008 га. 2006 г. 2007г. средняя
Первая тра- 30 1800 2100 1900 2000 8,0 5,0 6,5
восмесь 48 3200 4100 4300 4200 14,8 13,9 14,4
65 4200 5000 5200 5100 15,8 14,7 15,3
Вторая тра- 14 700 1000 700 850 10,7 5,1 7,9
восмесь 22 1300 2000 1800 1900 14,4 10,0 12,2
29 1700 2500 2400 2450 14,9 10,4 12,7
Третья тра- 24 1600 1700 1200 1450 9,5 7,0 8,3
восмесь 38 3000 2700 3750 3225 15,2 14,3 14,8
52 4000 3500 4300 3900 15,0 14,1 14,6
Четвертая 20 1000 1150 850 1000 9,8 5,4 7,6
травосмесь 30 1800 2300 2200 2250 16,5 14.3 15,4
40 2400 2700 2800 2750 16,3 14,0 15,2
НСРоб - - - - - 3,1 2,0 2,7
побетв в этом варианте со средней нормой высева увеличилось на 1050 шт./м2, с высокой — на 800 шт./м2, и травосмесь стана превращаться в двухкомпонентную.
В среднем за 2 года (2007 и 2008 гг.) наиболее плотный травостой (4200...5100 шт./м2) образовался в травосмеси из низовых злаков со средними и высокими нормами высева семян. Отмеченные изменения в структуре травосмесей Р.А. Дыдина объясняет большой конкурентоспособностью низовых злаков [5].
Наименьший сбор сухой массы отмечен при низких нормах высева. Урожайность травосмесей со средними и высокими нормами высева была существенно выше и колебалась в 2007 г. от 14.4 до 16,5 ц/га, в 2008 г. — от 12,2 до 15,4 ц/га сухого вещества. Снижение продуктивности посевов на третий год жизни трав объясняется летней засухой. Разница между продуктивностью посевов со средними и высокими нормами высева была недостоверной, что говорит о возможности применения для биологической рекультивации земель на Енисейском Севере средней нормы высева. Самой урожайной в годы исследований оказалась четырехкомпонентная травосмесь с преобладанием верховых злаков над низовыми.
Выводы. Наиболее перспективны для биологической рекультивации низовые злаки, которые к третьему
году жизни формируют самый густой стеблестой. У овсяницы красной его плотность составляла 3430 шт./м2; мятлика лугового — 5100 шт./м2, а у верховых злаков колебалась от 380 (кострец безостый местный) до 1800 шт./м2 (пырейник сибирский). По урожайности выделились верховые злаки — пырейник сибирский Гуран, сформировавший в среднем за 2 года 15,3 ц/га сухого вещества, и кострец безостый Кенонский (15,0 ц/га); из низовых наибольшая величина этого показателя отмечена у мятлика лугового (13,3 ц/га).
При изучении смешанных посевов установлено, что в среднем за 2 года (второй и третий годы жизни) наиболее плотный травостой сформировали двухкомпонентная травосмесь со средними и высокими нормами высева семян низовых злаков (4200 и 5100 шт./м2 соответственно) и четырехвидовая с их преобладающей долей (3225 и 3900 шт./м2). По урожайности выделилась четырехкомпонентная травосмесь с доминированием верховых злаков со средней и высокой нормой высева семян (15,4... 15,2 ц/га). Различия в продуктивности травосмесей, посеянных средними и высокими нормами были недостоверными, что говорит о возможности применения для рекультивации нарушенных тундровых земель средних норм высева семян.
Литература.
1. Савченко В А. Экологические проблемы Таймыра. — М: СИП РИА, 1998. — 194 с.
2. Система биологической рекультивации нарушенных земель при строительстве газопроводов и восстановления растительности деградированных пастбищ в тундровой и лесотундровой зонах Крайнего Севера: Метод, рекомендации / Г.И. Лосик, В.М. Зеленский, И. С. Дергунов, СЮ. Ермаков, О.Н, Антоненко// РАСХН Сиб. отд-ние. ГНУНИИСХКрайнего Севера. — Норильск, 2006. — 24 с.
3. Методика опытов на сенокосах и пастбищах. Ч I, II.// Всесоюзный НИИ кормов им. В.Р. Вильямса. - М., 1971.- 404 с.
4. Аринушкина Е.В. Руководство по химическому анализу почв./Е.В. Аринушкина. — М., 1970. — 342с.
5. Дыдина Р.А. Основные особенности возделывания многолетних трав на Крайнем Севере // Тр. НИИСХ Крайнего Севера. — Норильск, 1963.- Т. XI. -С. 139-143.
6. Никольская Л.Г. Способы посева и размещения компонентов травосмеси в полевом травосеянии на Енисейском Крайнем Севере: Авто-реф. дис. канд. с.-х. наук. — Л., 1955. - 23 с.
7. Пиотрашко Л.А. Подбор и нормирование полевых травосмесей на Енисейском Крайнем Севере: Автореф. дис. канд. с.-х. наук. -Л., 1955.-20с.
8. Иванова Л.В. Многолетние травы на тундровых землях Енисейского Севера,//Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. -1984. - №3. - С. 58-61.
9. Чупрова ИД. Практическое руководство по рекультивации земель по трассе газопровода Мессояха -Норильск. - Дудинка, 1995. - 18с.
10. Чупрова И.Л., Чупров В.Л. Рекультивация земель на трассах линейных сооружений Таймыра: Рекомендации. - НИИСХ Крайнего Севера. - Норильск, 1996. - 35 с.
11. Медко В.В. Рекультивация карьеров и защита грунтовот эрозии на Крайнем Севере (на примере газоконденсатного месторождения Медвежье): Автореф. дис. канд. техн. наук. - М. РТЕ, 2004. - 20 с.
BIOLOGICAL RECULTIVATION OF THE BROKEN GROUNDS IN THE YENISEIK NORTH V.M. Zelensky, A.K. Sariev
Summary. In conditions of the Yenisei North it is lead Studying of grades long term cereal drasses perspective for carrying out biological recuftivationen the broken grounds by their one-specific crops or in blend of grasses. Optimum norms of seeding blend of grasses are established.
Keywords: biological recultivationen, a grade, seeds, norm of seeding, density of a herbage, local and riding cereals, long-term grasses.
УДК 63181: 631.872 6 631.445.4
ВЛИЯНИЕ КАЛЬЦИЙ- И ФОСФОРСОДЕРЖАЩИХ СОЕДИНЕНИЙ НА ПРОДУКТИВНОСТЬ ЗВЕНА СЕВООБОРОТА ПРИ ВНЕСЕНИИ СОЛОМЫ И РАСТИТЕЛЬНЫХ ОСТАТКОВ НА УДОБРЕНИЕ
О. Г. ЧУЯН, кандидат сельскохозяйственных наук, зав. лабораторией
11.А. ЧУЯН, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник
Р.Ф. ЕРЕМИНА, кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник
ВНИИ земледелия и защиты почв от эрозии E-mail: vnizem@kursknet. ru
Резюме. Представлена агрономическая и биоэнергетическая эффективность использования кальций- и фосфорсодержащих соединений как добавок-компонентов при использовании соломы и растительных остатков на удобрение.
Ключевые слова: растительные остатки, кальций- и фосфорсодержащие добавки, продуктивность, поверхностное компостирование.
Для повышения урожайности сельскохозяйственных культур и воспроизводства плодородия почвы требуется внесение не только минеральных, но и органических удобрений, большую часть из которых составляет навоз. Однако в связи с реформированием сельского хозяйства его производство сократилось в 10 раз и более. Потребность в навозе удовлетворяется на 25...30 %, что не может компенсировать расхода органического вещества при его минерализации. Для восполнения этих потерь предлагается использовать органическое вещество растительного происхождения (солому, ботву сахарной и кормовой свеклы, пожнивные посевы рапса и горчицы на зеленое удобрение и др.).
Однако непосредственная заделка соломы и других растительных остатков на требуемую глубину депрессирующее влияет на возделываемые культуры, зачастую снижая их урожайность [3, 7]. из-за образования токсических и кислых продук-тов разложения органического вещества. Кроме того, при заделке соломы и другого органическо-
го вещества с широким соотношением углерода к азоту отмечается иммобилизация минерального азота почвы. Для устранения этого эффекта рекомендуется дополнительное внесение компенсирующей дозы азотных удобрений, которая, например, для соломы составляет 7... 10 кг/т. При этом расчетные дозы минеральных удобрений под культуры вносят в полном объеме.
Во ВНИИЗиЗПЭ была разработана технология поверхностного компостирования (ПК) растительных остатков (РО) на поле [12], которая дает возможность эффективно использовать органическое вещество растительного происхождения в качестве удобрения, исключает его депрессирующее влияние на рост и развитие растений, а, следовательно, и на урожайность возделываемых культур. В этой технологии минеральный азот рассматривается не как компенсирующее удобрение, а как ан-тидепрессирующая добавка для более быстрого разложения растительных остатков.
С такой же целью используется и известь, которая нейтрализует кислые продукты распада свежего органического вещества (в наших исследованиях значение pH почвенного раствора снижалось при удобрении соломой без антидепрессирующих добавок или с аммиачной селитрой на 0,2...0,3 единицы). Ее внесение способствует развитию полезных микроорганизмов, участвующих в трансформации органического вещества (олигонитрофилов, амонификаторов, нитрификаторов), которые оказывают существенное влияние на азотный режим почвы, что улучшает питание растений этим элементом [2,4]. Кроме того, в связи с введением занятых паров и расширением посевов сахарной свеклы (в нашем севообороте 25 %) происходит обеднение пахотного слоя кальцием, для устранения которого необходимо внесение извести [6].
Ранее (1994-2001 гг.) в микроделяночных и научно-производственных опытах мы доказали преимущество предварительного поверхностного компос-
