CC BY
80
УДК 581.522.68:502.75
Повышение биологического разнообразия агроландшафтов в степной и лесостепной зонах методом агростепей
Д.С. ДЗЫБОВ, доктор биологических наук
Ставропольский НИИ сельского хозяйства
E-mail: [email protected]
Исследованы методы повышения биологического разнообразия и торможения деградационных процессов в аг-роландшафтах степной зоны методом агростепей.
Ключевые слова: агроландшафт, аг-ростепь, биоразнообразие, конкуренция, устойчивое развитие.
Сохранение флористического и фитоценотического разнообразия Земли признано глобальной задачей человечества, о чем свидетельствуют Международная конвенция о биологическом разнообразии (Рио-де-Жанейро, 1992), решения Международного ботанического конгресса в США (1999), Европейская стратегия сохранения растений (2001), а также Глобальная стратегия сохранения растений (2002).
Столь пристальный интерес к проблеме обусловлен рядом серьезных причин: ежегодным исчезновением из мировой флоры свыше 300 видовых таксонов; активизацией процессов опустынивания в аридных и субаридных регионах; деградацией зональных и поясных типов почвы и растительности; техногенизацией больших территорий и общим ухудшением фитоландшафтной ситуации на всех континентах [1-4].
Выдающийся ботаник и географ, генетик, селекционер и организатор науки Н.И. Вавилов, стоявший у истоков стратегии сохранения растительного богатства ландшафтов, подчеркивал, что из 2000 высших растений, перспективных для земледелия и растениеводства, лишь небольшое количество возделывается человеком, и 90 % посевной площади в России занято двадцатью культурами. Проблема повышения биологи-зации агроландшафтов остается нерешенной до сих пор [S]. Пример тому - набор ценных кормовых трав, известных из трудов основополож-
ника отечественной агрономии А.Т. Болотова, не претерпевший заметного изменения за 24S лет [6].
Новейшие исследования подтверждают продолжающееся сужение биологического разнообразия агро-экосистем, приводящее к негативным экологическим и экономическим последствиям. При этом, по словам академика А.А. Жученко, имеет место снижение устойчивости культур к действию абиотических и биотических стрессоров, рост экологической и генетической уязвимости агроце-нозов в результате резкого сокращения числа культивируемых видов растений и широкого распространения генетически однородных сортов и гибридов [7].
Нами впервые предложен новый высокоэффективный метод агростепей. Агростепи - это воссозданные (восстановленные) человеком многовидовые травяные фитоценозы, сходные по флористическому богатству и составу, сложению, биопродуктивности, неограниченной долговечности, особенностям саморазвития, энергетики, всепогодности использования и другим основным признакам с зональными степями, лугами, прериями, саваннами и им подобными самовоспроизводящимися травяными и травяно-кустарниковыми формациями. Метод, предложенный автором в 1974 г., - метод активного воспроизводства биоразнообразия дикорастущей флоры и типов зональной (поясной) растительности в агроландшафте. Разработаны теоре-
тические основы и технология реализации данной научной идеи в условиях производства. При этом решены следующие теоретические задачи:
- воспроизводство растительных ресурсов: видового состава дикорастущей флоры и типов растительности - степей, лугов и т. п. в геометрической прогрессии (т.е. созданная агростепь становится семенником в возрасте двух лет, и с ее площади, равной, например, 10 га можно получить семена для 100 га, а с этих 100 га через два года - для 1000 га опустыненной земли);
- сохранение относительного обилия популяций видов, родов и семейств растений зональных фитоце-нозов;
- воспроизводство генофонда культурных растений в составе сложных комбинированных агростепей, используемых в земледелии и растениеводстве для решения кормовой проблемы в животноводстве;
- усиление позиций диких сородичей культурных растений, редких и исчезающих видов в условиях напряженной биологической конкуренции с пашенными сорняками;
- эффективная борьба с водной эрозией на пашне и устойчивое развитие агроландшафтов в целом;
- устойчивое воспроизводство растительных ресурсов в условиях эффективного хозяйственного использования.
Методологической основой активного воспроизводства биоразнообразия агростепей являются: представление о разнообразии осей максимально открытых экологических ниш пашни, насытщать которые следует осуществлять единовременно большим количеством биологически разнообразных популяций видов растений, как это имеет место в естественной растительности; преодоление тормозящей роли межвозрастной конкуренции, свойственной
Иностранная делегация на участке восстановленной степи
Интродукция растительных сообществ
Создание долголетних газонов
Создание степных полезащитных полос
сложным фитоценозам и исключение при этом промежуточных, сор-но-модификационных стадий на залежах, способствующее формированию фитоценозов зонального типа в 40-50 раз быстрее, чем в природе; устойчивое функционирование воспроизводимых фитоценозов и биологического разнообразия растений в них; стремление к возможной полноте использования ресурсов среды - климатических, почвенных, солнечной энергии (фотосинтеза), с целью оптимизации процесса воспроизводства биоразнообразия растений и их консортивных связей в экосистемах.
Разработанная нами методика агростепей предусматривает выбор модели эталонной экосистемы по принципу богатства биоразнообразия. В степной зоне России оно может колебаться от 30 (35) до 90 (120) дикорастущих видов высших растений на 100 м2, в том числе 23 % злаковых, 12 % - бобовых и 80 % -представителей других семейств, условно объединяемых в группу «разнотравье» [8].
Основные этапы применения метода агростепей таковы.
Выбор участков земли, на которых предстоит восстановить степную (или луговую) растительность. Это могут быть молодые или старовозрастные залежи с сорняками; эродированные старопахотные,низкопродуктивные поля; вторично засоленные, выведенные под консервацию, бывшие под орошением, деградированные пастбища; дорожные откосы, карьерные выработки после их зем-левания, трубопроводные линии и другие коммуникации с вывернутыми на поверхность бесплодными грунтами; другие «бросовые» земли.
Подготовка почвы призвана полностью уничтожить сорняки различными приемами (вспашка или дискование, культивация, боронование и т. д.). Участок перед высевом сложной степной (луговой) травосмеси не должен содержать зеленых сорняков,
особенно корневищных (пырей ползучий) и корнеотпрысковых (бодяк), так как нежные всходы степных злаков, бобовых и других ботанических семейств не выдержат конкуренции и сразу же будут подавлены.
Выбор дикорастущих семенников (степных и луговых) осуществляется с соблюдением определенных требований: максимальное видовое богатство флоры (2S-80 на 100 м2), доминирование целинных злаков (овсяница валлисская, овсяница скальная, келерия стройная, виды перистых ковылей - красивейшего, украинского, перистого и др.), 3-8 ви-
Боспроизвод-ство бноразнообразия, охрана растительности
Борьба с
опустыниванием.
рекультивация
земель 1
Восстановление
плодородия
почв
МЕТОД АГРОСТЕПЕЙ
Воспроизводство ге но фонда ценных и редких растений 1
Создание опытных участков
Области применения метода агростепей
дов бобовых (люцерна, клевер, ляд-венец, вика, эспарцет), большой набор представителей разнотравья, доля которого в общем списке флоры может колебаться от 60 до 80 %. Содержание сорных растений в семеннике не должно превышать 5 %. Такие эталонные, дикорастущие семенники трав можно найти на землях большинства хозяйств в степной и лесостепной зонах. Созданная посевом в подготовленную почву рукотворная агростепь через два года сама становится семенником, не уступающим по основным признакам исходному донору - целинному семеннику.
Уборка посевной травосмеси ведется обычными комбайнами на низком (4-5 см) срезе в два или три срока, с интервалом в 25-30 дн., каждый раз с одинаковой площади, расположенной рядом с ранее убранным участком дикорастущей степи или специально созданной семенной аг-ростепи (в возрасте двух лет и бо-
лее). Собранную посевную травосмесь сушат на открытом воздухе или на току под навесом в течение трех-четырех солнечных дней. Она не подлежит очистке во избежание сепарации семян разного веса, размера и парусности, представляет из себя природную смесь нерегулируемого состава и включает помимо семян и плодов растений обломки стеблей, листьев, а также большое количество насекомых - живых и частично травмированных. Убранные в разные сроки и высушенные (до влажности 13-14 %) партии смесей объединяются в общую смесь «невейку», готовую к высеву. Ее можно хранить зимой на складе, в мешках или насыпью.
Посев травосмеси при наличии достаточного количества влаги в почве возможен в конце августа - начале сентября. Чаще же оптимальными для сева оказываются ранне-весенние сроки, а также «февральские окна». Смесь (50 кг/га) высевают поверхностно с помощью разбрасывателей минеральных удобрений. Засеянное поле боронуют зубовыми или пальчатыми боронами, что усиливает равномерность распределения семян по полю, обеспечивает оптимальную заделку их в почву. Сразу же проводится прикатывание залуженного участка по диагонали в два следа кольчато-шпоровыми или гладкими катками.
Уход за агростепью направлен на подавление полевых сорняков, которые очень агрессивны и растут более быстрыми темпами, чем степные травы. В первое лето жизни агросте-пи сорняки подкашивают косилкой на минимальной высоте от поверхности почвы. Эта операция проводится обычно два-три раза за вегетационный период. Скошенная масса вполне пригодна на корм скоту. Она бывает весьма ценной, если агростепь создается под покровной культурой (овес широкорядно с междурядьем
12
45 см). Начиная со второго лета аг-ростепной травостой сам подавляет сорные растения.
Агростепи могут быть типичными, как в описанном выше случае, или комбинированными, когда посевная смесь обогащается добавлением в нее ценных, высокоурожайных дикорастущих популяций злаковых (кострец, овсяница и т. п.) и бобовых видов разнотравья, например, семян черноголовника многобрачного, а также сортов кормовых трав или семян редких и исчезающих видов флоры.
Все возможные варианты агросте-пей бывают готовы к использованию в возрасте двух лет: в первые два-три года - для сенокошения, в дальнейшем - для смешанного сенокос-но-пастбищного использования.
Изложенный метод позволяет сохранить биологическое разнообразие в агростепи - аналоге модельной степи; занять экологические ниши одновременно большим количеством видов; сохранить модель исходной степи - донора зачатков видов флоры; получить новый источник посевных травосмесей начиная с двухлетнего возраста агростепи.
Необходимо отметить, что воспроизводство биологического разнообразия растительности агростепей (аг-ролугов, агропрерий) требует лишь минимальных разовых издержек на подготовку почвы, уборку посевных травосмесей среди дикорастущей растительности, посев и подкашивание сорняков в первое лето жизни молодой степи. Низкая энергозатратность и простота метода делают его доступным для любого хозяйства.
Что касается восстановления погибших старых лесополос и создание новых, то здесь возникают трудности, связанные с высокой стоимостью этих работ (стоимость 1 га - 250300 тыс. руб.). На полигоне Ставропольского НИИСХ «Агроландшафт» разработан и проверен способ создания агростепных почвозащитных полос, задерживающих сток атмосферных осадков на 95-97 % [10]. Созданы комфортные рекреационные дре-весно-степные экосистемы у г. Ми-хайловска под Ставрополем, агростепи с высоким разнообразием хозяйственно ценных и редких видов растений [9,10]. Опубликованы доступные широкому кругу читателей материалы по активному воспроизводству биоразнообразия на низкопродуктивных землях. Наш метод успешно испытан и применяется во многих хозяйствах Ставропольского
и Краснодарского краев, Ростовской области, в республиках Адыгея, Баш-картостан, Саха-Якутия, Калмыкия, а также в Молдове и на Украине.
Литература
1. Трофимов И.А., Трофимова Л.С., Яковлева Е.П., Лебедева Т.М. Управление агроландшафтами//Кормопроизвод-ство, 2008. - № 9. - С. 4-5.
2. Трофимов И.А., Шамсутдинов З.Ш., Трофимова Л.С., Шамсутдинова Э.З., Яковлева Е.П., Орловский Н.С. Проблема опустынивания земель в России// Земледелие, 2010. - № 7. - С. 7-9.
3. Белоусова Л.С., Денисова Л.В., Никитина С.В. Редкие растения мира и их охрана. - ВНИИТЭИ Агропром, 1986.
4. Frankel О.Н., Soule М.М. Conservation and evolution. L.; N.Y.: Cambridge Univ. Press, 1981. - 327 p.
5. Вавилов Н.И. Теоретические основы селекции. - М.: Наука, 1987. - 512 с.
6. Болотов А.Т. Избранные сочинения по агрономии, плодоводству, лесоводству, ботанике. - М.: МОИП, 1952. -223 с.
7. Жученко А.А. Обеспечение продовольственной безопасности России в XXI веке на основе адаптивной стратегии устойчивого развития АПК (теория и практика). - Киров, 2009. - 274 с.
8. Дзыбов Д.С. Метод агростепей. Ускоренное восстановление природной растительности - Саратов: Научная книга, 2001. - 40 с.
9. Дзыбов Д.С. О некоторых принципиальных основах сохранения биоразнообразия Земли активными методами его воспроизводства/Матер. междунар. конф. «Сохранение и воспроизводство растительного компонента биоразнообразия». - Ростов-на-Дону, РГУ, 2002. - С. 87-91.
10. Дзыбов Д.С. Почвозащитные степные полосы - новый фактор экологической стабилизации и устойчивого развития агроландшафтов//Доклады Россель-хозакадемии, 2007. - № 2. - С. 51-54.
Widening of biodiversity of agrolandscapes in steppe and forest-steppe zones with agrosteppe approach
D.S. Dzybov
There have been studied the ways of biodiversity' widening and degradation processes' decrease in agrolandscapes of steppe zone with agrosteppe approach. Keywords: agrolandscape, agrosteppe, biodiversity, competition, stable development.
УДК 631.82:631,44S.4:631,4S2:631 .SS9
Эффективность
длительного
использования
минеральных
удобрений
на черноземе
обыкновенном
Е.П. ШУСТИКОВА, кандидат сельскохозяйственных наук H.H. ШАПОВАЛОВА, Е.В. БОГАТЫРЕВА
Ставропольский НИИ сельского хозяйства
E-mail: [email protected]
Показано влияние длительного применения различных доз и сочетаний минеральных удобрений на продуктивность севооборота и содержание в почве фосфора. Установлено, что интегральный показатель оценки положительного действия удобрений, включающий расход питательных элементов на вынос с урожаем и на повышение плодородия почвы, для фосфатов должен составлять не менее 40-4S % от внесенного их количества.
Ключевые слова: минеральные удобрения, урожай, продуктивность севооборота, продуктивное использование удобрений.
Минеральные удобрения способствуют не только росту урожайности возделываемых культур, но и сохранению и повышению плодородия почв. При этом показатели агрохимического состояния земель по фосфору и калию более стабильны и менее зависимы от постоянно меняющихся погодных условий, чем по азоту. Установлено, что на черноземе обыкновенном при систематическом внесении удобрительных средств наиболее существенное накопление остаточных форм фосфатов в почвенном профиле происходит под действием фосфорсодержа- ы щих удобрений [1]. Увеличение со- | держания подвижных соединений g Р205 в почве до оптимального и бо- g лее высокого уровня большинством | исследователей трактуется как поло- 2 жительное явление [2, 3, 4]. Отмечено [2], что накопленный в почве за 2 счет удобрений запас фосфора бо- о
