Научная статья на тему 'Применение нетрадиционных удобрений при выращивании плантационных культур сосны обыкновенной на рекультивируемых землях'

Применение нетрадиционных удобрений при выращивании плантационных культур сосны обыкновенной на рекультивируемых землях Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

CC BY
527
93
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
КЛЮЧЕВЫЕ ЛОВА: НЕТРАДИЦИОННЫЕ УДОБРЕНИЯ / ОТХОДЫ ПРОИЗВОДСТВА / РЕКУЛЬТИВАЦИЯ / КАРЬЕРЫ / ЛЕСНЫЕ ПЛАНТАЦИИ / ПРИЖИВАЕМОСТЬ / СОСНА ОБЫКНОВЕННАЯ / NONTRADITIONAL FERTILIZERS / WASTE / LAND RESTORATION / SAND PITS / MAN-MADE FOREST / SURVIVAL ABILITY / SCOTCH PINE

Аннотация научной статьи по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству, автор научной работы — Нуреева Татьяна Владимировна, Мухортов Дмитрий Иванович, Куклина Надежда Александровна, Мифтахов Тимур Фаридович

Рассматриваются результаты использования нетрадиционных органических удобрений (НОУ) на основе осадков сточных вод и опила при мелиорации грунтов песчаных карьеров. Установлено, что на водно-физические и агрохимические свойства грунтов в большей степени влияет доза внесения, чем срок хранения НОУ. Выяснено, что на фоне улучшения физико-химических и биологических свойств песчаных почв, обогащения видового состава травянистой растительности после внесения НОУ, наблюдается тенденция увеличения темпов роста культур сосны целевого назначения

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству , автор научной работы — Нуреева Татьяна Владимировна, Мухортов Дмитрий Иванович, Куклина Надежда Александровна, Мифтахов Тимур Фаридович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

USE OF NONTRADITIONAL FERTILIZERS IN CULTIVATION OF PLANTED SCOTCH PINES ON THE RECULTIVATED GROUNDS

The results of use of nontraditional organic fertilizers on the basis of wastewater sludges and sawdust in sand pits earth stabilization are considered. It was ascertained that a dose of introduced fertilizers has higher influence on hydrophysical and agrochemical properties of soils than shelf life of the fertilizers. A tendency of enhancing growth of intended purpose planted pines on the back of improvement of physical and chemical and biological properties of sandy soils, enrichment of species composition with grassland vegetation after nontraditional organic fertilizers treatment is revealed

Текст научной работы на тему «Применение нетрадиционных удобрений при выращивании плантационных культур сосны обыкновенной на рекультивируемых землях»

УДК 630*181.351

ПРИМЕНЕНИЕ НЕТРАДИЦИОННЫХ УДОБРЕНИЙ ПРИ ВЫРАЩИВАНИИ ПЛАНТАЦИОННЫХ КУЛЬТУР СОСНЫ ОБЫКНОВЕННОЙ НА РЕКУЛЬТИВИРУЕМЫХ ЗЕМЛЯХ

Нуреева Татьяна Владимировна к.с.-хн., доцент

Мухортов Дмитрий Иванович к.с.-хн., доцент

Куклина Надежда Александровна студентка

Мифтахов Тимур Фаридович аспирант

Поволжский государственный технологический университет, Йошкар-Ола, Россия

Рассматриваются результаты использования нетрадиционных органических удобрений (НОУ) на основе осадков сточных вод и опила при мелиорации грунтов песчаных карьеров. Установлено, что на водно-физические и агрохимические свойства грунтов в большей степени влияет доза внесения, чем срок хранения НОУ. Выяснено, что на фоне улучшения физико-химических и биологических свойств песчаных почв, обогащения видового состава травянистой растительности после внесения НОУ, наблюдается тенденция увеличения темпов роста культур сосны целевого назначения

Ключевые лова: НЕТРАДИЦИОННЫЕ УДОБРЕНИЯ, ОТХОДЫ ПРОИЗВОДСТВА, РЕКУЛЬТИВАЦИЯ, КАРЬЕРЫ, ЛЕСНЫЕ ПЛАНТАЦИИ, ПРИЖИВАЕМОСТЬ, СОСНА ОБЫКНОВЕННАЯ

UDC 630*181.351

USE OF NONTRADITIONAL FERTILIZERS IN CULTIVATION OF PLANTED SCOTCH PINES ON THE RECULTIVATED GROUNDS

Nureeva Tatiana Vladimirovna

Candidate of Agricultural Sciences, associate professor Mukhortov Dmitry Ivanovich

Candidate of Agricultural Sciences, associate professor

Kuklina Nadezhda Alexandrovna student

Miftakhov Timur Faridovich postgraduate student

Volga State University of Technology, Yoshkar-Ola, Russia

The results of use of nontraditional organic fertilizers on the basis of wastewater sludges and sawdust in sand pits earth stabilization are considered. It was ascertained that a dose of introduced fertilizers has higher influence on hydrophysical and agrochemical properties of soils than shelf life of the fertilizers. A tendency of enhancing growth of intended purpose planted pines on the back of improvement of physical and chemical and biological properties of sandy soils, enrichment of species composition with grassland vegetation after nontraditional organic fertilizers treatment is revealed

Keywords : NONTRADITIONAL FERTILIZERS, WASTE, LAND RESTORATION, SAND PITS, MAN-MADE FOREST, SURVIVAL ABILITY, SCOTCH PINE

Актуальность. Степень нагрузки на экологические системы, к которым относятся лесные насаждения, возрастает. Это заставляет осуществлять поиск новых направлений получения древесины, сохраняя при этом естественные леса. Во многих странах мира основным источником получения древесины стали лесные плантации, данное направление перспективно для условий России. Плантации могут создаваться кроме лесных, на рекультивируемых землях, грунты которых пригодны для выращивания древесных растений. Лимитирующим рост фактором в

данных условиях является низкое плодородие почвогрунтов, представленных материнской породой. Применение для повышения плодородия почвы и выращивания лесных плантаций нетрадиционных органических удобрений на основе органических отходов (НОУ), апробированных при выращивании посадочного материала хвойных пород в питомниках [1-4],будет решать несколько взаимосвязанных эколого-лесоводственных проблем. Позволит уменьшить объемы складирования отходов производства и вовлечь нарушенные земли в хозяйственный оборот, снижая тем самым их негативное воздействие на окружающую среду. Выращивание древесины на плантациях даст возможность снизить пресс воздействия на естественные леса, которые выполняют важные средозащитные и средостабилизирующие функции.

Введение. Мощность средств воздействия на природную среду удваивается через каждые 12-15 лет, причем ее деградация происходит быстрее, чем природные процессы восстановления нарушенных экосистем. Поэтому разработка и совершенствование методов биогеоценологических (экологических) исследований и оценки состояния элементов природной среды с учетом их последующего восстановления приобретают все более актуальное значение [5].В связи с интенсивным вторжением промышленности в природные экологические системы и образованием техногенных местообитаний возрастает значимость и актуальность исследований, связанных с реабилитацией нарушенных земель и восстановлением их биологической активности. Процесс преобразования техногенных экосистем в устойчивые и продуктивные культурные ландшафты требует знания особенностей их функционирования, определяемых технологиями формирования техногенного объекта и создания искусственных древостоев.

Цель работы. Основная задача исследований в области рекультивации нарушенных земель состоит в обосновании возможности преобразования техногенных комплексов в устойчивые и продуктивные культур фитоценозы. Следует при этом отметить многоплановость задач, подлежащих изучению на всех

этапах формирования и развития искусственно создаваемых древостоев целевого назначения. К таким задачам относятся: способы создания насаждений, их структура и производительность, особенности функционирования и динамика их во времени, повышение производительности с использованием отходов промышленности, которые в свою очередь являются источником загрязнения экосистем.

Основные задачи, решаемые в процессе выполнения исследований,

заключались в следующем:

1. Исследовать роль нетрадиционных удобрений в активизации процессов почвообразования песчаных грунтов на карьерных выемках на этапе биологической рекультивации.

2. Проанализировать влияние сроков хранения нетрадиционных удобрений на основе органических отходов на их удобрительную ценность и способность повышать плодородие грунтов.

3. Выявить влияние внесения нетрадиционных удобрений на состояние и рост создаваемых лесных плантаций сосны обыкновенной на начальных этапах роста.

4. Доказать возможность и целесообразность применения нетрадиционных удобрений при плантационном лесовыращивании сосны на песчаных грунтах выработанных карьеров.

5. Оценить перспективы выращивания лесосырьевых плантаций сосны обыкновенной на карьерах по добыче песка при их рекультивации.

Техника эксперимента и методика исследования. Испытания проводились на рекультивируемом карьере, вышедшем из-под добычи строительного песка, расположенного в Усть-Кундышском участковом лесничестве Куярского лесничества Республики Марий Эл. Почва карьера характеризуется как подзолистая песчаная на древнеаллювиальных песках. По данным почвенных анализов, выполненных под руководством доцента кафедры экологии и почвоведения И.И. Митяковой, уровень грунтовых вод располагается на глубине 150 см.

Для испытания в песчаные грунты были внесены удобрения на основе осадков сточных вод очистных сооружений канализации (ОСК) г. Йошкар-Олы и опилок (соотношение компонентов 1,4:1 по массе) со сроками хранения в буртах в течение 3 и более 5 лет в дозах 60 и 120 т/га. В качестве контроля были оставлены участки без внесения мелиорантов. Размер каждой повторности составлял 10x5 м. Каждый вариант был продублирован в трехповторносгях. В последующем данный участок был обработан комбинированным почвенным агрегатов КПА-2,2 на глубину 18 см, что позволило равномерно перемешать органический компонент с песком.

Согласно агрохимическим показателям, приведенным в таблице 1, нетрадиционные удобрения отличаются высокой зольностью, слабокислой реакцией солевого раствора, низким содержанием азота и калия, высоким - фосфора. Наблюдается тенденция увеличения содержания макроэлементов в НОУ с увеличением срока их хранения в буртах с 3 до 5 лет.

Таблица 1. - Агрохимическая характеристика нетрадиционных органических удобрений

Срок хранения НОУ Зольность, % рНС0Л Содержание, мг/100 г.

ЫН4 р205 к2о

3 года 16,0 5,7 3,97 31,10 1,45

5 лет 44,7 6,1 7,32 70,00 16,67

В 2011 году на экспериментальном участке были высажены 2-хлетние сеянцы сосны обыкновенной с рядовым размещением по схеме 2,5*0,5 м с последующим выращиванием культур для получения целевой древесины. За ними в течение трех лет осуществлялся мониторинг и проводилось ежегодное обследование и исследование со сплошным перечетом культивируемых растений и измерением их биометрических показателей.

Исследования водно-физических, агрохимических свойств грунтов и их биологической активности выполнены на кафедре экологии и почвоведения ПГТУ под руководством доцентов И.И. Митяковой и О.В. Малюты. Для получения сравнительной характеристики были исследованы почвенные условия прилегающего к карьерной выемке ненарушенного участка приспевающего соснового древостоя с типом лесорастительных условий А\.

Материалы полевых исследований были обработаны методам ивариационной статистики и дисперсионным анализом.

Интерпретация результатов и их анализ.

Грунты исследуемого карьера по добыче песка по своим физико-механическим и агрохимическим свойствам близки к характеристикам горизонтов ненарушенных лесных почв борового ряда на глубине расположения 20-25 см (табл.2). Низкое содержание элементов питания, отсутствие верхнего, удаленного в процессе добычи песка гумусового горизонта, делает более затруднительным и замедленным почвообразовательный процесс и снижает потенциальные возможности древесных растений. Это, несомненно, будет являться сдерживающим рост древесных растений фактором, преодолеть который можно мелиоративными мероприятиями, в частности, внесением нетрадиционных удобрений.

Применение нетрадиционных удобрений для рекультивации песчаных грунтов карьеров решает сразу три важных экологических проблемы: восстанавливает биологический потенциал выработанных карьеров и активизирует процессы продуцирования органического вещества, вовлекает в биологический круговорот отходы производства органического происхождения, обеспечивает получение дополнительных площадей для выращивания древесных насаждений, роль которых в улучшении экологической ситуации регионов очень велика.

Таблица 2 - Физико-химические свойства почв на исследуемых участках

Г оризонт Глубина взятия образца, см Гумус, % Г идролитическая кислотность, мг.экв. /100 г почвы Подвижные рНксі

р2о5, мг/100 г к20, мг/100 г

Ненарушенный участок (ТЛУ А1? древостой сосны, 65 лет, полнота 0,7)

Ао 0-3 96,26* 45,5 12,4 80,0 3,63

А1А2 3-6 1,48 7,88 0,6 1,5 3,28

а2в 9-14 0,98 2,98 0,5 0,8 3,81

Ві 25-45 - 1,58 2,7 0,8 4,62

В2 60-80 - 1,58 2,2 0,8 4,52

В3 90-110 - 1,58 1,0 1,2 4,40

С 120-140 - 1,23 1,0 1,2 4,46

Дно карьерной выемки

I 0-20 0,72 0,70 1,2 1,7 4,71

С1 50-70 - 1,05 1,22 1,4 4,73

С2 100-120 - 0,70 1,7 1,3 4,18

* - органическое вещество (потеря при прокаливании), %

Итак, песчаные грунты на дне карьерной выемки отличаются практически отсутствием гумусового слоя, крайне низким содержанием доступных растениям солей фосфора и калия, среднекислой реакцией почвенного раствора.

По плотности сложения и влажности лесные почвы ненарушенного сложения и грунты песчаного карьера значительно различаются между собой (табл.З).

Таблица 3 - Физические свойства почвы

Показатель Ед. изме-р ения Наименование участка Глубина отбора образца, см

0-10 10-20 20-30

Влажность % Ненарушенный участок леса 8,44 1,88 2,58

Дно карьерной выемки 0,51 2,88 2,77

Плотность г/см3 Ненарушенный участок леса 1,00 1,49 1,50

Дно карьерной выемки 1,48 1,54 1,66

Наибольшие различия наблюдаются по плотности сложения на глубине 10-20 см, где она в 1,5 раза выше у песчаных грунтов в сравнении с лесными почвами. По-видимому, это объясняется большой глубиной выемки грунта, естественным сложением материнской породы, и влиянием технологического процесса добычи песка. Длительное неоднократное перемещение тяжелой техники по дну карьерной выемки способствует увеличению плотности на глубину как минимум 30 см. Отмечается пересыхание верхнего 10-см слоя грунта карьера из-за отсутствия растительного покрова и незначительное увеличение влажности нижележащих горизонтов. Как установлено исследованиями НаШк (1973), в условиях почв легкого гранулометрического состава в 8-10-летнем возрасте корневая система сосны приникает на глубину 70-80 см, т.е. улучшенные условия влагопотребления сосна может использовать лишь после 10-летнего возраста [6].

Через год после внесения НОУ в верхнем слое существенно увеличилось содержание фосфора, которого в удобрениях на основе осадков сточных вод содержится достаточно много [7] .В мелиорированных НОУгрунгах доступные растениям соли фосфора увеличиваются при дозе 60 т/га в 1,8-2,7 раз, с увеличением дозы в 2 раза - в 3,6-3,8 раз(табл.4). С повышением времени хранения НОУ до 5 лет наблюдается тенденция снижения фосфора в мелиорируемой почве.

Таблица 4 - Влияние внесения нетрадиционных органических удобрений на агрохимические показатели песчаного грунта______________________________________________________________

Вариант опыта Доза внес., т/га Органика, % рНсол. Содержание, мг/100 г.

N03- Щ+ к2о р205

контроль 0 0,59 6,98 0,75 0,76 2,0 3,52

НОУ-3 60 0,77 6,93 0,98 1,11 1,5 9,36

120 1,16 6,85 0,42 0,19 1,5 13,20

НОУ-5 60 1,38 7,08 1,18 0,64 1,5 6,16

120 1,17 6,80 2,35 1,06 2,0 11,78

Реакция среды во всех вариантах была близка нейтральной и не снижалась менее 6,8. Содержание обменного азота, хотя и увеличилось, но осталось на низком уровне во всех вариантах. Доступных растениям солей калия в почве не возросло, а в некоторых вариантах с проведенной мелиорацией НОУ даже снизилось. Это согласуется с ранее проведенными исследованиями, в которых выявлено низкое содержание этого элемента в исходных компосгах на основе отходов производства [1-3].

Таким образом, мелиоративное воздействие нетрадиционных удобрений заключается в увеличении органического вещества и содержания зольных элементов, в том числе подвижных форм элементов минерального питания растений.

Целлюлозоразлагающая активность песчаных грунтов карьера даже без проведения мелиорации оказалась выше по сравнению с почвами лесной среды (табл.5). Проведение мелиорации с использованием нетрадиционных удобрений позволило повысить все исследуемые виды биологической активности, что достоверно доказано дисперсионным анализом.

Таблица 5 - Биологическая активность песчаных почв на объектах исследования

Показатель биологической активности почвы Лесная песчаная почва (АО Песчаный грунт без мелиорации Мелиорация НОУ НСР05

НОУ-5 НОУ-3

Целлюлозоразлагающая 13,67 27,67 44,05 34,82 14,94

Аммонифицирующая 7,33 6,67 7,50 7,83 0,72

Протеазная 0,71 0,51 1,36 1,11 -

Целлюлозоразлагающая и аммонифицирующая активность песчаных грунтов после внесения НОУ оказалась достоверно выше показателей почвы контрольного варианта. Так, интенсивность разложения органического вещества увеличилась на 7,2-17,6 % по сравнению с неудобренным песчаным грунтом карьера, и на 21,1-30,6% в сравнении с лесной почвой. С внесением НОУ кислотность в результате разложения мочевины достоверно увеличилась независимо от сроков хранения компоста на 0,8-1,2, что объясняется более интенсивной деятельностью аммонифицирующих микроорганизмов.

На дне карьера через год после внесения НОУ были посажены 2-летние сеянцы сосны обыкновенной с цепью выращивания из них лесных плантаций с последующим получением целевой древесины. За создаваемыми культурами, начиная с 2011 года, проводился ежегодный мониторинг.

Культуры сосны находятся в стадии приживания, отражая период адаптации к условиям роста на песчаных грунтах карьерной выемки. Влияние внесения нетрадиционных удобрений на приживаемость культур сосны на второй и третий годы после посадки не отмечено, что подтверждается данными дисперсионного анализа и более низким фактическим Р-критерием по сравнению с табличным (табл. 6). Приживаемость растений во всех вариантах была выше 90%, что объясняется в большей степени благоприятными погодными условиями после посадки.

Таблица 6 - Влияние нетрадиционных удобрений на приживаемость культур сосны

Вариант опыта Приживаемость, %

2011 г. 2012 г.

60 т/га 120 т/га 60 т/га 120 т/га

НОУ-3 98,8 97,3 96,8 94,4

НОУ-5 97,9 97,7 93,9 90,4

Контроль 96,2 96,2 92,7 92,7

НСРоз 3,17 3,69 7Д5 7,88

Трасч=6,94 2,19 0,57 1,3 1,02

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Доля древесных растений с четкими признаками здоровых выше на участках с применением НОУ с трехлетним сроком компостирования по сравнению с неудобренным вариантом (рис. 1). В вариантах с внесением нетрадиционного мелиоранта, независимо от срока хранения отмечается меньше пустых мест и усохших растений.

80 60 40 20 0

НОУ-5,60 т/га НОУ-5,120 т/га НОУ-3,60 т/га НОУ-3,120 т/га Контроль

Рисунок. 1.- Состояние культур сосны на экспериментальном участке

В двухлетнем возрасте создаваемые культуры сосны по высоте не отличались, что объясняется периодом приспособления растений к почвенно-экологическим условиям на карьере. Достоверное увеличение высоты сосны по сравнению с контрольным вариантом зафиксированы на третий год роста в вариантах с внесением НОУ 5-летнего срока хранения (Рис. 2).

Наблюдается достоверное, подтвержденное более высоким в сравнении с табличным критерием Стъюденга, увеличение темпов роста сосны обыкновенной в высоту. Так, в вариантах с внесением НОУ прирост сосны за год составил 9,5-11,6 см, в то время как на неудобренных участках всего 7,9 см.

Таким образом, влияние нетрадиционных удобрений на рост сосны обыкновенной проявилось в трехлетнем возрасте, наибольший мелиоративный эффект отмечен при внесении

НОУ с 5-летним сроком хранения в дозе 120 т/га.

Примечание:

к

- срок хранения НОУ 5 лет; Шм - срок хранения НОУ 3 года; - ошибка среднею (Хер. -пь);

I"

- линейные размеры саженцев сосны на участках без внесения НОУ (Хср.+Шх);

Рисунок. 2 - Влияние периода хранения нетрадиционных удобрений на высоту культивируемых растений сосны обыкновенной в трехлетних культурах

Дополнительное внесение органики в песчаные грунты создает благоприятные условия для развития травянистого покрова, появление и разложение которого будет способствовать активизации биологических процессов накопления органики.

С внесением нетрадиционных мелиорантов обогащается видовой состав растительности. Так, если не неудобренных участках встречается 8 видов растений, то с внесением НОУ количество видов увеличивается от 9 до 15. Внесение мелиоранта на основе ОСВ и опила с трехлетним периодом хранения позволило увеличить количество видов на 1-3, а с пятилетним - в 1,6-1,9 раз. Травянистая растительность представлена в основном тремя семействами - осоковыми, бобовыми и сложноцветными. Единично встречаются лютиковые, кипрейные, фиалковые, розовоцветные, крестоцветные, хвощевые, злаки (рис. 3).

Представленность семейства бобовых, среди которых встречаются как лесные представители - ракитник русский (СЬатаесу^штЙгётсш), так и луговые - клевер ползучий

(ТпАзНитгерепБ) и клевер луговой (Тп1Ъ1ш1прга1ёп8е), выше на мелиорируемых площадях.На участках с внесением НОУ произрастает люпин многолистный (Ъиртшро^ЬуПш), который появился вследствие заселения имудобрений на площадке компостирования. Растения азотфиксаторы из семейства бобовых гарантируют поступление в рекультивируемые грунты доступных древесным растениям форм азота. В растительном покрове участков без внесения НОУ встречается ракитник русский.

100%

90%

80%

70%

60%

50%

40%

30%

20%

10%

0%

НОУ- НОУ- НОУ- НОУ- Контроль

5,60 т/га 5,120 3,60 т/га 3,120

т/га т/га

Рис.З. Влияние внесения НОУ на встречаемость семейств травянистых растений

Семейство Сложноцветные представляют такие виды, как кульбаба осенняя (ЪеойоёопаийиппаКз), бородавник обыкновенный {ЬорБОпосоттиЫБ /..), ясгребинка постенная (НИегааиттигогитЬ.), бодяк полевой (Огаитагуеше), скерда кровельная (СгерБ1ес1:ош1пЬ.), цикорий обыкновенный (СюЬопшгшйуЬш), одуванчик лекарственный (ТагахасштюШста1е). Причем, на участках с внесением нетрадиционного мелиоранта преобладают скерда кровельная, ясгребинка постенная, кульбаба осенняя, люпин многолистный, клевер ползучий. На неудобренных участках доминируют скерда кровельная и ясгребинка постенная. Осока дернистая (Сагехсезрйоза), которая относится к растениям-индикаторам, отражающим близкое расположение грунтовых вод, встречается отдельными куртинами как на удобренных участках, так и на контроле.

На участках, модифицированных ком постам и на основе ОСВ и опила, была произведена оценка биологического многообразия при помощи индексов биооразнообразия и

индекса выровненносги Пиепу в сообщесгве(табл. 7).

Таблица 7 - Характеристика биоразнообразия растительного покрова песчаных грунтов в ___________зависимости от внесения нетрадиционных органических удобрений________________

Вариант Доза внесения, т/га Значение индексов Проективно е покрытие, %

Индекс Маргалефа Индекс Шеннона Индекс Симпсона Индекс Пиелу

Контроль 0 1,86 1,99 0,17 0,90 41,5

НОУ-5 60 3,09 2,01 0,16 0,87 65,1

120 3,41 2,08 0,15 0,81 61,2

НОУ-3 60 2,03 1,73 0,28 0,83 52,5

120 2,52 1,95 0,20 0,78 53,9

Ррасч 3,48 31,47 9,37 10,13 6,49

НСРоз 0,37 0,14 0,05 0,06

Среднее количество видов растений достоверно выше на участках с внесением компостов 5-летнего и 120 т/га 3-летнегосрока хранения, что подтверждается индексом Маргалефа, характеризующего видовую насыщенность. С увеличением видового многообразия увеличивается индекс Шеннона на участках с внесением нетрадиционных удобрений. Индекс Шеннона принимает максимальное значение при равенстве долей всех видов в сообществе, т.е. при максимальной выравненное™. Индекс выравненное™ Пиепу, рассчитываемый по индексу Шеннона, является показателем выравненное™ сообщества. Чем ближе значение индекса к единице, тем выше выравненность. Значения индексов Симпсона и Пилу свидетельствуют о равенстве участия всех видов растений на участках с внесением НОУ-3 и НОУ-5. Проективное покрытие травянистой растительностью на участках с внесением НОУ увеличивается на 11-23,6%.

Заключение и выводы

Использование для выращивания лесных плантаций сосны обыкновенной площадей выработанных карьеров по добыче песка вполне целесообразно, т.к. по водно-физическим свойствам грунты близки песчаным почвам и соответствуют биологическим потребностям сосны обыкновенной. На этих площадях нет необходимости в проведении таких агроприемов, как подготовка площади. Единственным сдерживающим фактором следует признать низкое

плодородие грунтов, поэтому особое внимание следует уделить его повышению.

Улучшить агрохимические свойства песчаных грунтов карьеров возможно использованием нетрадиционных удобрений на основе осадков сточных вод и опила. Данные виды удобрений отличаются низкой стоимостью и высокой мелиоративной способностью, апробированной при выращивании сеянцев хвойных пород в питомниках. Их использование при выращивании целевых насаждений сосны для производства древесины на выработанных карьерах экологически оправданно, поскольку существует меньшая опасность включения отходов в пищевую цепочку.

Процесс восстановления биологической продуктивности нарушенных земель очень длительный и внесение органики может стать своеобразным катализатором этого процесса. Вместе с нетрадиционными удобрениями в песчаные почвы поступает органическое вещество, азот и фосфор. За счет высокого содержания растворимых форм фосфора в удобрении происходит существенное обогащение почвы эти элементом. Поступление в почву органики влечет за собой не только увеличение доступных форм питательных веществ, но и создает благоприятные условия для их усвоения древесными растениями.

Улучшаются условия для активизации биологических процессов в рекультивируемых песчаных грунтах, что подтверждается показателями биологической активности почв. Так, интенсивность разложения органического вещества увеличилась на 21,1-30,6% по сравнению с лесной почвой и на 7,2-17,6 - по сравнению с неудобренным песчаным грунтом карьера. С внесением НОУ аммонифицирующая активность достоверно увеличилась на 0,8-1 Дед. pH независимо от сроков хранения компоста.

Установлено, что на водно-физические и агрохимические свойства грунтов в большей степени влияет доза внесения, чем срок хранения нетрадиционного удобрения. Более продолжительный период компостирования способствует накоплению семян травянистой растительности в НОУ, что повышает биоразнообразие почвенного покрова песчаных грунтов.

Приживаемость создаваемых культур сосны на рекультивируемых землях оказалась достаточно высокой, превышающей 90% на всех экспериментальных участках, что является

результатом благоприятно сложившихся после посадки погодных условий и своевременно выпавшими осадками. Между тем, в вариантах с внесением нетрадиционного мелиоранта независимо от срока хранения меньше усохших растений и пустых мест.

Вместе с органическим веществом в песчаную почву попадают семена травянистых растений, в результате чего обогащается видовой состав, увеличивается проективное покрытие в вариантах с НОУ. Увеличение в составе травяного покрова растений семейства бобовых будет способствовать увеличению доступных форм азота.

Обогащение растительного покрова новыми видами растительности, увеличение проективного покрытия защищает поверхность почвы от иссушения, обогащает ее органикой, повышает биологическую активность, стимулирует процессы почвообразования. Это в конечном итоге способствует лучшей приживаемости и сохранности сосны обыкновенной и интенсифицирует ее рост.

Таким образом, внесение нетрадиционных удобрений в песчаный грунт способствует увеличению содержания органики, азота и особенно фосфора, что подтверждает эффективность и целесообразность их использования при выращивании плантационных культур сосны на выработанных карьерах по добыче песка. Наблюдения за состоянием культур сосны на данных экспериментальных участках будут продолжены.

Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства образования и науки Российской Федерации по государственному контракту № 16.515.11.5053 в рамках ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2013 годы» и государственному заданию на выполнение НИР.

Список литературы

1. Нуреева, Т.В. Выращивание сеянцев сосны с использованием гидролизного лигнина на

почвах легкого гранулометрического состава лесного Марийского Заволжья: Автореф.

дис......канд. с.-х. наук,- Йошкар-Ола: МарГТУ, 1998.-22 с.

2. Мухортов, Д.Н Выращивание лесопосадочного материала с использованием гидролизного лигнина и иловых осадков на дерново-подзолистых суглинистых почвах Марий Эл :Автореф. дис. ... канд. с.-х наук:

06.03.01 / Йошкар-Ола МарГТУ, 1999.-21 с.

3. Романов, Е.М. Выращивание сеянцев древесных растений: биоэкологические и

агротехнологические аспекты: Научное издание,- Йошкар-Ола: МарГТУ, 2000,- 500 с.

4. Романов, Е.М. Использование органических отходов в лесном хозяйстве / Е.М. Романов, Д.И. Мухортов // Вестник Марийского государственного технического университета. Серия «Лес. Экология. Природопользование». 2007. № 1. С. 22-29.

5. Сметанин, В. ИРекультивация и обустройство нарушенных земель /В. И. Сметанин. — М.: Колос, 2000. — 96 с.

6. Hallik, J. Metsakultuuridejuurestikusttasadatudpolevkivikaijaaridel / J.Hallik,//Metsanduslkud Uurimused.-1973.- Kd.10.-Lk. 186-199.

7. Романов, E.M., Нуреева Т.В. Эффективность применения НОМУЛП в качестве мелиорантов дерново-подзолистых песчаных и су песчаных почв///Лесн. хоз-во.- 1997.-№1.-С.30-32.

References

1. Nureeva, T.V. Vyrashhivanie sejancev sosny s ispol'zovaniem gidroliznogo lignina na pochvah

legkogo granulometricheskogo sostava lesnogo Marijskogo Zavolzh'ja: Avtoref. dis......kand. s.-h. nauk.-

Joshkar-Ola: MarGTU, 1998.-22 s.

2. Muhortov, D.I. Vyrashhivanie lesoposadochnogo materiala s ispol'zovaniem gidroliznogo lignina i ilovyh osadkov na demovo-podzolistyh suglinistyh pochvah Marij Jel :Avtoref. dis. ... kand. s.-h. nauk:

06.03.01 / Joshkar-Ola MarGTU, 1999. - 21 s.

3. Romanov, E.M. Vyrashhivanie sejancev drevesnyh rastenij: biojekologicheskie i

agrotehnologicheskie aspekty: Nauchnoe izdanie.- Joshkar-Ola: MarGTU, 2000,- 500 s.

4. Romanov, E.M. Ispol'zovanie organicheskih othodov v lesnom hozjajstve / E.M. Romanov, D.I. Muhortov // Vestnik Marijskogo gosudarstvennogo tehnicheskogo universiteta. Serija «Les. Jekologija. Prirodopol'zovanie». 2007. № 1. S. 22-29.

5. Smetanin, V. I.Rekul'tivacija i obustrojstvo narushennyh zemel' /V. I. Smetanin. — М.: Kolos, 2000. — 96 s.

6. Hallik, J. Metsakultuuridejuurestikusttasadatudpolevkivikarjaaridel / J.Hallik,//Metsanduslkud Uurimused.-1973.- Kd.10.-Lk. 186-199.

7. Romanov, E.M., Nureeva T.V. Jeffektivnost' primenenija NOMULP v kachestve meliorantov demovo-podzolistyh peschanyh i su^peschanyh pochv///Lesn. hoz-vo.- 1997.-№1.- S.30-32.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.