CC BY
21
УДК 57(470.323.1-21)
ДИНАМИКА ЕСТЕСТВЕННОГО ЗАРАСТАНИЯ ТЕХНОГЕННОГО ЛАНДШАФТА ТЭЦ-1 Г. КУРСКА КАК ФАКТОР СНИЖЕНИЯ АНТРОПОГЕННОЙ НАГРУЗКИ*
ПАНОВА Е.Н.,
аспирант кафедры экологии, садоводства и защиты растений, ФГБОУ ВО Курская ГСХА, тел. 8 920 705 67 95, e-mail: maxpanov-univer@mail.ru.
Реферат. В статье описано естественное сообщество растений, произрастающих на техногенном ландшафте тепловой электроцентрали № 1 (ТЭЦ-1) города Курска. Описано географическое расположение золо-отвала ТЭЦ-1. Приведён агрохимический анализ изучаемого субстрата и содержание в нём тяжелых металлов. Названы виды мхов, выявленные на золоотвале. Дана краткая характеристика доминирующего вида растения, произрастающего на золоотвале, - тростника обыкновенного (Phragmites australis), а также динамика густоты стояния его побегов. Установлено, что преобладают травы семейства астровые. Широко представлен сорно-рудеральный комплекс, состоящий из мари белой, щирицы запрокинутой, пырея ползучего, чертополоха курчавого, что характеризует экологическую устойчивость отмеченных видов, связанную с их биологическими особенностями. Из культурных растений очаговый характер распространения отмечен у лисохвоста, мятлика, клевера, земляники. Приведены основные геоботанические характеристики (количество растений на 1 м2, видовая насыщенность, проективное покрытие, коэффициент рассеивания, коэффициент пестроты сложения, коэффициент дисперсности) фитоценозов, сформировавшихся на обследованном техногенном ландшафте, а также биометрические показатели особей подорожника большого (Plantago major) разных возрастных состояний. Указаны основные деревья и кустарники, встречающиеся в зоне техногенного ландшафта. Приведена оценка состояния деревьев (дуб черешчатый, берёза обыкновенная, тополь белый, ольха европейская) по результатам перечета. Рассмотрено соотношение отдельных частей растений у лещины обыкновенной и берёзы обыкновенной.
Ключевые слова: естественная растительность, мох, агрохимические показатели, тростник обыкновенный, плотность популяции, сорняк, геоботаническая характеристика, биометрические показатели, биоморфологические признаки.
THE DYNAMICS OF THE NATURAL GROWTH OF TECHNOGENIC LANDSCAPE CHPP-1 G. KURSK AS THE FACTOR OF REDUCTION OF ANTHROPOGENEOUS LOAD
PANOVA E.N.,
aspirant, the department of Ecology, gardening and plant protection, Kursk state agricultural Academy, tel. 8 920 705 67 95, e-mail: maxpanov-univer@mail.ru.
Essay. The article describes the natural community of plants growing in man-made landscape of heat and power plant No. 1 (CHPP-1) of the city of Kursk. The geographical location of the ash dump of CHPP-1 is described. The agrochemical analysis of the substrate under study and the content of heavy metals are presented. The species of mosses identified in the ash dump. A brief description of the dominant species of the plant growing on the ash dump is given - common reed (Phragmites australis), as well as the dynamics of the density of its shoots. It was found that the predominant herbs of the Aster family. Widely represented weed-ruderal complex, consisting of Marie white, amaranth thrown back, couch-grass, creeping things, thistles curly, what characterizes the environmental sustainability of the species associated with their biological characteristics. Among cultural plants, the patchy distribution pattern observed in foxtail, bluegrass, clover, wild strawberries. The main geobotanical features (number of plants per 1 m2 species richness, projective cover, coefficient of dispersion, coefficient of variegation of addition, index of dispersion) of phytocenoses formed on the study of technogenic landscapes and biometrics species of plantain (Plantago major) of different age States. The main trees and shrubs found in the zone of technogenic landscape are indicated. The assessment of the state of the trees (English oak, common birch, white poplar, European alder) according to the results of the enumeration. The correlation between the separate parts of plants of common hazel, and common beech.
Key words: natural vegetation, moss, agrochemical indicators, common reed, population density, weed, geobotanical characteristics, biometric indicators, biomorphological features.
*Работа выполнена при поддержке фонда Бортника (программа У.М.Н.И.К.) договор №12155ГУ/2017.
Введение. По данным Всероссийского теплотехнического научно-исследовательского института, при сжигании твёрдых видов топлива ежегодно образуется 40-50 млн т золошлаковых материалов (ЗШМ), при этом большая их часть попадает в золо-отвалы [1]. К концу 2001 г. в золоотвалах, расположенных на территории России, находилось около 1,2 млрд т ЗШМ [2].
Изучение естественной растительности техногенных ландшафтов является основой при разработке рекультивационных мероприятий и создании защитных зеленых насаждений на примыкающих территориях предприятий теплоэнергетики [3, 4, 5].
В Курской области одним из отработанных золо-отвалов является золоотвал ТЭЦ-1, который способствует загрязнению воздушного и водного бассейнов и изменению химико-минерального состава почвы. Золошлаковые отходы создают опасность загрязнения окружающей среды содержащимися в них токсичными веществами и тяжелыми металлами. Золо-отвал способствует возникновению техногенных ландшафтов и условий развития антропогенно-преобразованных почв. В зоне воздействия золоот-вала формируется неблагоприятная экологическая ситуация из-за пылеобразования, а также вымывания компонентов золы, попадания их в почву и подземные воды, что, в свою очередь, оказывает негативное воздействие на растительность (пыль, покрывающая листья растений, препятствует нормальному протеканию фотосинтеза и дыхания, вызывает ожоги, некроз, преждевременное отмирание листьев, ускоряет прохождение вегетационного периода и тормозит их рост и т.д.) и здоровье человека (аллергия, бронхиты, заболевания верхних дыхательных путей, онкология лёгких и т.д.). При сильном ветре превышение ПДК золы в воздухе может иметь место до 4 км от золоот-вала. При выпадении кислотных дождей интенсифицируются процессы растворения ЗШМ, в результате чего, ещё больший объём опасных для жизни человека веществ проникает в водоёмы.
Естественная растительность, как наиболее устойчивая к загрязнению, играет особенно важную защитную роль, являясь неотъемлемой частью универсального фитофильтра, первым биохимическим барьером на пути техногенных выбросов, а также несет на себе значительную рекреационную и эстетическую нагрузку [6]. Сформировавшиеся в процессе самозарастания отвалов фитоценозы - результат сложного взаимодействия зонально-климатических и конкретных экологических условий (чем они благоприятнее, тем ближе к зональному типу происходит образование фитоцено-зов).
Цель исследований - изучить динамику процессов естественного зарастания золоотвала ТЭЦ-1 города Курска травянистой и древесно-кустарниковой растительностью, что является фактором снижения антропогенной нагрузки.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
1. Провести агрохимический анализ исследуемого субстрата.
2. Исследовать естественную растительность золо-отвала ТЭЦ-1 г. Курска.
3. Изучить динамику густоты стояния побегов тростника обыкновенного.
4. Изучить биометрические показатели особей подорожника большого.
5. Произвести оценку состояния деревьев (дуб, берёза, тополь, ольха).
6. Соотнести отдельные части растений лещины обыкновенной и берёзы обыкновенной, произрастающих в условиях техногенного ландшафта ТЭЦ-1.
Материал и методика исследования является техногенный ландшафт ТЭЦ-1 города Курска и произрастающая на нём естественная растительность. Инфраструктура ТЭЦ-1 находится в Сеймском округе г. Курска. Мощности данного предприятия энергетики были запущены в 1955 году, с которого можно отсчитывать также и возраст прилегающего к нему техногенного ландшафта. К западу от золоотвала на левобережье реки Сейм расположен водоем искусственного происхождения, который используется для разведения рыбы. К востоку находятся два антропогенных водотока (холодный и тёплый каналы), созданных для работы ТЭЦ. По периметру золоотвал ограничен лесными насаждениями, с северной стороны - луг. Рядом расположены мощности ТЭЦ-1, завод резинотехнических изделий, городская свалка и комплекс теплиц. Присутствие систематической деятельности по выращиванию продовольствия вблизи промышленных отвалов ещё раз наглядно обосновывает необходимость мероприятий по восстановлению и поддержанию растительного покрова нарушенных земель. Площадь, занимаемая отходами ТЭЦ, составляет свыше 80 га.
В качестве объектов наблюдения были выбраны травянистые растения, древесно-кустарниковые, мхи и лишайники, т.к. они играют наибольшую роль в зарастании нарушенных земель. Роль трав различных жизненных форм может меняться за период наблюдения.
Отбор проб почвы и подготовка их для анализов осуществлялась в соответствии с требованиями ГОСТа 14.4.4.02-84 «Охрана природы. Методы отбора и подготовки проб для химического, микробиологического и гельминтологического анализа». Отбор проб почв проводился методом конверта. На каждой исследуемой площадке было отобрано пять образцов. Затем образцы с площадки были смешаны и получены репрезентативные (смешанные) образцы, дающие представление об исследуемой площадке. Образцы почвы отбирались в стерильные пергаментные пакеты. Каждый образец сопровождался этикеткой, где указывали дату взятия образца, район участка и глубину. Для взятия пробы почвы стерильным ножом (ГОСТ 23707-79) снимали верхний слой почвы (1,5-2,0 см), который может быть загрязнён посторонней микрофлорой. Далее лопатой (по ГОСТу 19596-87) отбирали 100-200 г почвы и помещали в стерильный пергаментный пакет. Разрез закладывали непосредственно перед отбором образцов. Образцы почвы, в которых изучали содержание тяжёлых металлов, высушивались при 105°С в течение часа. Рабочие образцы почвы измельчались до состояния пудры.
При изучении естественного зарастания золоот-вала применялись общепринятые методики биогео-ценотических и лесохозяйственных исследований [7]. Для более детального описания травянистых фи-тоценозов на техногенном ландшафте закладывалось 15 учетных делянок площадью 1 м2. Контуры пробных площадок устанавливали при помощи колышков и шпагата. Местоположение каждой пробной площадки наносили на карту-схему. Определяли видо-
2
вой состав, количество растений на 1 м , видовую насыщенность, проективное покрытие, коэффициент рассеивания, коэффициент пестроты сложения, коэффициент дисперсности, биомассу (надземную и подземную). Для оценки обилия вида использовалась шкала Друде и ее соответствие количеству особей на единицу площади и величине проективного покрытия вида (таблица 1).
Геоботанические описания и последующие уточнения естественного зарастания проводились в июне - августе, в период активной вегетации большинства групп растительности. Растения определялись соответственно флоре европейской части России [8].
Результаты исследования. В качестве пионеров зарастания техногенных субстратов часто выступают мхи и лишайники, являющиеся чуткими индикаторами состояния окружающей среды и пригодности ландшафта к биологическому освоению [9]. На техногенном ландшафте ТЭЦ-1 г. Курска выявлено 3
вида мхов: Leptobrium pyriforme, Bryum creberrimum, Fuñaría hygrometrica. Их рост становится наиболее интенсивным в конце лета. В конце августа температура воздуха понижается, а количество выпадающих осадков по сравнению с июнем - июлем увеличивается. Это приводит к увеличению влажности поверхностного слоя золы и стимулирует рост мхов.
Распределение растений в природе связано преимущественно с требовательностью видов к гранулометрическому и химическому составу субстрата и его увлажнению. Нами был проведён агрохимический анализ субстрата техногенного ландшафта ТЭЦ-1 (таблица 2).
Результаты анализа показали, что содержание органического углерода в субстрате золоотвала превышает фоновое значение на расстояние до 800 м, водородный показатель свидетельствует о слабощелочной реакции почвенной среды, очень низкое содержание легкогидролизуемого азота (24-35 млн-1), содержание подвижного фосфора превышает фоновые показатели в два раза, содержание обменного калия высокое (317±32-1). Данный субстрат является благоприятным для залужения.
Также было определено содержание подвижных форм тяжёлых металлов (меди, цинка, марганца, свинца, кадмия, никеля, кобальта) методом сухого озоления с обработкой HNO3 (1:1) и Н2О2 (конц.) (таблица 3).
Таблица 1 - Шкала оценок обилия видов по Друде
Шкала по Друде Количество особей на единицу площади Проективное покрытие вида, %
Sociales Более 100 особей на 1 м2 Свыше 70
Copiosae3 10-100 особей на 1 м2 50-70
Copiosae2 Не более 10 особей на 1 м2 25-50
Copiosael 10-100 особей на 100 м2 12,5-25
Sparsae Не более 10 особей на 100 м2 5-12,5
Solitariae 10-100 особей на 1 га Менее 5
Unicum Встречаются не в каждых 100 м2
Таблица 2 - Агрохимические показатели субстрата техногенного ландшафта ТЭЦ-1 г. Курска
Наименование показателя, единица измерения Результаты испытаний
фон 0-10 см 10-20 см 20-30 см зола
Гумус, % 6,0 5,2±0,5 5,1±0,5 4,5±0,5 3,8±0,5
С орг., % 2,38 2,91 3,34 3,64 4,01
Подвижный фосфор, млн-1 59 112±13 98±12 139±17 63±8
Подвижный калий, млн-1 165 190±19 175±18 185±19 317±32
Водородный показатель 5,6 7,5 7,8 7,8 7,8
Щелочногидролизуемый азот, млн-1 65 35±4 28±3 24±3 43±5
Таблица 3 - Подвижные формы тяжёлых металлов, мг/кг
Тяжёлые металлы ПДК, мг/кг Результаты испытаний
0-10 см 10-20 см 20-30 см зола
Медь 3,0 0,7±0,2 0,74±0,17 0,61±0,14 0,86±0,19
Цинк 23,0 3,8±1,25 2,3±0,75 1,6±0,5 3,0±0,99
Марганец 600 23,1±5,3 23,4±5,3 12,6±2,9 13,9±3,2
Свинец 6,0 1,95±0,48 1,04±0,26 0,08±0,002 9,86±2,4
Кадмий 3,0 0,052±0,01 0,040±0,01 0,003±0,001 0,260±0,008
Никель 4,0 0,5±0,1 0,43±0,1 0,48±0,1 0,90±0,2
Кобальт 5,0 0,27±0,1 0,18±0,07 0,20±0,008 0,19±0,007
Из данной таблицы видно, в золе подвижные формы свинца превышают предельно допустимые концентрации на 3,86 мг/кг, что значительно влияет на фитоценоз. В остальных случаях нет превышения ПДК.
По физическим свойствам зола представляет собой бесструктурную темно-серою, а в сухом состоянии и сильно пылящую массу. Плотность её 1,8 -1,72 г/см , объёмный вес 0,68 - 0,65 г/см3. По химическому составу - это сложное вещество, в состав которого входят оксиды кремния, железа, алюминия.
В данной местности растительность представлена сообществами с доминированием гидрофитов, гигрофитов и мезофитов. Наиболее распространен тростник обыкновенный (Phragmites australis). Популяция тростника расположена вблизи водоёма. У него отмечается успешное семенное возобновление. Тростник обыкновенный или южный - многолетний злак, один из видов цветковых растений, достигает 5 м в высоту. Космополит, отсутствует только в пустынях. Влаголюбивое растение. Развивает мощные, толстые и длинные (до 2 м) подземные очень ветвистые корневища. Злостный сегетальный сорняк.
Плотность популяции - один из важных экологических показателей пространственного размещения популяций. По средней плотности популяции можно судить о степени благоприятствования её местообитания. В таблице 4 приведена динамика густоты стояния побегов тростника обыкновенного.
Помимо тростника обыкновенного на техногенном ландшафте ТЭЦ-1 обнаружены и другие виды травянистых растений относящихся к 15 семействам. Наиболее многочисленно представлены семейства: астровые - 9 видов (Achillea millefölium, Artemisia absinthium, Artemisia vulgaris, Taraxacum officinale, Arctium tomentosum, Tanacetum vulgare, Cichorium intybus), капустные - 5 видов (Capsella bürsa-pastöris,
Sinapis arvensis, Nasturtium officinale, Thlaspi arvense, Rorippa palustris), злаки - 4 вида (Poa pratensis, Elytrigia repens, Alopecurus pratensis, Phragmites australis), бобовые - 3 вида (Lotus corniculatus, Trifolium pratense, Vicia cracca), амарантовые, лютиковые, истодовые, подорожниковые, розовые - по 2 вида (Chenopodium album, Amaranthus retraflexus, Ranunculus acris, Caltha palustris, Persicaria hydrophiper, Polygonum aviculare, Plantago major, Hippüris vulgaris, Fragaria vesca, Potentilla anserina), гвоздичные, мареновые, норичниковые, первоцветные, пузырчатковые, хвощевые - по 1 виду (Stellaria media, Galium aparine, Verbascum thapsus, Lysimachis vulgaris, Pinguicula vulgaris, Equisetum arvense).
На обследованном ландшафте преобладают травы семейства астровые Compositae (Asteraceae). Это неудивительно, так как сложноцветные по биологическим особенностям встречаются практически в любой местности, где вообще возможно существование высших растений. Широко представлен сорно-рудеральный комплекс. Сорняки обладают высокой жизнеспособностью и рядом биологических адаптивных свойств: хорошей способностью приспосабливаться к неблагоприятным условиям произрастания, более быстрым ростом, укороченным вегетационным периодом, большой энергией размножения, что и объясняет их доминирование.
Основные геоботанические характеристики фи-тоценозов, сформировавшихся на обследованном техногенном ландшафте, приведены в таблице 5.
Основные деревья и кустарники, произрастающие в зоне техногенного ландшафта ТЭЦ-1: дуб че-решчатый (Quercus robur L.), берёза обыкновенная (Betula alba L.), тополь белый (Populus alba L.), ольха европейская (Alnus glut^sa^ лещина обыкновенная (Corylus avellana L.), облепиха крушиновидная (Hippophaë rhamnoides L.).
Таблица 4 - Динамика густоты стояния побегов Phragmites ашйа^ в фитоценозе техногенного ландшаф-
№ площадки Число побегов, шт
генеративных удлинённых укороченных
вегетативных вегетативных
2016 г. 2017 г. 2016 г. 2017 г. 2016 г. 2017 г.
1 23 43 240 190 26 1
2 17 68 142 113 1 0
3 3 42 144 54 24 1
4 57 136 266 82 1 0
5 10 23 293 112 5 0
Среднее число побегов на 1 м 22 62,4 217 110,2 11 ,4 0,4
Таблица 5 - Геоботанические характеристики техногенного ландшафта ТЭЦ-1 г. Курска (2014 - 2017 гг.)
Наименование показателя Субстрат техногенного ландшафта ТЭЦ-1
Количество растений на 1 м2, шт (лимиты) 9 (0-25)
Видовая насыщенность, видов/м2 (лимиты) 3 (0-5)
Проективное покрытие, % (лимиты) 20 (0-100)
Коэффициент рассеивания 8,7
Коэффициент пестроты сложения, % 11,5
Коэффициент дисперсности (IBD), % 8,5
На территории техногенного объекта провели оценку состояния древесных растений, которая визуально определяется по сумме основных биоморфологических признаков - это густота кроны, её облиств-лённость, соответствие размеров и цвета листьев и прироста побегов нормальным для данных видов и данного возраста деревьев, наличие или отсутствие отклонений в строении ствола, кроны, ветвей, побегов, суховершинность или наличие и доля сухих ветвей в кроне, целостность и состояние коры и луба.
Оценка состояния деревьев производилась двумя способами. Были выделены три группы качественного состояния деревьев (1 - хорошее, 2 - удовлетворитель-
ное, 3 - неудовлетворительное) и 6 категорий жизнеспособности деревьев (1 - деревья без признаков ослабления, 2 - деревья ослабленные, 3 - сильно ослабленные, 4 - усыхающие, 5 - сухостой текущего года (усохшие в этом году); 6 - сухостой прошлых лет).
В целом по результатам проведённых исследований (таблица 7) 64 % деревьев относятся к группе с хорошим состоянием (1 категории); 28 % - к группе с удовлетворительным состоянием, из них 14 % - к 2 категории и 14 % - к 3 категории; 7 % относятся к группе с неудовлетворительным состоянием деревьев (4 и 5 категории - по одному дереву).
Таблица 6 - Биометрические показатели особей Р1ап^о тгуог разных возрастных состояний на техно-
Признак N хср ± тх Нш о СУ
Имматурные и виргинильные растения
Высота побега, см 7 11,46±0,67 4,1-18,7 4,57 40
Количество листьев, шт 7 4,79±0,23 2,0-10,0 1,59 33
Длина листа, см 7 4,92±0,25 1,5-8,2 1,71 35
Ширина листа, см 7 1,69±0,09 0,6-3,2 0,65 39
Масса побега, г 7 0,19±0,02 0,003-0,44 0,18 94
Масса корня, г 7 0,11±0,02 0,01-0,58 0,13 123
Генеративные растения
Высота побега, см 1 39,46±1,11 17,2-57,6 9,38 24
Количество листьев, шт 1 6,79±0,26 4,0-16,0 2,22 33
Длина листа, см 1 7,15±0,16 4,7-10,2 1,31 18
Ширина листа, см 1 2,78±0,06 1,8-4,9 0,49 18
Масса побега, г 1 1,00±0,08 0,24-5,3 0,72 72
Масса корня, г 1 0,57±0,04 0,07-1,87 0,36 63
Площадь листьев, см2 123,11±14,05 46,83-241,93 70,25 37
Количество соцветий, шт 1 1,46±0,07 1,0-3,0 0,67 46
Длина соцветия, см 1 36,8±1,2 2,6-57,6 10,18 28
Длина султанчика, см 1 3,49±0,17 0,17-0,9 1,44 41
Постгенеративные растения
Высота побега, см 3 13,37±0,38 4,6-26,7 5,88 175
Количество листьев, шт 3 5,21±0,4 3,0-9,0 1,9 37
Длина листа, см 3 5,83±0,41 3,0-9,7 1,97 34
Ширина листа, см 3 1,79±0,13 0,8-2,8 0,61 35
Масса побега, г 3 0,28±0,04 0,06-1,02 0,23 83
Масса корня, г 3 0,22±0,15 0,03-0,6 0,14 68
Таблица 7 - Оценка состояния деревьев по результатам пересчета
Виды древесных растений Средний, минимальный и максимальный диаметр деревьев, см Количество древесных растений по категориям состояния
хорошее удовлетворительное неудовлетворительное
1 2 3 4 5 6
Дуб черешчатый 40,5; 10,6; 71,8 3 2 1 - 1 -
Берёза обыкновенная 15,0; 10,0; 35 6 1 1 - - -
Тополь белый 40,3; 14,0; 71,2 5 - 2 - -
Ольха европейская 30,5; 15,4; 68,3 4 1 - 1 - -
Итого 18 4 4 1 1 -
Таблица 8 - Соотношение отдельных частей растений, произрастающих в условиях техногенного ландшафта ТЭЦ-1__ ____
Порода Отношение к общей фитомассе корней, % Отношение к приросту массы листьев, % Плотность листа, г/см2 ЛУП* ЛОП**
Лещина обыкновенная 38,2 3,6 0,015 61,6 3,8
Берёза обыкновенная 31,5 3,7 0,025 37,7 2,9
*ЛУП - отношение площади листьев к массе листьев.
**ЛОП - отношение площади листьев к общей фитомассе.
Целый комплекс экологических факторов определяет рост, развитие растений и в итоге - биологическую продуктивность древесно-кустарниковых культур. Берёза обыкновенная и лещина обыкновенная относятся к породам, отличающимся хорошим ростом в условиях отвалов. В 8-летнем возрасте высота берёзы составляла 2,8 м, а лещины обыкновенной - 2,2 м. Эти же породы, произрастающие на удалении от промышленной зоны, то есть в естественных условиях произрастания, имели высоту: берёза -3,2 м, лещина - до 4 м. Замедленный, ограниченный рост древесно-кустарниковых растений обусловлен не только несоответствием их биоэкологических свойств, но и лимитирующим действием влаги и элементов минерального питания. Корневая система, как правило, поверхностная. Главные корни представлены несколькими тяжами, проникающими на глубину не более 1 м. Основная масса корней расположена на глубине 40 см, что соответствует горизонту, где влажность колеблется наиболее сильно.
У растений техногенного ландшафта наблюдается увеличение относительной массы корней в общем объёме фитомассы. Так, если обычно для лиственных и широколиственных лесов масса корней от общей фитомассы составляет 15-25 %, то в условиях золоотвала эти показатели были в 1,2 - 1,8 раза выше (таблица 8).
Фотосинтезирующая эффективность единицы площади листовой поверхности возрастает, что подтверждается более низкими показателями отношения массы листьев к массе текущего прироста.
Тесная связь с ростом и состоянием деревьев проявляется в развитии ассимиляционного аппарата, регулирующего важнейшие как физиологические, так и биохимические функции. Поэтому специфические приспособительные реакции к экстремальным условиям техногенного ландшафта ТЭЦ-1 г. Курска, прежде всего, связаны с изменением структуры фотосинтетического аппарата. Площадь листовой пластинки у растений, произрастающих в зоне золоот-вала, возрастает. Средняя площадь листа у лещины составляла 4,1 см , а в естественных условиях произрастания - 3,4 см2, для берёзы эти показатели составили соответственно - 11,8 см и 8,9 см .
В неблагоприятных условиях произрастания относительная плотность листа (0,015 г/см у лещины и 0,026 г/см2 у берёзы) возрастает, а относительная площадь листьев (отношение площади листьев к общей фитомассе снижается (таблица 8). Таким образом, повышению продуктивности растений в условиях золоотвала способствуют возрастание плотности и уменьшение относительной массы листьев.
В условиях техногенного ландшафта, где единственным источником влаги являются атмосферные осадки, водный режим растений отражает степень адаптации. Одним из показателей, отражающих спо-
собность растений переносить засуху, является водный дефицит. Для подавляющего большинства древесных пород необратимый предел обезвоживания листьев составляет 12-25 %. В зоне золоотвала ТЭЦ-1 водный дефицит в большинстве случае был выше 18 %. Очевидно, у растений выработалась способность переносить более сильное обезвоживание, не характерное для естественных насаждений. Растения переносят засуху, как правило, без повреждений, хотя при этом снижают продуктивность.
Ареалогический анализ показал, что преобладающей широтной группой является бореальная, доля которой с возрастом сообществ интенсивно снижается за счёт увеличения полизональных и лесостепных видов. Преобладающей долготной группой является евразиатская.
Выводы. 1. В Сеймском округе города Курска расположен золоотвал ТЭЦ-1, который длительное время является очагом загрязнения прилегающих земель, атмосферного воздуха, водных ресурсов, что приводит к санитарно-гигиеническим нарушениям и ухудшению состояния здоровья жителей города.
2. Результаты оценки экологического состояния природных ресурсов прилегающей территории показали, что содержание органического углерода в субстрате золоотвала превышает фоновое значение на расстояние до 800 м, водородный показатель свидетельствует о слабощелочной реакции почвенной среды, очень низкое содержание легкогидролизуемого азота (24-35 млн-1), содержание подвижного фосфора превышает фоновые показатели в два раза, содержание обменного калия высокое (317±32-1). Отмечено увеличение содержания свинца в сравнении с ПДК в 1,5 раза.
3. Изучение геоботанических характеристик естественных фитоценозов техногенного ландшафта ТЭЦ-1 свидетельствует о незначительном влиянии растительности на субстрат, а также почти о полном отсутствии конкуренции и других взаимоотношениях между растениями. На данном ландшафте преобладают растительные группировки с бедным видовым составом и низким проективным покрытием (20 %).
4. Описание естественного зарастания золоотвала ТЭЦ-1 свидетельствует о том, что фитоценоз представлен сорнорудеральным комплексом, состоящим из мари белой, щирицы запрокинутой, пырея ползучего, чертополоха курчавого, что характеризует экологическую устойчивость отмеченных видов, связанную с их биологическими особенностями. Из культурных растений очаговый характер распространения отмечен у лисохвоста, мятлика, клевера, земляники. Из древесно-кустарниковых пород на техногенном ландшафте встречаются дуб, берёза, тополь, ольха, лещина, облепиха.
Список использованных источников
1. Зырянов В.В., Зырянов Д.В. Зола-уноса - техногенное сырьё. - М.: ИИЦ «Маска», 2009. - 319 с.
2. Путилин Е.И., Цветков В.С. Применение зол уноса и золошлаковых смесей при строительстве автомобильных дорог. - М.: ФГУП «Союздорнии», 2003.
3. Семыкин В.А., Пигорев И.Я. Инновационный механизм развития агропромышленного комплекса // В кн.: Проблемы развития аграрного сектора региона: материалы Всероссийской научно-практической конференции. - Курск: Изд-во Курск. гос. с.-х. ак., 2006. - Ч.1. - С. 3-10.
4. Эффективное использование природных ресурсов Курской области / И.Я. Пигорев, Е.Е. Сивак, С.Н. Волкова, С.Н. Гейко // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. - 2014. - № 3. - С. 52-53.
5. Панова Е.Н., Стифеев А.И. Создание устойчивых фитоценозов на золоотвале теплоэлектроцентрали № 1 г. Курска // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. - 2016. - № 3. - С. 66-72.
6. Шилова И.И. Естественная растительность заводских территорий индустриального центра // В кн.: Растения и промышленная среда. - Свердловск: УрГУ, 1989. - С. 160.
7. Методы анализа геоботанических материалов: учебное пособие / Под ред. Нешатаева Ю.Н. - Изд-во Ленингр. ун-та, 1987. - С. 192.
8. Пескова И.М. Растения России. Определитель. - М.: Изд-во АСТ, 2015. - 94 с.
9. Шилова И.И., Капелькина Л.П., Назирова З.М. Мхи и лишайники техногенных местообитаний // В кн.: Растения и промышленная среда. - Свердловск: УрГУ, 1992. - С. 211.
List of sources used
1. Zyryanov V.V., Zyryanov D.V. Fly ash - technogenic raw materials. - M.: Information and Research Center "Mask", 2009. - 319 p.
2. Putilin E.I., Tsvetkov V.S. The use of fly ash and ash and slag mixtures in the construction of motor roads. -Moscow: FGUP Soyuzdornii, 2003.
3. Semykin V.A., Pigorev I.Ya. Innovative mechanism for the development of the agro-industrial complex // In: Problems of the development of the agrarian sector of the region: materials of the All-Russian Scientific and Practical Conference. - Kursk: Publishing house Kursk. state. s.-. Ak., 2006. - Part 1. - P. 3-10.
4. Effective use of natural resources of the Kursk region / I.Ya. Pigorev, E.E. Sivak, S.N. Volkova, S.N. Geiko // Bulletin of the Kursk State Agricultural Academy. - 2014. - No. 3. - P. 52-53.
5. Panova E.N., Stifeev A.I. Creation of stable phytocenoses at the ash dump of the heat and power plant No. 1, Kursk // Bulletin of the Kursk State Agricultural Academy. - 2016. - No. 3. - P. 66-72.
6. Shilova I.I. Natural vegetation of factory territories of the industrial center // In: Plants and the industrial environment. - Sverdlovsk: USU, 1989. - P. 160.
7. Methods of analysis of geobotanical materials: a textbook / Ed. Neshataeva Yu.N. - Publishing house Leningr. University, 1987. - P. 192.
8. Peskova I.M. Plants of Russia. Determinant. - Moscow: Publishing house of AST, 2015. - 94 p.
9. Shilova I.I., Kapelkina L.P., Nazirova Z.M. Mosses and lichens of man-caused habitats // In: Plants and industrial environment. - Sverdlovsk: USU, 1992. - P. 211.
УДК 635.649
ОЦЕНКА ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ АГРОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРИЕМОВ БИОЛОГИЗАЦИИ ПРИ ВОЗДЕЛЫВАНИИ ЗЕРНОБОБОВЫХ КУЛЬТУР В УСЛОВИЯХ СЕВЕРО-ЗАПАДНОГО ПРИКАСПИЯ
БОНДАРЕНКО А.Н.,
кандидат географических наук, заведующий лабораторией агротехнологий овощных культур ФГБНУ «Прикаспийский НИИ аридного земледелия»; e-mail: Bondarenko-a.n@mail.ru.
Реферат. Многолетние исследования, проведенные в условиях Нижневолжского региона свидетельствуют о том, что производственное возделывание, к примеру, которых можно отнести зернобобовые культуры в полной мере способны давать в среднем 2,5-3,5 т/га товарной продукции при условии соблюдения всех норм агротехники их возделывания. Исследования по возделыванию зернобобовых культур с использованием приемов биологизации были проведены в условиях светло-каштановых солонцовых почв в течение 2016-2017 гг. Применительно к почвенно-климатическим условиям Северо-Западного Прикаспия на основании проведенных исследований для стабильного получения высоких показателей урожайности зерна зернобобовых культур на уровне от 1,8 до 3,0 т/га у фасоли обыкновенной, от 2,0 до 2,7 т/га у сои и от 1,9 до 3,3 т/га у нута было проведено ряд агротехнологических приемов направленных на организацию полноценного питания растений. Автором статьи представлен анализ экономической эффективности возделывания зернобобовых культур с использование различных вариантов стимулирования. В научном исследовании были использованы сапропелевые отложения, полупревщий навоз, микробиологическое удобрение Байкал ЭМ1 и пониженный уровень минерального питания из расчета N30P30K30. Проведен сравнительный экономический анализ с выделением наиболее перспективных вариантов обработки. Обоснованы элементы ресурсосберегающей технологии возделывания зернобобовых культур, обеспечивающие получение высокопродуктивной товарной продукции. Урожайные данные прошли статистическую обработку и подтвердили их высокую достоверность. Наибольший экономический эффект при возделывании фасоли сорта Рубин и сои сорта Волгоградка 1
