CC BY
24
УДК 631.6 DOI 10.32786/2071-9485-2018-04-29
ДИНАМИКА ФОРМИРОВАНИЯ ЗАПАСОВ ПОЧВЕННОЙ ВЛАГИ В ИМИТАЦИОННЫХ МОДЕЛЯХ ЛЕСНЫХ АГРОЦЕНОЗОВ
SOILMOISTURE RESERVES DYNAMICS IN SIMULATION MODELS OF FOREST AGRICULTURE
А.С. Хныкин1, младший научный сотрудник А.В. Вдовенко2'1, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент, ведущий научный сотрудник
A.S. Khnyckin1, A.V. Vdovenko2'1
ФГБНУ «Федеральный научный центр агроэкологии, комплексныхмелиораций и защитного лесоразведения Российской академии наук», г. Волгоград 2Волгоградский государственный аграрный университет
1Federal scientific center for agro-ecology, integrated land reclamation and protective forestation Russian Academy of Sciences, Volgograd 2Volgograd State Agrarian University
В статье рассмотрена динамика процессов формирования запасов почвенной влаги в имитационных моделях лесных насаждений с участием наиболее распространенной и неприхотливой лесной породы в условиях аридного климата на юге России - сосны обыкновенной (Pinus sylvestris). Зеленые древесные и кустарниковые насаждения обеспечивают защиту почв от дефляции и эрозии, регулируют поверхностный сток, повышают рекреационное и санитар-но-эстетическое качество ландшафтов. Особенно это важно в сухостепных и полупустынных условиях, где вода является лимитирующим фактором существования жизни. Стационарные исследования выполнялись на базе гидрологического комплекса (лизиметров) ФГБНУ ФНЦ агроэкологии РАН с использованием методов полевых наблюдений, математического анализа данных, имитационного моделирования. В лизиметрах были созданы модели лесонасаждений сосны с различной густотой посадки - 10 тыс. шт./га, 15 тыс. шт./га, 25 тыс. шт./га. Наблюдения за динамикой процессов формирования почвенной влаги в имитационных моделях лесных насаждений (2015...2017 гг.) позволили прийти к выводам, что уже на третий год после посадки сосны промывной тип водного режима переходит в непромывной независимо от густоты растений и гранулометрического состава почвогрунта (в исследованиях также использовались различные имитации почвогрунтов), из чего следует, что основное количество осадков уходит на физическое испарение, транспирацию растений и отток в грунтовые воды. Кроме того, проведенная оценка объёмов гравитационного стока воды в первые годы исследований показала, что на песчаных почвах он прекращается при влажности зоны аэрации 2,22 %, тогда как для суглинистых почв эта величина составляет 8,66 %.
The article considers the dynamics of soil moisture reserves formation in imitation models of forest plantations with the participation of the most common and unpretentious forest species in arid climate in southern Russia - pine ordinary (Pinus sylvestris). Green tree and shrub plantings protect the soil from deflation and erosion, regulate surface run-off, increase recreational and sanitary-aesthetic quality of landscapes. This is especially important in dry and semi-desert conditions, where water is the limiting factor in the existence of life. The stationary studies were carried out on the basis of the hydrological com-plex (lysimeters) of the FSBI Federal Research Center for Agroecology of the Russian Academy of Sciences using the methods of field observations, mathematical analysis of data, and simulation modeling. In lysimeters, models of pine plantations with various planting densities were created - 10 thousand units / ha, 15 thousand units / ha, 25 thou-sand units / ha. Observations on the dynamics of soil moisture formation in imitation models of forest plantations (2015-2017) led to the conclusion that already in the third year after pine planting, the washing type of the water regime turns into a non-flushing one, regardless of plant density. the composition of the soil (the studies also used various soil simulations), from which it follows that the main amount of precipitation is spent on physical evaporation, transpiration of plants and outflow into groundwater. In addition, the assessment of the gravitational flow of water in the first years of research showed that it stops on sandy soils with a moisture content of the aeration zone of 2.22%, whereas for loamy soils this value is 8.66%.
Ключевые слова: водный режим почвогрунтов, типы водного режима, лизиметрические модели, имитационное моделирование агроценозов, агроценозы.
Key words: soils water regime, water regime types, lysimetric models, simulation models, agrocenoses.
Работа выполнена в рамках тематики Государственного задания № 0713-2018-0006 «Разработать теоретические основы водного баланса агролесоландшафтов и модели лесоаграрного природопользования в речных бассейнах лесостепной и степной зон европейской части Российской Федерации» ФГБНУ ФНЦ агроэкологии РАН, 2018 г.
Введение. Тенденции аридизации климата, особенно интенсивно происходящие в последние десятилетия, оказывают наибольшее влияние в сухостепных и полупустынных регионах юга страны [2, 5, 15]. На малопродуктивных песчаных и супесчаных почвах формируются неустойчивые степные агроландшафты, сохранение которых будет способствовать стабильности региона [2-7].
В настоящее время в аридной зоне Российской Федерации произрастают обширные по площади естественные и искусственные древесные массивы различной густоты, породного состава и возраста, расположенные на почвах, обладающих различными, характерными только для них водно-физическими и биологическими свойствами. Запасы влаги в почве являются важнейшим фактором, лимитирующим рост растений и накопление фитомассы в листьях, хвое и древесине посредством транспирации [6-8, 12]. Возникает необходимость изучить динамику процессов формирования запасов почвенной влаги в зависимости от густоты древостоя и водно-физических свойств грунтов.
Экспериментальные данные в области водного режима сельскохозяйственных и лесных угодий на песчаных и супесчаных почвах позволят создавать в дальнейшем адаптированные схемы агролесомелиоративного обустройства низкопродуктивных земель, и, в свою очередь, обеспечивать тем самым экологический баланс экосистем [4-7, 13]. Деревья и кустарники обеспечивают защиту песчаных почв от эрозии и дефляции, повышают ее рекреационное и санитарно-эстетическое значение, что, как следствие, увеличивает устойчивость и долговечность степных ландшафтов, которые зачастую используются без учета природно-ресурсного потенциала [7, 15].
Цель наших исследований заключается в создании экспериментальных имитационных моделей лесных насаждений в гидрологическом комплексе ФНЦ агроэкологии РАН для получения данных по водному режиму почвогрунтов в условиях юга России [6-9] и дальнейшего использования их при создании устойчивых агролесоландшафтов [11, 15] и моделирования оптимального лесоаграрного природопользования в аренах речных бассейнов лесостепной и степной зон юга Российской Федерации.
Новизна исследований заключается в получении экспериментальных данных о влиянии густоты сосновых посадок на водный режим почв разного механического состава с различными водно-физическими свойствами.
Материалы и методы. Стационарные исследования выполнялись на базе гидрологического комплекса ФГБНУ ФНЦ агроэкологии РАН с использованием методов полевых наблюдений, математического анализа данных, имитационного моделирования [6, 13, 14].
Проведены следующие работы:
- создание моделей различных по густоте насаждений сосны;
- изучение водного режима почвогрунтов под сосновыми насаждениями;
- изучение роста и состояния модельных насаждений.
Проведено моделирование почвенно-гидрологических процессов по методике Б. А. Доспехова при помощи посадки двухлетних сеянцев сосны обыкновенной на крупногабаритных лизиметрах, которые представляют собой металлические ёмкости объёмом 20,5 м . Длина лизиметров 3,6 м, ширина 1,75 м. Дно лизиметра имеет уклон на глубине от 3 до 3,5 м и водовыпуск для слива воды в подземную галерею, где регулярно сливается вода и замеряется её количество (рисунок 1).
Три лизиметра (№ 2, № 5 и № 6) загружены песком с Ергенинской возвышенности. Полевая влагоёмкость песков (ПВ) - 6 %, максимальная гигроскопичность (МГ) -0,6...0,8 %, плотность - 1,5 г/см . Лизиметр № 7 покрыт 20 см слоем гальки размером 3...5 см. Растительность на нём нет (он служит контрольной площадкой, патент № 2410500). Лизиметры № 3 и № 4 загружены суглинком, имеющим: ПВ - 17 %, МГ - 4,5 % и плотность - 1,3 г/см3.
На трех лизиметрах с песчаными почвами высажены двухлетние сеянцы сосны с густотой: 10 000 шт./га (на лизиметре № 2 высажены 6 сеянцев сосны с шагом посадки 1Х1 м), 15 000 шт./га (на лизиметре № 5 высажены 9 сеянцев сосны с шагом посадки 0,9^0,75 м) и 25 000 шт./га (на лизиметре № 6 высажены 15 сеянцев сосны с шагом посадки 0,5^0,5 м). В дополнение к этому сеянцами сосны, густота посадок которых составит 15 000 шт./га, были заняты два лизиметра: лизиметр № 3 с супесчаным субстратом и лизиметр № 4 с суглинистым субстратом (рисунок 2).
Рисунок 1 - Схема устройства лизиметра в лизиметрическом комплексе ФНЦ агроэкологии РАН: а) вид сверху, б) вид сбоку в разрезе, 1 - почвогрунт-наполнитель, 2 - почвенная толща, 3 - дренаж, 4 - капиллярная кайма, 5 - водовыпуск
в подземную галерею
Высота сосенок определялась путём их сплошного обмера в каждом лизиметре и вычисления средней величины. Текущий прирост в высоту за год определяли измерением длины верхушечного побега текущего года. Массу хвои определяют один раз в год во всех четырёх лизиметрах в начале холодного периода (конец октября - первая декада ноября) после окончания осеннего опада хвои.
***** ИЗВЕСТИЯ *****
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА: НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
№ 4 (52)), 2018
Рисунок 2 - Схема размещения опытов на лизиметрическом комплексе
ФНЦ агроэкологии РАН
В лизиметрах определяется влажность зоны аэрации через каждые 10 см 4 раза за сезон в трёхкратной повторности [6, 10]. Сроки определения: после снеготаяния, в начале вегетационного периода (1 апреля), в середине лета (1 июля), в конце вегетационного периода (30 октября). В лизиметре проводятся еженедельные сливы и замеры воды, фильтрующейся через зону аэрации. Влажность почвогрунта определяется термовесовым методом.
Подсчет водного баланса осуществляется по формуле Г. Н. Высоцкого. Водный баланс рассчитывается на основании следующих показателей: атмосферные осадки, транспирация, физическое испарение, отток влаги к грунтовым водам. В основу расчетов положены методики А.А. Роде (1952), Н.Ф. Кулика (1979), С.В. Астапова (1959) [1, 4-6, 11]:
Иф = Ос - ГрС ±АВ
где Ос - осадки, мм. Определяются при помощи наземных дождемеров-накопителей, ГрС - грунтовый сток, мм. Определяются по еженедельным замерам и параллельно по водно-балансовым расчётам, ДВл - изменение запасов воды в почвогрунтах на глубину 200 см (до верхней границы капиллярной каймы) через каждые 10 см, Иф - физическое испарение. В летний период рассчитывается по формулам Н. Ф. Кулика и водно-балансовым расчётам [4, 8, 9, 14].
Для того чтобы определить влияние запасов почвенной влаги на развитие сосны, необходимо изучить водный баланс почвогрунтов за период их роста.
Результаты и обсуждение. В 2015 гидрологическом году был заложен опыт, целью которого было наблюдение за изменением типа водного режима и перехода его от промывного типа в непромывной. Для достижения цели указанные лизиметры были засеяны пшеницей, а также на них были высажены двухлетние саженцы сосны обыкновенной согласно представленной на схеме опыта (рисунок 1). Сосна обыкновенная (Pinus sylvestris) была выбрана как порода наиболее нетребовательная к почвенному плодородию, хорошо зарекомендовавшая себя при лесоразведении на песчаных и супесчаных почвах [2, 3, 12, 16].
Сосна образует чистые насаждения и растёт вместе с елью, берёзой, осиной, дубом; малотребовательна к почвенно-грунтовым условиям, занимает часто непригодные для других видов площади: пески, болота. Приспособлена к различным температурным условиям. Отличается светолюбием, в северных широтах хорошо возобновляется на
лесосеках и пожарищах, как основная лесообразующая порода широко используется в лесокультурной практике во всех климатических зонах. При хорошем агротехническом уходе имеет высокую приживаемость. На севере ареала поднимается на высоту до 1000 м над уровнем моря, на юге до 1200...2500 м над уровнем моря [12, 16]. Все перечисленные биологические возможности вида позволяют широко использовать сосну обыкновенную (Р1пт зИуезЫ^) в формировании устойчивых сухостепных и полупустынных ландшафтов, сохранение которых будет способствовать формированию адаптированных систем агролесомелиоративного обустройства низкопродуктивных земель.
Посевы пшеницы на ранних этапах исследования не дали результата, которого мы ожидали (прекращение стока и использование большого количества влаги в зоне аэрации), изъятие необходимого для полного развития растений количества влаги оказалось недостаточным для этого в первый год опыта (причиной тому стала неглубокая корневая система растений пшеницы), и сток продолжался весь последующий холодный период. Весенняя влагозарядка полностью восполнила запасы почвенной влаги. Это позволило развиться сорной растительности, которая имеет более глубокую корневую систему, что позволяет эффективнее высушивать зону аэрации.
В последующий период сорная растительность активно высушила зону аэрации на лизиметре № 4: к июлю - на 105,2 мм, к ноябрю - еще на 15,73 мм. На лизиметре № 5 эти показатели составили к июлю - на 64,1 мм, к ноябрю - еще на 52,38 мм. В период с октября 2015 г. по апрель 2016 г. физическое испарение на лизиметрах составило 36 мм. За тёплый период на физическое испарение ушло 165 мм. За период вегетации сорная растительность израсходовала на транспирацию 133 мм влаги на суглинке и 119 мм на песке.
Приходная часть водного баланса (осадки) в 2015-2016 гидрологическом году составила 465 мм. Но, несмотря на столь обильные осадки, лишь три лизиметра (№№ 2, 3 и 7) увеличили свои запасы влаги на 15, 28 и 8 мм соответственно (таблица 1). Сорная растительность на лизиметрах № 4 и № 5, имитировавших молодую залежь (отсутствие агротехнического ухода) в 2015 году, израсходовала влаги на транспирацию 324 и 218 мм соответственно, иссушив в сумме со стоком зону аэрации на 196 мм в первом случае и на 125 мм во втором. Гравитационный сток на лизиметре № 6 начался лишь в апреле 2016 года, вследствие чего в расчёте водного баланса для него использовалась не вся годовая сумма осадков.
Таблица 1 - Водный баланс зоны аэрации изучаемых лизиметров, 2015...2016 гидрологический год, количество осадков - 465 мм
Лизи-зи-метр Почвы Сток, мм Изменение влажности почвы, мм Физическое испарение, зимний период Физическое испарение, летний период Транспира-ция Вид угодий
2 песок 265 15 36 142 7 2-летние сеянцы сосны
3 супесь 211 28 36 167 23
4 суглинок 177 -196 36 124 324 залежь
5 песок 212 -125 36 124 218
6 песок 245 -12 36 142 39 2-летние сеянцы сосны
7 песок 320 8 36 100 0 галечная насыпь
За 2016-2017 гидрологический год выпало 305,7 мм осадков (таблица 2). Суммарный сток с лизиметров был следующим: лизиметр № 2 - 139 мм, лизиметр № 3 - 70 мм, лизиметр № 4 - 1,5 мм (причём 1,48 из них стекло за период июль - октябрь), лизиметр № 5 - 88 мм, лизиметр № 6 - 122 мм, а лизиметр № 7 - 227 мм.
Таблица 2 - Водный баланс зоны аэрации изучаемых лизиметров (2016-2017 гидрологический год, количество осадков - 305,7 мм)
Лизи- Осадки, Изменение влажности Гравитационный Испарение по
метр мм % мм сток, мм балансу, мм
Ноябрь-март
2 140 1,35 40,5 61,32 38,18
3 140 1,18 35,4 31,50 73,10
4 140 2,40 62,7 0,00 72,80
5 140 2,77 83,1 16,55 40,35
6 140 -0,17 -4,33 75,15 69,18
7 140 -0,72 -21,6 92,86 70,05
Апрель-июнь
2 108,6 -2,60 -78,0 47,60 139,00
3 108,6 -3,80 -114,0 36,83 185,77
4 108,6 -4,41 -132,3 0,04 240,86
5 108,6 -1,32 -36,96 59,57 85,99
6 108,6 -2,01 -60,3 44,58 124,32
7 108,6 0,02 0,6 82,99 25,01
Июль-октябрь
2 57,0 0,67 20,24 2,31 34,45
3 57,0 -0,48 -14,40 0,81 70,59
4 57,0 1,33 37,24 1,48 18,12
5 57,0 0,46 13,80 11,96 31,24
6 57,0 -0,68 -17,34 2,32 72,02
7 57,0 -0,47 -14,10 50,66 30,64
Изменения запасов влаги почвогрунтов были различными в период исследований. Лизиметр № 2 потерял 0,58 % влаги (17,4 мм), в лизиметре № 3 запасы влаги снизились на 2,91 % (81,5 мм), в лизиметре № 4 убыль составила 0,73 % (20,4 мм), лизиметр № 5 накопил влагу в зоне аэрации 1,34 % (37,52 мм).
Накопление влаги в зоне аэрации можно объяснить гибелью саженцев сосны, вызванной иссушением корнеобитаемого слоя растениями озимой пшеницы. Зона аэрации лизиметра № 6 потеряла 3,54 % влаги (106,2 мм), № 7 потерял 1,51 % влаги (45,3 мм).
В конце 2016-2017 гидрологического года сохранность сеянцев сосны составляла 100 % во 2 и 3 лизиметрах, в 5 растения сосны погибли из-за отсутствия агротехнического ухода (таблица 3). Величину потери влаги, полученную в лизиметре № 7, мы считаем контрольной, так как в нем отсутствует растительность. Все отклонения от неё вызваны либо резким иссушением зоны аэрации подросшими саженцами сосны, либо восполнением запасов влаги после гибели саженцев.
Данные исследований подтверждают, что озимая пшеница использовала во время вегетации значительное количество влаги, оставшегося количества оказалось недостаточно для роста и развития сосны на лизиметре № 5, в результате все саженцы по-
гибли. На лизиметре № 4 средняя высота и средний прирост побегов за вегетационный период значительно уступает результатам, полученным в остальных лизиметрах, несмотря на высокую влагоемкость суглинистого горизонта, выжило 6 саженцев из 9 посаженных (56 %).
Таблица 3 - Состояние опытных сосновых насаждений на лизиметрическом комплексе ФНЦ агроэкологии РАН
Лизиметр Средний прирост, см Средняя высота, см Сохранность, %
2 47,0 78,0 100
3 60,0 115,0 100
4 24,0 45,0 56
5 0 0 0
6 34,0 58,0 73
Наилучшими показателями роста отличаются саженцы сосны на лизиметре № 3, наполненном черноземовидной супесчаной почвой, где средний прирост составил 60 см, а максимальный - 70,4 см, средняя высота сосен составила 115 см, а максимальная -143,4 см. На лизиметре № 6 подсаженные сосенки не прижились, возможно, из-за слишком бедного питательными элементами песчаного грунта, и дальнейшая подсадка саженцев сосны не представлялась целесообразной из-за разницы в размерах саженцев и окончания опыта по сравнению с уже высаженными ранее и перехода лизиметра в непромывной тип водного режима.
Заключение. Проведенные исследования позволили сделать следующие выводы:
- на третьем году жизни под посадками сосны при густоте посадки 10 тыс. шт./га, 15 тыс. шт./га и 25 тыс. шт./га промывной тип водного режима почв переходит в непромывной, независимо от указанной густоты посадок и гранулометрического состава почвогрунта, наличия или отсутствия агротехнического ухода. Из этого следует, что основная доля выпадающих осадков используется древесными растениями в процессе формирования биомассы;
- при должной предпосадочной подготовке почвы, своевременном агротехническом уходе и химической обработке приживаемость сеянцев сосны обыкновенной может составлять 100 % в аридных условиях юга России;
- на песчаных почвах гравитационный сток прекращается при влажности зоны аэрации 2,22 %, тогда как для суглинистых почв эта величина составляет 8,66 %, что близко к ВЗ.
Библиографический список
1. Астапов, С.В. Методы изучения водно-физических свойств почв и грунтов [Текст]/ С. В. Астапов, С. И. Долгов // Почвенная съёмка /АН СССР. - М., 1959. - С. 299-335.
2. Защитное лесоразведение (опыт Волгоградской области) [Текст]. - М.: «Лесная промышленность», 1968. - 92 с.
3. Зюзь, Н. С. Культура сосны на песках Юго-Востока [Текст] / Н. С. Зюзь. - М.: Агро-пром, 1990. - 155 с.
4. Кулик Н. Ф. Водный режим лесных биогеоценозов [Текст]: учеб. пособие / Н. Ф. Кулик. - Новочеркасск: НГМА, 1999. - 60 с.
5. Кулик Н. Ф. Опыт комплексного освоения песков юга и юго-востока Европейской части России [Текст] / Н. Ф. Кулик // Агролесомелиорация: проблемы, пути решения, перспективы: сб. статей /ВНИАЛМИ. - Волгоград, 2001. - С. 206-209.
6. Кулик, А.К. Водный режим и баланс влаги песчаных земель Нижнего Дона [Текст]: диссер... канд. с.-х. наук: 06.03.03 / А.К. Кулик. - Волгоград: ВНИАЛМИ, 2005. - 143 с.
I. Кулик, А.К. Теоретические основы и технологии адаптивного лесоаграрного освоения Придонских песков [Текст] / А.К. Кулик, А.В. Вдовенко // Известия Нижневолжского агро-университетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. - 2G15. - № 4 (4G). - С. 68-l5.
В. Кулик, К.Н. Водный баланс почв песчаных массивов (на примере Усть-Кундрюченского массива) [Текст] / К.Н. Кулик, А. К. Кулик , Н.Ф. Кулик // Почвоведение. -2G12. - № 88. - C. 846-854.
9. Кулик, Н.Ф. Водный режим песков аридной зоны [Текст]/ Н.Ф. Кулик. - Л.: Гидроме-теоиздат, 1979. - 277 с.
1G. Кулик, Н.Ф. Бур почвенный ручной скребковый [Текст]: патент № 137613 / Кулик Н.Ф. - Опубл. 20.02.2014 г.
II. Петров, В. И. Лесомелиорация Прикаспия [Текст]: автореф. дис... д. с.-х. наук: 06.03.04 / Петров В. И. - Волгоград, 1989. - 48 с.
12. Сазонова, Т. А. Эколого-физиологическая характеристика сосны обыкновенной [Текст] / Т.А. Сазонова, В.К. Болондинский, В.Б. Придача. - Петрозаводск: Verso, 2011. - 206 с.
13. Салугин, А.Н. Динамика элементов водного баланса в моделях почвенных гидрологических процессов [Текст]/ А.Н. Салугин, А.К. Кулик, М.В. Власенко // Российская сельскохозяйственная наука. - 2G18. - № 3. - С. 47-5G.
14. Салугин, А.Н. Численное моделирование вертикального движения влаги в зоне аэрации [Текст]/ А.Н. Салугин, А.К. Кулик, М.В. Власенко // Известия Нижневолжского агро-университетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. - 2G18. - № 2 (5G). - С. 57-64.
15. Стратегия защитного лесоразведения в Волгоградской области на период до 2025 года [Текст]/ К. Н. Кулик и [др.]. - Волгоград: ФНЦ агроэкологии РАН, 2017. - 39 с.
16. Forrest, G. I. Genotypic variation among native Scots Pine populations in Scotland based on monoterpene analysis [Tekst] / G. I. Forrest // Forestry. - 198G. - №. 53. - Р. 1G1-128.
Reference
1. Astapov, S. V. Metody izucheniya vodno-fizicheskih svojstv pochv i gruntov [Tekst]/ S. V. Astapov, S. I. Dolgov // Pochvennaya s'jomka /AN SSSR. - M., 1959. - P. 299-335.
2. Zaschitnoe lesorazvedenie (opyt Volgogradskoj oblasti) [Tekst]. - M.: "Lesnaya promysh-lennost'", 1968. - 92 p.
3. Zyuz', N. S. Kul'tura sosny na peskah Yugo-Vostoka [Tekst] / N. S. Zyuz'. - M.: Agroprom, 199G. - 155 p.
4. Kulik N. F. Vodnyj rezhim lesnyh biogeocenozov [Tekst]: ucheb. posobie / N. F. Kulik. -Novocherkassk: NGMA, 1999. - 6G p.
5. Kulik N. F. Opyt kompleksnogo osvoeniya peskov yuga i yugo-vostoka Evropejskoj chasti Rossii [Tekst] / N. F. Kulik // Agrolesomelioraciya: problemy, puti resheniya, perspektivy: sb. statej /VNIALMI. - Volgograd, 2GG1. - P. 2G6-2G9.
6. Kulik, A. K. Vodnyj rezhim i balans vlagi peschanyh zemel' Nizhnego Dona [Tekst]: disser... kand. s. -- h. nauk: G6.G3.G3 / A. K. Kulik. - Volgograd: VNIALMI, 2GG5. - 143 p.
I. Kulik, A. K. Teoreticheskie osnovy i tehnologii adaptivnogo lesoagrarnogo osvoeniya Pridonskih peskov [Tekst] / A. K. Kulik, A. V. Vdovenko // Izvestiya Nizhnevolzhskogo agrouniversi-tetskogo kompleksa: nauka i vysshee professional'noe obrazovanie. - 2G15. - № 4 (40). - P. 68-l5.
8. Kulik, K. N. Vodnyj balans pochv peschanyh massivov (na primere Ust'-Kundryuchenskogo massiva) [Tekst] / K. N. Kulik, A. K. Kulik , N. F. Kulik // Pochvovedenie. -2G12. - № 88. - P. 846-854.
9. Kulik, N. F. Vodnyj rezhim peskov aridnoj zony [Tekst]/ N. F. Kulik. - L.: Gidrometeoiz-dat, 19l9. - 2ll p.
1G. Kulik, N. F. Bur pochvennyj ruchnoj skrebkovyj [Tekst]: patent № 137613 / Kulik N. F. -Opubl. 2G.G2.2G14 g.
II. Petrov, V. I. Lesomelioraciya Prikaspiya [Tekst]: avtoref. dis... d. s. -- h. nauk: G6.G3.G4 / Petrov V. I. - Volgograd, 1989. - 48 p.
12. Sazonova, T. A. Jekologo-fiziologicheskaya harakteristika sosny obyknovennoj [Tekst] / T. A. Sazonova, V. K. Bolondinskij, V. B. Pridacha. - Petrozavodsk: Verso, 2011. - 206 p.
13. Salugin, A. N. Dinamika jelementov vodnogo balansa v modelyah pochvennyh gidro-logicheskih processov [Tekst]/ A. N. Salugin, A. K. Kulik, M. V. Vlasenko // Rossijskaya sel'sko-hozyajstvennaya nauka. - 2018. - № 3. - P. 47-50.
14. Salugin, A. N. Chislennoe modelirovanie vertikal'nogo dvizheniya vlagi v zone ajeracii [Tekst]/ A. N. Salugin, A. K. Kulik, M. V. Vlasenko // Izvestiya Nizhnevolzhskogo agrouniversi-tetskogo kompleksa: nauka i vysshee professional'noe obrazovanie. - 2018. - № 2 (50). - P. 57-64.
15. Strategiya zaschitnogo lesorazvedeniya v Volgogradskoj oblasti na period do 2025 goda [Tekst]/ K. N. Kulik i [dr.]. - Volgograd: FNC agrojekologii RAN, 2017. - 39 p.
16. Forrest, G. I. Genotypic variation among native Scots Pine populations in Scotland based on monoterpene analysis [Tekst] / G. I. Forrest // Forestry. - 1980. - №. 53. - P. 101-128.
E-mail: [email protected] УДК 634.93:521 DOI 10.32786/2071-9485-2018-04-30
СОВРЕМЕННАЯ БИОТЕХНОЛОГИЯ В УЛУЧШЕНИИ КАЧЕСТВА ВОДЫ ОТКРЫТЫХ ВОДОЕМОВ МНОГОЦЕЛЕВОГО НАЗНАЧЕНИЯ
MODERN BIOTECHNOLOGY IN IMPROVING THE WATER QUALITY OF OPEN MULTI-PURPOSE RESERVOIRS
М.В. Фролова, кандидат биологических наук О.П. Комарова, кандидат сельскохозяйственных наук
М.В. Московец, старший научный сотрудник
M.V. Frolova, O.P. Komarova, M.V. Moskovets
ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт орошаемого земледелия»,
г. Волгоград
FSBSI the All-Russian research institute of irrigated agriculture, Volgograd
При антропогенном эвтрофировании и загрязнении водоемов происходит деградация водных источников. В результате ускоряются жизненные процессы фитопланктона, в том числе получают массовое развитие сине-зеленые водоросли. Целью исследований являлось повышение качества воды в открытых водоемах многоцелевого использования на основе разработанной научно обоснованной биотехнологии. Исследования проводили на заливах Береславского водохранилища (Волгоградская область) по общепринятым методикам. Разрабатываемая биотехнология основана на структурной перестройке фитопланктона путем вселения микроводоросли Chlorella vulgaris (штамм ИФР № 111). Пробы воды для гидрохимических и гидробиологических анализов отбирались батометром в местах забора воды для систем орошения и приближенных к станциям вселения, а также в контрольных заливах, где хлорелла не вселялась, период отбора - один раз в месяц (с марта по сентябрь). В результате проведенных исследований установлено, что хлорелла, адаптируясь, входит в состав водоема, и происходит сдвиг видового состава планктонных водорослей в сторону зеленых. Показано, что основное количество биогенов, поступающих в водоем, используется на биологические процессы, которые способствуют самоочищению водоема. Преобладание зеленых водорослей в альгоценозе является фактором сдерживания в развитии сине-зеленых, а следовательно, предотвращения «цветения» воды и улучшения ее качества. Величина индекса загрязнения воды (ИЗВ) составила 0,635 единиц, что позволяет отнести воду на Береславском водохранилище ко II классу качества воды. Таким образом, разработанная биотехнология может быть использована на водоемах многоцелевого назначения.
At the anthropogenic eutrophication and pollution of reservoirs there is a degradation of water sources. As a result vital processes of phytoplankton accelerate, including blue-green seaweed gain mass development. The purpose of researches was to increase quality of water in open reservoirs of multi-purpose use on the basis of the developed evidence-based biotechnology. Researches were con-
