Научная статья на тему 'Фитомелиоративный способ экологической реабилитации черноземов Зауралья'

Фитомелиоративный способ экологической реабилитации черноземов Зауралья Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

CC BY
258
24
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ЧЕРНОЗЕМ / CHERNOZEM / ПОЧВЕННЫЕ ЦИАНОБАКТЕРИИ И ВОДОРОСЛИ / SOIL CYANOPROKARYOTES AND ALGAE / ФИТОМЕЛИОРАНТЫ / АГРОСТЕПИ / PHYTO-AMELIORANTS AGROSTEPPES

Аннотация научной статьи по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству, автор научной работы — Хасанова Р. Ф., Суюндуков Я. Т., Суюндукова М. Б.

В статье изложены результаты многолетних исследований по восстановлению свойств черноземов Зауралья Республики Башкортостан приемами фитомелиорации. Показана роль однолетних травосмесей и растений-сидератов в составе севооборотов в качестве фитомелиорантов. Представлены результаты изучения возможности восстановления свойств антропогенно нарушенных почв при восстановительных сукцессиях на залежных землях и под покровом многолетних трав. Изучен опыт ускоренного восстановления степных экосистем методом агростепей по Д.С. Дзыбову. Приведены данные по сравнительной оценке фитомелиоративной эффективности разных видов трав на зональных типах чернозема вдоль градиента север-юг. Изучен состав и мелиоративная роль цианобактериально-водорослевых ценозов (ЦВЦ) почвы под разными фитомелиорантами.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству , автор научной работы — Хасанова Р. Ф., Суюндуков Я. Т., Суюндукова М. Б.

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

THE PHYTO-AMELIORATIVE METHOD OF CHERNOZEMS’ REHABILITATION IN THE TRANS-URAL REGION

The paper gives the results of our long-term research on restoration of chernozem properties in the Trans-Ural Region of the Republic of Bashkortostan using the methods of phyto-amelioration and shows the ameliorative role of annual grass mixtures and green manures as a part of crop rotations. The paper also considers the results of studying the possibilities to restore the properties of anthropogenically disturbed soils under recovery successions on idle lands and beneath the perennial grass cover. The experience has been studied with regard to rapid restoration of steppe ecosystems using the agrosteppe method by D.S. Dzybov. The data are given on a comparative assessment of phyto-ameliorative efficacy of different grass types in zonal chernozems along a North-South gradient. The structure and ameliorative role of the cyanobacterial-algal cenosis (CAC) in soils upon application of different phyto-ameliorants have been investigated.

Текст научной работы на тему «Фитомелиоративный способ экологической реабилитации черноземов Зауралья»

БИОЛОГИЯ

УДК: 631.4

фИТОМЕЛИОРАТИВНый СПОСОБ

экологической реабилитации черноземов зауралья

© Р.ф. Хасанова,

кандидат биологических наук, заведующая лабораторией, Институт региональных исследований РБ, ул. К. Цеткин, 2,

453830, г. Сибай, Российская Федерация, эл. почта: [email protected]

© Я.Т. Суюндуков,

доктор биологических наук, член-корреспондент АН РБ, директор Института региональных исследований РБ ул. К. Цеткин, 2,

453830, г. Сибай, Российская Федерация, эл. почта: [email protected]

© М.Б. Суюндукова,

доктор биологических наук, профессор кафедры,

Сибайский институт (филиал) Башкирского государственного университета ул. Белова, 2,

453830, г. Сибай, Российская Федерация, эл. почта: [email protected]

В статье изложены результаты многолетних исследований по восстановлению свойств черноземов Зауралья Республики Башкортостан приемами фитомелиорации. Показана роль однолетних травосмесей и растений-сидератов в составе севооборотов в качестве фитомелиорантов. Представлены результаты изучения возможности восстановления свойств антропогенно нарушенных почв при восстановительных сукцессиях на залежных землях и под покровом многолетних трав. Изучен опыт ускоренного восстановления степных экосистем методом агростепей по Д.С. Дзыбову. Приведены данные по сравнительной оценке фитомелиоративной эффективности разных видов трав на зональных типах чернозема вдоль градиента север-юг. Изучен состав и мелиоративная роль цианобактериально-водорослевых ценозов (ЦВЦ) почвы под разными фитомелиорантами.

Ключевые слова: чернозем, почвенные цианобактерии и водоросли, фитомелиоранты, агростепи

© R.F. Khasanova1, Yа.T. Suyundukov2, M.B. Suyundukova3

THE PHYTO-AMELIORATIVE METHOD OF CHERNOZEMS' REHABILITATION IN THE TRANS-URAL REGION

12Institute of Regional Research of the Republic of Bashkortostan, 2, ulitsa Tsetkin,

453830, Sibay, Russian Federation, e-mail: [email protected]

3Sibay Branch of the Bashkir State University, 21, ulitsa Belova,

453830, Sibay, Russian Federation, e-mail: [email protected]

The paper gives the results of our long-term research on restoration of chernozem properties in the Trans-Ural Region of the Republic of Bashkortostan using the methods of phyto-amelioration and shows the ameliorative role of annual grass mixtures and green manures as a part of crop rotations. The paper also considers the results of studying the possibilities to restore the properties of anthropogenically disturbed soils under recovery successions on idle lands and beneath the perennial grass cover. The experience has been studied with regard to rapid restoration of steppe ecosystems using the agrosteppe method by D.S. Dzybov. The data are given on a comparative assessment of phyto-ameliorative efficacy of different grass types in zonal chernozems along a North-South gradient. The structure and ameliorative role of the cyanobacterial-algal cenosis (CAC) in soils upon application of different phyto-ameliorants have been investigated.

Key words: chernozem, soil cyanoprokaryotes and algae, phyto-ameliorants agrosteppes

ВЕСТНИК АКАДЕМИИ НАУК РБ/

/ 2015, том 20, № 1 IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIII

Зауралье Республики Башкортостан длительное время играло ключевую роль в производстве продовольственного зерна, в т.ч. твердой пшеницы. Однако эксплуатационный характер использования почвенных ресурсов, связанный с высокой степенью распа-ханности территории, применением интенсивных технологий обработки почвы, севооборотов с преобладанием в их структуре зерновых культур, привел к заметному снижению плодородия почв. Кроме того, в постсоветский период произошло резкое уменьшение доз минеральных и органических удобрений, что способствовало развитию процессов деградации пахотных почв. В настоящее время более 55% площади почв сельскохозяйственных угодий степного Зауралья подвержено эрозии, около 25% относится к разряду эрози-онноопасных. В них активно протекают процессы дегумификации, которые сопровождаются нарушением балансов органического вещества и элементов питания растений, ухудшением физических свойств.

Традиционные меры по воспроизводству плодородия деградированных почв, связанные с внесением навоза и других органических удобрений, требуют больших затрат на их подготовку, хранение и внесение. В связи с этим в настоящее время все большую актуальность приобретает фитомелиоративный способ восстановления свойств почвы. Фи-томелиорация — это комплекс экологически направленных мероприятий по улучшению условий природной среды с помощью культивирования или поддержания естественных растительных сообществ. Растения являются одним из главных природных факторов почвообразования, поэтому фитомелиоративный способ позволяет с высокой эффективностью воспроизводить плодородие почв при минимальных затратах антропогенной энергии.

Среди фитомелиоративных мер наиболее приемлемы почвозащитные севообороты с многолетними травами, долговременное за-лужение эродированных почв, полосной сев

трав на склонах, улучшение травостоя пастбищных угодий, размещенных, как правило, на крутых склонах и испытывающих высокие пастбищные нагрузки, создание кулис из высокостебельных растений, а также лесных полос поперек склона, позволяющих управлять интенсивностью процесса эрозии [1].

Данная работа является обобщением результатов многолетних исследований, направленных на изучение эффективных приемов улучшения деградированных черноземов Зауралья средствами фитомелиорации.

Использование фитомелиорантов в составе севооборотов. Плодородие почвы в значительной степени определяется возделываемыми культурами, технологиями их выращивания и в целом севооборотами. Установлено, что использование в Зауралье полевых зерно-паровых и зернопаропропашных севооборотов с преобладанием зерновых культур даже при ежегодном внесении навоза дозой в 5 т/га и минеральных удобрений приводит к значительному снижению содержания гумуса в почве. В то же время введение в севооборот только одного поля трав уже приводит к стабилизации его содержания, а севообороты с многолетними травами 2-3-х и более лет использования способствуют значительному восстановлению многих параметров почвенного плодородия [2].

Исследованиями, проведенными нами ранее, было показано, что эффективность возделывания смешанных посевов зависит от воздействия высеваемых компонентов друг на друга [3]. Так, при возделывании смешанных посевов чины посевной и гороха посевного с суданской травой значительно повышается урожай и качество урожая. Кроме того, при их возделывании улучшается структурно-агрегатный состав чернозема обыкновенного: содержание агрономически ценных агрегатов размером 10—0,25 мм повышается на 14,7—26,4% по сравнению с почвой под яровой пшеницей. За счет улучшения структурного состояния и более равномерного распреде-

ВЕСТНИК АКАДЕМИИ НАУК РБ/

/ 2015, том 20, № 111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111110

Р.ф. Хасанова, Я.Т. Суюндуков, М.Б. Суюндукова

ления корневых систем растений в почве под смешанными посевами создается оптимальное сложение пахотного слоя.

Одним из приемов ускоренного восстановления свойств почвы является использование в севооборотах растений-сидератов (рапс, горчица, донник, кормовое просо, вико-овсяная смесь и др.), урожай которых запахивается в почву в виде органического (зеленого) удобрения. Эти растения чаще всего воз-делываются на паровых полях и позволяют, помимо функции сохранения влаги и очистки полей от сорняков, обогатить почву органическими веществами и резко снизить опасность развития эрозии. Исследованиями, проведенными в условиях Опытно-производственного хозяйства «Баймакское» Башкирского НИИ сельского хозяйства, показана высокая эффективность применения сидератов (горох, рапс, донник) и соломы под яровую пшеницу. Максимальная прибавка урожая яровой пшеницы (6,3 ц/га) получена при запашке биомассы донника, далее по своей эффективности располагаются варианты с запашкой навоза, соломы и биомассы гороха. Сидераты и солома существенно улучшили гумусное состояние чернозема обыкновенного, в особенности содержание подвижного гумуса, способствовали оптимизации агрофизических свойств чернозема обыкновенного [4].

По количеству накопленных органических остатков, влиянию на физические свойства почвы, подавлению сорной растительности и обеспечению противоэрозионной устойчивости нами произведена группировка культурных растений по фитомелиоративно-му потенциалу. По почвовосстанавливающей эффективности в убывающей последовательности культурные растения располагаются в ряду: многолетние травы — двулетние бобовые травы — однолетние травы — озимые — зернобобовые — яровые зерновые — пропашные.

Возможности восстановления антропогенно нарушенных почв при восстановительных сукцессиях. Из истории известно, что земледе-

лие в Зауралье как одно из основных направлений хозяйства начало развиваться в основном в конце XVIII — начале XIX в. Однако элементы земледелия в дополнение к основному хозяйству — скотоводству — были у башкир с древних времен. В XIX в. у юго-восточных башкир преобладала переложная (залежная) система земледелия. При исключении участка из пахотного использования (на залежных землях) происходят восстановительные сукцессии — вторичные автогенные (т.е. протекающие под влиянием жизнедеятельности растений и их гетеротрофных спутников) изменения растительности [5], которые сопровождаются восстановлением свойств почв. Такое восстановление плодородия почв под залежной сукцессией является эффективным и дешевым, хотя и длительным фитомелиоративным приемом восстановления почв. Исследованиями установлено: если растительные сообщества, близкие к целинным, формируются через 20— 30 лет, то темпы восстановления агрофизических свойств несколько отстают; можно предположить, что этот процесс требует не менее 50 лет. В целом оценивая фитомелиоративную роль залежей, следует отметить следующее. Такие сукцессии, безусловно, способны восстановить плодородие почв. За счет мощного почвенного банка семян они с первых же месяцев формируют сомкнутые сообщества, исключающие риск развития эрозии. В то же время процесс восстановления плодородия почв в ходе залежной сукцессии очень медленный, т.к. наступление стадии многолетних злаков задерживается, и долгие годы доминируют малолетники из числа сорных и рудеральных растений, которые в силу укороченного периода активной вегетации вносят сравнительно малый вклад в процесс гумусообразования [6].

Значительно эффективнее восстанавливаются агрофизические свойства почв при восстановительных сукцессиях под покровом многолетних трав. На черноземах выщелоченных, обыкновенных и южных соответственно в Учалинском, Баймакском и Хайбуллинском

ВЕСТНИК АКАДЕМИИ НАУК РБ/

/2

2015, том 20, № 1

районах проводилось изучение свойств почв под многолетними травами, находящимися на различных стадиях сукцессии: I — 1—3 года, II — 4—10 лет, III — 11—15 лет и IV — свыше 15 лет. Это позволило нам провести сравнительные исследования восстановительных процессов путем экстраполяции пространственных рядов во временные [7].

В ходе сукцессии происходят изменения состава высеянных видов: травы с более коротким жизненным циклом выпадают, а дол-голетники, такие, как кострец безостый, замещают их. Однако постепенно роль культурных высеянных видов снижается и им на смену приходят виды местной флоры. Биологическое разнообразие таких сеяных сообществ быстро возрастает. Посевы многолетних трав — важнейший элемент организации кормопроизводства в Зауралье. Они дают не только ценный корм для сельскохозяйственных животных (причем в количестве в 2—3 раза большем, чем на неулучшенных естественных кормовых угодьях), но и выступают в качестве важного варианта восстановления свойств почв.

Выявлено, что под многолетними травами происходит постепенное улучшение структурного состава почв, причем на более поздних стадиях сукцессии наблюдается даже некоторое его превышение по сравнению с целинной почвой (табл. 1). Это связано влиянием огромной массы тонких корней и корневых воло-

сков многолетних трав, сцепляющих тонкие частицы почвы в стабильные макроагрегаты, сохраняющиеся и после отмирания корневой системы.

Под многолетними травами происходят постепенная оптимизация и других агрофизических свойств почв (плотности, пористости, водопрочности агрегатов) и повышение содержания гумуса на более поздних стадиях сукцессии.

Экспресс-методом фитомелиоративного способа улучшения физического комплекса почв является метод «агростепей». Создание агростепей по методу Д.С. Дзыбова является одним из перспективных способов восстановления степных экосистем, который отличается от других способов более быстрыми темпами. В основе метода лежит «активное, быстрое залужение семенами всех (или подавляющего большинства) видов флоры в том соотношении (обилии), как они сложились в исходном семенном ценозе (модели)» [8, с. 126]. Для этого используется сено-семенная масса, скошенная в периоды массового созревания основных видов из хорошо сохранившихся участков целины зонального типа или из ботанических заказников. На второе лето после рассева в агростепи сильно подавляются чуждые целине ингредиенты, и травостой по основному составу растительности становится близким к исходной модели. Созданием агро-

Табл и ца 1

Изменение структурного состава черноземов Зауралья в ходе восстановительной сукцессии травосмесей

(слой 0-30 см, агрегаты размером 10-0,25 мм)

Почвы Целина Пашня Стадии сукцессии

I II III IV

Чернозем выщелоченный 73,2 67,0 69,9 68,7 74,0 77,0

Чернозем обыкновенный 85,4 69,5 73,5 75,3 84,3 85,0

Чернозем южный 71,7 73,2 71,1 73,1 78,9 76,7

ВЕСТНИК АКАДЕМИИ НАУК РБ/

/ 2015, том 20, № -1111111111111111111111111111111111111111111111111111П НННППННКЗ

Р.ф. Хасанова, Я.Т. Суюндуков, М.Б. Суюндукова /шшмшшшшшшшшшшшшшшшш'

степей можно сохранить редкие и исчезающие виды растений. Кроме того, в них активизируется жизнедеятельность разнообразной гетеротрофной биоты.

Изменения почв исследовались нами в агростепях, которые были заложены на различных угодьях на территории Баймакского административного района РБ кандидатом биологических наук М.Р. Абдуллиным. Его исследованиями установлено, что к 10-му году после высева сено-семенной смеси в составе формирующегося сообщества присутствует 60 видов трав, которые были представлены в исходном ценофонде, что составляет почти 80% [9]. В дальнейшем нами выявлено, что за 18 лет восстановленная степь по видовому составу растительности, урожайности трав и накоплению подземной фитомассы практически мало отличалась от целины.

По мнению А.М. Русанова, важнейшим условием оптимизации гумусного состояния почв степных пастбищ, наряду с пашней, является восстановление экологических условий гумусообразования, свойственных черноземному типу почв. Он пишет: «Окультуривание почв степных пастбищ должно осуществляться через улучшение видового состава и структуры естественных фитоценозов...» [10, с. 29]. Нашими исследованиями показано, что создание «агростепи» с целью восстановления признаков естественной растительности сопровождается улучшением структурно-агрегатного состояния почв почти до уровня целинных аналогов. Формирование мощной корневой системы растений, ценной и водопрочной структуры привело к разуплотнению и восстановлению естественной плотности сложения, оптимизации пористости и улучшению фильтрационных свойств почв, что обеспечивает их наибольшую устойчивость к процессам эрозии. Таким образом, создание «агростепей» является не только одним из ускоренных методов восстановления деградированных степных растительных сообществ и плодородия почв, но и эффективным способом предупреждения развития эрозии.

..............ВЕСТНИК АКАДЕМИИ НАУК РБ

В другом опыте изучалось влияние удобрений, различных обработок почвы на формирование и продуктивность агростепей, а также на свойства почвы.

Показано, что восстановление естественной степной растительности на всех вариантах обработки дернины способствовало более интенсивному восстановлению содержания гумуса в почве по сравнению с контролем (см. рис. 1). Наиболее эффективно процесс гумификации происходил под степями на варианте с 4-кратным дискованием, что связано с ускоренным восстановлением естественного травостоя на данном варианте. Кроме того, на фоне удобрений восстановление гумуса происходило несколько большими темпами, что объясняется более интенсивным накоплением фитомассы растительностью восстановленных степей на повышенном фоне питания.

Во всех вариантах агростепей отмечено улучшение стуктурно-агрегатного состава почвы. Причем лучшим структурным состоянием почвы характеризуются варианты степей, созданные на фоне поверхностной обработки, в особенности с 4-кратным дискованием дернины. Улучшение структурного состояния почвы восстановленных степей связано с накоплением растениями большего количества корневой массы, приводящей к активизации процесса гумификации, способствующей агрегированию механических элементов. Отмечено, что на удобренном фоне происходило более интенсивное и полное восстановление физических свойств.

Сравнительная фитомелиоративная эффективность разных видов трав. Исследования по выявлению эффективных фитомелио-рантов проводились на зональных подтипах чернозема: выщелоченном, обыкновенном и южном. Изучалось влияние на свойства почв разных видов сеяных трав на одновидовых посевах: костреца безостого, люцерны синеги-бридной (посевной), эспарцета сибирского, козлятника восточного, донника желтого. Исследования проводились на посевах дон-

2015, том 20, № 1 11111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111

Гумус, % 8 7,5 7 6,5 6 5,5 5 4,5 4

I

I

□ 0-5 см БУ

■ 0-5 см У

□ 5-10 см БУ

■ 5-10 см У

■ 10-20 см БУ

■ 10-20 см У

■ 20-30 см БУ

■ 20-30 см У

И

Целина Контроль Д2

Д4

В+Д

Рис. 1. Влияние приемов обработки дернины и удобрений на содержание гумуса в почве

под агростепями. БУ - без удобрений, У - удобренный фон; варианты опыта: Д2 - дискование в 2 следа,

Д4 - дискование в 4 следа, В+Д - вспашка с дискованием

Таблица 2

Биологическая продуктивность трав на черноземах Зауралья РБ

ж а Фитомасса, г/м2 Доля под- Доля корней в фитомассе, %

Варианты а 3 е то Э а 5 & в 3 н £ <0 1 а к л и Ес § - о 1 а 3 н £ <0 е стилки в воздушно- сухой фитомассе,

а н о В о в о к %

ЧВ 1140,0 580,0 970,0 1368,1 59,6 58,5

Травы естественных сообществ ЧО 700,0 260,0 490,0 1030,7 53,3 67, 8

ЧЮ 510,0 110,0 280,0 706,3 39,3 71,6

ЧВ 2210,0 720,0 1270,0 709,4 55,7 35,8

Сеяные травы ЧО 1820,0 540,0 1012,0 526,8 51,8 34,3

ЧЮ 1650,0 360,0 770,0 409,9 33,4 34,7

ЧВ 2100,0** 1820,0 - 530,0 460,0 340,2 274,9 - 39,1 37,4

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

Зерновые культуры ЧО 1910,0 1050,0 - 480,0 260,0 313,8 240,8 - 39,5 48,1

ЧЮ 790,0 760,0 - 200,0 190,0 223,4 155,7 - 52,7 45,1

Примечания: * чернозем (ЧВ — выщелоченный, ЧО — обыкновенный, ЧЮ — южный); ** — в числителе показатели озимой ржи, в знаменателе — яровой пшеницы.

........ВЕСТНИК АКАДЕМИИ НАУК РБ/

/ 2015, том 20, № -11111111111111111111111111111111111111111111111111П ПНННППННШ

Р.ф. Хасанова, Я.Т. Суюндуков, М.Б. Суюндукова

Таблица 3

Структурно-агрегатный состав черноземов Зауралья под разными травами

Варианты Подтипы чернозема Сухое просеивание Мокрое просеивание

размеры агрегатов (мм) их содержание (%)

более 10 мм 10—0,25 мм менее 0,25 мм Кс** более 0,25

Травы естественных сообществ ЧВ 14,96 76,70 8,34 3,2 72,14

ЧО 32,14 62,41 5,46 1,6 86,13

ЧЮ 17,38 74,51 8,22 2,5 69,60

Сеяные травы ЧВ 20,13 74,9 4,97 3,0 77,11

ЧО 20,00 74,2 5,80 2,8 76,32

ЧЮ 15,70 74,8 9,51 2,9 59,62

Зерновые культуры* ЧВ 18,64* 41,01 74,42 56,5 6,93 2,46 2,91 1,30 73,05 61,78

ЧО 31,13 66,20 62,72 31,41 3,62 2,41 1,68 0,46 55,12 48,36

ЧЮ 11,51 36,49 73,20 53,63 15,29 9,89 2,73 1,16 52,44 35,32

Примечания: * — в числителе показатели озимой ржи, в знаменателе — яровой пшеницы; **Кс — коэффициент структурности.

ника желтого 2-го года жизни, у остальных видов трав — на посевах 4-6-го года жизни. Для сравнения изучались почвы под травами естественных степей. В качестве контроля изучались почвы под яровой пшеницей и озимой рожью.

Многолетние травы являются важнейшими источниками органического вещества для фитомелиорации почвы. В градиенте север-юг от чернозема выщелоченного к южному закономерно уменьшается как надземная, так и подземная фитомасса трав (табл. 2).

Наибольшее значение надземной фито-массы отмечено у сеяных трав, подземной -у многолетних злаковых трав из естественных растительных сообществ, наименьшая общая биомасса — у зерновых культур. Отмечено, что

доля корней у злаковых многолетних трав из естественных сообществ в общей фитомассе максимальная, у сеяных трав возрастает доля надземной части, у зерновых культур подземная и надземная части фитомассы почти выравниваются.

Исследованиями показано, что плотность почвы находится в тесной обратной, а пористость — в положительной, корреляционной зависимости от корневой массы. Пористость имеет положительную корреляционную зависимость с водопрочностью структуры. С уменьшением величины структурных агрегатов их водопрочность повышается, что характерно для структуры под всеми видами трав и во всех подтипах чернозема. Показатели структурно-агрегатного состава выше

Л

ВЕСТНИК АКАДЕМИИ НАУК РБ/

/ 2015, том 20, № 1 11111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111

под естественными многолетними злаками и сеяными травами и приближаются к уровню целинных почв. Козлятник восточный в наибольшей степени способствует повышению водопрочности агрегатов на всех почвах (табл. 3). Водопрочность структурных агрегатов тесно связана с корневой массой растений (г=0,71) и содержанием в почве гумуса (г=0,62) [11].

Изучение мелиоративной роли цианобак-териально-водорослевых ценозов почвы под разными фитомелиорантами. В последние годы возрос интерес исследователей к почвенным водорослям. Располагаясь между высшими растениями, занимая пустые пространства, захватывая неподходящие для более высокоорганизованных растений места, они увеличивают количество аккумулированной зелеными растениями солнечной энергии. Благодаря почвенным водорослям осуществляется отмеченное В.И. Вернадским растекание «живого вещества» по поверхности Земли [12]. Состав и количество водорослей в почве зависят от растительного покрова; с другой стороны, и водоросли оказывают влияние на высшие растения. Биомасса водорослей способна обновляться в течение 3—5 суток, поэтому реальный вклад водорослей в первичную продукцию экосистемы в сотни и тысячи раз больше величины биомассы. Развиваясь на поверхности и в толще почвы, водоросли оказывают влияние на ее физико-химические свойства. Они синтезируют и выделяют в окружающую среду разнообразные вещества, изменяют рН почвенного раствора, улучшают водный режим и аэрацию почвы, препятствуют ее эрозии.

Нами были изучены цианобактериально-водорослевые ценозы (ЦВЦ) чернозема обык-

новенного под разными фитомелиорантами [13]. Выявлено, что в экстремальных условиях Зауралья РБ в черноземе обыкновенном под злаковыми и бобовыми фитомелиоран-тами обнаружено 134 видовых и внутривидовых таксона цианопрокариот и водорослей, относящихся к 70 родам, 36 семействам, 15 порядкам и 9 классам. В состав ЦВЦ входят отделы СЫогорИуга — 45%, Суапоргокагуога — 38%, ХапШорИуга - 10%, БасШапорЬуга - 6%, Б^кпорИуга — 1%. Ведущими экобиомор-фами ЦВЦ являются представители СИ-, Х-, СБ-, и Р-форм. Наиболее эффективными фитомелиорантами, способствующими оптимизации свойств чернозема, являются многолетние травы естественных сообществ, которые способны к наибольшему накоплению подземной фитомассы и подстилки, тесно коррелирующих с агрофизическими свойствами почвы и биоразнообразием водорослей и циано-прокариот. При изучении ЦВЦ в почвенных агрегатах выявлено, что сквозные виды, обнаруженные во всех агрегатах, представлены нитчатыми цианопрокариотами: Берго1уп£Ъуа Ьогуапа, КоБгос 1тсЫа и АпаЪаепа сошгпсга, которые играют важную роль в оструктурива-нии почвы и противодействуют микроэрозионным процессам. Обнаружена сильная корреляционная зависимость числа таксонов циа-нопрокариот с содержанием наиболее ценных агрегатов размером 5—1 мм (г=0,89).

Таким образом, почва и растения — это то единство, которое создано природой. Если сохранить это единство или восстановить его после нарушения приемами фитомелиорации, то отпадут многие проблемы современного земледелия, связанные с процессами снижения плодородия почв.

ВЕСТНИК АКАДЕМИИ НАУК РБ/

/ 2015, том 20, № 1111111111111111111111111111111111111111111111111111ННННННННШЗ

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.