CC BY
14АГРОЭКОЛОГИЯ
ФОРМИРОВАНИЕ ПЫРЕЙНО-СОЛОДКОВЫХ АГРОЦЕНОЗОВ НА ДЕГРАДИРОВАННЫХ ЗЕМЛЯХ КАЛМЫКИИ
Э.Б. Дедова, С.Н. Нохашкиева, Калмыцкий филиал ВНИИГиМ
Представлена карта ареала и продуктивности ценных солодковых популяций на территории Республики Калмыкия. Для восстановления деградированных земель в аридных условиях региона испытывали смешанные посевы фитомелио-рантов - солодки голой и пырея солончакового. Приведена урожайность пырейно-солодкового сена и лакричного корня на деградированных почвах разной степени засоления.
Ключевые слова: солодка голая, пырей солончаковый, фи-томелиоранты, деградация земель, водорастворимые соли, урожайность. Важнейшее средство регулирования и целенаправленного улучшения природной среды, воссоздания и повышения биологического потенциала деградированных земель - биологическая мелиорация, основанная на закономерностях адаптивной стратегии, использовании естественной средообра-зующей и средооптимизирующей функции растений-фитомелиорантов. Солодка голая также выполняет санирующую, дренажную и рассолительную функции [5]. Пырей солончаковый характеризуется высокой адаптацией к неблагоприятным природным условиям, хорошо растет на почвах вторичного засоления [4].
Объекты и методы исследования. В Калмыцком филиале ВНИИГиМ им. А.Н. Костякова с 2006-2010 гг. проводят полевые исследования на деградированных землях полупустынной зоны Республики Калмыкии по изучению фитомелиоративной деятельности пырейно-солодковых агроценозов. Изучены естественные ареалы солодки голой на территории республики. Для определения урожайности солодковой подземной массы (корней) на массивах произрастания ее популяций закладывали пробные площадки 1 м2 в трехкратной повторности для каждой ассоциации, с учетом проективного покрытия почвы. В зависимости от глубины залегания горизонтальных корневищ солодки голой копку проводили на глубине 30-60 см.
Опытный участок смешанных пырейно-солодковых агроценозов расположен в зоне деятельности Сарпинской ООС на орошаемых вторично засоленных землях, вышедших из сельскохозяйственного оборота. Исследования проводили по общепринятой методике [3]. Почвы опытного участка бурые тяжелосуглинистые, содержание гумуса - 1,1-1,24 %; засоление почвы варьирует от 0,4-0,6 до 0,8-1,2 %; обеспеченность подвижными формами азота - 30,9-60,3 мг/кг, фосфора -47,5-117,0 и обменного калия - более 400 мг/кг, грунтовые воды залегают на глубине 1,0-1,5 м с минерализацией 6-11 г/л. Расположение вариантов в опытах рендомизированное. Общая площадь участка 600 м2, учетная площадь делянок 50 м2. Закладку опытов осуществляли осенью 2006 г. путем посадки кустов пырея и корневищ солодки длиной 10-15 см в предварительно подготовленные борозды на глубину 5-10 см с междурядьем 70 см. Полив пырейно-солодковых агроценозов проводили дождеванием ДДН-70, число вегетационных поливов - 5, оросительная норма - 500 м3/га.
Солодка голая, лакричник (Glycyrrhiza glabra L.) - многолетняя бобовая культура, надземную массу и корни которой используют во многих отраслях промышленности и сельского хозяйства, солодковое сено содержит 0,49-0,52 к.е., 17-20 % протеина, 5,9-8,9 % жира. Уникальный химический состав корня определяет его как ценнейшее и незаменимое сырье для фармацевтической промышленности. Солодка - это мезоксе-рогалофит с широкой экологической пластичностью, небольшое засоление почв может привести к повышению содержания отдельных БАВ, выносит кратковременное поверхностное затопление [6].
Пырей удлиненный (Л§горугоп е1оп§аШш) - многолетняя злаковая трава. Сорт Солончаковый Ставропольской селекции используют для освоения засоленных земель с сульфатным и хлоридным типом засоления почвы, устойчив к болезням, вытаптыванию [4]. Он образует мощную корневую систему, создающую в почве густую сеть узких пор и канальцев, которые осуществляют биологическое дренирование почвы. Культура достигает 1,7-1,9 м высоты, выдерживает поливы минерализованными (4-6 г/л) водами, пырейное сено грубоватое, но питательное с содержанием протеина - 13 % [2].
Результаты и их обсуждение. На территории Республики Калмыкия солодка голая произрастает на западе и юге Кумо-Манычской впадины, в Приергенинской части, по Ергенин-ской возвышенности, в Прикаспийской низменности, встречается как в открытой степной местности, так и в овражно-балочных и приканальных зонах (рис.). Наибольшей урожайностью подземной массы (лакричного корня) характеризуются популяции, произрастающие на равнинах в составе злаковых ценозов, от одного корневища могут отходить 6-8 побегов, высота которых достигает 70-85 см в фазе плодоношения. Густота стояния растений солодки в травостое - 35-40 шт/м2.
Популяции Целинного, Кетченеровского, Сарпинского и Малодербетовского районов, произрастающие по Ергенин-ской возвышенности характеризуются ленточным расположением по склонам балок и образуют больше бобов, чем в других районах. Однако большая часть семян недоразвита или повреждена различными насекомыми, семена редко прорастают: на смену короткой весне приходит иссушающее лето и растения не успевают развить достаточную корневую систему. Солодка в изучаемых популяциях предположительно развивается за счет прироста имеющихся корневищ и отрастания новых подземных стеблей из пазушных почек, ежегодно закладывающихся в области семядольного узла и базаль-ной части надземных побегов.
Пп=75...90 %
Рис. Ареал солодковых популяций в Республике Калмыкия: Пп- проективное покрытие солодковых фитоценозов; И- высота растений; У - урожайность подземной массы
На территории региона Glycyrrhiza glabra произрастает с Koeleria cristata, Eryngium planum, Elytrigia repens, Tragopogon dubius, Artemisia lerchiana, Bromus japonicus, Festuca beckeri, Achillea nobilis. Следует отметить, что корневищные и плотно-дерновинные злаки угнетающе действуют на корневую систему солодки. Солодка голая редко выступает в качестве субдоминанта разнотравно-злаковых ценозов, доля участия солодки в таких растительных сообществах невысока - 30 % и зависит от сочетания многих эдафических условий. Вегетационный период солодки в исследуемых районах 194-206 дней.
Изученные нами фитоценозы солодки голой связаны с почвами разной степени засоления (0,20-1,2 %), что свидетельствует о её солеустойчивости. Однако на участках с высоким содержанием водорастворимых солей состояние солодковых популяций угнетенное: травостой разрежен - общее проективное покрытие почвы 45-50 %, растения низкорослые, выражена мелколистность. Следовательно, сильного засоления солодка голая не переносит, что отмечено в работах и других авторов [1]. В наших исследованиях при засоленности почвы более 1,2 % высота изучаемых растений 35-40 см, что на 47-63 % меньше, чем на участках с оптимальными для солодки эдафическими условиями, уменьшение ассимиляционной поверхности листьев составляет в среднем 40-45 %, а разница в густоте стояния солодки - 37-46% (на 1 м2 насчитывается 12-15 стеблей), продуктивность лакричного корня не превышает 400-550 г/м2.
Солодка голая уживается со многими видами растений семейства мятликовых в силу того, что ее корневища не располагаются в почве глубже 0,5-0,6 м, однако это не препятствует солодке использовать влагу из более глубоких слоев [5]. В изученных нами природных ценопопуляциях солодка чаще встречается с такими видами, как ковыли, овсяница бороздчатая, тонконог стройный, но самый высокий коэффициент общности (связи) у солодки голой отмечен с пыреем (72 %).
Результаты наших исследований показали, что на продуктивность пырейно-солодкового агроценоза существенное влияние оказывает содержание водорастворимых солей (табл.). Так, при содержании в почве солей 0,4-0,6 % урожайность пырейно-солодкового сена в первый год жизни составляла 2,46-2,58 т/га, а при увеличении суммы солей до 0,6-0,8 % снижение урожайности составило 22 % от контроля, при более высокой степени засоления 0,8-1,2 % - продуктивность снижалась на 66 %.
Урожайность пырейно-солодкового сена и солодкового корня, т/га
Урожайность пырейно- Средняя
Содержание солодкового сена, т/га урожай-
№ водораство- повторность среднее ность
вар. римых солеи, за корней
% 1 2 3 вегета- солодки,
цию т/га
2007 г.
0,4-0,6 (контроль)
0,6-0,8
0,8-1,2
2,58
1,91
0,82
2,46
2,02
0,87
2,55
0,89
2,53
1,97
0,86
НСР0:
0,14
2008 г.
1 0,4-0,6 (контроль) 4,58 4,65 4,69 4,64 2,86
2 0,6-0,8 3,32 3,30 3,25 3,29 1,79
3 0,8-1,2 1,71 1,72 1,64 1,69 0,84
НСР05 0,12 0,14
2009 г.
1 0,4-0,6 (контроль) 6,01 6,13 6,10 6,08 4,32
2 0,6-0,8 5,12 5,15 5,06 5,11 3,05
3 0,8-1,2 2,89 2,97 2,99 2,95 1,54
НСР05 0,11 0,12
2010 г.
1 0,4-0,6 (контроль) 7,54 7,52 7,65 7,57 6,36
2 0,6-0,8 6,13 6,05 6,12 6,10 5,12
3 0,8-1,2 3,84 3,71 3,79 3,78 2,84
НСР05 0,10 0,11
В четвертый год жизни агроценозов урожайность на контроле составляла 7,52-7,65 т/га, при засолении 0,6-0,8 % снижение продуктивности составило 19 %, при сильном засолении 0,8-1,2 % урожайность снижалась на 50 % от контроля. Урожайность солодкового корня учитывали со второго года жизни агроценозов, так как подземная часть растений солодки не обладала достаточной для изучения массой. Продуктивность корня на участках засоления 0,8-1,2 % была на 70,6 % ниже, чем на контроле, в третий и четвертый годы жизни - на 64,3-55,3 %.
Уменьшение разницы между продуктивностью агроцено-зов в вариантах с различным засолением по годам указывает на увеличение степени солеустойчивости фитомелиорантов. Приспособление растений к засолению протекает в процессе индивидуального развития, причем глубина и быстрота этого процесса обусловлены их биологической природой и типом солевого состава почвы [7]. На усиление токсичного действия солей также влияли неблагоприятные климатические условия: высокие дневные температуры летом (>40°С), низкая относительная влажность воздуха (<30%).
Таким образом, фитомелиоративная технология возделывания пырейно-солодковых агроценозов не только способствует рекультивации деградированных орошаемых земель, но и позволяет получать качественное сено и ценное лакричное сырье. Адаптационные принципы применения описанного способа мелиорации почв позволяют в наибольшей степени использовать биопотенциал специализированных культур-фитомелиорантов с учетом экологичности производства растениеводческой продукции.
1
2
3
Литература
1. Бахиев А. Растительные индикаторы засоления почв и грунтовых вод в дельте Амударьи.- Ташкент: Фан, 1979. - 132 с.
2. Гаджиев М.Д. Внедрение нового сорта пырея-биомелиоранта деградированных и засоленных земель в Прикаспийской низменности Республики Дагестан // Мат-лы докл 2-го Междунар. симпоз. Новые и нетрадиц. растения и перспективы их практ.использ Т.5. - Пущино, 1997.-С. 627-628.
3. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. - М.: Агропромиздат, 1985.- 352 с.
4. Кравцов В.В., Гаджиев М.Д. Пырей удлиненный - освоитель засоленных земель / Нетрадиционное растениеводство, экология и здоровье. - Материалы 7-й Междунар. науч.-производ. конференции 7-13 сентября 1998 г. - Симферополь, 1998. - С. 553.
5. Мамин В.Ф. К вопросу фитомелиорации земель Волго-Ахтубинской поймы. Проблемы, пути решения // Проблемы социально-экономического развития аридных территорий России: Сб.науч.тр.Т.1. - М.: Современные тетради, 2001.- С.204-210.
6. Саидов Д.К., Шамсувалиева Л.А. Особенности корневой системы Glycyrrhiza glabra L. в условиях разнокачественного засоления почв // Биологические и структурные особенности полезных растений Узбекистана (маревые, гвоздичные, бобовые) - Ташкент, 1979.-С. 75-78.
7. Строгонов Б.П. Физиологические основы солеустойчивости растений (при разнокачественном засолении почвы). - М., 1962. - 366 с.
FORMATION OF WHEATGRASS-LICORICE AGROCENOSES ON THE DEGRADED SOILS OF KALMYKIA
E.B. Dedova, S.N. Nokhashkieva Kalmyk Branch, Kostyakov All-Russian Research Institute of Hydraulic Engineering and Land Reclamation
pl. Gorodovikva 1, Elista, 358011 Russia
The map of the area and yielding capacity of valuable licorice populations in the Republic of Kalmykia was composed. To restore degraded lands, mixed plantations ofphytomelioranats—licorice (Hlycirrhiza glabra) and Jose Tall wheatgrass (Agropyron elgongatum)— were tested under the arid conditions of the region. The yields of the wheatgrass—licorice hay and licorice on degraded soils of different salinity were reported.
Keywords: Hlycirrhiza glabra, Agropyron elgongatum, phytomeliorants, land degradation, water-soluble salts, yielding capacity.
