CC BY
1
УДК 631.878:57.02:574.577 DOI: 10.24412/1029-2551-2022-3-014
МЕТОДИКА ЗАКЛАДКИ ОПЫТОВ С ВЛАГОЛЮБИВЫМИ КУЛЬТУРАМИ (МОХ, ТРОСТНИК, РОГОЗ) В УСЛОВИЯХ ГОРОДСКИХ ЭКОСИСТЕМ
Д.И. Шаламов, Т.М. Джанчаров, к.б.н.
РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева, е-mail:ya.dempsey@yandex.ru
Приведены результаты исследований по разработке методики выращивания влаголюбивых культур (тростник обыкновенный (Phragmites australis), рогоз узколистный (Typha angustifolia), мох гипнум кипарисовый (Hipnum cupressiforme) для определения эффективного соотношения низинного торфа и смеси щепы хвойных и лиственничных деревьев в полученном субстрате на опытных участках Экологического стационара РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева, который будет благоприятно влиять на будущий прирост биомассы влаголюбивых культур и дальнейшего ее целевого использования. Произведена оценка агрохимических и агрофизических показателей почвогрунта. Для решения главной проблемы поддержания функционирования урбоэкосистем нами была поставлена цель: разработка методики восстановления урбанизированных территорий путем искусственного увлажнения изучаемого объекта и создания условий для произрастания типичных в этой местности влаголюбивых культур и их хозяйственное применение без ущерба восстановленной экосистеме. Внедрение технологии выращивания влаголюбивых культур позволит существенно повысить эффективность использования участков выработанных территорий, ежегодно получать биомассу тростника, мха и рогоза для последующего целевого использования. Возможность в условиях мегаполиса изучить проблему переувлажненных территорий, решить данную задачу экологическим путем через выращивание влаголюбивых культур.
Ключевые слова: влаголюбивые культуры, заболачивание, канал, рогоз узколистный, тростник обыкновенный, мох гипнум кипарисовый, опытный участок, мелиоративный канал.
METHODOLOGY OF LAYING EXPERIMENTS WITH MOISTURE-LOVING CROPS (MOSS, REED, CATTAIL) IN URBAN ECOSYSTEMS
D.I. Shalamov, Ph.D. T.M. Dzhancharov
Russian Timiryazev State Agrarian University (RSAU-MTAA), e-mail: ya.dempsey@yandex.ru
The article presents the results of research on the development of methods for growing moisture-loving crops (common reed (Phragmites australis), narrow-leaved cattail (Typha angustifolia), cypress Hypnum moss (Hypnum cupressiforme)) to determine the effective ratio of lowland peat and a mixture of chips of coniferous and larch trees in the resulting substrate at the experimental sites of the Ecological experimental station of the Russian Timiryazev State Agrarian University, which will favorably affect the future growth of biomass of moisture-loving crops and its further targeted use. The agrochemical and agrophysical parameters of the soil were evaluated. To solve the main problem of maintaining the sustainable functioning of urban ecosystems, we set a goal: to develop a methodology for restoring urbanized territories by artificially moistening the object under study and creating conditions for the growth of moisture-loving crops typical in this area and their economic use without damage to the restored ecosystem. The introduction of the technology of growing moisture-loving crops will significantly increase the efficiency of the use of worked-out areas, and annually obtain reed, moss and cattail biomass for subsequent intended use. Possibility in the conditions of a metropolis to study the problem of waterlogged territories, to solve this problem in an ecological way through the cultivation of moisture-loving crops.
Keywords: moisture-loving crops, waterlogging, channel, narrow-leaved cattail, common reed, cypress Hypnum moss, experimental site, reclamation channel.
Сохранение ландшафтного разнообразия среди освоенных территорий, смягчение последствий изменения климата, поддержание водного режима на окружающих их территориях - важнейшие направления функционирования переувлажненных экосистем [1]. На осушенных болотах и выработанных торфяных месторождениях интенсивно протекают процессы минерализации органического вещества -торфа [2].
Существуют общие экологические факторы: такие, как рельеф, гидрологические, гидрогеологические, климатические, которые в существенной мере учитываются при инженерной подготовке и благоустройстве территорий.
Заболоченные и заторфованные территории осложняют строительство зданий и сооружений, прокладку инженерно-технических коммуникаций, благоустройство населенных мест. Инженерная
подготовка в этих условиях приобретает особо важное значение и связана с производством земляных работ в исключительно больших объемах [3].
В районах, подверженных комплексному воздействию неблагоприятных факторов, хозяйственное освоение территорий и новое строительство на них определяют сложность и соответствующие масштабы работ по инженерной подготовке территории в особых условиях [4].
Основные показатели, характеризующие заболоченные территории: длительное стояние грунтовых вод на глубине менее 0,5 м от поверхности; наличие болотной растительности, неразложившейся органической массы (торфа) и аморфного перегноя [4].
Цель исследования - разработка методики закладки опытов с влаголюбивыми культурами (мох, тростник, рогоз) в условиях городских экосистем
Методика. Мелкоделяночный полевой опыт был проведен на территории экологического стационара РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева (г. Москва) с целью создания поверхности, пригодной для проведения опытов. Она предшествует следующей стадии планировки, при которой проводят выравнивание микрорельефа.
Участки подлежали очистке от камней, древесных остатков, кочек и т.д. Затем проводили выравнивание поверхности в условиях оптимальной влажности почвенного покрова. В случае выраженной неровности поверхности (более 15-20 см) выполняли операции по выравниванию механизировано (с использованием специальной техники). Интенсивность использования техники зависит от исходного состояния исследуемого участка.
Поэтапная подготовка опытного участка:
1) Удаление инородных предметов (корни, камни, кочки, растительные остатки и т.д.).
2) Засыпка минеральным грунтом основания исследуемого участка с целью формирования минерального горизонта по всей длине канала.
Все основание канала засыпали насыпным минеральным грунтом, состоящим из низинного торфа и смеси опилок хвойных и лиственных деревьев в соотношении 1:3, который равномерно распределяли по дну канала.
м
3) Формирование трех позиционных участков (чеков) с особыми условиями для формирования водно-воздушного режима.
Перегородки выполнены из деревянных изделий в виде досок, зафиксированных кольями на уровне высоты наполнения чека.
Каждый чек заполняли смесью щепы хвойных и лиственных пород деревьев, высота формированного горизонта щепы составляла 40 см. Учитывали, что высота со временем оседает. Для исходного материала в виде щепы использовали древесные отходы, которые формируются при облагораживании территории университета. В каждый чек засыпано по 12 м3 щепы и произведено разравнивание внутри чека. В исследуемый чек, предназначенный для посадки мха, была выполнена дополнительная подсыпка торфяного грунта в связи с тем, что ему требуются особые условия повышенного увлажнения.
Для посадки на опытных участках использовали три вида влаголюбивых растений. Объект исследования расположен внутри осушительной системы, которая представляет из себя донное основание шириной 3 м и длиной 150 м. Направление уклона канала совпадает с местами закладки опытных растений. Так как в опытах использовали влаголюбивые культуры с разными биологическими особенностями в потребности влаги (мох, тростник, рогоз), то для слоя 0,2 м в каждый чек необходимо 12 м3 опилок. На 3 чека необходимо 36 м3 опилок (рис. 1 и 2).
4) Подготовка и посадка влаголюбивых культур
При разработке технологии создания плантаций
влаголюбивых культур на заболачиваемой территории следует ориентироваться на вегетативное или семенное размножение растений.
Подготовка и посадка мха. Мхи - отдел высших растений, насчитывающий около 10 тыс. видов, объединенных примерно в 700 родов и 110-120 семейств. Как правило, это мелкие растения, длина которых лишь изредка превышает 50 мм.
У мхов нет цветков, корней и проводящей системы, они размножаются спорами, которые созревают в спорангиях на спорофите и служат пищей для беспозвоночных животных. После отмирания дают залежи торфа, который необходим в производ-
Рис. 1. Схема посадки влаголюбивых культур в мелиоративный канал
Примечание. 20 м х 3 м х 0,2 м = 12 м3
4 - влаголюбивая культура
3 - щепа хвойных и лиственничных деревьев (40см) : ;> - насыпной минеральный грунт (20см)
Рис. 2. Профильная схема посадки влаголюбивых культур в мелиоративный канал
Мох
- зона посадки
- зона будущего срастания
Рис. 3. Схема посадки на опытный участок мха
-влаголюбивая культура (мох) -низинный торф (10 см)
-щепа хвойных и лиственничных деревьев (40 см)
-насыпной грунт (20 см)
Рис. 4. Профильный разрез грунта для посадки мха
стве пластмасс, смол, карболовой кислоты, используется как топливо или удобрение.
Мох полностью укрывает землю в местах роста, что приводит к накоплению влаги и заболачиванию территории. Таким образом, прорастание другой растительности становится невозможным. В то же время они предотвращают эрозию, разрушение почв поверхностными водами и ветрами, а также способны расти на местах пожаров.
Полив первые несколько недель необходимо осуществлять более интенсивно, не допуская высыхания, но без избыточного переувлажнения.
Для размножения был использован посадочный материал со всей территории естественного произрастания РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева для пересадки. Расположение в чеке производили на семнадцати посадочных линиях, поперек чека на расстоянии 80 см между линиями. Ширина посадочной линии составляет 40 см, длинна 3 м (рис. 3 и 4).
Данные параметры расположения и количества посадочных материалов внутри чека выбраны с учетом распространения и заполнения площади чека данной влаголюбивой культурой.
Тростник обыкновенный - многолетнее широко распространенное травянистое растение, принадлежащее к семейству злаковых рода тростников. Это высокое растение (до 5 м) с мощным корневищем, длинным, толстым (до 3 см), сильно разветвленным, с узлами и междоузлиями. Корни могут быть подземными и надземными, ползущие побеги способны выходить на поверхность земли. Корни могут проникать в землю на глубину до 3,5 метров. Чем выше залегают грунтовые воды, тем меньше глубина проникновения корневищ.
Для пересадки отбирали образец из десяти растений, количество образцов 80 шт. (рис. 5 и 6). Посадка производилась на глубину порядка 15 см в грунт. Расположение в чеке производили четырех посадочных линиях, вдоль чека на расстоянии 50 см между линиями. Расстояние между посадочным материалом внутри линии порядка 80 см друг от друга.
Данные параметры расположения и количества посадочных материалов внутри чека выбраны с учетом распространения и заполнения площади чека данной влаголюбивой культурой.
Рогоз - высокие болотные травы умеренного и тропического поясов Земли. Листья двурядные, длинные, лентовидные, цельнокрайные, без язычка в области влагалищно-пластиночного сочленения. Стебель заканчивается початковидным соцветием, верхняя часть которого образована бурыми мужскими цветками (тычинками), а нижняя, более толстая, коричневая - женскими (пестиками).
Для размножения был использован посадочный материал с территории естественного произрастания, неподалеку от места посадки, как и в методике посадки тростника. Для пересадки отбирался образец с тремя растениями, количество образцов равное 60 шт. (рис. 7 и 8). Рогоз погружали на глубину 20 см в грунт. Расположение в чеке производили тремя посадочными линиями, вдоль чека на расстоянии 70 см между линиями. Расстояние между посадочным материалом внутри линии порядка 80 см друг от друга.
Тростник
9- зона посадки - зона будущего срастания Рис. 5. Схема посадки на опытный участок тростника
-влаголюбивая культура (тростник)
-щепа хвойных и лиственничных деревьев (40 см)
-насыпной грунт (20 см)
Рис. 6. Профильный разрез грунта для посадки тростника
Рогоз
- зона посадки 1 - зона будущего срастания
Рис. 7. Схема посадки на опытный участок рогоза
влаголюбивая культура (рогоз)
щепа хвойных и лиственничных деревьев (40 см)
насыпной грунт (20 см)
Рис. 8. Профильный разрез грунта для посадки рогоза
Данные параметры расположения и количества посадочных материалов внутри чека выбраны с учетом распространения и заполнения площади чека данной влаголюбивой культурой.
Таким образом, данный метод решает проблему поддержания функционирования урбоэко-систем при помощи разработки методики восстановления урбанизированных территорий путем искусственного увлажнения изучаемого объекта и создания условий для произрастания типичных в этой местности влаголюбивых культур и их хозяйственное применение без ущерба восстановленной экосистеме. При разработке технологии создания плантаций влаголюбивых культур на заболачиваемой территории следует ориентироваться на вегетативное или семенное размножение растений. Для этого проводят систему наблюдений за развитием посаженных влаголюбивых культур и их участием в изменении экосистемы данной территории. В нее входят постоянные биометрические наблюдения за растениями, контроль загрязнения компонентов окружающей среды (атмосферный воздух, грунтовые воды и почвы). Методика рекомендуется
для внедрения в сфере восстановления урбанизированных территорий.
Литература
1. Мотузова Г.В., Карпова Е.А. Химическое загрязнение биосферы и его экологические последствия. - М.: МГУ, 2013. -304 с.
2. Мотузова Г.В., Безуглова О.С. Экологический мониторинг почв: учебник. - М.: Академический Проект: Гаудеамус, 2007. - 237 с.
3. Давыдова С.А., Беспалова О.Н., Сальников А.Л., Мучоно Р.Н., Тихонов A.M. Использование тростника как биологического топлива / Актуальные проблемы инновационного развития АПК. Будущее АПК: мат-лы VI всеросс. научн. конф. студентов и молодых ученых (22-24 апреля 2010 г., Астрахань). - Астрахань: ООО «Техноград», 2010. - С. 162-163.
4. Панов В.В., Кукушкина Е.Е., Женихов Ю.Н., Шахматов К.Л. Выращивание и использование биомассы тростника на обводняемых выработанных торфяных болотах. - М.: «Т8 Издательские Технологии», 2013. -127 с.
5. Труфляк Е.В. Сенсорика. - Краснодар: КубГАУ, 2016. -33 с.
6. Шаламов Д.И., Джанчаров Т.М., Александров Н.А., Васенев И.И. // Агрохимический вестник, 2021, № 2. - С. 63-66.
