CC BY
18
Kovaleva V.A. Antimicrobial peptides as alternative to conventional fungicidal preparations
The basic groups of fungicidal preparations, which are used for protecting of forest and agricultural cultures from diseases, are described. The analysis of perspective direction in development of biological agents of a plant defense, which is based on the using of plant antimicrobial compounds, is presented. It is set that the use of connections of phytogenous for a fight against phytopathogenic organisms - it a transition way is real from microbial-resistant chemical preparations to the ecologically safe biological methods of defence of plants from diseases.
Keywords: fungicides, antimicrobial peptides_
УДК 182.53 Ст. наук. ствроб. В.П. Ворон1, канд. с.-г. наук;
астр. В.О. Лещенко2; наук. ствроб. О.1. Романенко3
РЕКРЕАЦ1ЙНА ДИГРЕС1Я ГРУНТ1В СОСНЯК1В СЕРЕДНЬО1
ТЕЧ11 С1ВЕРСЬКОГО ДОНЦЯ
Наведено результати дослщжень рекреацшно'1 дигресп грунпв сосняюв зелено! зони м. Змпв. Внаслщок витоптування i ущшьнення в них вщбуваються ютотш нега-тивш змши фiзико-механiчних властивостей та водного режиму грунтсв. Встановле-но, що внаслщок ущшьнення грушив порушуеться пористiсть. Вона зменшусться зi зростанням стадп рекреацп дигресп та з вщдаленням вiд стовбура. У рекреагенно по-рушених сосняках найменше значення пористостi на глибиш 30 см, яку можна вва-жати порогом, до якого поширюеться дiя утоптування грунту рекреантами.
Ключов1 слова: рекреацiйне навантаження, фiзико-механiчнi властивост грун-тiв, об'емна вага, пористють, абсолютна та riгроскопiчна вологiсть.
Люи ДП мЗмiiвське ЛГ", якi розташоваш в середнiй течii Сiверського Донця, створюють зелену зону мiста Змив. вони розмiщенi на вiддалi 30 км вщ Харкова - мегаполюа з населенням 1,5 млн мешканщв i е складовою час-тиною його зелено! зони, яку ще у 1935 р. видшено як 50-кшометрову смугу навколо мiста. Люи цього ДП пiддаються не тшьки iнтенсивному аеротехно-генному забрудненню [1], але й потужному рекреацiйному навантаженню [2].
Важливим складником дослiджень рекреацшних змiн лiсiв е виявлен-ня причинно-наслщкових зв,язкiв у системi природних i антропогенних чин-никiв, яю знижують стiйкiсть. Серед абютичних чинникiв найменш стiйки-ми до рекреацшного навантаження е грунти [6, 9]. Основними наслщками дii рекреаци на них е ущiльнення верхшх грунтових шарiв [10], яке призводить до зниження життедiяльностi та зменшення маси активних коренiв [4, 6, 9, 11, 12]. Це особливо важливо для сосняюв 6орово! тераси Оверського Донця, що ростуть на бщних пiщаних грунтах.
Для дослщження впливу рекреацiйного навантаження в зеленш зонi м. Змiiв у сосняках закладено за загальноприйнятими в лiсiвництвi i лiсовiй таксацii методикам: 13 постшних пробних площ (далi ППП), яю становлять екологiчний ряд за ступенем рекреацшного навантаження [8] вщ 1 до 4 стадп рекреацшно1' дигресii (далi СРД). Дослiджуванi сосняки ростуть на бщних дернових борових слаборозвинених грунтах. Тип умов мюцезростання - су-
1 Укра1нський НД1 лiсового господарства та агролiсомелiорацil
2 Харшвський нацiональний аграрний унiверситет
хий-свiжий бiр. Вивчали фiзико-механiчнi властивостi грунпв залежно вiд розмiщення вiдносно дерева в мжрозонах мбiля стовбура", мпiд кронами" дерев та на "галявинах" за загальноприйнятими методиками [9].
Рекреацшний вплив на лiсовi екосистеми проявляеться насамперед в ущiльненнi грунпв. Внаслщок витоптування грун^в збiльшуеться 1х щшь-нiсть складення (яку характеризуе об'емна вага). Найменша величина об'емно! ваги (незалежно вiд СРД) "бiля стовбура" дерева i найвища на "галявинах", мiж кронами дерев (табл. 1). Найбшьша тiснота зв'язку вщзначена мiж середньою величиною об'емно! ваги по ППП та СРД. Тюнота зв'язку зменшуеться iз вiддаленням вщ стовбура дерева. Найменш тiсна вона у варь антi "галявини".
Це пояснюеться значною варiабельнiстю об'емно! ваги у цш мжрозо-нi. Адже рекреанти, зазвичай, найбшьше полюбляють для вщпочинку саме галявини або вщкрит мiсця i найменше - бшя стовбурiв. У всiх варiантах мжрозон спостерiгаеться чiтка тенденцiя до зростання величини об'емно! ваги iз зростанням стади рекреацшно! дигреси.
Табл. 1. Залежшсть об'емног ваги, пористостi та вологостi tрунтiв _вiд СРД у сосняках зелено'1 зони м. Змшова_
СРД Середне Мшрозони
б1ля стовбура Шд кронами На галявинах
об'емна вага
I 1,26 1,23 1,26 1,30
II 1,37 1,30 1,35 1,46
III 1,45 1,39 1,46 1,49
IV 1,49 1,41 1,51 1,53
пористшть
I 52,03 53,30 52,23 50,56
II 47,75 50,40 48,75 44,56
III 44,93 47,23 44,43 43,50
IV 43,51 46,47 42,71 41,66
абсолютна волопсть
I 3,02 3,08 3,29 2,60
II 2,16 2,96 2,97 1,51
III 1,31 1,96 1,10 1,10
IV 1,24 1,79 1,12 0,77
пгроскотчна волопсть
I 0,471 0,47 0,42 0,52
II 0,338 0,35 0,30 0,27
III 0,219 0,29 0,22 0,20
IV 0,186 0,21 0,28 0,10
Так, об'емна вага "бшя стовбура" дерева зростае з 1,23 при 1 СРД до 1,41 г/см на 4 СРД. В варiантi "шд кронами дерев" дiапазон зростання стано-
33
вить вщ 1,26 до 1,951 г/см i на "галявинах" - вщ 1,30 до 1,53 г/см . Мiж величинами об'емно! ваги i стадiями рекреацшно! дигреси при варiантi "бшя стовбура" та "шд кронами" дерев виявлено кореляцшний зв'язок сильно! тюноти, а "на галявинах" - середнш, але близький до сильного (табл. 1, 2).
Поступове зростання величини об'емно! ваги донизу по грунтовому профшю спостер^аеться i на контроль Так, в середньому в сосняках 1 СРД до глибини 50 см значення цього показника зростае до 1,50 г/см3, що на 17 % вище, шж у верхньому горизонт (рис. 1-3).
Табл. 2. Кореляцшна залежшсть фiзико-механiчних властивостей tрунтiв
вiд СРД у сосняках зеленое зони м. ЗмШова
Мшрозони шт Я ts^0,05 Формула
об'емна вага
Бшя дерева 23 0,76 5,35 2,01 У=0,0634-х+1,637
тд кроною 26 0,74 5,39 2,01 У=0,0818-х+1,6492
На галявинах* 27 0,62 3,98 2,01 У=0,0709-х+1,7282
Середне 0,85 5,32 2,16 У=-0,0095-х2+0,119-х+1,6268
Пористшть
Бшя дерева 23 -0,63 3,71 2,07 У=0,5841-х2-5,2478-х+58,038
тд кроною 26 -0,766 -5,84 2,06 У=0,2475-х2-4,5423-х+56,31
На галявинах 27 -0,60 -3,75 2,05 У=0,7602-х2-6,4407-х+55,284
Середне 13 -0,82 -4,79 2,15 У=0,5734-х2-5,6401-х+56,656
абсолютна волопсть
Бшя дерева 15 -0,60 -2,73 2,13 У=-0,0047-х2-0,4526-х+3,5792
тд кроною 16 -0,69 -3,59 2,12 У=-0,1803-х2-1,6915-х+4,8319
На галявинах 18 -0,78 -4,97 2,1 У=0,1885-х2-1,5355-х+3,9106
Середне -0,81 4,51 2,16 У=0,2337-х2-1,7967-х+4,765
пгроскотчна волопсть
Бшя дерева 22 -0,13 -0,58 2,07 У=0,0005-х2-0,0258-х+0,5447
тд кроною 26 -0,39 -2,07 2,06 У=0,0019-х2-0,0557-х+0,6167
На галявинах 27 -0,66 -4,35 2,05 У=0,0007-х2-0,0357-х+0,5914
Середне -0,70 -3,25 2,16 У=0,0304-х2-0,2341-х+0,6619
О 1 2 3 4 срд 5
Рис. 1. Змта об'емно'1 ваги в 0-5 см шарi tрунту залежно вiд СРД у насадженнях
зелено'1 зони м. Змйова
Зi збшьшенням рiвня рекреацшного навантаження, поряд iз ушдльнен-ням верхнього шару, посилюеться природне ушдльнення грун^в вниз по профшю. I хоча в сосняках 2-4 СРД на глибиш 50 см об'емна вага може бути де-що меншою, шж на 30 см, значення цього показника е значно вищим, шж на контроль Мiж величиною об'емно! ваги на глибинi до 50 см i СРД виявлено прямолшшну тiсну кореляцiйну залежнiсть. 1з зростанням глибини значення
коефщента кореляци дещо знижуеться, однак навггь на глибиш 50 см зв'язок е тюним (табл. 3).
0 1 2 3 4 срд
Рис. 2. Змта об'емно'1 ваги в 10 см шарi tрунту залежно вiд СРД у насадженнях зелено'1 зони м. Змшова
Рис. 3. Змта об'емно'1 ваги в 30 см шарi грунту залежно вiд СРД у насадженнях
зелено'1 зони м. Змшова
Табл. 3. Залежшсть об'емно'1 ваги, пористостi та абсолютно'1 вологостi вiд
СРД Глибина ввдбору, см
0-5 10 30 50
Об'емна вага, г/см3
1 1,28 1,40 1,46 1,50
2 1,38 1,52 1,62 1,57
3 1,47 1,57 1,61 1,59
4 1,56 1,67 1,73 1,62
Пористшть, %
1 51,03 46,63 44,28 43,01
2 48,13 42,88 38,72 40,57
3 44,14 39,62 38,70 40,03
4 40,50 37,58 34,42 37,63
Абсолютна волопсть, %
1 2,25 1,89 1,36 1,24
2 1,15 0,72 0,57 1,06
3 0,61 0,51 0,40 0,41
4 0,80 0,32 0,27 0,29
Збiльшення щшьносл груипв зумовлюе подальший ланцюжок змш грунтових параметрiв, що функцiонально пов'язаш та загалом визначають структуру грунту: загально! пористостi, пористостi аераци [10]. Вщзначено тiсний кореляцiйний зв'язок мiж величиною пористостi та СРД (табл. 2). Величина пористост зменшуеться зi зростанням стади рекреаци дигреси та з вщдаленням вiд стовбура. Середня величина пористост грунтiв 4 СРД в 1,2 раза менша шж при 1. До того ж, якщо в мiкрозонi "бшя стовбура" дерева ця рiзниця становила 1,15, то на "галявиш" - 1,25 раза (табл. 1).
У рекреацшно непорушених сосняках пористiсть зменшуеться зi зростанням глибини вщбору. Так, як видно iз табл. 3,4 на контролi до глибини
50 см вона знижуеться в 1,2 раза порiвняно з верхшм 0-5 см шаром грунту (з
51 до 43 %). Ще вiдчутнiшi щ змiни за зростання СРД. Щоправда, найменше значення пористост^ зазвичай, простежуеться на глибинi не 50, а 30 см. Цю глибину, в принциш, можна вважати порогом, до якого поширюеться дiя утоптування грунту рекреантами.
При цьому на глибиш 50 см, порiвняно з 30 см, простежуеться зростання пористост^ яке однак не досягае рiвня верхнього шару. На вЫх глиби-нах пористють зменшуеться зi зростанням СРД, а зв'язок мiж ними е тюним i достовiрним. З шшого боку, погiршення фiзико-механiчних властивостей груилв внаслiдок витоптування супроводжуеться негативними змшами водного режиму грунтiв. Вивчали воднi властивостi грунтiв на початку жовтня 2008 р. Цьому передувало надзвичайно сухе лгто. Так за перюд з травня по серпень 2008 р. випало лише 120 мм, що становить лише 54,6 % вщ середньо! норми за 50^чний перiод. До того ж, у серпш випало лише 14,5 мм, тобто в 3 рази менше норми.
Абсолютна волопсть зменшуеться з вщдаленням вщ стовбура. Рiзни-ця зростае iз посиленням рекреацiйного навантаження. Так, якщо за 1 СРД у мжрозош "шд кроною" абсолютна вологiсть навггь бiльша, нiж "бiля дерева", а рiзниця мiж цiею мiкрозоною i "галявиною" всього 1,18 раза, то за 3 СРД ця рiзниця становила 1,78, а за 4 СРД - 2,32 раза. Водночас тюнота зв'язку абсолютно! вологост i СРД, навпаки, зменшуеться. Навггь "бшя стовбура" зв'язок е зворотним, середшм (табл. 1).
I хоча у вересш випало 53 мм опадiв, величина абсолютно! вологостi верхнього гумусового горизонту була надзвичайно низькою i змшювалася вiд 0,77 до 3,22 %. Середне значення абсолютно! вологост мае тiсний зворотний зв'язок iз СРД. Вмiст вологи у грунтах зменшуеться зi зростанням стади рек-реацiйного навантаження (табл. 1). Так, у груш! соснякiв 3-4 СРД вологи в 2,3-2,4 раза менше, шж на контроль
Ще посушлившим виявився 2009 р. За перюд з травня по серпень випало лише 113 мм опадiв, що становить лише 49,7 % вщ середнього рiвня за останш 30 роюв. Порiвняно з 2008 р. ситуащя була ще складшшою, оскiльки у вереснi 2009 р. випало на 20 мм опадiв менше. А сума опадiв за перюд активно! вегетаци становила лише 47 % вщ середнього багаторiчного рiвня. Як наслщок, як пiдстилка, так i грунти в сосняках були сильно зневоднеш.
З шшого боку, величина абсолютно! вологост зменшуеться з вщдален-ням вiд стовбура. До того ж, ця рiзниця зростае з посиленням рекреацiйного навантаження. Так, якщо при 1 СРД у мжрозош мпiд кроною" абсолютна во-логiсть навiть бiльша, шж "бшя дерева", а рiзниця мiж цiею мiкрозоною i "га-лявиною" - всього 1,18 раза, то при 3 СРД ця рiзниця становила 1,78, а при 4 СРД - 2,32 раза. Водночас тюнота зв'язку абсолютно! вологостi i СРД, нав-паки, зменшуеться. Навггь "бiля стовбура" зв'язок е зворотний середнш.
Частка гiгроскопiчно! вологостi, яка е рiзницею мiж повiтряно-сухим i абсолютно-сухим станом, е значно меншим, нiж абсолютна вологiсть (табл. 1). Вщзначеш для абсолютно! вологостi тенденцп характернi i для пг-роскотчно! вологостi. Проте тiснота зв'язку мiж цим показником i СРД мен-ша. Так, якщо на "галявиш" тiснота зв'язку майже сильна, то "шд кроною" вона середня, а "бшя стовбура" - недостовiрна слабка (табл. 2).
Особливо загрозлива ситуащя склалася в 2009 р. Якщо у 2008 р. на контролi абсолютна волопсть верхнього 5 см шару грунту в середньому становила 3,02, то в 2009 р. - 2,25 %. У рекреацшно ж порушених сосняках ця рiзниця була ще бшьша. Так абсолютна волопсть в сосняках 3 i 4 СРД стано-вили, вщповщно, 0,61 i 0,80 %, що в 1,5-2,0 рази менше, нiж в 2008 р. (табл. 4).
Дефщит вологи привiв до того, що спостерпаеться нетипове явище зменшення вологостi вниз по грунтовому профшю. Так, до глибини 50 см абсолютна волопсть зменшуеться в 1,8 раза порiвняно з верхшм шаром. Ця рiз-ниця ще бшьше посилюеться в умовах штенсивного рекреацiйного тиску. У сосняках 3-4 СРД абсолютна волопсть на глибиш 50 см становила вщповщно 0,41 i 0,29 %, що 3,0 i 4,3 раза менше, шж на контролi (табл. 4).
Табл. 4. Кореляцшш залежностi мiж фiзико-механiчними властивостями
tрунтiв I СРД у сосняках зеленое зони м. ЗмШова
Глибина вщбору, см шт. Я 181.0,05 Формула
об'емна вага
0-5 18 0,93 9,84 2,10 У=-0,0181-х2+0,1919-х+1,0774
10 18 0,91 8,73 2,10 У=-0,0092 -х2+0,1386-х+1,2534
30 18 0,77 4,87 2,10 У=-0,0312-х2+0,2466-х+1,2171
50 18 0,71 4,05 2,10 У=-0,0148-х2+0,1187-х+1,381
Пористшть
0-5 18 -0,86 -6,77 2,10 У=-0,1987-х2-2,5516-х+53,809
10 18 -0,84 -6,26 2,10 У=0,4214-х2-5,1413-х+51,365
30 18 -0,72 -4,15 2,10 У=0,4046-х2-5,086-х+48,795
50 18 -0,73 -4,28 2,10 У=0,0407-х2-1,9105-х+44,814
абсолютна волопсть
0-5 18 -0,69 -3,79 2,10 У=0,3222-х2-2,0958-х+4,0243
10 18 -0,58 -2,88 2,10 У=0,2535-х2-1,7691-х+3,3905
30 18 -0,74 -4,36 2,10 У=0,1713-х2-1,2046-х+2,3815
50 18 -0,76 -4,65 2,10 У=0,0057-х2-0,368-х+1,6161
Значне ущшьнення грунлв внаслщок штенсивно! рекреацi! спричиняе в поверхневих горизонтах (в яких зосереджено, за даними [3, 5, 7] вщ 70 до
95 % корешв вiд ïx загально1' маси), утворенню умов близьких до анаеробних. Таю умови гальмують picT активних корешв, листя та пагошв деревосташв [6], що призводить до передчасного осипання xвоï, тобто до попршення стану соснових деревосташв [2]. Оцшювання стану соснових деревосташв вико-нано на початку вересня засв^ило, що тривала посуха ютотно вiдбилаcя на cтанi дерев. Практично на вЫх ППП, за винятком контролю, немае здорових дерев. При цьому стан деревостану ютотно попршуеться зi зростанням СРД, а тюнота зв'язку е сильною.
Висновки. Внаслщок витоптування в рекреагенно порушених грунтах icтотно змiнюютьcя ïxнi фiзико-меxанiчнi влаcтивоcтi та водний режим.
Основними наслщком е ущiльнення веpxнix шаpiв грунту. Величина об,емноï ваги зростае зi збiльшенням СРД та вщдаленням вiд стовбура дерева. 3i зростанням СРД вниз по профшю посилюеться природне ущiльнення Гpунтiв.
Внаслщок ущiльнення гpунтiв порушуеться пористють. Вона змен-шуеться зi зростанням стади pекpеацiï дигpеciï та з вщдаленням вiд стовбура. У рекреагенно порушених сосняках найменше значення пористост на глиби-нi 30 см, яку можна вважати порогом, до якого поширюеться дiя утоптування грунту рекреантами.
Вмют вологи у грунтах зменшуеться зi зростанням cтадiï рекреацшно-го навантаження i вiддаленням вщ стовбура. Негативнi змiни водного режиму грунлв були особливо вдаутними в поcушливi роки.
За значного рекреагенного ущшьнення гpунтiв cоcнякiв утворюються умови, за яких icтотно гальмуеться picт активних коpенiв, листя та пагошв дерев, що призводить до попршення стану соснових деревосташв.
Лггература
1. Ворон В.П. Розвиток соснових деревосташв в умовах зниження аеротехногенного забруднення Змивсько'1 ТЕС / В.П. Ворон, 1.М. Коваль, О.В. Леман, О.1. Воронцова, С.В. 3ï6-цев // Науковий вicник НАУ. Сер. : Лiciвництво. Декоративне cадiвницгво. - Кшв : Вид-во НАУ, 2006. - № 103. - С. 24-33.
2. Ворон В.П. Рекреацшш змши сосняюв зелено'1 зони м. Змив / В.П. Ворон, В.О. Ле-щенко, О.1. Романенко, G.G. Мельник // Вюник ХНАУ. - 2009. - № 2. - С. 157-162.
3. Зудин Н.А. Корневые системы сосны и березы в смешанных насаждениях // В кн. : Сборник трудов. - Йошкар-Ола : Изд-во Поволж. лесотех. ин-та, 1961. - С. 101-106.
4. Ивонин В.М. Влияние рекреационной нагрузки на лесные почвы / В.М. Ивонин, В.Е. Авдонин, Н.Д. Пеньковский // Лесное хозяйство. - 1998. - № 5. - С. 32-34.
5. Качинский Н.А. Корневая система растений в почвах подзолистого типа. - М. : Изд-во "Агропромиздат", 1925. - 82 с.
6. Кочановский С.Б. Влияние водно-воздушного режима почв на состояние некоторых древесных декоративных растений в условиях городского озеленения : автореф. дисс. на соискание учен. степени канд. биол. наук: спец. 03.00.16 / Минск, 1964. - 24 с.
7. Николаева И.Н. Воздушный режим дерново-подзолистых почв. - М. : Изд-во "Колос", 1970. - 160 с.
8. Нормативно-справочные материалы для таксации лесов Украины и Молдавии / под ред. Швиденко А.З., Строчинский А. А., Савич Ю.Н. и др. - К. : Вид-во "Урожай", 1987. -559 с.
9. Почвоведение с основами геоботашки / Л.П. Груздева, А.А. Яскин, В.В. Тимофеев и др.; Под. ред. Л.П. Груздевой, А.А. Яскина. - М. : Изд-во "Агропромиздат", 1991. - 488 с.
10. Распопша С.П. Оцiнка антропогенних порушень грунпв Слобожанського люорос-линного району / С.П. Распопша, В.П. Ворон // Агрохiмiя i грунтознавство : М1жвщомч. те-мат. наук. зб., спец. вип. до VII з'1'зду УТГА, липень 2006, м. Ки1'в. - Харюв, 2006. - С. 277-279.
11. Таран И.В. Особенности роста корней сосны и березы на искусственно уплотненных почвах в лесопарках Новосибирского научного центра / И.В. Таран, В.Н. Спиридонов, В.Т. Бакулин // Растительные богатства Сибири и Дальнего Востока. - Новосибирск : Изд-во "Наука", 1976. - С. 113-122.
12. Щербина В.Г. Зависимость физических характеристик почвы и состояния корневой системы древостоя от степени рекреационных нагрузок / В.Г. Щербина, Ю.Г. Щербина, М.Н. Рубанов // Эколого-экономические проблемы развития территориально-рекреационного комплекса : сб. науч. тр. - Сочи : Сочинский государственный ин-т курортного дела и туризма, 1995. - С. 120-138. - Деп. в ВИНИТИ 22.11.95. - № 3075 - В95.
Ворон В.П., Лещенко В.А., Романенко О.И. Рекреационная дигрессия почв сосняков среднего течения Сиверского Донца
Представлены результаты исследований рекреационной дигрессии почв сосняков зеленой зоны г. Змиева. В результате вытаптывания и уплотнения происходят существенные негативные изменения физико-механических свойств и водного режима почв. Величина объёмного веса возрастет, а пористость и содержание влаги уменьшается при увеличении рекреационной нагрузки и удаления от ствола дерева. Негативное влияние указанных изменений в почвах особенно ощутимо в засушливые годы, когда существенно тормозится развитие, отмечается преждевременная дефолиация и ухудшается состояние древостоев.
Ключевые слова: рекреационная нагрузка, физико-механические свойства почв, объёмный вес, пористость, абсолютная и гигроскопическая влажность.
Voron V.P., Leschenko V.O., Romanenko O.I. Rekreation digression of soils of the pine forests of middle flow of Siverskij Donets
The results of researches of recreation digression of soils of the pine forests of green belt of town of Zmiiv are presented. It is set, that as a result of trampling and compression, there are substantial negative changes of physical-mechanical properties and water mode of soils. The size of by volume weight will grow, and porosity and maintenance of moisture diminishes at the increase of the рекреационной loading and delete from the barrel of tree. Negative influence of the indicated changes in soils especially perceptibly in droughty years, when development is substantially braked, premature defoliation is marked and the state of stands gets worse.
Keywords: рекреацшне loading, physico-mechanical properties of soils, by volume weight, porosity, absolute and hygroscopic humidity.
