CC BY
41
20. Тютерев, С. Л. Протравливание семян зерновых колосовых культур/ С. Л. Тютерев, // Защита и карантин растений, 2005. - №3. - С. 89-132.
21. Фасулати К. К. Полевое изучение наземных беспозвоночных / М., 1961. - 304 с.
22. Фитосанитарная экспертиза зерновых культур (болезни растений): Рекомендации. / С. С. Санин, В. И. Черка-шин, Л. Н. Назарова, Е. А. Соколова, Ю. А., Стрижекозин, Т. З. Ибрагимов, Н. П. Неклеса // М.: ФГНУ «Росинформагро-тех», 2002. - 140 с.
23. Чумаков Е. А. Основные методы фитопатологиче-ских исследований / Е. А. Чумаков, И. И. Минкевич, Ю. И. Власов, Е. А. Гаврилова // М., 1974. - 190 с.
ENVIRONMENTAL ASPECTS A PROTECTIONS OF AGRICULTURAL CULTURES IN THE AGROFOREST CENOSES ON THE REGION OF LOWER VOLGA
M.N. Belitskaya, doctor of biology science, I.R. Gribust, K.S-Kh.N. [email protected] -FSC agroecology RAs, Volgograd, Russia
Construction of environmentally safe plant protection in agroforestry is realized on the basis of selection of a complex of
regulated factors. The main components of the use of resource-saving techniques and tools here are: system of multi-pedigree plantings,optimal area fields,natural phytocenoses,increasing soil fertility,reducing pesticide load through the use of environmentally friendly means. The forest-protected field is characterized by a pronounced differentiation of the spatial distribution of insects and phytopathogens, what should be taken into account when carrying out destructive activities. In arid conditions, the density of a number of economically dangerous pests exceeds the economic threshold of harmfulness (1.5-5 times).
Under these conditions, the transition to accurate management of plant protection is promising. Special attention should be paid to: local implementation of protective measures/variation of consumption rates chemical preparation of drugs depending on the type and variety of culture;the rational combination of chemical, biological and natural means, taking into account the phytosanitary condition of agrocenosis.
Keywords: forest plantations, the spatial distribution of pests and fitopathogens, economically dangerous pests, pesticides, environmentally safe plant protection, resource-saving techniques and tools.
УДК 634.93:551.4
СОВРЕМЕННЫЕ ЗАДАЧИ ЭКОЛОГИИ АГРОЛЕСОЛАНДШАФТА
В.М. Кретинин, д.с.-х.н., профессор, [email protected] - ФНЦ агроэкологии РАН, г. Волгоград, Россия
В РФ общая площадь защитных лесных насаждений равна 2733 тыс. га и к 2025 году требуется создать 4209 тыс. га. Агроэкология на этой территории очень разнообразна и недостаточно изучена, а её актуальность для науки и производства несомненна. Разработана методика исследований. Материалы собирались в 26 агролесоландшафтах РФ. Приведены ссылки на выдающихся ученых В.Н. Сукачева, В.А. Ковда, Е.Н. Мишустин и др.
В статье представлены материалы по изучению экологии агролесоландшафта: условия почвообра-
зования, продуктивность ценозов, аккумуляция гумуса, биофильных элементов, секвестрация СО2, формирование антропогенных грунтовых вод, лесных подстилок, состав и численность зооофауны. Современные задачи агроэкологии агролесолан-дшафта актуальны для науки, производства, повышения плодородия почвы, охраны природной среды.
Ключевые слова: агроэкология, агролесомелиорация, агролесоландшафт, защитные лесные насаждения, сельскохозяйственные растения, почвенные животные.
В указе президента РФ [15] постановлено: экология - стратегическое национальное направление. Экология - наука о жизни растительных и животных организмов. В агролесоландшафте -совокупность защитных лесных насаждений (ЗЛН), занимающих определенную площадь с культурной и дикой растительностью различных жизненных форм, а также с находящимися на ней животными и людьми [12, 17]. Распашка степей, вырубка лесов коренным образом изменили природную среду. Культурная растительность преобладала. Агрозе-мы теряли плодородие. Активизировались эрозия, дефляция, опустынивание. В середине XIX века зародилась агролесомелиорация в России, сформировался новый урболандшафт [1]. Развились новые научные направления: агролесомелиоративное почвоведение [8], земледелие [4].
В конце XX века агролесомелиоративный фонд южнотаежно-лесной, лесостепной, степной, сухо-степной, полупустынной и пустынной природных зонах достиг 160557 тыс. га, в том числе 2733 тыс. га ЗЛН [7]. К 2025 году требуется создать еще 4209 тыс. га ЗЛН [9]. Агроэкология на этой большой территории очень разнообразна и недостаточно изучена, а ее актуальность для науки и производства несомненна.
Природные ландшафты и ценозы сохранились лишь частично. Они бесценны и являются контролем для преобладающих аграрных. Созданы Красные книги растений и животных. Изданы Красные книги почв Оренбургской, Ленинградской, Перм-
ской, Белгородской и Волгоградской [6] областей, Калмыцкой республики. Готовятся к изданию Ростовская, Астраханская области.
Основная цель настоящей работы - изучить современные задачи экологии агролесоландшафта.
Материалы и методика исследований. Исследования проводили в ФНЦ агроэкологии, комплексных мелиораций и защитного лесоразведения РАН на основе новых направлений: агролесомелиоративного почвоведения [6], земледелия [4], пастбищного скотоводства [1]. В основу положен агролесо-ландшафтный метод [12, 17]. Агролесоландшафт (АЛЛ) - располагался в границах сельскохозяйственных и научных учреждений. В АЛЛ по В.Н. Сукачеву [14] выделяли биогеоценозы (БГЦ): лесной (ЗЛН), аграрный защищенный и незащищенный (открытый). Межполосное поле экологически неоднородное по микроклимату, влагообеспеченно-сти. На нем, шириной 20-30Н (Н - высота ЗЛН) по распределению снежного покрова выделяют зоны: 1-я с заветренной стороны ~ 0-5Н, за ней 2-я - 10-20Н, 3-я зона - на неветренной стороне [4]. Содержание исследований: снегоотложение, водный, питательный, солевой режимы, аккумуляция гумуса, биогенных элементов, лесной подстилки, урожай сельскохозяйственных культур, зоофауны, секвестрация С02. Исследования проводили в 26 АЛЛ в 5 природных зонах [6].
Результаты и их обсуждение. Лесозащищенный агробиогеоценоз в АЛЛ обладает оптимальными условиями водообеспеченности, плодородия почв.
Генетические изменения зональных типов почв происходят лишь на видовом уровне [6]. Они становятся более мощными, выщелоченными, менее эродированными и дефлированными.
Изучена гидрологическая роль ЗЛН в АЛЛ Среднего Поволжья. В АЛЛ Тимашевском опытном пункте под ЗЛН запас воды в снеге равен 197 мм, на межполосном поле - 174 мм, а в открытом поле 107 мм. За 60 лет наблюдений уровень грунтовых вод поднялся на 2,1 м [8, 9]. Корнедоступные грунтовые воды для сельскохозяйственных растений на высоте в 3 м на площади 7,7%, для ЗЛН на высоте <5м
- на 56,2%.
Рассчитана аккумуляция гумуса и биофильных элементов в слое почвы 0-100 см в РФ. Под ЗЛН прибавка гумуса равна 118,26 млн. т, N - 5,93, Р205
- 1,92, К20 - 9,46 млн. т, на прилегающих участ^ ках поля (0-4Н) соответственно 82,39; 4,18; 2,71 и 22,62 млн. т. [6, 7].
Изучен круговорот и баланс азота и 11 земельных элементов в ЗЛН лесостепной, степной, сухостеп-ной, полупустынной и пустынной зонах Поволжья [7]. Исследованиями установлено, что зольность опада средняя или повышенная. Количество химических элементов в биомассе лесных полос находится в прямой зависимости от ее величины.
Основная масса азота и зольных элементов накапливается в древесном ярусе (63-100%), половина -в многолетних надземных частях. Зеленые органы накапливают 12-26%, корни - 16-40%. Потребление химических элементов с приростом и возврат с опадом - величины сопряженные. В полезащитных лесных полосах лесостепной и степной зон круговорот азота и зольных элементов соответствует зональному азотно-кальциевому типу широколиственных лесов, по емкости и интенсивности биокруговорота ЗЛН не уступают естественным лесам. Изменение характера естественных травянистых степных и полупустынных растительных сообществ с применением полезащитного лесоразведения - широколиственных древесных видов - интенсифицирует биокруговорот и изменяет его тип в зональном аспекте от азотно-кремниевого степного и полупустынного к азотно-кальциевому широколиственных лесов. В вязовых лесных полосах в полупустыне биологический круговорот меняется от азотно-кремниевого к азотно-кальциево-крем-ниевому. Отмечается высокая степень биогенности Р, Са, К, S, С и их относительно меньшей способности, чем С1, Mg по В.А. Ковде (1937).
В ЗЛН формируется биогеоценотический горизонт лесной подстилки. Его положительная роль велика (депо питания азотом и зольными элементами, задержание поверхностного стока воды, продуктов эрозии, дефляции повышения плодородия почвы, оптимизации микроклимата, жизни фауны). Запасы лесных подстилок в РФ равны 306650 тыс т, и в них азота 328 тыс. т, Р205 - 70 и К20 - 167 тыс. т [7].
В лесных подстилках отсутствуют степные и сеге-тальные (сорнополевые) виды трав. В прилегающих к ЗЛН участках поля ~0-10Н наблюдается мезофит-ное развитие видов травостоя. Наибольшая масса сорных растений наблюдается в шлейфовых зонах межполосного поля. Здесь целесообразно применение гербицидов. Общая продуктивность облесенных агроценозов в 1,2-1,8 раза выше открытых.
Рассчитана суммарная эколого-энергоэкономи-ческая эффективность секвестрированного СО2 в почве, фитомассе ЗЛН и прибавках урожая сельско-
хозяйственных структур по природным зонам РФ в XX веке. На площади 30,066 млн. га аккумулировано 3045,61 млн. т С, секвестрировано 11159,12 млн. т. CO2. Накоплено энергии 546,80 ЭДж. Экономический эффект равен 229,88 трлн. руб. [7].
Почвенная энтомофауна - один из важнейших разделов агроэкологии. Микроскопическое население почвы чрезвычайно многочисленно и разнообразно [10]. Оно состоит из бактерий, грибов, актиномицетов, микроскопических водорослей. К бактериям относятся одноклеточные бесхлоро-филльные микроорганизмы. Они включают порядки: истинные, микробактерии, спирохеты, нитевидные, почкующие.
Актиномицеты - промежуточная группа между бактериями и грибами. Грибы подразделяются на типы: настоящие, водоросли, сумчатые, базидиаль-ные, несовершенные, стерильные, миксомицеты.
Простейшие мельчайшие одноклеточные существа заселяют все типы почв. Их численность достигает 200 млрд./м3 [3]. Основные представители: корненожки, жгутиконосцы, инфузории, амебы. Они питаются микробами и выделяют биологически активные вещества, стимулируют рост корней растений, всхожесть семян, подавляют активность вредных для растений грибов. В пленочной воде в почве обитают нематоды (круглые черви). Они разлагают органические остатки, разрушают корни растений. Энхитреиды - мелкие кольчатые черви способствуют накоплению гумуса, очищают сточные воды. Тихоходки обитают в мхах и питаются растительными остатками, мелкими животными.
Мезофауна представлена дождевыми червями, принимающими активное участие в почвообразовании [16]. Черви стимулируют развитие ряда групп микроорганизмов, ферментативную активность, обогащают почву витаминами группы В, повышают урожайность культурных растений.
Многоножки - трахейнодышащие членистоногие животные - полезны, поедают гниющие растительные ткани и проростки. Совсем другие животные - диплоподы, кивсяки, активно гумифицирующие растительные остатки, листовой опад. Губоногие многоножки поедают почвенных насекомых, ядовиты для человека.
Паукообразные - вредители растений. Насекомые почвенные вредители (медведка, гусеницы, совки, долгоносики) - бич для растений.
Мелкие млекопитающие, мыши образуют глубокие норы в почве под ЗЛН, чем способствуют подъему грунтовых вод [2, 13].
Под гнездилищами врановых в ЗЛН Джанибек-ского стационара РАН отмечается зоогенный перенос азота и его перераспределение по почвенному профилю [11].
В почвообразовании, повышении продуктивности земледелия важное место отводится изучению процессов, вызываемых микроорганизмами [10].
Аммонификация органических азотосодержа-щих соединений. Процесс аммонификации белков вызывается весьма разнообразным гнилостными микроорганизмами, обычно в аэробных условиях на растительных и животных остатках.
Первоначально размножаются неспороносные бактерии из рода Pseudomonas Bacterium, микробактерии, грибы. Позднее начинают преобладать спорообразующие бактерии и актиномицеты.
Лесомелиоративное обустройство АЛЛ вызывает существенное изменение биотических сооб-
ществ. Энтомофауна АЛЛ включает более 2000 видов [1]. На лесозащищенных полях доля отрядов насекомых увеличивается на 20%. Среди насекомых лидирующее положение по количеству видов занимает Coleoptera (160), Lepidoptera (135).
В защитных насаждениях аридной зоны имеют место вспышки массового размножения листогры-зущих чешуекрылых: шелкопряд, златогузка и др. Ущерб приносят виды клещей и тлей. Распространены стволовые вредители. Полезная биота (энто-мофаги и опылители) включает 452 вида.
В 2-4 раза увеличилось видовое разнообразие позвоночных животных, обитает свыше 220 видов птиц, 52 вида млекопитающих, 10 видов рептилий и 6 видов амфибий.
Большая численность мышей в массивных насаждениях резко повысила скважность, водопроницаемость и влагоемкость почвы [2, 13]. Резко возрос зоогенный перенос азота по профилю почвы, под гнездовьями врановых.
Микрофлора агролесоландшафта включает около 400 видов [1]. Доминирует класс плодосумчатых грибов (87 видов). К числу хозяйственно-опасных патогенов относится мучнисто росяные грибы (Erysiphe). Особенно опасен опенок осенний, многочисленны листостеблевые патогены.
Возраст ЗЛН в России достиг 30-70 лет, окончания лесопроизрастания. Состояние ЗЛН в южнотаежно-лесной, лесостепной зонах хорошее, в степной удовлетворительное, в сухостепной и полупустынной зонах - неудовлетворительное. Необходима инвентаризация ЗЛН, омоложение, обужевание многоря-дья, посадка на пень, а при усыхании корчевание и создание взаимосвязанной системы ЗЛН. При этом необходимо учесть ошибки в подборе ассортимента деревьев и кустарников, контурное размещение малорядных (2-5) продуваемых полос в Поволжье, Сибири, ажурных - на Северном Кавказе.
Разработано агролесомелиоративное почвоведение [6]. Изучено плодородие лесомелиорирован-ных почв [8]. Средние объемы аккумуляции гумуса, биогенных элементов, секвестрации С02 в России XX веке весьма значительны [7].
Экология на мелкопродуктивных засоленных, песчаных пастбищах существенно улучшается в АЛЛ [1]. Это достигается созданием мелиоратив-но-кормовых насаждений, древесных зонтов, при-фермских, прикашарных, затишковых насаждений, посевом терескена, бобовых трав.
Развито агролесомелиоративное земледелие [4]. Изучена экология межполосных полей в степных зонах России, разработана агролесомелиоративная технология возделывания сельскохозяйственных культур на межполосных полях (система севооборотов, основных и предпосевная обработка почвы, нормы удобрений, ассортимент сортов культур). Это обеспечило повышение урожаев культур на 15-20%.
Обобщены литературные материалы по почвенной биоте. Необходимо расширить и углубить исследования в АЛЛ в Сибире, Дальнем Востоке, степном Крыме. Мало учебных пособий по агролесомелиоративному почвоведению, земледелию, аг-ролесоводству.
Заключение. Современные задачи экологии ар-голесоландшафта следующие:
1. провести инвентаризацию защитных лесных насаждений;
2. составить проект и выполнить лезоводствен-ные работы по восстановлению системы ЗЛН;
3. разработать дифференцированную технологию агролесомелиоративного земледелия на межполосных полях;
4. расширить и углубить исследования зоофау-ны в АЛЛ;
5. организовать агролесомелиоративные исследования в степном Крыме.
Литература:
1. Агролесомелиорация. - 5-е изд., переработ. и доп. / под ред. А.Л. Иванова, К.Н. Кулика. - Волгоград: вНиАЛ-МИ, 2006. - 746 с.
2. Быков А.В., Сапанов М.К. Значение роющей деятельности мелких млекопитающих в процессах накопления воды в лесных насаждениях // Экология. - 1989. - №1. -С. 30-50.
3. Гиляров М.С., Криволукий Д.А. Жизнь в почве. - М.: Молодая гвардия, 1985. - 191 с.
4. Захаров В.В., Кретинин В.М. Агролесомелиоративное земледелие. - Волгоград: ВНИАЛМИ, 2005. - 218 с.
5. Кретинин В.М. Регулирование питания растений в лесозащищенном агроландшафте. - Волгоград: ВНИАЛМИ, 1995. - 126 с.
6. Кретинин В.М. Агролесомелиорация почв. - Волгоград: ВНИАЛМИ, 2009. - 198 с.
7. Кретинин В.М. Перенос, круговорот и баланс вещества в агролесоландшафтах по природным зонам РФ. - Волгоград: ВНИАЛМИ, 2013. - 152 с.
8. Кретинин В.М. Плодородие лесомелиоративных почв в опытной сети ВНИАЛМИ во второй половине ХХ в. - Волгоград: ВНИАЛМИ, 2017. - 122 с.
9. Кулик К.Н. и др. Стратегия защитного лесоразведения в Российской Федерации на период до 2020 года. -Волгоград: ВНИАЛМИ, 2008 - 34 с.
10. Мишустин Е.Н. Микроорганизмы и продуктивность земледелия. - М.: Наука, 1972 - 344 с.
11. Ржесникова Н.Ю., Быков А.В., Линдеман Г.В. Зооген-ный перенос азота в искусственные лесные насаждения и его перераспределение по почвенному профилю // Почвоведение. - 1992. - №9. - С.79-87.
12. Рулев А.С. Ландшафтно-географический подход в агролесомелиорации. - Волгоград: ВНИАЛМИ, 2007. - 1б0 с.
13. Сапанов М.К. Экология лесных насаждений в аридных регионах. - Тула: Гриф и К, 2003 - 248 с.
14. Сукачев В.Н. Избранные труды в 3т., т.1. - М.: Наука, 1972. - 418 с.
15. Указ Президента Российской Федерации от 07.05.2018 г. № 204 «О национальных целях и стратегических задачах развития Российской Федерации на период до 2024 года». - М.: Кремль, 2018. - 19 с.
16. Чекановская О.В. Дождевые черви и почвообразование. - М.-Л.: Изд. АН СССР, 1960. - 206 с.
17. Энциклопедия агролесомелиорации / сост. и гл. рук. Е.С. Павловский. - Волгоград: ВНИАЛМИ, 2004. - 676 с.
MODERN TASKS OF ECOLOGY AGROFOREST LANDSCAPE V.M. Kretinin, D.S-Kh.N., [email protected] -FSC agroecology RAS, Volgograd, Russia
In the Russian Federation, the total area of protective forest stands is 2,733 thousand hectares, and by 2025 it is required to create 4,209 thousand hectares. Agroecology in this area is very diverse and insufficiently studied, and its relevance to science and production is undeniable. A research methodology has been developed. Materials were collected in 26 agroforest landscapes of the Russian Federation. References to prominent scientists V.N. Sukacheva, V.A. Kovda, E.N. Mishustin and others.
The article presents materials on the study of the ecology of the agroforest landscape: soil formation conditions, productivity of cenoses, accumulation of humus, biophilic elements, CO2 sequestration, formation of anthropogenic groundwater, 2 forest litter, composition and number of zoological fauna. Modern tasks of agroecology of the agroforest landscape are relevant for science, production, soil fertility improvement, environmental protection.
Keywords: agroecology, agroforestamilioration, agro-forestlandscape, protective forest plantation, agricultural plants, soil animals.
