CC BY
41
Иван Лиштван Жанна Рупасова Александр Яковлев Галина Булавко Владимир Савченко
главный научный сотрудник Института природопользования HAH Беларуси, академик
заведующая лабораторией химии растений Центрального ботанического сада (ЦБС) HAH Беларуси, член-корреспондент
ведущий научный сотрудник ЦБС HAH Беларуси, кандидат биологических наук, доцент
ведущий научный сотрудник ЦБС HAH Беларуси, кандидат биологических наук, доцент
начальник управления природопользования и инновационного развития Министерства природных ресурсов и охраны окружающей среды, кандидат геолого-минералогических наук
Вересковые при фиторекультивации выработанных торфяных месторождений
УДК 634.73:631.6(476)
В целях обеспечения энергетической безопасности нашей страны правительством республики обозначен и принят к исполнению комплекс первоочередных мер, направленных на повышение эффективности применения местных видов топлива и, в первую очередь, залежей торфа. Одним из ключевых звеньев в решении данной проблемы является Государственная программа «Торф», утвержденная постановлением Совета Министров Республики Беларусь от 23.01.2008 г. №94, предусматривающая увеличение объемов добычи торфа к 2020 г. до 7,5 млн т. Ее реализация должна обеспечить существенное повышение результативности использования этого ценного природного ресурса в энергетике и сельском хозяйстве [1]. Неизбежным следствием выполнения намеченных работ явится значительное расширение
площадей выбывших из эксплуатации торфяных месторождений.
Практический опыт показал, что на их месте остаются хорошо спланированные участки, вполне пригодные для освоения, что делает весьма актуальным организацию на них новых продуктивных и устойчивых природных комплексов. Подобные территории, общая площадь которых, по оценкам специалистов, превышает 255 тыс. га [2], в настоящее время имеются во всех областях и в большинстве административных районов республики. Как правило, на этих землях ранее предлагалось создавать лесные угодья и водоемы, но приоритетной все же считалась установка на сельское хозяйство. В соответствии с утвержденным в 1997 г. Положением о рекультивации земель, нарушенных при разработке месторождений полезных ископаемых и торфа, перечень основных направлений их использования включает: сельскохозяйственное, лесо-хозяйственное, природоохранное, ры-бохозяйственное, водохозяйственное, рекреационное и строительное.
вместе с тем существующие подходы в дальнейшей эксплуатации территорий бывших торфяных месторождений, по распространенному мнению, находятся в противоречии с биосферными процессами, не соответствуют современным методам хозяйствования и природопользования и нуждаются в пересмотре с учетом новых научных знаний. В этой связи одной из первоочередных задач Государственной программы «Торф» является исследование степени влияния торфодобычи на окружающую среду и разработку на этой основе конкретных мероприятий по минимизации отрицательных последствий освоения торфяных месторождений с учетом региональных природных особенностей. Важный этап в решении этой проблемы — разработка Министерством природных ресурсов и охраны окружающей среды Республики Беларусь и Институтом природопользования HAH Беларуси Техни-
ческих кодексов установившейся практики - ТКП 17.12-01-2008 и 17.12.1202-2008 [3, 4], регламентирующих порядок выбора научно обоснованного направления использования нарушенных в процессе добычи торфа земель, процедуру изменения направления их использования, основные требования и правила проведения работ по их экологической реабилитации.
В мировой практике наиболее актуальной в этом плане является разработка системы мер, стимулирующих восстановление исходного биопотенциала выработанных торфяных месторождений, среди которых наиболее простой и относительно дешевый способ рекультивации — повторное заболачивание данных участков. Однако, хотя указанный метод и снижает вероятность возникновения пожаров, тем не менее не позволяет вернуть эти земли в категорию пахот-нопригодных или продуктивных.
На наш взгляд, достаточно эффективным способом восстановления потенциала плодородия нарушенных в процессе добычи торфа территорий в условиях Беларуси является их биологическая рекультивация на основе создания культурных фитоценозов болотных ягодных растений. Аналогичный подход к решению данной проблемы частично реализуется в странах Балтийского региона [5, 6]. В пользу его целесообразности свидетельствует ряд убедительных аргументов, важнейшие из которых — предотвращение пересыхания поверхности залежи, ослабление ветровой эрозии в результате культивирования малотребовательных к почвенному плодородию болотных ягодных растений семейства вересковых (Ericaceae), обеспечивающих высокий уровень проективного покрытия почвы и способных к плодоношению уже через 2—3 года после закладки ягодников. при этом такие посадки не меняют направления естественного хода сукцессии, а за счет получения высоковитаминной ягодной продукции затраты на их создание достаточно быстро оку-
паются. Среди таксонов, используемых для культивирования, популярны как аборигенные, так и интродуцированные виды. Вместе с тем отсутствие прямого опыта в проведении подобного рода работ как в нашей стране, так и за рубежом ставит перед исследователями целый ряд задач по поиску оптимальных решений при осуществлении биологического этапа рекультивации выбывших из промышленной эксплуатации торфяных месторождений на основе возделывания ягодных растений данного семейства, что возможно только после предварительного всестороннего исследования разных сторон их жизнеобеспечения и жизнедеятельности, с учетом влияния на них биотических и абиотических факторов. Важнейшим аспектом данной проблемы является научное обоснование промышленного ассортимента дикорастущих и интродуцированных таксонов этого семейства, обладающих наиболее высокой биологической продуктивностью, а также питательной и витаминной ценностью плодов и представляющих в этом плане интерес для окультуривания земель, нарушенных в процессе добычи торфа.
Коллекция вересковых Центрального ботанического сада HAH Беларуси в последние годы пополнилась новыми ценными сортами голубики — топя-ной (V. uliginosum L.), высокорослой (V. corymbosum L.), узколистной (V. angustifolium Ait.) — и ее межвидовыми гибридами, а также новыми сортами клюквы крупноплодной (O. macrocarpus Pursh.) и болотной (O. palustris L.). В этой связи исследование эколого-био-логических особенностей представителей данных видов в условиях опытной культуры позволит не только выявить наиболее перспективные среди них для рекультивации нарушенных земель, но и обосновать технологические регламенты основных агроприемов их промышленного возделывания.
Для решения поставленных задач в 2007 г. на выбывшем из эксплуатации
торфяном месторождении в Глубокском районе Витебской области была заложена серия мелкоделяночных полевых опытов с привлечением в качестве объектов исследований наиболее интересных в интродукционном плане таксонов двух родов семейства Ericaceae — Vaccinium L. и Oxycoccus Hill., представленных соответственно V. uliginosum (голубикой топяной), V. angustifolium (голубикой узколистной), гибридом Northblue узколистной и высокорослой голубики, сортом Bluecrop высокорослой голубики, V. vitis-idaea L. (брусникой обыкновенной), O. palustris L. (клюквой болотной), а также интродуцированными сортами клюквы крупноплодной — раннеспелыми Early Black и Ben Lear, среднеспелыми Franklin, Seams и Wilcox и позднеспелыми Stevens и McFarlin. Результаты исследований, выполненных в 2007—2009 гг., показали, что в оценке потенциала плодородия выбывших из промышленной эксплуатации торфяных месторождений и при разработке приемов их рекультивации из-за специфичности этих территорий нельзя руководствоваться критериями, используемыми в этих целях для торфяно-болотных почв, широко распространенных на территории Беларуси. Характерной чертой профиля оставшейся после выработки торфяной залежи является существенная неоднородность водно-физических и агрохимических свойств формирующих их толщу трех генетических горизонтов —
остаточного слоя торфа, контактного слоя и подстилающего их минерального грунта (рис. 1). Первому из них присуща высокая влагоемкость при незначительной водопроницаемости. Второй сильно гумусирован, оглеен, имеет высокие плотность и вязкость, в связи с чем сдерживает фильтрацию нисходящего тока воды, затрудняя ее использование растениями, и ограничивает распространение корневой системы на глубину пахотного слоя. Особенность третьего горизонта — его насыщенность речными и озерными отложениями легкого механического состава.
Как видно на рис. 1, верхний слой торфяной толщи представлен остатками осоково-тростниковых ассоциаций, являющихся переходными от тростниковой фазы к осоковой. основными рас-тениями-торфообразователями здесь выступают тростник обыкновенный (30—60%), осока нитевидная (30—45%) и древесина сосны (10—20%).
остаточный донный торф характеризовался среднекислой реакцией почвенного раствора (рНКС = 3,5—4,4), уменьшающейся с глубиной. При этом верхний горизонт оказался чрезвычайно обедненным подвижными формами фосфора и калия (2,86 и 14,5 мг/100 г субстрата соответственно), запасы которых с глубиной снижались. Именно эти неблагоприятные для произрастания растительности условия и определили
ее полное отсутствие на поверхности торфяной толщи в месте проведения эксперимента.
При формировании ассортимента таксонов вересковых для фиторекультивации выбывших из эксплуатации торфяных месторождений необходимо было обозначить набор оценочных критериев. Поскольку данная работа проводилась впервые, мы сочли целесообразным использовать в этих целях распространенные интродукционные методы, приняв за основу методику определения инт-родукционной устойчивости новых видов [7], предусматривающую оценку их способности к семенному и вегетативному размножению, а также степени их морозоустойчивости по 4-балльной шкале. При этом пришлось несколько модифицировать данную методику, исключив из нее вопросы семенного размножения как неактуальные для рассматриваемой группы растений, но при этом дополнив ее исследованием ряда других параметров. На наш взгляд, представлялось необходимым дать оценку способности опытных видов к прохождению полного цикла сезонного развития в специфических условиях произрастания, а также степени реализации у них потенций роста и плодоношения. важнейшим аспектом данной работы являлась также сравнительная оценка биохимического состава плодов тестируемых таксонов вересковых по широкому набору показателей, дающая представление о качестве их ягодной продукции.
0—25 см: древесно-тростниково-осоковый торф, темно-бурый, средней степени разложения (25—30%), пронизанный корнями травянистых растений, хорошо заметны остатки тростника и древесины. Переход к следующему горизонту хорошо заметен.
25—48 см: осоково-тростниковый торф темно-серого цвета с коричневым оттенком, средней степени разложения (20—25%), с хорошо заметными наразложившимися остатками тростника. В нижней части насыщен влагой. Переход к следующему горизонту постепенный.
48—60 см: осоково-тростниковый торф темно-серого цвета с черным оттенком, плотный, слаборазложившийся (15—20%), с глубины 58 см полностью насыщен влагой. Хорошо заметны остатки тростника. Включения — панцири ракушек.
Глубже 60 см: песок связный, очень плотный, сизого цвета с хорошо заметными ржавыми пятнами, с высокой степенью оглеения.
Рис. 1. Морфологические признаки остаточной торфяной залежи в месте закладки полевого эксперимента
Вид
V. angustifolium
V. corymbosum
V. angustifolium > V. corymbosum
V. ulignosum
О. palustris
О. macrocarpus
сентябрь ошбрь
I
Рис. 2. Сроки наступления фенофаз и продолжительность сезонного развития опытных растений в условиях эксперимента
В этой связи подбор ассортимента болотных ягодных растений для биологического этапа рекультивации выбывшего из эксплуатации торфяного месторождения мы проводили на основании следующих критериев: феноритмика сезонного развития; ростовая функция; вегетативное размножение; биологическая продуктивность; биохимический состав плодов.
Исследование феноритмики сезонного развития ягодных растений семейства Ericaceae, проводившееся в контрастные по гидротермическому режиму сезоны, позволило дать первичную оценку адаптивных возможностей тестируемых таксонов, поскольку устойчивость в прохождении фенологических фаз указывает на соответствие новой среды обитания биологии их развития. Сроки наступления отдельных фено-фаз у изучаемых растений значительно колебались по годам, но непременно зависели от среднесуточных и суммы эффективных температур выше +10°С. в частности, набухание почек у них отмечалось после устойчивого перехода среднесуточных температур через 0°С, при наиболее ранних сроках выхода из состояния покоя растений голубики узколистной и топяной. В последнем случае набухание почек начиналось уже в середине апреля, при сумме эффективных температур в среднем 71°С. Наибольшее же количество тепла для набухания почек требовалось для сортов клюквы крупноплодной, у которых изменение окраски листьев с зимней на летнюю наблюдалось только при сумме эффективных температур не ниже 250°С. начало вегетативного роста побегов у всех исследуемых объектов отмечалось после устойчивого перехода температур через +10°С.
Было установлено, что в зависимости от гидрометеорологических условий сезона, продолжительность вегетационного периода у всех представителей семейства Ericaceae варьировалась от 168 до 186 дней (в среднем 172-182) (рис. 2).
Таблица 1. Биометрические показатели текущего прироста вегетативной сферы представителей рода Уассшшт в опытной культуре
Высота Диаметр Объем Диаметр поперечного Линейный при-куста, см кроны, см кроны, дм3 сечения побегов, мм рост побегов, см
V. angustifolium 21,2±3,3 39,0 14,4±3,6 32,0±1,5 16,5
V. corymbosum 46,3±9,9 | 31,0 II 15,7±3,8 || 41,0±2,2 22,1
V. angustifolium х V. corymbosum 43,0±5,7 33,0 17,6±5,5 35,0±1,9 15,3
V. uliginosum 18,9±4,5 I 22,0 9,6±2,1 22,0±1,1 7,5
Таблица 2. Биометрические параметры текущего прироста вегетативных органов представителей родов Охусоссиэ и Уасстшш в опытной культуре
В Высота, Кол-во побе- Годичный прирост Суммарная дли-д см гов, шт./раст. побега, см на побегов, см Фитомасса, г/раст.
надземных " корней органов v
O. palustris 5,5±0,3 3,0±0,2 6,6±0,2 19,8 0,72±0,02 0,09±0,01
O. macrocarpus 7,0±0,5 10,5±0,5 8,4±0,3 88,2 1,95±0,08 0,33±0,02
V. vitis-idaea 6,7±0,2|| 8,2±0,4 3,5±0,3 28,7 | 1,39±0,04 0,21±0,03
При этом наиболее раннее завершение сезонного цикла развития было характерно для растений голубики топяной и голубики узколистной, а наиболее позднее - для представителей рода Oxycoccus — клюквы крупноплодной и болотной. Значительные колебания календарных сроков наступления и продолжительности фенологических фаз у участвующих в эксперименте таксонов вересковых свидетельствуют о высоком уровне их ритмологической пластичности. Наряду с этим все они обнаружили способность к прохождению полного цикла сезонного развития и формированию урожая, что доказывает не только успешность их интродукции в условиях северной агроклиматической зоны Беларуси, но и возможность использования для фиторекультивации выбывших из эксплуатации торфяных месторождений. Вместе с тем, как было отмечено в наших более ранних работах, регулярное плодоношение в этой части региона было свойственно в основном раннеспелым сортам интродуцентов [8], что позволяет именно их рекомендовать для применения в этих целях.
Результаты изучения ростовой функции таксонов семейства Ericaceae в услови-
ях опытной культуры на выбывшем из эксплуатации торфяном месторождении свидетельтсвуют, что при относительно сходных тенденциях увеличения размерных показателей их габитуса (табл. 1, 2) у представителей рода Vaccinium была выявлена различная стратегия роста. Так, если у голубики узколистной развитие надземной вегетативной сферы происходило главным образом в горизонтальном направлении, за счет появления новых побегов формирования и парциальных кустов из спящих почек на подземных корневищах, то у голубики высокорослой, характеризующейся отсутствием горизонтального распространения вегетативных частей, имело место их вертикальное нарастание, осуществлявшееся преимущественно за счет развития вегетативных органов из почек, расположенных над поверхностью почвы.
Примерно с 2—3-летнего возраста у растений голубики узколистной, как правило, начинают формироваться ветвящиеся плагиотропные корневища (столоны), достигающие в длину нескольких метров и в местах выхода на поверхность дающие начало новым парциальным кустам, которые появляются в любой точке по
всей длине столонов, что в перспективе обеспечит максимальное зарастание рекультивируемой территории.
Следует заметить, что данная морфо-биологическая особенность вегетативного размножения голубики узколистной присуща также растениям брусники обыкновенной и клюквы крупноплодной, что указывает на определенные преимущества этих видов по сравнению с другими таксонами семейства Ericaceae для фиторекультивации выбывших из промышленной эксплуатации торфяных месторождений.
Исследования показали, что в условиях эксперимента все сорта ягодных растений североамериканской селекции значительно превосходили по урожайности свои аборигенные аналоги (табл. 3). Так, ягодная продуктивность форм и сортов североамериканской голубики в 1,5—2,3 раза превышала таковую у голубики топяной, а у сортов клюквы крупноплодной — более чем в 4—6 раз превосходила таковую у клюквы болотной.
В результате сравнительной оценки биохимического состава плодов 5 таксонов рода Vaccinium в условиях опытной культуры на выработанном торфянике были установлены следующие диапазоны
изменения в генотипическом ряду содержания в их сухой массе: свободных органических кислот — 6,1—18,3%; аскорбиновой кислоты — 278,5—573,7 мг%; фе-нолкарбоновых кислот — 638,9—1555,6 мг%; бензойной кислоты — 0,93—1,50%; растворимых сахаров — 20,2—22,2%, в том числе глюкозы — 4,8—6,3%, фруктозы — 11,7—12,6%, сахарозы — 2,2— 3,4%; пектиновых веществ — 4,8—6,2%, в том числе гидропектина — 2,3—3,6%, протопектина — 1,9—3,7%; суммарного содержания биофлавоноидов—4098,8— 8073,1 мг%, в том числе антоциановых пигментов — 2251,6—5601,6 мг%, кате-хинов — 455,0—571,3 мг%, флавонолов — 1384,4—3041,3 мг%, дубильных веществ — 3,45—5,99%; тритерпеновых кислот — 2,15-3,65%; жирных масел — 3,44—7,58%; макроэлементов: N — 0,74—1,34%, Р — 0,10—0,13%, К — 0,62—0,78%, Са — 0,36—0,50%, Мд — 0,10—0,15%. При этом было установлено, что в ряду тестируемых таксонов рода Vaccinium наиболее перспективными для фиторекультивации выбывших из эксплуатации торфяных месторождений по содержанию в плодах полезных веществ представляются V. апд^ШоНит и V. иНд^ит, причем если первый может рассматриваться в качестве потенциального источника преимущественно
фенолкарбоновых кислот, растворимых сахаров, пектиновых веществ, антоциановых пигментов, дубильных веществ и соединений фосфора, то второй — как источник витамина С, свободных органических и бензойной кислот, катехинов, флавонолов, тритерпеновых кислот и жирных масел, а также соединений азота, калия и магния.
В результате аналогичных исследований, выполненных в условиях опытной культуры с 8 таксонами рода Oxycoccus, были установлены следующие диапазоны изменения в генотипическом ряду содержания в их сухой массе: свободных органических кислот — 15,9—26,8%; аскорбиновой кислоты — 373,9—499,5 мг%; фенолкарбоновых кислот — 794,4—1294,4 мг%; бензойной кислоты — 1,32—2,48%; растворимых сахаров — 10,2—14,1%, в том числе глюкозы — 3,7—6,4%, фруктозы — 4,8— 8,8%, сахарозы — 0,6—1%; пектиновых веществ — 7,4—8,9%, в том числе гидропектина — 2,6—4,2%, протопектина — 3,7—5,6%; суммарного содержания биофлавоноидов — 7014,4—11924,9 мг%, в том числе антоциановых пигментов — 3943,3—8513,6 мг%, катехинов — 965,6—2123,3 мг%, флавонолов — 1990,7—2420,5 мг%, дубильных веществ — 4,14—5,09%; тритерпеновых кислот — 2,59—3,42%; жирных масел — 4,23—6,42%; макроэлементов: N — 0,68—0,93%, P — 0,10-0,15%, K — 0,54—0,90%, Ca — 0,26—0,32%, Mg — 0,09—0,12%. При этом наибольший интерес в плане перспективности для окультуривания выработанных торфяников по показателям накопления в плодах полезных веществ представляют аборигенный вид клюквы O.palustris L., а среди интродуцированных таксонов крупноплодного вида — сорта Franklin и Early Black, тогда как наименьший — Wilcox при промежуточном положении остальных сортов.
Поскольку в системе «почва—растение» взаимодействуют две составляющие, причем все виды семейства Ericaceae
Таблица 3. Параметры ягод и урожайность опытных растений в полевом эксперименте на выработанном торфянике
Вид Длина ягоды, мм Ширина ягоды, мм Масса 1 ягоды, г Урожайность, г/м2
V. angustifolium 10,0±0,01 11,3±0,02 0,78±0,03 495,1±33,7
V. corymbosum
cv. Bluecrop 11,1±0,01 16,6±0,10 2,0±0,10 642,2±44,1
V. angustifolium x V. corymbosum cv. Northblue 11,1±0,02 1,3±0,02 1,17±0,05 563,4±49,6
V. uliginosum 8,8±0,01 8,9±0,07 0,56±0,04 276,4±27,3
V. vitis-idaea 7,7±0,01 5,7±0,01 0,26±0,03 57,6±15,2
O. palustris 9,1±0,01 9,3±0,05 0,94±0,05 95,3±22,8
O. macrocarpus
cv. Early Black 11,6±0,01 10,1±0,06 1,48±0,10 450,5±39,5
cv. Ben Lear 14,9±0,03 12,2±0,03 1,45±0,09 558,1±45,8
cv. Franklin 13,2±0,03 11,4±0,03 1,59±0,12 602,3±59,6
cv. Stevens 15,5±0,05 14,6±0,04 1,96±0,15 636,4±61,2
cv. McFarlin 15,0±0,05 14,5±0,03 1,70±0,11 564,7±38,9
Таблица 4. Интродукционная устойчивость растений семейства Ericaceae в опытной культуре на выработанном торфянике
Оцениваемый па- Oxycoccus Oxycoccus Vaccinium Vaccinium Vaccinium Vaccinium раметр macrocarpus palustris angustifolium corymbosum uliginosum vitis-idaea
сезонное развитие +++ ++++ ++++ ++ ++++ ++
ростовая функция +++ ++ ++++ ++++++++
вегетативное размножение iiii +++ iiii ++ +++ ++
биологическая продуктивность iiii ++ ш- ++ +++ ++
биохимический состав плодов
оценка микробиологической активности +++ ++ ++++ +++++++ субстрата
Сумма баллов 20 16 22 13 19 12
осуществляют корневое питание с помощью микоризы, следует предположить существенное влияние их корневых систем на процесс почвообразования, в котором активно участвуют разные представители микрофлоры, высвобождающие из минералов питательные элементы и делающие их доступными для растений, а также обогащающие почву азотом, фосфором и биологически активными соединениями. В этой связи особый научный и практический интерес в наших исследованиях имела оценка микробиологической активности субстрата в зависимости от биологических особенностей произрастающих на нем видов вересковых. Поскольку площади, выбывшие из эксплуатации после добычи торфа, представляют собой самые глубинные слои торфяной залежи, продолжительно испытывавшие недостаток кислорода при низких значениях рН, то в такой специфичной среде может развиваться лишь весьма узкий спектр микроорганизмов, и, по оценкам специалистов, до 90% их массы приходится на долю микромицетов [9, 10], причем среди прокариот доминируют бациллы и актиномицеты [10], чья активность, как правило, невысока [11].
Как показали наши исследования, биомасса физиологически активных микроорганизмов и характер ее сезонной динамики в торфяном субстрате в условиях эксперимента заметно различались в зависимости от вида произрастающих на нем растений. к примеру, под растениями тростника обыкновенного величина микробной массы была весьма незначительной, со слабо выраженными ее сезонными изменениями — от 332 мкг С/г в мае до 459 в июле и 369 мкг С/г в сентябре.
под ягодными же растениями активно функционирующих микроорганизмов оказалось существенно больше. Самые благоприятные условия для их развития обнаружены под растениями клюквы крупноплодной, обусловившими наиболее высокие запасы микробной массы
в корнеобитаемом слое (0—20 см). На протяжении вегетационного периода наблюдалось их последовательное снижение от 661 мкг С /г в мае до 476 в июле и 440 мкг С/г в сентябре.
Интегральным показателем активности микробоценоза считают метаболический коэффициент (qCO2), представляющий собой отношение скоростей выделения С02 из необогащенной почвы (Vbasal) и почвы, в которую внесен избыток доступного субстрата (глюкозы) (VSIR — substrate-induced respiration) [12]. Величина метаболического коэффициента, полученная в условиях эксперимента под разными растениями, свидетельствует о слабой микробной
Рис. 3. Величина метаболического коэффициента торфяного субстрата в полевом эксперименте, %
активности исследуемого субстрата, поскольку значения данного коэффициента в нем не превышали 0,15% (рис. 3). Для сравнения покажем, что метаболический коэффициент почв лесных экосистем составляет 0,28—0,34% [13], а луговой почвы достигает 0,61% [14]. При этом максимум активности микроорганизмов, в зависимости от вида растений, приходился на разные сроки. Полученные результаты указывают на то, что исследуемые виды семейства Ericaceae в разной степени влияют на функционирование почвенных микроорганизмов. Тем не менее все они способствовали активизации жизнедеятельности эда-фобионтов в корнеобитаемом слое, что должно в перспективе обусловить восстановление почвенного покрова и стабилизацию экосистемы в целом. При этом установленное в эксперименте сглаживание сезонных колебаний массы микроорганизмов и показателей их жизнедеятельности указывает на ослабление степени их зависимости от внешних факторов. Это позволяет заключить, что создание ягодных насаждений на площадях, оставшихся после торфодобычи, экологически целесообразно.
для выявления наиболее перспективных для этих целей таксонов семейства Ericaceae мы суммировали для каждого из них все рассмотренные выше показа-
тели и получили интегральную картину их интродукционной перспективности, приведенную в табл. 4. На основании данной информации был построен следующий ряд снижения интродукционной устойчивости ягодных растений в условиях опытной культуры на выбывшем из эксплуатации торфяном месторождении: голубика узколистная = клюква крупноплодная > голубика топяная > клюква болотная > голубика высокорослая = брусника обыкновенная. Если исходить из посыла, что растения, охарактеризованные максимальным количеством баллов, являются наиболее перспективными для фиторекультивации таких земель, то на основании проведенных комплексных исследований можно заключить, что наиболее предпочтительны в этом плане голубика узколистная и сорта клюквы крупноплодной, наименее значимыми — голубика высокорослая и особенно брусника обыкновенная при промежуточном положении аборигенных видов — клюквы болотной и голубики топяной.
Предварительный расчет ожидаемой экономической эффективности мероприятий по фиторекультивации площадей, выведенных из эксплуатации в результате добычи торфа, выполненный на основе «Инструкции по оценке эффективности использования результатов исследований и разработок в промышленности», утвержденной Постановлением ГКНТ Республики Беларусь и НАН Беларуси от 22 декабря 2004 г. №8/3, определялся как разность результатов от основной деятельности предприятия и затрат, связанных с производством ягод. Оказалось, что экономическая эффективность данных работ на основе возделывания только клюквы крупноплодной может составить до 30 млн руб. в год/га с момента реализации растениями потенции плодоношения при окупаемости такой площади через 1,5 года.
таким образом, проведенные исследования хотя и носили весьма непродол-
жительный характер, не только подтвердили предположение о возможности использования болотных ягодных растений семейства Ericaceae для фиторе-культивации выбывших из эксплуатации торфяных месторождений в северной агроклиматической зоне Беларуси, но и позволили выявить среди них наиболее перспективные виды, обеспечивающие высокую результативность этих мероприятий. Вместе с тем остается еще не изученным широкий круг вопросов, касающихся особенностей проведения последних на торфяных месторождениях разной трофности, определяющих специфику агротехники возделывания данных растений с применением минеральных удобрений, средств защиты растений от болезней и вредителей и учитывающих влияние на процесс рекультивации этих земель комплекса абиотических факторов. Дальнейшее проведение исследований в русле обозначенных задач позволит разработать комплексную технологию биологического этапа рекультивации земель, нарушенных в процессе добычи торфа, на основе использования дикорастущих и интродуцированных ягодных растений семейства Ericaceae для разных агроклиматических зон Беларуси.
Литература
1. Государственная программа «Торф» на 2008— 2010 гг. и на период до 2020 г.
2. Тановицкая Н.И., Бамбалов Н.Н. Современное состояние и использование болот и торфяных месторождений Беларуси // Природопользование. Вып. 16. 2009. С. 82—88.
3. ТКП 17.12-01-2008 (02120). Правила и порядок определения и изменения направления использования выработанных торфяных месторождений и других нарушенных болот. — Мн., 2009.
4. ТКП 17.12-02-2008 (02120). Порядок и правила проведения работ по экологической реабилитации выработанных торфяных месторождений и других нарушенных болот и предотвращение нарушений гидрологического режима естественных экологических систем при проведении мелиоративных работ. — Мн., 2008.
5. Noormets M., Karp K., Paal T. Recultivation of opencast peat pits with Vaccinium culture in Estonia // Ecosystems and Sustainable Development IV. eds. E. Tiezzi. & C.A. Brebbia. Wessex Institute of Technology. UK and J-L. USO. Universitat Jaume I. Spain. 2, 2003. P. 584.
6. Abolins M., Sausserde R., Liepniece M., Sterne D. Cranberry and blueberry production in Latvia // Latvian Journal of Agronomy. N12. 2009. P. 7-13.
7. Оконешникова Т.Ф., Михайлова С.М. // Биологическое разнообразие. Интродукция растений: Материалы III международной научной конференции. 23—25 сентября 2003 г. — Санкт-Петербург, 2003. С. 239—241.
8. Яковлев А.П., Вогулкин К.Э., Яковлева О.Т. Сезонное развитие интродуцированных растений сем. Vacciniaceae при выращивании в культуре // Агроэкология: Сб. науч. тр. БГСХА, 2005. Вып. 2. С. 97—101.
9. Богоев В.М., Гильманов Т.Г. Численность и биомасса микроорганизмов в почвах некоторых зональных экосистем // Биологические науки. №7, 1982. С. 80—83.
10. Головченко А.В., Полянская Л.М. Жизнеспособность мицелия и спор грибов в торфяниках // Болота и заболоченные леса в свете задач устойчивого природопользования: мат-лы совеЩания. — М., 1999. С. 106—109.
11. Антоненко А.М. Торфяники южного побережья оз. Байкал: микрофлора и биохимическая активность // Болота и заболоченные леса в свете задач устойчивого природопользования: материалы совещания. — М., 1999. С. 90—92.
12. Ананьева Н.Д. Микробиологическая оценка почв в связи с самоочищением от пестицидов и устойчивостью к антропогенным воздействиям: Автореф. дис. ... д-ра биол. наук: 03.00.07. — М., 2001.
13. Булавко Г.И. Редуцентное звено лесных экосистем // Проблемы лесоведения и лесоводства: Сб. науч. тр. Института леса НАН Беларуси. Вып. 67. — Гомель, 2007. С. 341—350.
14. Ананьева Н.Д. Оценка антропогенного воздействия на почву с использованием крупномасштабного картографирования территории // Почвоведение. №3, 1994. С. 10—107.
Summary
A findings of investigation of possibility of use of wild-growing and strange berry plants of family Ericaceae for a biological recultivation of the opencast peat pits of the north of Belarus in article is resulted. The most perspective species possessing rhythmical plasticity, by the greatest bioproductional parameters, the balanced biochemical composition of fruits and the most expressed positive action on peat substrate are revealed.
