Сейтменбетова А.Т.

ТОО «Казахский научно – исследовательский институт почвоведения и агрохимии имени У.У. Успанова»

«Оценка сингенетического процесса восстановления постмелиорированного лёсса предгорий Заилийского Алатау по экологическим шкалам»

Аннотация

В статье приводится оценка видового разнообразия растительности в процессе сингенеза на постмелиорированном лёссе. Исследования проводились на стационарном опыте Казахского Национального Аграрного Университета, заложенном в предгорьях Заилийского Алатау. Дана оценка экологической значимости видов.

В предгорных районах юго-востока Казахстана, в результате проведения планировки поверхности и развития водной эрозии, на значительных площадях верхний гумусовый слой почвы уничтожен и на дневную поверхность обнажена материнская порода – лёсс и лёссовидные суглинки. Как известно, материнская порода не имеет естественного плодородия, на обнаженной материнской породе начинают идти процессы первичной сукцессии – сингенеза и первичного почвообразования. Эти процессы – формирование почв по зональному типу идут очень продолжительный период. Необходимость получения урожаев на этих антропогенно - нарушенных площадях привела к необходимости ускорения процесса сингенеза и соответственно – восстановления плодородия земель. Решение этой проблемы имеет большое народнохозяйственное и экологическое значение. В условиях Казахстана, с его многочисленными шахтами, карьерами, широким размахом геологоразведочных работ, актуальность восстановления плодородия антропогенно - нарушенных почв удваивается.

Целью наших исследований является выявление экологических закономерностей формирования растительности (сингенеза) в условиях первичного почвообразовательного процесса на постмелиорированном лёссе.

Объект исследований: материнская почвообразующая порода предгорных тёмно-каштановых почв Заилийского Алатау – лёсс.

Полевые исследования проводились в Талгарском отделении УОС «Агроуниверситет» Казахского Национального Аграрного Университета в условиях мелкоделяночного полевого опыта, заложенном по методике Захарова, на постмелиорированном лёссе с искусственным горизонтом С – лёссом, вывернутым на дневную поверхность. Вариантов опыта – 24, один из которых - с естественным ненарушенным горизонтом А тёмно-каштановой почвы.

Учеными почвоведами Казахского национального аграрного университета под руководством профессора Т. Тазабекова [1, 2] разработан экологически безопасный метод восстановления плодородия обнаженного почвогрунта (лёсса) путем биологической мелиорации. Наши исследования являются логическим продолжением выше указанных научных изысканий.

В данной работе представлены материалы экспериментальных исследований 2002-2004 годов по изучению сингенеза на постмелиорированном лёссе проводившихся на 8 вариантах опыта: контроль (лёсс чистый); лёсс + солома 19,8 т/га; лёсс + солома 59,4 т/га; лёсс + биогумус 9 т/га; лёсс + биогумус 27 т/га; А (с 1971 г.) естественный горизонт тёмно-каштановой почвы (К₃); лёсс + навоз 19,7 т/га; лёсс (с 1971 г.).

При сменах фитоценозов, по мере изменения условий местообитания, ранее господствовавшие виды постепенно слабеют, снижают своё обилие и, наконец, выпадают. Они выпадают один за другим, сообразно различной у разных видов способности приспособляться к изменяющейся среде; в этом проявляется физиологическая и экологическая индивидуальность видов. Одновременно один за другим появляются, разрастаются, становятся обильнее виды, вновь вступающие в состав сменяющегося растительного покрова [3].

В условиях опыта, факторами, определяющими характер местообитания растений, были режим увлажнения и богатство питательными элементами. Изменения данных показателей отражаются на видовом составе фитоценоза постмелиорированного лёсса, в частности на обилии каждого вида. Таким образом, изменение обилия является результатом изменения условий среды.

Исходя из этого, нами проведена оценка экологической значимости видов растительности постмелиорированного лёсса по экологическим шкалам Л.Г. Раменского [4, 5]. Данные шкалы являются наиболее детальными и целесообразными при обработке учётных площадок небольших размеров. В свою очередь, оценка экологической значимости видов растительности позволила нам провести экологический анализ условий опытного участка. В экологических шкалах (У - шкала увлажнения; БЗ - шкала богатства питательными элементами) за основу взята реакция растений на изменения экологических условий, то есть условий, непосредственно влияющих на жизнедеятельность растений в процессе сингенеза – тепловые, световые свойства, увлажнение, аэрация почв, питательный режим почв, механические повреждения (размыв, погребенение наилком, повреждения ветром, снегом) и другие. Реакция растений выражается как в изменении обилия, то есть количества растений на единицу площади по мере нарастания или уменьшения показателей фактора, так и изменении количества и экологической специализации видов.

Результаты экологического анализа условий опытного участка показали различные амплитуды увлажнения и богатства почвообразующей породы (лёсса), в пределах которых растения нормально развиваются и достигают того или иного уровня обилия.

Так, в среднем за 3 года среднесезонная амплитуда ступеней шкалы увлажнения по вариантам опыта составила 23,3-41,0. Таким образом, по вариантам опыта отмечена не одна, а ряд ступеней: пустынное, полупустынное, сухостепное, среднестепное увлажнение, что подтверждает развитие эволюционных процессов в постмелиорированном лёссе.

Амплитуда ступеней шкалы богатства питательными элементами в среднем за 3 года исследования по вариантам опыта составляет 4,4-11,3. По данной шкале опытные варианты также характеризуются как бедные, небогатые, довольно богатые, богатые почвы.

Анализ проведенных исследований по шкалам Л.Г. Раменского [4, 5] свидетельствует о формировании наиболее благоприятных экологических условий сингенеза почвообразующей породы на варианте лёсса с последействием биогумуса (9 т/га). Амплитуда ступеней шкалы увлажнения на данном варианте составляет 28,6-41,0, ступеней шкалы богатства питательными элементами – 6,7-11,3 при 23,6-32,8 и 4,6-8,0 на контрольном варианте соответственно.

В условиях нашего опыта состав растительности на варианте лёсса заложенного в 1971 году очень близок с вариантами мелиорированного лёсса, что даёт основание сделать предположение об ускорении в 3 раза трансформации почвообразующей породы в тёмно - каштановую почву.

Таким образом, полученный экспериментальный материал по экологической значимости видов растительности постмелиорированного лёсса в процессе сингенеза показал, что при трансформации почвообразующей породы в зональную тёмно-каштановую почву состав фитоценоза проходит следующие стадии эволюции растительности, соответствующие бурым → светлокаштановым → каштановым почвенным зонам и подзонам: Poa bulbosa L., Elytrigia repens (L.) Nevski, Silaus besseri DC., Capsella bursa-pastoris (L.) Mediк., Melilotus officinalis (L.) Pall., Convolvulus arvensis L., Trifolium pratense L.

На наш взгляд, данный факт является показателем эволюционной трансформации лёссовой породы в почву. Видовой состав растительных группировок определяется экологическими режимами почвообразующих грунтов в процессе сингенеза. Однако, формируемая совокупность видов в растительных группировках находится не в прямой, а опосредованной зависимости с экологическими факторами и их сочетанием поскольку основным фактором почвообразовательного процесса является высшая растительность. Оценка сингенетического процесса восстановления её по экологической значимости видов на постмелиорированном лёссе подтверждает процесс формирования почвы из лёссовой породы по тёмно - каштановому ряду.

ЛИТЕРАТУРА:

1. Тазабеков Т.Т. Плодородие горных и предгорных почв. А.: Кайнар, 1977, 192 с.

2. Тазабекова Е.Т. Ферментативная активность почв и пути ее регулирования. А.: 1997, 184 с.

3. Раменский Л.Г. Проблемы и методы изучения растительного покрова. - Л.: Наука. 1971. - 334 с.

4. Раменский Л.Г., Цаценкин И.А., Чижиков О.Н., Антипин Н.А. Экологическая оценка кормовых угодий по растительному покрову. - М.: Сельхозгиз. 1956. - 472 с.

5. Раменский Л.Г. Проективный учёт и описание растительности. - М.: Изд-во инст. Луг. и Бол. Культуры. 1929. - 55 с.