Тазабекова
Е.Т1., Сейтменбетова А.Т.2
Казахский национальный педагогический университет
имени Абая1
Казахский научно – исследовательский институт
почвоведения и агрохимии имени У.У.Успанова2
Биологическая
продуктивность постмелиорированного лёсса Заилийского Алатау
Аннотация
В статье
рассматривается биологическая продуктивность постмелиорированного лёсса предгорий
Заилийского Алатау. Была установлена надземная и корневая масса травостоя антропогенно
– нарушенного лёсса после рекультивации. Выявлено положительное влияние
биологической мелиорации почвопороды на развитие растительности.
В предгорных районах орошаемого земледелия
юго - востока Казахстана, в результате водной эрозии и планировочных работ, на
значительной площади почвы пашни потеряли верхний гумусовый слой и на дневную
поверхность обнажилась материнская порода – лёсс и лёссовидные суглинки,
создавая пятнистость и пестроту пашни по плодородию. Восстановление плодородия
антропогенно - нарушенных орошаемых земель имеет не только народнохозяйственное,
но и большое экологическое значение.
Низкие темпы естественных процессов
почвообразования на техногенно - нарушенных землях вынуждают применять меры по
ускорению их естественной регенерации, что в конечном итоге приведёт к
восстановлению экологического равновесия природных экосистем.
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.
Целью
наших исследований является выявление
экологических закономерностей восстановления биогеоценоза (сингенез)
антропогенно – нарушенных почв в условиях первичного почвообразовательного
процесса на постмелиорированном лёссе, оставленном в стадии зарастания.
Для реализации данной цели нами определена
биологическая продуктивность фитоценоза постмелиорированного лёсса.
Объектом
наших исследований является фитоценоз
материнской почвообразующей породы предгорных тёмно - каштановых почв
Заилийского Алатау (лёсс) после биологической мелиорации.
Полевые исследования проводились в
Талгарском отделении учебно – опытной станции «Агроуниверситет» Казахского национального
аграрного университета в условиях мелкоделяночного полевого опыта, заложенного
по методике С. А. Захарова [3]. Исследование биологической продуктивности
фитоценоза проводилось на следующих вариантах опыта: контроль (ячмень),
фитоконтроль (люцерна), солома (19,8 т/га), солома (59,4 т/га), биогумус (9
т/га), биогумус (27 т/га), навоз (19,7 т/га), А (с 1971 г.) естественный
горизонт тёмно - каштановой почвы (К3) и лёсс (с 1971 г.).
Растительный покров имеет важнейшее
значение как первоисточник гумусовых веществ. Размеры его поступления в почву,
в виде наземного опада и отмирающих корней, у высших растений зависят главным
образом от рельефа, климатических условий и почвообразующих пород.
В научной литературе большой фактический
материал по продуктивности различных фитоценозов получен экспериментальными
исследованиями Н.И. Базилевич [4], Л.Е. Родиным [5], Т.А. Работновым [6], А.Т.
Шенниковым [7], Р.Х. Уиттекером [8] и многими другими.
Известно, что запасы биомассы высшей
растительности и соотношение их надземных и подземных частей в различных
экосистемах неодинаковы. Так, по Т. А. Работнову [9], надземная фитомасса может
в 3 - 5 раз превышать подземную в полярных пустынях и лесах (тайга,
широколиственные леса), но быть в 5 раз меньше в степях, где основная фитомасса
«закопана» в почву. В некоторых пустынных сообществах подземная часть превышает
надземную в 100 раз.
Показателем биологической продуктивности фитоценоза
постмелиорированного лёсса явилась зеленая фитомасса, опад + подстилка и
корневая (ризомасса) часть создаваемая растительностью к моменту наблюдений.
Согласно общепринятой методике полевых и
геоботанических исследований [10, 11] сбор надземных частей высших растений
производился нами в фазу цветения
доминирующих видов. Зелёная фитомасса срезанная под самый корень и тщательно
собранный с учетной площадки 50 х 50 см, или 0,25 м2 надземный опад
+ подстилка доводились до воздушно – сухого состояния и взвешивались. Одновременно
со сбором надземной массы производился учет корней (ризомассы). Согласно
многочисленным работам исследователей [12, 13, 14], наибольшая масса корней
сосредоточена в верхнем слое почвы, поэтому глубина отбора почвопороды составила
0 - 30 см.
Результаты наших исследований по
определению биологической продуктивности фитоценоза постмелиорированного лёсса
представлены в таблице 1, 2.
Согласно
полученным нами данным, за годы наших исследований (2002 – 2004 г.г.)
наблюдается тенденция к уменьшению надземной части растительности
постмелиорированного лёсса и увеличению подземной. Так, количество зелёной
массы в воздушно – сухом состоянии сократилось в 3 – 3,5 раза, опада +
подстилки в 2,5 – 4,5 раза. Корневая же масса увеличилась в 1,5 – 2,0 раза.
Преобладание надземной массы над корневой фитоценоза постмелиорированного лёсса
созвучно фитоценозам зональных тёмно – каштановых почв региона исследований. По
литературным данным [15] растительность тёмно – каштановых почв ежегодно
продуцирует около 30 – 40 т/га, в том числе на корневую часть приходиться более
50 % от всей массы. Данный факт является подтверждением развития первичного
почвообразовательного процесса на постмелиорированном лёссе Заилийского Алатау
по типу степного почвообразования.
В разрезе вариантов опыта наибольшее
содержание надземной массы отмечается на вариантах с биогумусом (9; 27 т/га) и
соломой (59,4 т/га). Наименьшее - по варианту С (с 1971 г.). На остальных
вариантах (фитоконтроль (люцерна), солома 19,8 т/га, навоз 19,7 т/га) зеленая
масса и опад + подстилка выше по сравнению с контролем (ячмень) на 1,64 – 1,94
т/га и 1,01 – 1,16 т/га соответственно. Биологическая продуктивность варианта А (с 1971 г.) естественный горизонт тёмно –
каштановой почвы (К3) максимальна приближена к зональным аналогам.
По соотношению надземной и корневой частей
растений постмелиорированного лёсса в среднегодовой динамике заметно
преобладание корней по всем вариантам опыта, за исключением варианта контроль
(ячмень) и С (с 1971 г.) (таблица 3).
Таблица 3 – Соотношение надземной массы к корневой,
т/га (2002 – 2004 г.г.)
|
Варианты опыта |
Общее количество, т/га |
|
|
надземная масса |
корневая масса |
|
|
Контроль (ячмень) |
9,81 |
7,87 |
|
Фитоконтроль (люцерна) |
12,46 |
13,58 |
|
Солома 19,8 т/га |
12,91 |
16,96 |
|
Солома 59,4 т/га |
13,74 |
20,58 |
|
Биогумус 9 т/га |
13,97 |
14,91 |
|
Биогумус 27 т/га |
14,43 |
16,16 |
|
А
(с 1971 г.) естественный горизонт тёмно – каштановой почвы (К3) |
14,80 |
29,12 |
|
Навоз 19,7 т/га |
10,94 |
13,63 |
|
С (с 1971 г.) |
7,63 |
5,66 |
Таким
образом, наши результаты по биологической продуктивности растительности на
постмелиорированном лёссе свидетельствуют об эволюционной трансформации
почвопороды и в конечном счете приближении её к зональным почвам.
Литература:
1. Тазабеков Т.Т. «Повышение плодородия горных и
предгорных почв». А.: Кайнар, 1983, 175 с.
2. Тазабеков Т.Т., Тазабекова Е.Т. Плодородие
смешанных горизонтов предгорной темно - каштановой почвы Заилийского Алатау. //
Почвоведение, 12, 1979. с. 94 - 100.
3. Захаров С.А.
Плодородие глубоких горизонтов почв Северного Кавказа и Дона, т. II., в.4, 1946.
4. Базилевич Н.И., Родин Л.Б., Розов Н.Н. Сколько весит
живое вещество планеты? // Природа, 1971, №1, с. 46 - 53.
5. Родин Л.Е., Базилевич Н.И. Динамика органического
вещества и биологический круговорот в основных типах растительности. М - Л.:
Наука, 1965, с. 345.
6. Работнов Т.А. Некоторые вопросы изучения структуры
луговых травостоев. Бюлл. МОИП, отд. биол., 1950, т. 55, в. 2, с. 51 - 71.
7. Шенников А.Т. Введение в геоботанику. Л.: Наука,
1964, 426 с.
8. Whittaker R.H.
Evolution and measurement of species diversity // Taxon, 1972.
V.21. NO 2-3. P. 213-251.
9. Работнов Т.А. О динамичности сочетаемости видов в
луговых фитоценозах. М.: Наука, 1966, с. 463 - 466.
10. Раменский Л.Г. Учет и описание растительности (на
основе проективного метода). М.: ВАСХНИЛ, 100 с.
11. Раменский Л.Г. Проблемы и методы изучения
растительного покрова. Л.: Наука, 1971, 334 с.
12. Шенников А.Т. Основные установки при организации
стационарных геоботанических исследований. В кн.: Доклады на совещании по
стационарным геоботаническим исследованиям (22 - 25 декабря). М - Л.: Наука,
1952, с. 16 - 26.
13. Моделирование биогеоценотических
процессов. Отв. ред. Галицкий В.В. М.: Наука, 1981, 184 с.
14. Эколого - физиологические основы
взаимодействия растений в фитоценозах. Под ред. Нестеровича Н.Д. Минск.: Наука
и техника, 1976, 216 с.
15. Шенников А.Т. Луговедение. Л.: Наука,
1941, 507 с.