Экологическая оценка качества посевов травяной растительности на искусственно созданных почвогрунтах

Введение . Экологический подход стал научной основой рационального природопользования и охраны окружающий среды. Рациональное природопользование в своей основе базируется на такой стратегии управления экосистемами, при которой любые формы вмешательства органично вписываются в природные процессы. Для разработки теоретических основ оптимизации использования и охраны растительных ресурсов ведущим моментом эколого-географических исследований является познание структуры и закономерностей функционирования растительных сообществ и составляющих их видов.

В экологии центральное место отведено вопросам структурно-функциональной организации экосистем, поэтому первоочередной задачей считается изучение продукционной деятельности растительности [1, 2].

Цель исследований . Биохимический анализ растений, выращенных на восстановленных опытных полевых участках, расположенных на почвогрунтах, созданных с добавлением золошлаковых отходов в разных концентрациях.

Объекты и методы исследований . Объектами исследований являлись растения (их биомасса): клевер луговой, пастбищная смесь и разнотравная растительность, сформированная на участке путем самосева, произрастающая на почвогрунтах, созданных с добавлением золошлаковых отходов в разных концентрациях [3, 4, 5, 7, 8].

Биохимические анализы растений проведены по соответствующим ГОСТам: сырой протеин – по ГОСТ 13496.4-93, клетчатка – по ГОСТ 13496.2-91, зола – по ГОСТ 26226-95, жир – по ГОСТ 13496.15-97.

Результаты исследований и их обсуждение . Результаты проведенных исследований подтверждают проведенные ранее агрохимические и токсикологические исследования. Наиболее высокие показатели по содержанию протеина отмечались в контрольных вариантах и при соотношении чернозем – торф – зола 1:1:0,5 (рис. 1).

■ пастбищная смесь

■ клевер луговой

■ разнотравье (самосев)

Рис. 1. Содержание протеина в зеленой массе растений, выращенных на восстановленных опытных участках (полевой опытный участок № 1): 1 – чернозем выщелоченный – контроль 1;

2 – чернозем 1– торф – зола 1:0,5:0,5; 3 – чернозем 1 – торф – зола 1:1:0,5;

4 – чернозем 1 – торф – зола 1:0,5:1; 5 – чернозем 1 – торф – зола 0,5:1:0,5;

6 – чернозем обыкновенный – контроль 2; 7 – чернозем 2 – торф – зола 1:0,5:0,5;

8 – чернозем 2 – торф – зола 1:1:0,5; 9 – чернозем 2 – торф – зола 1:0,5:1;

10 – чернозем 2 – торф – зола 0,5:1:0,5

Низкие показатели протеина отмечались в вариантах с комбинацией чернозем – торф – зола 0,5:1:0,5, причем как с использованием чернозема выщелоченного (чернозем 1), так и обыкновенного (чернозем 2).

Количество зольных элементов в растениях в вышеуказанном варианте также низкое, однако при соотношении чернозем – торф – зола 1: 0,5: 1 были установлены низкие значения количества золы (рис. 2).

6 ox га 5

О4

IIIII111 h II

• ■    пастбищная смесь

• ■    клевер луговой

• ■    разнотравье (самосев)

1        2        3       4       5        6        7       8       9       10

Полевой опытный участок, №

Рис. 2. Содержание золы в зеленой массе растений, выращенных на восстановленных опытных участках (полевой опытный участок № 1): 1 – чернозем выщелоченный – контроль 1;

2 – чернозем 1 – торф – зола 1:0,5:0,5; 3 – чернозем 1 – торф – зола 1:1:0,5;

4 – чернозем 1 – торф – зола 1:0,5:1; 5 – чернозем 1 – торф – зола 0,5:1:0,5;

6 – чернозем обыкновенный – контроль 2; 7 – чернозем 2 – торф – зола 1:0,5:0,5;

8 – чернозем 2 – торф – зола 1:1:0,5; 9 – чернозем 2 – торф – зола 1:0,5:1;

10 – чернозем 2 – торф – зола 0,5:1:0,5

Содержание клетчатки имеет аналогичную тенденцию: высокие показатели в контрольных вариантах и при соотношении чернозем – торф – зола 1:1:0,5 и низкие при соотношении чернозем – торф – зола 1: 0,5: 1, 0,5:1:0,5 – 14–15 и 12–13 % соответственно. Количество клетчатки в контрольных вариантах достигает значений 27–30 % (рис. 3).

Рис. 3. Содержание клетчатки в зеленой массе растений, выращенных на восстановленных опытных участках (полевой опытный участок № 1): 1 – чернозем выщелоченный – контроль 1;

2 – чернозем 1 – торф – зола 1:0,5:0,5; 3 – чернозем 1 – торф – зола 1:1:0,5;

4 – чернозем 1 – торф – зола 1:0,5:1; 5 – чернозем 1 – торф – зола 0,5:1:0,5;

6 – чернозем обыкновенный – контроль 2; 7 – чернозем 2 – торф – зола 1:0,5:0,5;

8 – чернозем 2 – торф – зола 1:1:0,5; 9 – чернозем 2 – торф – зола 1:0,5:1;

10 – чернозем 2 – торф – зола 0,5:1:0,5

Из данных рис. 4 следует, что общее количество жира в исследуемых образцах растений изменяется в пределах 2–5 %, при этом в контроле и варианте при соотношении чернозем – торф – зола 1:1:0,5 составляет в среднем 4–5 %, в остальных 3–4 % (рис. 4). Минимальное количество жира накапливается в растениях, выращиваемых на опытных участках при сочетании чернозем – торф – зола 1: 0,5: 1 и 0,5:1:0,5, – 2 и 3 % соответственно.

Il IIIIII II IIIIIIII If пастбищная

смесь

• ■    клевер

луговой

• ■    разнотравье

(самосев)

1      2      3      4      5      6      7      8      9     10

Полевой опытный участок, №

Рис. 4. Содержание жира в зеленой массе растений, выращенных на восстановленных опытных участках (полевой опытный участок № 1): 1 – чернозем выщелоченный – контроль 1;

2 – чернозем 1 – торф – зола 1:0,5:0,5; 3 – чернозем 1 – торф – зола 1:1:0,5;

4 – чернозем 1 – торф – зола 1:0,5:1; 5 – чернозем 1 – торф – зола 0,5:1:0,5;

6 – чернозем обыкновенный – контроль 2; 7 – чернозем 2 – торф – зола 1:0,5:0,5;

8 – чернозем 2 – торф – зола 1:1:0,5; 9 – чернозем 2 – торф – зола 1:0,5:1;

10 – чернозем 2 – торф – зола 0,5:1:0,5

Проективное покрытие вида показывает, какая часть почвы занята особями данного вида, и дает оценку площади, покрытой этим видом, в процентах от общей площади [6]. Его определяют в нескольких случайно выбранных точках путем регистрации покрывающего почву вида, каждый раз субъективно оценивая площадь квадрата, покрытую этим видом. Это удобно проводить при оценке проективного покрытия растений, особенно травянистых, когда посчитать число особей трудно и не столь важно, как определить проективное покрытие.

Проективное покрытие растений на исследуемых опытных участках характеризуется максимумом в точках контроля – 92–99 % – и минимумом в вариантах при соотношении чернозем – торф – зола 1: 0,5: 1 – 74–78 и 81–84 % – и в варианте чернозем – торф – зола 0,5:1:0,5 – 81–85 и 73–78 % соответственно для чернозема 1 и 2 (рис. 5).

• ■    пастбищная смесь

• ■    клевер луговой

• ■    разнотравье (самосев)

Рис. 5. Проективное покрытие трав, выращенных на восстановленных опытных участках

Густота и высота стояния травостоя имеют аналогичную тенденцию к изменению проективного покрытия (рис. 6–7).

Рис. 6. Густота травостоя растений, выращенных на восстановленных опытных участках

пастбищная смесь клевер луговой разнотравье (самосев)

Рис. 7. Высота стояния травостоя растений, выращенных на восстановленных опытных участках

Лучшие биохимические показатели трав отмечаются в контрольных вариантах (чернозем 1 и 2) и при выращивании на восстановленных опытных участках при соотношении чернозем – торф – зола 1:1:0,5.

Выводы

• 1.    В связи с заполнением золошлако отвалов возникает проблема утилизации отходов и одним из путей ее решения является использование золы как составной части искусственно созданных почвогрунтов.

• 2.    Искусственные почвогрунтовые смеси, созданные на основе золошлаковых отходов, используются для восстановления природных экосистем степной зоны Сибири.

• 3.    При создании искусственных золошлаковых смесей использовали следующие компоненты: чернозем, торф и зола в определенных соотношениях.

• 4.    Лучшие биохимические показатели трав отмечаются в контрольных вариантах (чернозем 1 и 2) и при выращивании на восстановленных опытных участках при соотношении чернозем – торф – зола – 1:1:0,5.