Научные основы обогащения деградированных пастбищ хозяйственно ценными древесными растениями

АГРОНОМИЯ И ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО

УДК 634.2.64

НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ ОБОГАЩЕНИЯ ДЕГРАДИРОВАННЫХ ПАСТБИЩ ХОЗЯЙСТВЕННО ЦЕННЫМИ ДРЕВЕСНЫМИ РАСТЕНИЯМИ

1 2

К.Н. Кулик ' , академик РАН, доктор сельскохозяйственных наук В.И. Петров1, академик РАН, доктор сельскохозяйственных наук А.В. Семенютина1'2, доктор сельскохозяйственных наук Д.К. Кулик1, кандидат сельскохозяйственных наук

1 Всероссийский научно-исследовательский институт агролесомелиорации

2Волгоградский государственный аграрный университет

В статье приведен анализ результатов интродукции кустарников и полукустарников различных семейств, который базируется на эколого-биологических и адаптивно-хозяйственных принципах подбора растений для обогащения деградированных пастбищ и представлен перспективный ассортимент по основным таксономическим единицам пастбищных угодий с учетом их флористического состава и кормовых достоинств.

Ключевые слова: обогащение пастбищ, критерии подбора, флористический состав, кормовые достоинства, кустарники, полукустарники, интродукция.

Исследование выполнено при финансовой поддержке Российского гуманитарного научного фонда и Правительства Волгоградской области

Деградированные пастбища аридных экосистем Прикаспия и Западной Сибири характеризуются бедным видовым составом растительности, низкой продуктивностью кормовых угодий с резко выраженными колебаниями по годам и сезонам года. В настоящее время обогащение деградированных пастбищ хозяйственно ценными древесными растениями рассматривается как механизм управления природно-ресурсным потенциалом через трансформацию микроклимата и подбор оптимальной пищевой цепочки, относящейся к адаптации состава флоры и фауны [2, 3, 5].

Для обогащения деградированных пастбищ хозяйственно ценными растениями изыскивали виды и формы кормовых кустарников и полукустарников, обладающих широкими приспособительными возможностями в новых условиях, отличающихся высокой продуктивностью надземной фитомассы, хорошей поедаемостью животными, быстрым отрастанием весной и после стравливания.

С целью поиска образцов растений для деградированных пастбищ проводился анализ ареалов. Для экологического испытания в новых условиях семена привлекались с различных географических точек [1].

Изучение растительных образцов проводилось в условиях сухостепной, полупустынной и пустынной зон (Волгоградская и Астраханская обл., Ставропольский и Алтайский края), которые охватывают пять природных районов (Кулундинский, Терско-Кумский, Волго-Уральский, Черноземельско-Прикаспийский и Ергенинско-Сарпинский). При выполнении программы многолетних исследований были заложены коллекции 500 образцов кустарников и полукустарников различных видов из 12 семейств, 50 родов. Запасы кормовой фитомассы определяли методом учета в несколько сроков. Химические анализы осуществлялись согласно общепринятым методам. По-едаемость отдельных видов изучали по фазам развития [4].

Выявлено, что изменение продуктивности надземной фитомассы и химического состава кормовой массы зависит от видовой принадлежности, возрастных особенностей, адаптационных возможностей растений и условий произрастания. На продуктивность влияют энергия отрастания побегов и их численность [6]. На бурых почвах

наибольшее количество фитомассы продуцируют представители семейства Chenopodiaceae (рис. 1).

Рисунок 1 - Продуктивность надземной фитомассы видов семейства Chenopodiaceae: 1 - Kochia prostrata, 2 - Salsola orientalis, 3 - Camphorosma lessingii, 4 - Aellenia subaphylla, 5 - Ceratoidespapposa, 6 - C. papposa x С. Ewersmanniana

Экотипы растений различались по кормовым достоинствам и продуктивности (табл. 1).

Таблица 1 - Показатели хозяйственно ценных признаков экотипов Kochia prostrata в различных экологических условиях

Местоположение экотипов

v. villosissima v. virescens v. canescens

ь ь ь

Показатели п е т н ы т с п е т н ы т с п е т н ы т с

§ X у с п у л о п § X у с п у л о п § X у о п у л о п

Надземная воздушно-сухая кормовая масса, ц/га 18,2 48,5 24,7 32,9 20,9 28,7

Семенная продуктивность, ц/га 1,5 4,7 2,3 2,9 1,8 2,7

Облиствленность в фазах бутонизации и цветения, % 52,7 68,3 54,1 53,1 56,0 65,2

Поедаемая часть, % 67,8 77,5 75,7 67,0 68,8 72,1

Высота растений, см 85,3 114,3 93,7 74,1 89,0 100,4

Содержание протеина в фазах бутонизации и цветения, % 11,8 18,4 13,1 13,8 14,2 17,4

Основная масса побегов полукустарников различных семейств приходится на приземный 0-50-сантиметровый слой (до 89 % от общей надземной фитомассы). У низких кустарников побеги в основном сосредоточены в слое 50-100 см (63-81 %), у высоких - в слое 70-150 см (54-62 %). Максимальные величины нарастания надземной фитомассы кустарников приурочены к позднелетнему периоду, а у полукустарников - к осеннему. До четырехлетнего возраста наблюдается увеличение надземной фитомассы кустарников и полукустарников. Низкая облиствленность отмечена у образцов Camphorosma lessingii.

2

Если сравнить продуктивность надземной фитомассы кустарников различных семейств, то можно отметить тенденцию увеличения надземной фитомассы и доли поедаемой части у представителей семейства Fabaceae - Astragalus transcaspicus, Amorpha californica, Colutea orientalis (табл. 2).

Для правильного определения нагрузки скота на пастбища, с целью сохранения их продуктивного долголетия, необходима оценка качества кормов. Кормовая ценность растений тесно связана с их химическим составом, содержанием в них веществ, необходимых для нормальной жизнедеятельности животных. Обычно, если корм не содержит вредных веществ, его ценность возрастает с увеличением содержания в нем протеина и с уменьшением клетчатки. Максимальное содержание протеина отмечается весной и летом, снижаясь осенью на 3-5 %. Лучшими показателями химического состава и питательности обладают представители семейства Fabaceae и Rosaceae по сравнению с Chenopodiaceae, Tamaricaceae, Compositae (табл. 3).

Таблица 2 - Продуктивность надземной фитомассы кустарников _различных семейств (Волгоградская обл.)_

Вид Возраст, лет Высота, м Общий вес куста, кг Поедаемая масса, %

Ephedra strobilaceae 5 1,0±0,03 1,5±0,05 55,7±1,86

Atraphaxis spinosa 10 0,9±0,03 2,5±0,07 48,1±1,93

Calligonum aphyllum 7 2,3±0,07 8,0±0,32 37,5±1,18

Haloxylon aphyllum 5 2,4±0,08 8,3±0,29 46,4±1,74

Astragalus transcaspicus 7 1,0±0,03 5,0±0,18 65,6±1,89

Lonicera tatarica 15 2,5±0,09 8,9±0,22 42,7±1,23

Amorpha californica 12 1,5±0,04 7,4±0,31 67,3±2,01

Tamarix laxa 8 1,7±0,05 5,2±0,19 49,8±1,98

Cotoneaster lucidus 10 2,5±0,07 5,9±0,18 50,1±1,87

Sorbaria sorbifolia 10 2,5±0,08 8,5±0,19 59,9±2,15

Amygdalus nana 8 1,0±0,02 4,3±0,12 49,5±1,95

Colutea orientalis 10 1,2±0,04 7,0±0,54 54,5±2,34

Spiraea crenata 8 1,5±0,03 4,1±0,15 48,9±1,89

Forestiera neomexicana 14 1,8±0,05 6,4±0,18 49,5±2,11

Таблица 3 - Кормовые достоинства кустарников различных семейств

Семейства Содержание в 1 кг сухого корма

кормовых ед. протеин, % клетчатка, % Р, г Са, г

Chenopodiaceae 0,17-0,38 5,5-17,0 27-30 0,9-1,9 5,4-17,6

Tamaricaceae 0,34-0,36 17,7-18,3 40-42 2,3-3,3 8,8-11,5

Compositae 0,21-0,52 7,0-12,3 24-33 0,3-2,5 0,8-7,4

Fabaceae 0,54-0,64 14,0-19,6 16-25 1,7-2,8 9,0-21,6

Ephedraceae 0,35-0,43 10,5-19,0 31-42 1,2-2,5 3,9-8,9

Polygonaceae 0,22-0,34 11,0-13,5 25-34 1,9-2,3 8,0-15,9

Caprifoliaceae 0,32-0,49 9,6-18,4 30-39 2,5-4,5 10,1-15,6

Saxifragaceae 0,25-0,32 8,5-16,0 12-18 3,5-7,7 10,1-14,8

Rhamnaceae 0,22-0,35 9,0-12,5 26-32 1,1-2,4 6,9-14,5

Elaeagnaceae 0,25-0,36 8,1-11,7 23-29 1,0-1,9 5,0-9,5

Oleaceae 0,29-0,35 7,5-19,7 19-25 0,7-1,4 7,1-9,8

Rosaceae 0,36-0,63 15,1-19,2 14-26 2,1-3,3 8,3-24,7

На основе изучения адаптационных возможностей и кормовых достоинств разработан ассортимент кустарников для различных категорий и типов пастбищ: 67 видов рекомендовано для сухостепной и 48 для полупустынной и пустынной зон. По подверженности почв дефляции и условиям увлажнения эти виды распределены в каждом районе по категориям (ЛМК) и типам (ЛМТ) пастбищ (табл. 4).

Таблица 4 - Распределение адаптированных кустарников по основным таксономическим единицам аридных пастбищ

Количество перспективных видов

Лесомелиоративная категория по лесомелиоративным типам

ЛМТ-а ЛМТ-б ЛМТ-в ЛМТ-г

ЛМК - I: опустыненные пастбищные территории с мелко-и среднебарханными песками

и сильноразвеваемыми песчаными почвами, Черноземельско-Прикаспийский р-н 10 10 10 10

ЛМК - II: пастбища на заросших и слабоза-

росших песчаных почвах: Черноземельско-Прикаспийский р-н 46 40 36 25

Терско-Кумский р-н 38 35 30 10

Волго-Уральский р-н 30 27 27 11

ЛМК - III: пастбища на площадях с подвер-

женными дефляции супесчаными почвами: Терско-Кумский р-н 41 38 38 11

Ергенинско-Сарпинский р-н 40 32 30 17

Волго-Уральский р-н 40 33 33 12

ЛМК - IV: угодья на суглинистых и глинистых почвах, устойчивых к дефляции: Кулундинский р-н 37 30 28 15

Терско-Кумский р-н 41 38 38 14

Волго-Уральский р-н 46 37 37 19

Ергенинско-Сарпинский р-н 43 38 38 16

Для пастбищ ЛМК-I в аридной зоне юго-востока России большое значение имеют многие кустарники и полукустарники сем. Chenopodiaceae (Camphorosma, Haloxylon, Kochia, Salsola) и Polygonaceae (Atrophaxis, Calligonum). Эти виды относятся

к длинновегетирующим растениям с максимальной урожайностью в осенне-зимний период. Они естественно произрастают в пределах Голарктического царства.

Для Черноземельско-Прикаспийского района (пустынная зона, почвы бурые солонцевато-пустынные солончаковые, количество осадков 100-150 мм, коэффициент увлажнения 0,11) на заросших и слабо-заросших песках Па, II6, 11в выделов перспективными являются 36-46 видов кустарников и полукустарников. Важное значение для осенне-зимних пастбищ имеют представители сем. Ephedraceae, Chenopodiaceae, Polygonaceae.

Для пастбищ Ергенинско-Сарпинского района (полупустынная зона, почвы светло-каштановые в комплексе с солонцами, количество осадков - 240-320 мм, коэффициент увлажнения - 0,11-0,33) перспективны представители семейства Chenopodiaceae, Polygonaceae, Rosaceae (Crataegus), Oleaceae (Forestiera) и Fabaceae (Amorpha), которые рекомендуется выращивать на выделах Ша, Шб, Шв, ГУа, IV6, ГУв.

Для Волго-Уральского района (полупустынная зона, почвы светло-каштановые в комплексе с солонцами и солончаками, количество осадков 130-300 мм, коэффициент увлажнения 0,11-0,33) перспективны виды семейств Polygonaceae, Rosaceae, Oleaceae и Tamaricaceae (Atraphaxis, Spiraea, Forestiera, Lonicera, Tamarix), которые в условиях лесомелиоративных выделов ГУа, ГУб, ГУв обладают высокими адаптационными способностями, продуцируют значительную кормовую массу и поедаются дикими копытными животными и мелким рогатым скотом.

Для Терско-Кумского района (сухостепная зона, почвы каштановые солонцеватые, светло-каштановые, количество осадков 350 мм, коэффициент увлажнения 0,33) перспективны кустарники и полукустарники сем. Chenopodiaceae, Polygonaceae, Fabaceae, Rosaceae, Compositae (Camphorosma, Atraphaxis, Crataegus, Caragana и Artemisia), которые хорошо поедаются овцами, козами и дикими животными.

Для Кулундинского района (сухостепная зона, почвы темно-каштановые, количество осадков 240-350 мм, коэффициент увлажнения 0,33-0,44) перспективны виды семейств бобовых и розоцветных (Astragalus, Caragana, Lespedeza, Hedysarum, Spiraea, Sorbaria, Crataegus), которые имеют высокую продуктивность, хорошие кормовые достоинства и охотно поедаются всеми домашними животными.

Наиболее перспективными для засушливых условий являются виды с широким ареалом, которые в новых условиях произрастания обладают высокими адаптационными возможностями, обильно цветут и плодоносят, имеют хорошую семенную продуктивность и посевные качества семян [7]. У видов с небольшим ареалом рассчитывать на получение качественного интродукционного материала можно при отборе скороспелых, морозоустойчивых форм.

Основополагающими при обогащении деградированных пастбищ хозяйственно ценными древесными растениями являются критерии подбора ассортимента, которые определяются состоянием природно-ресурсного потенциала и свойствами древесных видов и базируются на следующих положениях:

биологическая устойчивость (широкий ареал в природных условиях при высокой экологической пластичности: засухо-, соле-, морозоустойчивость);

фитоценотическая устойчивость в культуре (совместимость с аборигенными видами, высокая репродуктивная способность, достаточно хорошая всхожесть семян, долговечность фитоценозов, возможность механизированного ухода за растениями);

зоотехническая пригодность (высокая урожайность, кормовая и лекарственная ценность, хорошая поедаемость и питательность, устойчивость к выпасу, отсутствие вредных веществ для животных);

средостабилизирующая способность (ландшафтноформирующая, почвозащитная, почвоулучшающая.).

Библиографический список

1. Дендрофлора лесомелиоративных комплексов [Текст] : монография / А.В. Семеню-тина; под ред. И. П. Свинцова. - Волгоград: ВНИАЛМИ, 2013. - 266 с.

2. Кулик, К.Н. Эколого-экспериментальная интродукция хозяйственно-ценных растений для агролесомелиорации [Текст] / К.Н. Кулик, И.П. Свинцов, А.В. Семенютина // Доклады РАСХН. - 2004. - № 3. - С. 19-24.

3. Кулик, К.Н. Обогащение лесомелиоративных комплексов интродукционными ресурсами [Текст] / К.Н. Кулик, А.В. Семенютина // Известия Нижневолжского агроуниверситетско-го комплекса: наука и высшее профессиональное образование. - 2008. - №1. - С. 3-11.

4. Кулик, К.Н. Кормовые достоинства кустарников и полукустарников, перспективных для обогащения деградированных пастбищ [Текст] / К.Н. Кулик, А.В. Семенютина, Д.К. Кулик // Нетрадиционные, новые и забытые виды растений: научные и практические аспекты культивирования: Междунар. науч.-практ. конф., Национальный бот. сад им. Н.Н. Гришко, 10-12 сентября 2013, Киев. - С. 277-280.

5. Петров, В.И. Концепция адаптивного лесоаграрного природопользования в аридной зоне (на примере Российского Прикаспия) [Текст] / В.И. Петров, Н.С. Зюзь. - Волгоград, 1996. - 32 с.

6. Семенютина, А.В. Перспективные кустарники семейства Fabaceae для лесомелиорации пастбищ аридных регионов России [Текст] / А.В. Семенютина, Д.К. Кулик // Актуальные вопросы сохранения биоразнообразия и ведения лесного хозяйства: материалы междунар. науч.-практ. конф., посвящ. 55-летию КАЗНИИЛХ. - Щучинск, 2012. - С. 211-213.

7. Bioecological justification assortment of shrubs for landscaping urban landscapes [Текст] / A.V. Semenyutina, S.M. Kostyukov. - Accent graphics communications. - Montreal, QC, Canada, 2013. - 164 p.

Е-mail: vnialmi@yandex.ru