Одна из важнейших проблем столицы Казахстана – улучшение окружающей среды, эстетического облика, организация здоровых и благоприятных условий жизни для населения. Суровые почвенно-климатические условия зачастую становятся значительным препятствием в решении этих вопросов. Для условий г. Астаны выращивание зелёных насаждений осложняется многими факторами [1–3], особенно на сохранность и рост растений влияет засоление почв. Только 18,5 % обследованных почв являются лесопригодными, остальные относятся к ограниченно-лесопригодным (13,4 %), условно-лесопригодным (36,7 %) и нелесопригодным (41,4 %) категориям [4]. Поэтому при лесоразведении большое внимание должно уделяться мелиорации и повышению плодородия почв для создания производительных, устойчивых зелёных насаждений. Одним из способов мелиорации является внесение фосфогипса [5–7].
Материалы и методы исследования
Целью исследований являлась разработка мероприятий по мелиорации с внесением мелиорантов на ограниченно-, условно- и нелесопригодных землях. Объектами исследований являлись лесокультурные площади с почвами различных категорий лесопригодности в зелёной зоне г. Астаны. Исследовательские работы проводились в Кызылжарском лесничестве РГП «Жасыл Аймак» в 8 квартале (ограниченно-лесопригодные почвы), 10 квартале (условно-лесопригодные почвы) и 13 квартале (нелесопригодные почвы).
На трех экспериментальных участках осенью 2013 г. был внесен фосфогипс с минимальной (15 т/га), максимальной (30 т/га) и средней (20 т/га) дозой внесения. Контрольными считались участки без внесения фосфогипса. Мелиорант на экспериментальных участках разбрасывался МВУ-6. После внесения фосфогипса была проведена перепашка пара и культивация. Промывка почвы не проводилась. Химический анализ почвы выполнялся по общепринятым методикам [8, 9]. Определялось содержание легкорастворимых солей, фиксировались изменения в составе после применения мелиоранта. Осенью 2014 г. и весной 2015 г. на участках были высажены сосна обыкновенная (Pinus sylvestris), вяз перистоветвистый (Ulmus pinnato-ramosa) и клен ясенелистный (Acer negundo). Замеры высоты растений выполнялись линейками с точностью до 1 см, приживаемость определялась как отношение живых и 50 % сомнительных растений к числу фактических посадочных мест [10]. Математические вычисления выполнялись в соответствии с общепринятыми методами [11].
Результаты исследования и их обсуждение
До внесения фосфогипса наибольшее количество легкорастворимых солей SO42- имелось на нелесопригодных почвах (3,42 мг-экв на 100 г почвы), но присутствие Cl и Na минимально по сравнению с другими экспериментальными участками (соответственно 0,25 и 0,28 мг-экв). Ограниченно-лесопригодные почвы отличаются более низким содержанием солей по сравнению с другими участками, а почвенные условия экспериментального участка более оптимальны для произрастания древесных и кустарниковых растений.
После внесения фосфогипса в почву на протяжении 4 лет на опытных участках проводилось определение химических свойств почвы для изучения изменения степени засоления. Выявлено, что на контрольных участках без внесения фосфогипса содержание токсичных солей было нестабильным по годам и сумма солей в среднем изменялась от 0,206 (2013 г.) до 0,073 % (2016 г). На рис. 1 видно, что содержание Cl на контрольных участках без внесения фосфогипса было нестабильным по годам, наибольшее количество его было в 2015 г. Аналогичные результаты получены по содержанию SO42- в почве контрольных участков. При изучении динамики изменения количества SO42- в почве до и после внесения фосфогипса выявлено, что содержание сульфатов значительно увеличилось на следующий год после внесения мелиоранта по всем вариантам опытов (на условно-лесопригодных почвах с 0,143 до 0,447 %) (рис. 2). Со времени внесения мелиоранта количество сульфатов постепенно уменьшается. Аналогичная картина наблюдается по динамике содержания Cl в почве на экспериментальных участках. Количество Cl снижается, но все же содержание данной соли в почве больше, чем на контрольных участках без внесения фосфогипса.
В табл. 1 приведены усредненные данные по результатам почвенного анализа по вариантам опыта за 2016 г. Проведенные исследования анализа содержания токсичных солей в почве на экспериментальных участках с внесением фосфогипса в качестве мелиоранта показали, что на ограниченно-лесопригодных почвах наименьшее количество легкорастворимых токсичных солей наблюдалось на контрольном участке (0,06 %) и на участке с максимальным внесением фосфогипса (0,09 %). На вариантах опыта с минимальной и средней дозой внесения мелиоранта сумма токсичных солей составила соответственно 0,215 и 0,579 %. Наибольшее количество сульфатов наблюдалось при средней дозе внесения фосфогипса (0,357 %), несколько меньше – при минимальной дозе (0,107 %). Проведенные исследования анализа содержания токсичных солей в почве на экспериментальных участках с внесением фосфогипса в качестве мелиоранта показали, что на ограниченно-лесопригодных почвах наименьшее количество легкорастворимых токсичных солей наблюдалось на контрольном участке (0,06 %) и на участке с максимальным внесением фосфогипса (0,09 %). На вариантах опыта с минимальной и средней дозой внесения мелиоранта сумма токсичных солей составила соответственно 0,215 и 0,579 %. Наибольшее количество сульфатов наблюдалось при средней дозе внесения фосфогипса (0,357 %), несколько меньше – при минимальной дозе (0,107 %).
Рис. 1. Динамика содержания Cl ( %) на контрольных участках
Рис. 2. Динамика содержания SO42- ( %) в почве на экспериментальных участках. Примечание: 8 кв. – ограниченно-лесопригодные; 10 кв. – условно-лесопригодные; 13 кв – нелесопригодные
На условно-лесопригодных почвах сумма солей при внесении минимальной дозы фосфогипса составила 0,27 %. Варианты с максимальным и средним внесением мелиоранта отличались высоким содержанием токсичных солей – 0,80 и 0,73 %. Если при минимальном внесении фосфогипса содержание хлора и сульфатов было примерно одинаковым, то на других вариантах, со средним и максимальным количеством фосфогипса, преобладали сульфаты. Причем с увеличением глубины почвенной прикопки увеличивалось количество легкорастворимых солей. На нелесопригодных почвах при минимальной дозе внесения фосфогипса и на контрольных участках содержание токсичных солей было наименьшим, причем эти два варианта практически не различались между собой по количеству всех изученных солей, а сумма солей была меньше на опытном участке (0,06 %). При средней и максимальной дозе внесения мелиоранта наблюдалось большое количество сульфатов (соответственно 0,41 и 0,16 %), а также магния (0,015 и 0,012 %) по сравнению с контролем.
Таблица 1
Средние показатели содержания легкорастворимых токсичных солей по вариантам опыта на экспериментальных участках в Кызылжарском лесничестве РГП «Жасыл Аймак» (2016 г.)
|
Лесопригодность почв |
Доза внесения фосфогипса |
Показатели, % |
||||
|
Cl |
SO42- |
Мg |
Na |
сумма солей |
||
|
ограниченно |
минимальная |
0,0200 |
0,1070 |
0,0180 |
0,0070 |
0,2150 |
|
средняя |
0,0290 |
0,3570 |
0,0250 |
0,0080 |
0,5760 |
|
|
максимальная |
0,0060 |
0,0340 |
0,0080 |
0,0030 |
0,0900 |
|
|
контроль |
0,0110 |
0,0050 |
0,0020 |
0,0060 |
0,0600 |
|
|
условно |
минимальная |
0,0790 |
0,0947 |
0,0150 |
0,0070 |
0,2743 |
|
средняя |
0,0883 |
0,4073 |
0,0417 |
0,0130 |
0,7300 |
|
|
максимальная |
0,0540 |
0,4960 |
0,0413 |
0,0100 |
0,8003 |
|
|
контроль |
0,0090 |
0,0093 |
0,0043 |
0,0030 |
0,0677 |
|
|
нелесопригодные |
минимальная |
0,0093 |
0,0153 |
0,0040 |
0,0013 |
0,0617 |
|
средняя |
0,0090 |
0,2617 |
0,0150 |
0,0017 |
0,4120 |
|
|
максимальная |
0,0080 |
0,0893 |
0,0123 |
0,0020 |
0,1647 |
|
|
контроль |
0,0087 |
0,0167 |
0,0047 |
0,0013 |
0,0730 |
|
Рис. 3. Показатели роста и приживаемости саженцев древесных пород в зависимости от применяемых стимуляторов роста и почвоулучшающих компонентов
На условно-лесопригодных почвах в 2014 г. была проведена осенняя посадка двухлетними сеянцами сосны обыкновенной и однолетними сеянцами вяза перистоветвистого. Весной 2015 г. выявлено, что сосна обыкновенная погибла полностью, приживаемость вяза составила 34,2 %. Весной 2015 г. опыт по посадке был продолжен, были посажены те же породы и клен ясенелистный. Был проведен полив саженцев экстрасолом и восстановителем почвы ЭридГроу. Инвентаризация показала, что сосна обыкновенная погибла практически полностью. Остались единичные экземпляры, состояние которых оценивалось как сомнительное. Приживаемость растений на участках в среднем составила 58,1 %. Средняя приживаемость вяза перистоветвистого была 66,3 %, клена ясенелистного – 37,8 %.
Таблица 2
Высота и приживаемость двухлетних лесных культур на экспериментальных участках
|
Категория лесопригодности |
Порода |
Высота, см |
приживаемость, % |
||
|
среднее, Х ± m |
вариация, v |
ср. откл., σ |
|||
|
ограниченно |
Вяз перистоветвистый |
41,4 ± 0,9 |
34,7 |
14,4 |
74,3 |
|
условно |
Клён ясенелистный |
35,9 ± 1,5 |
35,1 |
12,6 |
12,8 |
|
Вяз перистоветвистый |
37,8 ± 1,3 |
44,5 |
16,8 |
28,5 |
|
|
нелесопригодные |
Клён остролистный |
36,8 ± 1,1 |
30,4 |
11,2 |
16,2 |
|
Вяз перистоветвистый |
37,9 ± 0,9 |
39,1 |
14,8 |
51,5 |
|
Изучена приживаемость и рост саженцев в зависимости от применяемых стимуляторов роста и почвоулучшающих компонентов (рис. 3). Видно, что лучшую приживаемость и более высокий рост имели саженцы вяза перистоветвистого, обработанные активатором почвы ЭридГроу (соответственно 70,7 % и 44,3 см), на клен ясенелистный применение указанных компонентов не оказало никакого позитивного влияния. На контрольных участках клен прижился и рос лучше, чем на участках с внесением стимуляторов.
Следует отметить, что количество внесенного фосфогипса (минимальное, среднее и максимальное) достоверно не влияло на приживаемость и рост растений (р < 0,05), поэтому наблюдения выполнены без разделения на варианты опыта.
Проведенные в 2016 г. наблюдения за ростом опытных посадок на почвах различной лесопригодности с внесенным фосфогипсом показали, что вяз перистоветвистый на ограниченно-лесопригодных почвах имел наибольшую высоту (41,4 см), на условно-лесопригодных и нелесопригодных почвах высота была несколько меньше (соответственно 37,8 и 37,9 см). Высота саженцев сильно различалась по всем вариантам опыта, коэффициент вариации характеризовался значительным размахом – от 30,4 до 44,5 % (табл. 2).
Растения на всех участках угнетенные, имеются повреждения животными, большинство растений начинают свой рост от поросли. Индекс жизненного состояния растений составил 52,3 %, что говорит об ослабленности насаждения.
Выводы
На основании проведенных наблюдений за изменением состава почвы при внесении фосфогипса в различной дозе выявлено, что без промывки почвы в первый год после проведенных мелиоративных мероприятий содержание солей увеличивается практически в два раза, особенно это касается сульфатов. Через 4 года при внесении фосфогипса 15 т/га количество легкорастворимых солей уменьшается и достигает первоначального уровня. Возможно, в дальнейшем будет происходить рассоление почвы, но это можно будет утверждать после более длительных наблюдений.
Внесение фосфогипса улучшает агрохимические свойства почвы, играя большую почвозащитную роль, препятствуя развитию деградационных процессов. Применение минеральных удобрений при создании лесных культур позволяет в значительной степени обеспечить их приживаемость и улучшить плодородие почвы, так как для Казахстана характерны неблагоприятные почвенные условия. Все вышесказанное подчеркивает важность и своевременность проведенных исследований, поскольку главной задачей лесного хозяйства является проведение мероприятий по осуществлению расширенного воспроизводства лесных ресурсов, при условии непрерывного и неистощительного лесопользования, повышению средоохранной и средообразующей роли лесов, что достигается путем интенсификации лесного хозяйства, в том числе применением различных удобрений.
Библиографическая ссылка
Кабанова С.А., Борцов В.А., Данченко А.М., Данченко М.А., Пуджа Г.И. ЭКОЛОГО-ЛЕСОВОДСТВЕННЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ОПЫТНЫХ РАБОТ ПО МЕЛИОРАЦИИ ПОЧВ В ЗЕЛЁНОЙ ЗОНЕ Г. АСТАНЫ // Успехи современного естествознания. – 2017. – № 7. – С. 36-41;URL: https://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=36474 (дата обращения: 20.04.2024).