Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Характеристика природно-климатических условий 9
1.1. Климатические условия 10
1.2. Почвы 16
1.3. Растительность 18
Глава 2. Краткая история изучения 21
Глава 3. Материал и методика исследований 28
Глава 4. Сравнительная оценка солеустойчивости и засухоустойчивости кормовых растений 35
Глава 5. Эколого-биологическая характеристика и основы агротехники многолетних кормовых растений 52
5.1. Кохия простертая 52
5.2. Волоснец гигантский 71
5.3. Донник лекарственный 77
5.4. Полынь таврическая 87
5.5. Солянка восточная 91
5.6. Терескен серый 97
5.7. Камфоросма Лессинга 102
Выводы 106
Предложения производству 108
Список использованной литературы 109
Приложения 129
Введение к работе
По результатам анализа данных пяти Государственных (национальных)
докладов о состоянии и использовании земель Российской Федерации за 1992-1996 гг., а также экспертных данных РосНИИземпроекта, Л.Н. Кулешов (1968), делает вывод о том, что в настоящее время в России все земли сельскохозяйственного назначения подвержены процессам антропогенной деградации. Автор указывает на процессы водной и ветровой эрозии, разрушение структуры, слитизацию, уплотнение, дегумификацию, дефицит элементов питания растений, техногенное загрязнение земель, опустынивание, засоление, осолонцевание, подтопление.
Еще в 1985 г. Правительство Российской Федерации приняло решение о разработке и внедрении Генеральной схемы по борьбе с опустыниванием Черных Земель в Калмыкии и Кизлярских пастбищ в Дагестане. Соответствующие поручения были даны Министерствам сельского хозяйства РФ, Калмыкии и Дагестана, но утвержденная Правительством РФ в 1989 г. Меры, предусмотренные «Национальной программой действий по борьбе с опустыниванием земель», в Дагестане не выполняются из-за прекращения финансирования. Неприсоединение России к Конвенции ООН по борьбе с опустыниванием, задержало осуществление и многих других актуальных мероприятий, которые могли бы получить серьезную помощь федеральных органов.
Темпы опустынивания Черных земель и Кизлярских пастбищ, по мнению специалистов, являются беспрецедентными. Они уже привели к тому, что на территории Калмыкии образовалась первая в Европе антропогенная пустыня, причем ареал этой безжизненной земли постоянно разрастается. Ежегодно прирост заносимых песком пастбищ достигает более 20 тыс. га.
Кизлярские пастбища и прилегающие Черные земли занимают 30%
территории Республики Дагестан и являются зоной отгонного животноводства. 78,5 тыс. гектаров их превращены в открытые пески. Около 60% пастбищ сбито в средней, сильной и очень сильной степени, 24% засорены вредными и ядовитыми травами, 71% подвержен эрозии. Поэтому экологическое состояние в зоне Черных земель и Кизлярских пастбищ требует принятия срочных мер, направленных на восстановление экологического равновесия в регионе. Непоправимый вред пастбищам приносит нерегулируемый выпас скота, сопровождаемый пастбищной дигрессией растительности. Пастбищная дигрессия остается серьезной проблемой, особенно на депрессивных территориях, где доля хозяйств населения увеличивается, а основным занятием становится пастбищное животноводство. Перегрузка в зависимости от зоны колеблется от 1,5 до 5 раз и более. Не соблюдаются и сроки выпаса скота в соответствии с генеральной схемой по борьбе с опустыниванием Черных земель и Кизлярских пастбищ.
По инициативе Прикаспийского института биологических ресурсов Дагестанского научного центра РАН была подготовлена программа действий по борьбе с опустыниванием земель (2001), в которую входили 2 темы: «Разработка научных и прикладных основ борьбы с опустыниванием земель в Республике Дагестан» и «Создание почвенно-экологических карт, почвенно-агроэкологического районирования и бонитировки почв в целях разработки мероприятий по борьбе с опустыниванием и засухой». Указанные темы могли бы стать важными составляющими Национальной программы действий по борьбе с опустыниванием. Однако возникают серьезные опасения, что и эта программа при отсутствии источников финансирования также останется невыполненной.
Важной государственной инициативой является выделение 148,2 млн.
руб. (в ценах 2001 г.) на период 2002-2010 гг. на создание сети информационных центров Министерства сельского хозяйства РФ. Непосредственным организатором этих центров является Департамент науки Минсельхозпрода
* РФ, активно поддерживающий идею экологически устойчивого сельского хо
зяйства и развития сельских регионов.
Отдельно следует сказать о масштабной агроэкологической деятельно
сти, ведущейся в настоящее время в Республике Калмыкия. В мае 2001 г. ут
верждена Президентская целевая программа на 2001-2010 гг., которая преду
сматривает возрождение традиционного пастбищного животноводства как
путь разрешения агроэкологического кризиса в Калмыкии. Институтом про
ектирования земельных ресурсов Республики Калмыкия совместно с Цен-
, тром холистического менеджмента (Денвер, Колорадо, США) успешно реа-
л лизован проект по обмену опытом устойчивого землепользования на арид-
ных землях.
Остроту сложившейся ситуации усугубляет сочетание еще двух обстоятельств: критическое состояние агроэкологических проблем на стадии незавершенной земельной реформы в России и недостаточного понимания важности этих проблем, как со стороны российской общественности, так и государственных органов власти. На фоне системного экономического кризиса, многочисленных трудностей происходящей в России аграрной реформы, общей стагнации сельского хозяйства, кризиса инвестиций и резкого
* снижения объемов дотирования в эту отрасль народного хозяйства, непре
кращающихся споров о реализации собственности на землю, забывается не
обходимость проведения самой аграрной реформы в русле устойчивого при
родопользования.
Именно поэтому единственно возможным направлением реформирова-
ния может быть создание устойчивого сельского хозяйства, при котором производство достаточно большого количества сельскохозяйственной продукции не сопровождается разрушением агроресурсов. Иными словами, экономические решения в сельском хозяйстве не должны противоречить экологическому императиву как системе запретов на любые формы использования ресурсов, которые ведут к их разрушению.
История развития сельского хозяйства Дагестана теснейшим образом связана с овцеводством. Испокон веков главным занятием большинства жителей республики и основным источником их существования были овцы. В силу природных особенностей здесь сложилась отгонная система ведения овцеводства, при которой поголовье овец, горных районов летом содержится на альпийских пастбищах, а весной, зимой и осенью - на Кизлярских пастбищах и Терско-Сулакской низменности.
Анализ многолетних исследований ученых среднеазиатских республик Казахстана, Ставрополя, Калмыкии и Дагестана отчетливо показывает, что улучшение сбитых естественных полупустынных угодий должно базироваться на засухо- и солеустойчивых, дающих стабильные урожаи кормовых растениях. Поэтому подбор кормовых растений из аналогичных агроэкологиче-ских зон, а также введение в культуру аборигенной растительности является неотъемлемой частью целого комплекса мероприятий по улучшению кормовых угодий в жестких условиях полупустынь и пустынь.
Наша работа представляет собой раздел выполненной отделом кормопроизводства и луговодства Дагестанского НИИСХ темы 13 «Разработать и внедрить комплекс агротехнических и агролесомелиоративных мероприятий по повышению продуктивности кормовых угодий в зоне Кизлярских пастбищ». Работы проводились на опытных участках Кочубейского опорного пункта Дагестанского НИИСХ в Ногайском и Тарумовском районах Республики Дагестан в 1987-1991 гг.
Актуальность темы. Кизлярские пастбища - основная кормовая база
овцеводства Республики Дагестан. Мягкие малоснежные зимы, наличие зим-
них пастбищных кормов, незначительные затраты труда и средств на содержание животных, высокое качество продукции овцеводства, предопределили использование северной части этой территории в основном для зимнего пастбищного содержания овец. Пастбища, расположенные в южной части зоны (на землепользованиях стационарных хозяйств), используются круглогодично. Несмотря на засушливые условия, здесь можно получать неплохие урожаи кормовых культур, значительно повысить урожайность сенокосов и пастбищ.
Однако, в результате перегрузки пастбищ скотом и бессистемного использования значительная часть территории региона подвержена эрозии, идет интенсивная деградация пастбищ. Урожайность естественных кормовых угодий не превышает 0,5-1,0 ц/га сухой поедаемой массы. Негативные явления усилились в последние 30 лет. В регионе практически прекратился рост производства сельскохозяйственной продукции, снизилась продуктивность скота.
Цель и задачи исследования. Исходя из вышесказанного, была поставлена цель - подобрать наиболее ценные многолетние кормовые растения для улучшения кормовых угодий Кизлярских пастбищ. В ходе исследования решались следующие задачи:
испытать в коллекционном питомнике многолетние кормовые растения - местные экотипы, из засушливых зон страны и из-за рубежа;
выявить наиболее ценные из них для дальнейшего изучения и введения в культуру;
разработать основные вопросы их агротехники.
Научная новизна. Впервые в полупустынной зоне Кизлярских пастбищ были испытаны различные виды и сортовые образцы соле- и засухоустойчивых кормовых растений и полукустарников. Выявлены наиболее ценные из них и изучены некоторые вопросы агротехники, определена кормовая и семенная продуктивность.
Практическая ценность работы. На основе изучения различных ви-
дов и сортов кормовых растений выделены перспективные виды и сорта для использования при фитомелиорации и улучшении Кизлярских пастбищ.
Апробации работы. Результаты исследований неоднократно докладывались на заседаниях методсовета и ученого совета Дагестанского НИИСХ (1987, 1988, 1989, 1990, 1991 гг.). На конференциях молодых ученых и аспирантов, научно-практических конференциях (Махачкала, 1987, 1988).
Климатические условия
По климатическим условиям территорию Кизлярских пастбищ можно разделить на две климатические области: Прикаспийскую и Предкавказскую восточную.
Прикаспийская климатическая область характеризуется континентальным засушливым климатом. Ее можно отнести к резко засушливой зоне. Засушливость резко возрастает с запада на восток.
Предкавказская восточная климатическая область также отличается значительной континентальностью, засушливостью климата и в этом отношении она занимает промежуточное положение между Западным Предкавказьем и Прикаспийской областью. В теплый период года здесь часто дуют суховеи.
Среднегодовая температура воздуха равна 12,3 С, а на территории ко леблется в пределах +7,9 на севере, +11,9 на юге, среднегодовая температура почвы +12. В конце октября начинаются первые надпочвенные заморозки
Продолжительность безморозного периода с температурой выше +5 составляет около 7,5 месяцев, начиная с середины марта и кончая октябрем -началом ноября. В южной части он длится около 8 месяцев.
Регион характеризуется мягкой зимой с температурой в январе от -0,7 до -2,3. Наблюдаемая максимальная глубина промерзания почвы не превышает 1 м. Абсолютный минимум температуры воздуха колеблется от -30 до -40, самые холодные месяцы - январь и февраль. Во второй половине марта температура воздуха устойчиво переходит через 0, а в начале апреля - через +5. Последние заморозки на почве наблюдаются в середине апреля. Средняя продолжительность безморозного периода на почве составляет 137-174 дня. В мае устанавливается ясная жаркая погода. Средняя температура июля составляет +25,5-+26,8 (Табл. 1). Абсолютный максимум температуры воздуха достигает +45, а почвы +68. Самые жаркие месяцы - июнь, июль, август. Продолжительность безморозного периода увеличивается с севера на юг от 160 до 185 дней.
Незначительное количество выпадающих осадков и высокие температуры являются причиной очень низкой относительной влажности воздуха, особенно летом. Относительная влажность воздуха в этот период в среднем составляет 52%, а в отдельные дни падает до 25 и даже 10% (Табл. 2). Из данных этой таблицы видно, что количество дней с относительной влажностью воздуха 30% и ниже, больше всего было в 1987, 1988 и 1990 годах.
Количество дней с относительной влажностью ниже 30% в 1987-1991 гг.
В теплый период наблюдается резкое колебание относительной влажности воздуха в течение суток. Днем она ниже, ночью увеличивается почти вдвое, что приводит к образованию росы.
Погодные условия в большей степени определяются направлением ветра и его скоростью. Характерной особенностью для Кизлярских пастбищ является наличие большого числа ветреных дней. Об этом можно судить по данным таблиц 3 и 4. Приведенные данные свидетельствуют, что более 90% всех дней приходится на ветреную погоду. Преобладают ветры восточных румбов, которые особенно ярко выражены в холодный период. Число дней с сильным ветром 15 м/сек и более колеблется от 32 до 80 (Табл. 3). Они более устойчивы, а порывы их иногда достигают скорости более 25 м/с. Анализируя данные таблицы 3, отмечаем, что общее количество дней со скоростью ветра 15 м/с и выше, больше всего в 1987 и 1988 гг. - соответственно 80 и 54 дней.
Зимой восточные и юго-восточные ветры приносят сухую ясную морозную погоду, иногда они сопровождаются низкой облачностью и туманами, которые образуются в результате охлаждения приносимых с незамерзающей части Каспийского моря теплого воздуха. Летом ветры восточных направлений приносят с собой суховеи - раскаленные сухие массы воздуха, которые вызывают повышенную транспирацию у растений и усиленное испарение. Направление ветров видно из таблицы 5.
Значительный ущерб народному хозяйству наносят штормы и ураганы, зимой сопровождающиеся сильными метелями. Летом штормы наименее вероятны, их повторяемость не превышает 2-3 дня в месяц. Начиная с апреля-мая, восточные и юго-восточные ветры в ряде случаев приобретают характер суховеев. В дельте р. Терек, на побережье Каспийского моря число суховеев уменьшается. Центральные районы Прикаспийской низменности являются как бы очагами возникновения и трансформации суховейных ветров. Число дней с суховеями за вегетационный период 60-70.
Северные, северо-западные ветры по силе уступают ветрам восточных направлений. Зимой северные ветры вызывают похолодание, а западные -потепление и осадки.
Кохия простертая
Благодаря обширному ареалу по физико-географическим условиям Kochia prostrata (Рис. 2) неоднороден по морфологическим, биохимическим, эколого-физиологическим свойствам и в этой связи этот вид характеризуется необычным экологическим и морфологическим разнообразием. На основании эколого-морфологического анализа Ильин М.Щ1936) приводит три разновидности кохии простертой: var. villosissima Bong, et Mey. - растения с бе-ломохнатым опушением раса связанная с песками и песчаными местообитаниями полупустынной зоны; var. virescens Fenzl. - глинистая раса с почти голыми, зелеными листьями; var. canescens Moq. - каменистая горная раса с прижатым густым опушением.
Бегучев П.П. (I960) писал: «Многолетнее изучение дает нам право заявить о существовании трех самостоятельных видов прутняка: песчаного, глинистого, каменистого (промежуточного)». Дударь А.Д. (1948) по результатам своих исследований также признает эти разновидности.
По данным Ларина И.В. (1969), Бегучева П.П. (1968), Синьковского Л.П.) и др. прутняк простертый занимает обширную территорию сухих степей, полупустынь и пустынь, произрастая на черноземах, бурых почвах, на песках, каменистых склонах, на солонцах различного состава (глинистых, суглинистых, супесчаных).
По данным Баляна Г.А.(1972) еще в 1923 году профессор Бегучев П.П. и академик Ларин И.В. из дикорастущей флоры выделили прутняк, как исключительно ценное кормовое растение, имеющее нежные высокопитательные стебли и листья, хорошо поедаемые всеми видами скота круглый год и не засыхающее даже в период летней засухи. В 1936 году Бегучевым П.П. были проведены опытные и производственные посевы на светло-каштановых почвах Калмыкии.
Научно-исследовательскую работу по изучению биологии прутняка, а также его агротехники на Северном Кавказе и Нижнем Поволжье проводили Бегучев П.П. (1936, 1941), Дударь А.К. (1951, 1956, 1967); Игнатьев СИ. (1964); Смагин В.П. (1975, 1977) и др.
С 1948 года работа с прутняком, как с перспективным растением для выращивания в культуре была начата научными учреждениями Средней Азии и Казахстана. Существенный вклад в изучении биологии и агротехники прутняка в этом регионе внесли Кейзер И.А. (1956); Соколов Н.И. (1967), Синьковский Л.П. (1968, 1969); Шамсутдинов З.ІЩ1969, 1979).
Прутняк - галоксерофитный многолетний полукустарник из семейства маревых. Беспалова З.Г. (1960) относит его к группе истинных полукустарников. Это растение широко распространено в Европе, на Кавказе, в Восточной и Западной Сибири, в Средней Азии (Флора СССР, 1936).
Изучению прутняка посвящены ряд исследований и за рубежом (Keller, Bleak, 1974; Moghaddam,1978; Weller, Schmidt, Stubbendiec, Sneva, 1979).
Учитывая большой ареал прутняка, его высокие кормовые достоинства, хорошую поедаемость во все сезоны года, а также возможность применения механизма при возделывании, он был выделен нами как самый перспективный кормовой полукустарник, для улучшения Кизлярских пастбищ.
В полупустынной зоне Прикаспийской низменности прутняк, как и полынь, терескен, солянка восточная и камфоросма, является одним из дли-тельновегетирующим видом пастбищных растений. По сведениям Евсеева В.И. (1937), прутняк относится к летне-осенним растениям, он хорошо произрастает на глинистых, суглинистых, засоленных и на каменистых почвах.
Всходы его в виде двух зеленых листочков в условиях Кизлярских пастбищ появляются с конца марта до конца апреля. В июне растения бутони-зируют, в первой половине июля - цветут, в третьей декаде августа, в начале сентября - плодоносят, а массовое созревание семян наступает в начале октября. Растение заканчивает вегетацию при наступлении устойчивых замо розков. В связи с этим сроки окончания вегетации колеблются по годам. Вегетационный период прутняка на Кизлярских пастбищах составляют 215-225 дней. В фазах отрастания, ветвления и плодоношения отмечается большая растянутость.
В культуре прутняк начинает отрастать после схода снега по мере наступления первых оттепелей (в конце марта). Фенологические наблюдения показывают, что сроки наступления фаз развития по годам жизни прутняка изменяются в зависимости от метеорологических условий года (Табл. 18).
В культуре пустынный экотип прутняка через 56-60 дней после появления всходов начинает энергично ветвиться. К этому времени растения образуют 10-15 пар листьев.
Следует отметить, что в первый год жизни наблюдается интенсивный рост в основном главного стебля, высота которого достигает 32,0-47,3 см. Табл.19. Боковые побеги значительно отстают в росте от осевых. Такую особенность развития прутняка отмечают также Бутник А.А. (1966) и Р.А.Рогов (1969). Ветвятся же как центральные (осевые) побеги, так и боковые. Побеги второго порядка достигают длины 20,0-40,1, а третьего - 8,0-17,0 см. Замечательно, что ветвистые формы прутняка образуют гораздо большую биомассу.
При благоприятных условиях побеги этого растения достигают высоты 50,5 см. В культуре нередко самые длинные побеги второго порядка появляются у основания осевых. В широкорядных посевах прутняк образует и побеги третьего порядка. Продолжительность периода ветвления составляет 41-45 дней. При постбищном использовании травостоя ветвление продолжается с мая до октября (135-145 дней). В условиях культуры в первый год жизни на одном растении образуется 6,7 - 8,3, на втором году - до 22,0-27,2 побегов, а в дикорастущей флоре - не более 8,0 - 12,0 побегов.
Куст прутняка в условиях Кизлярских пастбищ формируется в первый год жизни. Во второй год ветвление происходит из почек, расположенных на корневой шейке и из побегов первого порядка, а в последующие годы - также из базальной части прошлогодних зимовавших побегов. К концу лета обычно побегообразование завершается.
Высота куста вегетационного периода достигает 32,0-36,1 см , диаметр его колеблется в пределах 35,3-57,0см., а в дикорастущей флоре - от 17,3 до 25,0 см. (Табл.19)
Полупустынный экотип прутняка в условиях культуры образует кусты различной формы - прямостоячие, полулежачие и стелющиеся. В посевах второго и последующих лет жизни выделяются отдельно растущие мощные, компактные кусты.
Листья у прутняка линейно-ланцетные и в пределах одного побега размеры их сильно изменчивы. Так, в условиях культуры на Кизлярских пастбищах они имеют ширину 1,6 мм, а длину - в 3-4 раза больше/также наблюдаются значительные различия в длине соцветий, высота и диаметр куста прутняка, произрастающего в разных условиях (Табл. 19/ Листья у сероватого подвида прутняка отличаются беловатой опушенностью, что способствует экономному расходованию влаги в течение вегетации.
Терескен серый
Терескен серый (Рис. 7) - полукустарник высотой 20,7-60,9 см, имеющий широкое экологическое распространение. По данным Литвиновой Н.П. (1967), на Памире встречается до высоты 3500-4300 м над уровнем моря, где в год выпадает всего 117,7 мм осадков. Здесь терескен является одним из немногочисленных ценных пастбищных растений, и, несмотря на отсутствие оптимальных положительных температур, в естественных условиях цветет, плодоносит и дает урожай до 2,6-3,3 ц/га сухой массы.
Важные биологические особенности терескена - образование глубокой (до 4,7 м) корневой системы. Благодаря мощным подземным органам он ве-гетирует до глубокой осени. В условиях культуры в первый год жизни в фазе отрастания и ветвления корневая система достигает глубины от 30,0 до 40,4 -45,2 см, а к осени - 80,7 см. К концу первого года жизни соотношение (по длине) надземных и подземных органов составляет 1:2, а на третий-четвертый годы - 1:5 и 1:7. У старовозрастных кустов диаметр корневой шейки достигает 8,2-10,5 см. Рост растений продолжается в течение всего вегетационного периода. При недостатке влаги в верхнем горизонте почвы терескен берет ее из нижних. В наших опытах норма посева его семян - 10,0 кг/га.
В год посева проходит все фазы развития и плодоносит. Начинает веге-тировать в конце марта - начале апреля. Из сохранившихся жизнеспособных пазушных почек развиваются вегетативные побеги, которые после перезимовки плодоносят. Фенологические фазы растения проходили в следующие сроки: всходы - 9 мая, ветвление - с 4 июня, бутонизация - 12 июля, цветение - 28 июля и созревание - с 29 октября.
В условиях культуры период вегетации у терескена продолжается 180-190 дней. Первые настоящие листья у него отмечаются через 22 дня после появления всходов, а у старовозрастных кустов - через 10-14 дней после отрастания. В культуре с середины июля на побегах его начинается закладка пазушных почек. В полупустыне в условиях культуры к концу августа на растениях первого года вегетации насчитывается от 1500,5 до 3240,8 шт. листьев. Длина листовой пластинки в среднем равна 2,2см, ширина - 1,0 см. К концу вегетации высота осевого побега достигает 33,1 см, а диаметр куста - 22,4 см. на втором - четвертом годах жизни растения имеют высоту от 40,3 до 63,0 см.
В год посева у терескена серого насчитывалось до 7,6 вегетативных побегов, в последующие годы их количество уменьшалось.
В дикорастущей флоре длина соцветий достигает 18,2 см, в культуре в первый год жизни - 13,7см, а на втором-четвертом годах - 25,8 см. В пустынной зоне побеги, как правило, раскидистые, менее облиственны, а длина соцветий не превышает 11,7-18,1 мм. Кусты его имеют рыхлую зонтиковидную форму, на них преобладают генеративные побеги.
Масса семян на 1 растении в первом году жизни составила 5,6г, а в последующие годы соответственно 27,6: 33,2 и 29,1 г. Семена терескена крупные - масса 1000 шт. составляет 2,8-4,2 г. (Табл.44)
Данные о количестве побегов, диаметров корневой шейки в таблице.
Терескен быстро отрастает после стравливания. Даже при отчуждении всей надземной массы молодые растения начинают отрастать с корневой шейки и образуют хорошо облиственную отаву, которая осенью без остатков поедается овцами. Его побеги хорошо отрастают даже в годы с небольшим количеством атмосферных осадков.
В первый год жизни терескен дает не только пастбищепригодную, но и сенокосную массу. Вес надземной сухой массы одного растения в культуре на первом году жизни в среднем равен 87,9 на втором - 251,0 г. Старовозрастные, дикорастущие отдельно стоящие кусты накапливают до 800,3 г сухой массы.
