Введение к работе
Актуальность работы. В общем балансе сельскохозяйственных угодий юга Российской Федерации (219 млн.га) пески занимают территорию свыше 3.9 млн гектаров. В регионе Северного Кавказа из общей площади сельхозугодий 26741 тыс га песчаные земли занимают 1360 тыс га (Соболев, 1939, Колесников, 1962, Виноградов, 1980, Павловский, 1993,). Только в теплообеспеченной зоне Северного Кавказа они занимают около 5% сельхозугодий.
Во всех случаях использования песчаных земель важнейшим фактором, обеспечивающим устойчивое ведение хозяйства является лесоразведение (Виноградов, 1977,1980, Высоцкий, 1949, Гаель, 1962, 1974, Павловский, 1993 и др), а в системе лесоразведения - расширение видового набора культур, особенно дикоплодовых и ягодных, способных резко увеличить биологическую емкость песчаных ландшафтов
Из-за своеобразного рельефа и гидрологического режима песчаных земель (Кулик 1979, Виноградов 1980 и др.), необходимо комплексное исследование реакции плодовых пород на условия среды в зависимости от этих факторов. Подобного рода данные носят отрывочный характер, а для отдельных пород вовсе отсутствуют,
Изучение состояния, роста и развития плодовых пород на различных элементах мезорельефа бугристых песков имеет важное практическое значение и представляет определенный научный интерес.
Цель работы - исследовать особенности роста и развития плодовых пород на бугритых песках, выявить степень и характер их влияния на экологические факторы и определить наиболее перспективйые. плодовые породы для создания насаждений. Поставленная цель достигалась путем решения ряда задач:
изучения особенностей роста, развития и состояния плодовых пород в зависимости от условий мезорельефа песчаных земель;
исследования характера и степени изменения микроклиматических и биотических факторов окружающей среды на различных элементах мезорельефа при создании насаждений из плодовых пород; <
-определения количественной характеристики естественного отпада различных плодовых пород в течение срока формирования насаждений;
изучения уровня и стабильности плодоношения плодовых пород на бугристых песках;
определения экономико-энергетических показателей создания насаждений.
Научная новизна работы. Заключается в решении задачи оптимизации подбора плодовых пород для создания насаждений на различных элементах мезорельефа песчаных земель, определении степени и характера изменения экологической ситуации при использова-
3 .
ний плодовых пород, дополнении новыми данными системы технико-экономического обоснования лесоразведения на песках с использованием плодовых пород; усовершенствовании методики ранжирования адаптируемости пород к условиям произрастания.
Практическая ценность работы. Материалы'исследований используются для составления проектно-сметной документации по созданию насаждений из плодовых древесных и кустарниковых пород на бугристых песках. Дифференциация видового состава, плодовых пород при размещении их в зависимости от условий мезорельефа способствует повышению устойчивости насаждений, их экологической и экономической эффективности, обогащению окружающей среды живыми компонентами: птицами и другими животными, в том числе охотничье-промысловыми.
Полученные результаты исследований, а также выращенный нами посадочный материал использованы для закладки лесонасаждений в Ачикулакской НИЛОС, АОЗТ "Ачикулакский", "Восточный" и "Комсомольский", ОПХ "Каясулинское" и винсовхозе "Опытный" Нефтекумского и Степновского районов Ставропольского края.
Апробация работы. Результаты исследований, полученные на различных этапах работы, обсуждены на научно-техническом Совете Ачикулакской НИЛОС (1984, 1985, 1986, 1987, 1994 гг), конференции молодых ученых и аспирантов во ВНИАЛМИ (Волгоград, 1985), научно-производственной конференции, посвященной 75-летию ГГАУ (Владикавказ, 1993), научно-практической конференции "Экология -I" (Нальчик, 1989), научной конференции.» рамках СНГ "Интенсификация садоводства на склонах" (Нальчик, 1994), международной научно-практической конференций по эрозии почв (Кишинев, 1995) и др.. научно-производственных совещаниях.
Публикации, структура и объем диссертации. По материалам исследований опубликовано 8 работ в периодической печати. Диссертация состоит из введения, 6 глав, выводов и предложений производству. Работа изложена на 139 страницах, включает 45 таблиц и 5 рисунков. Список литературы из 181 наименования, в том числе иностранных - 7. Приложения на 2 листах.
Условия и методика исследований. Объектами наших исследований явился комплекс природных и антропогенных факторов на богарных песчаных землях Бажиганского массива Терско-Кумских песков и. созданные нами насаждения из плодовых пород, а также культур разных лет посадки в Ачикулакской НИЛОС (Махмудское лесничество, кв. 72 и 73), с-зе "Ачикулакский", винсовхозе "Опытный", овцесовхозе "Мирный" Нефтекумского района, племсов-хозе "Червленные буруны" (ЧИР) и др. Опытные участки созданных нами насаждений расположены в кварталах 19 и 42 Ачикулакского
лесничества НИЛОС. Рельеф участков типичный для бугрйсїьїх песков с относительными превышениями вершин над межбугровШй понижениями достигающими в среднем 6, а в отдельных случаях -9 м. Восточная (юго-восточная) сторона бугров - наветренная, поло* гая, западная (северо-западная) - осыпная подветренная, покатая. Понижения между буграми составляют около 38%, вершины бугров -30%, заветренные склоны - 15%, наветренные склоны - 17% площади участков.
По данным многолетних наблюдений в районе исследований отмечается резко-континентальный климат пустынного типа. По данным Краснопольской О.С. (1963) в районе наблюдений амплитуда среднемесячных температур воздуха достигает 31 С, а годовых 74 С (от - 32 С до 42 С). Зима короткая, суровая; весна ранняя, сухая, с частыми сильными восточными ветрами. За годы проведения наблюдений зимы были в среднем теплее, а июнь и июль жарче, чем за'последние 40 лет; осень и весна были типичными, с условиями близкими к средним многолетним.
За период с 1984 по 1993 годы отмечено 6 лет с суммой осадков
меньше, чем в среднем за 10 или 40 лет. При этом в 1985 году выпало
в два раза меньше осадков, чем в среднем за 1984-1993 годы. В числе
засушливых 1984,1985,1986,1989,1990 и 1991 годы. -
Таким образом, режим температуры воздуха й выпадения осад
ков в период наблюдений носил как типичные для зоны значения, так
и близкие к экстремальным, что позволило получить высокодостЬ-
верные данные по результатам исследований. -
Лесорастительная характеристика Терско-Кумских песков, в т.ч. Бажиганского массива достаточно подробно описана в литературе (Краснопольская, 1963, Петров, 1971, Кулик 1975,1979, и др.).
По механическому составу пески относятся к мелкозернистым, фракция 0.25-0.05 мм составляют 85-87% от абсолютно сухой навески. Частицы размером меньше 0.01 мм составляют 5-7% по весу. Глубина грунтовых вод в понижениях 3-5 м, на буграх до 10 метров.
В целом, по химическому и механическому составу песчаные земли опытных участков являются типичными для зоны. Количественное содержание и соотношение анионов и катионов не препятствует лесоразведению на песках в том числе с участием отдельных видов плодовых пород.
Закладку опытных насаждений проводили весной 1984 года однолетними сеянцами смородины, абрикоса, алычи, ореха грецкого, шелковицы, яблони, груши, айвы, вишни войлочной и корневыми отпрысками облепихи. Посадка проведена по вспаханным на глубину 30-35 см полосам без внесения удобрений. Ряды ориентированы с"
севера на юг, то есть перпендикулярно направлению господствующих ветров.
Ширина междурядий -4 м, расстояние в ряду 0.7-0.8 м. Посадку проводили под плуг с заглублением корневой шейки на 10 см. Каждой породы высаживали 3-4 ряда. Длина рядов в квартале 19 - 150 м, в квартале 42 - 200 м. В 1986 году произведено дополнение культур под меч Колесова.
Для оценки состояния культур проводили учет приживаемости и сохранности растений по элементам мезорельефа: на вершинах, на склонах бугров и в понижениях между буграми. В насаждениях ежегодно измеряли высоту саженцев, диаметр кроны, диаметр штамба на высоте 20 см от уровня почвы, длину годичных побегов, количество побегов в кусте (у смородины, вишни войлочной и облепихи) и количество порослевых приствольных побегов у древесных плодовых пород, учитывали их урожайность и качество плодов (по методике ВНИАЛМИ, 1974 и ВНИИС им. И.В. Мичурина, 1976).
Корневую систему изучали траншейным методом (Колесников, 1962). Для оценки экологической ситуации проводили измерения параметров, абиотических факторов: температуры приземного (на высоте 50 см) слоя воздуха и поверхности почвы, влажности почвы, скорости ветра, характера снегоотложения. Эти наблюдения проводили в насаждениях из древесных и,кустарниковых пород, а также на открытых смежных площадях, используемых как пахотные угодья, по элементам рельефа: на вершинах бугров, на склонах и в понижениях между буграми.
.: О характере и степени изменения биотических факторов окру
жающей .-среды. под влиянием плодовых пород судили по количеству
естественного отпада (листьев и сухих веток) с площадки 50 X 20 см;
биологической активности почвы на глубине 10 и 20 см; количеству
гнездовий^ птиц на участке опытных посадок и в существующих на
саждениях из: лесных пород на той же площади; количеству троп зай
цев, лис и других млекопитающих по периметру кварталов 19 и 42, 16
и 44,,15 и 45; количеству дождевых червей в мае 1994 года в объеме
10 дм3 почвы взятой с глубины 0-20 см (площадка 25 х 20 см) под
кроной абрикоса и смородины и в открытом поле на различных эле
ментах рельефа.;.. , г
Экономические аспекты работы оценены по урожайности плодовых- пород и,изменению энергетических показателей (Шатилов, 1971, Васькой 19.86 и-др.). .
Для определения вариабельности показателей, существенности разницы между выборками результаты измерений обрабатывались методами математического анализа по Доспехову (1985) и Лакину
(1973). Расчет проводили на IBM РС/ХТ-286 по пакету прикладных программ (ТСХА, 1987).