Содержание к диссертации
Введение
1 Оценка экологического состояния пастбищ Северо-Западного Прикаспия 15
1.2 Современное состояние природных кормовых угодий разных районов 25
1.3 Концептуальные подходы по оптимизации использования и разработке способов восстановления (рекультивации) нарушенных аридных пастбищ 66
1.4 Влияние пастбищного и восстановительного режимов использования на состояние пастбищ, основные системы рационального использования пастбищ - пастбищеоборотов 68
1.5 Проблемы восстановления (рекультивации) деградированных пастбищ на основе высева зонально-типичных жизненных форм доминантных 78
видов кормовых растений - представителей 78
природной (дикорастущей) флоры 78
1.6 Роль обработки почвы в технологиях восстановления (рекультивации) деградированных пастбищных земель 95
2 Программа и методика исследований 107
2.5 Агрометеорологические условия периода проведения исследований (Республика Калмыкия) 131
2.6 Метеорологические условия в годы проведения исследований (Астраханская область) 132
2.7 Методика пастбищного мониторинга 135
2.8 Расчет пастбищной нагрузки 137
2.9 Схемы полевых опытов 141
3 Влияние пастбищного и восстановительного режимов использования природных кормовых угодий на изменение видового биоразнообразия их кормовой производительности. обоснование принципа пастбищеоборота 151
3.1 Объекты и условия проведения исследований 151
3.2 Результаты исследований 158
3.2.1 Сравнительная оценка проективного покрытия травостоя опытных участков под влиянием выпасай в изоляции 158
3.2.2 Сравнительная оценка высоты травостоя на опытных участках под влиянием выпасай в изоляции 159
3.2.3 Сравнительная оценка видового разнообразия травостоя на опытных участках под влиянием выпаса и в изоляции 160
3.2.4 Сравнительная оценка урожайности травостоя опытных участков под влиянием выпасай в изоляции 161
4 Адаптивные технологии формирования пастбищно-мелиоративных агроэкосистем на сбитых природных кормовых угодьях 166
4.1 Распределение почвенной влаги 166
4.2 Формирование одновидовыхпастбищно-мелиоративных агрофитоценозов на деградированных землях 174
4.2.1 Динамика густоты стояния растений 176
4.2.2 Особенности формирования корневых систем полукустарниково-полукустарничково-травяных агрофитоценозов 182
4.2.3 Кормовая продуктивность одновидовых полукустарниковых пастбищно 189
4.3 Формирование многовидовых полукустарниково-полукустарничково травянистых пастбищно-мелиоративных агрофитоценозов в Северо-Западном Прикаспии (Астраханская область) 195
4.4 Формирование полукустарниково-травяных пастбищно-мелиоративных агрофитоценозов на сильно сбитых природных кормовых угодьях полупустынной зоны Северо-Западного Прикаспия (Республика Калмыкия) 208
4.5 Экологическое значение многолетних видов кормовых трав в земледелии 220
5 Агроэнергетическая и экономическая эффективность технологий создания и использования полукустарничково-травяных пастбищно-мелиоративных агрофитоценозов 224
5.1 Агроэнергетическая и экономическая эффективность технологии восстановления (рекультивации) в Астраханской области 225
5.2 Агроэнергетическая и экономическая эффективность технологий рекультивации в полупустынной зоне Республики Калмыкии 228
Заключение 234
Предложение производству 239
Литература 240
Приложения 267
- Современное состояние природных кормовых угодий разных районов
- Распределение почвенной влаги
- Формирование полукустарниково-травяных пастбищно-мелиоративных агрофитоценозов на сильно сбитых природных кормовых угодьях полупустынной зоны Северо-Западного Прикаспия (Республика Калмыкия)
- Агроэнергетическая и экономическая эффективность технологий рекультивации в полупустынной зоне Республики Калмыкии
Современное состояние природных кормовых угодий разных районов
Экспедиционные обследования зоны сухих степей и полупустынь Астраханской области, позволили выявить следующее видовое разнообразие на пастбищных экосистемах (рисунки 7, 8).
Более 50 % площади района, в основном северная и центральная части, занято слабогумусированными песками с областями бурых полупустынных солонцеватых, засоленных суглинистых и супесчаных почв. По югу, в районе подстепных ильменей почвенный покров более многообразен, здесь встречаются бурые полупустынные супесчаные, светло-каштановых солонцеватые, луговые засоленные суглинистые почвы, а также, луговые суглинистые солончаки.
В сочетании с участками солонцовых комплексов, по днищам лиманов развиваются лугово-лиманные осолоделые (часто заболоченные) почвы, остаточно глеевые и глееватые, глинистого и иловано-глинистого гранулометрического состава.
В соответствии со сменой компонентов почвенных комплексов, меняются растительные виды пастбищ. Растительность супесчаных бурых почв представлена следующим ботаническим составом: полынь белая, костер безостый, костер кровельный, крестовник весенний, гармала обыкновенная, молочай лозный, дурнишники, кандым, тамарикс [186].
Легкий суглинок с бурой лугово-глееватой почвой (рисунок 9) добавляет к предыдущему составу бурьянистую растительность, в т.ч. лебеду, дискуре-нию Софьи, клоповник пронзеннолистный, жерушники, желтушники и злаковых - пырей гребенчатый, житняки, колосняк гигантский, тонконог.
По микрозападинам распространена разнотравно-осоково-злаковые травы с полынью австрийской на лугово-каштановых почвах. Причем, увеличение участия житняка и полыни австрийской в видовом составе растений свидетельствует о повышении степени солонцеватости лугово -каштановых почв западин. Днища лиманов заняты злаково-разнотравными пастбищами и различаются между собой преобладанием либо злаков (пырей, житняк), либо разнотравья (тысячелистник,ромашник).
Среди полукустарниковой полупустыни доминируют белополынные пастбища. Такие виды занимают равнинные участки с суглинистыми, супесчаными и песчаными почвами. В составе таких растительных сообществ, наряду с полынью белой,не редко встречаются прутняк, ромашник тысячелистниковый, кузмичева трава, реже - грудницы мохнатая и татарская, тысячелистник тонко листный, кермек сарептский и другие (рисунок 10).
Иногда белополынники образуют комплексы со степными сообществами из ковылей сарептского и тырсы, овсяницы и других растений, занимающих пониженные участки рельефа и западины. Занимая большие площади, белополынные пустыни имеют важное хозяйственное значение (рисунок 11). Они служат хорошими пастбищами для овец, коз, а также коров и верблюдов.
Кустарниковые пустыни выделяются среди бугристых полузаросших и барханных песков (рисунок 12). В кустарниковых пустынях растут два вида кустарника - джузгун безлистный и тамариск многоветвистый, а также типичные растения песков - полынь песчаная, колосняк кистевидный (кияк), кумарчик оттопыренный, аристида перистая, василек песчаный, юринея Эверсманна и другие. Растительность барханных песков более скудная: костер кровельный, верблюдка Арало Каспийская, изредка колосняк кистевидный, тамариск многоветвистый, еще реже джузгун безлистный (рисунок 13). Аристида - злаковое растение, одно из первых заселяет сыпучие и барханные пески и закрепляет их своими длинными горизонтальными корнями. Кумарчик известен своими съедобными семенами и используется для искусственного закрепления песков [127]. У тамариска и верблюжьей колючки развивается мощная корневая система, способная достигать грунтовых вод.
Мортуки вегетируют и осенью, создавая хороший пастбищный травостой. Состояние луговых трав межбугровых снижений зависит от продолжительности затопления, количества состава солей в почвах и пастбищной нагрузки. Под сенокосы и пастбища используются пырейные, осоковые, канареечниковые и манниковые луга с разнотравьем.
Таким образом, естественный растительный покров здесь является жестким индикатором почв, и его пространственная изменчивость строго соответствует смене компонентов почвенных комплексов и сочетаний [32].
Проведены были исследовательские работы с 2006 по 2010 гг., с целью определения современного экологического состояния естественных пастбищных фитоценозов Наримановского района. Для правильного определения оптимального количества овец, допустимого к выпасу на данных пастбищах, необходимо знать их кормовой запас, который на пустынных и полупустынных пастбищах определяется методом трансект и учетных квадратов, а также по показателям общего проективного покрытия (ОПП).
Ландшафты полупустыни и пустыни очень ранимы. Выпас скота, земледелие, массированное использование транспортных средств разрушают естественный травяной покров, а в условиях сильных ветров это нередко приводит к образованию развеваемых песков. Даже грунтовые дороги здесь часто проходят в глубоких каньонах в результате выдувания песка, постоянно разрыхляемого транспортом.
Средние показатели по району - урожайность 0,29 т/га (приложение А, таблицы А1...А2) ОПП в различных исследовательских точках составило от 5 до 15 %, что по «Экспертной оценке антропогенной нарушенности степных экосистем при выпасе домашнего скота (Методические рекомендации, 1989)» говорит о сильной и очень сильной степени нарушенности наримановских пастбищных экосистем (приложение А, таблицы A3... А7).
При выпасе угнетается развитие верховых злаков (тимофеевки луговой -Phleum pratense, овсяницы луговой - Festuca pratensis, лисохвоста - Alopecurus и др.), разнотравья (осота полевого - Sonchus arvensis, гулявников Sisymbriumn др.) и усиливается разрастание низовых злаков (мятлика луковичного - Роа bulbosa L., полевицы - Agrostis, овсяницы красной - Festuca rubra и др.), низкорослого разнотравья (тысячелистника обыкновенного - Achillea millefolium, одуванчика лекарственного - Taraxacum officinale, лютика ползучего - Ranunculus repens и др.).
Влияние выпаса на травяной покров разнообразно и не всегда только отрицательно. При правильном пастбищеообороте выпас способствует повышению урожайности емкости пастбищ, улучшает состав кормовых растений. По свидетельству некоторых исследователей, применение пастбищеоборота повышало емкость пастбищ аридных зон примерно на 20...30 % [13]. Неправильное использование природных сенокосов и пастбищ, отсутствие ухода за ними ускоряло их вырождение.
Ежегодное изъятие 40... 70 % годового прироста урожая не нарушает экологию фитоценозов. Но при превышении этого порога возможна коренная перестройка структуры пастбищного фитоценоза, приводящая к снижению урожайности пастбищ. Экологически обоснованная эксплуатация пастбищ, оптимальная нагрузка животными позволит не только приостановить прогрессирующую деградацию травостоев и опустынивание земель, но и увеличить их продуктивность, восстановить экологическое равновесие в природе [185].
Распределение почвенной влаги
Наиболее важным фактором для роста и развития пастбищных трав является влага. Важное значение для аридной зоны имеет влага, где продуктивность пастбищных и сенокосных угодий напрямую зависят от атмосферных осадков и запасов влаги в почве (Рахимова Т., 1966).
Главным и самым существенным элементом в урегулировании водного режима в условиях полупустынной зоны являются основные обработки почвы как в полеводстве, так и при коренном и поверхностном улучшениях деградированных пастбищных угодий [195].
Зафиксированные нами при исследованиях трансформации плотности и скважности почвенных слоев, в зависимости от разнообразных методов основной обработки под черным паром отражались по накоплению почвенной влаги за счет осенних и зимних атмосферных осадков. За 11 лет более подходящие условия в среднем по запасам влаги сложились на участке глубокого рыхления почвы ПЧВ -80 (параплау), где резервы доступной влаги весной по результатам наших исследований в метровом слое составили 74,8 мм, что в 2,5 раза выше, чем на контроле. Резервы доступной влаги метрового слоя почвы на опытах отвальной вспашки и на участках безотвального рыхления при глубине 0,25.. .0,27 м заметного отличия не имели - 47...50 мм, однако запас влаги превысил контроль в 1,6... 1,7 раза. Весенняя влажность почвы на участке с мелкой обработкой почвы БДТ - 3,0 была почти одинаковой с контролем за все годы (таблица 22).
Различия по весеннему увлажнению 0,00-0,20 м слоя почвы по всем вариантам основных обработок почвы было незначительным и на 2...6 мм больше, чем на контрольном варианте (пастбище).
И.Г. Зыков (1997) указывал, что основы эрозионных процессов, факторы, действующие на образование и активность эрозионных процессов, разделяются на две группы: первая - природные и вторая - антропогенные [73].
К первому природному фактору причисляют: климат, рельеф, почвы, растительность.
Эрозия почв, порожденная потоком талых вод, зависит от количества снежного покрова, а также от глубины замерзания и влажности почвы. Истолковывая факторы эрозионных процессов, как способ водопоглащение почвой, можно смоделировать ряд состояний, когда уровень водопоглощения, почвой составляет от 13,3 до 62,0 %.
Разрыхление почвы, в результате понижения ее плотности, повышения инфильтрации и влагоемкости содействует повышению уровня освоения осадков до 70...90 % (таблица 23).
В пору роста и развития трав происходит усиленное иссушение почвы метрового слоя. Так, в пору учетов продуктивности по зеленой массе на многолетних травах запасы влаги по всем вариациям уменьшились в два раза, по варианту рыхления параплау они составили 70 мм, по поверхностной обработке -50,9 мм, на контроле - 50,9 мм. Слой 0,00...0,20 м подвергся более сильному иссушению, здесь резервы доступной влаги составили при глубокой обработке 9,7 мм (параплау), 8,6 мм (отвал), 8,1 мм (СибИМЭ), или 26 %, 30 %, по сравнению с весенним запасом.
Нужно отметить, что после 10-летнего использования пастбищных посевов преимущественно преобладал житняк пустынный. Эта культура наиболее активно и эффективно использует влагу почвы. Более угнетенное состояние было у костреца безостого, который имеет слабую и неглубоко проникающую корневую систему. А эспарцет песчаный почти весь выпал. В сезон покоса травянистых угодий на семена на участке происходит полное иссушение почвы в слое 0,0... 1,0 м, которое продолжается до самой зимы. Величина доступных запасов почвенной влаги понижается до минусовых значений (рисунки 77, 78).
По данным вышеизложенных фактов можно сделать следующий вывод: в связи с продолжительным сроком использования посевов, с глубоким рыхлением параплау и отвальной вспашкой эти обработки значительно превосходят по накоплению и сохранению влаги выпадающих осадков в метровом слое, по сравнению с контролем.
По коренному улучшению пастбищных угодий в светло-каштановых солонцеватых почв аридной зоны Северо-Западного Прикаспия главная обработка черного пара является основным средством улучшения агрофизических свойств зональных почв, их водного, воздушного и биологического режимов, сохраняя при этом свое положительное последействие в течение 3... 4-х и более лет.
В среднем, за годы изучения, максимальные весенние резервы доступной влаги в метровом слое почвы (74,8 мм) сформировались на поле глубокого рыхления (0,40...0,45 м) ПЧВ-8...40 (параплау) и в 2,5 раза превосходили контроль. Средние объемы доступной влаги в этот период на отвальном и безотвальных полях обработки почвы в слое 0,25...0,27 м значительной разницы не показали, однако превышали степень контроля в 1,6... 1,7 раза и составляли 47...50 мм. Водный режим весеннего периода в среднем за пять лет на поле с обработкой почвы БДТ-3.0 на глубину 0,10...0,12 м не имел существенной разницы по сравнению с контролем.
На следующий засушливый год после влажных или умеренно влажных лет, для образования продукции сена и семян с участков злаково-бобовых трав улучшенных пастбищ, существенную часть составляют остаточные глубинные резервы почвенной влаги, однако, иссушение почвы происходит в слое 1,5...2,0 м, и резко понижается производительность пастбищ в дальнейшие годы.
Проблема взаимоотношений между растениями и водой в природе весьма многогранна. Изучение в этой области проводятся в трех направлениях, связанных между собой:
1) роль воды в растительной клетке;
2) функциональная роль воды в растении: дыхание, фотосинтез, обмен веществ;
3) водный обмен в биогеоценозе.
Наши исследования по третьему пункту охватывают динамику влаги на всей глубине корнеобитаемого слоя и ее доступность травам. В связи с четкими физиологическими различиями растительности пастбищных фитоценозов, мы оперируем при исследовании динамики влаги ее общей формой.
Волго-Сарпинская низменность располагает непромывным типом увлажнения, а грунтовые воды располагаются на глубине 18.. .25 м, 0,7... 1,2 м слой почвы имеет стабильную влажность в пределах 8... 11 % в первый месяц осени и 10... 12 % в третьей декаде апреля. В летний период с недостатками осадков иссушение достигает глубины 0,40...0,70 м до 5...6 % влаги, затем при наступлении влажного периода влага почвы смыкается с уровнем капиллярной влаги почвы.
На понижениях с аккумулирующими атмосферными осадками с примыкающих территорий совершается инфильтрация влаги до глинистого слоя, размещенного в слое 1,40... 1,60 м. Поверхность этих территорий имеет неровности, это след бывших вод Хвалынского моря. Просочившаяся вода растекается с возвышенностей почвы и стекает в дренажирующие слои. Это можно увидеть на берегах р. Волга, которая является естественным дренажом Волго-Сарпинской низменности.
Чередующиеся засухи и влажные года усиливают распределение выпадающих осадков в почвенных слоях. Засухи, наступающие после влажных периодов, немного сглаживают малое пополнение почвенной влаги выпадающими осадками и сбивают положительный эффект, создаваемый во влажный год после засушливого периода.
Динамика запасов почвенной влаги показала, что наиболее высокий уровень был в апреле. Исследование распределения общей почвенной влаги по слоям показало, что ее запас в двухметровом слое почвы составил 224...305 мм, это зависело еще от условий увлажнения по годам (рисунок 79).
Сравнивая общий запас влаги на глубине двух метров почвы на целине и в паровом поле видно, что показатели, в принципе, одинаковы - 301 и 305 мм.
Основное распределение влаги на целинном участке показало, что наибольшее накопление было отмечено на глубине 0,0...0,5 м (до 71,2 %), а по черному пару - 57,4 % от резервов в метровой глубине. Данные свидетельствуют о большой интенсивности физического испарения почвенной влаги на целине, особенно на деградированных территориях, с малым проективным покрытием.
Формирование полукустарниково-травяных пастбищно-мелиоративных агрофитоценозов на сильно сбитых природных кормовых угодьях полупустынной зоны Северо-Западного Прикаспия (Республика Калмыкия)
Природный пастбищный потенциал Республики Калмыкия в плане сельскохозяйственного использования наиболее полно отвечает требованиям рационального ведения овцеводства, мясного скотоводства, верблюдоводства, табунного коневодства. Этому способствует естественная структура пастбищ, сложенная из полукустарников-травянистой растительности, а также исторический опыт и сложившиеся традиции ведения пастбищного животноводства. Обширные пастбищные земли Российской части Прикаспия были, есть и, очевидно, еще будут в отдаленной перспективе исходной базой и материальной основой пастбищного животноводства - мясошерстного овцеводства, мясного скотоводства и верблюдоводства. Эти отрасли агропромышленного комплекса, дают стране значительное количество мяса: баранины, шерсти и шубной овчины [69].
Являясь основным источником корма для животных, пастбищная растительность Российского Прикаспия обладает уникальной фундаментальной особенностью - способностью кежегодному самовозобновлению, саморегуляции состава, структуры сообщества и ежегодному самовоспроизводству растительной (кормовой) массы [219; 224].
Однако, в результате нерационального использования допущена деградация и опустынивание пастбищных земель, образовались открытые (движущиеся) пески, расширилась площадь засоленных земель.
На сильно деградированных пастбищах в составе естественных фитоце-нозов преобладают эфемероиды, представленные в основном мятликом живородящим при низком участии полыни или при полном отсутствии полукустарничков. Такие деградированные пастбища нуждаются в коренном улучшении.
В связи с этим, и были проведены исследования по разработке технологии формирования зонально типичных для полупустыни Российского Прикаспия флористически полночленных полукустарничково-травянистых пастбищных агрофитоценозов на основе прутняка простертого (Kochia prostrata (L.) Schrad.), камфоросмы Лессинга (Camphorosma lessingii Litv.), терескена серого (Eurotia ceratoides Losinsk.), полыни белой (Artemisia lerhiana Web.), полыни черной (Artemisia pauciflora Web.) в полупустынной зоне Республики Калмыкия.
Следует отметить, что эти вопросы восстановления кормовой продуктивности деградированных аридных пастбищ еще во второй половине 20 века достаточно хорошо были разработаны в пустынных и полупустынных районах Узбекистана (Гаевская, 1971; Момотов, 1973; Ибрагимов, 1975) [43; 116], Туркменистана (Нечаева, Приходько, 1956; Нечаева, Шамсутдинов, Мухаммедов, 1978; Нечаева, Антонова, Мухаммедов, 1979) [143; 125; 129], Казахстана (Прянишников, 1968; Алимаев, Жамбакин, Прянишников, 1985) [10; 144], Таджикистана (Синьковский, 1959) [167].
Целью данной работы являлась разработка биогеоценотически обоснованной технологии формирования зонально типичных полукустарничково-травянистых пастбищных агрофитоценозов на сильно сбитых природных кормовых угодьях полупустынной зоны Российского Прикаспия.
Методика исследований. Исследования проводили в 2006...2016 годы в полупустынной зоне Российского Прикаспия в Яшкульском районе Республики Калмыкия на базе объединенного опорного пункта ВНИИ кормов им. В.Р. Ви-льямса и ВНИИГиМ им. А.Н. Костякова.
Климат района проведения исследований резко континентальный: лето -жаркое, сухое, сумма активных температур свыше 3600 С. В июле средня-ятемпература +24...+26 С, нередко повышаясь до +38...+42 С. Самый холодный месяц года - январь. Его средняя температура -9...-10 С.
Годовое количество осадков колеблется в пределах 209...278 мм. Количество осадков за теплый период (апрель-октябрь) составляет 155... 160 мм, при этом максимум осадков (около трети годовой суммы) приходится на апрель - июнь.
Почвы опытного участка - бурые, по гранулометрическому составу -среднесуглинистые. Генетические горизонты выражены слабо. Средний уровень залегания грунтовых вод находится на глубине 15...20 м.
Содержание гумуса в верхнем слое почвы 0,00...ОД5 м 1,41 %, в корне-обитаемом слое - 0,65...0,89 %. Химизм засоления преимущественно - хлорный, степень засоления - сильная. Концентрация легкорастворимых солей в горизонтах АВпах- Сі увеличивается с 0,14 % до 0,69 %.
Для изучения были созданы следующие пастбищные агрофитоценозы:
Опыт 5 {п. Яшкулъ, Республика Калмыкия).
1. Прутняково-бело-чернополынные пастбищные агрофитоценозы с участием трав: прутняк простертый - 50 % + полынь белая - 37 % + полынь черная - 13 %.
2. Камфоросмово-бело-чернополынный пастбищный агрофитоценоз с участием кормовых полукустарничков: камфоросма Лессинга - 88 % + полынь белая - 9 % + полынь черная - 3 %.
3. Терескеново-полынный агрофитоценоз с участием трав: полынь белая - 47 % + полынь черная - 31 % + терескен серый - 22 %.
Перед посевом было проведено определение лабораторной всхожести семян ксерогалофитных полукустарничков: прутняка простертого, терескена серого, камфоросмы Лессинга.
Опыты были заложены по вспаханным полосам почвы шириной 25 м. Вспашка производилась на глубину 0,18...0,20 м. Семена кормовых галофит-ных полукустарничков и трав высевались под зиму в декабре 2006 г. Норма высева семян кохии простертой и камфоросмы Лессинга - 3 кг/га, терескена серого - 7, полыни белой и полыни черной - по 0,5 кг/га. Заделка семян - на глубину 5... 10 мм.
Результаты исследований. Пастбищные прутняково-полынные и камфо-росмо-полынные агрофитоценозы характеризовались средней плотностью (55,4.. .61,9 тыс. растений на 1 га) в среднем за 8 лет (таблица 31, рисунок 92)
Терескеново-полынный агрофитоценоз отличался низкой (22,0 тыс/га) плотностью. Плотность агрофитоценозов с годами изменялась незначительно. Так, плотность прутняково-бело-чернополынного агрофитоценоза повышалась с 52,0 тыс. растений на 1 га в первый год до 56,1 - на 3-й и до 59,0 -на 8-й год. На 5-й и 8-й годы вегетации плотность растений незначительно увеличилась за счет семенного самовозобновления и находилась на уровне 58,6-59,5 тыс. на 1 га.
В прутняково-полынном агрофитоценозе в среднем за 8 лет основу составлял прутняк простертый (26,4 тыс/га), в камфоросмово-полынном - кам-форосма Лессинга (49,4 тыс/га), в терескеново-полынном, полыни белая (10,2 тыс/га) и черная (7,8 тыс/га).
В прутняково-полынном сообществе плотность растений полыни белой в первый год жизни составляла 19,2 тыс. особей на 1 га, в последующие годы наблюдалось небольшое увеличение и на протяжении 11 лет оно сохранялось на уровне 21,2...21,5 тыс/га. Самую меньшую долю (7,8 тыс. растений) занимала полынь черная.
В камфоросмово-бело-чернополынном агрофитоценозе явным доминантам в среднем за 11 лет была камфоросма Лессинга (49,2 тыс. растений из 51,8 тыс.). С годами (11-й год) плотность заметно увеличилась (с 55,6 тыс/га растений до 64,4). В большей степени увеличивалось количество полыни белой (с 4,8 до 8,7 тыс/га) и черной (с 1,6 до 4,1 тыс/га).
В терескеново-полынном агрофитоценозе преобладали полынь белая (14,8 тыс/га растений) и черная (7,8 тыс/га). С годами происходило увеличение плотности этого агрофитоценоза (с 12,8 тыс/га растений в первый год до 21,4 тыс/га на 11-й). Плотность полыни черной, в первые 3 года, повышалась более чем вдвое, а терескена серого - практически не изменилась.
Кормовые растения характеризовались различной интенсивностью линейного роста. В первые 3 года большей высотой отличались полынь белая (0,232...0,272 м) и черная (0,248...0,271 м), а меньшей - прутняк простертый, те-рескен серый и камфоросма (0,219...0,228 м) (таблица 32).
В среднем же, за 11 лет, большей высотой выделялся терескен серый (0,335 м, у других растений она составила 0,240... 0,265 м).
Однако, если высота полыней в первый и последующие годы различалась не очень сильно, то интенсивность роста прутняка простертого, терескена серого и камфоросмы Лессинга увеличивалась от первого к третьему году более резко (с 0,090...0,100 до 0,403...0,416 м, т.е. повышалась более, чем в 4 раза). Это свидетельствует о большой возможности полыней обеспечивать животных пастбищным кормом уже с первого года создания сеяных пастбищ.
На 4-...11-е годы жизни все сеяные полукустарники входили в состав прутня-ково-бело-чернополынных, камфоросмово-полынных и терескеново-полынных сообществ, нормально росли и развивались, и высота растений прутняка простертого составила 0,279 м, терескена серого - 0,320, камфоросмы Лессинга - 0,280, полыни черной - 0,195... 0,226 м.
В соответствии с плотностью и высотой растений, находилась, как правило, и урожайность трех типов пастбищных агрофитоценозов. В среднем за 11 лет самой высокой [210] урожайностью характеризовался агрофитоценоз с преобладанием прутняка простертого (3,05 т/га сухой массы) (таблица 33).
Агроэнергетическая и экономическая эффективность технологий рекультивации в полупустынной зоне Республики Калмыкии
Природные пастбища Прикаспийского региона издревне служат основой кормовой базы овцеводства, мясного скотоводства, табунного коневодства и верблюдоводства. Эти пастбища дают дешевые корма, используемые в течение круглого года. Однако, их урожайность низкая (0,15...0,35 т/га сухой кормовой массы) и колеблется в широких пределах по годам и сезонам года. Кроме того, в результате нерационального пользования значительные площади природных пастбищ серьезно нарушены (сбиты и эродированы), уровень плодородия почв существенно снижен. Прямым следствием этого стала потеря зонально типичного биоразнообразия и снижение кормовой производительности аридных пастбищ Прикаспийского региона, неудовлетворительное состояние которых требует восстановления и повышения их кормовой производительности.
Целью настоящей работы было определение агроэнергетической и экономической эффективности технологий создания и использования полукустар-ничково-травяных пастбищных агрофитоценозов, созданных на сильно сбитых природных кормовых угодьях полупустынной зоны российского Прикаспия.
Агроэнергетическую и экономическую оценку технологий создания и использования, пастбищных агрофитоценозов проводили в соответствии с методическими пособиями на основе типовых технологических карт, включающих все работы, связанные как с капитальными, так и с текущими (производственными) затратами. Единовременные капитальные вложения включали затраты на залужение и семена. Среднегодовые капитальные затраты рассчитывали на 8-летний (фактический) срок использования созданных пастбищ. В текущие (производственные) затраты включали: выпас животных, подкашивание сеяных полукустарничков. Приведенные совокупные затраты на технологии создания пастбищ взяты как сумма среднегодовых капитальных и ежегодных производственных затрат. Кроме капитальных и ежегодных энергетических затрат, рассчитывали удельные затраты на единицу произведенного пастбищного корма.
Агроэнергетическую эффективность технологий создания пастбищных агрофитоценозов определяли по величине агроэнергетического коэффициента (АК), рассчитанного по отношению сбора обменной энергии (ОЭ) в поедаемом корме, составляющем 70 % общего урожая к уровню производственных (приведенных) затрат.
Экономическую оценку технологий создания пастбищных агрофитоценозов проводили с учетом следующих показателей: среднегодовые денежные затраты на создание 1 га пастбищ, стоимость произведенной продукции, условно чистая прибыль с 1 га, себестоимость и рентабельность при создании пастбищ, срок окупаемости капитальных вложений. При расчете стоимости промышленных ресурсов (горюче-смазочные материалы, сельскохозяйственная техника), семян многолетних трав исходили из реально сложившихся цен. Стоимость кормовой единицы составляла 6 руб. 80 коп. (по закупочной цене 1 кг фуражного овса). Затраты на выпас овец брали из расчета стоимости 1 ч работы пастуха (120 руб.), времени стравливания в соответствии с продуктивностью пастбищ, величины отары (600 гол.) и суточной потребности в корме (900 корм. ед./сут.) (таблица 41, 42).
Из числа изучаемых полукустарничков самую высокую урожайность формировали прутняковые популяции на 5-...7-м годах жизни (2,68...2,90 т/га) и камфоросма Лессинга (1,86... 2,63 т/га сухой кормовой массы).
Во всех агрофиоценозах незначительную долю в урожае представляли эфемеры (0,10...0,14 т/га СВ).
От первого к восьмому году урожайность всех агрофитоценозов значительно повышалась: прутнякового с 1,25 до 2,36 т/га, камфоросмового - с 0,47 до 1,88 и терескенового - с 0,31 до 1,75 т/га сухой массы. В большей степени продуктивность повысилась у камфоросмы (почти в 6 раз), полыни черной (в 10 раз),терескена(в29раз).
Урожайность прутняково-полынного агрофитоценоза характеризовалась самым высоким уровнем как в первые три года - 1200 корм. ед., так и на 4...8-й (2238 корм. ед.) годы.
На 4-ый - 8-й годы жизни все сеяные полукустарники входили в состав прутняково-бело-чернополынных, камфоросмово-полынных и терескеново-полынных сообществ, нормально росли и развивались. Высота растений прутняка, простертого составила 0,267 м, терескена серого - 0,399 м, камфоросмы Лессинга - 0,253 м. полыни черной - 0,198...0,228 м.
Высота растений прутняка простертого составляла 0,267 м, терескена серого - 0,399, камфоросмы Лессинга - 0,253, полыни черной - 0,198... 0,228 м. В соответствии с плотностью и высотой растений, находилась, как правило, и урожайность трех типов пастбищных агрофитоценозов.
Таким образом, для создания долголетних пастбищ наиболее подходящим оказался агрофитоценоз из прутняка простертого, полыни белой и полыни черной, который в первый год уже сформировал высокую урожайность (1,25 т/га сухой массы) и повышал ее в дальнейшем.
Расчеты показали (таблица 42), что в среднем за 8 лет все технологии создания сеяных пастбищ характеризовались низкими затратами энергии (808-1441 МДж/га). В структуре затрат большую долю (65...78 %) составляли текущие (ежегодные) затраты в связи с тем, что капитальные распределяли на 8 лет (срок фактического использования агрофитоценозов), и они занимали 22...35 % общих затрат. Более высокими затратами совокупной энергии (1441 МДж/га) характеризовались прутняково-полынные травостои из-за больших ежегодных затрат (1306 МДж/га, другие - 670...704 МДж) на выпас овец. Создание травостоев характеризовалось низкими затратами (92... 117 МДж) на образование в урожае 1 ГДж обменной энергии, причем самыми низкими (92 МДж) они были у терескеново-полынного агрофитоценоза, создание которого отличалось самой высокой окупаемостью совокупных затрат: АК составил 10,8. Самая низкая (АК - 8,5) окупаемость выявлена у прутняково-полынного агрофитоценоза.
При расчете экономической эффективности технологий создания сеяных пастбищ для овец на сильно деградированных угодьях установлено, что основную долю затрат (от общих приведенных) составляли ежегодные производственные (выпас овец) - 89...94 %, доля среднегодовых капитальных -6... 11 %. В составе капитальных затрат основная доля (81... 92 %) приходилась на залужение, на семена - 8... 16 %. В среднем за 8 лет более высокими приведенными производственными затратами характеризовалось прутняково-полынное (3319 руб.), а самыми низкими (2096 руб./га) - камфоросмово-полынное пастбище (таблица 43).
Таким образом, в среднем за 8 лет создание сеяных (полукустарничковых) пастбищ для овец в полупустынной зоне было обусловлено высокой экономической эффективностью вследствие низких затрат и относительно высокой урожайности агрофитоценозов: в зависимости от типа травостоя условно чистый доход составлял 5315...8785 руб./га, рентабельность - 253...276 % при низкой себестоимости (181... 192 руб. за 100 корм. ед.) корма (таблица 43).
Экономически наиболее выгодно создавать прутняково-полынные пастбища, которые, несмотря на более высокие затраты на залужение, высокую себестоимость корма (186 руб. за 100 корм. ед.) и среднюю рентабельность (265 %), характеризовались самым высоким условно чистым доходом (3,8 тыс. руб./га). Более низкими экономическими показателями отмечено создание терескеново-полынных и камфоросмово-полынных пастбищ.