Биогеографическая оценка и мониторинг кормовых агроландшафтов в аридных условиях Калмыкии

Шунгаева, Аделина Борисовна

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Биогеографическая оценка и мониторинг кормовых агроландшафтов в аридных условиях Калмыкии
ВАК РФ 25.00.23, Физическая география и биогеография, география почв и геохимия ландшафтов

Автореферат диссертации по теме "Биогеографическая оценка и мониторинг кормовых агроландшафтов в аридных условиях Калмыкии"

На правах рукописи

ШУНГАЕВА Аделина Борисовна

БИОГЕОГРАФИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА И МОНИТОРИНГ КОРМОВЫХ АГРОЛАНДШАФТОВ В АРИДНЫХ УСЛОВИЯХ КАЛМЫКИИ

Специальность: 25.00. 23. - физическая география и биогеография, география почв и геохимия ландшафтов

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук

Волгоград -2004

Работа выполнена в Калмыцком государственном университете

Научный руководитель -

доктор географических наук, профессор Настинова Галина Эрднеевна

Официальные оппоненты:

доктор географических наук, профессор Бармин Александр Николаевич кандидат географических наук, Пермякова Ольга Владимировна

Ведущая организация:

Калмыцкий филиал ГНУ ВНИИГиМ им. Костякова А.Н.

Защита состоится «_1_» июня_2004 г. в Iff" часов на заседании диссертационного совета Д 212.026.02 при Волгоградском государственном архитектурно-строительном университете по адресу: 400074, Волгоград, ул. Академическая, 1, ВолгГАСУ, Факс: (8442) 97-49-33; E-mail: postmaster@vgasa.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета

Автореферат разослан. 29 апреля 2004 года

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор геолого-минералогических наук,

профессор СВ. Кузнецова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Природным условиям Республики Калмыкия присуще разнообразие почвенно-географических зон (от степной до пустынной) и ландшафтных комплексов. Большая часть ее территории находится в аридном регионе страны, отличающемся засушливостью, тяжелой почвенно-мелиоратив-ной обстановкой и повышенной степенью уязвимости к антропогенным нагрузкам. Нерациональная хозяйственная деятельность, осуществлявшаяся во второй половине XX века, привела к экологической катастрофе - более 80% сельскохозяйственных угодий республики подвержены процессам опустынивания:

В Калмыкии, сельское хозяйство которой специализировано на производстве животноводческой продукции, повышению биопродуктивности кормовых агролан-дшафтов уделяется в последнее время первоочередное внимание. В свете нового подхода в теории и практике землепользования, сущность которого заключается в создании устойчивых высокопродуктивных агроценозов, обладающих способностью к саморегуляции (Жученко, 1990;Кирюшин, 1995;Миркин, 1887), актуальной, является биогеографическая оценка структуры, функционирования, устойчивости и продуктивности агроландшафта. Этому подходу в наибольшей мере отвечают С4-растения, эволюционно-географическое происхождение, которых позволяет им эффективно использовать ресурсы среды за счет формирования высокопродуктивных фотосинтетических систем (Hatch, 1971,1978; Downton, 1972,1975 и др.). Расширение регионального набора сортов и гибридов устойчивых и высокопродуктивных, экологически специализированных (биомелиоративных) культур, к числу которых относятся сорго и амарант - одно из условий повышения биопродукционной способности агроландшафта. Малоразработанным является вопрос управления хозяйственной деятельностью на основе агромониторинга, способного обеспечить географическое прогнозирование состояния почв и получение продукции высокого качества. Решение этих вопросов может послужить научным обоснованием повышения биопродуктивности и устойчивости кормовых агроландшафтов, ресурсосбережения и оптимизации природопользования, обеспечения продовольственной безопасности аридной территории Калмыкии.

Цель и задачи исследований. Цель выполненных исследований - многоплановое биогеографическое изучение новых кормовых

их размещения и возделывания в условиях агроландшафтов с учетом природной зональности, а также разработка системы агромониторинга для устойчивого получения биологически полноценной продукции наиболее безопасными, ресурсосберегающими технологиями на аридной территории Республики Калмыкии.

Для достижения поставленной цели обоснованы следующие задачи:

• комплексно оценить природные условия и абиотические факторы по географическим районам республики и в местах проведения исследования;

• выявить адаптивный потенциал, изучить динамику и ритмику продукционного процесса кормовых растений в период действия неблагоприятных факторов на различных этапах онтогенеза;

• провести экологическую и хозяйственную оценку амаранта, как объекта интродукции в условиях моно- и поликультуры;

• определить ареалы размещения и возделывания используемых культур по природным зонам Калмыкии;

• разработать и внедрить контрольно-диагностическую систему агромониторинга кормовых агроэкосистем.

Защищаемые положения:

1. Комплексная оценка абиотической среды и растительности как сопряженных объектов создания и использования агро- и фитоценозов позволяет обосновать необходимость учета принципов географического подбора сельскохозяйственных культур для обеспечения рационального землепользования в Республике Калмыкия.

2. Оценка интегрального ресурса адаптивности и биопродуктивности сортов и гибридов сорго, наиболее перспективных для создания устойчивых агро-ландшафтов на территории Калмыкии.

3. Аридная территория Калмыкии является частью культигенного ареала для интродукции амаранта. Высокий адаптивный потенциал, ценные хозяйственные признаки, биомелиоративная функция амаранта определяют перспективность его для привлечения в культуру на аридных территориях.

4. Концепция устойчивого кормопроизводства, основные принципы создания адаптивных, высокопродуктивных, ресурсосберегающих кормовых агроландшафтов и научно-обоснованные ареалы размещения и возделывания их в разных природных зонах Калмыкии.

5. Методическое обеспечение и реализация контрольно-диагностической системы мониторинга кормовых агроэкосистем.

Научная новизна: Проведен анализ материалов, комплексно оценивающих абиотическую среду и растительность как сопряженные объекты создания и использования фито- и агроценозов.

Проведена комплексная многоплановая биогеографическая оценка новых кормовых культур (сорго и амарант) в разных природных районах аридной территории Калмыкии в период действия и последействия неблагоприятных факторов в ритмах естественного хода изменений условий и на различных этапах онтогенеза растений. Установлены наиболее устойчивые и продуктивные сорта и гибриды сорго. Впервые для аридных территорий юга России в условиях Калмыкии проведена эколого-интродукционная оценка амаранта. Выделены перспективные эко-типы для дальнейшей селекции.

Установлены закономерности метаболических процессов, коррелирующие с устойчивостью и продуктивностью агроландшафтов сорго и амаранта в зависимости от напряженности метеоусловий и действия стресс-факторов. Установлены научные основы регулирования процесса формирования продуктивности и качества урожая в пределах фенотипической реакции сорго и амаранта. Впервые для региона проведено сравнительное исследование адаптивности и продуктивности многокомпонентных агроэкосистем. Осуществлен подбор видов для конструирования смешанных агроценозов, отвечающих принципам взаимодополняемости и дифференциации экологических ниш, снижающих конкуренцию за ресурсы и повышающих совокупный эффект продуктивности и сбалансированности по протеину. Выявлены условия наилучшего сочетания свойств растений с возможностью образования ими совершенных по структуре адаптивных и высокопродуктивных смешанных агроландшафтов.

Выявлена средообразующая роль амаранта, выражающаяся в рассолении вторично-засоленных и солонцеватых почв, улучшении физико-химических свойств.

Впервые, применительно к условиям региона, разработана контрольно-диагностическая система мониторинга на основе оперативных методов определения состояния компонентов агроэкосистем с применением ИК-спектроскопии, обеспечивающая своевременное управление продукционным процессом в сельскохозяйственном производстве и получение продукции с высокими потребительскими свойствами,

Научно-практическая значимость работы. Результаты биогеографической оценки и мониторинга кормовых агроландшафтов на основе комплексного многопланового исследования адаптивности и продуктивности одно-и многокомпонентных агроценозов имеют первостепенное значение для оптимизации регионального землепользования, обеспечения продовольственной безопасности, решения проблемы дефицита кормового белка наиболее ресурсосберегающими и экологически безопасными методами аридной территории Калмыкии и сопредельных территорий со сходными почвенно-климатически-ми условиями.

Результаты исследований позволили научно обосновать размещение кормовых культур с С4-типом фотосинтеза по природным зонам Калмыкии, разработать ресурсосберегающие приемы конструирования адаптивных высокопродуктивных двухкомпонентных агроценозов взаимодополняемых видов растений. Предложенные виды, сорта, гибриды и приемы в производственных условиях могут обеспечить повышение продуктивности и качества продукции, сбалансированной по протеину. Разработаны научно-обоснованные рекомендации производству. Контрольно-диагностическая система оперативных методов измерений в сельскохозяйственном производстве может обеспечить высокий уровень потребительских свойств растительной продукции при производстве кормов, хранении, переработке и реализации.

Результаты работы внедрены в Министерстве сельского хозяйства РК, Министерстве природных ресурсов РК, Калмыцком Центре научно-технической информации, Калмыцком НИИСХ, ряде хозяйств республики. Разработанные автором теоретические положения, методики широко используются в курсах лекций, а также при выполнении курсовых, дипломных и кандидатских работ на биологическом и аграрном факультетах КГУ.

также отраслевых целевых комплексных программ: Агропрома РСФСР «Разработать технологию возделывания амаранта в Калмыкии» (1989-1990); Мин-сельхоза РК «Качество кормовых культур в различных природных зонах Калмыкии» (1992-1994). Личное участие автора заключается в организации и выполнении всех собственных исследований, сборе полевых и лабораторных материалов и их обработке, анализе и обобщении полученных результатов. В отдельных экспериментах, сборе и обработке данных принимали участие коллеги и студенты. Их вклад в работу отражен в совместных публикациях.

Апробация работы. Основные результаты исследований доложены: на Международном симпозиуме «Амарант: биология, агротехника и использование» (Ташкент, 1993), Международной конференции «Экосистемы Прикаспия XXI веку» (Элиста, 1998), Международной конференции «Социально-экономические преобразования в Прикаспийском регионе: поиск оптимальной модели устойчивого развития» (Элиста, 2002),' Международной научно-практической конференции «Растительные ресурсы для здоровья человека (возделывание, переработка, маркетинг)» (Москва, 2002), Международной научно-практической конференция «Биоресурсы, биотехнологии, инновации Юга России» (Пятигорск, 2003), VII Всесоюзной конференции молодых ученых «Роль ботанических садов в рациональном использовании и воспроизводстве растительных ресурсов» (Ташкент, 1990), VI Всесоюзном симпозиуме по новым кормовым растениям «Эколого-популяционный анализ кормовых растений естественной флоры, интродукция и использование» (Сыктывкар, 1990),' III съезде Всероссийского общества физиологов растений (Санкт-Петербург, 4993), Всероссийской научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Перспектива-2002» (Нальчик, 2002), Межвузовской научно-практической конференции «Вузовская наука и проблемы региона: из настоящего в будущее» (Кисловодск, 2002), I региональной конференция молодых ученых «Новые и редкие растения Северного Кавказа» (Владикавказ, 2003), VI научно-практической конференция молодых ученых и специалистов (Элиста, 1990), научно-практической конференции, посвященной 80-летию М. Б. Нармаева (Элиста, 2000). Основные положения работы докладывались и обсуждались на ежегодных аспирантских чтениях КГУ (1993 - 1996), заседаниях ученого совета КГУ (1993-2004).

По теме диссертации опубликовано 13 работ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, выводов, предложений производству и библиографии, включающей 186 наименований, из них 12 на иностранных языках; работа изложена на 162 страницах машинописного текста, содержит 24 рисунка, 20 таблиц. В Приложении представлены 9 фото и 1 таблица.

Благодарности. Автор выражает искреннюю благодарность научному руководителю д.г.н., профессору кафедры ботаники и физиологии растений Калмыцкого госуниверситета Настиновой Галине Эрднеевне за внимание и поддержку при выполнении исследований, а также за доброжелательную критику и советы, способствовавшие совершенствованию и завершению диссертационной работы.

Основное содержание работы

Во введении обосновываются актуальность проблемы, формулируются цель и -задачи исследования, указываются объекты, материалы и методы исследования. Излагается краткое содержание работы, её структура и положения, выносимые на защиту.

В первой главе приводится обзор основных подходов и приемов биогеографической оценки устойчивости и продуктивности агроэкосистем. Подчеркивается важность такого подхода при установлении географических основ рационального, ресурсосберегающего землепользования на основе определения ареалов оптимального размещения агроландшафтов. Обзор литературы по проблеме позволяет обосновать, что задача увеличения биопродуктивности агроландшаф-тов может быть решена путем, введения в с/х практику новых видов и сортов, обладающих высокой экологической пластичностью и устойчивостью к неблагоприятным факторам среды с учетом специфики почвенно-климатических условий конкретного региона. В аридных условиях оправдано использование растений с С4-типом фотосинтеза, который рассматривается как эволюционное приспособление к более жарким и сухим климатическим условиям (Гудвин, Мерсер, 1986; Жученко, 1988). Такие культуры (сорго и амарант) способны создавать адаптированные (т.е. максимально учитывающие природный фон), менее энергоемкие системы сельского хозяйства. Адаптивное преимущество их состоит в том,

что они лучше всего растут при высоких интенсивностях света и дневной температуре около 30-45 °С, обладают высокой соле- и засухоустойчивостью. Исследование различных звеньев географического прогнозирования стало в последние годы одним из бурно развивающихся направлений географии и ряда смежных наук. Конечная цель этих исследований - территориальное управление биопродуктивностью агроценозов и создание соответствующих автоматизированных систем, в основе программирования которых будут лежать точные знания о жизни растений и их взаимодействии со специфическими условиями географической среды обитания.

Во второй главе охарактеризованы методология, объекты и методы исследования. Методологической основой исследования явился системный подход и принцип всеобщей взаимосвязи и взаимообусловленности. Основные методы исследования: сравнительно-географический, исторический, объяснительное описание, научное объяснение, географическое прогнозирование, математическая статистика и математическое моделирование. Задачи работы решались путем проведения полевых моно- и многофакторных опытов, в сочетании с-наблюдениями за состоянием почв и изменением метеоусловий, лабораторных анализов и теоретических обобщений полученных результатов. Вегетационные периоды годы исследований (1989-2003) сгруппированы по увлажнению (острозасушливые, близкие к норме и благоприятные по увлажнению). Объектами исследования являлись одновидовые и смешанные агроландшафты. В работе использованы сорта, гибриды и образцы С4-растений из селекционных учреждений страны (НПО Дон, ВНИИ сорго), из мировых коллекций ВИР (Россия), института Родала (США). Основным материалом являлись: кукуруза (Zea mays L.), сорт ВИР-42; сорго (Sorghum mellitum Snowd.), сорта Сарваши, Ставропольское-32, Ставропольс-кое-59, Кормовое-85, гибрид Ставропольский кормовой; амаранта багряного (Amaranthus cruentus L.), амаранта хвостатого (A. caudatus L.) сортообразцы Низкорослый и Высокорослый.

Схема расположения ключевых участков полевых опытов на наиболее типичных типах почв разных природных зон представлена на рис. 1.

Применяемые методы проведения полевых опытов: географических посевов, учащенных сроков посева, параллельных или сопряженных полевых наблюдений.

1 Малодербетовский райо

2 Сарпинский район

3 Октябрьский район

4 Юстинский район

5 Кетченеровский район

6 Городовиковский район

7 Яшалтинский район

8 Приютненский район

9 Целинный район

10 Яшкульский район

11 Ики-Бурульский район

12 Черноземельский район

13 Лаганский район

I степная зона

II сухостепная зона

III полупустынная зона

IV пустынная зона

Рис. 1. Картосхема природно-сельскохозяйственного районирования Республики

Калмыкия

Закладку опытов (более 50, не менее 3-5 лет для каждой культуры), анализ структуры и биометрические учеты растений проводили согласно рекомендациям (Доспехов, 1985) и методике исследования агроценозов (Программа и методика..., 1974).

Для лабораторных исследований было отобрано и проанализировано более 500 проб растительных и почвенных образцов. Общепринятые методы использовали для определения основных параметров растений (Куперман, 1969; Ничипорови-чассоавт., 1961; Ермаков, 1972; Рубин, Ладыгина, 1975; Фотосинтез и биопродуктивность..., 1989; Butes et al, 1973 и др) и почв (Агрохимические методы..., 1965; Ринькис, 1977; Аринушкина, 1979; Кауричев, 1980 и др.). Для анализа почв и питательной ценности кормов использовали экспресс-методы (Настинова, 1994, 1996). Обработку экспериментальных данных проводили с применением программы прикладной статистики Stadia на ПЭВМ (Кулаичев, 1996).

В третьей главе дана комплексная оценка природных ресурсов аграрного производства. Спецификой Республики Калмыкия является то, что, представляя

ландшафты 4 природных зон: степной, сухостепной, полупустынной и пустынной, территория занимает большую часть аридных земель всего Северо-Западного Прикаспия (79,4 %), меньшую часть их составляет правобережье Астраханской области и юг Волгоградской области (20,6%). Как и для других аридных регионов России (Сажин, 1994; Каштанов, 1998), для территории Калмыкии присуще нарастание и усиление засух. Почвы Калмыкии представлены различными типами (Владимиров, Губанов, 1971). Наиболее плодородны предкавказские черноземы (Филин, 1992), представленные на небольшой площади Кумо-Маныческой впадины (степная зона). Кроме черноземов для юго-западной части республики характерны также темно-каштановые и каштановые почвы (Антипов-Каратаев, 1954; Зонн, 1970; Джиджиков и др., 1972). Черноземы, темно-каштановые и каштановые почвы оцениваются как хорошие для сельскохозяйственного производства. Вместе с тем, эти почвы нуждаются в улучшении путем внесения удобрений, рациональной обработки, оптимальных севооборотов и возделывания культур-мелиорантов. Почвенный покров Ерге-нинской возвышенности (сухостепная зона) состоит из четко выраженных комплексов светло-каштановых почв, солонцов и лугово-каштановых почв (Болышев, 1972). Солонцеватость и засоленность светло-каштановых почв (Иозефович, 1929; Щеглов, 1930; Ковда, 1946; Джиджиков и др., 1972; Ташнинова, 1980) обусловливают определенные трудности при возделывании на них сельскохозяйственных культур и диктуют необходимость тщательного подбора растений при соблюдении всех агротехнических мероприятий. В Прикаспийской низменности (полупустынная и пустынная зоны) гетерогенность почвенного покрова сохраняется в силе, но господствующее положение здесь занимают бурые полупустынные почвы (Щеглов, 1930; Бу-дина, 1974; Хабаров, 1978). В связи с легкостью механического состава бурые почвы эрозионноопасны, а низкое содержание органических и минеральных веществ в совокупности с засолением делают их малопригодными для возделывания сельскохозяйственных культур. Эта зона является границей возможного богарного земледелия. Солонцы входят в состав почвенных комплексов всех районов территории Калмыкии. Почвенно-климатические условия территории республики предопределили своеобразие и состав флоры и растительности (Барбот де Марии, 1868; Краснов, 1886; Пачосский, 1892; Димо, Келлер, 1907; Бегучев, 1928; Цаценкин с сотр., 1936, 1952, 1957; Максимова, 1954, 1958; Бананова, Горбачев, 1977, Бакташова, 1994;

Мяло с сотр., 1995, 1996 и др., Бакинова, Лачко, Емельяненко, 1996 и др.). Флористический состав насчитывает всего 841 вид из 83 семейств. Господствующее положение по численности видов занимают представители Poaceae, Chenopodiaceae и Brassicaceae. Доминируют экологические типы засухо- и солеустойчивых растений: ксерофиты, мезоксе-рофиты, галоксерофиты, галофиты и псаммофиты, многие из которых характеризуются С4- типом фотосинтеза. Таким образом, регион представлен совокупностью ландшафтных комплексов, обладающих значительным природно-ресурсным потенциалом, но чрезвычайно остро реагирующим на антропогенную нагрузку вследствие недостаточного, аритмичного атмосферного увлажнения, засоленности почвы в зоне аэрации и водоносных горизонтов, податливости почвогрунтов дефляции и эрозии. В этих условиях требуется адаптивная перестройка аграрного природопользования, которая может быть осуществлена с непременным участием устойчивых, ресурсосберегающих, высокопродуктивных С4-рас-тений (сорго и амаранта).

Четвертая глава посвящена изучению устойчивости и биопродуктивности кормовых агроландшафтов в разных природных зонах Калмыкии.

Адаптивный потенциал и продукционный процесс агроценозов сорго. Выявлены сорта и гибриды сорго, показывающие высокую комплексную устойчивость к ряду действующих сопряженно в аридных условиях стресс-факторам, что достаточно хорошо совпадает с истинным состоянием растений в агроценозе. Более высокие темпы роста и конечные показатели высоты растений сорго выявлены для уже выделенных нами методами ранней диагностики более устойчивых сортов Ставропольское-32 и Сарваши и гибрида Ставропольский кормовой. На нарастание неблагоприятного действия внешних факторов сорго реагирует снижением интенсивности транспирации, регулируя свой водный режим в большей мере, в сравнении с менее устойчивыми культурами. Засухоустойчивость вы-

Рис.2. Динамика пофазной биопродуктивности агроценозов сорго (кг/га в сутки) в различных природных зонах (среднее за 3 года)

деленных нами сортов и гибридов сорго определяется способностью сохранить стабильность водного режима, углеводного обмена и общей направленности обмена веществ растений. Располагая материалами пофазной дневной продуктивности (рис. 2), определили, что ритм суточного продуцирования агроценозов сорго во все годы характеризуется нарастающим темпом и резким спадом к фазе выметывания (VIII этап органогенеза) с последующим нарастанием в фазе цветения и снижением в период созревания, что совпадает с ритмикой роста.

Таким образом, требования, необходимые для реализации адаптивного потенциала агроценозов разных сортов и гибридов сорго, выполняются в разных природных зонах. При этом проявляется дифференциация сортов и гибридов по продуктивности, в более увлажненные годы она носит более сглаженный характер и наиболее отчетлива в засушливые годы. Более оптимальными показателями структуры, функционирования и биопродуктивности характеризуются агроценозы сорго в степной зоне. К условиям сухостепной и полупустынной зон наиболее адаптивны гибриды Ставропольский кормовой и Ставропольское-32.

Адаптивный потенциал и продукционный процесс агроценозов амаранта. Методами ранней диагностики соле-, жаро-, засухоустойчивости среди образцов амаранта выделен перспективный исходный материал по комплексу признаков. Наиболее устойчив A. что

определяет возможность возделывания его в более жестких условиях полупустынной и сухостепной зон. Сортообразцы амаранта Низкорослый и Высокорослый предпочтительны в степной зоне. Показана достаточно высокая сопоставимость данных лабораторной и полевой всхожести в основных опытах. Исследования динамики наступления фенологических фаз развития амаранта, согласно В. В. Прокофьеву (1989), показало, что условия Калмыкии соответствуют полному их прохождению всеми изучаемыми видами и образцами с образованием

полноценных семян. Амарант характеризуется эффективным водным режимом за счет глубоко проникающей корневой системы и выраженной приспособленностью метаболизма к ведущему неблагоприятному фактору (дефициту влаги).

Заблаговременный прогноз продуктивности (максимальных в сезонном разрезе и при помощи агроприемов) возможен с помощью эмпирико-статистичес-ких моделей типа линейных уравнений регрессий: зная площадь листьев в период максимального роста в начале бутонизации (х) можно определить расчетные величины продуктивности (у):

По величине биопродуктивности сформированного растениями за вегетационный период обнаружены существенные сортовые различия, начиная с фазы цветения (¡Х-Х этапы органогенеза). Таким образом, минимальные требования, необходимые для реализации адаптивного потенциала агроценозов амаранта, выполняются в полупустынной зоне, более высокопродуктивны сортообразцы, в сравнении с видом А.сгиеМш (рис.3), особенно в степной зоне, что свидетельствует о высоком адаптивном потенциале растений амаранта в условиях засухи и высокой отзывчивости на улучшение условий увлажнения.

Экологические основыконструирования смешанныхагроценозов. Нарядус расширением агроценозов сорго и амаранта важным резервом в повышении биопродукционной способности культурных ландшафтов является возделывание кормовых культур в смешанных посевах. Такие экосистемы, состоящие из нескольких культур, наиболее близки к естественным. Расширение разнообразия агроценозов за счет разных форм растений (кукуруза, сорго и амарант) в соответствии с принципом дифференциации экологических ниш снижает конкуренцию за ресурсы и повышает совокупный эффект продуктивности и сбалансированности по протеину. Установлено, что в смешанных посевах амаранта (АсгиеМш) с кукурузой и сорго отношения приобретают характер взаимодополняемости и носят черты обоюдного влияния друг на друга (мутуализм). Важной особенностью растений амаранта является способность в течение всего вегетационного периода со-

Агроценоз

I А.Высокорослый

II А.Низкорослый

III А.сгиеМш

у = 0,017х + 2,99 у = 0,019х + 2,29 у = 0,015х + 1,71

Уравнение регрессии,

0,98 + 0,07 0,96 + 0,06 0,95 + 0,06

Рис.3. Динамика пофазной продуктивности агроценозов амаранта (кг/га в сутки) в различных природных зонах (среднее за 3 года)

хранить большую облиственность растений в сравнении с сорго, что и обеспечивает комплементарность роста и развития этих культур в смеси.

Продуктивностьландшафтно-адаптивных агроценозов. Для С -агроцено-зов характерна высокая степень использования света при фотосинтезе. Исследованные культуры, в целом характеризуясь однотипным характером сезонного хода усвоения ФАР, имеют вместе с тем свои особенности, что обусловлено различиями в развитии их фотосинтетического аппарата (рис. 4). Усвоение ФАР агроцено-зами кукурузы, сорго и амаранта в начале вегетации нарастает медленно, с опережающими темпами у кукурузы. Агроценозы всех изучаемых культур в середине вегетации имеют короткий период с очень высоким значением к.п.д. Продолжительность этого периода у агроценозов кукурузы составляет 20 дней, у сорго - 25 дней, у амаранта - 30 дней. При этом у амаранта этот период совпадает с максимальными температурами воздуха. Благодаря более продолжительной работе ассимиляционного аппарата растений сорго и амаранта полидоминантные агроце-нозы усваивают за вегетацию больше ФАР, чем одновидовые агроценозы.

Рис.4. Сезонный ход коэффициентов усвоения ФАР в полидоминантном

агроценозе

Биамелиорирующаяроль амаранта. На основании фактического материала многолетних исследований установлена возможность рекультивации и улучшения пахотных земель путем возделывания амаранта. Исходя из высокой толерантности растений амаранта к засолению, нами в 1993-1999 г.г. проводилась биомелиорация засоленных орошаемых земель в производственных условиях ТОО «Первомайское» Приютненского района с использованием А. сгаеМш. Почвы опытного участка - светло-каштановые в комплексе с солонцами. Характерные черты почвенного покрова опытного участка - невысокое содержание гумуса, малая мощность перегнойных горизонтов, сильная солонцеватость. Установлено, что в опытных условиях при возделывании амаранта прекращается солена-копление в пахотных горизонтах. При этом происходит перераспределение солей кальция и натрия в почве в сторону преобладания кальциевых и уменьшения натриевых солей, обеспечивающее естественное рассолонцевание почв. Основным механизмом рассоляющей способности амаранта является способность его к большому выносу солей и накоплению их в надземной массе растений. Отмечено высокое содержание натрия в урожае амаранта (2-3 кг/ц), магния (80-100 кг/ц), хлор-иона (1,0-1,2 кг/ц), сульфат-иона (2,5-3,0 кг/ц). Другая важная особенность механизма значительного влияния амаранта на химические процессы рассоления почв связана с тем, что из почвенно-поглощающего комплекса (ППК) вытеснялись ионы натрия, магния, хлора, гидрокарбонаты. Обогащение ППК в тех же горизонтах катионом кальция: в горизонте А с 14,6 мг/экв в контроле до 25 мг/экв в опыте с амарантом, а в горизонте В с 18,0 мг/экв до 23 мг/экв способствовало улучшению агрегатного состояния почв.В пахотном горизонте к концу вегетации в водной вытяжке снизилось содержание магния в среднем на 50%. Заметное падение натрия, ионов хлора и сульфат-ионов также наблюдается в пахотном и подпахотном горизонте. В итоге содержание солей в пахотном горизонте к концу вегетации амаранта снизилось от 0,12%-0,15% до 0,08-0,09%. Отмечено перераспределение солей кальция из низших горизонтов и накопление его в верхних. В биомассе амаранта отмечено высокое содержание кальция. Установлено, что высокая солеустойчивость амаранта определяется высоким содержанием золы (15%), в то время как у кукурузы её 5,5%, а у сорго 8,3%. К концу вегетации в пахотном слое наблюдалось снижение рН с 8,6-8,7 до 7,6-8,0. Существенно повысилась емкость

поглощения - с 18-20 мг/экв до 25-30 мг/экв. Вторым моментом мелиорирующего действия возделываемых растений амаранта является улучшение структурно-агрегатного состояния почв, положительно влияющего на его водно-физические свойства. Растения амаранта оставляют в пахотном и корнеобитаемом слоях почвы значительные количества пожнивных и корневых остатков, тем самым, улучшая аэрацию, водно-физические свойства и агрохимические показатели, повышая её биологическую активность и способствуя образованию гумуса.

Системамониторинга кормовых агроландшафтов и качества сельскохозяйственной продукции. Нами создана и реализована система оперативного контроля компонентов кормовых агрценозов на всех этапах их функционирования, а также при получении и реализации продукции. Созданная региональная база данных (БД) включает более 50 градуировочных уравнений, представляющих экологический и сертификационный блоки. Экологический блок, в свою очередь, представлен наборами почвенных и фитоценотических данных (рис. 5)

ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ клок набор фвтоцеиотяческих данных <

■ жизнеспособность • устойчивость

определение агрохимическая листовая

посевных оценка почвы диагностика

качеств семян -4 питания растений по базам роста

анализ вегетативной массы для опредетсння сроков уборки

-гумус -азот - влажность

-рЬ • фосфор - протеин

• валовый азот -калий •белок

- гидролитиче- • пигмента - клетчатка

ская кислот- -пролии -БЭВ

ность -зола

- обменный

Са,Мб,К

-емкость

поглощения

• подвижный

Р. К

СЕРТИФИКАЦИОННЫЙ БЛОК

анализ растителыюи

массы при использовании

на зеленый корм н

приготовлении кормов

- влажность

- протеин

- клетчатка

-БЭВ

-сахара

-зола

-Са,Р

- каротин

- органические

кислоты

■ рЬ

анализ кормов при хранении

• платность

- протеин

- клетчатка -БЭВ

• сахара

- зола -Са,Р

- каротин

• органические кислоты

-рЬ_

Рис.5. Схема мониторинга кормовых агроценозов и контроля качества их

продукции

Почвенный набор включает базовые показатели плодородия и агрохимических свойств почв. Фитоценотический набор позволяет осуществлять опера-

тивный контроль физиологического состояния и листовую диагностику растений, позволяющие оценить необходимость и доступность питательных веществ почвы, уточнить дозы удобрений в период вегетации и принять оперативно-хозяйственные решения о проведении соответствующих агроприемов в конкретных условиях абиотической среды природной зоны. Сертификационный набор включает параметры качества семян и кормов и предназначен для экспресс-контроля > качества растительной продукции на всех этапах производства, переработки, хранения и реализации. БД служит для оперативного использования, обработки и хранения аналитического материала, почвенных и растительных образцов, прежде всего, для изучаемого региона и может быть использована для сопредельных территорий со сходными почвенно-климатическими условиями.

Продовольственная безопасность предусматривает контроль качества кормов в целях сертификации. Указанная схема, применяемые методы и соответствие ГОСТам позволяют оперативно осуществлять её. Разработанная система контроля в соответствии со схемой реализована в виде рекомендаций и прошла апробацию в ТОО «Первомайское» в 1993-1999 гг., где осуществлялся контроль качества кормов в целях его регулирования и определения своевременных сроков уборки. Поэтапный контроль качества продукции позволил получить дополнительный резерв увеличения сборов высококачественных кормов с меньшими затратами, увеличить классность.

В пятой главе оценено современное состояние землепользования и обоснованы региональные аспекты устойчивого кормопроизводства. Исходя из современного состояния землепользования, необходимости перехода к устойчивому развитию и обеспечению Продовольственной безопасности региона, в развитии отраслей растениеводства в ближайшие годы должен быть осуществлен переход к адаптивной интенсификации в землепользовании, внедрении энерго- и ресурсосберегающей политики хозяйствования. Концепция устойчивого кормопроизводства на аридной территории Калмыкии базируется на более полной реализации адаптивного потенциала растений, а с другой и максимально возможном использовании природных ресурсов среды. Основными доминантами такой концепции, обеспечивающей повышение биопродуктивности аридных агроценозов являются: а) научно обоснованный переход к зональной специализации землепользования с оптималь-

ным размещением с/х культур; б) сбалансированное использование в кормопроизводстве адаптивных сортов кормовых культур с С4-типом фотосинтеза (сорго, сор-го-суданковые гибриды, амарант); в) рекультивация засоленных, деградированных земель путем биомелиорации, с последующим переводом их в пастбища; г) переход от монокультуры к поликультуре; д) мониторинг агроценозов на основе современных методов экспресс-контроля компонентов агроэкосистем.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Повышение биопродукционной способности культурных ландшафтов и оптимизация использования природных ресурсов требует биогеографического подхода к оценке агроландшафтов. Комплексное многоплановое исследование позволяет научно обосновать концепцию устойчивого ресурсосберегающего кормопроизводства. Впервые установлено, что в Калмыкии расширение набора устойчивых и высокопродуктивных культур с С4 -типом фотосинтеза (сорго и амарант) - одно из условий повышения биопродуктивности агроландшафтов. Основной характерной чертой аридных агроландшафтов является выраженная приспособленность метаболизма к ведущему неблагоприятному фактору (дефициту влаги). Высокий адаптивный потенциал и продуктивный оптимум сортов и гибридов Сарваши, Ставропольское кормовое и Ставропольское-32 определяет более широкий ареал их возделывания и возможность возделывания в полупустынной зоне. Остальные сорта более приурочены к условиям степной и сухостепной зон.

Впервые установлено, что аридная территория Калмыкии является частью культигенного ареала для интродукции амаранта. На это указывают общие биологические закономерности поведения и совокупность функциональных показателей (стабильность развития, высокая экологическая пластичность, широкая амплитуда) и связанные с ними адаптивные способности и ценные хозяйственные признаки. Образцы (амарант Низкорослый и амарант Высокорослый) дают урожай зеленой массы в степной зоне 80-90 т/га, а виды А. сшеМш и А. саиёа1ш - в сухостепной и полупустынной 30-40 т/га и могут быть использованы для создания сортов кормового направления в соответствующих природных зонах. Важным резервом в повышении биопродукционной способности культурных ландшафтов является возделывание кормовых культур в смешанных посевах. Расширение разнообразия агроценозов в соответствии с принципом дифференциации

экологических ниш снижает конкуренцию за ресурсы и повышает совокупный эффект продуктивности и сбалансированности по протеину.

Впервые установлена способность амаранта к биомелиорации. При возделывании амаранта прекращается соленакопление в пахотных горизонтах. При этом происходит перераспределение солей кальция и натрия в почве в сторону преобладания кальциевых и уменьшения натриевых солей, обеспечивающее естественное рассолонцевание почв.

Разработана и реализована система мониторинга (на основе экспресс-методов ИК-спектроскопии) агроэкосистем, способная обеспечить географическое прогнозирование, управление биопродукционным процессом, принятие обоснованных оперативно-хозяйственных решений и повышение качества продукции при получении, хранении и реализации.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Шунгаева А.Б., Настинова Г.Э. Взаимосвязь фотосинтеза и азотного метаболизма разных видов амаранта в острозасушливых условиях //Роль ботанических садов в рациональном использовании и воспроизводстве растительных ресурсов. Тез. докл. УП Всес. конф. молодых ученых. Ташкент: ФАН, 1990. С. 146 -148.

2. Шунгаева А Б., Настинова Г.Э., Бадмаев Н.К. Особенности пигментного фонда и функциональной активности фотосинтеза амаранта метельчатого в связи с используемыми агроприемами //Труды VI научно-практ. конф. молодых ученых и специалистов. Элиста, 1990. С. 84-90.

3. Настинова Г. Э., Папанова М. С, Шунгаева А. Б. Устойчивость амаранта к неблагоприятным условиям возделывания в полупустынной зоне Калмыкии. // Мат-лы VI Всес. симпозиума по новым кормовым растениям. «Эколого-популяцион-ный анализ кормовых растений естественной флоры, интродукция и использование». Сыктывкар, 1990. С. 200-210.

4. Настинова Г. Э., Шунгаева А. Б. Особенности фотосинтеза и азотного обмена разных видов амаранта при адаптации к засухе и засолению // Тез. докл. Ш съезда Всерос. общества физиологов растений СПб, 1993. С. 243.

5. Nastinova G. E., Chapanova M. S., Shungaeva А. В. The comparative analysis of adaptation mechanisms ofAmaranth to extremely arid conditions during introduction

in Kalmykia. //Abst. ofpapers presented at the International Symposium. «Amaranth, biology, agrotechnics and utilization». Tashcent, 1993. p. 30-32.

6.Шунгаева А. Б. Физиолого-биохимические механизмы адаптации некоторых С — кормовых культур при возделывании в неблагоприятных условиях Калмыкии. Элиста: Калмыцкий ЦНТИ, 1994. № 2 - 94. 4 с.

7. Шунгаева А. Б., Настинова Г. Э., Подбор новых кормовых культур для оптимизации рационов кормления в животноводстве Калмыкии. //Мат-лы научно-практ. конф., посвященной 80-летию М.Б. Нармаева. Элиста: КГУ, 2000. С. 34 - 46.

8. Настинова Г. Э., Цаган-Манджиев Н. Л., Гольдварг Б. А., Шунгаева А. Б. Экологически обоснованное биоразнообразие сельскохозяйственных культур - основа устойчивого растениеводства в Калмыкии //Социально-экономические преобразования в Прикаспийском регионе: поиск оптимальной модели устойчивого развития. Элиста: АПП «Джангр», 2002. С. 81-84.

9. Шунгаева А.Б., Настинова Г.Э. Оконов М.М. Экологическая оценка перспективных генотипов кормовых культур для аридных территорий //Мат-лы научной конф. «Вузовская наука и проблемы региона: из настоящего в будущее». - Кисловодск, 2002. С. 221-229.

10. Шунгаева А. Б., Настинова Г. Э., Морфологические и фенологические особенности амаранта в острозасушливых условиях Калмыкии //Мат-лы межд. научно-практ. конф. «Растительные ресурсы для здоровья человека (возделывание, переработка, маркетинг). - М.: Сергиев Посад, 2002. С. 91 - 95.

И. Шунгаева А. Б. Механизмы устойчивости интродуцируемых новых кормовых представителей С - растений в условиях климата Калмыкии //Мат-лы Всерос. науч. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых «Перспектива - 2002». - Нальчик: Изд-во КБГУ, 2002. С. 57 - 60.

12. Шунгаева А.Б. История и перспективы природоохранного земледелия в Калмыкии //Охрана почв Калмыкии и прилегающих территорий. Элиста, 2003. Вып. 2. С. 94-104.

13. Шунгаева А.Б., Настинова Г.Э. Биохимическая оценка амаранта при возделывании и хранении кормов в засушливых условиях Калмыкии //Мат-лы межд. на-учно-практ. конф. «Биоресурсы, биотехнологии, инновации юга России» Пяти-

»11860

Подписано в печать 20.04.2004. Формат 60x84/16. Бумага офсетная. Усл.печ л. 1,06. Тираж 100. Заказ №265.

Калмыцкий государственный университет. Центр новых информационных технологий КГУ Адрес КГУ и ЦНИТ: 358000, г. Элиста, ул. Пушкина, 11

Содержание диссертации, кандидата географических наук, Шунгаева, Аделина Борисовна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ БИОГЕОГРАФИЧЕСКОГО ПОДХОДА

К ИЗУЧЕНИЮ И ОЦЕНКЕ АГРОЛАНДШАФТОВ

JQ 1.1 .Адаптивность и продуктивность агроэкосистем.

1.2. Разнообразие метаболических путей фотосинтетической ассимиляции растений

1.3. Интродукция новых С4-растений - важный резерв повышения продуктивности аридных агроэкосистем

1.4. Поликультура как альтернативный путь интенсификации земледелия.

1.5. Предпосылки к работе.

2. МЕТОДОЛОГИЯ, ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Объекты, материал и схема исследования

W* 2.2. Методика полевых опытов

2.3. Лабораторные методы анализа

2.4. Использование ИК-спектроскопии для анализа растительных и почвенных образцов

3.ПРИРОДНЫЕ РЕСУРСЫ АГРАРНОГО ПРОИЗВОДСТВА И ИХ КОМПЛЕКСНАЯ ОЦЕНКА

3.1. Районирование территории

3.2. Климатические особенности

3.3. Почвенный покров

3.4. Растительный покров

3.5. Опустынивание.

Выводы.

4. УСТОЙЧИВОСТЬ И ПРОДУКТИВНОСТЬ КОРМОВЫХ

АГРОЛАНДШАФТОВ

4.1. Климатические условия мест проведения основных опытов

4.2. Адаптивный потенциал и продукционный процесс агроценозов сорго

4.3. Адаптивный потенциал и продукционный процесс агроценозов амаранта

4.4. Экологические основы конструирования смешанных агроценозов.

4.5. Производственные испытания амаранта.

4.6. Выводы.

5. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И РЕГИОНАЛЬНЫЕ ПЕРСПЕКТИВЫ УСТОЙЧИВОГО КОРМОПРОИЗВОДСТВА

5.1. Современное состояние землепользования.

5.2. Региональные аспекты устойчивого кормопроизводства

5.3. Биомелиорирующая роль амаранта.

5.4. Продуктивность ландшафтно-адаптивных агроценозов

5.5. Система мониторинга кормовых агроландшафтов и качества сельскохозяйственной продукции.

Выводы.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Биогеографическая оценка и мониторинг кормовых агроландшафтов в аридных условиях Калмыкии"

Актуальность проблемы. Калмыкия - самый засушливый район на Европейской территории Российской Федерации. Представляя ландшафты 4 природных зон: степной, сухостепной, полупустынной и пустынной, территория республики занимает большую часть аридных земель всего Северо-Западного Прикаспия (79,4 %), меньшую часть их составляет правобережье Астраханской области и юг Волгоградской области (20,6%).

В аридных условиях Калмыкии, сельское хозяйство которой специализировано на производстве животноводческой продукции, повышение биопродуктивности кормовых агроландшафтов не может быть решено без обеспечения оптимизации использования природных ресурсов и управления хозяйственной деятельностью. В свете но— вого подхода в теории и практике землепользования, сущность которого заключается в создании устойчивых высокопродуктивных агроценозов, обладающих способностью к саморегуляции (Жученко, 1990; Кирюшин, 1995; Миркин, 1993), актуальной является биогеографическая оценка структуры, функционирования, устойчивости и продуктивности агроландшафта. Этому подходу в наибольшей мере отвечают С4~растения, эволюционно-географическое происхождение которых позволяет им эффективно использовать ресурсы среды за счет формирования высокопродуктивных;фотосинтетических систем (Hatch, 1971, 1978; Downton, 1972, 1975 и др.). Расширение регионального набора сортов и гибридов устойчивых и высокопродуктивных культур, к числу которых относится сорго - одно из условий повышения биопродукционной способности агроландшафта. Важное народнохозяйственное значение для аридных территорий имеет оценка возможности интродукции в заданные агроклиматические районы новых высокопротеиновых, экологически специализированных (биомелиоративных) растений, представителем которых является амарант. Районируемые и вновь создаваемые сорта должны сочетать в себе желаемую комбинацию хозяйственно-ценных признаков с высокой адаптивностью к неоднородным условиям географической среды. Важным резервом альтернативного пути интенсификации земледелия являются смешанные агроценозы (Бондаренко, 1988; Кузьмин, 1988; Кононов, 1995, Настинова, 2000). Стратегией сегодняшнего дня является управление хозяйственной деятельностью человека. Малоразработанным является вопрос управления хозяйственной деятельностью на основе агромониторинга, способного обеспечить географическое прогнозирование состояния почв и получение продукции высокого качества.

Решение этих вопросов может послужить научным обоснованием повышения биопродукционной способности и устойчивости кормовых агроландшафтов, ресурсосбережения и оптимизации природопользования, обеспечения продовольственной безопасности аридной территории Калмыкии.

К'

Цель и задачи исследований. Цель выполненных исследований - многоплановое биогеографическое изучение новых кормовых растений, научное обоснование ареалов их размещения и возделывания в условиях агроландшафтов с учетом природной зональности, а также разработка системы агромониторинга для устойчивого получения биологически полноценной продукции наиболее безопасными, ресурсосберегающими технологиями на аридной территории Республики Калмыкии.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи: • комплексно оценить природные условия и абиотические факторы по географическим районам республики и в местах проведения исследования;

•выявить адаптивный потенциал и биопродуктивность кормовых растений в период действия неблагоприятных факторов на различных этапах онтогенеза;

•провести экологическую и хозяйственную оценку амаранта как объекта интродукции в условиях моно- и поликультуры;

• определить географические ареалы размещения и возделывания кормовых агроландшафтов по природным зонам Калмыкии;

• разработать и внедрить контрольно-диагностическую систему управления кормовыми агроландшафтами и качеством продукции.

Защищаемые положения:

1. Комплексная оценка абиотической среды и растительности как сопряженных объектов создания и использования агро- и фито-ценозов позволяет обосновать необходимость учета принципов географического подбора сельскохозяйственных культур и соответствия в системе «растения - абиотическая среда» для обеспечения рационального землепользования в Республике Калмыкия.

2. Оценка интегрального ресурса адаптивности и биопродуктивности сортов и гибридов сорго, наиболее перспективных для создания устойчивых агроландшафтов на территории Калмыкии.

3. Аридная территория Калмыкии является частью культигенно-го ареала для интродукции амаранта. Высокий адаптивный потенциал, ценные хозяйственные признаки амаранта, средообразующая функция определяют перспективность его для привлечения в культуру на аридных территориях.

4. Концепция устойчивого кормопроизводства, основные принципы создания адаптивных, высокопродуктивных, ресурсосберегающих кормовых агроландшафтов и научно-обоснованные ареалы размещения и возделывания их в условиях неравномерного распределения факторов природной среды аридной территории Калмыкии.,

5. Теоретическое обоснование, методическое обеспечение и реализация контрольно-диагностической системы мониторинга кормовых агроэкосистем.

Научная новизна. Проведен анализ материалов, комплексно оценивающих абиотическую среду и растительность как сопряженные объекты создания и использования фито- и агроценозов.

Установлены наиболее устойчивые и продуктивные сорта и гибриды сорго. Впервые для аридных территорий юга России, в условиях Калмыкии проведена эколого-интродукционная оценка амаранта. Выделены перспективные экотипы для дальнейшей селекции.

Установлены закономерности метаболических процессов, коррелирующие с устойчивостью и продуктивностью агроландшафтов сорго и амаранта в зависимости от напряженности.метеоусловий и действия стресс-факторов. Установлены научные основы регулирования процесса формирования продуктивности и качества урожая в пределах фенотипической реакции сорго и амаранта. Выявлены критические этапы органогенеза и сортовые различия устойчивости растений к лимитирующим и наиболее значимым факторам.

Впервые для региона проведено сравнительное исследование адаптивности и продуктивности многокомпонентных агроэкосистем. Осуществлен подбор видов для конструирования смешанных агроценозов, отвечающих принципам взаимодополняемости и дифференциации экологических ниш согласно JI. Г. Раменскому (1925), снижающих конкуренцию за ресурсы и повышающих совокупный эффект продуктивности и сбалансированности по протеину. Установлены физиологически значимые показатели растений и выявлены условия наилучшего сочетания свойств растений с возможностью образования ими совершенных по структуре адаптивных и высокопродуктивных смешанных агроландшафтов.

Впервые, применительно к условиям региона, разработана контрольно-диагностическая система мониторинга, на основе оперативных методов определения состояния компонентов агроэкосистем с применением ИК-спектроскопии, обеспечивающая своевременное управление продукционным процессом в сельскохозяйственном производстве и получение продукции с высокими потребительскими свойствами.

Научно-практическая значимость работы. Результаты биогеографической оценки и мониторинга кормовых агроландшафтов на основе комплексного многопланового исследования адаптивности и продуктивности одно- и многокомпонентных агроценозов имеют первостепенное значение для оптимизации регионального землепользования, обеспечения продовольственной безопасности, решения проблемы дефицита кормового белка наиболее ресурсосберегающими и экологически безопасными методами, рационального и неистощи-тельного природопользования аридной территории Калмыкии и сопредельных территорий со сходными почвенно-климатическими условиями.

Результаты исследований позволили научно обосновать размещение кормовых культур с С4—типом фотосинтеза по почвенно-климатическим зонам Калмыкии, разработать ресурсосберегающие приемы конструирования адаптивных высокопродуктивных двухком-понентных агроценозов взаимодополняемых видов растений. Предложенные виды, сорта, гибриды и приемы в производственных условиях могут обеспечить значительное повышение продуктивности и качества продукции, сбалансированной по протеину. Разработаны научно-обоснованные рекомендации производству.

Контрольно-диагностическая система оперативных методов измерений в сельскохозяйственном производстве может обеспечить высокий уровень потребительских свойств растительной продукции при производстве кормов, хранении, переработке и реализации. Проведены первоочередные мероприятия её внедрения.

Теоретические и практические разработки автора реализованы в научных публикациях, а также в виде глав и разделов в отчетах.

Разработанные автором теоретические положения, методики широко используются в курсах лекций, а также при выполнении курсовых, дипломных и кандидатских работ на биологическом и аграрном факультетах КГУ.

Фактический материал и личный вклад соискателя. В основу диссертации положены научные исследования, проведенные на кафедре ботаники и физиологии растений по планам НИР Калмыцкого госуниверситета (1989-2003 гг.): «Растительный мир Калмыкии, состояние и экологические особенности в условиях мелиорации земель» (1985-1990); «Растительный мир Калмыкии, охрана, рациональное использование и воспроизводство» (1991-2000), а также отраслевых целевых комплексных программ: Агропрома РСФСР «Разработать технологию возделывания амаранта в Калмыкии» (19891990); Минсельхоза,Республики Калмыкия «Качество кормовых культур в различных природных зонах Калмыкии» (1992-1994) .

Автор участвовал в планировании полевых и лабораторных экспериментов. Личное участие автора заключается в организации и выполнении всех собственных исследований, сборе полевых и лабораторных материалов и их обработке, анализе и обобщении полученных результатов. В отдельных экспериментах, сборе и обработке данных принимали участие коллеги и студенты. Их вклад в работу отражен в совместных публикациях.

Апробация работы. Основные результаты исследований, вошедшие в диссертационную работу доложены: на Международном симпозиуме «Амарант: биология, агротехника и использование» (Ташкент, 1993), Международной конференции «Экосистемы Прикаспия XXI веку» (Элиста, 1998), Международной конференции «Социально-экономические преобразования в Прикаспийском регионе: поиск оптимальной модели устойчивого развития» (Элиста, 2002), Международной научно-практической конференции «Растительные ресурсы для здоровья человека (возделывание, переработка, маркетинг)» (Москва, 2002), Международной научно-практической конференция «Биоресурсы, биотехнологии, инновации юга России» (Пятигорск, 2003), УП Всесоюзной конференции молодых ученых «Роль ботанических садов в рациональном использовании и воспроизводстве растительных ресурсов» (Ташкент, 1990), VI Всесоюзном симпозиуме по новым кормовым растениям «Эколого-популяционный анализ кормовых растений естественной флоры, интродукция и использование» (Сыктывкар, 1990), III съезде Всероссийского общества физиологов растений (Санкт-Петербург, 1993), Всероссийской научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Перспектива - 2002» (Нальчик, 2002), Межвузовской научно-практической конференции «Вузовская наука и проблемы региона: из настоящего в будущее» (Кисловодск, 2002), 1 региональной конференция молодых ученых «Новые и редкие растения Северного Кавказа» (Владикавказ, 2003), VI научно-практической конференция молодых ученых и специалистов (Элиста, 1990), научно-практической конференции, посвященной 80-летию М. Б. Нармаева (Элиста, 2000).

Основные положения работы докладывались и обсуждались на ежегодных аспирантских чтениях Калмыцкого ГУ (Элиста, 1993 -1996), заседаниях ученого совета и кафедр аграрного факультета КГУ (Элиста, 1997-2004).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 13 работ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части' (4 глав), заключения, выводов, предложений производству и библиографии, включающей 186 наименований, из них 12 на иностранных языках; работа изложена на 162 страницах машинописного текста, содержит 24 рисунка, 20 таблиц. В Приложении представлены 9 фото и 1 таблица.

Заключение Диссертация по теме "Физическая география и биогеография, география почв и геохимия ландшафтов", Шунгаева, Аделина Борисовна

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ВЫВОДЫ

Исходя из оценки современного состояния землепользования, необходимости перехода к устойчивому развитию и оптимизации использования природных ресурсов необходимо использовать альтернативные пути в развитии отраслей растениеводства. Адаптивное размещение агроландшафтов требует биогеографического подхода к их оценке в полном соответствии с неоднородным биоклиматическим потенциалом разных природных зон аридной территории Калмыкии.

1. Проведенная нами комплексная оценка абиотической среды и растительности как сопряженных объектов создания и использования агро- и фитоценозов позволяет научно обосновать необходимость учета принципов географического подбора сельскохозяйственных культур и соответствия в системе «растения - абиотическая среда» для повышения биопродукционной способности культурных ландшафтов.

2. Многолетними исследованиями впервые установлено, что исходя из биоклиматического потенциала аридной территории Калмыкии расширение набора устойчивых и высокопродуктивных культур с С4-типом фотосинтеза (сорго и амарант) - одно из условий повышения биопродукционной способности культурных ландшафтов и оптимизации использования земельных ресурсов. Основной характерной чертой аридных агроландшафтов является выраженная приспособленность метаболизма к ведущему неблагоприятному фактору (дефициту влаги). Сорго и амарант, произрастающие в разных природных зонах, располагают особыми механизмами, обеспечивающими их выживание в этих условиях.

3. В Калмыкии сорго может стать важной кормовой культурой, дополняющей кукурузу, не реализующую фитоэкологический потенциал в жестких почвенно-климатических условиях. Совокупность функциональных показателей и адаптивных свойств, обеспечивающих высокий уровень продуцирования и устойчивости в аридных условиях, проявляют агроценозы сорговых культур. Растения сорго обнаружили высокую стабильность водного режима и синтеза конечных продуктов фотосинтеза - сахарозы и крахмала в острозасушливых условиях при действии высокой температуры.

4. Выявлены сорта и гибриды сорго, показывающие наиболее высокую комплексную устойчивость к ряду, действующих сопряженно в различных природных зонах стресс-факторов. При этом тип реакций на абиотические факторы среды у всех сортов и гибридов аналогичен, хотя каждый сорт или гибрид характеризуется специфическими для него, генетически обусловленными, особенностями. Высокий адаптивный потенциал и продуктивный оптимум сорго, особенно сортов и гибридов Сарваши, Ставропольское кормовое и Став-ропольское-32 определяет более широкий ареал их возделывания и возможность возделывания в полупустынной зоне. Остальные сорта следует возделывать в степной и сухостепной зонах. Выявленные нами различия устойчивости различных сортов и гибридов сорго коррелируют с биопродуктивностью в разных природных зонах.

5. Установлено, что аридная территория Калмыкии является частью культигенного ареала для интродукции амаранта. На это указывают общие биологические закономерности поведения и совокупность функциональных показателей (стабильность развития, высокая экологическая пластичность, широкая амплитуда) и связанные с ними адаптивные способности, а также ценные хозяйственные признаки. Изучение коллекции амаранта показало, что некоторые образцы (Амарант Низкорослый и Амарант Высокорослый) дают урожай зеленой массы в степной зоне 80-90 т/га, а виды A. cruentus и A. caudatus - в сухостепной и полупустынной 30-4 0 т/га и могут быть использованы для создания сортов кормового направления в соответствующих природных зонах.

6. Растения амаранта, в сравнении с сорго и кукурузой, содержат большее количество переваримого протеина и БЭВ во всех органах. Обеспеченность кормовой единицы переваримым протеином достигает 142-178 г., что близко к содержанию в бобовых культуpax. По этому показателю амарант превосходит кукурузу и сорго, соответственно в 1,5-2 раза. Амарант характеризуется высоким содержание основных макроэлементов (Са и Р) . Соотношение Са:Р у амаранта составило 5-17, в то время как у сорго 5 и у кукурузы 2.

7. Разработаны приемы приготовления высококачественных кормов из амаранта с использованием биологического метода консервирования - силосования. Наиболее благоприятная фаза уборки для приготовления силоса - фаза плодоношения. Существенно улучшить качества силоса можно при его изготовлении в смеси с другими культурами - кукурузой, сорго. Повысить качество силоса и сохранность питательных веществ можно применением современных консервирующих средств (пиросульфата натрия и КНМК).

8. Наряду с расширением агроценозов сорго и амаранта, важным резервом в повышении биопродукционной способности культурных ландшафтов является возделывание кормовых культур в смешанных посевах. Сельскохозяйственные экосистемы, состоящие из нескольких культур, относятся к числу антропогенных экосистем, которые наиболее близки к естественным. Расширение разноообразия агроценозов за счет разных форм С4-растений (кукуруза, сорго и амарант) в соответствии с принципом дифференциации экологических ниш снижает конкуренцию за ресурсы и повышает совокупный эффект продуктивности и сбалансированности по протеину.

9. Установлена способность амаранта к биомелиорации и её механизм за счет большого выноса солей и накоплению их в надземной массе растений (натрия 0,5-0,6%, магния - 2,5-3,0%, хлора 0,2-0,25%, сульфат-иона - 0,5-0,6%). Отмечено высокое содержание натрия в урожае амаранта (2-3 кг/ц)магния (0,8-1,0 кг/ц), хлор-иона (1,0-1,2 кг/ц), сульфат-иона (2,5-3,0 кг/ц). Из ППК вытеснялись ионы натрия, магния, хлора, гидрокарбонаты. Обогащение ППК в тех же горизонтах катионом кальция: в горизонте А с 14,6 мг/экв в контроле до 25 мг/экв в опыте с амарантом, а в горизонте В с 18,0 мг/экв до 23 мг/экв способствовало улучшению агрегатного состояния почв. К концу вегетации в пахотном слое наблюдалось снижение рН с 8,6-8,7 до 6,6-7,6.

10. Разработана система оперативного мониторинга и контроля (на основе методов ИК-спектроскопии) состояния компонентов агроэкосистем, способная обеспечить управление биопродукционным процессом, принятие обоснованных оперативно-хозяйственных решений и повышение качества при получении, хранении и реализации продукции.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. Исходя из оценки современного состояния кормопроизводства для обеспечения устойчивого кормопроизводства и оптимизации землепользования в Республике Калмыкия необходимо соблюдать принципы географического подбора сельскохозяйственных культур с учетом их эволюционного происхождения и в полном соответствии с биоклиматическим потенциалом разных природных зон.

2.Результаты видо-, сортоиспытания и производственных опытов в разных географических районах, а также данные анализа агробиологической и хозяйственной оценки сорго и амаранта свидетельствуют о необходимости широкого их внедрения в производство .

3. Опыт возделывания сорго и амаранта в одновидовых, и смешанных агроценозах на кормовые цели в засушливых условиях республики, в том числе на засоленных почвах показывает, что площадь, занимаемая этими культурами, может быть значительно расширена. При этом следует обеспечить регион местными, более приуроченными, гибридными и сортовыми семенами, расширив их производство в регионе.

4. Широкомасштабное внедрение новейших технологий мониторинга кормовых агроэкосистем с применением метода ИКС в производственные условия региона будет способствовать реализации принципов устойчивого развития, позволит повысить эффективность контроля и прогнозирования состояния окружающей среды в агропромышленном комплексе, позволит более оперативно и обоснованно принимать решения по производству высококачественной продукции .

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата географических наук, Шунгаева, Аделина Борисовна, Элиста

1.Аврорин Н.А. Переселение растений на Полярный север. Эколо-го-географический анализ. М.-Л.,1956. 286 с.

2. Агроклиматические ресурсы Калмыцкой АССР. Л.: Гидрометеоиз-дат. 1974. 171 с.

3. Агрохимические методы исследования почв. М., Изд-во АН СССР, 1964. 230 с.

4. Агрохимические методы исследования почв. / Под ред. Д.Л. Аскенази, Соколова В.А. М.,1965. 360 с.

5. Александров В.Я. Клетки, макромолекулы и температура. Л., 1975. 329 с.

6. Альтергот В.Ф. Становление функциональной жароустойчивости растений // Физиология приспособления растений к почвенным условиям. Новосибирск: Наука, 1973. С. 171-187.

7. Альтергот В.Ф. Принципы физиологических исследований и проблема растениеводства в Сибири // Физиология устойчивости растений в континентальном климате. Новосибирск: Наука, 1976. С. 4-14.

8. Андреев Г.Н. Об уровнях жизненности интродуцента // Ботан. исследования в Субарктике. Апатиты, 1961. С. 61-70.

9. Антипов-Каратаев И.Н., Филиппова В.Н. Некоторые задачи орошаемого земледелия в Калмыцкой АССР // Тез. докл. науч.-практ. конференции по сельскому хозяйству КАССР. Элиста, 1954, С. 1925.

10. Арасимович В.В. Определение Сахаров // Методы биохимического исследования растений. М.: Колос, 1972. С.122-142.

11. Базилевская Н.А. Об основах теории адаптации растений при интродукции. //Бюлл. Гл.Бот. сада. 1971. Вып. 120. С. 3-9.

12. Бакинова Т.И.Эколого-экономические проблемы аграрного землепользования в аридной зоне. Ростов на Дону. 2000. 288 с.

13. Бакинова Т.И., Дудаков Н.К., Воробьева Н.П. Земля Калмыкии. Элиста. АПП Джангар. 1996. 132 с.

14. Бакинова Т.И., Зеленская Е.И. Деградация с/х угодий Республики Калмыкия.Международный с/х журнал. 1998. № 5.С. 3-9.

15. Бакташова Н.М. Флора Калмыкии. Элиста. АПП Джангар. 1999. 80 с.

16. Бананова В.А. Естественные кормовые угодья, их охрана и использование. Элиста, 1990. 124 с.

17. Бананова В.А. Динамика антропогенного опустынивания в Калмыкии // Аридные экосистемы юга России. Махачкала, 1994. С.112-120.

18. Бананова В.А., Горбачев Б.Н. Природные условия Калмыкии./ / Растительный мир Калмыкии. Элиста, 1977 С.5-13.

19. Бананова В.А., Горбачев Б.Н. Коренная растительность. // Растительный мир Калмыкии. Элиста, 1977. С.20-52.

20. Бананова В.А., Горбачев В.Д. Естественные кормовые угодья Калмыцкой АССР и их рациональное использование. Элиста: Калмыцкое книжное изд-во, 1990. 127 с.

21. Бананова В.А., Кулешов Л.Н., Горбачев Б.Н., Бендюкова З.Б. Карта современной растительности Калмыцкой АССР. М. 1:500000. Л.: СЗФ ВИСХАГИ., Л., 1985.

22. Барбот-де-Марни Геологическое описание Калмыцкой степи и прилежащих к ней земель // Калмыцкая степь Астраханской губернии по исследованиям Кумо-Манычской экспедиции. Санкт-Петербург, 1868. С.1-76.

23. Бегучев П.П. Растительность супесчаных и песчаных почв низменной Калмыцкой степи. Изд-во Саратовского об-ва естествоиспытателей. Вып. I, Саратов, 1928. 45 с.

24. Белолипов И.В. Краткие итоги первичной интродукции растенийприродной флоры Средней Азии в Ботаническом саду АН УзССР // Интродукция и акклиматизация растений. Ташкент, 1983. Вып.136 С. 9-58.

25. Блауберг И.В., Юдин Б.Г. Понятие целостности и его роль в научном познании. М. : Наука, 1972. 247 с.

26. Болышев Н.Н., Происхождение и свойства почв полупустыни. М. : МГУ, 1972. 196 с.

27. Болышев Н.Н., Бирюков Н.С. Почвенно-мелиоративная оценка западной части Прикаспийской низменности // Вестник МГУ. сер. Биология, почвоведение. 1967. № 4, С. 3-13.

28. Бораев Х.Б., Волохов И.М., Гольдварг Б. А. Химическое консервирование и обогащение кормов, Элиста: Калм. книжн. изд-во, 1983. 118 с.

29. Будина Л.П. Бурые полупустынные почвы // Агрохимическая характеристика основных типов почв СССР. М.: Наука, 1974. С. 261-266.

30. Бушаков Ю.Г.Испытание новых в условиях ТАССР видов и сортов силосных культур // Труды ТатНИИСХ. 1980. № 4, С.31-39.

31. Бюллетени ГСУ РК. Посевные площади, валовые сборы и урожайность с/х культур во всех категорях хозяйств в Республике Калмыкия.Элиста. ГСУ. 1990-2004 гг.

32. Вадюнина А.Ф. Химическая и биологическая мелиорация солонцов Ергеней. М.: Изд-во Мин-ва с/х СССР, 1959. 13 с.

33. Вавилов Н.И. Центры происхождения культурных растений // Тр. по прикл. ботанике и селекции. 1926. Т. 16, № 2, С.3-248.

34. Вавилов Н.И. Проблемы происхождения, географии, генетики, селекции растений, растениеводства и агрономии // Избранные сочинения. М.-Л., 19 65. Т. 5, 786 с.

35. Вавилов Н.И. Ботанико-географические основы селекции. // Избранные сочинения. М.: Колос. 1966. 188 с.

36. Виноградов Б.В. Современная динамика и экологическое прогнозирование природных условий Калмыкии // Проблемы освоения пустынь, 1993. № 1. С.29-38.

37. Виноградов Б.В., Черкашин А.А., Горнов А.Ю., Кулик К.Н. Динамика и мониторинг деградации и восстановления пастбищ Черных Земель Калмыкии // Проблемы освоения пустынь, 1990. № 1, С.10-19.

38. Владимиров А.Х., Губанов П.С. Некоторые закономерности распространения комплексных почв на территории КАССР // Научные основы рационального использования почв Северного Кавказа и пути повышения их плодородия. Нальчик, 1971. С.213-216.

39. Высоцкий Г.Н. Ергеня. Культурно-фитологический очерк // Труды Бюро по прикладной ботанике, генетике и селекции. СПб, 1915. Т. 8. Вып. 10-11. С. 1113-1443.

40. Врачев А.Ф., Кадошникова И.Г., Барсуков П.А. Кадошников С.И. К вопросу о силосуемости амаранта // Возделывание и использование амаранта в СССР: Материалы I Всес. научной конф. Казань, 1991. С.185-190.

41. Генкель П.А. Физиология устойчивости растительных организмов // Физиология с/х растений. М. : МГУ, 1967. Т. 3, С. 87-265.

42. Генкель П.А. Физиология жаро- и засухоустойчивости растений. М., Наука, 1982. 280 с.

43. Герасимов И.П. Почвы Прикаспийской низменности // Почвы СССР. М.-Л.: Изд-во АН СССР, 1939. Т.8, С.277.

44. Глянц Майкл Г. Вслед за плугом засуха. Интердиалект. Москва, 1996. 193 с.

45. Гольдварг Б.А. Зеленый конвейер. Элиста, 1990. 120 с.

46. Гродзинский Д.М. Надежность растительных систем. Киев: На-укова Думка, 1983. 368 с.

47. Гудвин Т., Мерсер Э. Введение в биохимию растений. М. : Мир.1986, в 2-х т.,392 с.

48. Гуляев Б.И. Динамика площади листьев и вопросы моделирования продукционного процесса // Физиол. и биохимия культ, растений. 1974. Т.12, № 3, С.238-251.

49. Гуляев Б.И. Обоснование путей повышения фотосинтетической продуктивности посевов // Фотосинтез и продукционный процесс. М., Наука, 1988. С. 218-221.

50. Дарвин Ч. Происхождение видов. M.-JI.: Огиз. Сельхозгиз, 1937. 603 с.

51. Джапова P.P. Структура, продуктивность и устойчивость степных и пустынных фитоценозов в условиях Калмыцкой АССР. Автореф. диссерт. на соиск. уч.степени, кандидата биологических наук. М. 1983.

52. Джиджиков В.Н., Степанец И.Т., Шарапов Б.Д. Почвы Калмыкии и пути их освоения. Элиста, 1972. 66 с.

53. Димо И.А., Келлер Б.Н. В области полупустыни. Саратов, 1907. 185 с.

54. Доман Н.Г. Биохимические реакции фотосинтеза // Физиол. с/ х растений. М., 1967. Т.1, С. 207-266.

55. Доман Н.Г., Романова А.К. Ассимиляция углекислоты при фотосинтезе и хемосинтезе // Биохимия и биофизика фотосинтеза. М., 1965. С. 262-277.

56. Дорохов Б.А. Фотосинтез и пигменты основных сельскохозяйственных растений. М., 1970. 215 с.

57. Доскач А.Г. Почвы комплексной равнины Северного Прикаспия и их мелиоративная характеристика. М.: Изд-во АН СССР, 1971. 240 с.

58. Егорова E.JT. Некоторые анатомические особенности эфемеров и эфемероидов в связи с вегетацией в полупустынях Калмыкии. В сб. научных трудов «Экология растений полупустынной и степнойзоны. Элиста. 1994.

59. Ермаков Б.Н. Определение содержания воды и активной кислотности в растительных объектах // Методы биохимического исследования растений. М. Колос, 1972. С. 21-35.

60. Жуковский П.М. Культурные растения и их сородичи. 3-е изд. Л. : Колос, 1971. 250 с.

61. Жученко А.А.Стратегия адаптивного растениеводства //Известия АН МССР. 1988. № 4, С. 56-62.

62. Зонн И.С. О подходах к типологии опустынивания //Проблемы освоения пустынь. 1995. № 2, С. 20-20.

63. Зонн И.С. Планетарная хирургия XXI века в зоне пустынь // Проблемы освоения пустынь. 1992. № 3, С.34-40.

64. Зонн И.С.,Лотов П.А. Исследование проявлений эрозионных процессов на территории Калмыцкой АССР с использованием материалов космического фотографирования. М. 1970, 101с.

65. Зонн С.П., Мазинев Р.А., Ермолинская М.А., Чернышев Л.В., Кебабий Г.В., Кононков В.П., Кулешов Л.Н., Губайдулин С.А. Значение почвенных исследований в решении Продовольственной программы. Тбилиси, 1981. С. 148-151.

66. Зубков В.В. Опыт возделывания амаранта метельчатого на корм и семена в условиях Северного Поволжья // Тез.докл.Всесоюзной научно-практ.конференции «Кормовые растительные ресурсы.» Киев, Белая Церковь, 1989. С. 31.

67. Зубрилин А.А. Консервирование кормов. М.:Сельхозгиз, 1948 . 245 с.

68. Исаков И.Я. Сорго. М.: Россельхозиздат, 1982. 135 с.

69. Казначеев В.П. Биосистема и адаптация. Новосибирск: Наука, 1973. 74 с.

70. Казначеев В.П. Современные аспекты адаптации. Новосибирск: Наука, 1980. 191с.

71. Кауричев И.С., Александров J1.H., Попов Н.П. Почвоведение. /Под ред. И.С.Кауричева. 3-е изд. перераб. и доп.М., Высшая школа, 1980, 450 с.

72. Келлер Б.А. Основы эволюции растений. М.: Изд-во АН СССР, 1951. 208 с.

73. Кирюшин В.И. Проблемы экологизации земледелия засушливых районов // Почвенные ресурсы Прикаспийского региона и их рациональное использование в современных социально-экономических условиях. Тез. и докл. межд. конф. почвоведов. Астрахань, 1995 С. 69-70.

74. Ковда В.А. Происхождение и режим засоленных почв. 1946. ч.1. М.,Л.: АН СССР, 190 с.

75. Ковда В.А. Мелиорация засоленных и солонцовых почв. М.:Наука, 1967. 99 с.

76. Ковда В.А. Почвы аридной зоны // Почвы аридной зоны как объект орошения. М.: Наука, 1968. 120 с.

77. Кононов В.М. Кормопроизводство на неорошаемых землях Нижнего Поволжья. Волгоград, 1995. 288 с.

78. Костычев П.А. Возделывание важнейших кормовых трав. М. 1912, 259 с.

79. Коринец В.В. Солнечная радиация и плодородие почвы. Санкт-Петербург: Гидрометеоиздат, 1992. 168 с.

80. Краснов А.Н. Геоботаническая характеристика Калмыцких степей. Санкт-Петербург, 1886, 130 с.

81. Крищенко В.П. Применение инфракрасной спектроскопии для контроля состава сельскохозяйственной продукции // Сельскохозяйственное использование спектроскопии в ближней инфракрасной области. Москва, 1986. С. 5-13.

82. Крищенко В.П. Биохимические основы получения зерна высокого качества при интенсивных технологиях возделывания и современные методы его контроля //Автореф.дис. .д-ра биол.наук.,, Минск, 1992. 95 с.

83. Кузнецов М.В. Новые для культуры виды эспарцета, ценные в кормовом отношении. М., 1984. 321 с.

84. Кузьмин Ю.Г., Ковригин П.И., Медведев Г.А. Смешанные посевы на корм. Элиста.: Калмыцкое книжное изд-во, 1988. 100 с.

85. Кудинова JT.M., Паршин А.А. Физиологические особенности различных по засухоустойчивости сортов и гибридов сорго // Биологи вузов Продовольственной программе. Элиста, 1985. С. 6375.

86. Кулешов JI.H., Губайдулин С.А., Почвенное районирование Калмыцкой АССР по материалам космических фотоснимков // Комплексное изучение природных ресурсов Калмыцкой АССР. Элиста, 1984.1. С. 23-25.

87. Куперман Ф.М., Чирков Ю. И., Биологический контроль за развитием растений на метеорологических станциях. // Л. : Гид-рометеоиздат, 1968, 145 с.

88. Лазаньи Я., Капочи И., Бене Ш., Фазекаш М., Храппан Д. Оценка продукции биомассы и семян щирицы в засушливых районах Большой Венгерской низменности (ВНР) // Межд. с-х. ж. 1987. № 5. С. 60-65.

89. Ламан Н.А. Концепция биологического потенциала в исследованиях продукционного процесса растений // Укр. бот. журнал. 1991. Т.48. № 4. С. 5-11.

90. Ламан Н.А. Морфофизиологические особенности структурно-функциональной организации растений хлебных злаков в связи с потенциалом их продуктивности //Автореф. . д-ра биол. наук. М., 1994. 43с.

91. Лапин П.И. О терминах, применяемых в исследованиях по интродукции и акклиматизации растений // Бюлл. Гл. Бот. сада. 1972. В. 83, С. 10-18.

92. Ларин И.В., Агабабян Ш.М., Работнов Т.А., Любская А.Ф., Ларина В.К., Косименко М.А. Кормовые растения сенокосов и пастбищ СССР / Под ред. проф.Ларина И.В. М.; Л., 1951, Т. II. 570 с.

93. Лачко О.А. Эколого-экспериментальные основы создания пастбищных агроценозов в Северо-Западном Прикаспии // Автореф.д-ра биол. наук., М., 1991. 48 с.

94. Лачко О.А., Лачко О.А. Фитоэкологические концепции и принципы в системе действий по борьбе с опустыниванием // Аридные экосистемы. 1995. Т.1, № 1, С. 16-21.

95. Лачко О.А., Суслякова Г.О. Биологическая сущность пастбищной дигрессии в Калмыкии //Аридные экосистемы. 1997. Т. № 5, С.75-81.

96. Лачко О. А, Суслякова Г.О., Лачко О. А. Эколого-биологи-ческие и агротехнические основы создания пастбищ // Кормовые культуры. 1989. № 2. С.15-20.

97. Луковникова З.А., Ярош Н.П. Определение витаминов и других биологически активных веществ // Методы биохимического исследования растений. М.: Колос, 1972. С. 85-121.

98. Магомедов И.М. Фотосинтез и органические кислоты.Л.: Изд-во Ленигр. ун-та. 1988. 204 с.

99. Магомедов И.М. Физиолого-биохимические основы высокой продуктивности и конкурентноспособности рода Amaranthus // Новые и нетрадиционные растения и перспективы их использования: Труды симпозиума. Москва-Пущино, 1999. С. 94-96.

100. Магомедов И.М., Тищенко Н.Н. Влияние форм азота на ферменты фотосинтетического метаболизма у С3-И С^злаковых растений // Физиология и биохимия кульурных растений. 1981, T.13,N 1, С.35-42.

101. Майр Э. Систематика и происхождение видов. М., Наука,1947. 145 с.

102. Максимов Н.А. Физиологические основы засухоустойчивости растений.// Избранные работы по засухоустойчивости и зимостойкости растений. T.I. М., Изд-во АН СССР, 1952. С. 575-600.

103. Малеев В.П. Теоретические основы акклиматизации. Л.: Сель-хозгиз,1929 . 123 с.

104. Малиновский Б.Н. Сорго. М. 1958. 159 с.

105. Медведев П.Ф.,Сметанникова А.И. Кормовые растения. М., 1981. 230 с.

106. Меерсон Ф.З. Адаптация, стресс и профилактика. М. : Наука,1981. 275 с.

107. Миркин Б.М. Экологические аспекты обеспечения Продовольственной безопасности //Соросовский образовательный журнал. № 12. 1997. С. 28-33.

108. Миркин Б.М., Хазиев Ф.Х. Смена парадигм в земледелии (от технократизма к агроэкологии) // Аграрная наука. 1993. № 5. С. 20-21.

109. Насонов Д.Н., Александров В.Я. Реакция живого вещества на внешние воздействия M.,JI. 1940. 252 с.

110. Настинова Г.Э. Экологическая пластичность и перспективы интродукции амаранта в полупустынной зоне Калмыкии // Редкие и исчезающие виды растений и животных Северного Кавказа, нуждающиеся в охране: Тез. научно-практ. конф. Грозный, 1989. а, С.63

111. Настинова Г.Э. Биологический потенциал двух сортообраз-цов амаранта при возделывании в колхозе «Новый Мир» // Тез. Республиканской научно-практ. конф. Элиста, 1989. б, С. 46-47.

112. Настинова Г.Э. Технологическая карта возделывания амаранта в Калмыкии. Элиста. Калмыцкий ЦНТИ, 1993. № 45-93, 4 с.

113. Настинова Г.Э. Биоэкологические особенности видов амаранта естественной флоры и интродуцируемых в Калмыкии // Актуальные вопросы экологии и охраны природы степных экосистем и сопредельных территорий. Краснодар, 1994. С. 69-71.

114. Настинова Г.Э. Оперативный аналитический контроль агрохимических свойств почв Калмыкии // Экология растений степной и полупустынной зоны Калмыкии. Элиста, 1994. С. 48-64.

115. Настинова Г.Э. Применение инфракрасной спектроскопии для анализа почв аридных территорий //Аридные экосистемы. 1996, Т.2, № 2-3, С.164-169.

116. Настинова Г.Э., Бораев Х.В. Приготовление высокобелковых комбинированных кормов из амаранта //Повышение эффективности кормления и разведения сельскохозяййственных животных. Элиста, 1996. С. 133-137.

117. Ничипорович А.А. Световое и углеродное питание растений (фотосинтез). М., 1955. 233 с.

118. Ничипорович А.А. Фотосинтез и теория получения высоких урожаев. Доложено на 15-ом Тимирязевском чтении. М. : Изд-во АН СССР, 1961. 93 с.

119. Ничипорович А.А. Крупное достижение биологической науки в повышении продуктивности растений. // Экология. 1972. № 1, С. 5-12.

120. Пачосский И.К. Флорографические и фитогеографические исследования Калмыцкой степи. Санкт-Петербург, 1892. 164 с.

121. Перуанский Ю.В., Ермаков А.И., Иконникова М.И. Определение белковых и других азотистых веществ // Методы биохимического исследования растений. М. Колос, 1972. С. 231-280.

122. Петров В.А. Пищевые остатки из Пастырского городища: Сб. «Археология». 1948. Т. 2, С. 120-135

123. Проблемы освоения пустынь, 1978. 80 с.

124. Программа и методика биогеоценологических исследований / Под ред. Н.В. Дылис. М.: Наука, 1974. 403 с.

125. Раменский Л.Г. Избранные работы. Проблемы и методы изучения растительного покрова. Л.: Наука, 1971. 34 с.

126. Росс Ю.П. Вопросы радиационного режима растительного покрова. Тарту, 1965. 230 с.

127. Рубин Б.Ф., Гавриленко В.Ф. Биохимия и физиология фотосинтеза. М., 1977. 328 с.

128. Русанов Ф.Н. Теория и опыт переселения растений в условия Узбекистана. Ташкент: ФАН, 1974. 111 с.

129. Русанов A.M. Гумусное состояние почв как универсальный параметр почвенного мониторинга // Экологические проблемы сельского и водного хозяйства Поволжья: Тез. докл. научно-практ. конф. Саратов, 1992. С.43-44.

130. Самуилов Ф.Д. Водный обмен и состояние воды в растениях в связи с их метаболизмом и условиями среды. Казань, 1969. 230 с.

131. Синская Е.Н. Историческая география культурной флоры. Ленинград: Колос, 1969. 480 с.

132. Системы ведения АПК Республики Калмыкия на 1996-2000 гг. Элиста, 1996. 407 с.14 0. Соколов С.Я. К теории интродукции растений // Пути иметоды обогащения дендрофлоры Сибири и Дальнего Востока. Новосибирск. : Наука, 1969. 230 с.

133. Стрелков Р.Б. Метод вычисления стандартной ошибки и доверительных интервалов средних арифметических величин с помощью таблицы. Сухуми, 1966. 25 с.

134. Тарчевский И.А. Фотосинтез и засуха. Казань, 1964 . 197 с. 14 6. Тарчевский И.А. Продукты фотосинтеза листьев пшеницы и влияние на них засухи. Изд-во АН СССР, 1976. 154 с.

135. Тахтаджян A.J1. Флористические области Земли. JI. Наука, 1978. 332 с.

136. Тимирязев К.А. Жизнь зеленого растения. Санкт-Петербург, 1878. 290 с.14 9. Тишков А.А. Глобальные изменение климата и деградация степных экосистем Европейской России. //Аридные экосистемы. 1996, т.2, № 2-3, С.32-42.

137. Тооминг Х.Г. Экологические принципы максимальной продуктивности посевов. JI.: Гидрометеоиздат, 1977. 264 с.

138. Тооминг Х.Г. Оптимизация фотосинтетической деятельности на ценотическом уровне // Фотосинтез и продукционный процесс.М. : Наука, 1988. С. 164-176.

139. Удовенко Г.В. Солеустойчивость культурных растений. JI.: Колос, 1977. С. 215.

140. Усманов А.Н. Системный подход и общая теория систем. М., 1978. 272 с.

141. Федюков А.П. Природа Калмыцкой АССР. Элиста, 1969, 133 с.

142. Фотосинтез и биопродуктивность: методы определения. Москва. ВО «Агропромиздат», 1989. 460 с.

143. Хабаров А.В. Минералогический состав и некоторые свойства бурых почв Калмыцкой АССР. // География, эволюция и использование легких почв. Пущино: Изд-во АН СССР, 1978. С. 22-38.

144. Харченко В.М. Инженерно-геологическое районирование се-миаридных территорий (на примере Калмыкии) Автореф. .канд. геол. наук. М., 1982. 36 с.

145. Хочачка П., Сомеро Дж. Стратегия биохимической адаптации. М., 1977. 398 с.

146. Цаценкин И.А. Естественные кормовые угодья Калмыцкой АССР, Изв. РПО, 1936. Т. 68, № 4, С.554-559.

147. Цаценкин И.А. Урожайность пастбищ правобережной части Прикаспийской низменности и Ергеней. М., Изд-во МГУ, Уч.Зап., В.160, Сер. География, 1952, С. 56-75.

148. Цаценкин И.А. Природные кормовые ресурсы Ергеней, Сарпин-ской низменности. М.: Изд-во МГУ, 1957. С. 166-169.

149. Цаценкин И.А., Максимова В.Ф., Щербиновская Т.Н. Растительность и кормовые ресурсы западной части Прикаспийской низменности. М.: Изд-во МГУ, 1957. 130 с.

150. Черкасова В.А., Чапко П.М., Солдатов Е.В. Фитомелиориру-ющая роль некоторых кормовых культур // Новое в мелиорациисолонцов: Тез. Всес. совещания. Омск, 1983. С. 220-221.

151. Чернов И.А. Амарант перспективный источник кормового белка // Вестн.с.-х. науки. 1992.№2. С.82-86.

152. Чиркова Т.В. Метаболические пути приспособления растений к анаэробиозу. Автореф. диссерт. на соиск. ученой степени д.б.н. М. 1984

153. Шкорбатов Г.Л. Основные черты адаптации биологических систем // Журнал общей биологии. 1978. Т. 32. № 2. С. 131-145.

154. Шкорбатов Г.Л. К построению общей теории адаптации // Журнал общей биологии. 1982. Т. 8. № 6. С. 775-786.

155. Шунгаева А. В., Настинова Г. Э. Подбор новых кормовых культур для оптимизации рационов кормления в животноводстве Калмыкии. В сб. : Материалы научно-практической конференции, посвященной 80-летию М. Б. Нармаева. Элиста: КГУ, 2000. С. 34 46.

156. Шунгаева А. Б. Механизмы устойчивости интродуцируемых новых кормовых представителей С растений в условиях климата4

157. Калмыкии // В сб.: Материалы Всероссийской научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Перспектива 2002». -Нальчик: Изд-во КБГУ, 2002. С. 57 - 60.

158. Шунгаева А. Б. История и перспективы природоохранного земледелия в Калмыкии //Сб. научных трудов «Охрана почв Калмыкии и прилегающих территорий». Элиста: Калмыцкий институт социально-экономических и правовых исследований, 2003. Вып. 2. С. 94-104.

159. Ярош Н.П., Арасимович В.В., Ермаков А.И., Перуанский Ю.В. Определение активности ферментов и их ингибиторов // Методы биохимического исследования растений. М.: Колос, 1972. С. 3684.

160. Black С.С. Ecological implications of dividing plants into groups with distinct photosynthetic production capacities // Adv. Ecol. Res. 1979. V.7. P. 87-113.

161. Black C.C., Mollenhauer H.H. Structure and distribution of chloroplasts and other organelles in leaves withvarious rates of photosynthesis // Plant. Physiol. 1971. V. 47, № 1, P. 15-23.

162. Butes L.S., WildrtnR.P., Jeany J.D. , Rapid determination of free prolin for wayer-stress studies // Plant a Soil. 1973. V. 39. P. 205-207.

163. Calvin M., Benson A.A. CO2 metabolism and Plant Productivity //Science. 1948. V. 107, P. 476-480.

164. Downton W.J.S. Adaptive and evolutionary aspects of C4-photosynthesis // Photosynthesis and photorespiration. Canad. J.Bot. 1972. V. 49, №.8, P.3-17.

165. Downton W.J.S. The occurence of C^j-photosynthesis among plants // Photosynthetica. 1975. V. 63, №. 5, P. 194-198.

166. Hatch M.D. The C^patway of photosynthesis. Evidence for an intermediate pool of carbon dioxide and idenfity of the donor C4~dicarboxylic acid // Biochem. J. 1971. V. 125, № 3. P.425-432.

167. Hatch M.D. Synthesis of L-malate-4-^-^С and determination of label in the C-carboxyl of L-malate // Annal.Biochem. 1972. V. 47, № 2. P. 174-178 .

168. Hatch M.D. Regulation of enzymes in C4-photosynthesis // Current topics of cellular regulation. Ed. B.L.Horecker and E.R. Stadtman. New York, 1978. V. 14. P. 1-27.

169. Hatch M.D., Slack C.R. Photosynthesis by sugar cane leaves A new carboxylation reaction and the pathway of sugar formation // Biochem. J. 1966. V. 101, №.1, P. 103-111.

170. Hatck M.D., Clack C.R. The C4-carboxylic acid patway of photosynthesis // Progress in phytochemistry. London, 1970. P. 35-106.

171. Kortschak H.P., Hart C.E., Burr G.O. Carbon dioxide fixation in sugar cane leaves // Plant. Physiol. 1965. V. 40, № 1. P. 209-214.

Информация о работе

Шунгаева, Аделина Борисовна
кандидата географических наук
Элиста, 2004
ВАК 25.00.23

Диссертация

Биогеографическая оценка и мониторинг кормовых агроландшафтов в аридных условиях Калмыкии - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы