Использование дикоплодовых пород при рекультивации карьеров в условиях КБР

Хачетлов, Ахмед Харитонович

Автореферат диссертации по теме "Использование дикоплодовых пород при рекультивации карьеров в условиях КБР"

На правей рукописи

\\ й о. <

1 3 НОВ 230.1

Хачетлов Ахмед Харитонович

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ДИКОПЛОДОВЫХ ПОРОД ПРИ РЕКУЛЬТИВАЦИИ КАРЬЕРОВ В УСЛОВИЯХ КБР

Специальность 06.01.07 - плодоводство

Автореферат на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

НАЛЬЧИК-2000

Работа выполнена в Северо-Кавказском НИИ горного и предгорного садоводства в 1997-1999 гг.

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук,

профессор Фисун Михаил Николаевич

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук,

профессор Лучков Петр Григорьевич; кандидат сельскохозяйственных наук, Жеругов Радий Тембулатович

Ведущая организация - СКНИИГПСХ

Защита диссертации состоится 28 ноября 2000 г. в 14 час. В зале заседаний диссертационного совета К120.86.02. при Кабардино-Балкарской государственной сельскохозяйственной академии. Адрес: КБР, 360030, г.Нальчик, ул.Тарчокова, 1?.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке КБГСХА

Автореферат разослан« » 2000 г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат биологических наук, доцент

/706Г. о

Н.Л.Цепкова

Урбанизация территорий, увеличение плотности населения, связанное с естественным приростом и миграцией, усиливающиеся процессы деградации почвенного покрова вызывают значительное сокращение пахотных угодий на душу населения. Такое положение особенно наглядно проявляется в регионе Северного Кавказа и, в частности, в Кабардино-Балкарии. Так, только за последние 10 лет доля пахотных угодий на душу населения здесь сократилась на 0,06 га или почти на 8%. Такое сокращение пахотных угодий неизбежно связано с уменьшением запасов естественного генофонда, особенно дикоплодовых растений. В свою очередь естественный генофонд дикоплодовых представляет собой важнейший резерв селекционного материала как для целей получения качественных и устойчивых сортов, так и для выращивания ценных подвоев.

При стабильном сокращении пахотных угодий отвод таких земель под сохранения естественного генофонда и выделенных генотипов практически не осуществим. Здесь становится актуальной задача изыскания территорий, пригодных для резервации выделенных генотипов на период их дальнейшего изучения и, при необходимости, размножения с последующим этапом интродукции в культуру.

В условиях Кабардино-Балкарской республики такими объектами, в первую очередь, являются карьеры, образующиеся в результате добычи строительных материалов: гравия, песка, глины.

Исходя из сказанного, нами ставится цель: испытать различные виды дикоплодовых растений в качестве средств рекультивации и объектов резервации для сохранения и дальнейшего использования ценных генотипов в карьерах различного хозяйственного использования по категориям добываемого материала. Достижение поставленной цели осуществлялось нами путем решения следующих задач:

1. Изучения естественного генофонда дикоплодовых ягодных и плодовых растений и выделения ценных по качеству плодов генотипов.

2. Создания посадок выделенных генотипов в карьерах различного хозяйственного использования.

3. Определения степени и характера влияния карьерных разработок различного хозяйственного использования на условия произрастания плодовых пород.

4. Исследования роста и развития посадок в карьерах разного типа по видам добываемого сырья.

5. Установления степени и характера влияния создаваемых посадок и естественных зарослей на экологическую ситуацию в карьерах и на окружающей территории.

6. Выявления характера и степени естественного зарастания карьеров и определения степени участия в естественных зарослях дикоплодовых растений.

7. Определения экономико-организационной эффективности рекультивации карьеров путем выращивания насаждений из плодовых растений.

Решение поставленных задач позволило определить основные положения, выносимые на защиту:

1. Хозяйственно-научная целесообразность рекультивации карьерных разработок путем использования дикоплодовых растений.

2. Биолого-технологическая осуществимость резервации ценных генотипов дикоплодовых растений в карьерных разработках.

3. Эколого-хозяйственная эффективность рекультивации карьеров с использованием дикоплодовых растений.

Научная новизна работы заключается в том, что впервые обосновано и испытано направление хозяйственного использования карьеров для долгосрочных целей с использованием их территорий для резервации ценных генотипов плодовых растений. Высказанное положение носит комплексный характер так как связано с проблемами плодоводства, охраны окружающей среды, экологии, рационального землепользования.

Практическая ценность работы определяется тем, что рекультивация карьеров, как средство улучшения окружающей среды проводится в связи с научными и хозяйственными интересами сохранения ценных генотипов дикоплодовых растений; улучшения среды обитания на окружающей карьеры территории, в том числе пахотных земель; восстановлении фауны на рекультивируемых территориях и вовлечения их в хозяйственное и социальное использование.

Апробация работы осуществлена на III международной конференции по проблемам устойчивого развития горных территорий (Владикавказ, 1998), ученых советах Северо-Кавказского НИИ горного и предгорного садоводства (1997, 1998, 1999), научно-практической конференции «Экологические проблемы сельского хозяйства» (Москва, 1999) и на других совещаниях и конференциях.

По результатам исследований опубликовано 5 научных статей. Результаты исследований рассмотрены на НТС Минприроды КБР и рекомендованы для широкого производственного использования.

Публикации, структура и объем диссертации. По материалам исследований опубликовано 5 работ в периодической печати. Диссертация состоит из введения, семи глав, выводов и предложений производству. Работа изложена на 129 страницах машинописного текста, включает

27 таблиц и 17 рисунков. Список литературы из 153 наименований, в том числе иностранных - 23.

Условия и методика исследований

Объектом наших исследований явились плодовые породы, выделенные из естественного и культурного генофондов. К числу таких пород относятся: абрикос, алыча, боярышник, калина, облепиха, терн, шиповник. Все названные породы, за исключением абрикоса, заготовлены в условиях естественного распространения в предгорных районах Кабардино-Балкарии.

Вторым по значимости объектом являлись карьеры различного хозяйственного использования: глинистые, песчаные и гравийные.

Исследования названных объектов проводились нами в увязке с условиями среды, сложившимися в зональном и локальном масштабах. К числу последних относятся такие, которые имеют место непосредственно на карьерных разработках и прилегающих к ним территориях.

За период проведения исследовательских работ отмечено два года экстремальных по тепловому режиму в период вегетации (1998 и 1999 гг.) и один с недостаточной теплообеспеченностью в течение периода активного роста плодовых пород (1997 г.). Особенно тяжелая ситуация с высокой напряженностью теплового режима сложилась в 1998 году в срок с июля по сентябрь месяцы, когда в степной зоне среднемесячная температура воздуха оказалась на 2-2,5°С выше, чем средняя многолетняя.

За годы проведения исследований экстремальными по сумме выпавших осадков являлись 1998-й и 1999-й. При этом, в степной зоне 1998-й год, в период с июля по октябрь, был самым засушливым из последних 40 лет. За это время дважды отмечались более чем 25-дневные сроки без дождей. При том режиме тепловой напряженности, который сложился в 1998 году можно считать, что по влагообеспеченности 1998-й год не имеет аналогов.

Названный период оказался экстремальным и для предгорной зоны. Однако по режиму выпадения осадков здесь были более благоприятные условия, чем в степной зоне.

Из показателей условий, складывающихся в карьерах, нами изучались мощность мелкоземных отложений по донным элементам карьеров и степень прогревания поверхности почвы. Температура поверхности почвы представляется как ведущий показатель, определяющий скорость

испарения грунтовой влаги, напряженность теплового режима, условия прорастания семян, сохранности высаженных растений и другое.

Для определения мощности отложения мелкозема нами закладывались прикопки глубиной до 0,5 м, а в них проводили бурение скважин ручным буром с диаметром насадки 100 мм. Прикопки в гравийных карьерах проводили киркой.

Для изучения ведущих факторов, влияющих на приживаемость, сохранность, рост и развитие плодовых пород в карьерах различного типа по фенофазам развития растений проводили определение влажности грунтов: в первую декаду апреля - при наступлении сокодвижения; в первую декаду июня - по достижении полного развития листового аппарата и активного роста однолетних побегов; в первую декаду июля - прекращения летнего прироста; вторую декаду августа - начала активного осеннего прироста и во второй декаде ноября - массового листопада дикоплодовых пород.

В каждом из типов карьеров грунты на влажность отбирали по горизонтам: 0-10, 11-20, 21-30 и40-50 см.

Посадку плодовых пород осуществляли саженцами, выделенными из естественного генофонда. Для посадки готовили ямки глубиной 30 см и диаметром 40 см. При засыпке корней в процессе посадки в ямки вносили мелкозем из мест кольматации. В каждую лунку давали по 50 граммов нитроаммофоски, которую смешивали с субстатом, используемым для засыпки корней.

Размещение растений в посадках 2x1 м. Каждой породы высаживали по 120 саженцев в каждом типе карьеров. Длина ряда колебалась от 40 до 90 метров. Количество высаженных рядов каждой породы - минимум три. Для посадки использовали абрикос, алычу, боярышник, калину, облепиху, терн и шиповник.

В посадках 1997 года весной 1998 года проводили подкормку путем внесения в приствольный круг по 50 г мочевины (поверхностно, в пасмурную погоду). Внесенная таким образом мочевина промывалась выпавшими осадками в грунт. Других видов подкормок не поводили. Также не проводили мероприятий по защите растений от вредителей и болезней.

Для оценки роста, развития надземной массы и корней состояния посадок плодовых культур проводили наблюдения по методике ВНИИС им.Мичурина (1976). При этом корни раскапывали послойно, по 10 см в слое. Глубина раскопки — на всю мощность слоя грунта освоенного корнями (Колесников, 1962).

В посадках облепихи в 1999 году провели учет распространения порослевых побегов. Для чего проводили полную раскопку с нанесением на планшет мест выхода и количества порослевых побегов.

О влиянии плодовых пород на экологическую ситуацию в карьерах судили по массе образовавшегося естественного отпада (листьев и мелких веточек), для чего взвешивали воздушно-сухую массу с площади 10 м2 по всем изучавшимся плодовым породам. Определение массы отпада проводили в трехкратной повторности в 1999 году в первой декаде ноября (сразу после листопада).

Для экономической оценки результатов исследований нами использован синтезированный метод комплексной оценки посредством баланса затрат на создание насаждения с одной стороны и получаемой выгодой - с другой.

Материалы исследований обработаны методом математической статистики (по Б.А.Доспехову, 1985). Для расчетов использовалась ЭВМ типа IBM 486 XT. Расчет проводился по пакету прикладных программ, разработанных кафедрой вычислительной техники КБГСХА (Б.С.Касаев, 1996).

Результаты исследований

Наличие мелкозема в донной части карьеров является фактором, способствующим высокой приживаемости и, в значительной степени, фактором обеспечивающим высокую сохранность плодовых культур. По мощности слоя мелкозема в донной части выделяются карьеры глинистые и песчаные (табл. 1).

Таблица 1

Мощность слоя мелкозема в донной части карьеров

Тип карьеров Местонахождение карьеров Слой мелкозема, м

Глинистые Урух >1,8

Шалушка 0,9

Дугулубгей 1,2

Песчаные Алтуд >1,5

Гравийные Нарткала-1 0,25

Нарткала-2 0

Баксан 0,4

Песчаные карьеры привязаны к местам стариц древних рек, в поймах современных постоянных или временных водотоков. Мощность слоя мелкоземных отложений здесь достигает 1,5 и более метров. Наличие прослоек из илистых или глинистых отложений мощностью 0,2-0,4 метров лишь улучшает почвенные условия, так как способствует уменьшению фильтрации выпадающих осадков и снижению испарения из глубоких слоев мелкоземных отложений.

Весьма пестрая картина распространения отложений мелкоземных фракций наблюдается в донной части гравийных карьеров.

Образование микроучастков с мелкоземными отложениями в гравийных карьерах наблюдается главным образом близ бортов (берегов) карьеров и связано с микропонижениями.

Годовая амплитуда между экстремальными значениями температуры в гравийных карьерах почти на 20°С больше, чем на глинистых и почти на 9°С больше, чем в песчаных. Разница максимальной температуры поверхности между гравийными и песчаными карьерами достигает в среднем 7,4°С, а между минимальными всего 1,3°С. Такой характер нагревания и остывания поверхности грунтов говорит о наиболее благоприятных тепловых условиях как летнего, так и зимнего периодов на глинистых грунтах. Зимой наблюдается значительное охлаждение поверхности песчаных и гравийных грунтов, что может сказаться на росте и развитии корневой системы особенно плодовых растений.

Таким образом, создание насаждений из древесно-кустарниковых плодовых пород является фактором снижения тепловой напряженности и сглаживания экстремальных значений температуры поверхности грунтов, и тем самым, улучшения экологической ситуации в карьерах.

Абсолютные запасы влаги (в мм) в слое 0-50 см в карьерах с гравийными грунтами практически 2,5 раза меньше, чем с глинистыми и в 2,0 раза меньше, чем с песчаными (рис.1). При этом большая разница в запасах влаги отмечается в верхнем 10 см слое, чем в более глубоких. То есть с увеличением глубины отбора образцов запасы влаги выравниваются.

Анализ показателей влажности грунтов по годам наблюдений свидетельствует о том, что его изменения были наиболее значимые во второй половине острозасушливого лета 1998 года и наименьшие в 1997 гоДУ-

Условия года оказали определяющее влияние на запасы влаги во все периоды наблюдений. Так, разница в абсолютном содержании влаги в верхнем полуметровом слое в апреле по годам наблюдений достигала на глинистых фунтах- 45 мм, на песчаных- 52 и на гравийных- 8 мм, летом

з 150

и (С

5 юо

о

ГС

с

га

ю

50

0

Глинистые

Песчаные

Гравийные

весна лето осень

Рис. 1. Общие запасы влаги в полуметровом слое грунтов в карьерах различного типа

- соответственно: 57, 45 и 12 мм, а осенью: 34, 29 и 2 мм. Такое распределение влажности по сезонам года тесно коррелирует с суммой выпавших за сезон осадков (коэффициент корреляции составил 0,67±0,17) и несколько меньше с относительной влажностью воздуха в среднем за сезон (г=0,55±0,18).

В целом, режим влажности в глинистых и песчаных карьерах достаточно благоприятный для выращивания различных видов плодовых пород. В гравийных карьерах недостаток влаги является ведущим фактором, препятствующим широкому распространению плодовых культур, как естественным путем, так и в культуре.

Нами установлено, что верхний 10 см слой грунтов активно втянут в почвообразовательный процесс. Это особенно наглядно видно в глинистом карьере с мощным слоем отложений мелкозема. Здесь за два года прошедших со времени закладки опытных насаждений из плодовых пород количество общего азота увеличилось на 0,5 мг/100 г грунта (почти в 1,4 раза), легкоусвояемого фосфора и калия в 1,3 раза. В песчаном карьере изменения содержания макроэлементов несколько меньше, чем в глинистом. Мелкоземные отложения в гравийных карьерах, ввиду их маломощности и крупнозернистости быстро промываются, из-за чего легкоусвояемые формы макроэлементов обнаруживаются в виде следов.

Предварительное обследование карьеров позволило выявить наиболее распространенные виды плодовых древесных и кустарниковых пород, произрастающих в результате естественного их заселения в новых условиях. Виды растений, имеющих наиболее широкое распространение нами выделены как объекты для поиска лучших, выдающихся генотипов в естественных условиях обитания: предгорных и пойменных лесах и зарослях, на землях с ограниченной пригодностью для сельскохозяйственного пользования (склоны, пустоши, отложения каменистых пород, отвалы, карьеры и др.). В результате экспедиционных обследований подобных территорий со встречающимися зарослями дикоплодовых пород нами выявлены ценные генотипы, преимущественно по урожайности и качеству плодов, а также непораженных или слабопораженных грибными болезнями и вредителями.

В числе выделенных нами генотипов наибольшим разнообразием отличаются облепиха, шиповник, боярышник, калина и значительно меньше абрикос, алыча и тёрн.

В результате детального обследования 32 карьеров различного хозяйственного использования, в том числе 18 глинистых, 3 песчаных и 11 гравийных, из которых 4 продолжают использоваться. Нами установлено, что наиболее часто встречаются 11 древесных и кустарниковых плодовых пород (табл.2). Из них все породы встречаются только в глинистых

карьерах, что вполне объяснимо большой выборкой таких объектов (18 из 32-х) и их зональным распространением. Глинистые карьеры имеются не только в предгорной зоне, но и в степной (г.Прохладный, сел.Арик, Терского района и др.).

Таблица 2

Естественное расселение плодовых и ягодных пород в карьерах различного типа

Типы карьеров Встречаемость плодовых растений, шт/га

абрикос аш-ча боя-рыл ник ВШ1 ш трупп каша КИЗИЛ облэ-шха терн шиповник яб-лэня

Глинистые (средние из 18-ти) 36 5В 24 16 104 12 2 24 38 160 48

Песчаные (средние го 3-х) 16 36 26 8 18 - 184 7 35 22

Гравийные, более 20 лет (средние из 7-ми) 3 12 8 - - - - 66 18 64 2

Гравийные современные, менее Шлет (средние из 4-х) - 4 6 - - - - 12 4 28

Рост вишни, калины и облепихи в песчаных карьерах более активный и сильный, чем в глинистых (табл. 3). При этом у облепихи среднегодовой прирост штамба лучших побегов в кусте на 23% больше в песчаных карьерах, чем в глинистых. Разница в приросте штамба у вишни и калины, произрастающих на песчаных грунтах, по сравнению с глинистыми, незначительна - менее 10%. У всех пород, число которых превысило 10-12 экземпляров (по 3 экземпляра мы срезали для определения возраста), произрастающих в гравийных карьерах, прирост штамба был существенно меньше, чем в глинистых и песчаных.

Таблица 3

Годичное утолщение штамбов естественно расселившихся плодовых растений в карьерах разного типа

Типы карьеров Годичный прирост диаметра штамба, см

аарн-кос а« ча б» рми- ник инь ня тИМ калит о&ю-гика терн я£> лэня НСРц*

Глинистые 1,3 1,6 1,4 1Д 1,4 1,1 1,3 1,5 1,4 0,2

Песчаные 1,3 М - 1,3 - 1,2 1,6 - 1,2 0,3

Гравийные -старые - 0,9 - - - - 0,9 1,1 - 0,2

Гравийные-современные - - - - - - 0,6 - - -

НСР0,5 0,3 0,4

Установлено, что у облепихи и шиповника корневая система больше распространенна в горизонтальном простирании, а у алычи и абрикоса - в вертикальном. При этом, качество субстрата, на котором произрастают названные породы, способствует ослаблению или усилению характера развития корней. Так, у абрикосов на глинистых грунтах доля корней, развившихся глубже 20 см составляет 61%, а на песчаных — в полтора раза меньше — 40%. У алычи, наоборот, на песчаных грунтах доля корней в слое глубже 20 см составила 35%, а на глинистых - всего 22%. То есть глинистые карьеры более благоприятны для развития абрикоса, а песчаные — для алычи.

В результате учетов степени кустистости плодовых растений естественно расселившихся в карьерах различного типа нами выявлено, что по этому показателю на порядок выше остальных пород находится шиповник (рис.2). При этом, на глинистых грунтах в одном кусте шиповника развивается в среднем 117 побегов, что в 1,4 раза больше, чем на песчаных и в 2,5 раза, чем на гравийных. Столь значительной разницы в степени кустистости других растений в зависимости от условий грунта не наблюдается. Только у калины в песчаных карьерах развивается почти в два раза больше побегов, чем в глинистых. У остальных плодовых пород колебания в количестве вегетативных побегов в кусте в зависимости от условий произрастания изменяются в пределах 20-60%.

Ш Глинистые I Песчаные Гравийные

1 2 3 4 5 6

Плодовые породы:! - алыча, 2 - боярышник, 3 - калина, 4 - облепиха, 5 - терн, 6 - шиповник Рис. 2. Кустистость плодовых растений в карьерах различного типа в естественных зарослях

Учет количества вегетативных побегов, образовавшихся из корней облепихи показал, что этот кустарник отличается высокой корнеотпры-сковой способностью на песчаных и глинистых грунтах и меньшей на гравийных. Наибольшая разветвленность отпрыскообразукнцих корней наблюдается на песчаных грунтах. Здесь от одного материнского куста образуется в среднем 21 куст, в которых, в свою очередь, вырастает в среднем по 2,2 побега. На глинистых фунтах количество образующихся порослевых кустов достигает И, что в полтора раза меньше, чем на песчаных. В карьерах с гравийными грунтами от одного материнского куста облепихи образуется в среднем по 9 кустов с количеством порослевых побегов 1,7 шт/куст. Наибольшая плотность образования порослевых кустов на площади, примыкающей к материнскому кусту отмечена на гравийных карьерах и почти столько же на глинистых. Так, площадь, занимаемая 9-ю кустиками на гравийных грунтах составила 13 м2 или 1,4 м2/куст. В глинистых карьерах этот показатель составил 1,3 м2/куст. На песчаных фунтах распространение кустиков значительно реже и плотность их расселения составила 2,3 м2/куст, что в 1,7-1,8 раза больше, чем на вышеприведенных фунтах. На глинистых и фавийных фунтах удаление порослевых кустиков от материнского куста достигает максимум 3,7 метров, а на песчаных - 5,2 метров.

Урожай плодов и выход семян из них в естественных зарослях мы проводили на каждом растении отдельно (табл.4). Наиболее выровненная урожайность отмечена у шиповника: разница в урожае на глинистых фунтах у этого кустарника составила всего 0,05 кг или 25% по сравнению с песчаными и фавийными.

Таблица 4

Урожай плодов в карьерах различного типа _(среднее за 1997-1999 гг.)_

Тип карьеров Урожай, кг с одного растения

абрикос алыча боярышник калина облепиха терн шиповник

Глинистые 6,8 3,9 1,8 2,7 3,8 2,2 0,25

Песчаные 4,2 2,7 - 5,3 6,1 - 0,2

Гравийные - 1,1 0,3 - 1,8 1,3 0,2

Низкий урожай косточковых плодовых пород, в среднем за 3 года, объясняется гибелью плодовых почек, вызванной декабрьскими морозами 1997 года. У абрикоса в 1998 году урожай практически отсутствовал.

Характерно, что у двух кустарниковых ягодных пород: калины и облепихи урожай плодов на песчаных грунтах оказался выше, чем на глинистых. При этом, на гравийных грунтах калина не растет. Урожай калины в песчаных карьерах почти в 2 раза выше, чем в глинистых, а у облепихи это соотношение составило по сравнению с глинистыми 1,6 и с гравийными 3,4 раза.

В результате проведенных измерений в посадках выделенных генотипов (табл. 5) установлено, что сила роста плодовых пород определяется в первую очередь биологическими особенностями растений, условиями произрастания и условиями лет вегетации. На примере того, что в однотипном карьере диаметр штамба абрикоса оказался на 1,2-1,7 см больше, чем у алычи и на 2-2,5 см больше, чем у облепихи свидетельствует о ведущей роли в изменении этого показателя генотипических особенностей рассматриваемых плодовых пород.

Таблица 5

Диаметр штамба плодовых пород в зависимости от условий произрастания

(посадка весной 1997 г. по состоянию на осень 1999 г.)

Тип карьеров Диаметр штамбов плодовых пород, см

и место их абрикос алыча облепиха шиповник

нахождения

Глинистые:

Урух 5,4 4,2 3,0 1,4

Дугублугуей 5,0 3,7 3.2 1.2

Шалушка 5,2 3,5 3,3 1.1

Среднее 5,2 3,8 3,2 1,3

Песчаные: Алтуд 4,6 3,2 4,5 1,2

Гравийные:

Нарткала-1 - - - -

Нарткала-2 - - - -

Баксан 3,3 2,8 1,2 0,8

НСР 0,6 0,7 1,0 -

Наглядное представление дают данные по измерению высоты различных плодовых пород, высаженных в карьерах различного типа (таблица 6). Из данных измерений, проведенных на третий год вегетации видно, что наибольшей силой роста на глинистых грунтах отличается абрикос, высота которого более, чем в полтора раза превосходит растения алычи.

Таблица 6

Высота плодовых растений, высаженных в карьерах различного типа (по состоянию на октябрь 1999 года)

Тип карьеров и место их нахождения Высота плодовых растений, м

абрикос алыча боя-рыш ник калина облепиха терн шиповник

Глинистые:

Урух 1,74 1,04 0,53 1,35 1,14 1,05 0,88

Дугублугуей - 0,88 0,56 1,12 0,95 0,84 0,70

Шалушка 1,41 0,92 0,48 1,21 1,03 0,81 0,73

Средние 1,57 0,95 0,52 1,29 1,08 0,90 0,79

Песчаные: Алтуд 1,82 1,07 0,66 1,44 1,52 0,58 0,67

Гравийные: Баксан 1,09 0,58 0,38 - 0,67 0,46 0,44

В песчаных карьерах относительная разница в высоте деревьев абрикоса практически не изменяется. У алычи она изменилась на 5%.В гравийных карьерах по сравнению с глинистыми рост абрикоса уменьшился в 1,4 раза, а по отношению к песчаным - а 1,7 раза. У алычи эти изменения соответственно составили: 1,6 и 1,8 раза. У всех древесных плодовых пород рост в высоту на песчаных грунтах более сильный, чем на глинистых и гравийных.

Важнейшим показателем посадок плодовых пород является сохранность растений в различных условиях произрастания. По материалам учетов численности живых экземпляров растений на третий год вегетации нами установлено, что ведущим фактором в сохранности культур является тип грунтов, на которых произведены посадки и биологические особенности пород в части их способности адаптироваться к новым условиям произрастания (табл.7).

Таблица 7

Сохранность плодовых пород, высаженных в карьерах различного типа

Сохранность, %

Типы абри- алы- боя- кали- обле- терн ши- НСРо,5

карьеров кос ча рышник на пиха повник

Глинистые:

Урух 83 91 54 95 74 88 91

Дугублугуей - 86 62 73 81 76 83

Шалушка 67 92 41 82 71 78 88

Среднее 75 89,7 52,3 83,3 75,0 80,7 87,3 20,6

Песчаные:

Алтуд 88 80, 61 65 97 72 89 17,0

Гравийные:

Нарткала-1 37 44 56 0 48 59 66

Нарткала-2 11 8 13 0 18 29 27

Баксан 41 39 43 19 55 46 60

Среднее 29,7 30,4 37,3 6,3 40,3 44,7 51,0 23,0

НСР 34,7 31,2 20,5 - 18,4 17,1 15,6

Древесные плодовые породы имеют хорошие показатели сохранности на глинистых и песчаных грунтах. При этом абрикос и алыча существенно превосходят боярышник.

У всех пород, за исключением алычи, калины и терна сохранность растений на песчаных грунтах выше, чем на глинистых. Между этими типами грунтов существенная разница отмечена у облепихи (22%). У остальных плодовых пород существенность разницы в степени сохранности наблюдается при сравнении глинистых и песчаных грунтов с гравийными.

По результатам раскопки корней в посадках установлено, что для культуры древесных плодовых пород лучшие условия для развития корней складываются на глинистых грунтах, а на песчаных - кустарниковых: облепихи и калины. Для терна и шиповника лучшие условия для развития корней создаются также в глинистых карьерах. Ввиду трехлетней вегетации и удовлетворительно развитой корневой системы на гравийных грунтах выделяются алыча, облепиха и, несколько меньше шиповник и терн.

На третий год вегетации отмечено плодоношение у всех кустарниковых плодовых растений. Из древесных растений только на алыче образовалось по несколько десятков (до 50 штук на растение) плодов, учет которых мы не проводили.

Характерной особенностью плодоношения кустарниковых пород явилось более обильное образование репродуктивных органов на боковых, удаленных от стволиков побегах. При этом, более равномерное плодоношение отмечено у кустарников, произрастающих на глинистых грунтах (табл.8) в карьере сел.Урух, чем на песчаных и гравийных.

Таблица 8

Плодоношение плодовых культур, высаженных в карьерах различного типа

1999 г.

Типы карьеров и место их нахождения Показатели по породам, кг/га

калина облепиха терн шиповник

Глинистые:Урух 4,2 2,5 >0,5 0,3

Дугублугуей б/урож. 2,8 б/урож. 0,5

Шалушка >0,5 б/урож. б/урож. 0,5

Песчаные: Алтуд 5,7 8,3 б/урож. >0,1

Гравийные: Баксан б/урож. б/урож. б/урож. >0,1

Масса органического отпада у плодовых растений, высаженных на гравийных грунтах в 1,7-2,6 раза меньше, чем на песчаных и в 1,6-3,1 раза по сравнению с глинистыми. Плодовые породы на третий год вегетации способствуют накоплению на поверхности грунтов от одного до шести центнеров сырой органической массы на 1 га площади карьеров. При этом наибольшее ее накопление отмечается на глинистых грунтах.

С учетом массы отпада на единице площади вместе с опавшими листьями возвращается почти 7 кг на 1 га легкоусвояемых форм азота, около 3 кг окислов фосфора и около 10 кг подвижного калия. И это на третий год вегетации.

Опавшие листья в значительной степени уменьшают испарение влаги из почвы. Так, в образцах глинистых грунтов, отобранных 2 ноября 1999 года, в прикопках с глубины 10 см влажность почвы на открытом пространстве без листового отпада составила 12,7%, а на участках, где поверхность укрыта листьями - 14,9%. На песчаных грунтах эти показатели составили соответственно 9,1 и 11,6% и на гравийных - 5,3 и 6,2%.

Расчет доходной части баланса, определяющийся по урожайности культур, то есть объемами заготовок урожая и усредненной ценой на плоды за вычетом прямых расходов (табл.9) показывает, что на величину условного чистого дохода влияют не только биологические особенности выращиваемых плодовых пород, но и условия выращивания: тип карьеров.

Таблица 9

Доходная часть баланса при выращивании плодовых пород

в карьерах

Перечень Показатели по породам, руб.

статей абрикос алыча боярышник облепиха калина шиповник

Урожай, и/га 27,2* 24,0 10.8 45,6 32,4 4,5

163" 16,2 0 73,2 63,6 3,6

Заготовка по дого-

ворным ценам за 1 125 105 150 190 143 506

ц урожая

Выручка от реализации урожая, руб. 3400 2100 2520 1701 1620 0 8664 13908 4633 9095 2277 1822

Условный чистый доход, руб. 2172 542 -358 4990 959 +790

872 -277 0 10234 5421 335

Уровень рентабельности, % 176,9 71,0 27,4 -14,0 -18Д 0 135,8 278,6 26,1 147,5 53,1 22,5

* - глинистые карьеры; ** - песчаные карьеры

Так, из шести анализируемых видов плодовых растений пять обеспечивают получение прибыли и один - убыточный.

ВЫВОДЫ

Проблемы рекультивации нарушенных промышленными разработками земель с использованием плодовых растений, выделенных из естественного генофонда, и резервация их в карьерах является новой и актуальной работой в области плодоводства, охраны природных ресурсов и рационального использования в географическом и хозяйственном планах. Решение этой комплексной проблемы позволило сделать ряд выводов, вытекающих из материалов исследований.

1. Карьеры по добыче строительных материалов различаются по условиям произрастания и неравнозначны по типу подстилающих пород, комплексу абиотических факторов и хозяйственно-эксплуатационным характеристикам. Лучшими условиями отличаются карьеры с глинистыми грунтами, им уступают - песчаные и наихудшими, экстремальными -гравийные.

2. Ведущим фактором, обеспечивающим хороший рост и развитие естественных и искусственных насаждений плодовых пород является тип грунта и его мощность. Эти характеристики определяют питательный режим грунтов, их водообеспеченность и, в конечном итоге, биологическую продуктивность растений.

3. В естественных зарослях из плодовых доминирующее положение занимают: абрикос, алыча, груша дикая и шиповник в глинистых карьерах; облепиха, вишня и калина в песчаных. В гравийных карьерах наибольшее распространение получили шиповник и облепиха. Из 11 плодовых пород, встречающихся в глинистых карьерах в песчаных встречаются - 9 и гравийных -7. Отмечено, что чем более длительный возраст гравийных карьеров, тем больше плодовых пород в них расселяется.

4. В зарослях плодовых пород естественного происхождения в глинистых карьерах отмечено плодоношение всех видов растений, в песчаных 5 из 7 пород, в гравийных 5 из семи. Урожайность плодовых пород естественного происхождения достигает хозяйственно-значимого уровня.

5. Искусственно созданные посадки из плодовых пород отличаются сравнительно высокой сохранностью на глинистых и песчаных грунтах и низкой - на гравийных.

6. Во всех типах карьеров в искусственных посадках плодовых пород развивается не глубокая, но широко распространенная по горизонтали корневая система, обеспечивающая активный рост и хорошее развитие растений на глинистых и песчаных грунтах, а также по микропонижениям с отложениями мелкозема на гравийных.

7. На третий год после посадки растения калины, облепихи, алычи и шиповника вступили в промышленное плодоношение. При этом урожай облепихи и калины был более высоким на песчаных грунтах по сравнению с глинистыми, а у алычи - наоборот, на глинистых в сравнении с песчаными. В гравийных карьерах плодоношение плодовых культур на третий год не наступило.

8. Создание насаждений из плодовых пород в карьерах различного типа активизирует развитие биотических факторов: отмечается накопление органического вещества в виде опавших листьев и мелких веточек.

9. Выращивание плодовых пород ценных генотипов, выделенных из естественных условий их произрастания, экономически целесообразно, несмотря на высокий уровень ручного труда, затрачиваемого на заготовку посадочного материала, подготовку почвы и посадку растений.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

На нынешнем уровне экономической ситуации представляется необходимым создание резерваций из ценных генотипов плодовых пород, выделенных из естественных условий произрастания для рекультивации глинистых, песчаных и, отчасти, гравийных карьеров.

Для реализации этой проблемы следует вести работу в несколько этапов, которые по времени могут совмещаться:

1. Определение места и видового состава растений, пригодных для заготовки посадочного материала, преимущественно облепихи, калины, алычи, абрикоса, боярышника и шиповника. В число выделяемых следует в первую очередь относить не подверженные грибным болезням и вредителям экземпляры или целые популяции, отличающиеся стабильным плодоношением и высоким качеством урожая;

2. Осенью или ранней весной заготовить вегетативный или семенной посадочный материал из выделенных генотипов. Материал должен храниться в соответствии с агротребованиями до начала посадки на место.

3. В карьерах подготовить посадочные места с уплотненным размещением растений. Емкость посадочных мест должна быть в 1,5 раза больше чем объем корневой системы высаживаемых плодовых пород.

4. При посадке все кустарниковые плодовые породы лучше обрезать «посадить на пень» для увеличения приживаемости и активного развития надземной части в первый период вегетации.

5. Организовать подкормку в период посадки или в процессе вегетации высаженных растений.

Список работ, опубликованных автором по материалам диссертации

1. Использование карьеров для резервации ценных генотипов растений. В сборнике «Устойчивое развитие горных территорий», Владикавказ, 1998. (соавторы: Фисун М.Н., Маремкулова Э.Б.)

2. Использование плодовых пород для восстановления земель, нарушенных антропогенной деградацией. В сборнике «Горные и склоно-

вые земли России. Пути предотвращения деградации и восстановления их плодородия», Владикавказ, 1998. (соавторы ФисунМ.Н. и др.)

3. Плодовые и ягодные культуры для рекультивации земель. В сб. «Почвозащитные адаптивные технологии горного и предгорного садоводства». Нальчик, 1999 г. (соавторы: ФисунМ.Н. Егорова Е.М.)

4. Хачетлов А.Х. Сохранение генофонда дикоплодных растений при резервации карьеров. В сб. «Индикаторы устойчивого развития горных территорий». Тезисы докладов XIII межвузовской региональной конференции. Владикавказ, 1999 г.

5. Сохранение и использование естественного генофонда дикоплодовых в экстремальных условиях. Ж. Лесное хозяйство, 2000, №5. (соавторы: Егорова Е.М. и др.)

Содержание диссертации, кандидата сельскохозяйственных наук, Хачетлов, Ахмед Харитонович

Введение

Глава I.

1.1. 1.2.

Глава II. 2.1. 2.2.

2.2.1. 2.3.

Глава III.

Глава1У

Глава У.

Глава УТ.

6.1. 6.2.

Аналитический обзор литературы по проблемам рекультивации карьеров и необходимости изучения и сохранения естественного генофонда плодовых пород Аналитическая оценка работ по рекультивации земель.

Опыт использования рекультивируемых земель под плодовые и ягодные культуры.

Объекты, условия и методика проведения исследований

Объекты исследований.

Климатические условия мест проведения исследований.

Режим температуры воздуха.

Методика проведения исследований.

Результаты исследований.

Условия выращивания плодовых насаждений в различных типах карьеров

Мощность слоя мелкозема в донной части карьера.

Экстремальные температуры поверхности донной части карьеров.

Влажность грунтов в карьерах различного типа.

Обеспеченность грунтов донной части карьеров элементами питания растений.

Характеристика выделенных генотипов плодовых пород и заготовок их посадочного материала.

Рост и развитие естественно расселившихся плодовых пород в карьерных разработках.

Естественное расселение плодовых пород в карьерах различного типа.

Рост и развитие плодовых растений в карьерах различного типа

Вегетативная и семенная продуктивность естественных зарослей плодовых пород в карьерах различного типа.

Искусственные посадки плодовых пород в карьерных разработках различного типа

Рост и состояние посадок плодовых пород в карьерах.

Развитие надземной части и корневой системы плодовых пород в карьерах различного типа.

6.3. Плодоношение плодовых пород в карьерах различного типа

6.4. Влияние растительного покрова из плодовых пород на 104 экологическую ситуацию карьеров различного типа.

6.4.1. Органический отпад в насаждениях из плодовых культур

Глава Экономико-энергетическая оценка рекультивации У11. карьерных разработок с использованием естественного генофонда ценных плодовых пород.

Выводы.

Предложения производству.

Введение Диссертация по сельскому хозяйству, на тему "Использование дикоплодовых пород при рекультивации карьеров в условиях КБР"

Урбанизация территорий, увеличение плотности населения, связанное с естественным приростом и миграцией, усиливающиеся процессы деградации почвенного покрова вызывают значительное сокращение пахотных угодий на душу населения. Такое положение особенно наглядно проявляется в регионе Северного Кавказа и, в частности, в Кабардино-Балкарии. Так, только за последние 10 лет доля пахотных угодий на душу населения здесь сократилась на 0,06 га или почти на 8%. Такое сокращение пахотных угодий неизбежно связано с уменьшением запасов естественного генофонда, особенно дикоплодовых растений. В свою очередь естественный генофонд дикоплодовых представляет собой важнейший резерв селекционного материала как для целей получения качественных и устойчивых сортов, так и для выращивания ценных подвоев.

В сложившейся ситуации становится важной проблемой разработка системы изучения выделения для интродукции, сохранения и размножения ценных генотипов ягодных и плодовых кустарниковых и древесных растений из естественных мест их обитания. Очевидно, что при стабильном сокращении пахотных угодий отвод таких земель под сохранение естественного генофонда и выделенных генотипов практически не осуществлено. Здесь становится актуальной задача изыскания территорий, пригодных для резервации выделенных генотипов на период их дальнейшего изучения и, при необходимости, размножения с последующим этапом интродукции в культуру (Дрейер, Лось, 1997).

Важно подобрать также объекты несельскохозяйственного пользования, которые позволили бы параллельно испытать степень адаптивности выделенных генотипов. Создание резерваций для выращивания ценных генотипов дикоплодовых кустарниковых и древесных растений, на подобного рода объектах, должно соответствовать требованиям улучшения окружающей среды и восстановления плодородия почв. 5

В условиях Кабардино-Балкарской республики такими объектами, в первую очередь, являются карьеры, образующиеся в результате добычи строительных материалов: гравия, песка, глины.

По данным Государственного доклада о состоянии природы в Кабардино-Балкарской республике, на ее территории площадь карьерных разработок достигает 450 гектаров, что составляет почти 0,15% площади пахотных угодий. То есть на каждые 1000 гектаров пашни приходится 1,5 гектара карьерных разработок. С учетом того, что каждый из карьеров оказывает влияние на прилегающую территорию можно считать, что под их непосредственным влиянием находится значительно большая доля пахотных угодий.

Таким образом, актуальной является задача рекультивации карьеров, направленная на их хозяйственное использование с одной стороны и уменьшение степени вредного влияния на окружающую территорию - с другой. К тому же не лишена целесообразности и необходимость решения задачи восстановления численности и качества живых компонентов окружающей среды, потерянных за время разработки карьеров.

Исходя из сказанного, нами ставится цель: испытать различные виды дикоплодовых растений в качестве средств рекультивации и объектов резервации для сохранения и дальнейшего использования ценных генотипов в карьерах различного хозяйственного использования по категориям добываемого материала. Достижение поставленной цели осуществлялось нами путем решения следующих задач:

1. Изучения естественного генофонда дикоплодовых ягодных и плодовых растений и выделения ценных по качеству плодов генотипов.

2. Создания посадок выделенных генотипов в карьерах различного хозяйственного использования. 6