ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ РАБОТЫ ПО БИОЛОГИЧЕСКОЙ РЕКУЛЬТИВАЦИИ В ТУНДРОВОЙ ЗОНЕ НЕНЕЦКОГО АВТОНОМНОГО ОКРУГА

Несмотря на относительно большое количество публикаций по биорекультивации тундровых земель, остаѐтся открытым вопрос о нормах высева семян,дозах внесения минеральных удобрений, сроках посева[2, 3, 4, 5]. С целью обоснования необходимой нормы высева семян многолетних трав и оптимальной дозы внесения минеральных удобрений в 2010 и 2011 годах заложены полевые опыты в тундровой зоне Ненецкого АО.

Опыты заложены на возвышенной форме рельефа – песчаном бугре (обнажении), подверженном ветровой эрозии, расположенном в бассейне р.Северная, имеющем крайне суровые условия для произрастания растительности. Площадь песчаного бугра составляет ориентировочно 1 га. Мощность сезонно-талого слоя почвы на опытных участках составляет более 2 метров. Отмечается отсутствие профильной элювиально-иллювиальной дифференциации. По почвенному разрезу встречаются слои песка, обогащенные окислами железа. На поверхности грунта находятся камни величиной до 7 см (гранит, кварц, песчаники). Содержание физической глины на опытном участке по данным агрохимического анализа изменяется от 6,5 до 14,1%, что говорит о песчаном и супесчаном гранулометрическом составе грунта. Промывной водный режим почв и легкий гранулометрический состав обуславливают их бедность питательными веществами. Реакция среды кислая (pH – 4,2). Содержание подвижного фосфора по Кирсанову изменяется от 43 до 119 мг/кг, обменного калия – от 34 до 50 мг/кг. Содержание органического вещества в среднем составляет 0,15%.

По своим свойствам грунты буровых площадок, расположенных на литостратах, являются более благоприятным субстратом для выращивания растений по сравнению с почвогрунтами, на которых заложены. Соответственно агротехнические приѐмы, положительно показавшие себя в экспериментальных работах, могут быть применены в производственных условиях при проведении работ по рекультивации нарушенных земель.

Для восстановления растительного покрова в НАО используются семена злаковых трав, привезенных из других регионов, так как в регионе нет организаций, занимающихся семеноводством. Мы испытывали семена злаковых трав, относительно адаптированных к  произрастанию в условиях Крайнего Севера, которые встречаются в естественных условиях на территории НАО на пойменных участках и злаковых сообществах южных тундр: овсяница луговая (Festucapratensis), овсяница красная (Festucarubra), тимофеевка луговая (Phleumpretense).

Для каждого вида трав изучались 2 нормы высева, скорректированные с учетом лабораторной всхожести семян. Для создания плотного растительного покрова на нарушенных землях использовался не только одновидовой посев, но и посев смеси семян трав, то есть проводилось испытание травосмесей. Для испытания были составлены две травосмеси из указанных видов трав. Норма высева семян определялось по их количеству в штуках на единицу площади: 4000 шт/м2 и 6000 шт/м2, что при пересчете на кг/га в среднем составляет 40 и 60 кг/га соответственно.

В тундровой зоне Ненецкого АО при рекультивации земель не практикуется внесение плодородного слоя и органических удобрений. Упор в биологической рекультивации делается на минеральные удобрения, внесение которых изучалось в двух вариантах опыта и на контроле (без внесения удобрений) для каждого вида трав и каждой травосмеси. Дозы внесения удобрений N20P20K20 и N40P40K40, что составляет в пересчѐте на комплексное минеральное удобрение «Азофоска» (N16P16K16) 125 и 250 кг/га соответственно.

Количество вариантов – 60 (Табл.1). Экспериментальные работы предусматривали два срока посева, поэтому было решено сформировать два опытных участка, расположенных рядом. На каждом из участков количество вариантов равно 30. Опыт заложен в четырехкратной повторности для весеннего и для осеннего посевов.

Таблица 1  

Факторы, изучаемые в опыте.

При закладке опытов было соблюдено соответствие условий проведения исследований агротехническим и производственным требованиям при выполнении работ по биологической рекультивации нарушенных земель на буровых площадках Ненецкого АО. Так как современные геологоразведочные площадки строятся на насыпном минеральном грунте, доставленном с месторождений песчано-гравийных смесей (ПГС), а также при проведении работ по рекультивации земель геологоразведочных площадок плодородный грунт и торф не используются, поэтому и опыты заложены на минеральных грунтах.

Наблюдения за ростом и развитием трав проводили два раза в месяц. Описание растительного покрова проводили с фиксацией общего проективного покрытия, высоты растений, визуального состояния травостоя, определения фенофазы и видов апофитов – аборигенных растений, перешедших из естественных местообитаний на территории опытных площадок. Проективное покрытие определяли глазомерно, в процентах. Для определения высоты травостоя делали не менее 10 измерений, взятых в произвольных точках по диагонали делянки. Изучение процессов роста и развития растений и подземной биомассы проводили в лабораторных и полевых опытах в соответствии с методикой Б.А. Доспехова [1].

Результаты наблюдений показали, что в первый год жизни трав положительно зарекомендовал себя осенний посев, который позволяет на 10-15 дней ускорить появление всходов весной, по сравнению с весенними посевами. В последующие годы развития трав преимущество осенних посевов перед весенними нивелируется.

Необходимым условием создания устойчивого растительного покрова, особенно на начальных этапах, является ежегодное внесение в весенний период удобрений в качестве подкормок в дозе минимум N20P20K20. Внесение комплексных минеральных удобрений положительно сказывается на увеличении общего проективного покрытия. К концу третьего года проективное покрытие травами на делянках, где была подкормка минеральными удобрениями, составляет 100% (Рисунки 1, 2).

В год посева лучше растет и развивается тимофеевка луговая, на второй и третий год – овсяница красная, которая в последующем даѐт основную биомассу на нарушенных землях. Она обладает наибольшей устойчивостью среди испытанных видов трав и вытесняет другие травы в многовидовом  посеве. Овсяница луговая не приспособлена для задернения песчаных почвогрунтов в условиях тундровой зоны НАО. За три вегетационных периода еѐ проективное покрытие составило не более 10%.

При проведении биологической рекультивации нарушенных земель рекомендуется включать в травосмесь семена местных многолетних трав, произрастающих в естественных условиях тундровой зоны, как более приспособленных к экстремальным условиям среды Субарктики. На опытных участках наблюдается поселение видов растений, произрастающих вблизи – овсяницы овечьей, синюхи северной, тонконога сизого и др.

Осенний срок посева является предпочтительнее, так как семена начинают прорастать в самом начале вегетационного периода следующего года, что позволяет пройти весь фенологический цикл за короткое субарктическое лето первого сезона. К третьему вегетационному периоду различия между участками с различными сроками посева (осенний и весенний) становятся несущественными.

Многолетние травы закрепляют перевиваемые пески. Происходит своеобразный эффект «окучивания», в результате которого создаются благоприятные почвенные условия для развития дополнительной корневой системы растений и улучшения роста травы.

Список литературы

1.     Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). – 5-е изд., доп. и перераб. – М.: Агропромиздат, 1985. – 351 с.

2.     Медко В.В. Рекультивация карьеров и защита грунтов от эрозии на Крайнем Севере: Дис. ... канд. биол. наук. Москва, 2004. – 217 с.

3.     Рекультивация земель на Севере. Вып. 1. Рекомендации по рекультивации земель на Крайнем Севере. Изд. второе (дополнительное) / Отв. за вып. И.Б. Арчегова. – Сыктывкар, 1997. – 34 с.

4.     Система биологической рекультвации нарушенных земель при строительстве газопроводов и восстановления растительности деградированных пастбищ в тундровой и лесотунровой зонах Крайнего Севера: Методические рекомендации / РАСХН. Сиб. Отделение ГНУ НИИСХ Крайнего Севера. – Норильск, 2006. – 24 с.

5.     Тихановский А.Н. Восстановление нарушенных экосистем Ямальского Севера // Экологические проблемы северных регионов и пути их решения. Материалы III-ей Всероссийской научной конференции с международным участием. Часть 2. – Апатиты: Изд-во Кольского научного центра РАН. 2010. – с. 47-49.