Конференция «Исследователь нового века» Секция: Биология

Влияние борщевика Сосновского на состояние почвы

Автор: Олег  (фамилия уточняется), ученик МБОУ СОШ № 53

Руководитель: Адаховский Д.А., старший преподаватель кафедры общей экологии

Ижевск 2018

Введение

Борщевик Сосновского является одним из наиболее заметных и опасных растений, распространённых в настоящее время на огромных территориях. Являясь интродуцентом, он довольно быстро одичал и за счёт высокой семенной продуктивности и активно стал захватывать всё новые и новые площади, отрицательно влияя на состояние и разнообразие природных сообществ. Это определяет то большое внимание, которое уделяется борьбе с этим растением, которое к тому же может вызывать и опасные ожоги у человека. Однако за счёт ежегодного продуцирования огромного количества фитомассы это растение можно расценивать и как сидерат, то есть растение способствующее который обогащению почвы гумусом и другими важными элементами. Это хорошо заметно, если посмотреть на почву в зарослях борщевика, которая является практически чистым перегноем. Эту роль борщевика тоже необходимо учитывать, поскольку в природе не бывает абсолютно вредных организмов, а каждый из них является значимым с той или иной точки зрения.

Актуальность работы

На территории Ярушкинского дендропарка заросли борщевика занимают очень большие площади и увеличиваются год от года. Уже два года ведётся активная борьба с борщевиком, которая на небольших площадях привела к успеху. И на месте его зарослей сформирован мини-питомник. При этом было замечено, что состав почвы изменился в лучшую сторону, она стала темнее и кажется более плодородной. Если в ходе нашей работы мы установим действительно положительно влияние борщевика на почву, то это можно будет использовать для её улучшения.

Гипотеза

Поскольку борщевик обладает большой ежегодной продукцией фитомассы, то он способствует выраженному обогащению почвы и в целом делает её лучше.

Цель работы.

Изучение влияния борщевика Сосновского на почву.

Задачи

1.​ Познакомиться с литературой по характеристикам почвы, их важнейшему составляющему компоненту — гумуса и методам улучшения почв

2.​ Отобрать почвенные пробы почвы в различных биотопах парка, различающихся по участия борщевика в составе растительности.

3.​ Провести лабораторные эксперименты по биотестированию почв на предмет ингибирования прорастания семян кресс-салата.

4.​ Оценить биологическую активность образцов почв на предмет их целлюлозоразрущающей активности.

5.​ Установить количество гумуса в различных почвенных образцах.

6.​ Сделать выводы по проделанной работе.

Обзор литературы

Биологические и экологические особенности борщевика Сосновского

Борщевик Сосновского является многолетним травянистым растением из семейства Зонтичные. В середине XX века оно было завезено в различные районы нашей страны и культивировалось как силосное на корм скоту. Однако вскоре выяснилось, что молоко стало приобретать неприятный привкус, а коровы получали долго незаживающие ожоги. Поэтому от него решили отказаться, однако в местах его культивирования он стал постепенно дичать и образовывать плотные одновидовые заросли. За счёт высокой семенной продуктивности борщевика он стал активно распространяться и к концу 20 века был объявлен инвазивным видом, и со временем выяснилось, что он легко проникает в естественные экосистемы [1].

Борщевик Сосновского является очень крупным растением. Его высота составляет обычно более полутора метров, но во многих местах могут встречаться экземпляры высотой до 3-4 метров. Является двулетником или многолетником, монокарпик (то есть цветёт и плодоносит один раз в жизни, после чего отмирает). Стебель бороздчато-ребристый, шероховатый, частично ворсистый, пурпурный или с пурпурными пятнами стебель, несёт очень крупные тройчато или перисто-рассечённые листья обычно желтовато-зелёного цвета длиной 1,4—1,9 м. Корневая система стержневая, основная масса корней располагается в слое до 30 см, отдельные корни достигают глубины 2 метров.

Соцветие — крупный (до 50—80 см в диаметре) сложный зонтик, состоящий из 30—75 лучей. Цветки белые или розовые; наружные лепестки краевых цветков в каждом зонтичке сильно увеличены. Каждое соцветие имеет от 30 до 150 цветков. На одном растении, таким образом, может быть более 80 000 цветков. Цветёт с июля по август, плоды созревают с июля по сентябрь.

Плоды обратнояйцевидные или широкоэллиптические, длиной до 10—12 мм и шириной до 8 мм, по спинке усажены длинными, а у основания — шиповатыми волосками. Масса 1000 семян 12—16 г. Срок сохранения всхожести семян — 2 года.

Естественные места произрастания борщевика Сосновского — Центральный и Восточный Кавказ, Закавказье и Турция, где он растёт в горных лесах и на субальпийских лугах [1; 2].

Продуктивность и химический состав борщевика

В первый год жизни борщевик растет медленно образуя к осени прикорневую розетку из 5-6 листьев. Весеннее отрастание листьев на второй и последующие годы начинается сразу после схода снега. Максимальный урожай зеленой массы он образует в конце июня – середине июля. Фитомасса борщевика очень высока и может достигать 10-20 тонн на гектар сплошной заросли. Урожайность борщевика в Нечернозёмной зоне выше таковой для кукурузы, одного из наиболее продуктивных наших растений. При скашивании борщевик активно возобновляется, поскольку его точка роста расположена ниже уровня почвы. Это позволяет использовать его как наиболее продуктивную многолетнюю силосную культуру. А богатство биомассы борщевика протеином, витаминами, микроэлементами, сахарами (что обеспечивает хорошую силосуемость), делало культуру привлекательной для многих хозяйств.

Зеленая масса борщевика Сосновского характеризуется высокими кормовыми достоинствами и своеобразными химическими свойствами. В пересчете на сухое вещество в нем содержатся 13-17% сырого белка, 3-5% – жира, 10-12% – золы и много витаминов А и С. Если количество белка снижается от фазы цветения до фазы бутонизации с 20% до 12%, то содержание сахаров напротив – повышается от 17% до 31%. В целом фактическое содержание сахаров превышает сахарный минимум вдвое, который необходим для развития молочнокислых бактерий при силосовании. Поэтому зеленая масса борщевика Сосновского легко силосуется, а также представляет большую ценность как компонент при силосовании других культур [3].

Органическое вещество и химический состав почв. Баланс гумуса в почвах.

Важнейшей составляющей частью почвы является органическое вещество, которое представляет собой сложное сочетание растительных и животных остатков, находящихся на различных стадиях разложения, и специфических почвенных органических веществ, называемых гумусом. Потенциальным источником органического вещества считают все компоненты биоценоза, которые попадают на или в почву (отмирающие микроорганизмы, мхи, лишайники, животные и т.д.), но основным источником накопления гумуса в почвах служат зеленые растения, которые ежегодно оставляют в почве и на ее поверхности большое количество органического вещества. Биологическая продуктивность растений широко варьирует и находится в пределах от 1– 2 т/год сухого органического вещества (тундра) до 30 – 35 т/год (влажные субтропики).

Химический состав органических веществ, поступающих в почву, очень разнообразен и во многом зависит от типа отмерших растений. Большую часть их массы составляет вода (75 – 90 %). В состав сухого вещества входят углеводы, белки, жиры, воски, смолы, липиды, дубильные вещества и другие соединения. Подавляющее большинство этих соединений – высокомолекулярные вещества. Основная часть растительных остатков состоит главным образом из целлюлозы, гемицеллюлозы, лигнина и дубильных веществ, при этом наиболее богаты ими древесные породы. Белка больше всего содержится в бактериях и бобовых растениях, наименьшее его количество обнаружено в древесине.

Кроме того, органические остатки всегда содержат некоторое количество зольных элементов. Основную массу золы составляют кальций, магний, кремний, калий, натрий, фосфор, сера, железо, алюминий, марганец, образующие в составе гумуса органоминеральные комплексонаты. Содержание кремнезема (SiO2) колеблется от 10 до 70 %, фосфора – от 2 до 10 % массы золы. Название зольных элементов связано с тем, что при сжигании растений они остаются в золе, а не улетучиваются, как это происходит с углеродом, водородом, кислородом и азотом.

 В весьма малом количестве в золе встречаются микроэлементы – бор, цинк, йод, фтор, молибден, кобальт, никель, медь и др. Наиболее высокой зольностью обладают водоросли, злаковые и бобовые растения, меньше всего золы содержится в древесине хвойных пород.

Превращение органических остатков в гумус – сложный биохимический процесс, совершающийся в почве при непосредственном участии микроорганизмов, животных, кислорода воздуха и воды. В этом процессе главная и решающая роль принадлежит микроорганизмам, которые участвуют во всех этапах образования гумуса, чему способствует огромная населенность почв микрофлорой. Животные, населяющие почву, тоже активно участвуют в превращении органических остатков в гумус. Насекомые и их личинки, дождевые черви измельчают и перетирают растительные остатки, перемешивают их с почвой, заглатывают, перерабатывают и выбрасывают неиспользованную часть в виде экскрементов в толщу почвы.

Отмирая, все растительные и животные организмы подвергаются процессам разложения до более простых соединений, конечной стадией которых является полная минерализация органического вещества. Образовавшиеся неорганические вещества используются растениями как элементы питания. Скорость процессов разложения и минерализации различных соединений неодинакова. Интенсивно минерализуются растворимые сахара, крахмал; достаточно хорошо разлагаются белки, гемицеллюлозы и целлюлоза; устойчивы – лигнин, смолы, воски. Другая часть продуктов разложения потребляется самими микроорганизмами (гетеротрофными) для синтеза вторичных белков, жиров, углеводов, образующих плазму новых поколений микроорганизмов, а после отмирания последних снова подвергается процессу разложения. Часть продуктов разложения превращается в специфические сложные высокомолекулярные вещества – гумусовые вещества.

Совокупность сложных биохимических и физико-химических процессов превращения органического вещества, в результате которых образуется специфическое органические вещество почвы – гумус, называется гумификацией. Все три процесса идут в почве одновременно и взаимосвязаны друг с другом. Трансформация органического вещества происходит при участии ферментов, выделяемых микроорганизмами, корнями растений, под влиянием которых осуществляются биохимические реакции гидролиза, окисления, восстановления, брожения и т.д. и образуется гумус.

В различных природных условиях характер и скорость гумусообразования неодинаковы и зависят от взаимосвязанных условий почвообразования: водно-воздушного и теплового режимов почвы, её гранулометрического состава и физико-химических свойств, состава и характера поступления растительных остатков, видового состава и интенсивности жизнедеятельности микроорганизмов.

Трансформация остатков происходит в аэробных или анаэробных условиях в зависимости от водно-воздушного режима. В аэробных условиях при достаточном количестве влаги в почве, благоприятной температуре и свободном доступе кислорода процесс разложения органических остатков развивается интенсивно при участии аэробных микроорганизмов. Наиболее оптимальными условиями являются температура 25 – 30 °С и влажность – 60 % от полной влагоемкости почвы. Но в этих же условиях быстро идет минерализация как промежуточных продуктов разложения, так и гумусовых веществ, поэтому в почве накапливается относительно мало гумуса, но много элементов зольного и азотного питания растений (в сероземах и других почвах субтропиков).

В анаэробных условиях (при постоянном избытке влаги, а также при низких температурах, недостатке О2) процессы гумусообразования идут медленно при участии, главным образом, анаэробных микроорганизмов. При этом образуются много низкомолекулярных органических кислот и восстановленные газообразные продукты (СН4, H2S), угнетающие жизнедеятельность микроорганизмов. Процесс разложения постепенно затухает, и органические остатки превращаются в торф – массу слаборазложившихся и неразложившихся растительных остатков, частично сохранивших анатомическую структуру. Наиболее благоприятны для накопления гумуса сочетание в почве аэробных и анаэробных условий с чередованием периодов иссушение и увлажнения. Такой режим характерен для черноземов.

В связи с различием в факторах, влияющих на образование гумуса, в разных почвах количество, качество и запасы гумуса неодинаковы. Так, в верхних горизонтах черноземов типичных содержится 10 – 14 % гумуса, серых темных лесных – 4 – 9 %, дерново-подзолистых – 2 – 3 %, темных каштановых, желтоземах – 4 – 5 %, бурых и серо-бурых полупустынных – 1 – 2 %.

Содержание гумуса в почве находится в постоянном динамическом равновесии. Несмотря на относительно высокую устойчивость гумуса к микробиологическому разложению в почве постоянно происходят процессы его минерализации и новообразования. Поэтому гумусовое состояние почв зависит от того, какой из этих процессов преобладает — минерализация или гумификация. Баланс гумуса в почве может быть бездефицитным, если его приход (образование) в результате гумификации свежих растительных остатков и органических удобрений полностью уравновешивает расход за счет минерализации и эрозии почвы. Баланс считается положительным, когда количество вновь образованного гумуса превышает его расход, и отрицательным, если приход гумуса не компенсирует его потери. Расход гумуса рассчитывают по интенсивности его минерализации в конкретных условиях. [4; 5]

Пути увеличения содержания гумуса в почве. Сидераты

Потеря гумуса ухудшает азотное питание растений, приводит к ухудшению структуры почвы, увеличению ее плотности, уменьшению запасов продуктивной влаги, снижению микробиологической активности живой фазы почвы. Эту проблему можно решить, если использовать в качестве органики солому и посевы сидеральных культур.

Так, при заделке в почву одной тонны соломы образуется 170 — 190 кг гумуса. Однако солома разлагается медленно. Для ускорения этого процесса надо вносить минеральный азот. Измельченную солому надо заделывать на глубину 10 — 12 см с помощью дисковых рабочих органов, что ускорит ее минерализацию и предотвратит накопление фенольных соединений в почве, а затем через две недели запахивать на полную глубину пахотного горизонта. Это мероприятие способно обеспечить ежегодное увеличение гумуса в почве на 700 кг/га.

Другим источником поступления органического вещества, а следовательно и гумуса, может быть сидерат. Сидерация — это выращивание зеленых растений с целью запашки их в почву на зеленое удобрение. В качестве сидеральных культур могут использоваться сераделла, клевер, донник, горчица белая, гречиха, рожь и другие культуры с высокой продуктивностью зелёной массы. Сидераты называют зеленым удобрением. Это виды, которые составляют основу органического, экологического чистого метода повышения уровня плодородия грунта.

Способ использования растений для улучшения свойств почвы известен в земледелии и культивировании растений с древнейших времен. В Европу он был привезен из Китая, а затем быстро распространился в Средиземноморье, где его часто применяли древние греки. Еще римский ученый Плиний Старший говорил о большой пользе сидератов. В своем многотомном труде «Естественная история» он описал свойство некоторых растительных видов положительно влиять на качество почвенного покрова. Он сравнивал воздействие сидератов на грунт с навозом, который, как известно, обладает способностью значительно обогащать и оздоровлять почву.

В чем же заключается основное назначение сидератов? Такие растения действительно необходимо использовать в земледелии, поскольку они:

– способны обогащать грунт органическими компонентами, азотом, калием, фосфором и кальцием, образующимися вследствие разложения корневой системы;

– способствуют разрыхлению и улучшению структуры почвы, а также воздушного и водного режимов;

– оказывают благоприятное воздействие на влагоудерживающие способности грунта вследствие обогащения его органическими веществами;

– активизируют действие полезных микроорганизмов;

– предотвращают развитие вредных микроорганизмов, защищая таким образом садово-огородные культуры от болезней;

– сдерживают развитие сорняков;

– привлекают насекомых, полезных для развития культур;

– защищают грунт от выветривания, перегрева и размывания;

– повышают качественный уровень процесса перепревания компонентов компоста, улучшая его структуру и облагораживая состав;

– снижают уровень кислотности почвы.

Сидератом может считаться практически любое растение, однако для повышения почвоулучшающего эффекта оно должно продуцировать значительную фитомассу. Наиболее распространёнными являются такие растения как горчица белая, рапс, редька масличная, сурепка, гречиха, разнообразные бобовые, некоторые сложноцветные (подсолнечник, сильфия), фацелия и злаки — овес, пшеница, рожь, ячмень. Особенное значение среди всех сидератов имеют бобовые. Известно, что они способны значительно обогатить грунт азотом благодаря свойству легко усваивать его из атмосферы. При этом показатели усвоения данного вещества культурными видами возрастают на 50%. [4; 6; 7]

О борщевике как сидерате практически нет информации, однако, на отдельных Интернет порталах, связанных с огородничеством и органическим земледелием упоминается, что ни один сидерат не даёт такого прироста зелёной массы, как борщевик, и заделка его в землю, сильно повышает плодородие. После него в частности резко возрастается урожайность картофеля. Известный садовод-опытник Геннадий Распопов выращивает борщевик под яблонями. [8]

Методика и материалы

Для проведения исследований осенью 2017 г. на территории Ярушкинского дендропарка нами были отобраны образцы почвы на трёх площадках. Первая располагалась на залежном суходольном разнотравно-злаковом лугу, который является типичным для основной доли суходольных лугов парка, сформировавшихся на месте бывших агроценозов. Вторая площадка располагалась в сходном с первой местоположении и представляет собой относительно недавно сформированную заросль борщевика в ходе его наступления на разнотравно-злаковые луга. В качестве третьей площадки был выбран склон долины ручья Соловьиного, давно полностью занятый борщевиком. Примерный возраст этого поселения борщевика составляет около 10 лет.

Оценка фитотоксичности почвы

Для оценки состояния почвы с точки зрения её фитотоксичности, то есть способности к подавлению роста и развития высших растений, было проведено её биотестирование на прорастание семян кресс-салата [9].

Прежде чем ставить эксперимент по биоиндикации загрязнений с помощью кресс-салата, партия семян, предназначенных для опытов, проверяется на всхожесть. Для этого семена кресс-салата проращивают в чашках Петри, в которые насыпают промытый речной песок слоем в 1 см. Сверху его накрывают фильтровальной бумагой и на нее раскладывают определенное количество семян. Перед раскладкой семян песок и бумагу увлажняют до полного насыщения водой. Сверху семена закрывают фильтровальной бумагой и неплотно накрывают стеклом. Проращивание ведут в лаборатории при температуре 20-25˚С в течение 4 суток. Нормой считается прорастание 90-95% семян. Затем известное количество семян, обычно 50 шт. Помещают в исследуемые почвенные образцы и по прошествии 4-5 суток оценивают количество проросших семян, по которому судят о степени загрязнённости тех или иных почвенных образцов. В нашей работе мы оценивали процент всхожести на протяжении двух недель для двух образцов почвы с каждой площадки.

Для оценки уровня фитотоксичности почвы была принята градация степени прорастания семян салата, предложенная в работе Федоровой А.И. и Никольской А.Н. [10].

100% — нет токсичности;

80-90% — очень слабая токсичность;

60-80% — слабая,

40-60% — средняя;

20-40% — высокая токсичность;

0-20% — очень высокая токсичность

Определение биологической активности почвы

Одним из наиболее доступных способов оценки биологической активности почв является установление их целлюлозолитической активности [9; 11]. Данная методика подходит как для полевых, так и для лабораторных экспериментов. В ходе постановки данного эксперимента оценивается интенсивность степени разложения образцов льняной или хлопчатобумажной ткани в почвенном горизонте при различных условиях функционирования почв. При проведении эксперимента образцы ткани пришиваются к кусочкам полиэтиленовой плёнки или закрепляются на предметных стёклах и взвешиваются. Подготовленные образцы помещаются в анализируемые почвы в лабораторных условиях или размещаются в верхние почвенные горизонты на пробных площадках. Затем, по прошествии заданного времени (один – два месяца; лето) образцы извлекаются, просушиваются, очищаются от почвенных частиц и взвешиваются. На основании изменения веса образца (ткани) делается заключение об уровне активности микробной составляющей гумусового горизонта, как показателе степени преобразованности (нарушенности, загрязнённости) почвенного образца. Применяется следующая шкала интенсивности разрушения целлюлозы (см. табл. 1) [12].

Таблица 1

Шкала интенсивности разрушении целлюлозы

и уровня биологической активности почв

Выраженность процесса разрушения целлюлозы (в процентах от изменения массы образца ткани)	Оценки степени целлюлазной (биологической) активности почв
< 10	очень слабая
10-30	слабая
30-50	средняя
50-80	сильная
> 80	очень сильная

В нашем эксперименте взвешенные на электронных весах (точность весов до сотых грамма) образцы ткани, прикреплённые к кусочкам полиэтилена помещались в полиэтиленовые ёмкости с увлажнённой почвой, плотно закупоривались и размещались при температуре 22-25 ° С в условиях школьной лаборатории. В каждый почвенный образец с соответствующей площадки размещалось по три образца ткани. Время эксперимента составляло 4 недели месяца. Затем образцы ткани изымались из почвы, просушивались в течении недели, тщательно очищались кисточкой от частиц почв и взвешивались.

Установление количества гумуса в почвенных образцах

Анализ почв на содержание гумуса проводился в лаборатории почвенной экологии Удмуртского государственного университета по методу И. В. Тюрина в модификации В. Н. Симакова.

Характеристика территории исследования

Исследования проводились на территории Ярушкинского дендропарка, располагающегося на восточной окраине г. Ижевска и прилегающего к жилым кварталам Устиновского района. В настоящее время территория парка представляет лесо-луговой комплекс, образованный коренными сообществами еловых и елово-сосновых лесов по крутосклонным берегам долинно-речной сети, зарослями пойменной древесно-кустарниковой растительности, посадками древесно-кустарниковых пород, восстанавливающимися насаждениями берёз и сосен на месте бывших полей, а так же суходольными и пойменными лугами. В период 60-70 годов на водораздельных территориях парка выращивался борщевик Сосновского как силосная культура. Затем, после прекращения хозяйственной деятельности он одичал и начал входить в состав фитоценозов. За последние года численность борщевика на территории парка активно растёт, он захватывает новые площади, вытесняя естественную растительность. Это в первую очередь касается наиболее увлажнённых пойменно-долинных местообитаний по ручью Соловьиному и прилежащих суходольных лугов. По общим оценкам площадь зарослей борщевика в настоящее время составляет не менее 20 % от общей территории парка и постоянно увеличивается.

Типичными для территории парка почвообразующими породами являются элювиально-делювиальные отложения легкосуглинистого механического состава, являющиеся основой дерново-луговых и дерново-подзолистых почв.

Карта парка с основными территориями, захваченными борщевиком и его заросли приведены в Приложении 1.

Исследовательская часть

1. Результаты опытов по установлению фитотоксичности почв.

В ходе проведения экспериментов по установлению фитотоксичности почв на основании проращивания семян кресс-салата получены данные, отраженные в таблице 2.

Таблица 2

Результаты биотестирования почв с использованием кресс-салата

Площадки исследований	Количество всходов, время эксперимента				Средний итоговый процент всхожести, %
	1-я неделя		2-я неделя
	1-я проба	2-я проба	1-я проба	2-я проба
Суходольный луг без присутствия борщевика (площадка 1)	5	2	6	3	22,5
Суходольный луг с присуствием борщевика, молодая заросль (площадка 2)	9	6	9	7	40,0
Склон с зрелой зарослью борщевика (площадка 3)	14	19	17	19	90,0

Полученные данные показывают, что почвы под зрелой зарослью борщевика обладают самой низкой фитотоксичностью (90%), в месте же молодой заросли токсичность выше, составляет 40% и может быть определена как средняя. Самым высоким уровнем фитотоксичности (22,5%) обладают почвы залежного суходольного луга, сформировавшегося на месте бывших агроценозов. Поскольку площадки 1 и 2 располагаются рядом, в однородных экотопических уловиях, то можно говорить о выраженном положительном влиянии борщевика на почву, проявляющемся в снижении её фитотоксичности. Это ещё более наглядно показывают данные по площадке 3.

2. Результаты определения биологической активности почв

Данные полученные в ходе эксперимента по определению биологической активности почв, путём оценки её целлюлозоразрушающей активности приведены в таблице 3.

Таблица 3

Результаты определения целлюлозоразрушающей активности почв

Площадки исследований	Вес образцов ткани до и после эксперимента / разница, гр						Среднее значение убыли, %
	1 образец		2 образец		3 образец
Суходольный луг без присутствия борщевика (площадка 1)	2,34	2,28	2,40	2,35	2,36	2,30	2,39
	0,06		0,05		0,06
Суходольный луг с присутствием борщевика, молодая заросль (площадка 2)	2,46	2,32	2,47	2,30	2,53	2,33	6,84
	0,14		0,17		0,2
Склон с долговременной зарослью борщевика (площадка 3)	2,48	2,19	2,38	2,07	2,32	2,01	12,67
	0,29		0,31		0,31

Таким образом, целлюлозоразрушающая активность почв оказалась максимальной на третьей площадке и минимальной на суходольном лугу без борщевика. Это указывает на выраженное влияние борщевика на почвы, проявляющееся в усилении её биологической активности.

3. Установление количества гумуса в почвенных образцах

В ходе анализа почв на гумус по стандартной методике были получены следующие данные:

Суходольный луг без присутствия борщевика (площадка 1) – 1,66% гумуса

Суходольный луг с присутствием борщевика, молодая заросль (площадка 2) – 2,59% гумуса

Склон с долговременной зарослью борщевика (площадка 3) – 3,52% гумуса

Полученные данные подтверждают факт и непосредственные наблюдания, что под воздействием борщевика почва становится существенно более тёмной и соответственно обогащается органическим веществом – гумусом.

Выводы

Изучение отдельных особенностей и характеристик почв Ярушкинского парка на предмет влияния на них борщевика Сосновского позволяет сделать следующие выводы:

1.​ Фитотоксичность почв, основным источником поступления органического вещества в которые является ежегодный опад фитомассы борщевика Сосновского, оказалась существенно ниже, нежели это было установлено для почв залежных разнотравно-луговых биотопов.

2.​ Почвы на площадках занятых борщевиком обладают существенно большей биологической активностью.

3.​ Существенный объём ежегодного поступления органического вещества в сообществах с доминированием борщевика обусловливает значительное увеличение гумусности почв.

4.​ Полученные данные позволяют обоснованно говорить о положительном влиянии борщевика на базовые почвенные показатели и подтверждают гипотезу о выраженных почвоулучшающих свойствах этого растения.

Заключение

Проведённая работа позволяет несколько по иному взглянуть результаты массового размножения борщевика Сосновского. Отрицательные их последствия достаточно хорошо известны и изучены и могут быть расценены как биологическая инвазия. Однако не стоит закрывать глаза и на другую сторону этого явления. Поскольку борщевик является выраженным почвоулучшающим и почвообогащающим растением, то его можно использовать и как сидератную культуру. Кроме того, если будут разработаны эффективные методы борьбы с ним, то сельское хозяйство может получить миллионы гектар плодородной земли, которые сейчас представляют из себя пустыри и неудобья заросшие этим растением.

Литература

1. Виноградова Ю. К., Майоров С. Р., Хорун Л.В. Черная книга флоры Средней России (чужеродные виды растений в экосистемах Средней России). М.: Геос, 2009. 494 с.

Артемьева З.С. Органическое вещество и гранулометрическая система почвы. М.: ГЕОС, 2010.

2. Про борщевик Сосновского. http://www.proborshevik.ru/

3. Мусихин П.В., Сигаев А.И. Исследование физических свойств и химического состава борщевика Сосновского и получение из него волокнистого полуфабриката // Фундаментальные исследования. 2006, № 3, с. 65–67

4. Александрова Л.Н. Органическое вещество почвы и процессы его трансформации. Л.: Наука, 1980. 286 с.

5. Марчик Т. П., Ефремов А. Л. Почвоведение с основами растениеводства. Гродно: ГрГУ, 2006. 245 с.

6.Репьев С. И., Курлович Б. С. Сидераты (зелёное удобрение для огородников и фермеров).  СПб.: ВИР, 1993. 62 с.

7. Бублик Б. А., Гридчин В. Т. Манна с небес — в огород. Всемогущая сидерация. Казань, 2012. 112 с.

8. Сады Сибири. Распопов Геннадий Фёдорович. Статьи по садоводству. http://sadisibiri.ru/raspopov-GF.html

9. Экологический мониторинг: учеб. пособие для вузов / под ред. Т. Я. Ашихминой. Киров: Константа, 2006. 412 с.

10. Федорова, А. И., Никольская А. Н.. Практикум по экологии и охране окружающей среды: Учебное пособие для студ. высш. уч. Заведений. М.: Владос, 2001. 288 с.

11. Аристовская, Т.В. Экспресс-метод определения биологической активности почв // Почвоведение. 1989. №11. С.142—147.

12. Федорец Н. Г., Медведева М. В. Методика исследования почв урбанизированных территорий. Петрозаводск: Карельский научный центр РАН, 2009. 84 с.

Приложение.

Рис. 1. Карта парка с участками занятыми зарослями борщевика

Рис. 2. Борьба с борщевиком Сосновского в Ярушкинском парке