ТЕМА 3. Класифікація культурних рослин за фітомеліоративною здатністю.

За характером впливу на ґрунт культурні рослини умовно можна об'єднати в декілька функціональних груп. Межі між цими групами не є абсолютними, оскільки одна й та сама культура може одночасно виконувати декілька фітомеліоративних функцій.

Першу групу становлять протиерозійні культури. Їх основна роль полягає у захисті поверхні ґрунту від руйнування водою та вітром.

Такі рослини повинні швидко формувати достатньо щільний рослинний покрив і мати добре розвинену кореневу систему. Надземна маса зменшує безпосередній вплив опадів на ґрунт, а корені закріплюють ґрунтові агрегати.

До цієї групи можуть належати багаторічні злакові трави, бобово-злакові суміші, кормові трави та інші культури, здатні формувати щільний покрив.

Особливо важливі такі рослини на схилах та інших ерозійно небезпечних територіях.

Друга група — культури, які сприяють накопиченню органічної речовини та відновленню родючості ґрунту.

Їх цінність пов'язана з великою кількістю рослинних решток, потужною кореневою системою та здатністю тривалий час підтримувати активний кругообіг органічної речовини.

До таких рослин належать багаторічні трави, сидеральні культури, кормові культури та деякі високопродуктивні однорічні культури.

Особливо важливою є коренева маса. На перший погляд може здаватися, що основна частина рослинної продукції формується над поверхнею ґрунту, однак для фітомеліоративного ефекту велике значення має саме та частина біомаси, яка залишається у ґрунті.

Третю групу становлять азотфіксувальні культури, насамперед бобові.

Бобові культури мають особливе значення завдяки симбіозу з бульбочковими бактеріями. Завдяки цьому вони можуть використовувати атмосферний азот і сприяти накопиченню азоту в агроекосистемі.

До цієї групи належать, зокрема, люцерна, конюшина, еспарцет, вика, горох, люпин та інші бобові культури.

Їх використання у фітомеліоративних системах може сприяти:

• покращенню азотного режиму;
• збільшенню рослинної маси;
• накопиченню органічної речовини;
• активізації мікробіологічних процесів;
• підвищенню біологічної продуктивності ґрунту.

Особливо ефективними можуть бути бобово-злакові суміші, у яких різні групи рослин доповнюють одна одну.

Четверту групу становлять культури з потужною кореневою системою, які використовуються для поліпшення фізичного стану ґрунту.

Вони особливо важливі на ущільнених ґрунтах.

Розвиток коренів сприяє формуванню біопор, поліпшенню аерації та водопроникності. Після відмирання кореневої системи у ґрунті залишаються канали, які можуть використовуватися ґрунтовими організмами та наступними культурами.

До таких культур можуть належати багаторічні трави, люцерна, деякі види люпину, олійна редька та інші рослини з добре розвиненою кореневою системою.

Окремо можна виділити сидеральні культури.

Сидерати вирощують передусім для отримання зеленої маси, яка після заробляння в ґрунт стає джерелом органічної речовини.

Серед поширених сидеральних культур можна назвати гірчицю, фацелію, олійну редьку, люпин, вику та інші культури.

Їх використання дозволяє поєднати виробничу та меліоративну функції.

П'яту групу становлять культури, стійкі до несприятливих ґрунтових умов.

Такі рослини мають особливе значення під час рекультивації земель, де ґрунт істотно відрізняється від природного або має несприятливі властивості.

Це можуть бути ґрунти:

• засолені;
• кислі;
• лужні;
• малородючі;
• ущільнені;
• перезволожені;
• з низьким умістом органічної речовини.

У цьому випадку головним критерієм вибору культури є її толерантність до конкретного стресового фактора.

Шоста група — культури, які можуть використовуватися для фіторемедіації забруднених ґрунтів.

Деякі рослини здатні поглинати, накопичувати або стабілізувати окремі хімічні елементи та сполуки.

Залежно від механізму дії рослини можуть використовуватися для:

фітоекстракції — поглинання та накопичення забруднювачів у рослинній біомасі;

фітостабілізації — зменшення рухомості та біодоступності забруднювачів;

фітодеградації — участі рослин та пов'язаних із ними мікроорганізмів у руйнуванні деяких органічних забруднювачів.

У таких випадках вибір рослин має бути особливо обґрунтованим.

Якщо рослини накопичують токсичні елементи, їхня біомаса може становити небезпеку. Тому такі культури не можна використовувати як кормові або продовольчі без відповідної оцінки.

Поєднання фітомеліоративних функцій

У практиці найчастіше доцільно використовувати не одну культуру, а комбінацію різних рослин.

Наприклад, бобово-злакова суміш може одночасно:

• захищати поверхню ґрунту;
• накопичувати органічну речовину;
• сприяти азотному живленню;
• формувати різні типи кореневих систем;
• підтримувати ґрунтову біоту;
• зменшувати ерозію.

Тому під час створення фітомеліоративного агроценозу необхідно враховувати комплементарність рослин, тобто здатність різних видів доповнювати один одного.

Наприклад:

злакові → щільний покрив і коренева маса;

бобові → азотфіксація;

глибококореневі культури → розпушення ґрунту;

сидеральні культури → швидке накопичення органічної маси.

Саме поєднання цих властивостей дозволяє отримати більший загальний меліоративний ефект.

Фітомеліоративна здатність і сівозміна

Фітомеліоративний ефект може забезпечуватися не тільки окремою культурою, а й правильно побудованою сівозміною.

Чергуються культури з різними типами кореневих систем, різною потребою в поживних елементах і різним характером надходження органічних решток.

Наприклад, поєднання:

зернова культура → бобова → сидерат → багаторічні трави

може забезпечити більш різнобічний вплив на ґрунт, ніж постійне вирощування однієї культури.

Тому сівозміна сама по собі може розглядатися як агротехнологічний інструмент фітомеліорації.

Фітомеліоративна здатність рослин на воєнно пошкоджених землях

Особливе значення класифікація культур має під час відновлення земель, пошкоджених воєнними діями.

Такі землі можуть характеризуватися одночасним проявом декількох проблем:

механічне порушення → ущільнення → втрата рослинного покриву → ерозія → зменшення органічної речовини → можливе хімічне забруднення.

Тому вибір культури повинен здійснюватися тільки після попереднього обстеження.

На потенційно забруднених територіях першочерговою метою може бути не отримання сільськогосподарської продукції, а фітостабілізація та відновлення ґрунтового покриву.

Тобто рослини повинні виконувати передусім екологічну функцію.

Після стабілізації стану ґрунту та підтвердження його безпечності можна переходити до формування продуктивного агроценозу.

Загальна схема вибору культур

Вибір фітомеліоративної культури можна представити у вигляді послідовності:

Визначення виду деградації

↓

Оцінювання властивостей ґрунту

↓

Визначення головної проблеми

↓

Визначення бажаного фітомеліоративного ефекту

↓

Добір рослин

↓

Формування одновидового або багатокомпонентного агроценозу

↓

Моніторинг

↓

Оцінювання ефективності

Наприклад:

ерозія → потрібен щільний покрив → багаторічні трави;

низький вміст органічної речовини → потрібна велика біомаса → багаторічні трави та сидерати;

низький рівень азоту → потрібна азотфіксація → бобові;

ущільнення → потрібна потужна коренева система → глибококореневі культури;

забруднення → потрібна стабілізація або вилучення → спеціально підібрані фіторемедіаційні культури.