Спосіб сильватизації корінних деревостанів

Реферат: Винахід належить до способу сильватизації корінних деревостанів, який передбачає введення спорового препарату симбіотичних грибів та вирощених мікоризних грибів шляхом поливу рослин у співвідношенні 70 тис. спор:1 л води. UA 111392 C2 (12) UA 111392 C2 UA 111392 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до галузі досліджень біотехнології, екології та наближеного до природи лісівництва, а саме до способів біологічної рекультивації, ремедіації технологічно забруднених та деградованих ґрунтів та відновлення корінних деревостанів у різних типах лісорослинних умов. Відомі інші схожі способи до заявленого, серед яких (Способ биологической рекультивации загрязненных земель карт шламонакопителей отходов химической промышленности, патент РФ № 2426291), який після проведення робіт з утилізації відходів виробництва, передбачає створення на порушених землях лісонасаджень. До недоліків відомого способу належить те, що він вимагає покриття попередньо підготовленої площі території, яка підлягає рекультивації, родючим ґрунтом. Найближчим до винаходу, що заявляється, є спосіб біологічної рекультивації девастованих земель (патент України № 88686 від 25.03.2014 р.), суть якого полягає у використанні мікоризованого садивного матеріалу, який має потенціал до трансформації різного типу забруднюючих речовин, які, в свою чергу, не пригнічують ріст і розвиток рослин за рахунок формування мікоризи. Даний спосіб вибрано прототипом. Прототип і винахід, що заявляється, мають наступні спільні ознаки: - підготовка спорового препарату; - використання симбіотичних грибів; - обробіток рослин споровим препаратом. Однак спосіб за прототипом має низку суттєвих недоліків: - попередня технологічна підготовки території; - обробіток сіянців і саджанців хвойних і листяних порід, що не враховує різновіковість деревостанів сформованих на збіднених ґрунтах чи корінних деревостанах; - акцентування уваги на відновлення ґрунту без врахування механізму культивування стійких та високопродуктивних насаджень; - трудомісткий процес підготовки препарату; - необхідність підготовки лісопосадкового матеріалу для підвищення ремедіації ґрунту, що суттєво здорожує спосіб; - формування монокультур на значній площі; - забезпечує зміну морфологічних особливостей ґрунтового профілю. Заявлений нами спосіб усуває недоліки прототипу та забезпечує відновлення існуючих та формування нових флороценотичних комплексів у різних типах лісорослинних умов з потужним потенціалом до фітостабілізації та фітоекстрації токсикантів ґрунту. В основу винаходу поставлено задачу розробити новий ефективний, універсальний, екологічний та економічно обґрунтований спосіб сильватизації корінних деревостанів у різних типах лісорослинних умов та високої ризосферної ризоремедіації девастованих земель спрямований на стимулювання розвитку надорганізмової систем симбіотичних партнерів з потужним потенціалом до культивування стійких, високопродуктивних флороценотичних комплексів, що здатні трансформувати органічні та неорганічні забруднювачі, а також відновлення вже існуючих насаджень. Поставлена задача вирішується формуванням стійкої асоціації видів грибів, - тих, які найчастіше трапляються на територіях корінних деревостанів та прилеглих до них ділянок у різних типа лісорослинних умов і здатних до трансформації широкого спектру органічних та неорганічних речовин-забруднювачів, які разом з симбіотичними грибами утворюють мікоризу з рослинами, що сприяє підвищенню концентрації гормону росту у рослин, сприяє кращому водопостачанні, збільшеній доступності поживних речовин, у т. ч. важкозасвоюваних (фосфор, залізо), збільшенні сприйнятливої поверхні коріння і стимуляції його росту, підвищеній активній й пасивній стійкості до кореневих патогенів (фітофтороз, суха гнилизна), кращому і рясному цвітінні, плодоношенні, формі та загальному вигляді рослини, зниженій сприйнятливості несприятливих умов росту: невідповідна кислотність, засолення, підтоплення, токсичні елементи тощо. Технічний результат заявленого способу досягають тим, що при виготовленні спорового препарату використовують види грибів, які найбільш часто зустрічаються в даному екотопі і мають здатність до трансформації різного типу забруднюючих речовин та створюють мікоризу з рослинами, що здійснюється за рахунок поливу корінних деревостанів препаратом в якому розводять суміш спор симбіотних грибів - Suillus luteus, Tuber melanosporum та вирощених спор мікоризних грибів виділених з площі земель, де сформовані фітоценотичні комплекси, змішаних у рівних співвідношеннях і розведених у воді з розрахунку не менше 70 тис. спор на 1 л води. Оскільки рослини одного, або різних видів пов'язані один з одним через мікоризу суттєво 1 UA 111392 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 зростає концентрація гормонів росту, покращується ріст рослин на бідних ґрунтах. На територіях де застосовується спосіб не лише забезпечується висока ризосферна ремедіація ґрунту, відновлення рослинного покриву, його флористичне та ценотичне різноманіття, але й усувається проблема водорегулювання та додаткового захисту ґрунту, за рахунок формування в ґрунті міцелію. В процесі сильватизації має місце тенденція до відновлення і зростання фіторізноманіття на флористичному і ценотичному рівнях. При цьому помічено, що частка синантропних видів у процесі сильватизації вища, ніж в умовах залуження вільних і антропогенних територій, а очищення трав'яних фітоценозів відбувається швидше, ніж в лісових і чагарникових, які через свою довговічність та нівелюючу властивість мають тривалий період сильватизації і формування типових лісових фітоценозів та їх фіторізноманіття. Реалізація запропонованого способу здійснюється наступним чином: найперше встановлювали стадії природної сукцесії рослинності на землях Розлучанського лісництва, де зростають корінні деревостани Abies alba Mill маршрутним методом для вивчення рослинності. Опис фітоценозів проводили за загальноприйнятою методикою еколого-фітоценотичної шкали, при цьому дотримувались таких положень: важливими категоріями ознак, що дають змогу відрізнити один фітоценоз від іншого, є видовий склад, кількісні та якісні співвідношення видів, ярусність, мозаїчність, синузіальність, характер місцезростання. Головне значення мають види, що переважають за кількістю особин, масою або ступенем покриття ними поверхні ґрунту, проте в описі угруповань враховуємо всі види. Суттєвою ознакою фітоценозу є кількість видів у ньому. Дослідження ґрунтів у межах пробних ділянок, яких для Розлучанського лісового господарства було закладено 56, охоплювало морфологічний опис ґрунтових профілів, встановлення таксономічної приналежності ґрунтів з використанням класифікації ґрунтів техногенних ландшафтів і визначення фізичних, фізико-хімічних та агрохімічних властивостей ґрунтів. Ідентифікацію ґрунтових мікроміцетів здійснювали на основі їх морфолого-фізіологічних особливостей. Усі однофакторні експерименти проводили у трикратній повторності. Попередньо підготовлений споровий препарат, в якому розводять суміш спор симбіотних грибів - Suillus luteus, Tuber melanosporum та вирощених спор мікоризних грибів, виділених з площі земель, де сформовані фітоценотичні комплекси, змішаних у рівних співвідношеннях і розведених у воді з розрахунку не менше 70 тис. спор на 1 л води поливали різновікові деревні рослини Abies alba протягом вегетаційного періоду. Як ростові речовини використали витяжки із гіменоміцетів, зокрема з актиноміцету Actinomyces lavendulae, та препарат Симбіонт 1. Кількість доданих у середовище ростових речовин становить від 0,5 до 1 мл на 1 л середовища, залежно від застосованого препарату. Як енергетичні речовини ендофіти добре засвоюють глюкозу, сахарозу і крохмаль, але не можуть засвоювати органічні кислоти (крім янтарної), целюлозу та лігнін. Після проростання міцелію ендофітів, яке відбувається в середньому через 5-12 діб, для вивільнення від коріння міцелій пересівали в колби з вказаним живильним середовищем без додавання гормональних речовин, оскільки їх гриби синтезують самостійно. Для дослідження були вибрані дві однакові ділянки площею 10 га на одній з них приготованим споровим препаратом обробляли різновіковий деревостану Abies alba, який є корінним для цієї території, а також використовували саджанці на площах, де не був сформований деревостан, на іншій ж площі окрім висаджування саджанців інших робіт не проводили. За дослідними площами спостерігали протягом двох з половиною років з березня 2012 року, коли були висаджені саджанці Abies alba та оброблено ділянку до травня 2014 року. Результат визначався за саджанцями Abies alba, оскільки усі вони були дворічними і висаджені в один час і в одних умовах. Сформований на оброблювальній споровим препаратом площі деревостан на 3-6 м вищий, за аналогічний на ділянці, де не було здійснено внесення препарату, також було досліджено, що сильватизація корінних деревостанів запропонованим способом дає можливість: - відновити природні флороценотичні комплекси для обмеження процесів деградації ґрунтів; - створити буферні зони в місцях використання препарату, які стимулюють розвиток природних комплексів і не руйнують ґрунтовий покрив; - забезпечити природні екосистеми фіторізноманіттям; - оптимізувати до кращих Європейських зразків співвідношення природних і штучних екосистем у структурі лісостепових агроландшафтів. Застосування препарату змінює співвідношення темно- і світлозабарвленого міцелію ґрунту, значно знижує відсоток темнозабарвлених видів, натомість у ґрунті збільшується видове різноманіття мікроміцетів та суттєво активізуються процеси відновлення ґрунтової мікрофлори та стабілізуються ґрунтотворні процеси, таким чином встановлено екологічну роль мікоризації 2 UA 111392 C2 5 10 ґрунту та деревних порід у формуванні культурбіогеоценозів у корінних деревостанах; з'ясування ступеня середовищеперетворюючого впливу мікоризованих насаджень різних типів культур у різних лісотипологічних умовах на вихідні ґрунтово-кліматичні умови фітостабілізації та фітотрансформації забруднювачів; масштабів їх сильватизуючих можливостей. Внаслідок сильватизації корінних деревостанів у рослинному покриві протікають динамічні процеси; в державному секторі зростає рівень природних комплесів, а в приватному - штучних агроландшафтів. Запропонований спосіб забезпечує збільшення флороценотичного насичення фітоценозів до 10-20 % й одночасно до ценотичного збагачення та збільшення ценотичної різноманітності, крім того, флористичне збагачення є умовою укладення структурної організації фітоценозів та їх екосистем шляхом введення спорового препарату. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 15 Спосіб сильватизації корінних деревостанів, що передбачає відновлення існуючих та формування нових стійких флороценотичних комплексів, який відрізняється тим, що вводять споровий препарат симбіотичних грибів та вирощених мікоризних грибів шляхом поливу рослин у співвідношенні 70 тис. спор:1 л води. Комп’ютерна верстка О. Рябко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3