Полная версия

Главная arrow География arrow ГИДРОБОТАНИКА: ПРИБРЕЖНО-ВОДНАЯ РАСТИТЕЛЬНОСТЬ

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

Хозяйственное использование прибрежно-водной растительности

В водоемах ежегодно образуются миллионы тонн биомассы прибрежно-водных растений. Суммарная площадь, занятая зарослями тростника на территории бывшего СССР, по неполным данным составляла свыше 5 млн га. На этой площади ежегодно образуется до 40 — 50 млн т сухой массы одного только тростника. Наибольшие биомассы отмечены в лиманах и низовьях Днепра, Дуная, Волги, Кубани, в оз. Чаны — 1 — 3 кг/м2 (воздушно-сухая масса). Если учесть рогоз, камыш, хвощ, манник и другие прибрежные растения, то всю эту массу необходимо увеличить по меньшей мере в 1,5—2 раза. Например, урожайность рогоза в плавнях наших южных рек достигает 1 — 2 кг/м2 (сырая масса). О биомассе плавающих и погруженных растений говорить не приходится, так как ее никто не подсчитывал, за исключением отдельных водоемов (Н. С. Гаевская, 1966; П. Г. Кроткевич, 1982).

Многие виды прибрежно-водных растений находят разнообразное, но все еще недостаточное применение в различных отраслях промышленности, сельском и лесном хозяйстве, рыбоводстве, медицине и др. Среди них немало технических растений (тростник, рогоз, камыш и др.), которые используются в качестве топлива и химического сырья, в производстве бумаги и строительных целях. Лекарственные растения водоемов (аир, вахта, кубышка, вербейник, череда, мята, дербенник и др.) используются в медицине, фармацевтике, гомеопатии в качестве ароматерапев- тических и косметических средств. Некоторые растения являются хорошими медоносами (вахта, горец, вербейник, сусак, ирис). Прибрежные растения используются в фитомелиоративных целях (тростник, рогоз, камыш, рдесты, и др.) для защиты берегов от размыва. Красивые и эффектные водные растения (кубышка, кувшинка, лотос, калужница, аир, ирис, белокрыльник) находят применение в декоративных целях.

В настоящее время нельзя говорить о достаточно активном использовании водных растений для различных нужд людей. Разработка технологии сбора открывает широкие перспективы рационального использования прибрежно-водных растений. Кроме того, заготовка и извлечение прибрежно-водных растений из водоемов — один из основных способов предотвращения вторичного загрязнения вод растительными остатками.

Прибрежно-водная растительность обладает высокой продуктивностью, не уступающей наземным кормовым растениям. Так, урожайность осок достигает 2 — 3 т зеленой массы на 1 га, урожай молодых побегов тростника — 5 — 6 т/га. Урожайность рдестов, элодеи, урути, роголистника в средней полосе России достигает 3—4 кг/м2 (здесь и далее — сырая масса), стрелолиста 6—10 кг/м2, телореза 2—13 кг/м2, гречихи земноводной 8—10 кг/м2, ежеголовника — 1 —10 кг/м2, сальвинии — 3 кг/м2 (Н. С. Гаевская, 1966; П. Г. Кроткевич, 1982).

Урожай элодеи в водоемах Среднего Урала составляет 15—25 т/га (в среднем по всему водоему) и 4 —9 кг/м2 (в зарослях). По другим данным, элодея может давать урожай до 11 кг/м2. Это связано с тем, что она может восстанавливать свои заросли после скашивания через 25 — 40 суток.

Огромной продуктивностью обладает ряска трехдольная, которая способна давать урожай до 12 кг/м2. Так, при одноразовом сборе в Иваньковском водохранилище ряски было добыто 10 т с 1 га. Ряска размножается в основном вегетативным путем; время удвоения по сухому веществу составляет 5 — 6 суток, а по количеству «листиков» — 2 — 3 суток. Столь высокая скорость размножения позволяет многократно собирать урожай в течение всего лета. Так, в условиях Узбекистана за 8 месяцев было собрано ряски малой 28 кг/м2, в то время как урожай кукурузы составлял 15 — 18 кг/м2, а люцерны — 1,5 кг/м2. Разные виды рясок хорошо растут в воде разбавленных животноводческих стоков. При этом корневые выделения рясок стимулируют размножение водных микроорганизмов, которые разрушают органические вещества сточных вод и тем способствуют сохранению водоемов в чистом состоянии.

Растительность водоемов подразделяют на две основные группы: «жесткую» и «мягкую». К «жесткой» растительности относятся тростник, рогоз, камыш, манник, осоки и другие прибрежные растения. «Мягкая» растительность имеет нежный стебель и произрастает в толще воды или на ее поверхности — ряска, рдесты, роголистник, элодея, стрелолист, кувшинка и другие.

В зависимости от видовых особенностей прибрежно-водные растения находят применение в качестве промышленно-технического сырья и имеют также сельскохозяйственно-кормовое назначение.

Такое деление в известной мере условно, так как одно и то же растение в зависимости от времени заготовки и утилитарных целей может иметь или промышленное, или же сельскохозяйственное назначение. Есть виды, которые могут быть использованы и в других отраслях — пищевой промышленности, в медицинских и декоративных целях.

К первой группе растений относятся тростник, рогоз, камыш и другие «жесткие» растения, однако основное промышленное значение, несомненно, принадлежит тростнику, образующему в плавнях и дельтах рек огромные заросли, удобные для промышленной эксплуатации. Эти растения используются главным образом в технических целях — в строительстве, целлюлозно-бумажной, химической и микробиологической промышленности: в качестве наполнителя при производстве строительных материалов, сырья для производства бумаги и картона, вискозы, пищевого субстрата для выращивания кормовых дрожжей.

Ученые считают, что водная растительность должна представлять собой не дикие заросли, как сейчас. Необходимо научиться культивировать их и использовать растительную массу для различных отраслей промышленности, в том числе и как корм для сельскохозяйственных животных. В качестве перспективных культур могут быть использованы водяной или канадский рис (Zizania aquatica), рис широколистный (Zizania latifolia), канареечник (Digraphs arundinacea), бекманния (Beckmannia eruciformis). Так, в водоемах Ленинградской области урожайность зеленой массы канадского риса достигает 3 кг/м2 (или же 1,5 кг/м2 сена) и 1,6 кг/м2 зерна (В. Д. Лопатин, 1951). Зерна осыпаются и лежат в воде, не прорастая до весны. Они используются в пищу рыбой и водоплавающей птицей. Дальневосточный рис (Z latifolia) продуцирует небольшое количество семян, зато дает большую зеленую массу. Из водных растений наиболее перспективны для культивирования элодея, ряска, вольфия, риччия.

Использование прибрежно-водных растений открывает широкие возможности для селекции и семеноводства, что уже показал опыт ряда стран. Прибрежно-водные растения образуют большую биомассу и хорошо поедаются животными и птицей. Это гарантированный источник полноценного и дешевого корма.

Растительность на подводных лугах развивается в 2 — 3 раза быстрее, чем на суше; ее рост не зависит от погодных условий и засухи. При правильном использовании водоемов можно собирать урожаи элодеи, телореза, ряски и др. 3 — 4 раза в год; растения после скашивания достаточно быстро отрастают. Массовое использование водной растительности имеет большое экономическое значение; растения могут способствовать смягчению дефицита кормов, особенно в южных районах страны. Отдельные виды растений (телорез, элодея) вегетируют и в зимнее время; их можно использовать для кормления птиц в виде зеленой массы круглый год (Г.С. Гйгевич, Б. П. Власов, Г. В.Вынаев, 2001).

Прибрежно-водные растения является прекрасным кормом и кормовыми добавками для многих сельскохозяйственных животных. Одни потребляются в свежем виде, другие — в качестве грубых кормов (сена, сенажа, силоса, сечки) или из них вырабатывают гранулированную травяную муку. Значительная часть водной растительности пригодна для силосования. Некоторые растения скармливают в смеси с другими видами кормов (к примеру, отрубями, картофелем, зерном). Питательная ценность этих кормов повышается путем запаривания, добавления мелассы, свекловичного жома и других добавок.

В свежем виде для кормления животных пригодны тростник, рогоз, камыш, манник, осока, ряска, кувшинка, кубышка, телорез, рдесты, роголистник, элодея и др. Они содержат питательные вещества в количестве не меньшем, чем наземные кормовые травы (табл. 5). У погруженной водной растительности механическая ткань редуцирована, в связи с чем она содержит значительно меньше клетчатки по сравнению с наземными травами и лучше усваивается.

Осоки, тростник, рогоз издавна идут на корм животным; по содержанию протеина и жира они не имеют равных среди прибрежной растительности и близки к клеверу. Сено из молодого тростника, рогоза, манника, скошенного до цветения, обладает высоким качеством. Сено из телореза издает приятный запах и хорошо поедается животными. Так, в тростнике в свежем виде содержится 7 % сырого протеина, около 2 % жира, 21 — 36 % клетХимический состав некоторых растений,

% от абсолютно сухого веса; величины округлены

(Н.П. Воронихин, 1953; Н.С. Гаевская, 1966; А. И. Бояринов, В. В. Кафаров, 1969 и др.)

Растение

Протеин

Клетчатка

Жир

Безазотистые экстрактивные вещества

Зола

Тростник обыкновенный (все растение)

11

36

3

44

5

Тростник обыкновенный (листья)

22

29

5

37

7

Камыш озерный

6-11

18-31

4

51-60

7

Осока пузырчатая

11-13

26-33

2-4

3-49

7

Стрелолист

стрелолистный

22-23

18-37

4-7

27-40

13

Горец земноводный

11

16

2

64

6

Рдест плавающий

14

22

4

50

10

Рдест блестящий

14

18

2

55

12

Рдест пронзенно- листный

12

17

1

60

10

Кубышка желтая Кувшинка белая

21

15

3

52

10

Элодея канадская

14-16

16-29

1-2

35-46

20

Сусак зонтичный

13

31

3

35

19

Ряска трехдольная

12

11

I

46

30

Рдест курчавый

22

13

2

49

14

Роголистник темнозеленый

18

11

1

46

23

Клевер красный

14-21

22-24

3

37-42

8

Манник

10-11

38-41

9

Клевер

20

21

4

47

9

Люцерна

18

19

3

50

10

Рогоз узколистный

7

30

2

24

33

Хвощ иловатый

7

21

2

30

11

Ряска малая

26

25

5

27

18

Ряска трехдольная

30

21

3

24

22

Растение

Протеин

Клетчатка

Жир

Безазотистые экстрактивные вещества

Зола

Рдест гребенчатый

21

26

3

37

14

Рдест курчавый

19

17

2

47

15

Рдест (5 видов)

17

19

3

50

12

Луговое сено (хорошее)

14

19

3

40

8

Клевер + люцерна

20

21

3

46

10

Клевер средний

20

25

2

43

10

чатки, 10% безазотистых экстрактивных веществ. В маннике содержится 11 % сырого протеина, безазотистых экстрактивных веществ 40 %, сахара 9 %.

Калорийность макрофитов принята на уровне 4 ккал/г сухого вещества; наибольшая калорийность характерна для весеннего периода, минимума она достигает осенью. Водная растительность по своим кормовым качествам мало уступает люцерне и клеверу (см. табл. 5).

В молодом состоянии и в период цветения рогоз, манник, ежеголовник содержат 7 — 22 % протеина, 1 — 3 % жира, 30 % безазотистых экстрактивных веществ, 17—42 % клетчатки и хорошо поедаются многими домашними животными (Ю. Г. Майстеренко и др., 1969). После цветения стебли грубеют, и кормовая ценность растений снижается.

Большую ценность в питании крупного рогатого скота, свиней, водоплавающей птицы, кур, пушных зверей представляют корни и клубни кубышки, кувшинки, манника, рдестов, рогоза, тростника и др. Особенно ценны по питательности корневища тростника, которые содержат до 50 % крахмалистых веществ, до 30 % сахаров, 5 % белков, 1 % жира, 6 % минеральных солей.

Прибрежно-водные растения отличаются высоким содержанием витаминов. Так, содержание витамина С находится в пределах 50—80 мг/%, витамина А — 16—40 мг/%, что является хорошим показателем для кормовых растений. Кроме того, они содержат много микроэлементов, которые необходимы животным и птице, — кремний, железо, кобальт, бром, медь, никель, йод, цинк, марганец.

В зависимости от планируемого использования макрофитов их заготовка проводится в летний и зимний периоды. Летняя заготовка должна быть закончена перед самым цветением (до образования на стеблях метелок и при наличии у растений 8 — 9 листов) в период максимальной биомассы. В этом случае высушенные побеги тростника и рогоза по калорийности не уступают хорошему сену. В период цветения стебли грубеют, и кормовое значение их снижается (так же как и у наземных кормовых растений). Зимняя заготовка надводной растительности производится главным образом в технических целях.

В хозяйствах, имеющих собственные водоемы, можно создавать плантации элодеи, рдестов, телореза, ряски, роголистника и тем самым увеличивать кормовую базу животноводства и птицеводства.

Ряска является хорошим кормом для многих домашних животных, особенно птицы и свиней. Она содержит до 30 % белка, около 5 % жиров, 24— 34 % безазотистых экстрактивных веществ (больше, чем в кукурузе), фосфора — 3 %, кальция — 6 %, магния — 2% и немного клетчатки — 20 — 25 %. Свежая ряска богата витаминами. Особенно высока питательная ценность сухой ряски, содержащей до 30 % белка, 30—35 % крахмала, 5 % жира, 17 —23 % клетчатки (Г.С. Гигевич, Б. П. Власов, Г. В.Вынаев, 2001).

Особый интерес для животноводства представляет вольфия бескоренная — маленькое субтропическое пресноводное растение семейства рясковых. Она произрастает на юге нашей страны. Сухое вещество вольфии содержит 60% крахмала, 20% жира, 10 % белков, витамины А, В6, В,2, С, РР и др. Культивировать ее можно в маленьких бассейнах глубиной до 15 см. Питательная среда — водопроводная вода с добавлением вытяжки куриного помета в концентрации 1 г/л воды. Среднесуточный прирост зеленой массы вольфии под открытым небом за период май — октябрь составляет около 0,2 кг/м2 или 60 т/га сырой массы в месяц.

Водную растительность можно использовать в качестве мульчирующего материала и органического удобрения после ее компостирования. Компостные удобрения широко применяются в сельском хозяйстве; по своему влиянию на урожайность культур ком- посты близки к навозным удобрениям. Для компостирования используются растения с огрубевшими и одеревеневшими стеблями, не пригодные для кормления животных, а также растения после их использования в качестве подстилки.

Прибрежно-водная растительность является прекрасным субстратом для вермикультуры — разведения червей и получения биогумуса. Водные растения могут использоваться для получения биомассы червей в чистом виде, в смеси с навозом и другими органическими отходами.

В настоящее время разведению червей в промышленных масштабах уделяется большое внимание в США, Италии, Франции, Германии и других странах. В последние годы решение этой проблемы стало актуальным и в нашей стране.

Основной культивируемый вид — навозный червь (Eisenia foetida) из семейства Lumbricidae и калифорнийский красный червь. Последний специалисты рассматривают как одомашненный подвид навозного червя. Они приспособлены к существованию в агрессивной среде обитания — навозе. Длина навозного червя 40— 130 мм, ширина — 2—4 мм, в коконе находится до 20 яиц, половой зрелости достигают за 4 месяца.

Калифорнийский червь является породой интенсивного типа; он более требователен к условиям кормления и содержания (в основном к температуре) и при соответствующем уходе дает большую отдачу. С другой стороны, навозный червь более морозоустойчив, способен перерабатывать более агрессивные среды: малоферментированный птичий помет, навоз, различные смеси с высоким содержанием древесной коры и опилок.

Для червей субстрат одновременно служит источником пищи и средой обитания. Наиболее распространенным субстратом вермикультуры является навоз, однако могут использоваться и другие органические отходы, в том числе и прибрежно-водная растительность. Навоз может использоваться как в чистом виде, так и в составе различных смесей (наполнителей). Если навоз используется в чистом виде, он должен пройти предварительную выдержку (3—6 месяцев). В качестве наполнителей применяется солома, старая трава, листовой опад и другие отходы. Прибрежно-водная растительность может быть единственным источником корма для червей, а также наполнителем.

Скорость разложения органического вещества зависит от увлажнения, температуры и аэрации субстрата. Наиболее интенсивно навоз разлагается при влажности 55 — 75%; при снижении влажности скорость разложения замедляется. Большое значение имеет аэрация. Чем больше кислорода поступает в штабель, тем интенсивнее идет этот процесс. Температурный оптимум для питания и развития червей — около 23 °С, а для размножения — 19 “С. Черви, продуцирующие фермент целлюлазу, активно поедают и разрушают целлюлозосодержающие отходы.

Черви имеют как желудочное, так и внежелудочное пищеварение. Глоточные железы вырабатывают жидкость, подобную желудочному соку. Черви смачивают ею органические остатки, которые в результате темнеют и мацерируются. После этого черви всасывают мягкие полуразложив- шиеся ткани. Заглатываемый органический материал в желудке перетирается и усваивается.

Оптимальная норма заселения субстрата — 12 червей на 1 дм3. Норма может быть увеличена до 50 экз./дм3. В таких условиях черви перерабатывают субстрат быстрее, но менее интенсивно размножаются. Приблизительный срок переработки субстрата в биогумус — около 3 месяцев, однако этот срок сильно варьирует в зависимости от температуры, плотности заселения субстрата, качества сырья.

Вермикультура — интенсивная биотехнология утилизации органических отходов с получением биогумуса и биомассы червей, которые в дальнейшем могут использоваться для подкормки животных и птицы.

В последние годы активно разрабатывается технология трансформации биомассы в горючие материалы, прежде всего в обычный метан (см. раздел «Факторы среды, влияющие на развитие прибрежно-водных растений»). Этот процесс получил название биоконверсия. Он характеризуется высоким КПД. Кроме того, в нем может использоваться самое разнообразное органическое сырье, в том числе и прибрежно-водная растительность. Например, биоконверсия 100 т соломы позволяет получить 14 000 м3 метана и 2,5 т удобрений. Возникает перспектива переработки этим методом макрофитов, содержащих токсичные соединения и радионуклиды (В. В.Евстигнеев, М.А. Подуровский, В.П.Соловов, 1997).

Биомасса водных растений может использоваться для приготовления нетрадиционных продуктов питания. «Зеленая кровь, зеленое молоко. Травяное молоко» — под таким названием за рубежом начали выпускать соки растений, обогащенные белком и витаминами. «Зеленая революция» в производстве продуктов питания неизбежно приведет к полному использованию пищевых ресурсов водных растений (В. В. Евстигнеев, М. А. Подуровский, В.П.Соловов, 1997).

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>