По прогнозам специалистов ООН, к 50-м годам XXI века для удовлетворения нужд 9,3 млрд населения необходимо будет в два раза увеличить производство необходимых ресурсов [1]. Важными факторами существования человеческой цивилизации являются энергоресурсы [2]. По мере развития нашей цивилизации потребляемая на одного человека энергия увеличилась более чем в 100 раз. За последнее столетие мировое использование энергии увеличивается в 2 раза каждые 10–15 лет [3]. Специалисты отмечают, при нынешнем темпе использования энергии существующих запасов нефти хватит на 40 лет, запасов газа – на 56 лет, запасов угля – на 197 лет [4].

В Узбекистане в качестве первичных источников энергии используется природный газ (91,8 %), нефть (7,0 %), гидроэнергетика (1,3 %), уголь (0,01 %) и другие виды (0,03 %). Доказанные в республике существующие запасы углеводородов эквивалентны 5,1 млрд тонны нефти, в том числе на долю нефти приходится около 245 млн тонн, газа – 1979 млн тонн, угля – 2850 млн тонн. Один из вариантов прогноза отмечает, если темпы роста населения нашей республики сохранятся на нынешнем уровне, то запасы нефти исчерпаются через 10–12 лет, газа – 28–30 лет, угля – 50 лет [5].

Одной из потенциальных возможностей получения экологически чистого газа и электроэнергии является переработка биомассы растений в качестве универсального возобновляемого источника альтернативной энергии. Повышенный интерес к биомассе растений связан с ее практически неограниченными способностями ежегодно восстанавливаться в результате фотосинтеза. Биомасса растений имеет возможность накапливаться и легко сохраняться в определенном виде для использования в течение длительного времени; возможность трансформироваться в другие виды материи и энергии. Кроме того, с точки зрения энергетики биомасса характеризуется низкой себестоимостью в качестве теплоэнергии по сравнению с другими источниками. При использовании биомассы растений в виде теплоэнергии не образуются вредные оксиды серы, не изменяется баланс углекислоты в атмосфере [6, 7].

Существенная часть территории Узбекистана находится в степной зоне, с ее своеобразным флористическим составом, который в основном используется для выпаса домашних животных [8–12]. Некоторые зоны степей республики, например, Карнабчул и Кызылкум, почти не используются в народном хозяйстве при том, что они богаты галофитами, ежегодно производящими достаточно большое количество биомассы. В этом отношении изучение данной группы растений в качестве запаса потенциальной альтернативной энергии представляет большой интерес.

Цель исследования

Целью нашей работы явилось изучение видового состава и доминируюших видов галофитов, определение продуктивности биомассы тех видов, которые не используются в народном хозяйстве степной зоны.

Материалы и методы исследования

На территории республики галофиты широко распространены в солончаковых почвах Кызылкума, Карнабчула и в нижнем течении реки Заравшан. По данным Е.П. Коровина (1964), в Узбекистане встречается 256 видов галофитных растений. Растительный покров солончаковых степей Кызылкума и Зарафшанской долины изучался М.Г. Поповым (1940), К.З. Зокировым (1955) и И.И. Гранитовым (1969).

Проведенные исследования показали, что в районе Конимеха, в Кызылкуме, произрастают следующие виды галофитов, которые в настоящее время целенаправленно не используются:

Сарсазан (Halocnemum strobilaceum (Pall) Bieb). Одногодичные ветви цилиндрические, мягкие и членистые (членики короткие, цилиндрические или булавовидные). В ветвях круглые почки расположены супротивно, и они долгое время не развиваются, из них вырастают короткие цветоносные побеги. Листья сильно редуцированные и очень мелкие, щитовидные, в виде тупых чешуек.

Соляноколосник (Halostachys belangeriana (Moq) Botsch). Кустарник, ветви расположены противоположно, иногда почти дерево, высота до 3,5 м, сильно ветвистое. Одногодичные ветви голые, гладкие и рыхлые, иногда покрыты мелкими шипиками, членистые. Листья расположены супротивно, в виде мелких, толстых, треугольных чешуек, которые выступают из ветвей, сросшиеся.

Гребенщик (Tamarix hispida Willd). Кустарник, листовые побеги покрыты толстыми и короткими волосками. Кора одногодичных побегов желтоватая или серая, многолетние старые побеги серого цвета. Листья сердцевидно-овальные, с острыми ушками, покрыты волосками.

Черный саксаул (Haloxylon aphyllum (Minkw) Iljin). Дерево с толстым и неровным стволом. Кора темно-серого цвета. Деревесина тяжелая, плотная, тонкая, центральная часть темноватая. Однолетние ветвы серые, покрыты с поперечно щельшоватым кором. Молодые побеги темно-зеленые, рыхлые, высячие. Из старых стволов образует цветоносные побеги. Листья расположены супротивно, редуцированные в виде бугорков или чешуек.

Карелиния (Karelinia caspia). Многолетняя трава, с голым и толстым, ветвистым, особенно сверху, стеблем. Листья цельные, цельнокрайные, сидячие, продолговатые, толстоватые, мелко-точечно-бородавчатые. Соцветие в виде корзинки, корзинки цилиндрические, шириной 4–8 см и длиной 10–15 мм.

Климакоптера шерстистая (Climacoptera lanata (Pall) Botsch). Однолетняя трава, стебель ветвистый у основания, высота 10–60 см. Стебель сизый, покрыта волосками, которые длинные или короткие, или опадают быстро, или же сохраняется до конца вегетации. Листья, за исключением самых нижних, расположены супротивно, толстые, тупые и направлены вниз.

Сведа (Suedamicrophylla Pall). Кустарник высотой 30–75 см. Молодые ветви пепельно-сизые, покрыты короткими волосками. Листья голые, сизые, мясистые вальковатые, на конце тупые, в основании стянутые в короткий черешок, колбасовидные, длиной 3–10 мм, на ветвях более короткие и более изогнутые, чем на стебле. Цветы в клубочках по 2–3, очень редко больше, сидят на черешке листа. Околоцветник при плодах не изменяющийся, почти шаровидный, с продолговато-яйцевидными долями, сросшимися только в основании и сходящимися на верхушке. Указанные виды растут во влажных и рыхлых солончаках, на берегах соленных вод и озер, в тугаях и долинах рек (соляноколосник, гребенщик карелиния, климакоптера, сведа), в соленых и солончаковых песчаниках, такирных сероземах (черный саксаул, карелиния, сведа). Кроме того, карелиния часто встречается на заброшенных полях как сорняк. По данным Е.П. Коровина (1953) и А.И. Введенского (1959, 1962) отмеченные выше виды галофитных растений распространены на больших территориях в Средней Азии, Иране, Афганистане, Кавказском побережье Каспийского моря, Армении [8–12].

Годичная продуктивность биомассы галофитных растений Кызылкума, ц/га

Примечание. *Карелиния (K. caspia), Сведа (S. microphylla Pall) и климакоптера шерстистая (C. lanata (Pall) Botsch);** n = 5; Р ≤ 0,05; ***годичная биомасса равна разнице осенней и зимней биомассы.

Как отмечалось выше, одной из задач нашего исследования было изучение продуктивности биомассы галофитов. Данная задача выполнялась в течение разных сезонов года (зима, весна, лето и осень) в 5-кратной повторности. Результаты исследований приведены в таблице и на рис. 2.

Результаты исследования и их обсуждение

Результаты исследований по определению биомассы вышеперечисленных растений показаны в таблице. Как видно из таблицы, у многолетних растений в течение года происходит постепенное накопление биомассы. Так, зимой биомасса сарсазана (H. strobilaceum) составила в среднем 34,0 ± 1,4 ц/га, весной начинается накопление биомассы, и этот показатель весной составляет 40,4 ± 1,6 ц/га. Примерно одинаковый рост биомассы наблюдается летом и осенью и составляет соответственно 45,0 ± 1,9 и 50,4 ± 1,7 ц/га. Такая же картина наблюдается и в отношении остальных изучаемых видов растений. Среди кустарников наименьшая биомасса отмечена у соляноколосника (H. belangeriana). Так, зимой показатель биомассо соляноколосника составляет 27,0 ± 1,9 ц/га, а в конце осени она достигает до 41,6 ± 1,9 ц/га. Наибольшая биомасса среди кустарников отмечена у гребенщика (T. hispida), так по сезонам года (зима, весна, лето, осень) составляет, соответственно, 76,2 ± 4,5, 85,2 ± 3,8, 91,4 ± 2,3 и 94,8 ± 2,4 ц/га. В отличие от сарсазана, у соляноколосника и гребенщика весенний прирост биомассы немного выше в сравнении с другими сезонами года.

Рис. 1. Объекты