CC BY
19
УДК 630*385
КОМПЛЕКСНОЕ ВЛИЯНИЕ ОСУШЕНИЯ И УДОБРЕНИЯ НА РОСТ СОСНОВЫХ ДРЕВОСТОЕВ В СРЕДНЕЙ ПОДЗОНЕ ТАЙГИ
РЕСПУБЛИКИ КОМИ COMPLEX INFLUENCE OF DRAINAGE AND FERTILIZING ON GROWTH OF PINE FOREST STANDS IN THE MIDDLE SUBZONE OF THE
TAIGA IN THE KOMI REPUBLIC
Пахучий В.В. (Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет им. С.М.Кирова, Сыктывкарский лесной институт, РФ) Патов А.И. (Коми научный центр Уральского отделения Российской академии наук, Институт биологии, РФ)
Pakhuchiy V. V. (Saint-Petersburg state forest technical university, Syktyvkar forest
institute, RF)
Patov A. I. (Komi scientific center of the Ural department of the Russian academy of sciences, Institute of biology, RF)
Установлено, что внесение азотных удобрений эффективно на осушаемых участках, где глубина воды составляет около 60 см. Влияние фосфорных удобрений в сосняках-черничниках выражено слабо, так как деревья могут получать элементы питания из подстилающего торф минерального грунта.
It is established that entering of nitrogen fertilizers is effective on drained sites where depth of water is about 60 cm. Influence ofphosphoric fertilizers in pine bilberries forests type is expressed poorly as trees can receive nutrient from the mineral soil spreading peat.
Ключевые слова: Республика Коми, осушение, азотные и фосфорные удобрения Keywords: Komi Republic, drainage, nitrogen and phosphoric fertilizers
Удобрение осушаемых лесов с целью быстрого увеличения прироста по объему в основном приспевающих и спелых насаждений проводилось в России в основном в опытном и опытно-производственном масштабе. Удобрение осушаемых приспевающих и спелых насаждений с целью быстрого увеличения эксплуатационного запаса непосредственно перед финальной рубкой называется лесопромышленным направлением в лесоосушении [1]. В ряде зарубежных стран удобрение приспевающих осушаемых лесов проводится в производственных объемах [2].
В Республике Коми гидромелиорация избыточно увлажненных лесных земель выполнена на площади около 100 тыс. га. Однако опыт химической мелиорации лесов в регионе ограничен экспериментами по удобрению сосняков лишайниковых [3]. В данной работе приводятся результаты изучения удобрения осушаемых лесов в Корткеросском лесничестве Республики Коми. Удобрение внесено весной 1986 г. на площадках 20х20 м, расположенных в границах пробных площадей 5, 6, 11, прилегающих к осушительным каналам. Керны для измерения радиального прироста взяты осенью 1993 г., т.е., учтено влияние удобрений на величину радиального прироста за 8 лет после их внесения. Количество кернов - 14 - 18 на каждой пробной площади. На пробных площадях 5, 11 внесено по 120 кг/га мочевины (по действующему веществу
46% или 55,2 кг/га). На пробной площади 6 внесено 120 кг/га суперфосфата (по действующему веществу 34% или 40,8 кг/га).
В табл. 1 приведена характеристика насаждений на опытных участках, в табл. 2 - характеристика торфа в слое 0-20 (40) см, табл.3 - средняя глубина почвенно-грунтовых вод на опытных участках.
Таблица 1-Таксационная характеристика насаждений на опытных участках
Номер пробной площади Состав яруса Для преобладающей породы средние Относительная полнота Общий запас, м3/га
возраст, лет высота, м диаметр, см
1 7С2Е1Б 75 9,8 8,8 1,1 140
5 8С2Е+Б 90 11,4 9,5 1,0 160
6 8С2Е+Б 90 12,0 10,0 1,3 220
11 10С ед. Б 130 6,9 9,8 0,6 40
12 10С+Б, ед. Е 120 7,3 11,0 0,6 60
Примечание:
1) Класс бонитета на пробной площади 1 - V, на пробных площадях 5, 6 - IV- V, на пробных площадях 11, 12 - Vб.
2) Тип леса на пробной площади 1 - сосняк сфагново-долгомошный, на пробных площадях 5, 6 - сосняк черничник влажный, на пробных площадях 11, 12 - сосняк сфагновый.
Таблица 2- Характеристика торфа в слое 0-20 (40) см
Номер пробной площади Общая мощность торфа или оторфо-ванной подстилки, м Вид торфа и степень его разложения, % Зольность, % рН солевой
1 0,2 Сфагновый, 5-25 2,6-3,5 2,6-2,7
5 0,15 Гипново-древесный, 10-30 3,8-7,0 2,8-3,5
6 0,2 Гипново-древесный, 10-35 3,6-5,5 2,7-3,0
11 0,6 Сфагновый, 5-25 2,3-3,6 2,8-3,3
Таблица 3- Средняя глубина почвенно-грунтовых вод на опытных участках в 1982-1986 гг.
Номер пробной площади Глубина залегания водоупо-ра, м Глубина воды за период, см
май-сентябрь июнь-август 02.06
1 1,2 45 47 37
5 1,0 60 61 53
6 1,0 55 56 48
11 0,8 25 28 23
В качестве контрольного использовано насаждение на пробной площади 1. Анализ данных табл. 1, 2, 3 показывает, что по таксационным характеристикам, характеристикам торфа в верхних слоях, средней многолетней глубине почвенно-грунтовых вод контрольная пробная площадь близка к пробным площадям 5, 6. Оценки радиального прироста на пробной площади 1 могут быть использованы для сравнения с приростом на пробных площадях 5, 6.
Использование радиального прироста на пробной площади 1 для сравнения с приростом на пробной площади 11 допустимо только для предварительной оценки. Для сравнения приростов по запасу использовали полученные ранее оценки текущего среднепериодического прироста до и после осушения и величины дополнительного прироста [4].
Известно, что реакцию древостоев на хозяйственные мероприятия правильнее оценивать по изменению не радиального прироста, а прироста по площади поперечного сечения. Интегральным показателем оценки влияния хозяйственных мероприятий является прирост древостоя по запасу, рассчитываемый на основе данных об объемном приросте отдельных деревьев. Объемный прирост отдельных деревьев определяли по уравнениям его зависимости от прироста по площади поперечного сечения ствола на высоте 1,3 м [5]. Уравнения отдельно по породам и типам леса составлены на основании анализа модельных деревьев. Для получения прироста по площади поперечного сечения деревьев определенной ступени толщины использовали графически выравненные значения текущего периодического прироста по радиусу, рассчитанные но измерениям радиального прироста у 25—30 деревьев различных диаметров. В соответствии с распределением деревьев по ступеням толщины устанавливали прирост древесины каждой ступени толщины, прирост на пробной площади и на 1 га.
Анализ динамики радиального прироста сосны показал следующее. У сосны на объектах гидромелиорации до и после осушения в 1978 г. радиальный прирост больше, чем у ели. Его годичные значения превышают во всех случаях 0,2 мм/год, тогда как у ели, например, на пробной площади 1 прирост не превышает 0,2 мм/год в течение всего рассматриваемого периода. Для прироста сосны характерно увеличение после строительства осушительной сети. Для ели наблюдается обратная тенденция, т.е общим трендом после осушения является уменьшение прироста. Можно допустить, что это - проявление адаптации ели, отличающейся поверхностной корневой системой, к изменившемуся водному режиму [6].
Прирост ели на участках, где вносилось в 1986 г. удобрение, больше прироста на контрольном участке. Однако, прямо связывать большие приросты именно с удобрением в данном случае не следует. Это вытекает из того, что и до осушения и удобрения соотношение радиального прироста было таким же, как и после осушения и удобрения. Прирост сосны после внесения в 1986 г. удобрения увеличился. В большей степени это выражено для сосняка-черничника влажного (пробная площадь 5). В наименьшей степени влияния осушения и удобрения выражено в сосняке сфагновом (пробная площадь 11). На данной пробной площади древостой наиболее старый - 130 лет, а на площадке с удобрением - 140 лет. Реакция таких древостоев на регулирование водного режима в северных районах, как правило, слабая [4]. Однако, известно, что удобрение спелых древостоев экономически эффективно [2]. Это объясняется высоким лесоводственным эффектом этого мероприятия в спелых древостоях, связанного с большой камбиальной поверхностью толстомерных деревьев. На пробной площади 11 средняя глубина почвенно-грунтовых вод
составляет 25 см. Это меньше нормы осушения для сосняков сфагновых в рассматриваемом районе, соответствующей 33 см [4], и существенно меньше рекомендуемой глубины почвенно-грунтовых вод при удобрении осушаемых насаждений. Так, имеется указание на то, что глубина воды должна быть в пределах 30-70 см [2]. Оценки прироста по запасу в связи с осушением и удобрением приведены в табл. 4.
Анализ данных табл. 6 показывает, что в наибольшей степени выражена реакция на внесение азотных удобрений в сосняке-черничнике, где средняя глубина почвенно-грунтовых вод составляет 60 см. В сосняке сфагновом, где глубина почвенно-грунтовых вод составляет 25 см, а древостой, как отмечалось выше, VII класса возраста, реакция на внесение азотного удобрения отсутствует.
Таблица 4- Текущий среднепериодический прирост во второе пятилетие после осушения и первое пятилетие после удобрения при полноте 0,7_
Номер пробной площади, тип леса, удобрение Прирост Прирост, м3/га в год Вклад осушения и удобрения в прирост, %
Пробная пло- После осушения и удобрения 4,4 100,0
щадь 5,сосняк После осушения 2,0 45,4
-черничник, До осушения 1,7 38,6
мочевина Дополнительный после осушения 0,3 6,8
Дополнительный после удобрения 2,4 54,6
Дополнительный после осушения и удоб- 2,7 61,4
рения
Пробная пло- После осушения и удобрения 2,4 100,0
щадь 6, со- После осушения 2,0 83,3
сняк- До осушения 1,7 70,8
черничник, Дополнительный после осушения 0,3 12,5
суперфосфат Дополнительный после удобрения 0,4 16,7
Дополнительный после осушения и удоб- 0,7 29,2
рения
Пробная пло- После осушения и удобрения 0,8 100,0
щадь 11, со- После осушения 0,8 100,0
сняк сфагно- До осушения 0,3 37,5
вый, Дополнительный после осушения 0,5 62,5
мочевина Дополнительный после удобрения 0,0 0,0
Дополнительный после осушения и удоб- 0,5 62,5
рения
Наблюдается умеренная реакция сосняка-черничника на пробной площади 6 на внесение фосфорных удобрений. Возможно, это связано с тем, что в условиях, когда мощность оторфованной подстилки незначительна (0,15 м), а средняя за период вегетации глубина почвенно-грунтовых вод составляет 55 см, сосна может восполнять недостаток фосфора и калия из подстилающих оторфованную подстилку горизонтов [4].
Согласно рекомендациям о нормах удобрения на объектах гидромелиорации дозы азота по действующему веществу должны быть не более 125 кг/га, а фосфора - не более 40-50 кг/га [2]. В наших экспериментах по действующему веществу было внесено приблизительно в два раза меньше азота, а фосфора внесено около рекомендуемой дозы. Поэтому, можно рекомендовать при планировании аналогичных опытов увеличить количество вариантов с большими дозами азотных удобрений до 200 кг/га. Опыты с внесением фосфорных удобрений следует проводить на участках с обеспеченной нормой осушения и торфяными почвами с мощностью торфа более 0,5 м.
Выводы и предложения.
1. В осушаемом сосняке-черничнике влажном (мощность оторфованной подстилки 0,15 м) при средневегетационной глубине почвенно-грунтовых вод в мае-сентябре 60 см внесено около 55,2 кг/га азотных удобрений по действующему веществу. Текущий среднепериодический прирост составил 4,4
-5
м /га в год. 54,6% прироста сформировалось за счет внесения удобрения, 6,8% - результат осушения, 38,6% - прирост естественно произрастающего насаждения.
2. В осушаемом сосняке-черничнике влажном (мощность оторфованной подстилки 0,2 м) при средневегетационной глубине почвенно-грунтовых во в мае-сентябре 61 см внесено 40,8 кг/га фосфорных удобрений по действующему веществу. Текущий среднепериодический прирост составил 2,4 м3/га в год. 16,7% прироста сформировалось за счет внесения удобрения, 12,5% - результат осушения, 70,8% - прирост естественно произрастающего насаждения. Основная причина слабой реакции - возможность использования элементов питания их подстилающего оторфованную подстилку минерального грунта.
3. В осушаемом сосняке сфагновом (мощность торфа 0,6 м) при средне-вегетационной глубине почвенно-грунтовых вод в мае-сентябре 25 см внесено 55,2 кг/га азотных удобрений по действующему веществу. Текущий сред-
-5
непериодический прирост составил 0,8 м /га в год. 62,5% - результат осушения, остальное (37,5%) - прирост естественно произрастающего насаждения. Отсутствие реакции на удобрение - следствие необеспеченности нормы осушения.
Список использованных источников
1. Вомперский, С. Э. Лесоосушительная мелиорация [Текст] / С. Э. Вомперский, Е. Д. Сабо, А. С. Формин. М.: Лесная промышленность, 1975. - 296 с.
2. Paavilainen, E. Peatland forestry: ecology and principles [Text] / E. Paavilainen, J. Päivänen. - Berlin, New York : Springer - Verlag, Heidelberg, 1995. - 220 p.
3. Листов, А. А. Боры беломошники [Текст] / А. А. Листов. М.: Агропромиздат, 1986. - 182 с.
4. Пахучий, В. В. Факторы продуктивности осушенных насаждений Европейского Северо-Востока [Текст] / В. В. Пахучий. Сыктывкар: Коми НЦ УрО РАН, 1991. - 104 с.
5. Гортинский, Г. Б. Лесоводственная эффективность гидролесомелиорации в Коми АССР [Текст] / Г. Б. Гортинский. - IX симпозиум по биологическим проблемам Севера: Тез. докл. - Сыктывкар, 1981, ч. 1. - С. 152
6. Пахучий, В.В. Опыт использования вегетационных индексов при комплексных исследованиях на объектах гидролесомелиорации [Текст] / В. В. Пахучий., Л. М. Пахучая. Вестник Поволжского государственного технологического университета. Серия: Лес. Экология. Природопользование. - 2014. - № 1 (21). - С. 33-41.
