CC BY
28
КОРНЕНАСЕЛЕННОСТЬ ПОЧВЕННЫХ ГОРИЗОНТОВ В ЛЕСНЫХ КУЛЬТУРАХ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ СПОСОБА ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ
Степанова О.П. (СПбГЛТА, г. Санкт-Петербург, РФ), Бурцев Д.С. (Управление Федеральной службы в сфере природопользования и охраны окружающей среды по Новгородской области, г. Великий Новгород, РФ)
Researches have been executed on territory of Leningrad area. The rate concentration of soil in forest plantation has been determinate. Recommendations for increase production plants of tree spruce have been made.
От мощности подземных органов, характера их распространения в почвенных горизонтах зависит рост надземной части дерева, интенсивность накопления фитомассы ствола и нарастания кроны. Особенности роста и формирования корневых систем древесных растений, в свою очередь, зависят, главным образом, от почвенно-экологических условий посадочного места.
Преимущества в росте культур, созданных посадкой в плужные пласты, очевидны. Однако, нет доказательств, что спустя длительное время обработка почвы продолжает оказывать положительное влияние на рост посадок, ведь высокая продуктивность может быть вызвана лишь высоким потенциалом ростовых процессов, который был получен в ранние годы, когда разница между условия разных вариантов обработки почвы была значительнее.
Тонкие корни сравнительно молоды и их формирование связано с современными условиями произрастания, в то время как надземная фитомасса древесных растений - результат всей их жизни, а значит и показывает влияние на рост различных факторов действовавших длительное время.
Тонкие корни диаметром до 1 мм являются активными (всасывающими), и определяют биологическую активность всей корневой системы. По данным разных исследований до определенного момента способность поглощать воду и растворенные в ней минеральные вещества сохраняют корни диаметром до 5 мм. В связи с этим, ниже мы будем говорить о содержании в почвенных образцах корней именно таких размеров.
Определение корненасыщенности проводилось на основе метода вольного монолита (Ярмишко и др., 2001). В пластах (рядах) и междурядьях культур закладывались монолиты размером 25*25 см, из которых вынималась почва по 10-см слоям. После отмывки от почвы корни высушивались при температуре 105±2°С до абсолютно сухого состояния и взвешивались на лабораторных весах с точностью 0,01 г.
Используя данные литературных источников и данные собственных исследований о содержании в почве тонких корней мы смогли проследить динамику изменения этого показателя до 33-летнего возраста.
В табл. 1 представлены данные о корненасыщенности почвы по 10-см слоям в рядах и междурядьях 8-, 18- и 33-летних культур ели, посаженных по пластам плуга ПЛ0-400 в кислично-черничных лесорастительных условиях.
Таблица 1 - Фитомасса тонких корней культур ели, созданных посадкой по пластам плуга ПЛО-400_
Возраст, лет Плотность почвы, г/см3 Глубина, см Фитомасса тонких корней диаметром до 5 мм
в рядах в междурядьях
г/м2 % г/м2 %
8* 1,23 0-10 130,8 65,7 103,4 64,7
1,22 10-20 51,2 25,7 42,2 26,4
1,22 20-30 11,4 5,6 14,2 8,9
1,31 30-40 5,8 3,0 - -
18** нет данных 0-10 333,3 55,9 359,6 66,4
10-20 162,5 27,2 150,9 27,8
20-30 91,6 15,4 25,0 4,6
30-40 8,6 1,4 6,3 1,2
33 1,27 0-10 437,3 51,9 406,8 78,5
1,36 10-20 224,8 26,7 90,3 17,4
1,39 20-30 162,2 19,3 21,2 4,1
1,51 30-40 17,2 2,1 - -
*По данным А.А. Коротаева (1998). **По данным М.С. Ковалева (1999).
Из анализа данных таблицы, видно что основная масса тонких корней в 8-летнем возрасте располагается в слое почвы 0...20 см (81,1...81,4%). Уже к 18 годам корни в рядах культур начинают осваивать слой почвы 20.30 см, где содержание корней повышается с 5,6% до 15,4%. К 33 годам содержание корненасыщенность этого слоя увеличивается до 19,3%. Несомненно, физико-химические свойства в этом слое почвы благоприятнее для их развития, нежели в таком же слое почвы междурядий. Однако все же основная масса тонких корней приходится на слой почвы 0.20 см: там их сосредоточено 78,6%.
В междурядьях же в слое 20.30 см корненасыщенность даже несколько падает, что связано, видимо, с падением актуального плодородия почвы. К 33 годам в междурядьях культур в этом слое содержится только 4,1% тонких корней, основная же масса корней сосредоточена в верхнем десятисантиметровом слое и составляет 78,5%.
На пластах, созданным плугом ПЛ0-400 даже в тридцатилетнем возрасте создаются благоприятные экологические условия способствующие более глубокому проникновению тонких корней в горизонты почвы. Значительно расширяется возможная зона распространения корней, что приводит к более активному росту насаждения.
Наблюдая за возрастной динамикой массы тонких корней в верхнем 0.10 см слое почвы, также можно заметить, что на плужных пластах она постепенно снижается, что связано с увеличением прироста корней в низлежащих слоях. В междурядьях же происходит постепенное увеличение долевой массы корней, в связи с ухудшением почвенно-гидрологических условий в нижних слоях.
Аналогичный процесс наблюдается и при изучении культур, посаженных в плужные пласты плуга ПЛ-2-50. Небольшие различия наблюдаются лишь по содержанию тонких корней в 0.20 см слое почвы пластов, что связано с разницей в исходных размерах микроповышений (табл. 2).
Таблица 2 - Фитомасса тонких корней культур ели, созданных посадкой по пластам плуга ПЛ-2-50_
Возраст, лет Плотность почвы, г/см3 Глубина, см Фитомасса тонких корней диаметром до 5 мм
в рядах в междурядьях
г/м2 % г/м2 %
8* 1,14 0-10 173,2 70,9 127,4 66,7
1,29 10-20 59,6 24,4 43,8 22,9
1,29 20-30 6,8 2,8 19,8 10,4
1,29 30-40 4,6 1,9 - -
33 1,22 0-10 537,5 46,6 615,0 85,0
1,29 10-20 596,2 51,7 102,5 14,2
1,44 20-30 18,4 1,7 6,2 0,8
*По данным А.А. Коротаева (1998).
Плуг ПЛ-2-50 образует менее мощный пласт по сравнению с пластом плуга ПЛО-400, что снижает корнеобитаемый слой. Менее мощные борозды, соответственно оказывают меньшее дренирующее влияние на почву междурядий. И в рядах, и в междурядьях культур в варианте с обработкой почвы плугом ПЛ-2-50 корнеобитаемый слой несколько «тоньше», но при этом основная масса корней сосредотачивается в тех слоя почвы, что и в варианте с обработкой почвы плугом ПЛО-400. В рядах культур основанная масса тонких корней - 98,3% сосредоточена в верхнем 0.. .20 см слое почвы, а в междурядьях - это 85% приходится на самый верхний слой 0.10 см.
Спустя 33 года обработка почвы влияет на прирост тонких корней не только в создаваемых плугами ПЛ-2-50 и ПЛ0-400 пластах, но и на рост корней в междурядьях. В междурядьях культур, где почва обрабатывалась плугом ПЛ0-400 создаются более благоприятные условия для роста корней, чем в междурядьях культур почва, которых обработана плугом ПЛ-2-50. Это объясняется тем, что более мощная борозда плуга ПЛ0-400 оказывает более интенсивное дренирующее действие на пласты и междурядья культур.
В табл. 3 приведены данные о фитомассе тонких корней в рядах и междурядьях культур, созданных без обработки почвы.
Таблица 3 - Фитомасса тонких корней культур ели, созданных без обработки почвы___
Возраст, лет Плотность почвы, г/см3 Глубина, см Фитомасса тонких корней диаметром до 5 мм
в рядах в междурядьях
г/м2 % г/м2 %
18* нет данных 0-10 251,6 84,2 140,0 71,2
10-20 28,0 9,4 40,4 20,6
20-30 19,2 6,4 16,0 8,2
30-40 - - - -
33 1,27 0-10 378,1 79,5 313,4 85,7
1,36 10-20 84,1 17,7 46,2 12,6
1,39 20-30 13,4 2,8 6,2 1,7
1,51 30-40 - - - -
*По данным М.С. Ковалева (1999).
Анализ данных, приведенных в таблице говорит о том, что более насыщены корнями почвенные горизонты в рядах культур, что объясняется, скорее всего, не различием в почвенных свойствах, а удалением от стволов деревьев.
Как в 18-летнем, так и в 33-летнем возрасте основная масса тонких корней необработанной почвы сосредоточена в верхнем 0.10 см слое. Ниже этого слоя количество корней резко снижается, а на глубине 30.40 см тонкие корни и вовсе не обнаруживаются. По сравнению с вариантами плужной обработки почвы, в варианте «целина» масса тонких корней в 8-, 18- и 33-летнем всегда ниже.
Учитывая все вышесказанное можно сделать следующие выводы:
1) Основная масса тонких корней до 33-летнего возраста в рядах культур, созданных по пластам плугов ПЛ0-400 и ПЛ-2-50, располагается в верхнем 0.20 см, а в междурядьях культур в верхнем 0.10 см слое почвы.
2) С возрастом массовая доля тонких корней в верхнем 0.10 см слое почвы в рядах культур, посаженных по плужным пластам, снижается, а в междурядьях увеличивается.
3) Спустя 33 года в варианте без обработки почвы запас тонких корней ниже, чем при обработке почвы плугами, а корнеобитаемая зона глубже в вариантах при посадке в плужные пласты.
4) Плужная обработка почвы влияет не только на корненасыщенность в рядах культур, посаженных по пластам, но и на распределение корней в междурядьях, непосредственно не затронутых механическим воздействием, понижая там уровень верховодки, тем самым способствуя освоению корнями более глубоких слоев почвы.
5) Несмотря на большую глубину корнеобитаемого слоя в варианте с обработкой почвы плугом ПЛО-400, абсолютное значение запаса фитомассы тонких корней выше в пластах и междурядьях плуга ПЛ-2-50, где создаются более благоприятные условия (оптимальная плотность) в верхнем слое 0.20 см почвы, где и сосредоточена основная масса тонких корней.
Литература
1) Ковалев, М.С. Влияние механической обработки почвы на развитие корневой системы ели [Текст] / М.С. Ковалев // Труды СПбНИИЛХ. СПб, 1999. - С.77-82
2) Коротаев, А.А. Оценка условий роста корневых систем в культурах ели при разных способах обработки почвы [Текст] / А.А. Коротаев // Лесоводство, лесные культуры и почвоведение. СПб, 1998. - С.113-120
3) Ярмишко, В.Т. Методы изучения лесных сообществ [Текст] / В.Т. Ярмишко // СПб, НИИХимии СПбГУ, 2002. - 240 с.
