CC BY
52
УДК 634. 0. 116. 64
НАПРАВЛЕНИЯ И РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ ПО ЗАЩИТНОМУ ЛЕСОРАЗВЕДЕНИЮ В КАМЕННОЙ СТЕПИ
В.И. ТУРУСОВ, член-корреспондент Россельхоза-кадемии, директор
А.М. НОВИЧИХИН, кандидат сельскохозяйственных наук, зам. директора
А.С. ЧЕКАНЫШКИН, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник П.В. ПАВЛОВ, аспирант
Воронежский НИИСХ им. В.В. Докучаева Россель-хозакадемии
Е-таН: niishl c@mail.ru
Резюме. В статье изложены основные этапы становления и развития исследований по защитному лесоразведению в Каменной Степи. Показана эффективность защитных лесных насаждений в создании устойчивой агроэкологической обстановки. Ключевые слова: Каменная Степь, микроклимат, лесные полосы, способы посадки, тип смешения.
Начало научных исследований по защитному лесоразведению в Каменной Степи связано с «Особой экспедицией по испытанию и учету различных способов и приемов лесного и водного хозяйства в степях России», организованной профессором В.В. Докучаевым 22 мая 1892 г., цель которой заключалась «в улучшении естественных условий земледелия с упорядочением водного хозяйства в степной полосе России посредством разного рода облесительных и обводнительных работ».
Из трех участков экспедиции самым значительным по объему и содержанию опытных лесомелиоративных работ оказался Каменностепной стационар.
Посадка лесных полос в Каменной Степи началась осенью 1893 г. Первую лесную полосу № 69 (в соответствии с современной нумерацией насаждений) площадью 1,18 га заложили около колодца по наблюдению за колебанием уровня грунтовых вод. В дальнейшем, начиная с весны 1894 г., осуществляли планомерную посадку защитных насаждений на полях и балках согласно плану, составленному лесоводом экспедиции, осуществлявшим общее руководство лесокультурными работами, О.И. Ковалевым.
При создании насаждений
ставились задачи опреде- Таблица 1. Таксационная характеристика лесных полос с преобладанием
лить устойчивость лесной дуба черешчатого растительности в степных условиях, наилучшие способы создания лесополос, комбинации смешения древесно-кустарниковых пород, изучить их взаимовлияние.
Весной 1899 г., после закрытия Экспедиции, на базе созданных лесных полос было организовано Камен-ностепное опытное лесничество, после расформирования которого (1908 г.) облесенные земли передали Департаменту земледелия, а работы, связанные с посадкой лесных насаждений в Каменной Степи, прекратили.
За экспедиционный период и время работы Ка-менностепного опытного лесничества (1893-1908 гг.) был создан лесомелиоративный комплекс (92 лесные полосы площадью 197,7 га). Многие защитные насаждения, несмотря на некоторые ошибки в первичных схемах смешения по составу и продуктивности, - эталон для степного лесоразведения. На сегодняшний день распределение по преобладающей породе в их составе выглядит следующим образом: дуб черешчатый -61,5 %, клен остролистный - 22 %, ясень обыкновенный -7,4 %, ильмовые (вяз, берест) - 2,9 %, береза повислая -1,2 %. На долю насаждений без преобладания какой-либо породы приходится 5,0 % [1].
Первый и второй ярусы насаждений состоят из дуба черешчатого, ясеня обыкновенного и пушистого, клена остролистного, вяза, реже из липы, груши, березы и клена ясенелистного. Третий ярус образуют клен остролистный и ясенелистный, вяз, ясень обыкновенный и пушистый, липа, груша, реже дуб. Во многих лесных полосах имеется четвертый ярус из подлеска древесных пород и кустарников разной густоты.
Несмотря на то, что в некоторых насаждениях доля участия дуба черешчатого сократилась, он заметно преобладает в их составе на всех типах местности. Насаждения с преобладанием дуба лучшие по производительности. Они относятся к 1-11 классу бонитета. Запас древесины составляет 300...500 м3/га, максимальная высоте деревьев - 31,0 м, диаметр - 80,0 см (табл. 1).
В процессе увеличения объема лесомелиоративных исследований в дополнение к применявшимся особой экспедицией В.В. Докучаева и Каменностепным опытным лесничеством типам лесных культур (нормальный, донской, древесно-кустарниковый, одно- и двухку-старниковый) были разработаны и испытаны в разных вариантах такие способы посадки и выращивания лесных полос, как коридорный способ выращивания дуба (Ю.В. Ключников, 1938-1948 гг.), который имеет объективную биолого-лесоводственную основу и до сих пор применяется после усовершенствования его
№/ возраст (лет) Ярус Состав насаждений* Число деревьев, шт./га Полнота Бонитет Запас, м3/га
1/107 I 6Д4Яо 174 0,9 II 293,1
II 8Ко2Яо+В 183 25,8
III 8Ко2В 161 3,0
11/106 I 9Д1В 136 0,8 II 208,9
6В2Д1Ко1Кяс 153 58,6
III 6В4Ко 112 6,2
34/103 I 5Д4Яо1Лп 148 1,0 I 308,0
5Лп4Д1Яо 186 153,9
III 3Лп3Ко2В2Кяс 148 3,0
42а/102 I 5Д3Яо1Яп1Б 142 0,8 I 285,7
5Яп2Д2Аб1В 86 25,0
III 4Яо3Кяс1Яп1В 85 2,7
45/101 I 10Д 176 0,8 II 269,3
II 9Д1В 42 27,3
III 4В3Г1Ко1Кяс 85 5,8
*Д - дуб черешчатый, Яо и Яп - ясень обыкновенный и пушистый, Ко и Кяс -клен остролистный и ясенелистный, В - вяз, Лп - липа мелколистная, Б - береза повислая, Г - груша, Аб - акация белая
Рисунок. Уровень грунтовых вод в различных пунктах наблюдений: —♦— - весна, —■— - лето, —*— осень.
на основе исследовании отдела агролесомелиорации Воронежского НИИСХ (1965-1991 гг.); гнездовоИ посев дуба (Н.Ф. Зубович, Г.Г. Полосухин, А.А. Шаповалов, 1949-1954 гг.); диагонально-групповой способ создания лесных насаждений (Е.С. Павловский, 19551964 гг.); выращивание лесных полос крупномерными саженцами (И.А. Юрин, Н.Г. Петров, 1958-1969 гг.).
Многолетние стационарные исследования [3...5 и др.] позволили выявить механизм и степень влияния лесных полос на дальность распространения зоны эффективного действия по снижению скорости ветра, динамику снегонакопления, влажность почвы, испарение влаги, температуру воздуха и почвы, урожайность сельскохозяйственных культур.
В частности, установлено, что под защитой системы лесных полос скорость ветра снижается на 30.50 %, относительная влажность воздуха повышается на 4.8 %, средняя величина дополнительного увлажнения полей за счет снегонакопления достигает 47 мм, непродуктивное испарение влаги уменьшается на 15.25 %.
Физические свойства почвы в верхнем полуметровом слое под лесными полосами улучшаются до оптимальных параметров, а ее водопроницаемость повышается, по сравнению с пашней, в 2-3 раза. Так, через почву лесной полосы за 1 минуту просачивается 0,37 мм влаги, через почву межполосной клетки -0,16 мм, а с открытого участка - всего 0,08 мм.
Результаты специальных опытов по изучению поверхностного стока в лесных полосах и на защищаемых ими полях показывают, что каждый квадратный метр межполосной клетки в среднем поглощает 21 л паводковой воды, лесной полосы - 387 л. Коэффициент стока с безлесных участков достигает 0,6, а при 100 %-ной защищенности лесными полосами - 0,10.0,16.
Улучшение почвенной среды и микроклимата в приземном слое на полях, защищенных лесными полосами,
благотворно влияет на рост и развитие сельскохозяйственных культур и, как следствие, на урожай. По многолетним данным в системе лесных полос Каменной Степи прибавка урожая зерновых составляет 15.20 %, подсолнечника - 10.15 %, проса - 26.29 %, сахарной свеклы и силосных культур - 20.36 %, трав - 80.90 %.
Изучение гидрологической роли лесных полос и их влияния на уровень грунтовых вод [2] позволило выявить сезонные колебания уровня грунтовых вод при отсутствии строгой закономерности.
В результате исследований, проведенных в 2001-2006 гг., установлено, что в лесных полосах на водоразделах и пологих склонах, зеркало грунтовых вод в весенний, летний и осенний периоды ниже, чем на прилегающих сельскохозяйственных угодьях и залежных участках.
На маршруте в системе широких лесных полос (более 100 м) выявлена аналогичная закономерность формирования зеркала грунтовых вод: весной, летом и осенью под лесной полосой они образуют так называемую «воронку», разница глубины которой колеблется от 1,2 м, по сравнению с залежью, до 1,0 м - с полем (см. рисунок).
Исследования прерывистых лесных полос нового поколения, разработанных и апробированных в производственных условиях [6], показывают, что с лесоводственно-биологических позиций блочная (макробиогрупповая) посадка позволяет снижать конкурентные отношения в узких лесных полосах между главными, сопутствующими и быстрорастущими породами, создает благоприятные условия для роста и развития сельскохозяйственных культур, способствует повышению их урожайности (табл. 2).
Таблица 2. Урожайность сельскохозяйственных культур в зоне влияния опытных лесных полос (ОПХ «Знамя Октября», 2006-2009 гг.)
Лесная полоса Культура В зоне 0...100 м В центре поля (350 м) Прибавка
ц/га | %
Сплошная Озимая пшеница 30,1± 0,58 25,9± 0,51 4,2 16,2
Ячмень 24,4± 0,29 21,8± 0,61 2,6 11,9
Подсолнечник 19,9± 0,97 17,5± 0,33 2,4 13,7
Сахарная свекла 378,2±7,95 352,0±9,81 26,2 7,4
Кукуруза на силос 305,6±10,38 287,8±7,20 17,8 6,2
Прерывистая Озимая пшеница 31,9± 0,59 25,9± 0,51 6,0 23,2
Ячмень 25,7± 0,26 21,8± 0,61 3,9 17,9
Подсолнечник 21,6± 0,99 17,5± 0,33 4,1 23,4
Сахарная свекла 395,8±9,88 352,0± 9,81 43,8 12,4
Кукуруза на силос 317,1±9,91 287,8± 7,20 29,3 10,2
Сегодня исследования по агролесомелиорации в Воронежском НИИСХ ведутся в направлении оптимизации природопользования лесоаграрных ландшафтов на основе методологии ландшафтной агролесомелиорации, первоочередная задача которой трансформация агроландшафта в лесоаграрный ландшафт. Концепция разработок построена на том, что при адаптивно-ландшафтном обустройстве сельскохозяйственных территорий лесным насаждениям отводится роль экологических коридоров, выполняющих транспортные функции вещественно-энергетического обмена.
Таким образом, наследие Особой экспедиции по защитному лесоразведению в Каменной Степи оказалось весьма результативным для становления и развития лесомелиоративной науки, причем по основным научным направлениям имеются хорошие заделы на будущие, базирующиеся на результатах многолетних исследований.
Литература.
1. Ахтямов А.Г. Разработка научно-технических основ повышения биолого-лесоводственных факторов агролесомелиоративных комплексов Центрально-Черноземной зоны/ Отчет по НИР НИИСХЦЧП им. В.В. Докучаева. - Каменная Степь, 2005. - 101 с.
2. Басов Г.Ф., Грищенко М.Н. Гидрологическая роль лесных полос. - М.: Гослесбумиздат, 1963. - 201 с.
3. Бурнацкий Д.П. Влияние лесных полос на климат приземного слоя воздуха, почву и урожай сельскохозяйственных растений //Вопросы травопольной системы земледелия. - М.: изд-во АН СССР, 1952. - Т. 1. - С. 24-57.
4. Винокурова И.К. Мелиоративная роль системы защитных лесных полос// Преобразование природы в Каменной Степи. - М.: Россельхозиздат, 1970. - С. 64-77.
5. Петров Н.Г. Система лесных полос. - Москва, 1975. - 115 с.
6. Скачков Б.И., Чеканышкин А.С. Новое направление в выращивании полезащитных и стокорегулирующих полос//Вестник Российской академии наук. - 1992. - № 3. - С. 35-36
OF THE DIRECTION AND RESULTS OF RESEARCHES ON PROTECTIVE ЛЕСОРАЗВЕДЕНИЮ
IN STONE STEPPE V.I.Turusov, A.M.Novichihin, A.S.Chekanyshkin, P.V.Paul
Summary. In article the basic stages of formation and development of researches on protective wood cultivation in Stone Steppe are stated. Efficiency of protective wood plantings in creation of steady agroecological conditions is shown. Key words: Stone Steppe, a microclimate, wood strips, ways of landing, mixture type.
УДК 631.416.9
ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ МИКРОЭЛЕМЕНТОВ В ПОЧВАХ БЕЛГОРОДСКОЙ ОБЛАСТИ
С.В. ЛУКИН, доктор сельскохозяйственных наук, директор
Р.М. ХИЖНЯК
ФГБУ «Центр агрохимической службы «Белгородский»
E-mail: serg.lukin2010@yandex.ru
Резюме. На основе анализа данных сплошного агрохимического обследования установлены географические закономерности распределения микроэлементов в почвах Белгородской области. Представлены картосхемы содержания цинка, меди и свинца. Наиболее высоким валовым содержанием цинка (51,9. ..54,5 мг/кг) и меди (15,5. ..16,0 мг/кг) отличаются почвы Вейделевского, Волоконовского, Новооскольского районов, в основном входящих в степную зону области, свинца (15,4... 17,2 мг/кг) - Ровеньского, Новооскольского, Волоконовского, Вейделевского, Алексеевского районов. Наименьшие величины этих показателей характерны соответственно для почв Крас-нояружского, Грайворонского, Ракитянского, Борисовского, Яковлевского, Прохоровского, Губкинского и Старооскольско-го районов - 34,8.39,7 мг/кг, Борисовского, Грайворонско-го, Ивнянского и Ракитянского районов - 10,8.11,8 мг/кг, Краснояружского, Ракитянского и Старооскольского районов - 10,9.11,9 мг/кг. Средневзвешенное валовое содержание цинка в пахотных почвах области составляет44 мг/кг, меди - 13,5, свинца - 14,3 мг/кг, что ниже кларка по Виноградову соответственно на 6, 6,5 и 4,3 мг/кг. Изучено валовое содержание микроэлементов в почвах разного механического состава. Ключевые слова: кларк, медь, микроэлементы, свинец, тяжёлые металлы, чернозём, цинк.
указал В.И. Вернадский, который отмечал, что состав почвы не случаен, а находится в очень тесной связи с составом других частей биосферы [1]. А.П. Виноградов к микроэлементам относил обли-гатные для растительных и животных организмов элементы, содержание которых находится в пределах 0,01...0,00001 % [2]. Поскольку атомная масса большинства микроэлементов (металлов) выше 40, то к ним применим термин «тяжёлые металлы» (ТМ) [3]. В живых организмах многие из них входят в состав ферментов, витаминов, гормонов и других жизненно важных соединений. Практически любые микроэлементы при высоком содержании могут стать токсичными, а такие потенциально токсичные элементы, как РЬ, Сс1, Нд, Ав, в очень малых кон-
Впервые на особую роль микроэлементов в биологических процессах
Рис. 1. Картосхема валового содержания цинка в почвах пашни, мг/кг: -40...50, -30...40.
- 50...60,
