CC BY
31
Лесное хозяйство
ОСОБЕННОСТИ РОСТА И РАЗВИТИЯ
опытных 11-ЛЕТНИх культур кедра, посаженных с комом в различных лесорастительных условиях
А. С. Чиндяев (фото 1),
доктор биологических наук, заведующий кафедрой лесных культур и мелиораций,
Т. А. мАТвЕЕвА (фото 2), аспирант,
Л. н. САДРиЕвА (фото 3),
аспирант, Уральский государственный лесотехнический университет
УоуІ
V
фото 1
о
фото 2
620100 г. Екатеринбург, ул. Сибирский тракт, 33 б
фото 3
Ключевые слова: посадка, лесокультурная площадь, биологический и технологический возраст, прирост по высоте. Keywords: Planting, silviculture area, biological and technological age, the increase in height
Цель и методика исследований.
Основная цель исследований роста и развития опытных культур кедра заключалась в изучении биологических возможностей его произрастания на осушенных торфяных почвах, а также в изучении возможных способов закуль-тивирования как старых задернелых вырубок на осушаемых площадях, так и безлесных участков, быстро зарастающих древесно-кустарниковой и буйной травяной растительностью.
Методика и объекты исследований.
Полевые работы выполнялись по общепринятым методикам [1, 2]. Так, в частности, на каждом из трех объектов исследований случайной выборкой бралось не менее 15 учетных экземпляров кедра. У каждого учетного деревца измерялись: общая высота (Н, м), диаметр на высоте 1,3 м ф, 3, см), возраст (А, лет) (возраст определялся как по годичным мутовкам, так и путем его определения у срубленных модельных экземпляров), текущие годичные приросты по высоте ^Ь|, см) за весь период жизни. Весь полевой материал подвергался статистической обработке [3, 4]. Точность опыта (Р,%) планировалась не более 9 %.
Объекты исследований характеризуются рядом особенностей.
Первый объект - это уплотненная древесная школа кедра на питомнике В.-Исетского лесхоза. Размещение кедра осуществлено по схеме 0,5х1,0 м. Биологический возраст составлял 9 лет, а его высота превышала 1 м. Почвы в школе суглинистые. Этот объект нами принят в качестве контроля.
Второй объект исследований создан на лесоболотном стационаре «Мостовое» [5]. Лесокультурная площадь представляла собой вырубку. Вырубке в опытных целях подвергся березовый древостой с составом 7Б2С1Е VIII класса возраста, VI класса бонитета с полнотой 0,6 и запасом 180 м3/га. Под пологом этого березняка подроста ели не было. Мощность торфа варьировала от 0,6 до
1,2 м. Осушение и вырубка древостоя осуществлены в 1989 г., и вырубка классифицировалась как старая задернелая, вейниковая. Ее площадь 0,57 га.
www.m-avu. пагоб. ги
Третий опытный объект исследований создан на стационаре «Песчаный» [6] также на месте вырубленного в 1979 г. сосново-березового древостоя и в этом же году площадь около 7 га была осушена системой открытых каналов. Она готовилась для создания лесного питомника. В 1983 г. на этой площади была создана плодово-ягодная плантация, предназначенная для сбора ягод и получения вегетативного материала (черенков) различных видов и сортов: смородины черной, облепихи, рябины обыкновенной и черноплодной, калины сладкоплодной, жимолости синей [7].
Объект представлял собой осушенное низинное болото с мощностью торфа 1,2 - 1,5 м. В настоящее время на площади 0,75 га, на которой созданы культуры, слой торфа составляет всего 25 - 35 см. Он подстилается оглеенными суглинками и почва классифицируется как осушенная заболоченная. Посадки ягодниковых кустарников на питомнике частью погибли, частью расхищены садоводами. Межканальные полосы заняты березой и ольхой высотой 4-6 м с сомкнутостью полога 0,3-0,4 в возрасте 15-20 лет. Бровки каналов заняты ивой высотой 2,5-4,0 м. В травяном покрове преобладают таволга вязолистая, дудник лесной, кипрей, малина, а также мелкое лесное разнотравье.
И, наконец, четвертый опытный объект создан на площади выпаса скота п. В. Синячиха. Площадь выпаса 3,4 га была засыпана привезенной глиной слоем 0,6-0,7 м. На этой площади были подготовлены ямы размером 0,5х0,6 для посадки кедра. Размещение принято 6,0х6,0 м.
На всех трех опытных объектах в 2000 г. была произведена посадка кедра с прикорневым комом (глыбкой) без подготовки почвы. Посадочный материал был взят из питомника В.-Исетского лесхоза.
Результаты и обсуждение.
Обработка и анализ полевого материала показал, что до пересадки кедр в древесной школе питомника постоянно из года в год увеличивал прирост по высоте, то есть нормально развивался до 9 лет (возраст биологический) (рис. 1).
В дальнейшем, то есть с 9 до 13 лет,
наблюдался период максимального роста кедра, в котором годичная величина прироста по высоте достигала 41 см.
В последние 6 лет прирост по высоте резко снизился (с 41 до 18 см) и стабилизировался на уровне 18-20 см в год.
Экспериментальные культуры кедра росли иначе, чем на контроле.
Выяснено, что после пересадки кедр 1-2 года адаптировался к новым лесорастительным условиям. Поэтому его прирост по высоте несколько снижался. После адаптации опытные культуры кедра на опытных объектах вновь начинают резко увеличивать прирост и по их значениям приблизились к приростам кедра на контроле.
Это справедливо только для двух объектов: задернелой и заболоченной вырубок, на которых торфяные почвы.
На площа ди выпаса рост кедра замедленный, его прирост в 1,5-2 раза меньше, чем у культур на вырубках. На этой площади очень жесткие лесорастительные условия, низкое плодородие почвы. Поэтому кедры здесь первые 8 лет осуществляли корневое питание за счет глыбки. Только лишь в последние 3 года их прирост резко, почти в 1,5 раза, увеличился и достиг величины 26-27 см в год. Такое увеличение прироста можно объяснить тем, что корневые системы начали осваивать и насыпной грунт (глину).
Таким образом, можно констатировать, что богатство лесорастительных условий обусловливает успешность роста культур кедра, посаженных с комом.
Это подтверждает и анализ их приростов (табл. 1). Так в первом пятилетии роста (2001-2005 гг.) лучше росли кедры на контроле (питомник). Это естественно, так как они не подвергались пересадке. Поэтому их прирост максимальный и составлял 31,8 см в год. Худший рост имеют культуры на выпасе. Их годичный прирост всего 19,2 см, что составляет
60,4 % от прироста кедров на контрольном участке. На площади вырубок с торфяными осушенными почвами приросты кедра составляют 26 см, или 81-82 % от прироста кедров на контроле.
Во второе (текущее) пятилетие (20062010 гг.) темпы роста культур изменяются.
43
Лесное хозяйство *
таблица 1
динамика прироста по высоте культур кедра посаженных с комом на различных в различных лесорастительных условиях
Лесорастительные условия объекта Биометрическая характеристика Средний годичный прирост по высоте, см
Н, м Размах кроны, м Первое пятилетие Второе (текущее) пятилетие
2001 2 0 0 2 2003 4 0 0 2 2005 средний Отношение к контролю, % 6 0 0 2 2007 2008 9 0 0 2 0 01 2 средний Отношение, %
К предыдущему пятилетию ю л о р н н о к К
Древесная школа питомника, почва суглинистая (контроль, к) 3,70 4,0 0,55x0,75 25 27 29 41 37 31,8 - 31 20 23 18 19 22,2 69,8 -
Старая задернелая вырубка, почва торфяная осушенная 3,74 4,8 1,24x1,46 16 17 27 33 37 26,0 81,8 27 27 26 23 22 25 96,2 112,6
Заболоченная площадь, почва торфяная осушенная 4,19 5,2 1,62x1,74 20 25 23 31 32 26,2 82,4 37 25 37 32 29 32,0 122,1 144,1
Площадь выпаса, почва отсыпка глины 2,73 3,3 1,61х1,64 21 21 16 18 20 19,2 60,4 18 18 27 26 27 23,4 121,9 105,4
1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010
Календарные годы
1 23456789 10 11
Технологический возраст, лет
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
Биологический возраст, лет
рисунок 1
динамика прироста по высоте культур кедра посаженных с комом в различных
лесорастительных условиях
Лучшим ростом характеризуют культуры на заболоченной площади. Их прирост достиг 32 см в год. Темпы роста их составляют 122% (по отношению к предшествующему пятилетию) и 144 % по сравнению с контролем. Контрольные культуры кедра в этом пятилетии росли хуже, чем в первом. Их прирост снизился до 69,8 % и составил всего 22,2 см в год. Это самый низкий прирост среди всех объектов.
Весьма интересна динамика прироста культур кедра на площади выпаса. Их прирост в текущем пятилетии увеличился на 121,9 % и составил 23,4 см в год, а по сравнению с контролем увеличение прироста составило 105,4 %. Иначе говоря, культуры на площади выпаса растут так же как и на контроле.
Анализ результатов статистической обработки полевого материала показал (табл. 2), что он надежен. В первом пятилетии точность опыта (Р, %) не превышает 7,3%. Культуры кедра на вырубках в этом пятилетии росли также как и на контроле (^=2,18 и 2,32), но на площади выпаса росли хуже, чем на контроле (^=6,11>3,0). Различие в их приростах на 12,6 см (31,8 см на контроле и 19,2 см на площади выпаса) статистически достоверно.
В текущем пятилетии (2006-2010 гг.), как мы уже отмечали, характер роста культур изменяется. Так на контроле прирост резко снижается (с 31,8 см до 22,2 см). Это снижение достоверно ^=3,97). На остальных трех объектах снижение приростов за это пятилетие не произошло ^ равно соответственно 2,22; 0,43 и 1,80).
Напротив, по отношению к контролю в это пятилетие достоверно увеличили прирост по высоте только культуры на заболоченной вырубке ^=3,74). Их годичный прирост достиг 32 см, а на контроле - всего
22,2 см.
Обращает на себя внимание и изменение вариабельности прироста (С,У). Так, она для культур на площади выпаса
увеличилась с 11,5 % в первом пятилетии роста до 20,7 % - во втором. Для культур на заболоченной вырубке она, наоборот, уменьшилась. Если в первом пятилетии она составляла 32,6 %, то во втором - лишь
22,4 см. Подобный характер изменения коэффициентов вариации можно во многом объяснить начавшимся процессом расчленения культур по скорости роста на социальные группы, т. е. быстро и медленно растущие [8]. Таким образом, можно констатировать, что культуры кедра, посаженные с комом на осушенных торфяных почвах, растут вполне успешно независимо от категории лесокультурных площадей.
Выводы
Выполненные исследования позволяют сделать следующие выводы:
• создание лесных культур крупномерным посадочным материалом кедра с прикорневым комом на осушенных
торфяных почвах является вполне приемлемым лесокультурным мероприятием;
•создание культур кедра таким посадочным материалом оправдано для площадей, на которых традиционные технологии выращивания не дают желаемого результата;
•такие культуры кедра не требуют подготовки почвы и проведение лесокультурных и лесоводственных уходов, что особенно актуально на сегодняшний день;
•схемы посадки (шаг посадки и расстояние между рядами) должны приниматься такими, чтобы успешно бороться с бурно развивающимся травяным покровом. Наиболее приемлемой схемой посадки считаем их размещение 1,5 на 3 м, что обеспечит смыкание лесных культур в ряду на 6-7 год, а между рядами - на 8-10 год. Проектная густота таких культур составит 2100 шт. на 1 га.
44
№№№. m-avu. narod. т
Лесное хозяйство *
таблица 2
статистические характеристики прироста по высоте 11-летних культур кедра посаженных с комом за последние два пятилетия
Средний (за 5 лет) прирост по высоте, см
Статистики Отношение
Объекты за 1 пятилетие ст m x C,V P tk за 2 пятилетие к 1 пятилетию к контролю ст m x C,V P е) е щ ю у в •*-> 1— с е ш д е р (п tk (текущее)
Контроль(к) 31,8 7,34 1,82 21,8 6,7 - 22,2 69,8 - 4,60 1,59 20,6 7,8 3,97 -
Задернелая вырубка 26,2 5,79 1,58 22,1 6,0 2,32 32,0 122,1 144,1 6,77 2,08 21,6 6,1 22,2 3,74
Заболоченная вырубка 26,0 8,64 1,94 32,6 7,3 2,18 25,0 96,2 112,6 5,56 1,33 22,4 5,3 0,43 1,35
Площадь выпаса 19,2 2,18 0,97 11,5 5,1 6,11 23,4 121,9 105,4 4,77 2,13 20,7 9,3 1,80 0,45
Литература
Кобранов Н. П. Обследование и исследование лесных культур // Тр. по лесному опытному делу. Л., 1930. Вып. 8. С. 1—102. Огиевский В. В., Хиров А. А. Обследование и исследование лесных культур. Л., 1967. 51 с.
Дворецкий М. Л. Практическое пособие по вариационной статистике. Йошкар-Ола : Поволжский лесотехн. ин-т, 1961. 100 с. Зайцев Г Н. Математическая статистика в экспериментальной ботанике. М. : Наука, 1984. 424 с.
Чиндяев А. С. Гидролесомелиоративные стационары / Опытное лесохозяйственное предприятие Уральской лесотехнической академии. Екатеринбург : УГЛТА, 1995. С. 11—15.
Чиндяев А. С. Гидролесомелиративный стационар «Песчаный» Свердловской области / Мелиоративно-болотные стационары России. Научн. центр ВАНТАА. МЕ^А, 2006. С. 202—203.
Мочалов С. А., Капралов А. В. Лесные питомники / Опытное лесохозяйственное предприятие Уральской лесотехнической академии. Екатеринбург : УГЛТА, 1995. С. 26—33.
Маслаков Е. Л. Классификация деревьев и социальная структура древостоя в культурах сосны и ели / Экология популяций. Новосибирск : СО АНСССР, 1988. С. 47—49.
влияние электромагнитного излучения промышленной частоты на почвенные экосистемы лесных биогеоценозов
Л. А. КовАЛЕнКо, доктор биологических наук, московский Энергетический институт (Технический Университет), и. в. ЩЕРБАКов, аспирант, Уральская ГСХА
620075, г. Екатеринбург, ул. Карла Либкнехта, 42; тел. 8 (343)259-09-10
Ключевые слова: Электромагнитное излучение, почвенная экосистема, биогеоценоз. bywords: Electromagnetic radiation, soil ecosystem, biogeocenosis.
Деградация природной среды, вызванная бесконтрольной хозяйственной деятельностью человека, в последние годы приобретает все более угрожающий характер [1, 2], в связи с чем особенно значимыми становятся методы оценки состояния экосистем и прогнозирование их функционирования. Важнейшая роль в диагностике лесных биогеоценозов, расположенных в зоне загрязнения от промышленных предприятий, а также на территориях, подверженных влиянию сельскохозяйственной деятельности и объектов энергетики, принадлежит биоиндикации, позволяющей объективно определить уровень устойчивости системы в целом при различных видах антропогенного прессинга [3, 4, 5, 6]. Работами многих авторов было показано, что, независимо от характера загрязнения почв, изменения активности некоторых ферментов в них, имеют сходство динамики и направленности этого процесса.
Это позволило сделать предположение о неспецифичности таких изменений, а почвенные ферменты особенно чувствительные к любым антропогенным воздействиям, было рекомендовано применять в качестве неспецифических интегральных биоиндикаторов загрязнения и в то же самое время рассматривать их, как биоиндикаторы адаптации почвенных экосистем к различного рода загрязнениям. Среди огромного множества (более тысячи) различных ферментов почв каталаза (КФ 1.11.1.6) является наиболее изученным биоиндикатором состояния почвенных экосистем при разных видах антропогенного воздействия. Показатели активности каталазы и относительного коэффициента каталаз-ной активности почвы (ККП - отношение активности фермента каталазы в верхнем горизонте почвы А1 к общей сумме показателей горизонтов почвенного профиля (01+02+А1)) могут служить для оценки
степени нарушения почвообразовательных процессов сосновых и других лесных насаждений и лесорастительных свойств почв [7].
Поскольку влияние электромагнитного воздействия от ЛЭП на почвы лесных биогеоценозов проводятся впервые, в качестве биоиндикаторов процессов адаптации к ЭМ загрязнению нами были выбраны наиболее информативные из них [8]. Так, из рассмотренных многими авторами индикаторов загрязнения почвенных экосистем, подвергавшихся длительному и хроническому, разной интенсивности действию различных по химической природе поллютантов, наиболее целесообразно определять следующие показатели: активность фермента каталазы в профиле почвенного разреза (суммарную активность) и выведенный и обоснованный авторами относительный показатель каталазной активности почвы (ККП). Эти параметры
www.m-avu. narod. ru
45
