CC BY
18
Науковий в ¡сник, 2000, вип. 10.4_
УДК 630*12:1-924.85(477) АстрантВ.Ф. М'истк'шськии - НАУ, м. Киге
ОСОБЛИВОСТ1 Б10Л0Г1ЧН0Г0 КРУГООБ1ГУ поживних РЕЧОВИН У Л1СОСТАНАХ Р13НОГО СКЛАДУ Д1БРОВ ПРАВОБЕРЕЖНОГО Л1СОСТЕПУ УКРА1НИ
Наведено результати дослщжень малого бюлопчного Kpyroo6iry основних елеменпв живлення у середньовжових люостанах pi3Horo складу д1бров Правобережного Люостепу Укра1ни
V.F. Myastkivskyy - National Agricultural University of Ukraine
Particular Features of Biological Rotation Flow of Nutritive Elements in Forests with Different Species Structure in the Oak Stands of Right-Site Forest-Steppe
Zone of Ukraine
The article presents the results of research on small biological rotation flow of the main nutritive elements in the middle-aged forests with different species structure in the oak stands of right-site forest-steppe zone of Ukraine.
Украша e л1содефщитною державою i проблема И забезпечення nicoroc-подарською продукщею постае перед л1швниками надзвичайно гостро. До того ж потреба народного господарства у л1сових ресурсах постшно зростае. Оскшьки nic належить до вщтворюваних природних pecypciB, це дае змогу не лише зберег-ти на ¿снуючому piBHi об'еми Bcix вид1в користувань л1сом, але й збшьшити ix, застосовуючи штенсивш та екстенсивш шляхи розвитку.
Для м1сця проведения наших дослщжень, а саме Дшстровсько-Дшпров-ського округу Л1состепово! облает Украши, характерним е добре розвинене сшь-ське господарство i иевисока л1сист1сть (11 %) [3]. Середньор1чна температура повпря складае +7,0 0С, середня температура липня +19,5 0С i шчня -5,7 0С. nepi-од з температурою вище +10 0С сягае 160-180 дшв. Р1чна кшьюсть опад1в зм1ню-еться в межах 450-550 мм, причому максимум ix (до 70 %) випадае в теплу пору року, часто у вигляд1 злив, що сприяе розвитку водно! ерозп (змиву i розмиву Гру-нт1в). Район дослщжень е сприятливим для вирощування багатьох цшних дерев-них порщ. Основними л1соутворюючими породами perioHy е дуб звичайний (Quercus robur L.), ясен звичайний (Fraxinus excelsior L.), клен гостролистий (Acer platanoides L.), граб звичайний (Carpinus betulus L.), липа др1бнолиста (Tilia cordata Mill.) та iHmi. Кл1матичш умови дозволяють, враховуючи особливосл прямого та непрямого взаемовпливу м1ж рослинами [4], вирощувати високопродук-тивн1 та цшт насадження.
Головна увага у дослщницькш робот1 придшялася вивченню взаемовщно-син двох найбшьш цшних у господарському вщношенш деревних порщ perioHy: дуба звичайного та ясена звичайного. Причому, ясену звичайному надаеться осо-бливе значения у наших дослщженнях як порода що, по-перше, мае значний по-тенщал у пщвищенш продуктивное^ л1шв i, по-друге, як пород1 з цшною деревиною, попит на яку останшм часом зростае. Тобто, ми розглядаемо ясен звичайний як другу головну породу Л1состепово! зони Украши.
Вивченням взаемовпливу деревних порщ в р1зних типах л1су, зокрема дуба з ясеном у грабових д1бровах, детально займався Д. Д. Лавриненко [6]. У cboix до-
* наук. KepiBHHK - проф. В.в.Свириденко, к.с.-г.н.
слщженнях вш використовував таксацшний метод (таксащя надземно! та тдзем-но1 частин насадження), метод обл1ку щор1чного опаду, а також метод м1чених атом1в, зокрема радюактивного ¿зотопу фосфору.
Аспект гостро! конкуренцп дуба та ясена як у надземному, так [ в тдзем-ному середовищ1 (вивчення кореневих систем) в умовах св1жо! особливо, сухо! д1бров висв1тлено у численних дослщженнях П.С. Погребняка [7], А.Г. Солдатова [9], М.1. Горд1енка [5].
1.1. Смольяшнов [8] вказував на важлив1сть вивчення особливостей жив-лення деревних порщ, що допоможе бшьш повно розкрити процеси взаемодп рос-лин, дасть змогу формувати деревостани того чи шшого складу у в1дповщност1 до наявних л1сорослинних умов. Але вщомо [7], що при зростанш в певних умовах кожна деревна порода формуе оптимальш для И власно! бюекологл властивосп Грунлв. На нашу думку, штенсившсть [ особливосп лЫвничого впливу кожно! деревно! породи необхщно оцшювати шляхом визначення показниюв малого бю-лопчного кругооб1гу поживних речовин. Знаючи бюеколопчш властивоста, характер живлення [ вплив на компоненти л1су кожного елементу деревостану та осо-бливосп малого бюлопчного кругооб1гу в цшому насадженш, ми зможемо глиб-ше зрозум1ти природу л1су, що дасть змогу комплексно вир1шувати питания ведения л1сового господарства.
Для вивчення особливостей бюкругооб1гу поживних речовин в л1сових на-садженнях р1зного складу було вщбрано типов! л1состани вжом 60-70 роюв, що зростають на темно-шрих св1жих л1сових суглинках в Тульчинському (ПП 1, 4, 9) [ Гайсинському (ПП 10-12) держл1сгоспах Вшницько! облает (Центральноподшь-ський л1согосподарський р-н) та на вилугуваних черноземах Балтського (ПП 16, 17, 20) держл1сгоспу Одесько! област1 (Швденний л1состеповий район Подшьсь-ко! височини). У вказаних л1состанах було закладено тимчасов1 пробш площ1 роз-м1ром 20x50 м за загальноприйнятою у л1совш таксацп методикою. Л1с1вничо-таксацшну характеристику досл1дних об'еклв наведено у табл. 1.
1з даних табл. 1 видно, що вш об'екти дослщження е одновжовими чи умо-вно-одновжовими, високопродуктивними (за винятком ПП - 16, 20), високопов-нотними (за винятком ПП - 11, 20) насадженнями. Уш об'екти зростають в умовах св1жо! д1брови (Д2), стан насаджень - задовшьний.
Табл. 1. Лтвничо-таксацшна характеристика тимчасових пробних площ
№ п/п Склад насадження ТЛУ Вж Б, см Н, м Боштет Повнота М, 3 -1 м -га
1 6Дз2Яз1Г1Кл + Ба Д2 70 25,3 22,0 I 0,90 310
4 4Дз4Яз2Г + Кл, Лп д, 63 20,8 21,5 I 0,82 250
9 9Дз1Г + Яз, Кл д, 68 22,7 21,5 I 0,93 290
10 10 Дз + Кл, Г Д2 72 20,8 21,5 I 0,97 320
11 8Яз1Дз1Кл + Г Д2 62 24,8 22,5 I 0,71 250
12 7Дз3Яз + Г, Кл Д2 72 24,0 22,5 I 1,00 370
16 6Дз2Яз1Лп1Кл Д2 60 18,1 18,5 II 0,96 240
17 6Дз3Яз1Г + Кл, Лп Д2 64 21,4 20,5 I 1,00 310
20 4Дз5Яз1В + Глд д?. 65 19,0 19,0 II 0,64 140
3 метою встановлення кшьюсних показниюв споживання основних еле-менлв живлення деревостанами р1зного складу на тимчасових пробних площах було вщбрано зразки р1чного опаду та л1сово! шдстилки з урахуванням досв1ду вивчення малого бюлопчного кругооб1гу Н.1. Базилевич [2]. Зразки р1чного опаду
74 Л1с1вницьга дослщження в Укра*1ш (УТ-1 Погребнягавсьга читання)
Науковий пи нии. 2000, вип. 10.4
вщбиралися з попередньо вщзначених 1-метрових площадок, а л1сова тдстилка -за допомогою металевого шаблону площею 0,05 м2 у десятикратнш повторностг Визначення запашв р1чного опаду [ л1сово! тдстилки дало змогу встановити опа-до-тдстилкове вщношення а [ бал штенсивносп бюкругооб!гу за м1жнародною 10-бальною шкалою Н.1. Базилевич-Л.С. Родша [1]. Ц1 дат наведено в табл. 2.
Табл. 2. 1нтенсившсть бюкругообиу мертвоI оргатчноИречовини тимчасових
пробних площ
№№ ПП Склад насадження Запас, т • га-1 (абсолютно суха маса) а Бал
опаду тдстилки
1 6Дз2Яз1Г1Кл + Ба 4,1 9,4 2,3 6
4 4Дз4Яз2Г + Кл, Лп 4,1 7,8 1,9 6
9 9Дз1Г + Яз, Кл 4,9 11,0 2,2 6
10 10 Дз + Кл, Г 4,5 9,6 2,1 6
11 8Яз1Дз1Кл + Г 4,0 8,5 2,1 6
12 7Дз3Яз + Г, Кл 3,9 6,5 1,7 6
16 6Дз2Яз1Лп1Кл 4,7 7,9 1,7 6
17 6Дз3Яз1Г + Кл, Лн 4,5 7,4 1,6 6
20 4Дз5Яз1В + Глд 3,5 6,2 1,8 6
За наведенпмп в табл. 2 данпмп, штенсившсть бюкругооб1гу на вмх пробних площах вщповщае 6-ти балам, а тип бюлопчного кругооб1гу мертво! оргашч-но! маеи наближаеться до еередньопродуктивного загальмованого. 3 анал1зу табл. 1 [ табл. 2 (показник а) добре помггна залежшсть штенсивност! бюкругооб!гу вщ складу (ПП 11,12,17-20), вжу (ПП 4, 16, 17 - 1, 9, 10) насадження як результат, - р1зниця у запасах насаджень.
Вичерпну об'ективну оцшку стану того чи шшого насадження можна дати теля з'ясування особливостей його мшерального живлення [ здатност! Грунту за-безпечити необхщне споживання елеменлв живлення в ¿снуючих природнокл1ма-тичних умовах.
3!браш р1чний опад [ л1сову тдстилку було зважено [ розсортовано за породами [ фракщями. Шсля визначення частки кожно! деревно! породи у загальнш маш опаду вщповщно, кожно! фракцп у мам тдстилки було сформовано серед-ш зразки.
У сформованих середтх зразках рослинного матер1алу масою 100 г за допомогою стандартних методик було встановлено вм1ст основних елеменлв живлення у р1чному опад! та лгсовш шдстилщ дослщних об'екпв. Визначення вм1сту сполук азоту проводилося фотометричним методом за допомогою реактиву Не-слера [ полум'яного фотометра ФПЛ-1, фосфору - методом Дешже, калж> - на полум'яному фотометр! РЬАРИО-4. Шсля помноження вм!сту елемент!в на кшь-к!сн! показники мертво! орган!чно! маси було встановлено запаси азоту, фосфору та калж> в опад!, що за 1.1. Смольян!новим [8] приблизно вщповщае об'ему р!чного споживання л!состаном вказаних елемент!в.
Вм!ст амон!йного азоту в Грунт! встановлювали за допомогою реактиву Неслера, н!тратного азоту - за допомогою юнселективних електрод!в методом Александрово!-Губарево!, а рухом! сполуки фосфору та кал!ю в Грунт! - за методом Кирсанова в кожному з чотирьох генетичних горизонпв 1-метрового профь лю. Запаси азоту, фосфору та кал!ю у метровому шар! Грунту визначалися з ура-хуванням об'емно! маси окремих генетичних горизонпв.
Кругооб1г азоту, фосфору та калж> характеризуется такими критер1ями: умовним р1чним сиоживанням, запасом у тдстилщ, об'емом циклу (сумою двох попередшх критерпв), запасом у Грунтовому шар1 0-100 см, м1стюстю кругооб1гу (сумою об'ему циклу [ запасу в Групп). Характеристику малого бюлопчного кру-гообпу азоту наведено в табл. 3.
Табл. 3. Малий бюлог1чний кругооб1г азоту, кг-га1
№ Умовне Запас у Об'ем Грунтовий запас у Млстюсть
п/п споживання П1ДСТИЛЦ1 циклу 0-100 см кругооб1гу
1 74 277 351 809 1160
4 72 234 306 585 891
9 87 219 306 535 841
10 67 167 234 371 605
11 66 201 267 279 546
12 58 140 198 553 751
16 97 175 272 591 863
17 80 147 227 423 650
20 63 148 211 500 711
3 даних табл. 3 видно, що споживання азоту л1состанами р1зного складу зм1нюеться в межах 58-97 кг-га-1, об'ем циклу зм1нюеться в межах 198-351 кг-га-1, а мютюсть кругооб1гу - 546-1160 кг-га-1. Причому, бшьше азоту, при меншш м1с-ткост1 кругооб1гу, споживаеться л1состанами з1 значною перевагою у склад1 дуба (ПП 9, 10) 1, особливо, ясена (ПП 11).
Характеристику малого бюлопчного кругооб1гу фосфору наведено в табл. 4.
Споживання фосфору л1состанами р1зного складу коливаеться в межах 1015 кг-га-1, об'ем циклу змшюеться в межах 32-43 кг-га-1, а м1стюсть кругооб1гу -1592-6208 кг-га-1. Тобто, при значнш м1сткост1 кругооб1гу насадження спожива-ють фосфору набагато менше, н1ж азоту. Беручи до уваги дан1 табл. 4 \ табл. 1, можна вщзначити, що об'ем циклу кругооб1гу фосфору б1льший у насадженнях з1 значною перевагою у склад1 дуба чи ясена (ПП 9-11). У даному випадку ми пор1в-нюемо об'еми циклу кругооб1гу фосфору, зважаючи на високу рухом1сть його сполук.
Табл. 4. Малий б1олог1чний кругооби фосфору, кг га1
№№ Умовне Запас у Об'ем циклу Грунтовий запас у Млстюсть
П П споживання П1ДСТИЛЦ1 0-100 см кругооб1гу
1 11 24 35 4717 4752
4 11 22 33 4583 4616
9 10 33 43 3995 4038
10 15 24 39 5944 5983
11 11 25 36 6172 6208
12 13 20 33 4338 4371
16 15 20 35 3374 3409
17 14 22 36 3587 3623
20 12 20 32 1560 1592
Характеристику малого бюлопчного кругооб1гу калж> наведено в табл. 5. Як бачимо з ще! таблиц! споживання кал1ю л1состанами р1зного складу зм1нюеть-ся в межах 29-64 кг-га-1, об'ем циклу зм1нюеться в межах 78-178 кг-га-1, а м1стюсть
Науковий вгеник, 2000, вип. 10.4_
кругооб1гу - 1596-4278 кгта"1. Причому, добре поминим е зростання вшх характеристик малого бюлопчного кругооб1гу калж> у насадженш з1 значною перевагою у склад1 ясена звичайного (ПП 11) та !х зниження у найбшьш продуктивних деревостанах (ПП 1, 12, 17). Винятком е лише ПП-10, яка межуе з видалом з1 складом насадження 8Яз1Дз1Кл + Г.
Табл. 5. Малий бюлог1чний кругооби кал1ю, кг-га'1
№№ Умовне Запас у Об'ем циклу Грунтовий запас у Млстюсть
П П споживання П1ДСТИЛЦ1 0-100 см кругооб1гу
1 34 55 89 1884 1973
4 43 57 100 1906 2006
9 43 69 112 2265 2377
10 53 86 139 1824 1963
11 64 112 176 4102 4278
12 29 49 78 1566 1644
16 40 55 95 1691 1786
17 36 53 89 1507 1596
20 39 75 114 1517 1631
Анал1з даних табл. 3-5 засв1дчуе ¿снування залежносп кшькосл споживан-ня того чи шшого елементу в1д складу насадження та вщ його розмщення в межах л1сорослинного округу навпъ, району.
Як зазначалося вище, об'ективно оцшити роль кожно! деревно! породи у л1состаш залежно в1д частки И участа в р1зних природно-ктматичних умовах до-зволяють показники малого бюлопчного кругооб1гу. До цих показниюв належать: а (альфа) - характеризуе штенсившсть кругооб1гу елементу [ визначаеться вщно-шенням запасу елементу в л1совш тдстилщ до його запасу в р1чному опадц у (гамма) - характеризуе тривал1сть проходження елементом циклу кругооб1гу [ визначаеться вщношенням величини об'ему циклу до кшькоста умовного споживан-ня елементу; о (омжрон) - показник бюлопчно! оцшки запасу Грунтового жив-лення елементом [ визначаеться вщношенням Грунтового запасу в 1-метровому шар1 до умовного споживання елементу [8].
Результата обчислення показниюв малого бюлопчного кругооб1гу л1со-сташв пробних площ наведено в табл. 6.
Табл. 6. Показники малого б10лог1чного кругообщ л1состашв тимчасових пробних _площ_
№ п/п Азот Фосфор Калш
а У о а У о а У о
1 3,7 4,7 10,5 2,2 3,2 429 1,6 2,6 55,4
4 3,3 4,3 8,1 2,0 3,0 417 1,3 2,3 44,3
9 2,5 3,5 6,1 3,3 4,3 400 1,6 2,6 52,7
10 2,5 3,5 5,5 1,6 2,6 396 1,6 2,6 34,4
11 3,0 4,0 4,2 2,3 3,3 561 1,8 2,8 64,1
12 2,4 3,4 9,5 1,5 2,5 334 1,7 2,7 54,0
16 1,8 2,8 6,1 1,3 2,3 225 1,4 2,4 42,3
17 1,8 2,8 5,3 1,6 2,6 256 1,5 2,5 41,9
20 2,3 3,3 7,9 1,7 2,7 130 1,9 2,9 38,9
Наведен! в табл. 6 дат св1дчать про те, що штенсившсть бюкругооб1гу збь льшуеться у напрямку з швноч1 на швдень. Найбшьш штенсивно проходить бюло-пчний кругооб1г калж>, а дал1, у б1к зменшення штенсивноста, - фосфору [ азоту.
Показники малого бюлопчного Kpyroo6iry досить точно вказують на зни-ження бюлопчно! стшкосл насадження в той час, коли в1зуально це зниження малопомпта або непомпта взагалг Це тдтверджуеться значним зменшенням Mi-сткост1 Kpyroo6iry азоту на ПП 11 i фосфору на ПП 20.
Якщо у сприятливих умовах (Гайсинський держл1сгосп) зниження бюлопчно! стшкосп ¿стотно не впливае на продуктившсть насадження, то з попршен-ням умов м1сцезростання, як то нестача вологи, змша типу Грунту (Балтський де-ржл1сгосп), перевага ясена у склад1 деревостану ПП 20 призводить, разом 3i зни-женням бюлопчно! стшкосп, до зменшення продуктивное^ л1су. Ясен звичайний е мегатрофом, про що також св1дчить MicTKicTb Kpyroo6iry фосфору та кал1ю на ПП 11, тому значна його участь у насадженнях твденних л1состепових райошв е небажаною.
Звичайно питания малого бюлопчного Kpyroo6iry потребують бшьш гли-бокого вивчення, однак на основ! проведених дослщжень, можна зробити деяю попередш висновки:
• 3 в1ком ¡нтенсившсть малого бюлопчного Kpyroo6iry зменшуеться.
• 1нтенсившсть 6ioKpyroo6iry в межах люорослинного району значною Miporo зале-жить вщ складу насадження.
• За допомогою показниюв малого бюлопчного Kpyroo6iry можна об'ективно ощ-нити pißeHb бюлопчно! стшкосп того чи шшого насадження в конкретних люоро-слинних умовах.
• Обчислеш для насаджень р1зного складу показники Kpyroo6iry основних елемен-TiB живлення шдтверджують положения, що ясен е породою-мегатрофом i, особливо, при несприятливих умовах зростання, значна (бшьше 4 одиниць) участь його у насадженш е небажаною.
Лггература
1. Базилевич Н.И., Родин Л.Е. Типы биологического круговорота зольных элементов и азота в основных природных зонах северного полушария// Генезис, классификация и картография почв СССР/ Доклад к VIII международному конгрессу почвоведов. - М.:, 1964. - С. 134-136
2. Базилевич Н.И., Титлеиова A.A., Смирнов В.В., Родин Л.Е., Нечаева Н.Т., Левин Ф.И. Методы изучения биологического круговорота в различных природных зонах. - М.: Мысль, 1978. - 184 с.
3. Генсирук С.А. Комплексное лесохозяйственное районирование Украины и Молдавии. -К.: Наук. думка, 1981. - 360 с.
4. Горышина Т.К. Экология растений. - М.: Высшая школа, 1979. - 368 с.
5. Горд1енко M.I., Гойчук А.Ф., Горд1енко Н.М., Леонтяк Г.П. Ясени в Украшг - К: Ольгоспосвпа, 1996. - 392 с.
6. Лавриненко Д. Д. Взаимодействие древесных пород в различных типах леса. - М.: Лесн. пром-сть, 1965. - 248 с.
7. Погребняк П.С., Шмидт В.Э., Калужский Н.И., Вербицкий Л.Н. Основы лесной типологии. - К.: Гостехпромиздат, 1944. - 311 с.
8. Смольянинов И.И., Пастернак П.С., Рябуха Е.В., Угаров В.Н. К проблеме оценки почвенного питания древесных пород и лесных насаждений// Питание древесных растений и проблема повышения продуктивности лесов. - Петрозаводск, 1972. - С. 47-73
9. Солдатов А.Г. Выращивание высокопродуктивных дубрав. - М.: Сельхозиздат, 1961. -
176 с.
