CC BY
33
ПОВЫШЕНИЕ ПЛОДОРОДИЯ ПОЧВ В ОПЫТАХ С МИНЕРАЛЬНЫМИ УДОБРЕНИЯМИ В СОСНЯКАХ УНЖЕНСКОЙ НИЗМЕННОСТИ
В.А. РОЖКОВ, член-корреспондент РАСХН, профессор, зав. кафедрой почвоведенияМГУЛ, И.И. СТЕПАНЕНКО, доц. каф. лесоводства и подсочки леса МГУЛ, О.В. КОРМИЛИЦИНА, доц. каф. почвоведения МГУЛ
Повышение продуктивности лесов является одной из важных и актуальных проблем лесной науки и практики. Этому вопросу в течение всей своей творческой деятельности уделял большое внимание академик Мелехов Иван Степанович. Им была разработана комплексная система мероприятий по повышению древесной продуктивности лесов, которая нашла широкое признание, применение во всем мире и актуальна в настоящее время [4, 5].
Эффективным мероприятием повышения продуктивности лесных насаждений является улучшение минерального питания почв за счет внесения удобрений. Этот прием И.С. Мелехов в своей системе мероприятий по повышению древесной продуктивности отнес к направлению «ускорение роста лесов путем воздействия на условия их произрастания» [4, 5]. Мировой и отечественный опыт показывает, что с помощью минеральных удобрений можно значительно ускорить процесс выращивания леса, увеличить запасы древесины, повысить устойчивость лесных насаждений к неблагоприятным факторам [1, 2, 7-10].
Наши исследования проводились в сосняках разных типов леса, произрастающих в подзоне южной тайги Костромской области, Унженской низменности; их таксационная характеристика приведена в табл. 1.
В изучаемом районе исследований в 1930-1950 годах велась интенсивная эксплуатация лесов с применением сплошных концентрированных рубок [2, 3, 6]. Это способствовало усилению эрозионных процессов и обеднению почвенного плодородия. На отдельных участках с 1 гектара вырубок ежегодный дополнительный вынос почвы
составлял 50-100 кг. Указанные процессы привели к снижению продуктивности вторичных лесов Унженской низменности [6].
Для повышения продуктивности сосновых насаждений в Чернолуховском опытном лесхозе были проведены экспериментальные работы с внесением минеральных удобрений. Перед удобрением лесных насаждений ВНИИХлесхозом был проведен первый этап почвенных исследований в 1981 г., который показал низкую обеспеченность сосны азотом, фосфором и калием. Данные по содержанию основных элементов питания на разной глубине почвы до удобрения в разных типах леса представлены в табл. 2. Удобрения были внесены в четырех типах леса: сосняках брусничном, черничном, лишайниковым, долгомошном. Опыты с удобрением сосновых насаждений проводились в два приема. Первый прием внесения удобрений был в мае 1982 г., второй - в мае 1987 г.
Первый прием внесения удобрений и закладка пробных площадей были проведены по одинаковой схеме во всех изучаемых типах леса. В каждом типе леса с трехкратной повторностью испытывались 4 вида удобрений: азотные (К) в форме карбамида (46 % К), фосфорные (Р) в форме гранулированного суперфосфата (20 % Р2О5), калийные (К) в форме хлористого калия (54 % К2О) и полные (КРК) в сочетании перечисленных видов и форм удобрений в дозах 100, 150, 200 кг/га по действующему веществу (д. в.), а также были заложены контрольные пробные площади (без удобрений).
Во второй прием в мае 1987 г. были использованы только азотные удобрения в форме карбамида в дозе 150 кг/га д. в., которые дали наибольший эффект при однократ-
ном удобрении в изучаемых типах леса. Они были внесены по одинаковой схеме в сосняки брусничный, черничный, лишайниковый на опытные участки: N100, N150, P150, K150, (NPK) 150. В сосняке долгомошном повторного внесения удобрений не проводилось из-за низкой эффективности удобрений в этом типе леса.
Второй и третий этапы почвенных исследований проводились соответственно после первого и второго приемов внесения удобрений для изучения их влияния на некоторые физико-химические свойства почв в изучаемых типах леса. Второй этап почвенных исследований проводился в сентябре 1987 г., через 6 лет после первого удобрения (1982-1987), а в опыте с N150 - в первый год после повторного внесения удобрений. Третий этап почвенных исследований проводился в сентябре 2000 г., через 14 лет после второго приема внесения удобрений (1987-2000).
Изучение морфологического строения, физических и химических свойств почв проводилось в соответствии с принятыми в почвоведении и агрохимии методами [11]. В изучение почв входило определение механического состава (по Сабанину), влажности, объемного веса, рН солевой вытяжки, гидролитической кислотности (по Г. Каппену), суммы обменных оснований (по Каппену-Гильковицу), гумуса (по И.В. Тюрину), содержания подвижных
форм азота, фосфора, калия и валовых форм азота. Подвижные фосфор и калий определялись по А.Т. Кирсанову. Валовые формы азота и фосфора определялись после озоле-ния колориметрически по методике А.М. Мещерекова. Плотность абсолютно сухой почвы, при ее естественной влажности по Н.А. Качинскому. Емкость поглощения почвы по Захарчуку.
Для изучения физических и химических свойств почв на каждой пробной площади почвенным буром методом конверта брались смешанные образцы на глубине 20-30-40 см.
Строение почвы изучалось в каждом типе леса по почвенному профилю. На пробной площади делались 3 прикопки и в наиболее характерном месте закладывался почвенный разрез. Изучение физических и химических свойств почвы по ее горизонтам проводилось на смешанных образцах в трехкратной повторности.
Изучение физических свойств почв выполнялось на кафедре почвоведения МГУЛ, химических свойств - в Почвенном институте им. В.В. Докучаева при участии авторов.
Описание морфологического строения почв по генетическим горизонтам в изучаемых типах леса проводилось по принятой в почвоведении методике [11]. Ниже дана характеристика почвенных разрезов по типам леса.
Таблица 1
Динамика таксационных показателей в удобренных сосняках разных типов леса
Тип леса Годы Возраст, Бонитет Состав Нср., Дср., Полнота Запас, м3
лет м см
сосняк 1982 80 II 10С 23 26 0,8 300
брусничный 2002 100 II 10С 28 32 0,8 370
сосняк 1982 83 II 10С 25 24 0,9 377
черничный 1997 98 II 10С 29 31 0,9 420
сосняк 1982 85 II 10С 23 26 0,7 290
лишайниковый 2002 105 II 9С+Б 25 30 0,7 330
сосняк 1982 70 III 9С1Б+Е 19 20 0,7 212
долгомошный 2002 90 III 8С2Б+Е 24 26 0,7 240
Таблица 2
Содержание основных элементов питания на разной глубине почвы до удобрения в разных типах леса (данные ВНИИХлесхоза, 1987)
Глубина отбора образца, см Подвижные формы % N общий, (по Кьельдалю)
Р2О5 К2О рН солевой вытяжки
мг/100г
Сосняк брусничный
0-20 3,8 11,5 0,07
20-40 1,8 1,5 0,03 5,0
40-60 1,4 4,0 0,03
Сосняк черничный
0-20 0,22 3,0 0,05
20-40 0,52 2,0 0,03 5,1
40-60 0,25 2,1 0,03
Сосняк лишайниковый
0-20 0,85 1,0 0,07
20-40 1,85 1,0 0,05 4,9
40-60 1,65 0,75 0,07
Сосняк долгомошный
0-20 0,50 8,0 0,14
20-40 0,27 1,5 0,04 5,1
40-60 0,70 1,0 0,04
Сосняк брусничный
Почва : слабоподзолистая песчаная на
аллювиальных отложениях
- А0 0-9/9, см - веточки, хвоя, мох, полусгнившие остатки, под подстилкой гу-мусированная полоса, шириной 1-2 см.
- А2 9-17/8, см - свежий, белесый песок, бесструктурный, рыхлый, корни, граница языковатая, переход в горизонт В1 резкий.
- В1 17-39/12, см - свежий, светло-бурый песок, бесструктурный, уплотненный, корни, окислы железа в виде темно-бурых пятен, граница языковатая, переход в горизонт В2 резкий.
- В2 39-85/46, см - свежий, желтый песок, бесструктурный, уплотненный, корни, прерывистые слои образующегося ор-тзанда, граница постепенная, переход в горизонт С плавный.
- С 85 и ниже, см - свежий песок, бесструктурный, уплотненный, корни, линзы песка, сцементированного железом.
Сосняк лишайниковый
Почва: дерново-слабоподзолистая песчаная на древнеаллювиальных отложениях
□ ^-М
- А0 0-5/5, см - веточки, хвоя, полусгнившие остатки, под подстилкой гумуси-рованная полоса шириной 1-2 см.
- А2 5-16/11, см - сухой, светлосерый песок, бесструктурный, рассыпчатый, корни, форма границы прямая, переход в горизонт В1 ясный.
- В1 16-37/21, см - свежий, бурый песок, бесструктурный, рыхлый, корни, форма границы языковатая, переход в горизонт В2 ясный.
- В2 37-104/67, см - свежий, от светло-бурого до желтого песок, бесструктурный, уплотненный, в нижних слоях слоистый песок с более темными пятнами, форма границы размытая, переход в горизонт С постепенный.
- С 104 и ниже, см - свежий, от палевого до светло-серого песок, бесструктурный, уплотненный, вертикальные темно-черные пятна с прерывистыми прослойками ортзанда.
Сосняк черничный
Почва: дерново - среднеподзолистая песчаная
- А0 0-3/3, см - подстилка из остатков хвои, мелких веточек, полусгнивших остатков, под подстилкой гумусированная полоса шириной 3 см.
- А1 3-6/3, см - свежий, темно-серый мелкозернистый средней плотности песок.
- А2 6-18/12, см - свежий, белесый, бесструктурный с сероватым оттенком песок, граница языковатая, переход в горизонт В1 резкий.
- В1 18-55/37, см - свежий, темно-бурый плотный, бесструктурный с железистыми отложениями песок, переход в горизонт В2 резкий.
- В2 55-100/45, см - свежий, буроватый, крупнозернистый песок, граница постепенная, переход в горизонт С плавный.
- С 100 и ниже, см - свежий, светло-желтый, уплотненный песок материнской породы.
Сосняк долгомошный
Почва: дерново-сильноподзолистая песчаная контактно глеевая на древнеал-лювиальных отложенях
- А0 0-20/20, см - ветки, хвоя, полусгнившие и сгнившие остатки, под подстилкой гумусированная полоса шириной 3 см.
- А1 20-25/5, см - свежий, темно-серый песок, бесструктурный, рыхлый, с многочисленными черными включениями угля, корни, форма границы волнистая, переход в горизонт А2 ясный.
- А2 25-39/14, см - влажный, белесый песок, бесструктурный, уплотненный, корни, форма границы волнистая, переход в горизонт В1 ясный.
- В1 39-72/33, см - влажный, темно-бурая, легкая супесь, бесструктурный, уплотненный, корни, окислы железа, форма границы языковатая, переход в горизонт В2 неясный.
- В2 72-103/31, см - мокрый, белесовато-желтый, мелкий песок, бесструктурный, форма границы волнистая, переход в горизонт Вё ясный.
- Вё 103 и ниже, см - плывучий, сизый, средний песок, бесструктурный.
Морфологические исследования почв в изучаемых типах леса показали, что почвы бедные со слабовыраженным (сосняки черничный и долгомошный) или невыраженным (сосняки брусничный и лишайниковый) гумусовым горизонтом А1. Слабо (сосняки брусничный, черничный и лишайниковый) -или сильноподзолистые (сосняк долгомош-ный). Кислые: в сосняках брусничном рН 3,2-3,9, лишайниковом рН 3,0-3,7, черничном рН 3,5-4,0, долгомошном рН 3,2-3,8, наибольшая кислотность - в верхних горизонтах почвы. Однородны по механическому составу с преобладанием фракций мелкого или среднего песка с содержанием глины менее 3 %, только в сосняке черничном в горизонте А1 содержание глины было до 5 %. Это определяет высокою водопроницаемость и низкую водоудержи-вающую способность почв. Почвы бесструктурные, рыхлопесчаные, их плотность увеличивается при переходе от верхних горизонтов к нижним. Характеристика некоторых физико-химических свойств почв в изучаемых сосняках разных типов леса представлена в табл. 3.
Второй этап почвенных исследований, проведенный в сентябре 1987 г., через 6 лет после первого приема внесения удобрений (1982-1987) и через 4 месяца после второго приема удобрения (N150) показал, что минеральные удобрения вызвали различные изменения в агрохимических свойствах почв в зависимости от типа леса, по-вторности внесения и продолжительности действия удобрений.
Через 6 лет после первого приема внесения азотных удобрений в дозе 150 кг/га д.в. (1982-1987) во всех изучаемых типах леса наблюдалось увеличение содержания гумуса и валового азота в верхних горизонтах почвы (табл. 3). В сосняке брусничном в горизонтах А0, А2, В1, существенно повысилось содержание гумуса соответственно на 12,2; 13,6; 13,3 % и валового азота - соответственно на 22,2; 28,6; 33,3 %. В сосняке лишайниковом в горизонтах А0 и А2 содержание гумуса увеличилось соответственно на 8,8; 10,0 %, валового азота - соответственно
на 14,3 и 20,0 % по сравнению с контролем. В сосняке черничном наблюдалось достоверное повышение валового азота в горизонтах А0, А1, А2 соответственно на 16,7; 25,0 и 20,0 %. В сосняке долгомошном этот показатель увеличился в горизонтах А0 и А1, соответственно на 14,3 и 25,0 % по сравнению с контролем (табл. 3).
Азотные удобрения (К 150) спустя 6 лет после их внесения вызвали различные изменения в содержании подвижных форм фосфора и калия в лесной подстилке и в слое почвы толщиной 50 см. В сосняке брусничном содержание фосфора в лесной подстилке уменьшилось на 22,2 %, калия - на 8,9 % , в сосняке черничном уменьшение этих элементов в лесной подстилке составило соответственно 9,5 и 9,0 % по сравнению с контролем. В сосняках лишайниковом и долго-мошном изменение подвижных фосфора и калия в лесной подстилке оказались несущественными (табл. 3).
Улучшение азотного питания в сосняке брусничном способствовало увеличению подвижного калия в слое почвы толщиной 10-40 см на 10,0 % по сравнению с контролем. Видимо, это связано с меньшим использованием растениями калия. В сосняке лишайниковом, наоборот, азотные удобрения привели к увеличению потребления фосфора и калия растениями, в результате чего их содержание в верхних горизонтах почвы снизилось. Содержание подвижного фосфора существенно уменьшилось в горизонтах А0, А2, В1 соответственно на 5,5; 8,6 и 15,1 % , подвижного калия - в горизонтах А2 и В1 -соответственно на 6,7 и 8,0 % по сравнению с контролем. В сосняке черничном в результате внесения N150 повысилось содержание подвижного фосфора в горизонтах А1 и А2 соответственно на 11,8 и 11,1 % по сравнению с контролем (табл. 3), что свидетельствует о слабом использовании растениями фосфора и его медленном выщелачивании. В сосняке долгомошном после первого приема внесения азотных удобрений наблюдалось существенное снижение подвижного фосфора в горизонте А1 на 70,0 и А2 - на 41,2 % и увеличение подвижного калия в горизонте
А1 на 16,7 % по сравнению с контролем (табл. 3), это показывает более интенсивное использование растениями фосфора и менее активное использование калия в данном типе леса.
Во всех типах леса через 6 лет после внесения азотных удобрений содержание подвижных соединений азота, обменная и гидролитическая кислотности в опытных и контрольных вариантах были одинаковыми (табл. 3).
Почвенные исследования в сосняках разных типов леса, проведенные в сентябре 1987 г., через 4 месяца после второго приема внесения удобрений (N150), показали значительные изменения в агрохимических свойствах почв. Во всех типах леса наблюдалось увеличение содержания подвижных соединений азота, фосфора, калия, повышение кислотности, некоторое возрастание содержания гумуса и валового азота в верхних горизонтах почвы (табл. 3).
Повторное внесение N150 в опытах с первым удобрением N150 (N150 +N150) в сосняке брусничном вызвало существенное повышение легкогидрализуемого азота не только в 50-см слое почвы (горизонты Ао, А2, В1), но и ниже его (горизонт В2). Так, в горизонтах А0, А2, В1 содержание легкогидрализуемого азота увеличилось соответственно на 28,2; 75,0; 25,0; в горизонте В2 - на 20,0 % по сравнению с контролем. Содержание гумуса и валового азота при повторном удобрении было выше, чем на контроле, но несущественно отличалось от их содержания по сравнению с однократным удобрением. Через 4 месяца после второго приема удобрения наблюдалось существенное повышение подвижных соединений фосфора в лесной подстилке (Ао) на 44,4 %, в горизонтах А2 и В1 соответственно на 12,5 и 15,0 %, а также калия в горизонтах А2 на 40,0; В1 - на 15,0 % по сравнению с контролем (табл. 3).
Отмечено подкисление почв в верхних генетических горизонтах, где значения обменной кислотности (рНКС1) снизилось на 0,3-0,5 по сравнению с контролем (табл. 3).
Аналогичные изменения произошли и в сосняке лишайниковом. В этом типе леса через 4 месяца после повторного внесения
N150 произошло существенное увеличение в горизонтах почвы содержания подвижных соединений азота: в лесной подстилке (А0) -на 18,0; горизонтах А2 - на 50,0; В1 - на 21,8; В2 - на 21,4 % по сравнению с контролем.
Содержание гумуса и валового азота было примерно таким же, как и при однократном удобрении спустя 6 лет, и выше, чем на контроле. Содержание гумуса в верхних горизонтах почвы увеличилось на 8,1-10,0 % , валового азота - на 28,6-50,0 % по сравнению с контролем (табл. 3).
Возросло содержание подвижных соединений фосфора в горизонтах А0, А1, В1 соответственно на 19,3; 7,4; 9,4; и калия в горизонтах А0, А2, В1, В2 - соответственно на 9,8; 13,3; 12,0 и 13,3 % по сравнению с контролем (табл. 3).
Наблюдалось повышение обменной кислотности в генетических горизонтах почвы - рНКС1 снизилось на 0,2-0,3 по сравнению с контролем (табл. 3) .
В сосняке черничном через 4 месяца после повторного внесения азотных удобрений изменения в соотношении основных элементов минерального питания были менее значительными, но имели такие же тенденции, как и в предыдущих типах леса. В генетических горизонтах почвы увеличилось содержание подвижных соединений азота: А0 на 13,1; А1 - на 21,8; А2 - на 31,2; В1 - на 20,0; В2 - на 15,4 % по сравнению с контролем. Содержание гумуса и валового азота не отличалось от однократного удобрения и было выше, чем на контроле. Гумус повысился в горизонтах А0, А1 и А2 соответственно на 8,2; 10,6; 7,5 % , валовый азот - в горизонтах А0, А1, А2, В1 соответственно на 16,7; 37,5; 40,0; 33,3 % по сравнению с контролем (табл. 3).
Содержание подвижных соединений фосфора существенно увеличилось в горизонтах А1, А2, В1 соответственно на 23,5; 27,8 и 9,4 %, калия - в горизонтах А1 и В1 соответственно на 9,4 и 10,0 % по сравнению с контролем (табл. 3).
В лесной подстилке (А0) и горизонтах А1 и А2 произошло увеличение обменной кислотности - рНКС1 снизилось на 0,2-0,4 по сравнению с контролем (табл. 3).
Третий этап почвенных исследований, проведенный в 2000 г., через 14 лет после второго приема внесения удобрений (1987— 2000) на смешанных образцах из верхнего 20-см слоя почвы, показал, что действие удобрений на почвы в изучаемых типах леса в основном закончилось. Некоторые изменения в кислотности и содержании элементов питания почвы определялись типом леса, видом и дозой минеральных удобрений.
Исследования проводились в трех типах леса: сосняке брусничном, лишайниковом, долгомошном. В сосняке черничном почвенные исследования не проводились, так как в 1997 г. в этом типе леса была сплошная рубка древостоя.
Через 14 лет после повторного удобрения в сосняке брусничном гидролитическая кислотность в удобренных вариантах не отличалась от контрольных, а обменная кислотность была существенно больше в опытах с К200, (ЫРК)200 и с повторным внесением удобрений в вариантах с К150 + N150, Р150 + N150, (КРК)150 + N150 на 17,9-23,1 % (при этом значение рНКс1 снизились на 0,7-0,9) по сравнению с контролем (табл. 4).
Содержание азота валового и легко-гидролизуемого было таким же, как и в опытах с первым приемом внесения удобрений через 6 лет после их применения, т.е. валового азота было несколько больше
(на 20,0-25,8 % ), а легкогидролизуемого -такое же, как и в контрольных вариантах.
Почвы характеризовались низкой насыщенностью основаниями. Обменные основания были представлены, главным образом, кальцием, в меньшей степени - натрием и магнием. Удобрения несколько изменили соотношение этих элементов в зависимости от их вида, дозы и повторности внесения. Так, содержание кальция (Са) было самым низким в опытах с N150 + N150, Р150, Р200, полными (КРК) удобрениями во всех дозах и в опыте (КРК) 150 + N150, когда его значения были на 23,7-63,8 % меньше, чем на контроле. А в опытах с N150 и N200 содержание кальция было больше соответственно на 55,4 % и 39,3 % по сравнению с контролем (табл. 4).
Содержание натрия (№) в опытах с полными удобрениями, (КРК)150 + N150, Р150 и К200 было в 1,5-2,5 раза больше, а в опытах с N150, К150, Р100 - на 25,0 % меньше, чем на контроле (табл. 4).
Некоторые изменения наблюдались в содержании и соотношении подвижных соединений фосфора и калия. Содержание фосфора снизилось по сравнению с контролем в опытах с N100 на 43,7 %, Р100 и Р150 соответственно на 24,1 % и 25,1 %, Р150 + N150 - на 38,1 %, с полными удобрениями во всех дозах - на 19,8-57,4 % и увеличилось в опытах с ка-
Таблица 3
Некоторые физико-химические свойства почв в опытах с удобрением сосняков разных типов леса
Подвижные Механический состав, %
Вариант опыта Горизонт Глубина, см о ^ К р о £ у 1-4 Валовый азот, % Р2О5 К2О Азот легко гидролизуе мый а о и д" т о о н н ч и й о «1 о ,е 0п - ыы «1 <м и 9 8 ,5- пе & « 5 ,0 к -0 ок 5- с 5е ,2 п 0 й д § частицы <0,01 мм физич.глина
мг/100г почвы о л с ип Н ^ О а с« Й ч в 1 те ср л о ч а ^ астме ч
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
Сосняк брусничный
А0 0-10 4,00 *2,21 0,09 3,60 12,30 43,20 - - - - -
Кон- А2 10-20 4,10* 0,22 0,07 3,20 3,00 2,40 1,28 1,84 34,30 42,40 2,60
троль В1 20-40 4,70 0,15 0,03 4,00 2,00 5,00 1,54 19,00 34,50 42,60 1,80
В2 40-60 5,00 0,07 0,02 4,20 3,00 4,80 1,57 20,20 33,50 43,50 4,10
Окончание таблицы 3
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
А0 0-10 4,00 *2,48* 0,11* 2,80* 11,20* 43,00 - - - - -
N 150 А2 10-20 3,80 0,25* 0,09* 3,40 3,30* 2,50 1,27 19,00 34,50 42,60 2,60
В1 20-40 4,50 0,17* 0,04* 4,30 2,20* 4,90 1,53 19,80 34,80 42,00 1,80
В2 40-60 4,90 0,06 0,02 4,40 3,10 4,70 1,54 20,10 34,00 43,70 4,00
А0 0-10 3,70* *2,46* 0,12* 5,20* 13,10 55,40*
N 150+ А2 10-20 3,60* 0,26 0,10* 3,60* 4,20* 4,20* 1,28 19,10 34,20 42,80 2,60
N 150 В1 20-40 4,20* 0,16 0,05* 4,60* 2,10* 6,25* 1,53 19,70 34,80 42,00 2,00
В2 40-60 4,70* 0,06 0,03* 4,50 3,20 5,76* 1,56 20,30 33,70 43,70 3,80
Сосняк лишайниковый
А0 0-5 3,9 * 1,48 0,07 2,75 10,0 38,7 - - - - -
Кон- А2 5-15 4,0 0,20 0,05 4,30 3,00 1,80 1,26 16,00 35,30 44,60 2,00
троль В1 15-35 4,3 0,13 0,02 3,85 2,50 1,10 1,54 19,70 35,40 43,40 1,40
В2 35-55 4,5 0,04 0,01 4,75 1,50 0,70 1,56 15,30 36,70 45,80 1,00
А0 0-5 3,80 *1,61* 0,08* 2,60* 9,70 38,90 - - - - -
N 150 А2 5-15 3,90 0,22* 0,06* 3,93* 2,80* 1,80 1,25 16,70 35,00 45,00 2,10
В1 15-35 4,20 0,14 0,02 3,27* 2,30* 1,20 1,55 17,40 35,40 44,50 1,50
В2 35-55 4,50 0,04 0,01 4,70 1,40 0,70 1,68 14,30 38,20 45,00 1,10
А0 0-5 3,60* *1,60* 0,09* 3,28* 11,20* 45,67* - - - - -
N 150+ А2 5-15 3,70* 0,22* 0,07* 4,62* 3,40,* 2,70* 1,26 16,50 35,20 45,10 2,00
N 150 В1 15-35 4,10* 0,13 0,03* 4,21* 2,80* 1,34* 1,55 17,20 36,00 44,00 1,50
В2 35-55 4,30 0,04 0,01 4,79 1,70* 0,85* 1,58 15,20 37,20 45,20 1,10
Сосняк черничный
А0 0-3 3,50 4,17 0,12 4,20 13,40 56,70 - - - - -
Контроль А1 А2 В1 3-6 6-20 20-55 3,70 3,90 4,10 0,85 0,40 0,38 0,08 0,05 0,03 3,40 1,80 3,20 3,20 3,60 4,00 3,80 4,20 5,40 1,30 1,58 1,60 10,20 8,10 8,30 40,60 45,10 43,50 43,40 42,10 44,60 5,00 3,40 2,50
В2 55-100 4,30 0,08 0,03 3,40 4,10 5,20 1,64 9,10 42,60 45,80 1,40
А0 0-3 3,50 *4,34 0,14* 3,80* 12,20* 57,20 - - - - -
А1 3-6 3,80 0,90 0,10* 3,80* 3,40 3,90 1,32 10,10 40,80 43,00 4,90
N 150 А2 6-20 3,90 0,42 0,06* 2,00* 3,80 4,30 1,62 7,10 44,90 42,40 3,50
В1 20-55 4,00 0,40 0,03 3,30 4,40 5,50 1,60 8,40 43,70 44,00 2,60
В2 55-100 4,30 0,09 0,03 3,40 4,10 5,20 1,66 10,30 42,00 45,00 1,50
А0 0-3 3,30* *4,51* 0,14* 4,50 14,10 64,10* - - - - -
N150+ N150 А1 3-6 3,40* 0,94* 0,11* 4,20* 3,50* 4,63* 1,32 10,50 40,00 43,20 5,00
А2 6-20 3,70* 0,43* 0,07 2,30* 3,80* 5,64* 1,58 8,10 45,20 42,00 3,50
В1 20-55 4,00 0,40 0,04* 3,50* 4,40* 6,48* 1,62 8,30 43,40 44,50 2,60
В2 55-100 4,20 0,08 0,03 3,60 4,10 6,00* 1,65 9,40 42,50 45,60 1,40
Сосняк долгомошный
А0 0-20 3,30 *3,21 0,14 2,20 8,00 36,20 - - - - -
Контроль А1 А2 В1 20-25 25-40 40-70 3,50 3,70 3,90 0,48 0,26 0,07 0,04 0,04 0,02 2,00 1,70 2,00 3,00 1,20 3,00 2,00 3,60 3,20 1,32 1,60 1,90 17,60 16,30 16,20 36,40 37,20 38,00 40,60 41,80 42,80 3,10 2,50 1,80
В2 70-100 4,00 0,07 0,01 5,10 1,50 3,00 1,90 15,70 38,20 43,60 1,30
А0 0-20 3,40 *3,43 0,16* 2,30 7,80 37,10 - - - - -
А1 20-25 3,50 0,52 0,06* 0,60* 3,50* 2,20 1,33 18,10 36,60 41,10 3,00
*М50 А2 25-40 3,80 0,28 0,04 1,00* 1,10 4,00 1,60 17,00 36,80 41,80 2,30
В1 40-70 4,00 0,07 0,02 2,10 2,90 3,10 1,89 16,10 37,80 42,50 1,60
В2 70-100 4,10 0,07 0,01 5,00 1,40 3,00 1,90 15,60 38,00 43,00 1,20
Примечания: 1. Звездочка перед цифрой - потеря от прокаливания. 2. Звездочка после цифры - значения, при которых различие с контролем существенно с вероятностью 0,95 (1ф > 1т); 1т = 2,3; 2,4. 3. N150 - результаты исследований на 6-й год после первого приема внесения N150. 4. N150 + N150 - результаты исследований в 1-й год, через 4 месяца после 2-го приема внесения N150.
лийными удобрениями на 17,0-109,3 % и К150 + N150 на 39,3 % по сравнению с контролем (табл. 4). Содержание подвижного калия уменьшилось в опытах с N150, N150 + N150, К150 и Р100 на 16,7 % и повысилось в опытах с К200, с полными удобрениями во всех дозах и (КРК)150 + N150 на 33,3 % по сравнению с контролем (табл. 4).
Изменения в соотношении элементов минерального питания в почве в сторону уменьшения свидетельствует о более полном его использовании растениями и быстром выщелачивании, а в сторону увеличения - о меньшем его потреблении растениями и медленном выщелачивании.
В сосняке брусничном в опытах с минеральными удобрениями имелась тенденция снижения емкости поглощения в большинстве опытов на 16,5-25,3 % , только в опытах с N150, К200, К150 + N150 этот показатель увеличился на 13,9-49,9 % по сравнению с контролем (табл. 4).
В сосняке лишайниковом почвы имели более кислую реакцией и более низкое содержание питательных веществ, чем в сосняке брусничном (табл. 4). В этом типе леса гидролитическая кислотность в удобренных и контрольных вариантах была одинаковой, а обменная кислотность в опытах с азотными удобрениями при однократном и повторном их внесении была больше по сравнению с контролем на 13,9-16,7 % (рНКС1 снизилось на 0,5-0,6).
Содержание азота валового и легко-гидролизуемого в опытах с повторным удобрением через 14 лет и с однократным через 6 лет было одинаковым, что свидетельствует о завершении действия минеральных удобрений к этому времени.
В сосняке лишайниковом почвы были менее насыщены обменными основаниями, чем в сосняке брусничном. Преобладал натрий, меньше было кальция и магния. В большинстве опытов с удобрениями наблюдалось снижение кальция на 10,6-40,9 %, только в опыте с Р150 его содержание увеличилось на 48,7 %, и уменьшение натрия на 15,0-50,0 % по сравнению с контролем. Содержание магния в удобренных и контрольных участках мало изменилось (табл. 4).
В этом типе леса имелась тенденция снижения подвижных соединений фосфора в опытах с азотными и фосфорными удобрениями во всех дозах при первом и втором приемах удобрения на 19,5-46,3 %, а в опыте с К150 + N150 было самое низкое его содержание, этот показатель уменьшился на 61,6 % по сравнению с контролем (табл. 4). Содержание подвижного калия в почве изменялось в зависимости от вида, дозы и по-вторности внесения удобрений. Его уменьшение произошло в опытах с азотными удобрениями при первом и втором их внесении, в опыте с Р100 на 16,7-34,7 %, а увеличение - в опытах с Р150, Р150 + N150, К150, К200 и (КРК)150 по сравнению с контролем (табл. 4).
В сосняке лишайниковом, как и в сосняке брусничном, в большинстве удобренных вариантов было снижение емкости поглощения на 9,4-26,6 % , только в опытах с Р150 и (КРК)150 наблюдалось ее повышение соответственно на 32,8 и 10,7 % по сравнению с контролем (табл. 4).
В сосняке долгомошном почвы характеризовались кислой реакцией и низким содержанием питательных веществ (табл. 4). В этом типе леса почвы были менее окислены в опыте с К150, гидролитическая и обменная кислотности были соответственно на 23,2 % и 23,5 % выше, чем на контроле (табл. 4).
Содержание валового и легкогидро-лизуемого азота осталось на прежнем уровне, как и в 1987 г., через 6 лет после первого удобрения.
Степень насыщенности почвы основаниями мало отличалась от других изучаемых типов леса. Обменные основания были представлены, главным образом, кальцием и меньше натрием и магнием. Удобрения незначительно повлияли на содержание и соотношение обменных оснований. Содержание кальция снизилось на 16,2-19,2 % в опытах с N100, N200, Р150 и повысилось на 46,964,2 % по сравнению с контролем в опытах с N150 и К150. Снижение содержания магния наблюдалось в опытах с N200, К150 на 14,3 %, натрия в опытах с N150 и N200 на 43,3 % по сравнению с контролем (табл. 4).
Таблица 4
Некоторые химические свойства почв в удобренных сосняках разных типов леса через
14 лет после повторного удобрения
рН, рН, Обменные основания Подвижные Емкость поглощения
Варианты опыта водян. солевой Са № Р К
вытяж. вытяж. мг /100 г почвы
сосняк брусничный
Контроль 4,32 3,90 3,92 1,38 2,00 3,23 3,00 10,30
N 100 4,23 3,50 3,43* 0,56* 2,00 2,14* 3,00 7,69*
N 150 4,27 3,50 6,09* 1,35 1,50* 3,20 2,50* 15,44*
N 200 4,28 3,30* 5,46* 0,81 2,00 3,29 3,00 10,27
N 150+М 150 4,21 3,50 2,54* 0,72* 2,00 3,30 2,50* 8,60*
(КРК)100 4,28 3,30 2,00* 0,65* 5,00* 1,70* 4,00* 9,65*
(№К)150 4,27 3,80 2,08* 0,61* 5,00* 2,00* 4,00* 8,19*
(№К)200 4,22 3,20* 1,81* 0,49* 3,00* 2,59* 4,00* 8,30*
(КРК)150+М50 4,28 3,10* 2,30* 0,58* 3,00* 3,09 4,00* 7,88*
Р 100 4,27 3,30 4,34* 1,31 1,50* 2,45* 2,50* 11,15*
Р 150 4,21 3,70 2,99 0,61* 3,00* 2,42* 3,00 8,60*
Р 200 4,15 3,40 2,59 0,68* 2,00 2,90 3,00 8,27*
Р 150+М150 4,29 3,20* 4,53* 1,29 2,30* 2,00* 3,00 9,32*
К 100 4,30 3,30* 3,25* 0,66* 2,00 6,76* 3,00 7,91*
К 150 4,29 3,30 4,53* 1,29 1,50* 6,48* 2,50* 8,03*
К 200 4,15 3,30* 4,10 0,63* 3,00* 3,78* 4,00* 11,73*
К 150+К 150 4,07 3,20* 4,04 0,85* 2,00 4,50* 3,00 12,16*
сосняк лишайниковый
Контроль 3,76 3,60 2,98* 0,47 4,00 4,30 3,00 9,25
N 100 3,59 3,10 1,96* 0,42* 3,00* 2,05* 1,96* 8,38*
N 150 3,63 3,00 2,05* 0,43* 3,00* 2,14* 2,00* 8,14*
N 200 3,92 3,00 2,34* 0,45 2,00* 3,24* 2,00* 6,79*
N 150+N 150 3,90 3,00 2,76* 0,48* 3,00* 3,07* 2,50* 7,23*
(КРК)100 3,34 4,20 2,34* 0,41* 3,00* 4,25 3,00 8,75
(№К)150 3,82 3,70 2,04* 0,40* 4,00 4,14 4,00* 10,24*
(№К)200 3,75 4,00 2,63* 0,49* 3,00* 4,65* 3,00 9,12
(NPK)150+N150 3,95 3,20 1,95* 0,42* 3,00* 4,60* 3,00 8,37*
Р 100 3,87 3,60 2,97 0,47 2,00* 3,46* 2,00* 7,44*
Р 150 3,93 3,50 4,43* 0,35* 3,50* 2,31* 4,00* 12,28*
Р 200 3,37 4,40 2,86 0,43* 3,00* 3,16* 3,00 8,29*
Р 150+N150 3,87 3,50 1,76* 0,44* 3,50* 3,24* 3,50* 9,20
К 100 4,07 3,60 1,95* 0,35* 3,00* 4,74* 3,00 8,30*
К 150 3,92 3,60 2,28* 0,42* 3,00* 4,30 4,00* 9,28
К 200 4,00 3,60 2,04* 0,40* 3,00* 4,50 4,00* 9,75
К 150+К 150 3,87 3,70 2,35* 0,48* 3,00* 1,65* 3,00 9,83
Сосняк долгомошный
Контроль 4,14 3,40 2,71 0,56 3,00 1,99 3,00 8,59
N 100 4,19 3,20 2,18* 0,54 3,00 1,57* 3,00 8,72
N 150 4,16 3,80 3,98* 0,58 2,00* 1,51* 4,00* 10,56*
N 200 4,10 3,30 2,27* 0,48* 2,00* 2,84* 4,00* 7,75*
(№К) 150 4,27 3,30 2,56 0,61 3,00 3,21* 4,00* 9,17
Р 150 4,26 3,20 2,19* 0,58 3,00 3,60* 4,00* 9,77*
К 150 5,10* 4,20* 4,45* 0,48* 3,00 1,65* 4,00* 11,93*
Примечание: * - значения, при которых различие с контролем существенно с вероятностью
0,95(/ф > /т), /т = 2,32; 2,4.
В сосняке долгомошном содержание подвижных соединений фосфора снизилось в опытах с N100, N200, К150 на 14,1-17,1 % и повысилось в опытах с N200, (№К)150, Р150 на 42,7-80,9 % по сравнению с контролем. Содержание подвижного калия в большинстве опытов с удобрениями увеличилось на 33,3 % по сравнению с контролем (табл. 4).
В сосняке долгомошном имелась тенденция повышения емкости поглощения в удобренных насаждениях на 13,7-38,9 %, в отличие от других типов леса, только в опыте с N200 этот показатель снизился на 9,8 % по сравнению с контролем (табл. 4).
Таким образом, проведенные почвенные исследования в сосняках разных типов леса Унженской низменности показали, что минеральные удобрения в целом оказали положительное влияние на содержание и соотношение основных элементов минерального питания почвы и на ее плодородие.
После первого приема внесения удобрений произошло увеличение валового азота и гумуса, снижение содержания подвижных соединений фосфора и калия в лесной подстилке за счет их более активной минерализации в удобренных вариантах по сравнению с контрольными, изменилось соотношение фосфора и калия в генетических горизонтах почвы в зависимости от типа леса, вида и дозы удобрений.
После второго приема удобрения через 4 месяца произошло повышение содержания подвижных соединений азота, фосфора и калия не только в слое толщиной 50 см, но и в более нижних слоях почвы, а также наблюдалось подкисление почв и некоторое увеличение содержания гумуса и валового азота в верхних горизонтах почвы.
При втором приеме удобрения через 14 лет после их внесения содержание валового азота и гумуса было таким же, как и после первого приема удобрения (через 6 лет), но произошли некоторые изменения в соотношении и содержании подвижных соединений фосфора, калия и обменных оснований в зависимости от типа леса, вида и дозы минеральных удобрений.
В основном через 6 лет после первого приема и через 14 лет после второго приема внесения удобрений их действие уже закончилось. Наиболее эффективны были азотные и полные удобрения в дозах 150 и 200 кг/га при однократном и азотные удобрения в дозе 150 кг/га при повторном удобрении в сосняках брусничном и лишайниковом. В этих вариантах опыта был получен наибольший дополнительный прирост древесины сосны до 16-33 м3/га.
Проведенные исследования показали, что внесение минеральных удобрений на бедных песчаных почвах в сосняках Унжен-ской низменности является эффективным приемом повышения плодородия почв и продуктивности лесных насаждений.
Библиографический список
1. Кошельков С.П. Применение удобрений для улучшения роста сосны //Лесоведение. - 1969. -№ 4. - С. 64 - 72.
2. Мальщуков В.И. Лесоводственные основы повышения продуктивности сосновых лесов Унженской низменности: Афтореф. дис... канд...с.-х. наук. - М., 1988. - 20 с.
3. Мальщукова Н.В. Повышение продуктивности сосновых лесов Ветлужско-Унженской низменности.: Автореф. дис...канд. с.-х. наук. - М., 2003. - 21 с.
4. Мелехов И.С. Проблемы современного лесоводства. - М.: Лесн. пром-сть, 1969. - 46 с.
5. Мелехов И.С. Лесоводство. - М.: Госагропромиз-дат, 1989. - 302 с.
6. Мухамедшин К.Д., Родин С.А., Неволин Ю.И. Влияние сплошных концентрированных рубок на водоохранно-защитные функции лесов Ветлуж-ско-Унженской равнины // Лесной вестник. -2003. - № 3. - С. 85-93
7. Паавилайнен Э. Применение минеральных удобрений в лесу / Пер. с финского Л.В. Блюдника. Под ред. В.С. Победова. - М.: Лесн. пром-сть, 1983. - 96 с.
8. Победов В.С. Применение удобрений в лесном хозяйстве. - М.: Лесн. пром-сть, 1972. - 201 с.
9. Сляднев А.П. Комплексный способ выращивания сосновых насаждений. - М.: Лесн. пром-сть, 1971. - 105 с.
10. Шумаков В.С., Федорова Е.П. Применение минеральных удобрений в лесу. - М.: Лесн. пром-сть, 1970. - 89 с.
11. Роде А.А., Смирнов В.Н. Почвоведение. - М.: Высшая школа, 1972. - 480 с.
