CC BY
0
УДК 630*235.5:631.445.4(571.150) DOI: 10.53374/1993-0135-2023-5-384-389
Хвойные бореальной зоны. 2023. Т. XLI, № 5. С. 384-389
РОСТ И ПРОДУКТИВНОСТЬ СОСНОВО-ЛИСТВЕНИЧНЫХ КУЛЬТУР В УСЛОВИЯХ СТЕПИ ЮГО-ЗАПАДНОЙ СИБИРИ*
А. С. Чичкарев, А. А. Маленко
Алтайский государственный аграрный университет Российская Федерация, 656049, г. Барнаул, просп. Красноармейский, 98
Приводятся данные об особенностях роста и продуктивности 36-летних сосново-лиственничных культур на дерново-подзолистых слабодерновых супесчаных почвах (I категория лесопригодности), в условиях степи юго-западной Сибири. Лиственница до 23-летнего возраста по диаметру и до 14-15 лет в высоту имеет лучшие показатели роста, чем сосна, затем лидерство в росте переходит к сосне. Преобладание объемного показателя у сосны наступает в возрасте 28-30 лет, а более интенсивное увеличение прироста по объему происходит с 20 летнего возраста культур. В сложившихся лесорастительных условиях местная сосна обыкновенная по сохранности и таксационным показателям превосходит лиственницу сибирскую алтайской формы. Запас сырорастущей древесины сосны составил 281 м3/га, или 75,4 % от общего. Выявленные особенности совместного произрастания двух пород в лесных культурах следует учитывать при создании новых посадок.
Ключевые слова: лесопригодная почва, сосна, лиственница, культуры, рост, продуктивность, таксационные показатели.
Conifers of the boreal area. 2023, Vol. XLI, No. 5, P. 384-389
GROWTH AND PRODUCTIVITY OF PINE AND LARCH CROPS IN THE STEPPE OF SOUTHWESTERN SIBERIA
A. S. Chichkarev, A. A. Malenko
Altai State Agricultural University 98, Krasnoarmeyskiy Prospekt, Barnaul, Altai Krai, 656049, Russian Federation
Data are presented on the characteristics of growth and productivity of 36-year-old pine-larch crops on sod-podzolic weak-soddy sandy loam soils (1 category offorest suitability), in the steppe of southwestern Siberia. Larch has better growth rates than pine up to 23 years of age in diameter and up to 14-15 years in height. Then the leadership in growth goes to pine. The predominance of the volumetric indicator in pine occurs at the age of28-30 years, and a more intensive increase in volume growth occurs from the age of 20 years. In the current forest conditions, local Scots pine is superior to Siberian larch of the Altai form in terms of preservation and taxation indicators. The supply of damp-growing pine wood amounted to 281 m3/ha, or 75.4 % of the total. The identified features of the joint growth of two species in forest plantations should be taken into account when creating new plantings.
Keywords: forest-suitable soil, pine, larch, forestry crops, growth, forest productivity, taxational specifications of growing stock.
ВВЕДЕНИЕ
Изучение роста и продуктивности насаждений основных лесообразующих и хозяйственно-ценных древесных пород, имеет большое научное значение, при обосновании ряда лесохозяйственных мероприятий связанных с ведением лесного хозяйства на современном уровне. Это актуально для степной зоны Алтайского края, где произрастает сосна обыкновенная (Ртш sulvestris L.), которая сформировалась здесь как степной экотип, обладающий большой биологической пластичностью, позволяющий ей произрастать в самых экстремальных экологических условиях [1]. Од-
нако такое положение не исключает возможность широкого внедрения в лесокультурное производство лиственницы сибирской (Larix sibirica Ldb.), которая в естественном ареале растет быстрее сосны и превосходит другие породы за пределами ареала, являясь высокопродуктивным лесообразователем [2-7]. В естественном виде лиственница сибирская в ленточных борах занимает небольшие участки в наиболее благоприятных условиях Алеусского бора. Искусственные насаждения лиственницы в борах встречаются редко, а имеющиеся посадки уступают сосне в сохранности, росте и продуктивности [2]. Многолетний положи-
* Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 20-34-90038.
тельный опыт достигнут лесоводами Алтая при создании государственных лесных полос с участием лиственницы в Кулундинской степи [9; 10].
Цель работы: Изучить особенности роста и продуктивности сосны и лиственницы в культурах на лесопригодных почвах Чупинского бора, расположенного в условиях степи.
Объектом исследований служили 36-летние со-сново-лиственничные культуры сплошного типа, расположенные в степной части левобережье р. Порози-ха, удаленные от ее русла на расстоянии 1,5-2 км. Рельеф слабо всхолмленный, положение пробы относительно рельефа - слабо покатое. Почва под культурами подготовлена плужными бороздами на глубину 35-40 см по схеме 2,5x0,7 м, направление рядов на юго-запад. Посадка весенняя механизированная с помощью МЛУ-1. Посадочным материалом служили сеянцы сосны обыкновенной и лиственницы сибирской 2-летнего возраста, выращенные в питомнике лесничества из семян сосны местной репродукции и лиственницы Алтайской формы.
В работе использованы апробированные методики, применяемые в лесокультурном производстве [11], метод пробных площадей (1111) [12] и рекомендации [13]. Изучение почвенного покрова выполнено на полнопрофильных почвенных разрезах, охватывающих все генетические горизонты. Описание морфологического строения профиля почв, отбор образцов для изучения физико-химических свойств почв проведены общепринятыми методами [14-20]. Таксационные показатели определяли общепринятыми в лесном хозяйстве методами [21], расчет запаса древесины проводился по объемным таблицам для сосновых и лиственничных древостоев Западной Сибири [22].
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
И ИХОБСУЖДЕНИЕ
Исследования показали, что почва под лесными культурами характеризуется как дерново-подзолистая слабодерновая супесчаная.
А0 0-5 см - лесная подстилка, обильно пронизан корнями, опад хвои, мох, рыхлый;
А1 5-10 см - гумусово-элювиальный горизонт, серый, супесчаный, уплотненный, сухой, комковатая структура, обильно пронизан корнями, переход постепенный;
А1А2 15-25 см - переходный горизонт, белесовато-серый, супесчаный, уплотненный, сухой, зачатки структуры, обильно пронизан корнями, переход постепенный;
А2 25-35 см - элювиальный горизонт, белесовато-серый, песчаный, уплотненный, увлажненный, зачатки структуры, крупные корни, переход постепенный;
А2В 35-42 см - белесовато-желтый, песчаный, уплотненный, увлажненный, зачатки структуры, переход постепенный;
В 42-90 см - серовато-желтый, песчаный, уплотненный, влажный, бесструктурный, переход постепенный;
ВС 90-140 см - буровато-желтый, песчаный, уплотненный, влажный, бесструктурный, переход постепенный;
С > 140 см - желтовато-бурый, влажный, бесструктурный, песчаный.
Вскипание от 10 % HCl в профиле не отмечается. Почва по содержанию гумуса характеризуется как слабогумусированная (4,1 %). Реакция почвенного раствора в верхнем горизонте слабокислая, вниз по профилю изменяется до слабощелочной.
На ход роста сосново-лиственничных культур по диаметру, в высоту и др. таксационным показателям оказывают влияние климатические, физические и агрохимические свойства почв, густота, происхождение древостоев и прочие факторы [5].
Для аппроксимации средних диаметров лесных культур сосны и лиственницы (рис. 1) была выбрана функция Теразаки (1) [23], которая имеет следующий вид:
Y = ae-b/x. (1)
где Y - искомый таксационный показатель, см; x -средний возраст древостоя, лет; e - постоянная Эйлера; a, b, - коэффициенты уравнения.
Коэффициенты уравнений, описывающие ход роста по диаметру сосновых древостоев (рис. 1) приведены в табл. 1. Коэффициенты уравнений достоверны на 5%-ном уровне значимости.
Данные рис. 1 свидетельствуют о том, что до 23-летнего возраста средний диаметр лиственницы превышает значение среднего диаметра сосны в культурах, однако после указанного возраста, сосна опережает лиственницу по этому показателю. Причиной различий в ходе роста по диаметру двух пород, по-видимому, связано с почвенно-климатическими условиями, которые являются более благоприятными для роста местной сосны.
Таблица 1
Характеристика уравнений хода роста по диаметру исследуемых древостоев
Древесная порода Значения коэффициентов Коэффициент детерминации (R2)
a b
Сосна 17,28 9,01 0,982
Лиственница 14,81 5,38 0,990
Средняя ошибка аппроксимации полученных уравнений довольно высокая. Возможно, это объясняется значительной неоднородностью полевых данных. Следовательно, при составлении таблиц хода роста будет необходимо ввести дополнительный критерий отнесения древостоев к одному естественному ряду роста и развития.
Для аппроксимации значений средних высот в лесных культурах сосны и лиственницы (рис. 2) также была выбрана функция Теразаки (1) [23].
Коэффициенты уравнений, описывающих ход роста по средней высоте сосны и лиственницы при совместном произрастании в культурах (рис. 2) приведены в табл. 2. Коэффициенты уравнений достоверны на 5%-ном уровне значимости.
Данные рис. 2 показывают на схожую ситуацию, которая имела место со средними диаметрами, однако линия тренда с преобладанием роста сосны в сравнении с лиственницей в высоту начинается в возрасте 14-15 лет. То есть интенсивный рост сосны в высоту в сравнении с лиственницей, начинает проявляться раньше, чем по диаметру. Сходство закономерностей в ходе роста древостоев по диаметру и высоте объясняется очень тесной связью между этими таксационными показателями.
Таблица 2
Характеристика уравнений зависимости средних высот древостоев от их возраста
Древесные породы Значения коэффициента Коэффициент детерминации
а Ь
Сосна 31,16 23,40 0,977
Лиственница 22,27 18,8 0,981
Рис. 1. Ход роста древостоев по диаметру:
сосна - сплошная линия; лиственница - пунктирная линия
Рис. 2. Ход роста сосновых древостоев по средней высоте:
сосна - сплошная линия; лиственница - пунктирная линия
Таким образом, ход роста культур сосны в высоту на протяжении первого и второго классов возраста происходит по 1а классу бонитета, а лиственницы -соответствует верхней границе I класса бонитета.
По данным замеров модельных деревьев сосны и лиственницы в исследуемых культурах построены пирамидальные графики (рис. 3), которые отражают рост по диаметру, высоте и объему стволов двух исследуемых пород.
Данные табл. 3 подтверждают отмеченные выше возрастные изменения в росте по диаметру и высоте, которые повлекли изменение объемов стволов деревьев двух пород. Преобладание объемного показателя у сосны перед лиственницей происходит в возрасте 28-30 лет. При этом более интенсивное увели-
ВоКОи. Ы
*ы ишкллг* »ни.ли
Сосна
Рис. 3. Ход роста сосново-лиственничных культур
чение прироста по объему у сосны происходит с 20 летнего возраста культур.
В 36-летнем возрасте сосна и лиственница при совместном произрастании в режиме самоизреживания имели сильно различимые показатели сохранности (табл. 4), которые составили: у сосны - 37,9 %, лиственницы - 18,3 % по числу стволов. В сложившихся лесорастительных условиях в одновозрастном смешанном древостое сосна имеет значительно лучшие таксационные показатели, чем лиственница. Запас сырорастущей древесины сосны составил 281 м3/га, или 75,4 % от общего. Запасы сухостойного леса представлены преимущественно сосной (98 %), средний диаметр сухостойных деревьев которой составил 50 % от растущих деревьев.
Лиственница
Таблица 3
Изменение таксационных показателей сосны и лиственницы с возрастом
Возраст, Исследуемые показатели
лет Сосна Лиственница
высота, м диаметр, см объём, м3 прирост по объему, мм высота, м диаметр, см объём, м3 прирост по объему, мм
3 2,2 1,03 0,001 - 2,15 1,52 0,002 -
6 2,7 2,15 0,004 0,003 3,3 2,13 0,005 0,003
9 3,6 4,27 0,021 0,017 4,85 3,12 0,015 0,01
12 4,2 4,99 0,033 0,012 5,7 5,32 0,051 0,036
15 5,1 6,2 0,062 0,029 6,95 7,83 0,134 0,083
18 7,2 7,47 0,126 0,064 8,2 8,8 0,2 0,066
21 10,3 8,4 0,228 0,102 9,8 9,8 0,296 0,096
24 11,8 8,88 0,292 0,064 11,2 10,35 0,377 0,081
27 13,3 9,61 0,386 0,094 11,6 10,6 0,41 0,033
30 14,7 10,87 0,546 0,16 12,2 10,93 0,458 0,048
33 15,4 11,53 0,643 0,097 12,7 11,24 0,504 0,046
36 15,98 12,69 0,809 0,166 13,25 11,67 0,567 0,063
Таблица 4
Таксационные показатели сосново-лиственничных культур
Порода Воз- Густота, Средние Класс Полнота Запас, м3/га Сред-
раст, тыс.шт./га диаметр, высота, бони- абсо- относи- сырора- сухо- ний
лет см м тета лютная, м2/га тельная стущий стоя прирост, м3/га
С 36 2,16 14,6 17,2 1а 35,95 1,0 281,7 18,4 7,8
Л-ца 36 1,04 11,6 15,6 I 10,49 0,3 91,8 0,3 2,6
Общее - 3,2 - - - 46,44 - 373,5 18,7 -
Небольшая густота и запас сухостоя лиственницы в возрасте исследований указывает на интенсивный отмирание сеянцев этой породы еще на стадии приживаемости, на что указывал А. А. Маленко [2].
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Рост и продуктивность сосны и лиственницы при совместном произрастании в культурах на дерново-подзолистых слабодерновых супесчаных почвах, отнесенных к I категории лесопригодности, в условиях степи юго-западной Сибири имеют большие различия. Лиственница до 23-летнего возраста по диаметру и до 14-15 лет в высоту имеет лучшие показатели роста, чем сосна. По истечении отмеченных возрастных периодов лидерство в росте по диаметру и высоте переходит к сосне. Преобладание объемного показателя у сосны перед лиственницей происходит в возрасте 28-30 лет, а более интенсивное увеличение прироста по объему у сосны происходит с 20 летнего возраста культур. В сложившихся лесорастительных условиях местная сосна обыкновенная по сохранности и таксационным показателям превосходит лиственницу сибирскую алтайской формы. Запас сырорастущей древесины сосны составил 281 м3/га, или 75,4 % от общего. Выявленные особенности совместного произрастания двух пород в лесных культурах следует учитывать при создании новых посадок.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЕ ССЫЛКИ
1. Правдин Л. Ф. Сосна обыкновенная. М. : Наука, 1964. 192 с.
2. Маленко А. А. Рост и продуктивность искусственных насаждений в ленточных борах Западной Сибири : автореф. дис. ... д-ра с.-х. наук. Екатеринбург, 2012. 40 с.
3. Яблоков А.С. Культура лиственницы и уход за насаждениями. М. : Гослесбумиздат, 1934. 128 с.
4. Тимофеев В. П. Лиственница в культуре. М.-Л., 1947. 295 с.
5. Мелехов И. С. Лесоведение : учебник. М. : МГТУ им. Н. Э. Баумана, 1980. 408 с.
6. Тимофеев В. П. Основы лесовыращивания лиственницы: Опыт выращивания лесных культур лиственницы в РСФСР. М. : Лесн. пром-сть, 1976. С. 6-60.
7. Тимофеев В. П. Лиственница в культуре. М. : Лесн. пром-сть, 1981. 162 с.
8. Федотов И. А. Рост и продуктивность культур лиственницы сибирской на юго-востоке Европейской части СССР : автореф. дис. ... канд. с.-х. наук. Саратов, 1956. 18 с.
9. Основы полезащитного лесоразведения / А. П. Симоненко, Я. Н. Ишутин, Е. Г. Парамонов, Т. И. Симоненко. Барнаул : Дельта, 2005. 284 с.
10. Ключников М. В., Парамонов Е. Г. Формирование лиственничных экосистем в условиях современного антропогенного воздействия. Проблемы степного лесоразведения. Барнаул : Изд-во Алт. ун-та, 2009. 243 с.
11. Огиевский В. В., Хиров А. А. Обследование и исследование лесных культур. М. : Лесн. пром-сть, 1964. 50 с.
12. ОСТ 56-69-83 Пробные площади лесоустроительные, метод закладки. 59 с.
13. Основы фитомониторинга : учебное пособие / Н. П. Бунькова, С. В. Залесов, Е. А. Зотеева, А. Г. Ма-гасумова. Екатеринбург : Урал. гос. лесотехн. ун-т, 2011. 89 с.
14. Классификация и диагностика почв СССР. М. : Колос, 1977. 224 с.
15. Общесоюзная инструкция по почвенным обследованиям и составлению крупномасштабных почвенных карт землепользование М. : Колос, 1973. 94 с.
16. ГОСТ 12536-2014 Грунты. Методы лабораторного определения гранулометрического (зернового) и микроагрегатного состава.
17. ГОСТ 26423-85. Почвы. Методы определения удельной электрической проводимости, pH и плотного остатка водной вытяжки.
18. ГОСТ 26213-2021. Почвы. Методы определения органического вещества.
19. ГОСТ 26212-2021. Почвы. Определение гидролитической кислотности по методу Каппена в модификации ЦИНАО.
20. ГОСТ 17.4.4.01. Охрана природы. Почвы. Методы определения емкости катионного обмена.
21. Анучин Н. П. Лесная таксация. М. : Лесн. пром-ость, 1977. 512 с.
22. Сортиментные и товарные таблицы для древо-стоев Западной и Восточной Сибири / Э. Н. Фалалеев [и др.]. Красноярск, 1991. 146 с.
23. Кузьмичев В. В. Закономерности роста древо-стоев. Новосибирск : Наука, 1977. 157 с.
REFERENCES
1. Pravdin L. F. Sosna obyknovennaya. M. : Nauka, 1964. 192 s.
2. Malenko A. A. Rost i produktivnost' iskusstvennykh nasazhdeniy v lentochnykh borakh Zapadnoy Sibiri : av-toref. dis. ... d-ra s.-kh. nauk. Ekaterinburg, 2012. 40 s.
3. Yablokov A.S. Kul'tura listvennitsy i ukhod za na-sazhdeniyami. M. : Goslesbumizdat, 1934. 128 s.
4. Timofeyev V. P. Listvennitsa v kul'ture. M.-L., 1947. 295 s.
5. Melekhov I. S. Lesovedeniye : uchebnik. M. : MGTU im. N. E. Baumana, 1980. 408 s.
6. Timofeyev V. P. Osnovy lesovyrashchivaniya list-vennitsy: Opyt vyrashchivaniya lesnykh kul'tur list-vennitsy v RSFSR. M. : Lesn. prom-st', 1976. S. 6-60.
7. Timofeyev V. P. Listvennitsa v kul'ture. M. : Lesn. prom-st', 1981. 162 s.
8. Fedotov I. A. Rost i produktivnost' kul'tur listven-nitsy sibirskoy na yugo-vostoke Evropeyskoy chasti SSSR : avtoref. dis. ... kand. s.-kh. nauk. Saratov, 1956. 18 s.
9. Osnovy polezashchitnogo lesorazvedeniya / A. P. Simonenko, Ya. N. Ishchtin, E. G. Paramonov, T. I. Simonenko. Barnaul : Del'ta, 2005. 284 s.
10. Klyuchnikov M. V., Paramonov E. G. Formiro-vaniye listvennichnykh ekosistem v usloviyakh sovremen-nogo antropogennogo vozdeystviya. Problemy stepnogo lesorazvedeniya. Barnaul : Izd-vo Alt. Un-ta, 2009. 243 s.
11. Ogiyevskiy V. V., Khirov A. A. Obsledovaniye i issledovaniye lesnykh kul'tur. M. : Lesn. prom-st', 1964. 50 s.
12. OST 56-69-83 Probnyye ploshchadi lesou-stroitel'nyye, metod zakladki. 59 s.
13. Osnovy fitomonitoringa : uchebnoye posobiye / N. P. Bun'kova, S. V. Zalesov, E. A. Zoteyeva, A. G. Magasumova. Ekaterinburg : Ural. gos. lesotekhn. un-t, 2011. 89 s.
14. Klassifikatsiya i diagnostika pochv SSSR. M. : Kolos, 1977. 224 s.
15. Obshchesoyuznaya instruktsiya po pochvennym obsledovaniyam i sostavleniyu krupnomasshtabnykh pochvennykh kart zemlepol'zovaniy. M. : Kolos, 1973. 94 s.
16. GOST 12536-2014. Grunty. Metody laborator-nogo opredeleniya granulometricheskogo (zernovogo) i mikroagregatnogo sostava.
17. GOST 26423-85. Pochvy. Metody opredeleniya udel'noy elektricheskoy provodimosti, pH i plotnogo ostatka vodnoy vytyazhki.
18. GOST 26213-2021. Pochvy. Metody opre-deleniya organicheskogo veshchestva.
19. GOST 26212-2021. Pochvy. Opredeleniye gidro-liticheskoy kislotnosti po metodu Kappena v modi-fikatsii TsINAO.
20. GOST 17.4.4.01. Okhrana prirody. Pochvy. Metody opredeleniya emkosti kationnogo obmena.
21. Anuchin N. P. Lesnaya taksatsiya. M. : Lesn. prom-ost', 1977. 512 s.
22. Sortimentnyye i tovarnyye tablitsy dlya drevostoyev Zapadnoy i Vostochnoy Sibiri / E. N. Falale-yev [i dr.]. Krasnoyarsk, 1991. 146 s.
23. Kuz'michev V. V. Zakonomernosti rosta drevostoyev. Novosibirsk : Nauka, 1977. 157 s.
© ^HHKapeB A. C., Ma^emo A. A., 2023
Поступила в редакцию 11.08.2023 Принята к печати 02.10.2023
