CC BY
45
№ 10 (64), 2009 г.
Аграрный вестник Урала
105
Лесное хозяйство
Таблица 4
Запас древостоев на секциях ППП-003, пройденных рубками ухода различной интенсивности
Секция Интенсивность рубки, % Запас древостоя, мЭ/га Прирост за 1б лет
до рубки после рубки через 1б лет мЭ/га % к контролю
К-1 - 19Э 19Э 48G 287 1GG
2 22 217 17G Эб7 187 бб
Э 2G 2G4 1 б 9 390 221 77
4 2Э 1б2 14G 417 277 97
Таблица б
Эффективная продуктивность древостоев на ППП-GG3
Секция Интенсивность рубки, % Вырубаемый запас, мЭ/га Запас в 44-летнем возрасте, мЭ/га Эффективная продуктивность сосняка в возрасте 44 года
мЭ/га % к контролю
К-1 - 0 480 480 100
2 22 47 Эб7 404 84
Э 20 Эб Э90 42б 89
4 2Э 22 417 4Э9 91
обстоятельство позволяет оценить эффективную продуктивность древостоев [б] на ППП-003 (табл. б).
Как показали материалы исследований (табл. 5), лучшими показателями эффективной продуктивности ха-
рактеризуется контрольная секция. Однако, как отмечалось ранее, древостой на рабочих секциях характеризуются более крупными деревьями, а, следовательно, более устойчивыми к неблагоприятным экологическим факторам. Кроме того, в результате проведения прореживаний повышается устойчивость древостоев против лесных пожаров.
Обобщая результаты приведенных исследований, в целом можно сделать следующие выводы.
1. Первый прием рубок ухода в сосняках искусственного происхождения ягодникового типа должен проводиться в возрасте до 28 лет в целях снижения густоты. Задержка в уходе приводит к снижению темпов прироста древесины по запасу.
2. Опытные данные подтверждают целесообразность прореживаний интенсивностью 20-25%, которые не только позволяют резко сократить отпад, но и увеличить долю крупных деревьев.
3. Как положительный результат прореживаний можно отметить возможность заготовки до 47 м3/га дополнительной древесины потенциального отпада.
4. Прореживание позволяет улучшить санитарное состояние древостоев и повысить устойчивость их против пожаров.
Литература
1. Колесников Б. П., Зубарева Р. С., Смолоногов Е. П. Лесорастительные условия и типы лесов Свердловской области : практ. руков-во. Свердловск : УНЦ АН СССР, 1973. С. 178.
2. Луганский Н. А., Залесов С. В., Щавровский В. С. Повышение продуктивности лесов : уч. пособ. Екатеринбург : УГЛТА, 1995. С. 287.
3. Залесов С. В., Луганский Н. А., Теринов Н. И., Куликов Г. М. Рубки ухода в эксплуатационных лесах Урала // Леса
Урала и хозяйство в них. Екатеринбург : УЛТИ, 1993. Вып. 16. С. 15-47.
4. Луганский Н. А., Залесов С. В., Азаренок В. А. Лесоводство : уч-к. Екатеринбург : УГЛТА, 2001. С. 279.
5. Владимирова Г. А. Экономическая эффективность рубок ухода. Новосибирск, 1981. С. 114.
СЕМЕНОШЕНИЕ И ЕСТЕСТВЕННОЕ ВОЗОБНОВЛЕНИЕ ХВОЙНЫХ ИНТРОДУЦЕНТОВ В ПРЕДГОРНО-СТЕПНОЙ ЗОНЕ ЮГО-ВОСТОКА КАЗАХСТАНА
Д.Н. САРСЕКОВА,
кандидат сельскохозяйственных наук, и.о. заведующего кафедрой лесоводства Казахского НАУ, докторант, Уральский ГЛТУ
Ключевые слова: семеношение, возобновление, подрост, интродукция, устойчивость, всходы.
Исследование состояния естественного возобновления в биогруппах хвойных интродуцентов в предгорно-степной зоне республики проводилось путем перечета самосева (всходов) на заложенных осенью 2007 года произвольно и равномерно располагаемых учетных площадках размером 1 м2 в арборетуме лесного питомника. В ходе исследований учитыва-
лось число всходов, а также число подроста высотой до 1 м и выше. В тех биогруппах, где естественное возобновление отсутствует, закладывалось по четыре учетных площадки с нарушением верхнего слоя почвы с целью создания оптимальных условий для прорастания семян. На этих площадках велись наблюдения за количеством всходов и их сохранностью в
620100, г. Екатеринбург,
Сибирский тракт, 37; тел. (343) 254-65-06,
(7272) 64-24-64; e-mail: [email protected]
течение лета.
Интродуцированные в новых условиях виды образуют, как правило, недостаточное количество семян. Наши исследования показали, что урожайность большинства из них не хуже, чем в насаждениях естественного ареала.
Spreading of seeds, reproduction, undergrowth, introduction, sustainability, growth.
Лесн ое хозяйство
Таблица 1
У рожаи семян хвойных пород в пределах естественных ареалов
Биологические виды Место наблюдения Авторы Пределы зафиксированных урожаев семян на 1 га
тыс. шт. кг
Сосна обыкновенная Б узулукский бор А.П. Т ольский [1] 160-2840 1-19
Сосна обыкновенная Брянское опытное лесничество А.В. Т юрин [2], И.Д. Ю ркевич и др. [3] 0-1232 0,5-7
Е ль обыкновенная Сиверский лесхоз Ленинградской области О.Г. Каппер [4] 10-2000 0,05-10
Т аблица 2
Г рунтовая и лабораторная всхожесть семян по данным ВНИИЛХ, ВНИАЛМИ и Д .Е.
Г урикова, %
Лабораторная всхожесть по ВНИИЛХ 95 90 85 80 75 70 65 60 55 50 40
Г рунтовая всхожесть сосна 70 69 68 66 63 60 55 50 44 37 -
ель 51 50 48 46 43 40 37 33 28 24 -
Лабораторная всхожесть по ВНИАЛМИ 95 - 85 - 75 - 65 - 55 - 45
Г рунтовая всхожесть сосна 59 - 51 - 40 - 32 - - - -
ель 50 - 42 - 36 - 28 - 20 - 18
Лабораторная всхожесть по Д .Е. Гурикову - - - - 72 - 68 - - 32 20
Г рунтовая всхожесть ель Шренка - - - - 30,2 - 23,1 - - 5,16 1,41
Рисунок. Самосев ели обыкновенной на учетной площадке 3 июля 2008
года
Правда, мы не смогли точно подсчитать фактическое количество опадающих на землю семян. Однако при сплошном сборе шишек урожая 2007 года для производственных целей было заготовлено 124,64 г семян ели сибирской (25832 шт.), или 1987 тыс. шт. на 1 га.
Сравнивая результаты наших исследований с имеющимися в научной литературе (табл. 1), убеждаемся, что интродуцированные в арборетуме хвойные породы образуют достаточное для естественного возобновления количество семян. В то же время лабораторная всхожесть семян (табл. 2) оказалась крайне низкой - ниже 40%. Последнее является одной из причин, затрудняющих появление подроста в хвойных биогруппах.
Лабораторная всхожесть тесно связана с грунтовой всхожестью семян, от которой непосредственно зависит количество появившегося самосева. Известно, что грунтовая всхожесть - показатель весьма неустойчивый, сильно варьирует в зависимости от условий произрастания, погодных условий, агротехники и др.
Многолетние данные ВНИИЛХ [5] и ВНИАЛМИ [6] по изучению соотношения лабораторной и грунтовой всхожести семян сосны и ели приведены в таблице 2.
Приведенные в таблице 2 данные свидетельствуют, что используя метод интерполяции и аналогии градиентов можно с определенной долей вероятности рассчитывать грунтовую всхожесть семян изучаемых нами видов. Такой расчет для ряда интродуцен-тов мы выполнили. Результаты его приведены в таблице 2, из которой видно, что семена ели европейской, имеющие лабораторную всхожесть около 30% и ниже, характеризуются крайне низкой грунтовой всхожестью. Последнее является серьезной причиной, препятствующей естественному лесовосстановлению.
Следующей причиной, препятствующей появлению и накоплению подроста хвойных пород в биогруппах, является конкуренция со стороны живого напочвенного покрова. Семена
хвойных зависают в травостое, лесном отпаде и верхнем слое лесной подстилки, не достигая минерального слоя почвы. Исследования Л.Н. Грибанова [7] показали, что в ленточных борах
Прииртышья лишь около 35% опадающих сосновых семян достигают минерального слоя почвы, где складываются благоприятные условия для их прорастания. Остальные семена ос-
№ 10 (64), 2009 г.
Аграрный вестник Урала
107
Лесное хозяйство
Таблица 3
Результаты учета самосева интродуцентов на учетных площадках в 2008 году
(урожай 2007 года)
Биологические виды Число учет. площадок, шт. Число появившихся всходов, шт./м2 Число всходов 3 июля, шт./м2 Число всходов 25 августа, шт./м2 Сохранность, %
3 июля 25 августа
М±т Су М±т Су М±т Су
Сосна обыкновенная 5 1,6±0,78 109 0 0 0 0 0 0
Ель обыкновенная 5 31,67±27,42 43 20,33±5,0 13 8,5±3,77 89 64,2 26,8
таются на поверхности лесного опада (17%) и зависают в лесной подстилке (48%). В арборетуме на межлесных полянах из-за густого травянистого покрова и развитой дернины семена не достигают поверхности почвы, поэтому ни самосев, ни подрост здесь не встречаются.
В насаждениях сосны обыкновенной травянистый покров также имеет место.
Здесь преобладают двудольные виды с проективным покрытием почвы около 90%. В биогруппах под густыми кронами ели травяной покров отсутствует и имеется лишь редкий подлесок и мертвый покров из лесного опада, в основном из хвои и листьев винограда. Лесная подстилка в биогруппах еще полностью не сформирована. Ее толщина не превышает 1-2 см. Кроме того, в арборетуме есть одно существенное преимущество для переноса и прорастания семян по сравнению с естественными лесами - искусственное орошение. Поливная вода способствует вмыванию семян в минеральный слой почвы и периодически увлажняет их. В общей сложности, учитывая условия, складывающиеся под пологом биогрупп хвойных интродуцентов, можно допустить, что здесь так же, как в ленточных борах, минерализованной поверхности почвы достигает около 35% опавших семян, и мы вправе ожидать появления всходов (рисунок).
Наши исследования показали, что в 2007 году в биогруппе ели обыкновенной заготовлено 4476 семян, что в пересчете на 1 га составляет 666,2 тыс. шт. Полагаем, что минерального слоя почвы из них достигло около 35%, то есть 232,85 тыс. семян. При лабораторной всхожести семян 63% (табл. 2) грунтовую всхожесть можно принять за 30%, то есть можно ожидать появления около 69,8 тыс. всходов самосева на 1 га, или около 7 всходов на 1 м2 (69,8 тыс. : 10000 м2 = 6,98 шт. или 7 шт.). Аналогичным подсчетом получим вероятное количество самосева на 1 м2 ели обыкновенной - 11 шт., сосны обыкновенной - 2 шт.
Основываясь на этом теоретическом расчете, осенью 2007 года мы заложили специальный опыт в биогруппах сосны обыкновенной и ели обыкновенной. Цель его: убедиться в возможности появления самосева в биогруппах; проверить возможность использования метода учетных площадок для количественного учета самосева хвойных пород; установить необходимое число учетных площадок для обеспечения заданной точности учета; определить степень сохранности всходов самосева в первый год их жизни и далее.
Для этого 20 октября 2007 года под пологом перечисленных выше биогрупп были подготовлены учетные площадки размером 1х1 м в количестве 5 в биогруппе для улавливания опадающих семян. Размещение учетных площадок - произвольно-равномерное. С поверхности площадок убирались лесной опад и подстилка, а почва рыхлилась граблями.
На следующий год 29 апреля, 5 июня, 3 июля и 25 августа произведены подсчеты числа появившихся и сохранившихся всходов самосева. Результаты приведены в таблице 3. Материалы таблицы 3 свидетельствуют, что количество самосева хвойных интродуцентов под пологом биогрупп колеблется от 1,6±0,78 до 74,2±14,64 шт./м2 в зависимости от биологических свойств видов деревьев. Наибольшее число всходов дала ель обыкновенная (31,7 шт./м2).
Значительно меньшим количеством самосева характеризуется сосна - 1,6 шт./м2. Мы объясняем это влиянием погодных условий разных лет на цветение и формирование урожая семян. У сосны урожая 2007 года семена закладывались цветением в 2006 году. Ель образует зрелые семена в год цветения, то есть в 2007 году. Таким образом, оказалось, что 2007 год был для ели урожайным, а для сосен - неурожайным.
Второй вывод, следующий из данного эксперимента, заключается в том, что метод учетных площадок для изучения самосева хвойных пород вполне оправдан. Однако принятое нами количество учетных площадок (5 шт. на биогруппу) оказалось недостаточным. Точность подсчета появившихся всходов (Р) превышает 13% при норме 5%. Расчет показывает, что для повышения точности опыта до 5% необходимо увеличить число учетных площадок в урожайный год до 25-30, в неурожайный - до 50. Для расчета используем формулу из математической статистики:
р = С V + урп, (1)
где Р - принятая точность опыта 10%;
С,, - коэффициент вариации; он колеблется в урожайный год (для ели) от 43 до 65% и в среднем равен 52%, в неурожайный год (для сосен) - от 39 до 109%, в среднем - 72%;
п - число учетных площадок площадью 1 м2, шт.
Однако учитывая весьма малую площадь биогрупп (300 м2 и меньше), целесообразно увеличивая число учетных площадок сокращать их площадь до 0,5-0,25 м2. Тем не менее, несмотря на невысокую точность учета самосева, мы можем сделать вполне обоснованный вывод о достаточном его количестве в урожайные годы. Для этого следует делать заключение опираясь не на среднестатистические данные (М), а на вероятное минимальное значение среднестатистических величин, то есть среднее значение минус его ошибка на 5%-ном уровне значимости. В этом случае число всходов варьирует от 9 до 20 шт./м2 у ели (табл. 3), что вполне достаточно, если будет обеспечена их сохранность.
Из таблицы 2 видно, что сохранность самосева при хорошем урожае семян и достаточно большом количестве всходов (25 шт./м2) до середины лета довольно высокая. К 3 июля в основном она колебалась от 0 до 64%. Правда, следует учесть особо благоприятные условия весны и начала лета 2008 года - невысокие температуры воздуха. Однако во второй половине лета, когда установилась жаркая сухая погода, обычная для этого периода года, отпад всходов резко увеличился. К 25 августа число сохранившихся растений сократилось в 2-8 раз по сравнению с таковым 3 июля и составило у елей 8,5 шт./м2 (табл. 3). Сохранность всходов снизилась до 26,8% у ели, а всходы сосны практически отсутствовали. Таким образом, отсутствие подроста в биогруппах хвойных объясняется не недостатком семян и
Лесное хозяйство Т аблица 4 Ориентировочное количество опавших семян интродуцентов из урожая 2007 года (рассчитанное по числу появившихся всходов самосева)
Б иологические виды Среднее количество всходов, шт./м2 Всхожесть опавших семян, % Ориент. кол-во опавших семян, тыс. шт./га
среднестати- стическое М±т минимальное среднее М-т^5 лабораторная расчетная грунтовая (К)
Сосна обыкновенная 1,6±0,78 0,0 60 39,5 0
Ель обыкновенная 31,7±4,25 19,9 24 10,0 1990,0
не их низкой всхожестью, а главным образом очень большим отпадом всходов в период длительных засух и особо высоких температур воздуха, что является обычным для района исследований.
Полученные данные позволили ориентировочно рассчитать урожай семян изучаемых интродуцентов. В основу положен принцип учета опадающих семян с помощью семеномеров. Однако если метод семеномеров позволяет установить урожай по количеству опавших семян на определенную улавливающую площадь, то мы стремились определить урожай по числу появившихся всходов. Теоретическая предпосылка выглядит так: если нам известна лабораторная всхожесть опавших семян и корреляционная зависимость ее с грунтовой всхожестью, то, зная число опавших семян, мы можем с какой-то вероятностью предвидеть, какое количество всходов появится из них.
Очевидно, можно решить и обратную задачу - по числу всходов подсчитать, из какого количества опавших семян они образовались (табл. 4).
Конечно, следует иметь в виду, что не все семена опадут на землю. Часть их остается в шишках (около 2%), часть опавших семян будет склевана птицами и уничтожена грызунами. Вследствие этого расчет даст заниженный результат.
В 2007 году в биогруппах хвойных
пород также проводилась хозяйственная заготовка семян в небольшом количестве, что в определенной степени отразилось на результатах расчетов, занизив их. Кроме того, подсчет появившихся всходов неминуемо будет производиться с какой-то ошибкой, а в нашем опыте было всего по 5 учетных площадках на биогруппу. Последнее также может занизить расчетный урожай по сравнению с фактическим.
Эти замечания следует учитывать, оценивая результаты нашего эксперимента. Они показывают минимально возможное количество опавших семян в конкретных условиях данного года. Зато этот вывод будет сделан с более высокой степенью уверенности, чем с использованием среднестатистического показателя.
Даже с учетом отмеченных выше потерь фактического урожая число опавших на гектар семян ели было не меньше, чем наблюдается в естественных насаждениях. Для сосны, как отмечалось ранее, 2007 год оказался неурожайным, что подтверждается малым количеством семян (0-160 тыс. шт./га).
Подводя итоги обсуждения результатов исследований, можно с уверенностью констатировать:
- все изучаемые виды успешно плодоносят и дают урожай не меньше, чем в пределах естественных ареалов;
-лабораторная всхожесть семян
колеблется в широких пределах и зачастую бывает очень низкой (ниже 40%), в основном из-за большой примеси пустых семян;
- несмотря на низкую всхожесть в урожайные годы семян образуется вполне достаточное количество для появления обильного самосева (5 шт./м2 и более);
- сохранность всходов в урожайные годы до середины лета (3 июля) высокая (64,2%), при неурожае - низкая (0-22%); к концу лета отпад всходов резко возрастает за счет отсутствия осадков и наличия высоких температур воздуха;
- основными причинами отсутствия подроста хвойных в биогруппах является наличие под пологом густого травостоя, лесного опада и лесной подстилки, задерживающих до 65% опадающих семян, а также гибель всходов при длительных засухах и конкуренция со стороны материнского древостоя за влагу и свет.
Данные наших исследований согласуются с выводами Е.А. Романовской, И.Т. Попова и В.К. Кириенко [8], обследовавших состояние интродуцентов арборетума в 1972-1976 годах. Они пишут: "Нами наблюдались всходы от естественно рассеянных семян сосны обыкновенной и можжевельника виргинского. Однако через 2-3 недели по мере повышения температуры и снижения влажности воздуха сеянцы погибали".
Литература
1. Тольский А. П. Географические культуры сосны обыкновенной под Москвой // Лесоведение. 1983. № 2. С. 50-57.
2. Тюрин А. В., Науменко И. М., Воронов П. В. Лесная вспомогательная книжка. М. ; Л. : Гослесбумиздат, 1956.
3. Юркевич И. Д., Голод Д. С., Парфёнов В. И. Высокопродуктивные формы ели, их использование в селекции и практике лесного хозяйства // Состояние и перспективы развития лесной генетики, селекции, семеноводства и интродукции. Методы селекции древесных пород. Рига, 1974. С. 113-115.
4. Каппер О. Г. Хвойные породы. М. ; Л. : Гослесбумиздат, 1954.
5. Нарышкин М. А., Вакуров А. Д, Петерсон Ю. В. Географические культуры сосны обыкновенной под Москвой // Лесоведение. 1983. № 2. С. 50-57.
6. Правдин Л. Ф. Научные основы селекции хвойных древесных пород. М., 1978. 190 с.
7. Грибанов А. Н. Сосновые леса Казахстана и биологические основы хозяйства в них : докл. ... докт. биол. наук. Свердловск, 1965. С. 54.
8. Романовская Е. А., Попов И. Т., Кириенко В. К. Интродукция хвойных пород в пустынно-степной зоне южного Казахстана // Лесное хозяйство и агролесомелиорация в Казахстане. Алма-Ата, 1976. С. 176-183.
