CC BY
15
2013 г. по сравнению с 1-м и 2-м вариантами на 0,57 т/га и 0,34 т/га по вариантам соответственно, что говорит о положительном влиянии на повышение урожайности зерна яровой тритикале последействия летней глубокой вспашки залежи 2012 г.
Таким образом, результаты наших исследований показали, что проведение глубокой вспашки способствует наибольшему разуплотнению почвы, более равномерному распределению влаги в пахотном слое и повышению урожайности яровых зерновых кулыур. Также отмечено положительное последействие глубокой обработки и необходимость применения разноглубинной обработки почвы во времени.
Ли те ратура
1. Чернов Д. В., Кириллова Е.Л. Особенности морфологии суглинистых целинных, пахотных и залежных почв // Гумус и почвообразование. - СПбГАУ, 2000. - С. 145-152.
2. Васильев А.М., Лебедева В.Г., Ревут И.Б. Плотность почвы, физические условия и ее плодородие // Изменение почв при окультуривании, их классификация и диагностика: Сб. научн. тр. - М.: Колос, 1965.
3. Макаров В.И., Грязи на В. И., Кириллов В.Г. Влияние обработки на агрофизические свойства дерново-подзолистой почвы // Земледелие. - 2008. - № 2. - С. 24-25.
УДК 630.228.3+ 630.232 + 630.811 Доктор с.-х. наук ВП. ЦАРЕНКО
(СПб ГАУ, [email protected]) Канд. с.-х. наук Д.А. ДАНИЛОВ (ГНУ Ленинградский НИИСХ «Белогорка» Россельхозакадемии, 81хжп200@ mail.ru) Доктор с.-х. наук А.П. СМИРНОВ (СПб ГЛТУ им. Кирова, [email protected])
ПРОДУКТИВНОСТЬ И КАЧЕСТВО ДРЕВЕСИНЫ СМЕШАННЫХ ЕЛОВО-СОСНОВЫХ ДРЕВОСТОЕВ НА ПОЧВАХ ДВУЧЛЕННОГО СТРОЕНИЯ
Елово-сосновые древостой, двучленные почвы, коэффициенты вариации, товарная структура запас, базисная плотность древесины
В Ленинградской области на дренируемых почвах преобладают насаждения зеленомошной группы типов леса (57%). В большинстве случаев это смешанные по составу древостой с преобладанием ели или сосны [1]. Эти насаждения часто произрастают на почвах, сформировавшихся на двучленных отложениях. В западной и южной частях Ленинградской области двучленные почвы распространены как в холмистых сравнительно высоко расположенных районах, так и на равнинах, и покрывают значительную территорию. В зависимости от мощности и гранулометрического состава покровной породы различаются свойства двучленных почв. Почвы, образованные на покровных породах имеющих среднесуглинистый гранулометрический состав отличаются лучшими показателями производительности для хвойных древо сто ев, которые растут на них по I- II классу бонитета. С уменьшением мощности покровного суглинка и более близком залегании подстилающей породы, свойства образующихся на этой породе почв изменяются в сторону ухудшения, т.к. после дождей на границе между ними происходит задержка воды и появляется верховодка, под влиянием которой покровный нанос заболачивается. Этот тип почвы часто встречаются в черничной серии типов леса. Чем ближе залегает суглинистый горизонт, тем больше вероятность увеличения в составе древостоя доли ели [2]. При более легком супесчаном гранулометрическом составе почвы в древостое чаще преобладает сосна.
Приспевающие и спелые модальные древостой сосны и ели произрастающие на таких почвах в регионе исследования имеют средний состав: 5ЕЗС2Б(Ос) или 5С4Е1Б(Ос). Запас этих древостоев - от 290 м3/га до 360 м3/га [1]. После проведения рубок ухода при изреживании хвойных ярусов формируются древостой с различной долей участия ели и сосны.
Запас стволовой древесины и её плотность к возрасту сплошной рубки в таких насаждениях зависят от доли участия ели и сосны в составе. Известно, что с плотностью древесины связаны её
физико-механические показатели. Для целлюлозно-бумажного производства более плотная балансовая древесина хвойных пород даёт больший выход при варке технической целлюлозы. При изготовлении топливных гранул показатель плотности древесины хвойных пород при использовании отходов деревообработки связан напрямую с массовыми показателями конечного продукта. Таким образом, эти древостой представляют несомненный интерес для лесохозяйственной практики, т.к. необходимо знать, при каких параметрах состава на двучленных почвах формируются насаждения с максимальным запасом древесины высокой плотности.
Целью нашего исследования было проанализировать показатели плотности древесины сосны и ели в смешанных древостоях в зависимости от состава насаждения и морфологического строения почв на двучленных материнских породах.
Объекты исследования - спелые смешанные древостой сосны и ели зеленомошной группы типов леса в Рылеевском участковом лесничестве Гатчинского района Ленинградской области, произрастающие на двучленных почвах (супесь, подстилаемая моренными суглинками).
Пробные площади были заложены по принятой в лесоводстве методике, размером 0,25-0,3 га [3]. На пробных площадях (1111) были заложены почвенные прикопки, определены мощность лесной подстилки, других горизонтов, гранулометрический состав почв, даны названия почв [2]. Проведён сплошной перечёт деревьев по ступеням толщины, взяты керны древесины на высоте груди для определения базисной плотности. Плотность древесины определена методом максимальной влагоёмкости [4]. Для расчёта средней базисной плотности древесины по отдельным древесным породам использовались предложенные нами ранее уравнения регрессии для смешанных сосново-еловых насаждений [5-7]. Уравнения основаны на расчёте средней плотности по ступеням толщины и учёте доли каждой ступени в запасе древостоя.
Таблица!. Характеристика смешанных хвойных древостоев на опытных объектах
№ ПП Состав древостоя Тип леса Запас, м3/га Мощность почвенных горизонтов Базисная плотность древесины
среднее, кг/м3 коэффициент вариации, %
сосна ель сосна ель
2 3,5ЕюоЗ,5 Eso 2Сцо+Ос, Б кисличник 413 L - 4 см; А - 9 см; Е - 11 см; В1 - 13 см (супесь); В2 - красный суглинок 413 479 4,1 8,1
3 бЕро 4С100 черничник свежий 492 L - 9 см; АЕ - 7 см; Е - 12 см; Bfe - 19 см (супесь); В2 - красный суглинок 415 475 2,0 5,9
4 9С90 IE80 +Б,Ос кисличник 354 L - 5 см; А - 7 см; Е - 10 см; В1 (супесь) - 27 см; В2 - красный суглино 396 367 1,2 11,0
5 8Е85 2Сюо +Б, Ос кисличник 400 L - 8см; А - 12см; Е - 11 см; В1(супесь) -25см; В2 - красный суглинок 408 467 3,1 9,9
6 8Е90 2Сюо кисличник 352 L -7 см; А - 13см; Е - 10 см; В1(супесь) -22см; В2 - красный суглинок 394 421 1,5 7,9
Исследуемые древостой находятся в одном лесном массиве, для сравнительного анализа подбирались насаждения одного класса, возраста. Сосновый ярус старше еловой части древостоя на 10-15 лет. Древостой произрастают в сравнительно однородных условиях на почвах двучленного строения, подстилаемых моренными тяжёлыми суглинками (табл. 1). На всех опытных участках ярко выражен подзолистый супесчаный горизонт Е, переходящий в супесчаный В1, который, в свою очередь, подстилается суглинистым В2. На 1111-3 из-за более низкого положения в рельефе, по
сравнению с другими участками, наблюдается временное застойное переувлажнение, что приводит к увеличению мощности подстилки и её оторфовыванию. Название почв на ПП-2, 4-6 : модергумусная сильноподзолистая супесчано-суглинистая на двучленных наносах; на ПП-3 - торфянисто-грубо гумусный железисто-иллювиальный подзол на двучленных наносах.
На ПП-4 и 6 более 30 лет назад были проведены проходные рубки и поэтому запас здесь ниже, чем на других объектах, где рубки не проводились.
С увеличением доли сосны в составе древостоя происходит увеличение плотности древесины последней. С уменьшением доли ели в составе плотность её древесины несколько снижается. Снижение плотности древесины сосны после разреживания древостоя отмечалось и в ранее проведённых нами исследованиях, как в чистых, так и в смешанных хвойных древостоях [5,6].
Показатель коэффициента варьирования плотности древесины по ступеням толщины у сосны имеет чёткую тенденцию к снижению с увеличением доли сосны в составе древесного ценоза. У ели этот показатель менее обусловлен составом насаждения, имеет большие величины, чем у соснового яруса. Это подтверждает результаты ранее проведённых исследований вариабельности плотности древесины в сосново-еловых древостоях [5,6].
Плотность древесины сосны меньше варьирует по ступеням толщины, чем у ели, как в чистых, так и в смешанных насаждениях, независимо от типа леса. Почвенные факторы (временное переувлажнение) существенно не влияют на вариабельность плотности древесины, как ели, так и сосны. Большее воздействие оказывает разреживание древостоя, которое, возможно, на ПП-4 и 6 является причиной снижения плотности древесины сосны и возрастания варьирования плотности древесины ели. Однако в целом на объектах без разреживаний древостоя сформировалась древесина ели с плотностью выше средних показателей для района исследования, а у сосны - на уровне средних показателей плотности древесины этой породы для Ленинградской области [4-6].
В смешанных древостоях у сосновой части древостоя плотность древесины с большем её участием в составе насаждения, как и в чистых древостоях, имеет тенденцию увеличения от меньших к большим ступеням толщины (рис. 1). На объектах с изреживанием древостоя эта направленность сохраняется, хотя и с разной долей сосны в составе ценоза. На других опытных объектах с меньшей долей участия сосны в изменениях плотности её древесины эта зависимость не наблюдается.
Рис.1. Базисная плотность древесины сосны по ступеням толщины древостоя на опытных объектах
в смешанных хвойных древостоях
Рис.2. Базисная плотность древесины ели по ступеням толщины древостоя на опытных объектах в
смешанных хвойных древостоях
Еловая часть древостоя в исследуемых насаждениях имеет преимущественно более плотную древесину по всем ступеням толщины, чем у соснового яруса (рис.2). Однако плотность древесины варьирует по всем ступеням без видимой закономерности от доли состава насаждения. Можно отметить, что чем более представлен (растянут) ряд распределения по ступеням толщины древостоя, тем более различаются показатели плотности древесины ели по этим ступеням. Интересно отметить, что на объектах с проходными рубками ПП-4;6 плотность древесины ели более однородна по её ярусу в ценозе. Эта общая тенденция проявляется и для сосновой части смешанных древостоев после рубок ухода. Можно говорить, что разреживающие рубки позволяют формировать более однородную по базисной плотности древесину к возрасту сплошной рубки.
В смешанных древостоях ели и сосны в данных лесорастительных условиях на опытных объектах отмечается больший запас древесины, чем в модальных смешанных древостоях региона исследования [1]. От преобладания в составе той или иной породы зависит в конечном итоге количество крупномерной древесины к возрасту сплошной рубки древостоя. Анализ товарной структуры исследуемых смешанных насаждений показывает наличие большего объёма крупнотоварной древесины в насаждениях с большей долей участия сосны в составе (табл.2). Сосновая часть древостоев фактически представлена более крупными ступенями толщины стволов. Еловый ярус насаждений представлен более мелкими ступенями и соответственно выход крупномерной древесины из него ниже, чем у сосновой части древостоев. Этот факт необходимо учитывать при проведении рубок ухода за хвойными смешанными насаждениями и проводить целенаправленный уход за сосновым ярусом с целью получения более крупной древесины к возрасту сплошной рубки древостоя.
На основании результатов исследования смешанных хвойных древостоев можно сделать вывод о большем влиянии состава насаждения на показатели запаса и плотности древесины, чем мощности отдельных горизонтов почвы. На почвах с двучленным строением профиля, по-видимому, большую фитомассу будут наращивать древостой с преобладанием сосны. Однако ель со временем может вытеснять сосну, т.к. её поверхностная корневая система легко проникает через супесчаные горизонты к более богатому в плане минерального питания суглинистому горизонту В2.
Таблица 2.Товарная структура смешанных елово-сосновых древостоев
Товарная древесина по хвойным породам, м3/га
Порода Крупная Средняя Мелкая Дрова Ликвид Отходы Всего:
ПП-2
Сосна 36 37 11 1 85 7 93
Ель 66 128 54 5 247 22 269
102 165 65 6 332 30 362
ПП-3
Сосна 110 45 10 3 168 13 182
Ель 102 133 49 6 286 24 310
213 178 59 8 454 38 492
ПП-4
Сосна 124 110 28 4 266 23 289
Ель 2 10 33 2 48 5 52
126 121 61 6 314 28 341
ПП-5
Сосна 37 33 11 1 83 7 90
Ель 15 63 197 14 275 29 304
52 96 208 16 358 36 394
ПП-6
Сосна 26 26 4 1 57 5 62
Ель 25 59 171 13 267 25 292
50 85 176 13 324 30 354
Ведение хозяйства на преобладание сосны в составе древостоя в данных условиях произрастания позволяет оптимизировать качественные и количественные характеристики смешанных хвойных насаждений к возрасту сплошной рубки. В процессе формирования смешанных елово-сосновых насаждений необходимо увеличивать долю сосны на более ранних этапах развития древостоев, чтобы к возрасту главной рубки получить большую древесную массу с единицы площади с более крупнотоварными стволами. Проводя выборку елового яруса при проходных рубках по верховому методу, можно добиться улучшения условий роста для сосновой части ценоза. Рубки разреживания в таких смешанных хвойных насаждениях позволяют формировать древесину с более однородной плотностью по ступеням толщины древостоя как для ели, так и сосны. В экологическом плане смешанные древостой сосны и ели более устойчивы и полнее используют условия совместного произрастания. Однако следует предотвращать отпад сосны в более мелких ступенях при рубках ухода и перенаправлять прирост на более крупные стволы. Еловую часть древостоя в целях снижения конкуренции с сосной стоит разреживать с изъятием более крупных стволов, тем самым создавая лучшие световые условия для роста соснового яруса.
Литература
1. Тетюхин C.B. Лесная таксация и лесоустройство. Нормативно-справочные материалы по Северо-Западу РФ./Тетюхин C.B. Минаев В.Н., Богомолова Л.П. -СПб ЛТА,-2004.-369с.
2. Карпачевский Л.О., Ашинов Ю.Н., Березин ЛВ. Курс лесного почвоведения: Учебное пособие для почвоведов университетов. -Майкоп: Из-во «Аякс», 2009.-345с.
3. Сеннов С.Н. Методические рекомендации по закладке постоянных пробных площадей по рубкам ухода.-Л: ЛенНИИЛХ, 1972.-20 с.
4. Полубояринов О.И. Плотность древесины. -М. Лесная промышленность, 1976.-259 с.
5. Данилов Д.А. Закономерности структурных изменений в сосновых и еловых древостоях на объектах комплексного ухода за лесом: Дж... кавдс-хн-СПб: ГЛГУ, 2011.-245с.
6. Данилов Д.А., Царенко В.П.,С купченко КБ Влияние комплексного ухода за лесом на плотность древесины в хвойных древостоях // Известия Санкт-Петербургского государственного университета. -№30.-2013,- С.48-53.
7. Дворецкий М.Л. Пособие по вариационной статистике. -М. Лесная про-ть,1971.-103 С.
УДК 631.416.8 Канд. биол. наук М.А. ЕФРЕМОВА
(СПбГАУ, [email protected]) Аспирант Е.М. НАУМОВ (СПбГАУ, ЬагатЬа@та[email protected])
ИЗУЧЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ ПРИ ФИТОРЕМЕДИАЦИИ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ПОЧВЫ, ЗАГРЯЗНЕННОЙ МЫШЬЯКОМ
Мышьяк, дерново-подзолистая почва, яровая пшеница, коэффициент накопления
Антропогенная деятельность приводит к существенному изменению химического состава биосферы, увеличивая содержание в ней экотоксичных элементов, активно мигрирующих по пищевым цепям. При низком содержании Ая в горных породах потребность в нем различных производств велика, т.е. велик уровень его технофильности. Это ведет к извлечению из недр земли большого количества руд, содержащих мышьяк, и к последующему глобальному его рассеиванию в окружающей среде [1]. Согласно приведенным данным антропогенное вовлечение мышьяка в глобальные циклы на планете заметно выше, чем, например, кадмия, хрома, меди и никеля.
Кларк Ая в почвах составляет, по разным данным, 5,5-8,7 мг/кг [2, 3]. Повышенные концентрации мышьяка обнаруживаются в пахотных почвах в результате промышленного аэрального загрязнения, в связи с обработкой растений мышьяковистыми препаратами, использованием минеральных удобрений, в разной степени насыщенных этим элементом. По некоторым данным, с азотными удобрениями в почву попадает от 1 до 10 г/га мышьяка, с двойным суперфосфатом - до 30-300 г/га [1]. По другим данным [2] в фосфатных удобрениях содержится 2-1200 мг Ая/кг, в извести - 0,1-24, в азотных удобрениях - 2-120 в органических удобрениях - 3-25 мг/кг. В некоторых почвах Молдавии в результате применения Ая-содержащих пестицидов содержание элемента достигает 400-2000 мг/кг, что служит причиной отравления местных жителей [4].
Важную роль в снижении поступления токсичных элементов из почвы в растения играет фиторемедиация, цель которой состоит либо в снижении валовой концентрации элементов в почве за счет их избирательного выноса растениями, либо в снижении подвижности экотоксикантов в почве под действием корневых выделений. В идеале растения, взятые для фитоэкстракции, должны быть толерантными к загрязнителю, адаптированными к условиям данного участка, способными быстро давать большую биомассу с высокой концентрацией металла в побегах, легкими в уборке и переработке, способными расти непрерывно или неоднократно [5].
В данной работе представлены результаты исследования эффективности фитоэкстрации мышьяка из загрязненной дерново-подзолистой почвы яровой пшеницей сорта Ленинградская-6 и возможность применения для этой цели микробиопрепарата Агрофил.
Для выяснения степени влияния микробиологического препарата на накопление Ая пшеницей из загрязненной почвы нами был заложен двуфакторный вегетационный опыт по общепринятой методике [6]. Пшеница сорта Ленинградская-6 выращивалась в пластиковых сосудах Кирсанова. Каждый сосуд вмещал по 5,5 кг почвы. Опыт состоял из двух блоков по 6 вариантов в каждом (табл.). В первом блоке опыта пшеница выращивалась на фоне применения минеральных удобрений при разной степени загрязнения почвы мышьяком, во втором блоке в почву был внесен микробиопрепарат Агрофил, предоставленный НИИ микробиологии (г. Санкт-Петербург). Опыт проведен в трехкратной повторности.
