Раздел III. Лесные культуры

Глава 17. Эколого-биологические основы выращивания лесных культур

17.1. Теоретические основы выращивания смешанных культур

Величина продуктивности и качество смешанных насаждении зависят от условий географической среды, почвенного плодородия, характера взаимоотношений между высаженными древесными породами. Характер и исход взаимодействия определяются в первую очередь условиями внешней среды и биоэкологическими особенностями древесных пород. Другими словами, межвидовые взаимоотношения являются результатом различного характера ассимиляции разными древесными породами источников их существования: света, тепла, влаги, минеральных и органических веществ в почве, углекислоты воздуха и почвы, кислорода в почве и др.

Древесные породы не сходные по своей биоэкологии, по-разному используют среду обитания и различно изменяют условия внешней среды в процессе своей жизнедеятельности. Различие или сходство в процессе обмена веществ и энергии определяет характер взаимосвязи между древесными породами. Эти взаимосвязи могут быть антагонистическими и в то же время в определенной мере благоприятными для другой породы или же отношениями взаимного или одностороннего благоприятствования с наличием на отдельных этапах конкуренции за факторы жизни (К.Б. Лосицкий, B.C. Чуенков, 1973).

Акад. В. Н. Сукачев (1946) сформулировал сущность взаимосвязей между древесными породами, указав, что эти две противоположности - угнетение растений в процессе жизненной конкуренции и благоприятствование одних другим - неотделимы друг от друга и диалектически составляют между собой единое целое. В.Н. Сукачев различает благоприятное влияние двух видов: полезность сближенности растений и положительное влияние одних растений на другие в процессе их жизнедеятельности через выделения растений или через изменение среды в лучшую сторону вследствие накапливания продуктов жизнедеятельности. Помимо условий внешней среды и биоэкологии древесных пород, характер взаимовлияния зависит также от экологических форм породы или отдельных популяций, от наследственных особенностей деревьев (см.: питомник деревья).

При совместном произрастании древесных пород имеют значение следующие свойства: потребность в свете, воде и минеральных элементах питания, способность быстро усваивать их; развитие корневых систем (тип, мощность, глубина распространения). Весьма существенно различие в сроках поступления минеральных веществ в растение, т.е. сезонный режим в питании растений. Для проявления определенных, присущих только данному виду, жизненных свойств необходимы соответствующие условия среды, без которых эти свойства проявиться не могут. Следовательно, основой проявления тех или иных свойств являются условия внешней среды, которые в то же время влияют на изменение биоэкологических особенностей культивируемых видов.

Знание климатических и почвенных условий важно для определения степени соответствия их биоэкологическим особенностям древесных пород и насаждений, и для прогноза процессов биосинтеза, а отсюда - возможной продуктивности насаждений. При надлежащем сочетании древесных пород обеспечивается наиболее эффективное использование почвенного плодородия и происходит улучшение лесорастительных условий.

Таким образом, при создании смешанных лесных культур важно правильно подобрать породы (посадочный материал) с учетом их биологических особенностей, характера взаимовлияния между высаженными видами и влияния создаваемых насаждений на почвенную экологию. В смешанных насаждениях взаимовлияния древесных растений зависят от почвенно-климатических условий, сочетания (состава) пород, их размещения и возраста. Подбор видов древесных пород по экологическим требованиям, соответствующим данным почвенно-климатическим условиям, не всегда обеспечивает создание полноценных насаждений. Это объясняется тем, что в смешанных насаждениях проявляется особая закономерность, которую проф. М.В. Колесниченко называет "соответствием растений друг другу при совместном произрастании". Взаимоотношения растений в смешанных насаждениях очень сложны, находятся в тесной зависимости от условий среды и проявляются в многообразных формах взаимных влияний. Степень обоюдного влияния зависит как от способности одного растения изменять среду, так и от чувствительности другого к этим изменениям.

Все формы взаимовлияния в лесных ценозах разделяют на 5 групп: биохимическое, биофизическое, биотрофное, физиологическое, механическое.

Биохимическое (аллелопатия) - взаимное влияние растений путем выделения в окружающую среду физиологически активных веществ. Аллелопатия осуществляется посредством прижизненного обмена корневыми выделениями в почве, листовыми (летучие эфирные масла) - в окружающем воздухе, путем накопления в почве продуктов анаэробного метаболизма, токсинов, образующих при перегнивании остатков корней и опада, метаболитов грибов и бактерий. Биохимическое взаимовлияние надземной части растения в смешанном насаждении проявляется путем влияния листовых выделений одних пород на фотосинтез других. Например, сближенное размещение ясеня обыкновенного, осины, вяза и акации белой влияет на дуб отрицательно, а липы и гледичии - положительно.

Биофизическое взаимовлияние проявляется в изменении растениями условий внешней среды. Так, доступ света и тепла уменьшается при затенении растений с боков, особенно сверху.

Биотрофное влияние проявляется в основном в почве в процессе потребления и возврата растениями в нее элементов питания. Механическое взаимовлияние проявляется в виде трения стволов и ветвей разных деревьев, что приводит к образованию ран и сухобочин. У деревьев одних и тех же видов иногда наблюдается срастание органов (корней, ветвей, стволов). В этом случае питательные вещества и влага могут перераспределяться из одного растения в другое. Такое взаимовлияние относят в группу физиологических.

Взаимовлияния между высаживаемыми древесными породами могут меняться с изменением лесорастительных условий. Например, при выращивании сосны с березой на дюнных песках береза отстает в росте и благоприятно влияет на рост сосны. В сосново-березовых культурах на богатых и свежих почвах береза рано начинает обгонять и охлестывать сосну, растущую в соседних с ней рядах (рис. 58).

РИС. 58. ОДНОБОКОЕ РАЗВИТИЕ КРОНЫ СОСНЫ ВСЛЕДСТВИЕ ОХЛЕСТЫВАНИЯ ЕЕ БЕРЕЗОЙ. ВОЗРАСТ КУЛЬТУР 19 ЛЕТ

При сильном перерастании сосны березой в примыкающем ряду у сосны нарушается саморегуляция водного режима, замедляется рост, т. е. несмотря на благоприятные эдафические условия в данном случае преобладает отрицательное биофизическое и механическое влияние березы (В.К. Попов, 1977). В зависимости от величины различий в высотах проф. В.К. Попов выделил 3 фазы влияния березы на сосну: 1 - положительное влияние (береза не превышает по высоте сосну); 2 - нейтральное (береза превышает сосну по высоте на 5...25 %). В этом случае может быть положительное и отрицательное влияние березы на сосну; 3 - отрицательное влияние (береза превышает сосну на 20...25 % по высоте). Начало фазы нейтрального влияния определяет срок проведения первого лесоводственного ухода. Основным ориентиром при этом может служить разница в высотах, которая не должна превышать 20 % после смыкания культур.

Совместное произрастание сосны и ели с березой при порядном смешении приводит в благоприятных условиях к значительному торможению роста и усиленному выпадению хвойных пород. Хорошим компонентом для сосны и ели являются вяз, липа, дуб, клен остролистный и др. посадочный материал. (рис. 59).

Успешность роста смешанных культур зависит от характера взаимовлияний не только надземной, но и подземной части растения - корней. Их взаимовлияния могут быть антагонистическими и благоприятными. Корневые системы в смешанных насаждениях обычно проникают в почву значительно глубже, чем в чистых, а при правильном подборе древесных пород распределяются в ней более равномерно. Под смешанными культурами почвенные горизонты заполнены корнями в 1,5...2 раза больше, чем под чистыми, Так, в 33-летних сосново-березовых насаждениях, произрастающих на серых почвах Бузулукского бора, общая масса корней сосны оказалась на 65 % больше, чем в чистых насаждениях. Корни разных древесных пород могут сближаться между собой или отходить друг от друга при совместном произрастании. Например, корни липы, клена остролистного приближаются к корням дуба, который хорошо растет в окружении этих пород. При сближенном расположении дуба и акации белой, сосны и осины их корневые системы расходятся, и акация угнетает дуб, а осина - сосну.

РИС. 59. ВЗАИМОВЛИЯНИЕ ДРЕВЕСНЫХ ПОРОД ПРИ ИХ СОВМЕСТНОМ ПРОИЗРАСТАНИИ

Древесные породы имеют сезонные ритмы поглощения и выделения питательных веществ. Максимумы и минимумы поглощения и выделения фосфора у разных древесных пород наблюдаются в разные сроки вегетационного периода. Так, у дуба максимум поглощения фосфора был отмечен в начале июня, тогда как у липы в это время происходило наибольшее выделение его в окружающую среду. Максимальное поглощение фосфора у липы оказалось в июле, а у дуба в это время оно резко снизилось.

Взаимовлияние ясеня обыкновенного и дуба черешчатого в культурах на свежих серых лесных суглинистых почвах, оподзоленных и обыкновенных черноземах (свежие дубравы) зависит от доли их участия в насаждении. В этих условиях корни ясеня обыкновенного наиболее интенсивно поглощают азот и фосфор во второй, а корни одновозрастных деревьев дуба черешчатого - в первой половине вегетационного периода. В связи с этим ясень обыкновенный не конкурирует с дубом за питательные вещества. Примесь ясеня обыкновенного в культурах дуба черешчатого ускоряет разложение подстилки, обогащает верхние горизонты почвы гумусом и азотом, увеличивает сумму поглощенных оснований, понижает гидролитическую кислотность и нейтрализует реакцию почвенного раствора. Однако насаждения с участием ясеня обыкновенного более 30 % растут слабо. Объясняется это тем, что ясень обыкновенный имеет ажурную крону и при большом количестве его в насаждении сильно задерняется почва. Кроме того, он обладает высокой транспирационной способностью, что ведет к более интенсивному иссушению почвы, а следовательно и к ухудшению условий роста насаждения. Вследствие преобладания в верхних горизонтах почвы корней ясеня, в таких насаждениях высота его после жерднякового возраста больше, чем дуба, и взаимовлияние складывается в его пользу (см. также: доставка деревья).

Активность поглощения питательных веществ в чистых и смешанных насаждениях различна. Дуб и липа, а также ель и лиственница при их совместном произрастании поглощают фосфор из почвы в 2...3 раза активнее, чем эти же породы в чистых культурах. В перегнойном горизонте почв под смешанными культурами создаются более благоприятные условия для питания растений: гумуса здесь на 10...15%, а подвижных форм фосфора на 15...20% больше, чем под чистыми посадками.

Разные виды кустарников неодинаково влияют на состояние и рост древесных пород. Характерными в этом отношении являются акация желтая и лещина обыкновенная. У акации желтой корневая система пластичная и в зависимости от условий может быть поверхностной или глубокой, проникающей в почву до 2 м. В насаждениях с дубом, сосной, ясенем и бархатом на сухих и свежих почвах корневая система акации желтой развивается в верхних слоях почвы, вытесняя корни древесных пород в нижние, менее плодородные горизонты. Большая населенность почвы корнями акации желтой, интенсивная ее транспирационная способность (в 2,5 раза больше, чем лещины), задернение почвы под ее ажурной кроной приводят к сильному иссушению почвы и, как следствие, к ухудшению условий роста древесных пород. Лещина обыкновенная по-другому влияет на древесные породы, чем акация желтая. Основная масса ее корней, располагаясь в верхних слоях почвы, не вытесняет корни сосны, дуба, ясеня и бархата в нижние горизонты. У лещины слабая транспирационная способность. Органический опад лещины на единице площади превышает количество подстилки под липой, ильмом, скумпией и другими породами и содержит больше извести, чем листья дуба и хвоя сосны. Лещина предотвращает разрастание травянистой растительности в культурах, в первые годы хорошо затеняет главные породы с боков, способствует разложению органических остатков сосны и дуба и увеличению влаги в подстилке. По соседству с лещиной деревья дуба и сосны растут лучше, чем в чистых насаждениях.

При создании лесных культур следует учитывать влияние, оказываемое древесными и кустарниковыми породами на почву. Основной объект влияния леса на почву - лесная подстилка, продукты разложения которой производят глубокие изменения в нижележащих слоях. Образование лесной подстилки - характерный признак биологической устойчивости насаждения, под которой понимается способность культивируемой породы длительное время сохранять жизнеспособность, цвести и плодоносить, а также противостоять неблагоприятным погодно-климатическим условиям. Учитывая это, лесоводы при создании лесных культур стремятся подобрать такие породы, под которыми происходит улучшение почвы, главным образом за счет разложения опада. Подстилка оказывает также влияние на зимующих в ней вредителей, что необходимо учитывать при подборе пород. Например, подкорного клопа значительно меньше в сосново-березовых, чем в чистых сосновых культурах. Объясняется это более неблагоприятными условиями перезимовки клопа в подстилке, состоящей из смеси опада сосны и березы.

Изучения влияния древесных пород и кустарников аккумулировать в лесной подстилке запасы питательных веществ и тем самым, при соответствующих условиях, удобрять почву, позволили проф. Н.Н. Степанову разработать почвоулучшающие типы лесных культур для зоны смешанных лесов. Им было установлено, что наибольшее количество минеральных веществ дает опад липы, клена, березы, бузины, желтой акации, черемухи, лещины и других пород.

Своеобразное влияние наблюдается в насаждениях смешанного (семенного и вегетативного) происхождения. Деревья вегетативного происхождения (порослевые и корнеотпрысковые) в первые годы жизни растут быстрее, чем семенные, взаимовлияние в этот период складывается в их пользу и при отсутствии своевременных рубок ухода в фазе жердняка деревья семенного происхождения выпадают из насаждения. Деревья семенного происхождения становятся биологически более устойчивыми в насаждениях после выхода их в первый ярус или, когда они находятся в одном ярусе с естественно возобновившимися породами.

Взаимовлияние древесных пород зависит, в определенной степени, от направления рядов. При направлении рядов с востока на запад степень отрицательного влияния зависит от места расположения угнетаемой породы относительно сторон света и заглушающей ее породы. Например, из рис. 60 видно, что более сильный рост ели наблюдается в центральной части кулисы. При расположении ряда ели с северной стороны ряда березы наблюдается максимальное торможение роста ели (ряд 3). Ель, растущая с южной стороны по отношению к березе (ряд 15), менее замедляет рост, так как находится в лучших условиях освещения.

При выращивании лесных культур следует использовать возможность регулирования межвидовых взаимоотношений путем: рационального размещения древесных пород по площади, разновременного введения пород в культуры, рубок ухода.

РИС. 60. ВЗАИМОВЛИЯНИЕ ДРЕВЕСНЫХ ПОРОД ПРИ ИХ СОВМЕСТНОМ ПРОИЗРАСТАНИИ (НАПРАВЛЕНИЕ РЯДОВ С ЗАПАДА НА ВОСТОК)

Эффективность насаждений, выполняющих водоохраннозащитную роль, в значительной степени зависит от скорости и количества поглощаемых почвой талых и ливневых вод и перевода поверхностного стока во внутрипочвенный. При выборе схем смешения культур необходимо знать как общее влияние их на почву, так и влияние отдельных древесных пород на водно-физические свойства почвы, их промерзание и оттаивание, отложение снежного покрова. Распределение снега в посадках целиком зависит от их состава и размещения пород. В лиственных насаждениях снежный покров распределяется довольно равномерно. В насаждениях с примесью хвойных, особенно ели, отложение снега происходит неравномерно, и эта неравномерность проявляется тем сильнее, чем больше примеси ели. Промерзание почвы в насаждениях полностью отражает характер распределения снежного покрова. Древесные породы оказывают существенное влияние и на изменение водно-физических свойств горизонтов А1 и А2. Нижележащие слои почвы (горизонт В) под влиянием древесных пород претерпевают меньшие изменения.

Хорошие результаты дают смешанные насаждения при сочетании пород светолюбивых с теневыносливыми, с глубокой и поверхностной корневой системой, с различными периодами роста, поглощения и выделения питательных веществ, растений более требовательных к плодородию почвы с менее требовательными.

17.2. Смешение пород при создании лесных культур

При создании лесных культур применяют следующие способы смешения пород: порядный (ряд одной породы чередуется с рядом другой); в рядах (в одном ряду одна порода чередуется с другой); кулисный (несколько чистых рядов одной породы чередуется с несколькими рядами другой); звеньевой (главная, сопутствующая породы и кустарники чередуются в ряду группами посадочных или посевных мест); шахматный (территория лесокультурной площади делится на клетки- квадраты размером 10x10 м и более, на которых, чередуясь в шахматном порядке, высаживают две породы: одна занимает "белые" клетки, другая "черные"; при больших размерах клеток в них может производиться смешение пород). Смешение пород рядами и в рядах дает хорошие результаты при чередовании светолюбивых быстрорастущих пород с теневыносливыми, медленнорастущими. Для пород с резко выраженным отрицательным взаимовлиянием при смешении в рядах или рядами применяют кулисное или шахматное смешение. В этом случае отрицательное влияние пород проявляется в основном лишь в граничащих между собой рядах. Чтобы уменьшить влияние одной породы на другую, между ними высаживают буферный ряд кустарников или сопутствующей породы.

Смешанные культуры могут иметь древесно-кустарниковый, древесно-теневой или комбинированный типы смешения. Древесно-кустарниковый тип смешения предложен Г.Н. Высоцким, который исходил из того, что в условиях засушливых степей деревья должны размещаться редко, чтобы на каждое из них приходилась большая площадь питания. Остальное место должно быть занято кустарниками, которые меньше чем древесные породы, иссушают почву и в то же время отеняют ее и тем самым препятствуют развитию травяного покрова. Чаще всего применяют однокустарниковый тип смешения, при котором древесные породы и кустарник составляют до 50 % посадочных мест. Смешение может быть в рядах по схеме: древесная порода - кустарник - древесная порода - кустарник и т.д. или рядами: древесная порода - кустарник - древесная порода и т. д. Древесно-теневой тип смешения включает главные и сопутствующие (теневые) породы, которые чередуются между собой рядами (ряд главной породы - ряд сопутствующей - ряд главной породы и т.д.), или же породы чередуются в рядах (главная- сопутствующая - главная и т. д.). Комбинированный древесно-кустарниковый и древесно-теневой тип смешения образуется введением главной породы, сопутствующей и кустарника. Чаще смешение пород проводится рядами по схеме: главная порода - кустарник - сопутствующая порода - кустарник - главная порода - кустарник и т. д. При смешении в рядах посадочные места главной и сопутствующей пород чередуются с местами кустарника.

17.3. Густота лесных культур

- при рядовом размещении растений:

где N - густота посадки, тыс. шт./га ; Б- расстояние между рядами, м; /- шаг посадки, м;

- в ленточных культурах:

где N - густота посадки, тыс. шт./га;

п - число рядов в ленте, шт;

Б- расстояние между осями лент, м.

/-шаг посадки, м; Густота культур и характер размещения посадочных мест на площади во многом определяют: ход роста и формирование насаждений; сроки смыкания растений в рядах и междурядьях; количество необходимых уходов за почвой и дополнений; возможность механизации производственных процессов; дифференциацию деревьев и естественное изреживание насаждений; сроки начала лесоводственных уходов; размер промежуточного пользования; общую продуктивность и хозяйственную ценность искусственных насаждений и, в конечном итоге; затраты на создание и выращивание лесных культур.

Устанавливая первоначальную густоту культур, необходимо учитывать преимущества и недостатки редкого и густого размещения посадочных и посевных мест. Положительными сторонами густых культур являются: более быстрое смыкание крон, а следовательно уменьшение продолжительности агротехнических уходов; стволы деревьев раньше и лучше очищаются от сучьев; усиливается рост древесных пород в высоту и формирование малосбежистых стволов; повышается возможность большего оставления при рубках ухода быстрорастущих форм за счет повышенной густоты и усиленной дифференциации их роста при густом стоянии. Однако при создании густых культур увеличивается потребность в посадочном материале и проведении лесоводственных уходов в раннем возрасте Редкие культуры имеют следующие преимущества: уменьшаются потребность посадочного материала и затраты на создание лесных культур; усиливается рост деревьев в толщину; уменьшается количество рубок ухода. Однако в этом случае стволы более сбежисты и хуже очищаются от сучьев, чем в густых культурах; редкие культуры требуют больше агротехнических уходов. Смотрите также: садовый центр.

При создании и выращивании лесных культур необходимо добиваться оптимальной густоты и характера размещения посадочных мест на лесокультурной площади. В этом случае создаются благоприятные условия почвенного и светового питания, которые позволяют выращиваемым деревьям полностью реализовать в процессе роста генетически обусловленный потенциал на всех этапах формирования древостоя. Оптимальная густота - понятие динамическое, и с возрастом насаждения она уменьшается. В связи с этим при проектировании и посадке лесных культур устанавливают первоначальную густоту культур, т. е. количество высаживаемых растений на единице площади.

Первоначальная густота и размещение посадочных (посевных) мест должны обеспечивать формирование устойчивого высокопродуктивного древостоя. Она зависит от следующего:

1) биологических и лесоводственных свойств древесных пород -более светолюбивые породы (сосна, лиственница, дуб) следует выращивать в менее густых древостоях, чем теневыносливые (ель);

2) состава культур - чистые можно выращивать гуще, смешанные реже - с учетом последствий взаимовлияния древесных пород и кустарников;

3) географических и почвенно-климатических условий, типов условий местопроизрастания - в более бедных и сухих гуще, в более богатых и влажных реже;

4) цели выращивания древесины - на балансы как сырье целлюлозно-бумажного производства гуще, на пиловочник - реже;

5) экономических условий и режима выращивания - при наличии потребности на древесину от рубок ухода и возможностей их проведения гуще; в противном случае реже;

6) происхождения и эколого-технологического состояния лесокультурной площади, которые обусловливают выбор способа обработки почвы, а также от метода и способа производства культур.

Первоначальная густота посадки культур сосны в группе типов леса с сухими почвами (лишайниковые и вересковые) на незахрущевленных участках должна быть не менее 7 тыс., а на вырубках с дренированными почвами (брусничниковые, кисличниковые и сложные типы леса) - не менее 5 тыс. деревьев на 1 га. На участках с полосной раскорчевкой пней допускается снижение количества посадочных мест сосны, лиственницы, ели и кедра до 2,5...3 тыс. шт. Снижение густоты культур до 2,5 тыс. шт. на 1 га допустимо также при создании их 3-5-летними саженцами или крупномерными сеянцами, выращенными по технологии ВНИИЛМа, при условии, что ко времени перевода лесных культур в земли, покрытые лесной растительностью они будут соответствовать требованиям стандарта.

При выборе ширины междурядий необходимо учитывать требования ОСТ 56-99-93 (Лесные культуры. Оценка качества), в котором ширина междурядий установлена в качестве одного из основных критериев оценки качества культур при переводе их в земли, покрытые лесной растительностью.

Для установления оптимальных схем размещения посадочных мест при создании лесных культур ВНИИЛМ и Союзгипролесхоз (1980) предложили применять коэффициент использования площади питания выращиваемым древостоем (КИПП), определяемый по формуле

где N - густота посадки сеянцев или саженцев, тыс. шт/га;

/1 - расстояние между деревьями в рядах, м;

l2 - ширина междурядий, м. В несомкнувшихся сосновых и еловых культурах при КИПП, равном 0,6... 1,2, структура древостоев обеспечит нормальные условия для интенсивного роста всех деревьев от посадки до смыкания и позволит сформировать высокопродуктивные насаждения без рубок ухода; величина КИПП меньше 0,5 свидетельствует о том, что площадь питания древостоем используется полностью, но после смыкания крон следует провести рубки ухода с доведением КИПП до 0,6... 1,2; при КИПП больше 1,3 густота посадки не обеспечивает полного использования древостоем площади питания. Предложенная формула оценки использования площади питания древостоем приемлема для сосновых и еловых культур, создаваемых в подзоне южной тайги и в зоне смешанных лесов на суглинистых, дерново-подзолистых свежих и влажных почвах. Этот метод может быть использован и для других видов древесных растений и условий местопроизрастания после определения площади питания, позволяющей деревьям полностью реализовать наследственно обусловленный потенциал.

Контрольные вопросы

1. Что учитывают при подборе пород, создавая смешанные культуры?
2. Какие формы взаимовлияния проявляются в лесных насаждениях?
3. При сочетании каких биологических особенностей древесных пород создаются хорошие условия для роста лесных культур?
4. Способы смешения древесных пород и кустарников, применяемые при создании лесных культур.
5. От чего зависит первоначальная густота лесных культур?

О лесопитомнике

Благодарственные письма

Посадочный материал

Природный камень

Лечение деревьев

Посадка крупномеров

Пересадка деревьев

Озеленение в Твери

Цены

Фотогалерея - садовый центр

Вопрос-ответ \ статьи

Наши работы

Карта сайта

Контакты

посадочный материал
садовый центр
лесопитомник
посадка крупномеров
доставка деревья
питомник посадочного
материала
природный камень
сеянцы и саженцы деревьев