Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Совершенствование агротехники создания насаждений в сухих лесорастительных условиях Прииртышья

ВАК РФ 06.03.01, Лесные культуры, селекция, семеноводство

Автореферат диссертации по теме "Совершенствование агротехники создания насаждений в сухих лесорастительных условиях Прииртышья"

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ, КУЛЬТУРЫ И ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

КАЗАХСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

УБАКОВ Мухаммет-Рашит Кабдрашитович

УДК 634.0.174.754. (574.244)

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ АГРОТЕХНИКИ СОЗДАНИЯ НАСАЖДЕНИЙ В СУХИХ ЛЕСОРАСТНТЕЛЬНЫХ УСЛОВИЯХ ПРИИРТЫШЬЯ

Специальность: 06.03.01 — лесные культуры, селекция,

семеноводство

Автореферат

Диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

4ЛМАТЫ 1991

Работа выполнена в Казахском научно-исследовательском институте лесного хозяйства и агролесомелиорации.

Научный руководитель — кандидат сельскохозяйственных наук Темир-

галиев Ш. М.

Консультант — доктор сельскохозяйственных наук, профессор Медведев А. Н.

Официальные оппоненты: заслуженный деятель науки, доктор сельскохозяйственных наук, профессор Бессчет-нов П. П.

кандидат сельскохозяйственных наук Ко-робко П. В.

Ведущая организация — Казгипролесхоз.

Защита состоится «20» февраля 1998 года в « ¿У* часов на заседании диссертационного совета ДР 18.01.04 в Казахском государственном аграрном университете, по адресу: г. Алматы, проспект Абая 8.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Казахского государственного аграрного университета.

Автореферат разослан «¿^"»"декабря 1997 года.

Ученый секретарь

диссертационного совета,

кандидат сельскохозяйственных наук,

профессор ИСКАКОВ С. И.

Введение.

I Актуальность темы.

Загрязнение воздушного бассейна в крупных городах и вокруг них является серьез-юй современной экологической проблемой. По Павлодарской области по данным статисти-еских органов в 1991 г. в атмосферу выброшено 76295 тонн вредных веществ , из которых коло 75% падает на долю Павлодара и Аксу. В расчете же на одного жителя области коли-ество таких отходов составляет более 57 кг., а по г. Павлодар -130 кг.

Между тем одним из испытанных в облагораживании мест обитания люден средств вляется защитные лесонасаждения и зеленые зоны вокруг городов . Они принимая на себя оздействие вредных веществ, находящихся в атмосфере или почве выполняют роль свое-бразных поглотителей и фильтров оздоравливающих окружающую среду.

Но эти направления работ в Павлодарской области развиты недостаточно. Кроме тсутствия необходимого внимания и средств, расширению зеленого строительства в этом егионе препятствуют отсутствие научно обоснованных технологий выращивания защитных есов в экстремальных условиях. Некоторый опыт выращивания культур в области относит-я лишь к лесопригодным территориям и не охватывает зоны с большим дефицитом почвен-ой влаги и довольно сильными атмосферными загрязнителями.

Поэтому особое значение приобретает исследования, направленные на разработку гротехнических приемов выращивания средозащитных насаждений на фоне вредных атмо-ферных примесей и на основе преобразования структуры водного баланса почв.

Важно также изучение критических для древесных растений периодов в отношении недостатку воды в почве, так как такие знания позволяют точно определить нормы и сроки оливов, предотвращает непроизводительные расходы воды.

'.2 Цель и задачи исследований.

Целью работы является разработка технологий создания средоулучшающих насаж-ений, способных произрастать в условиях атмосферного загрязнения и дефицита почвен-ой влаги.

(остижение этой цель предусматривает решение следующих задач: обоснование экологической пользы средозащитных насаждений; изучение особенностей роста малолетних посадок сосны;

исследование влагообеспеченности и определение режима полива средозащитных насаждений;

расчет суммарного водопотребления защитных лесонасаждений;

• установление взаимосвязи между запасами влаги в почве и метеорологическими условиями.

1.3 Научная новизна. В результате проведенных полевых и лабораторных исследований:

• установлены основные загрязнители воздушного бассейна города Павлодара и области;

• определены степени и зоны загрязненности воздушного бассейна вокруг промышленных предприятий;

• выбраны наиболее устойчивые к местным условиям виды древесных растений;

• найдены критические периоды роста малолетних культур в отношении к недостатку воды в почве;

• всесторонне исследовано зависимость продуктивной влаги в почве и суммарного водопо-треблемия защитных лесонасаждений от метеорологических факторов;

• рассчитаны оптимальные нормы орошения и предложен режим полива посадок выбранных древесных растений;

• разработана технология выращивания средоулучшающих насаждений в условиях атмосферной загрязненности и дефицита влаги.

1.4.Практическая ценность исследований

Для условий района исследований с недостаточным естественным увлажнением установлен режим орошения,т.е. число, нормы и сроки поливов средозащитиых насаждений, определена степень воздействия промышленной среды на лесные насаждения. Установлены критические периоды роста малолетних культур, подобран породный состав, определены особенности роста и развития культур » зонах с разной концентрацией атмосферных загрязнителей. Выделены три зоны загрязнения воздуха, которые существенно могут повлиять на практические результаты лгеовыращивана

¡.5 Апробация

Результаты научных исследований докладывались, обсуждались и получили одобрение на научно-технических советах ПрииртышскоЙ лесной опытной станции КаэНИИЛХА (1985-1990), на совещаниях-семинарах работников лесного хозяйства Павлодарской области (1988,1990-1995гг), на научно-производственной конференции • профессорско-преподавательского состава и аспирантов КазСХИ (1995), на научно-технической конференции ДГМСИ (1996), научно-производственш.гх конференциях по охране природы в г.Павлодаре (1990,1994,1996).

/.<5. Внедрение

Работы по экспериментальному выращиванию искусственных лесных насаждений в санитарно-защитиых зонах выполнены на территории Павлодарской области , а также в Бескарагайском и Чалдайском лесхозах и на их лесных питомниках.

1.7 Публикация работ.

По материалом исследований опубликовано б статей. 1.8. Объем и содержание

Диссертационная работа изложена на страницах машинописного текста, включает таблиц 43 И 39 приложений. Она состоит из введения , 5 глав, выводов и предложений. Список использованной литературы содержит 117 наименований.

1,9 Объект и методика исследований.

Экспериментальные работы были выполнены в 1985-1994 гг. на территории бывшего совхоза им. Хмельницкого и на лесных питомниках указанных двух лесхозов. Опытные участки (3 га) и лесные питомники (10 га) лесных питомников по почвенно-гидрологичесшм условиям вполне характерны для зоны исследований. При выполнении исследований механический состав , водно-физические и химические свойства почвы определялись по общепринятым методикам (Почвенная съемка, 1959: Агрохимические методы исследования почв, 1960: Роде ,1969:Аринушкина 1970: Тазабеков , Гнездилова, 1972). Аналитические работы выполнены в лаборатории массовых анализов КазНИИЛХА, Павлодарского областного управления сельского хозяйства.

Фенофазы роста и развития изучались по методике Б.И.Иваненко (1962), ритмика роста - по методике А.А.Молчанова и В.В.Смирнова (1962). Динамика нарастания фитомас-сы отдельными органами растения наблюдались путем периодических взвешиваний (у 30-35) растений через каждые 10 дней в течение пяти вегетационных периодов.

Почвы, преимущественно темно-каштановые, легкие по механическому составу. Содержание гумуса колеблется от 1,5 до 2,0%, реже 2,5%. Они хорошо обеспечены доступным калием (15.....22мг/100г.) и слабо доступными формами фосфора и азота (3,5....,0 мг/

100г.). •

Водопроницаемость почвы за первый час 0,14..,0,16 м/час, плотность рана 2,72 ..Л,74 т/мЗ, пороэность - 43-47%, объемная масса - 1,45-1,57т/мЗ, наименьшая - влагоемкость -9,413,8% к сухому ее весу.

Почвогрунты опытного участка относятся к засоленным 0,0Э...0,05% солсй на 100% почвы). Тип засоления по анионному составу - гадрокарбоитио-сульфагный , а по катионно-

му - натриево-кальциеаый. Сумма поглощенных оснований колеблется в переделах 12...21 мг/экв на ЮОг почвы, доля поглощенного кальция составляет 55-75%, поглощенного натрня не более 10% и поглощенного магния - 15... 23%. По содержанию поглощенного натри» почвы несолонцеватые или слабосолонцеватые.

Почвы питомника представлены дерново-боровыми связано-песчаными разностями .В ней преобладает фракция среднезернистого песка. Физической глииы всего 6-8% и мало ила ( 3-4%). Для нее характерно заметное увеличение глины в горизонте С, что видимо является следствием внутрипачвеиного оглинения. Следствием обедненнасти почвы этими активными фракциями является их низкая максимальная гигроскопичность (0,94-1,00%) и полевая влагоемкость (ППВ-6-11%), при влажности завядения, достигающей всего 1,4-1,5%. Такие почвы отличаются повышенной влагоотдачей и является относительно более влаго-обеспеченными по сравнению с почвами тяжелого механического состава. Бесструктурность почв обусловливает их высокую водопроницаемость и слабую водоудерживаюшую способность , что ограничивает диапазон активной влаги.

Объемный вес почвы 1,53-1,72.С гранулометрическим составом почвы связаны химические свойства рассматриваемой почвы. Они характеризуется слабой гумускранностью ( 0,41-1,26%), небольшим количеством валовых и подвижных форм КРК, близкой к нейтральной реакцией, небольшим поглощающим комплексом и незначительным плотным остатком водной вытяжки. При малом содержании общих форм азота ( 0,013-0,069%) и фосфора (0,033-0,077%) отмечается относительно большое содержание калия (0,267-0,540%). Обеспеченность пахотного горизонта (О-ЗОсм) почвы подвижными формами азота (0,06мг/ЮОг) -средняя, фосфора (4,89мг/100г) и калия (7,94мг/100г) - низкая. Реакция почвы (РН водной 6,7-7,0)ухазывает на отсутствие для древесных пород щелочности. Поглощающий комплекс равен 6,7-8,Омг/экв на ЮОг почвы и состоит из кальция и магния при полном отсутствии поглощенного натрия. ■

Замеры высот и приростов диаметров стволов и крон, учет приживаемости , сохранности и состояния деревьев и кустарников проводились на временных и постоянных пробных площадях , заложенных в соответствии с существующими требованиями. Количество растений обеспечивало необходимую точность исследований.

Установление оросительной нормы и режима полива по разновидностям темно-каштановых почв для малолетних культур сосны проводилось при следующих уровнях увлажнения :

а) Содержание влажности почвы на уровне не ниже 80% ППВ;

б) Содержание влажности почвы на уровне не ниже 70% ППВ; ») Содержание влажности почвы на уровне не ниже 60% ППВ;

г) Содержание влажности почвы на уровне не ниже 50% ППВ;

д) Контроль - без полива.

Для моделирования связи водопотребления лесокультурных участков с различными климатическими факторами применяли метод водного баланса, предложенный академиком Костяковым А.Н(1960).

Обеспеченность осадками за различные перьоды рассчитана согласно методическим рекомендациям УГМС (1962,1969,1988).

Статистическая обработка результатов наблюдений за динамикой влажности почвы и метеорологическими показателями проводилась методом множественной линейной корреляции трех-четырех переменных величин ( Уланова Е.С., Забегин А.Н ., 1990). Для этой цели были привлечены мзгериалы по влажности метрового слоя почвы лесокультурных участков, собранные в течение 17-24 лет, ежемесячно, послойно, термостатно-весовым методом.

2. Результаты исследований

2.1. Особенности естественной влагообеспеченностироста малолетних посадок

Между тем характерной особенностью указанной территории является низкая обеспеченность осадками и крайне неравномерное их распределение по сезонам года.При сред-немноголетнем значении суммы годовых осадков в 250мм, они варьируют от 190мм до 310мм. Аналогичная изменчивость наблюдается и для более коротких периодов вегетации. Среднемесячная сумма осадков за июнь составляет 20-50мм, за июль - 25-60 мм, а за август - 25-45мм.

В засушливые годы за эти три месяцы осадки снижаются до 10-15 мм( 1984,1990,1995), причем они чаше носят ливневый характер. Погодные условия в мае на 65% характеризуются очень сильными засухами (из 37 проанализированных лет). Несколько благоприятной погоди становится в тоне - июле (20-43%), когда идет усиленный рост побегов и корней малолетних культур. Однако вероятность наступления сильных и очень сильных засух составляет 63% В августе и даже 68% в сентябре. Этот период совпадает с • осенним максимумом роста корневых систем деревьев.

В условиях Павлодарского Прииртышья для роста культур тепла вполне достаточно, но не хватает влаги. Им вода нужна в течение всей жизни. Однако решающую роль играет их обеспеченность в первые годы после посадок. Наши исследования выполненные применительно к сосне, показали, что на приживаемость культур наибольшее влияние оказывает влажность метрового слоя почвы. Эта зависимость описывается уравнением множественной корреляции:

1,9929х + 15,0245у-36,25 при Я = 0,919+-0,015, (1)

где Z - влажность метрового ело* почвы, мм: X - приживаемость сосны в культурах, %: У - возраст посадок, лет.

В этих условиях естественное увлажнение ввиду недостаточного количестве и неравномерного распределения осадков в течение периода вегетации не может обеспечить потенциальный обьем транспирации и водопотребления, вследствие чего образуется острый дефицит почвенной влаги. Поэтому устойчивый водный баланс лесопарковых участков , создаваемых интродукцией древесных пород, может быть достигнуто только за счет применения орошения.

Наиболее ответственным моментом в расчете режима орошения является увязка сроков и объема полива с фенофазой развития органов древесных растений, а периодами, когда у растений наблюдается наибольшая потребность в воде, в минеральном питании.

Эти периоды называются критическими. Ухудшение водоснабжения в это время наиболее отрицательно сказывается на приживаемость и рост культур.

В диссертации подробно изложены результаты изучения особенностей роста и развития малолетних посадок сосны и ели в культурах за вегетационный период, выявлены критические периоды их роста и применительно к ним установлены оптимальные поливные и оросительные нормы.

Наблюдения показали, что побеги сосны трогаются в рост в среднем через месяц после посадки к 5 июня, когда температура воздуха достигает 16-18 градусов, а почвы (на глубине 20 см) до 6-7 градусов. Начало же прироста побегов у нее на второй год наступает примерно на месяц раньше, когда температура воздуха достигает лишь 6-9 градусов (табл. 1).

Таблица 1

Динамика роста и накопления фнтомассы в двухлетних культурах сосны в период вегетации, в % (средние за 5 лет наблюдений)

Время наблюдений (месяц и дата) Основные показатели

Линейный рост главного стебля Масса хвои Линейный рост главных корней Масса* корней

Май 10 10,63 11,38 10,55 12,45

20 9,63 8,36 12,28 7,26

30 10,16 4,06 8,90 4,53

Июнь 10 14.99 5,08 2,39 0,90

20 14,80 2.36 1,01 2,43

30 12,54 10,66 6,88 7,32

Время наблюдений (месяц и дата) Основные показатели

Линейный рост главного стебля Масса хвои Линейный рост главных корней Масса корней

Июль 10 14,52 9,06 8,32 10,86

20 3,90 4,20 5,21 5,83

30 3,60 3,66 8,48 7,03

Август 10 3,18 11,58 12,77 19,06

20 0,04 2,86 6,79 9,60

30 0,04 5,99 3.96 2,72

Сентябрь 10 1.21 . 9,41 5,38 4,80

20 0,60 7,88 5,0 3,65

30 0,23 3,46 16,56 8,22

Октябрь 10 - - 0.52 -

20 - - . -

30 - • - -

Начало интенсивного роста побегов сосны в посадках на второй год падает на май ( 30,42%), достигает максимума в июне (42,35%), и значительно падает к августу (22,04%). К началу сентября рост главного побега заканчивается. Общая продолжительность вегетационного периода у сосенок составляет 90-100 дней.

Наблюдения за приростом хвои велись с момента распускания почек. Ее развитие тесно связано с температурой воздуха. Например, весной 1981 и 1988гг после распускания почек однолетняя хвоя развивалась слабо из-за пониженных температур воздуха. Лишь со второй декады июня, после значительного потепления ее прирост резко возрос. Динамика хвойной массы сосны второго года в посадках многовершинна. Максимальный суточный ее прирост отмечен 10 мая (11,38%), десятого июня (10,66%) и десятого августа ( 11,58%).

Корни культур растут в течение всего вегетационного периода и обладают самым уд-лнненным периодом роста. Хорошо выражен максимум текущего прироста корней в первой декаде мая (10,55%), десятого августа ( 12,77%) и тридцатого сентября (16,56%). Причем максимум роста корневых систем отмечен в осенний период.

По средним за пять лет наблюдениям прирост двухлетних корней по массе распределяется так: в мае - 24,24%, в июне - 3,99%, в июле - 23,72%, в августе - 31,38%, а в сентябре -16,67%.

По абсолютному же линейному приросту главных корней на май приходится 31,73%, на июнь - 10,28%, на июль - 22,01%, на август- 23,62%, на сентябрь - 11,94% и на октябрь -0,52% (см. табл. 1).

Итак, у сосны в первую очередь в рост трогаются побеги. В это же время или даже несколько раньше начинается рост корней в длину. Далее начинается прирост ствола по диаметру и лишь в конце мая, начале июня на побегах появляется молодая хвоя.

Установлено , что наиболее напряженным периодом роста надземных органов сосны является июнь-июль, а для ее корневых систем - май и август.

По данным исследования с критическими периодами жизни растений тесно коррелирует и содержание КРК в органах одно-двухлетних растений сосны.

К началу роста надземных органов как однолетних , так и двухлетних растений количество >1РК увеличивается и доходит до максимума в фазе усиленного роста. Затем количество КРК в надземных органах уменьшается , доходя до минимума к началу осеннего листопада.

Динамика содержания ИРК в корневых системах в течение вегетации также тесно связана с периодами роста корневых систем. ИРК больше в корнях в весенний период, затем наблюдается их спад и новое повышение к осени (таблица 2).

Таблица 2

Динамика роста корней ели и сосны в течение вегетационных периодов 1992-1995гг.

№ Время наблюдения Ель Соска

в мм в% в мм в%

1 Май 5 0,8 5 1,3

2 Июнь 30 5,9 20 5,1

3 Июль 40 7,8 80 21,0

4 Август 280 54,4 220 56,0

5 Сентябрь 120 23,3 60 15,4

6 Октябрь 40 7,8 50 1,2

Сравнительный анализ показывает, что ритмы роста корневых систем ели и сосны почти совпадают. Следовательно в отношений продолжительности вегетации культивирование этих пород в данных почвенно-климатических условиях вполне допустимо.

2.2. Влаге/обеспеченность и режим полива средозащитных насаждений в условиях темно-каштановых почв Павлодарской области.

Ведущими факторами формирования запасов почвенной влаги в весенний период являются осадки холодного периода года, среднемесячная температура воздуха и содержания глинистых частиц в почве. В наших условиях наибольшее количество продуктивной влаги метрового слоя почвы характерны для песчаных и супесчаных почв. Более тяжелые , богатые глинистыми частицами, в честности среднесуглинистые почвы, в 1,5 раза меньше содер-

жат продуктивной влаги, при равных значениях осадков холодного периода и температуры воздуха за апрель (таблица 3).

С лесокультурных участков продуктивная влага расходуется на транспирашпо древесными растениями и испарение с поверхности почвы. Эту расходную часть водного баланса называют суммарным водопотреблением . Его величина резко возрастает к лету, когда повышение температуры воздуха и отсутствие осадков, приводит к увеличению суммарного испарения.

A.M. Алпатьев считает, что наиболее благоприятные условия влагообеспечения растений создаются при расходе влаги в, количествах, близхих к величине испаряемости с открытой еодной поверхности иди его объем соответствует наибольшей величине суммарного испарения.

Таблица 3.

Зависимость запасов продуктивной влаги в метровом слое почвы в апреле от суммы осадков за холодный период и средней температуры воздуха

№ № Почвы Уравнения регрессии Ошибка уравн., мм Коэфф.множ ест. коррел. Средние многолетние значения (за 15 лет наблюдения)

фактические расчетные

z X У 21

1. Песчаные Z=(l,23x-1,3636у+28,3) 25,8 0,633+0,09 118 78,5 5,1 118

2. Супесчаные Z=(l,227x+0,343 Зу+2,95) 25,9 0,629+0,09 101 78,5 5,1 101

3. Средне-суглинистые Z=(l,2268x+0,00 43у-17,53) 13,3 0,626+0,06 78,8 78,5 5,1 78,8

Примечание: Z - продуктивная влага метрового слоя почвы, за апрель, мм; X - сумма осадков за холодный период (октябрь, ноябрь, декабрь, январь, февраль, март), мм; У - среднемесячная температура воздуха за апрель, С; Z1 - рассчетная влага метрового слоя почвы, мм.

Пример: Z, = 1,23х - 1,363бу + 28,3

где X = 78,5; У = 5,1; тогда Z, = 118 мм или Z, = Z.

Для определения объема суммарного водопотребленяя широко применяются математические модели предложенные H.H. Ивановым, МЛ. Будько, А.И. Шаровым . Нами же для его расчета была использована формула (2).

Есум = 0,1S5 St-0,2 IP (2) где,

Есум - суммарное водопотребление лесокультурных участков, мм.

£1 - сумма среднесуточных температур воздуха, °С.

£Р - сумма осадков за расчетный период, мм.

Для составления этого уравнения привлечен весь экспериментальный материал по определению водного баланса малолетних лесокультурных участков сосны, включая выпавшие твердые и жидкие осадки ежемесячно, в сочетании с ходом температурного режима за 17 (Лет.

Практическая применимость и точность нашей не уступают показателям, определяемым по формуле вышеприведенных авторов.

Имея общую суммарную величину водопотреблени* лесокультурных участков, к оросительной норме, легко можно перейти на основе применив формулы академика А.Н. Костикова :

Бон = Ес)м ■ (Wн - Wк), где (3)

Еоя - оросительная норма, м3/га

ЕсУм =0,185 К-0,2 £Р, м3/га

\Ун - влажность почвы в начальный период вегетации, м'/га

\№к - влажность почвы в конечный период вегетаций, м3/га

(Wн - \Ук) - продуктивная влага в метровом слое почвы, определяемая нами уравнениями регрессии (Табл. 4)

Таблица 4

Зависимость запасов продуктивной влаги в метровом слое почвы к концу месяца (11) от исходных запасов влаги к началу месяца (х), суммы осадков за месяц (у) и средней за месяц температуры воздуха (0

Месяцы года . Уравнения регрессии коэффициент множественной корреляции Ошибка уравнения, мм

Апрель 11 =1,2268х+0,00431+17,53 0,626+0,063 13,3

Май и=0,003х+0,2935у+2,031 Я+24,07 0,805+0,052 6,9

Июнь и=0,1779х+0,5127у+1,18711+50,04 0,878+0,037 6,8

Июль и= 1,0168х+0,4842у-1,02831+34,7 0,893+0,039 3,19

Август и=0.135х+0,6822у-0,9815М ,4 0,990+0,003 2,9

Сентябрь и= 1,071+0,0242х-0,248у+22,14 0,867+0,040 1,9

Примечание: За апрель х - твердые осадки за холодный период (октябрь + ноябрь + декабрь + январь + февраль + март), в мм.

Из составляющих уравнений (3) видно, что оросительная норма зависит от уровня влаги в почве, напряженности климатических факторов и степени развития деревьев. В сильно засушливые годы оросительная норма выше, чем в благоприятные годы на 640 м5/га на связанно-песчаных, на 1705 - м3/га на легкосуглинистых и 2081 - м'/га на тяжелосуглинистых почвах (Табл. 5)

Таблица 5.

Оросительные нормы для лесокультурных участков. (м3/га)

Степень засушливости вегетационного периода Разновидность почв

Тяжел осугли-нистые Связно-песчаные Легкосуглинистые

1 .Средне за -сушливые годы 4125 2950 3060

2. Благополучные годы 3894 2720 3000

3. Сильно засушливые годы 5975' 3360 4705

После определения оросительной нормы для всех разновидностей темно-каштановых почв в зависимости от засушливости вегетационного периода, устанавливается число поливов и поливные нормы. При этом обязательно учитываются критические периоды роста культур, которые нами определены по динамике накопления органической массы растением в течение всего вегетационного периода и изложены раньше (таблица 6).

Из этой таблицы 6 видно, что в посадках на второй год лучше полив культур сосны за вегетационный период проводить 6 раз через каждые 20 дней.

Таблица 6.

Поливные нормы и календарные сроки полива хвойных пород (м3/га)

Характеристик влагообеспе-ченности Примерные сроки и нормы поливов Ороситель ные нормы

май июнь ИЮЛЬ август СС!(ТЯб рь

20 10 30 20 10 30 20

А 12,13 11,27 10.27 16,51 17,74 9,84 22,24 100

Связано-песчаные почвы

. Средне-»сушливые годы 358 332 303 487 523 291 656 2950

, Благополучные >ды 330 306 279 450 482 268 605 2720

Характеристик« влагообеспе-ченности Примерные сроки и нормы поливов Ороси-■ тель ные нормы

май июнь июль август сентяб РЬ

20 10 30 20 10 30 20

3. Сильно засушш вые годы !- 407 379 345 555 596 331 747 3360

• Среднесуглинистые почвы

1. Средне-засушливые годы 371 345 314 506 543 301 680 3060

2.Благополучные годы 364 338 308 496 532 295 668 3000

3. Сильно засушта вые годы. - 571 530 483 777 835 463 1046 4705

Примечание: Строка А - содержит сведения по относительному текущему приросту растения по массе в % двухлетних культур сосны за период вегетации, указывающие критические периоды их роста.

Например, А = 6,81 + 5,32 = 12,13 из приложения 5,11 в диссертации.

2.3.Исследование состояния средозащитных насаждений в условиях атмосферной загряз-ненности

Основными компонентами, выбрасываемыми в атмосферу при сжигании различных видов топлива в энергоустановках, являются диоксид углерода (СО:), водяной пар (Н^О), продукты неполного сгорания топлива - оксид углерода (СО), сажа, углеводороды, несго-ревшие частицы твердого топлива, зола и прочие механические примеси, оксиды серы (БОг и БОз) и азота (N0:).

В природе к БОг чувствительны все хвойные и лиственные древесные породы, так как он имеет способность накапливаться в листьях и хвое. По литературным данным при содержании ЭОг в воздухе от 0,23 мг/мЗ до 0,32 мг/мЗ происходит усыхание сосны в течение 2-3 лет, это результат нарушения фотосинтеза и дыхания хвои.

В воздушном бассейне г. Павлодара такое количество двуокиси серы зафиксировано как за летний, так и за зимний периоды. И оно значительно повлияло на состояние роста и динамику фитомассы сосны Кулундинской. (ТаблЛ}

Таблица 7.

Годовой отпад хвои в зависимости от местопроизрастания сосновых насаждений.

Л» п.п. Расстояние от источника выбросов, Отпад хвои, кг/га

км.

1 5 2650

2 10 1860

3 35 1200

Наблюдения показали, что отпад хвои находится в прямой зависимости от расстояния до источника выбросов, т.е. чем ближе насаждения к источнику выброса, тем более они угнетены.

С целью определения степени загрязнения территорий относительно источника загрязнения, нами с 1986 по 1989 годы были заложены два снегосьемочных маршрута в районе г.Аксу и Аксуского завода ферросплавов.

Первый из них проложен - в юго-западном направлении, по линии канала Иртыш-Караганда, а второй - в северо-восточном, по направлению преобладающих ветров (табл. 8).

Таблица 8

Результаты снегосьемок на загрязненность по маршрутным линиям

№ п.п. Степень загрязненности (по РН и ионов сульфата БОл) Снегосьемочные маршруты

1-Аксу -Экнбастуз 2 -Аксу -Чалдай

РН 804 км2 РН БСЦ-км2

1. Чистый фон (Чалдай -ЛОС) 5,6 0,02 5,6 2,02

2. Выше фона более, чем в 2-10 раз 5,6-6,6 11,91 5,6-6,6 3,37

3. Выше фона более ,чем в 10 раз 6,4-7,4 21,54 6,4-7,4 14,24

4. Участок повышенной кислотности рН<= 5 - район аэропорта) ' 4 15,85

5. 9 среднем 6,2 11,82 V 8,62

На каждом из них в период достижения максимального влагозапаса один раз в сезон измеряли плотность снега и высоту снежного покрова через каждые 5-10 км. При этом было установлено, что повышенная интенсивность выпадения ионов сульфата наблюдается на территории самого источника и прилегающей к нему территории (14.2 - 21,5 кг/ии2/сут.), » минимальное их количество (2,02 кг/км2сут) в Чалдайском лесном массиве.

По степени воздействия промышленных объектов на прилегающую территорию нами выделены три степени изменения растительных сообществ и соответственно три ландшафтные зоны:

1- зона. Городской и пригородный ландшафт, имеющий очень угнетенные насаждения с частичным и полным опаданием хвои и листьев у древесных растений, разряженность кроны деревьев 0,6-0,9 , снижение интенсивности фотосинтеза до 81,7 %, а загрязненность вредными выбросами превышает фоновый более чем в 10 раз и распространяется в радиусе 030 км от источника выбросов.

2 - зона. Имеют место ожоги листьев н хвои у деревьев, разреженность кровы (0,20,5), подавление интенсивности фотосинтеза на уровне 30-50%, загрязненность вредными выбросами в пределах 8-10 раз от фонового и ограничена в радиусе 30-80 км от источников выбросов.

3 - зона. Отличается естественным состоянием фитоценоза без изменения или выпадения ярусов и нормальным ходом фотосинтеза. Вредные примеси выбросов находятся на уровне рекреационных территорий и охватывают территории, удаленные более чем 80 км от источника выбросов,

Каждая из этих зон нуждается в проведении дифференцированных средоулучшащих мероприятий , которые осуществляются путем подбора ассортимента растений с учетом состава и концентрации аэротехногеннж загрязнителей воздуха и ответной их реакции к вредным выбросам производства, а также местных почвенно- климатических условий. При этом учитывается как эффективность таких насаждений , так и финансовые возможности, хотя проблема расчета прямого экономического эффекта средозашитных функций лесов до сих пор является наиболее сложной и малоисследованной. Это связано с тем, что влияние лесов на окружающую среду многогранно и не существует метода интегральной их оценки. Озеленительные насаждения обычно оценивают по фактическим затратам на их выращивание.

Проделанные нами расчеты показывают , что затраты средств на подготовку почвы, посадку и уход за насаждениями в течение пяти лет составляет 944 тенге. Если учесть ,что один гектар насаждений в возрасте 5-7 лет задерживает 34 тыс. мЗ снега, а затраты на очистку дорог, подъездных путей , площадок составляет 1038 тенге то, затраты на создание и уход за насаждениями окупаются в возрасте 6-7 лет.

Стоимость подготовки городских почвогруктов по сравнению с подготовкой почвы под лес, значительно выше. Так, стоимость подготовки 1га почвогрунтов при замене его на 75% растительной землей в посадочных ямах и траншеях и насыпки слоем в 15 см для посева газона выразится в 7337 тенге-

Стоимость подготовки суглинистых грунтов несколько ниже и при замене 25% грунта в ямах и траншеях на растительную землю она составит 6967 тенге.

Стоимость же подготовки песчаных грунтов наоборот выше, т.к. здесь необходимо устройство « глиняных подушек» - в 7123 тенге-

Расчеты показали, что затраты средств на перевозку воды для поливов находятся в зависимости от режимов полива. Минимальные затраты по «им получаются при уровне влажности почвы 60% ППВ. При уровнях 70 н 30% ППВ «х становятся больше 2,00-2,14 раза.

Затраты средств на один см прироста также находится в зависимости от уровня влажности почвы. И для ели и для сосны минимальные затраты образуются при оптимальном уровне влажности (65% ППВ). При уровнях 70 и 80% ППВ они повышаются по ели в 2,15-4,4 раза и по сосне в 2,13-2,04.

Выводы

1. Свойства лесов по задержанию и поглощению атмосферных загрязнителей, их функции по облагораживанию окружающей среды являются важной предпосылкой их разведения в техногенных и неблагоприятных в экологическом отношении районах.

2. В условиях Павлодарского Прииртышья недостаточность и неравномерное распределение осадков в течении периода вегетации является основной причиной низкой выживаемости и пониженной продуктивности лесных культур. Здесь эффективность выращивания искусственных лесных насаждений значительно повышает орошение. В этих условиях орошение значительно повышает эффективность выращивания искусственных лесных насаждений.

3. В процессе изучения динамики нарастания надземной и подземной фитомассы органов растений за вегетационный период выяснено, что для них характерна ритмичность сезонного роста и развития.

Наиболее напряженным периодом в росте надземных органов малолетних сосен являете* июнь- июль, а дл* их корневых систем- май, август.

Первый максимум прироста корней у ели наступает раньше максимума прироста по хвое, а у сосны, наоборот, после прохождении максимумов в приросте побегов и хвои.

4. Интенсивность приростов побегов, однолетней хвои и листвы зависит от напряженности метеорологических факторов, в основном, текущего года. Поэтому, несмотря на различные сроки начала вегетации у хвойных сосны, ели, лиственницы, период максимального прироста их побегов по длине в большинстве случаев или совпадает, или отличается незначительно.

Такое соответствие биологических ритмов сезонного роста древесных пород и их взаимосвязь с почвенно-грунтовымн условиями в местах произрастания - один из положительных факторов их культивирования для создания средозащитных насаждений, в рассматриваемом районе с учетом влагообеспеченности.

5. Дефицит влаги в регионе привел к поиску расчетных методов определения оптимального объема суммарного водопотребления, которые стали теоретической и практической основой определения срохов норм орошения лесокультурных участков, исходя из биологических особенностей роста древесных растений, количество выпадающих осадков и температурного режима воздуха. Благодаря им получена возможность рационального и экономного использования оросительной воды с учетом условий конкретного года.

6. Установлено, что оптимальные условия для роста лиственных пород создаются при 60-70% предельной полевой влагоемкости. Наиболее же благоприятными условиями для роста хвойных (сосна, ель, лиственница) является - 65% предельная полевая влагоем-кость.

7.Конце1працня вредных выбросов промышленных объектов зависит от расстояния и удаленности территории от источников. В их состав в основном входят диоксид углерода (Сф водяной пар (1^0), продукты не полного сгорания топлива - оксид углерода (СО), сажа, углеводороды, нссгоревшие частицы твердого топлива; зола и прочие механические примеси; оксиды серы (ЭС^), азота В больших объемах они сильно угнетают лесные экосистемы. В связи с этим при создании средоулучшающих насаждений следует уделять внимание на розу ветров, плотность древостоев, ассортимент пород и другие факторы, улучшающие их рост и развитие.

Предложения производству.

Для повышения' приживаемости и продуктивности лесных культур предлагается режим орошения из 6 поливов, которые должны бьггь приближены к критическим периодам роста культур. При этом следует руководствоваться приведенными ниже нормами орошения, а также складывающимися погодными условиями периода вегетации, для разновидностей темно-каштановых почв рекомендуются следующие нормы орошения.

Оросительные нормы для лесокультурных участков, м5/га

Степень засушливости вегетационного периода Разновидности почв

тяжело суглинистая связано- песчаные легко суглинистые

Средне засушливые 4125 2950 3060

Благополучные •894 2720 3000

Сильно засушливые 5975 3360 4705

Продолжительность межполивных периодов в среднем составляет 20+- 5 дней, с минусом а сильно-засушливые и с плюсом в благоприятные годы.

Для удобства расчета суммарного испарения по найденному уравнению суммарного водопотреблення (Б г,«) построим график, где по оси абсцисс отложим суммы осадков

(Е Р, мм), а по оси ординат - сумму среднесуточных температур воздуха за поливной период (I гС). Задавая различные значения ЕР, ЕГ' получим в поле графика значения суммарного испарения Нсум , мм. Таким образом, получаем графическое изображение зависимости, по которому легко производить расчеты суммарного испарения (Есуи.мм) 9 зависимости от суммы осадков (Е Р,мм) и температуры воздуха (Ер,С )

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

I. Особенности роста одно-двухлетних саженцев сосны обыкновенной в Ленточных борах Казахстана( Уалихановские чтение, г. Кокчетав)

I. Расчет водопотреблення и оросительной нормы сосны для Павлодарского Прииртышья. (Водные ресурсы: экологические аспекты их использования и охраны. Жам-был 1996г.)

3. Влияние лесных полос на свойства и плодородие почвы. (Вестник сельскохозяйственной науки Казахстана. Алматы,1997 . № 1-С 112-11б(в соавторстве)

I. Густота лесных культур Павлодарского Прииртышья. (Вестник сельскохозяйственной науки Казахстана . Алматы,1997 № 3-С 104-108 (в соавторстве).

>. Коцыр топыракта осели екпелердщ ылгал мелшерш аныктау. «Жарты». Алматы. 1997 № П.

>. ЕкпелердЫ экологиялык, жагдайларга теуелдшп. «Жаршы». Алматы. 1997 № 12.

ПО тксимъети Etil» г CUÍ5 ÍÍ. - áP

YBAKOB M-P.K.

Eprric OHipinae nyau aiiMaKTapMiwa opMan jujuairrapun ocipyaiu arpoTexiniKacMii jKe-riji/upy

EpTic enipiiiin Konup Tonupaicra xepjiepiiwe erinreii araiu Keuie-rrepiH ocipy TexiroJiorHiichi »teriJiAipuireu.

)Kac araurrap№m Ta6nra binraJWUJiWK,Ta ecin-ouy uponecciimeii xaftjibi-xaficM3 ncaciwcpi auMK,"raJiraH.

0;mp.nu cyjiaiWMpy aya-paftwHtm Jkohc Tormpaicn>in M:iFaJi/ii>iraiia 6aHJiaiibicTH uieuilnren.

KaaceTri cy MOJimepi :xoue sac araurrapabi cyapy Keereci asiUKTanraii.

UVAKOV M-R.K.

Topic: The improvement of agricultural technique for forestration in dry forest ami plant conditions of Irtysh area.

Water supply and growth of introducents on brown chesnut susandy and sandy soil of Irtysh area have been studied.

The critical periods of growth, optimal irrigation and watering standards for non-perennial crops of the trees have been identified.

They are related with their rythm of growth and development. The main contaminators of the air bassin of industrial enterprises of Pavlodar and Aksu town have been determined.