Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Совершенствование способов создания лесных культур в таежной зоне на основе современных способов механической обработки почвы

ВАК РФ 06.03.01, Лесные культуры, селекция, семеноводство

Автореферат диссертации по теме "Совершенствование способов создания лесных культур в таежной зоне на основе современных способов механической обработки почвы"

004617ЪОО

СТЕПАНОВА ОЛЬГА ПЕТРОВНА

"СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СПОСОБОВ СОЗДАНИЯ ЛЕСНЫХ КУЛЬТУР В ТАЕЖНОЙ ЗОНЕ НА ОСНОВЕ СОВРЕМЕННЫХ СПОСОБОВ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ

(на примере Ленинградской области)"

06.03.01. - Лесные культуры, селекция, семеноводство

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

1 ^ ДЕК 2010

004617855

СТЕПАНОВА ОЛЬГА ПЕТРОВНА

"СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СПОСОБОВ СОЗДАНИЯ ЛЕСНЫХ КУЛЬТУР В ТАЕЖНОЙ ЗОНЕ НА ОСНОВЕ СОВРЕМЕННЫХ СПОСОБОВ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ

(на примере Ленинградской области)"

06.03.01. - Лесные культуры, селекция, семеноводство

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Санкт-Петербургской государственной лесотехнической академии им. С.М. Кирова»

Научный руководитель : доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Маркова Инна Александровна

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Мартынов Алексей Николаевич

кандидат сельскохозяйственных наук Антонов Олег Иванович

Ведущая организация : Комитет по природным ресурсам

Ленинградской области

Защита состоится «15» декабря 2010 года в 14 часов на заседании диссертационного совета Д 212.220.02 при Санкт-Петербургской государственной лесотехнической академии имени С.М. Кирова в зале заседаний Ученого совета по адресу: 194021, Санкт-Петербург, Институтский пер., 5, главное здание, зал заседаний.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургской государственной лесотехнической академии им. С.М. Кирова.

Автореферат разослан «15 » ноября 2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор сельскохозяйственных наук, профессор

1

' Е.С, Мельников

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Особое место в лесохозяйственной деятельности занимает лесовырагцивание, которое должно быть направлено не только на воспроизводство лесов, но и на улучшение их качества и повышение их продуктивности. В настоящее время технологии используемые в производстве лесных культур не позволяют достичь этих задач. Так, по официальным данным Рослесхоза, в течение последних пяти лет переведено в покрытые лесом земли менее половины созданных площадей лесных культур.

Таким образом, совершенствование технологических схем создания культур имеет большое практическое значение. Одним из главных элементов технологии создания лесных культур является обработка почвы. В то же время, как правило, причиной гибели или плохого роста посадок наряду с отсутствием или несвоевременным проведением ухода за культурами является некачественная или несоответствующая условиям произрастания механическая обработка почвы.

В лесокультурной практике правильное использование рациональных приемов обработки почвы, наряду с качественным выполнением других элементов технологии (выращивания посадочного материала, подготовки площади, посадки, дополнения, уходов) может значительно увеличить эффективность создания лесных культур. При этом главной целью механической обработки почвы является приближение почвенных условия к экологическим потребностям выращиваемых пород. Поэтому при изучении данного вопроса необходимо не только выявить наиболее рациональные приемы обработки почвы и дать им научное обоснование.

Цель исследования - совершенствование технологий создания лесных культур сосны и ели в подзоне южной тайги Ленинградской области за счет использования наиболее рациональных приемов механической обработки почвы.

Для достижения поставленной цели помимо оценки биометрических параметров и таксационных характеристик лесных культур необходимо было изучить их экологические особенности, позволяющие дать научное обоснование наиболее рациональным приемам обработки почвы. В связи с этим определились следующие основные задачи исследования:

изучить опыт создания и выращивания лесных культур в таежной зоне Северо-Запада России в связи с использованием различных способов обработки почвы;

^ определить влияние механической обработки почвы приживаемость, сохранность, рост и продуктивность культур сосны и ели;

^ изучить динамику влияния и сроки действия разных способов механической обработки почвы на рост лесных культур;

^ исследовать агрофизические и химические свойства почвы в лесных культурах сосны и ели;

^ изучить динамику корненаселенности почвы в различных вариантах ее обработки;

■f определить эффективность технологий создания и выращивания лесных культур ели на основе различных способов механической обработки почвы.

Научная новизна. Впервые в брусничных лесорастительных условиях таежной зоны Ленинградской области изучено влияние обработки почвы скандинавскими орудиям Bracke МЗб.а (дискретная) и TTS-35 (непрерывный пласт) на приживаемость, сохранность, рост культур сосны, а также на агрохимические и агрофизические свойства почвы.

Установлено, что механическая обработка почвы, при создании лесных культур ели в южнотаежной подзоне Ленинградской области:

- в виде дискретных микроповышений в кисличных лесорастительных условиях влияет на их рост и сохранность в течение 10... 15 лет после посадки;

- в виде плужных пластов с прокладкой дренирующих борозд, в кислично-черничных и долгомошно-сфагновых лесорастительных условиях, влияет на их рост и продуктивность до 35.. .38-летнего возраста и старше.

Впервые исследованы изменения в агрофизических и агрохимических свойствах почвы в лесных культурах ели (кислично-черничные лесорастительные условия) спустя 35 лет после обработки почвы.

Доказано положительное влияние обработки почвы на рост лесных культур ели (кислично-черничные лесорастительные условия южнотаежной подзоны Ленинградской области) в 38-лётнем возрасте при изучении насыщенности корнями почвенных горизонтов.

Практическая значимость. Усовершенствованы технологии создания лесных культур сосны и ели в таежной зоне Северо-Запада России на основе внедрения наиболее рациональных способов механической обработки почвы. Теоретические наработки и разработанные на их основе практические рекомендации могут быть использованы при составлении нормативных документов по лесовосстановлению в Северо-Западном Федеральном округе РФ. Полученные результаты будут востребованы в учебном процессе ВУЗов лесного профиля.

Обоснованность и достоверность результатов подтверждаются большим объемом экспериментального материала, полученного с использованием общепринятых методов исследований. Полученные данные обработаны методами математической статистики.

Научные положения, составляющие предмет защиты: 1. Влияние механической обработки почвы скандинавскими почвообрабатывающим орудиям Bracke МЗб.а и TTS-35 на приживаемость и рост культур сосны, агрохимические и агрофизические свойства почвы в брусничных лесорастительных условиях южнотаежной подзоны Ленинградской области;

2. Влияние механической обработки почвы на рост и продуктивность 35...38-летних культур ели, агрохимические и физические свойства почвы в кислично-черничных лесорастительных условиях таежной зоны Ленинградской области;

3. Эффективность технологий создания и выращивания лесных культур ели на основе различных способах механической обработки почвы.

Апробация работы. Основные положения, полученные на основании проведенных исследований, были доложены на ежегодных научно-технических конференциях лесохозяйственного факультета СПбГЛТА по итогам НИР (Санкт-Петербург 2005, 2007, 2008, 2010), Международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы лесного комплекса» (Брянск, 2007, 2008, 2009). Результаты исследований представлены также в отчетах кафедры лесных культур СПбГЛТА—по научно-исследовательским работам за 2006,2007,2008 и 2009 гг.

Личный вклад автора. Автором поставлены цель и задачи исследований, разработаны основные положения программы и методики работ, собран, обработан и проанализирован полученный материал; сформулированы выводы и разработаны практические рекомендации.

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано одиннадцать печатных трудов, в том числе одна - в ведущих рецензируемых научных журналах, определенных ВАК.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 7 глав, заключения, списка литературы и приложений. Объем работы составляет 112 страниц, в том числе 19 таблиц и восемь рисунков. Список источников литературы состоит из 103 наименования, в том числе 4 иностранных. Приложения представлены на 39 страницах.

Глава 1 СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СПОСОБОВ СОЗДАНИЯ ЛЕСНЫХ

КУЛЬТУР В ТАЕЖНОЙ ЗОНЕ СЕВЕРО-ЗАПАДА РОССИИ

В данной главе излагается современное состояние вопроса. На основе анализа литературных источников доказано, что влияние обработки почвы на рост и сохранность культур сохраняется до возраста 15... 17 лет и старше. В брусничных лесорастительных условиях лучше создавать культуры сосны обыкновенной, а почву обрабатывать в виде дискретных микроповышений или фрезерованных полос. В кислично-черничных лесорастительных условиях предпочтительней выращивать культуры ели европейской с обработкой почвы в виде фрезерованных гряд или непрерывных пластов с прокладкой дренирующих борозд вдоль посадочных мест.

Также показана слабая проработка возможности применения в качестве почвообрабатывающих орудий лесокультурной техники типа культиватора Bracke и тарельчатого плуга TTS.

Глава 2 ПРОГРАММА, МЕТОДИКА, ОБЪЕМ РАБОТ

В программу исследований включены следующие вопросы:

1) исследование лесных культур на временных и постоянных пробных площадях в подзоне южной и средней тайги Ленинградской области; 2) изучение агрофизических и химических свойств почвы в лесных культурах сосны и ели; 3) исследование корненаселенности почвы в различных вариантах ее обработки; 4) определение эффективность технологий создания

и выращивания лесных культур ели на основе различных способов механической обработки почвы.

Методика работ. В задачу автора данного исследования входило проведение режимных наблюдений в период 2003-2010 годов. Исследование лесных культур на постоянных и пробных площадях выполнялось по общепринятым методикам (Огиевский, Хиров, 1967; Моисеев, 1971; Кобранов, 1973; Анучин, 1982; Родин, Мерзленко, 1983; Маслаков, Маркова, Козлова, 1991; Чмыр, Маркова, Сеннов, 2001; Ярмишко, 2002).

При изучении агрохимических и агрофизических свойств почвы были заложены почвенные разрезы и сделаны прикопки, отобраны ! и проанализированы образцы (Чертов, 1974; Звирбуль, Тимофеев, 1991). Анализ почв проводился по общепринятым методикам (Аринушкина, 1968). Все анализы проводились в трехкратной повторности, а для гумусового горизонта - в пятикратной.

Населенность почвенных горизонтов тонкими корнями определялась с использованием метода вольного монолита (Колесников, 1972; Чмыр, 1984; Терехов, Усольцев, 2008).

Полученный материал обрабатывался методами математической статистики (Доспехов, 1979; Жигунов, Маркова, Бондаренко, 2002). Все операции с данными производились на персональном компьютере с использованием специального программного обеспечения.

Во время исследований был выполнен следующий объем работ: проведено около 9000 измерений диаметров и 14400 высот культур на 20 пробных площадях. Сделано 20 почвенных разрезов. Отобрано и проанализировано более 60 образцов почвы. Произведена выемка 54 образцов корней из 18 почвенных монолитов.

Глава 3 ПРИРОДНЫЕ УСЛОВИЯ РАЙОНА И ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ

Приведен подробный анализ природно-климатических условий объектов проектирования. Дается полное описание истории создания и наблюдений на изучаемых объектах. Исследования проводились на объектах СПбНИИЛХ в 80 кв. (кислично-черничные, долгомошно-сфагновые лесорастительные условия), 62 кв. (кислично-черничные лесорастительные условия), 63 кв. (кисличные лесорастительные условия), и на производственных объектах Тихвинского лесничества (брусничные лесорастительные условия).

Глава 4 ВЛИЯНИЕ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ НА ПРИЖИВАЕМОСТЬ И РОСТ ЛЕСНЫХ КУЛЬТУР

4.1 Влияние механической обработки почвы на приживаемость и рост культур сосны в брусничных лесорастительных условиях

Наименьшая приживаемость наблюдается при посадке сеянцев в дно дискретного микроповышения (табл. 1). Это связано с менее благоприятными условиями на дне «ямки», где может наблюдаться выжимание и вымокание растений даже на таких легких и дренированных почвах. Сеянцы посаженные в дискретные микроповышения прижились лучше всего, что связано с более благоприятными условиями микросреды в данном типе посадочного места. Сдвоенный гумусовый горизонт, не только улучшает обеспеченность питанием, но и оптимизирует водно-воздушный режим почвенной среды. Пря посадке сеянцев в дно борозды тарельчатого плуга TTS-35 приживаемость выше, чем при посадке их в дно дискретного микроповышения. Дело в том, что тарельчатый плуг работает по принципу покровосдирателя и почва на дне его борозды не такая плотная и вода не сильно задерживается по сравнению с «ямкой» культиватора Bracke М.Зб.а.

Таблица 1

Приживаемость сеянцев в культурах сосны обыкновенной в

зависимости от способа обработки почвы и типа посадочного места

Тип посадочного места Приживаемость, %

1 год 2 год

Борозда TTS-35 72 73

Дискретное микроповышение Bracke М.Зб.а 89 86

Дискретное мшсропонюкение Bracke М.Зб.а 54 48

Борозда ТК-1,2 87 85

Высокие показатели приживаемости имеет вариант посадки сеянцев в дно борозды толкателя клиновидного ТК-1,2. Несмотря на это почти у всех растений наблюдается явно выраженный дефицит минерального питания. Около 95 % сеянцев, прижившихся после посадки в борозду толкателя клиновидного, выделяются на фоне здоровых особей сильным пожелтением хвои.

При большой разнице в количестве прижившихся сеянцев, разница между вариантами посадки растений в «холмики» и «ямки» культиватора Bracke М.Зб.а. по количеству растений с той или иной степенью пожелтения хвои не существенна. Это может быть связано с низкой сохранностью сеянцев в микропонижениях с одной стороны и с неоднородностью микроповышений с другой стороны. Как указывалось выше они имеет три зоны с разным лесокультурным эффектом.

Низкие значения биометрических параметров молодых сосенок, посаженых в дно борозды толкателя клиновидного и в дно дискретного микропонижения культиватора Bracke М.36.а. может свидетельствовать о

том, что в данных условиях приживаются лучше сеянцы с небольшой фитомассой, т.к. для поддержания небольшой по массе надземной части нужно меньше питательных веществ. Кроме того, «маленькие» сеянцы Меньше подвержены негативному влиянию кратковременных погодных факторов, например, засухе.

На участке культур сосны обыкновенной, созданных посадкой сеянцев в дно борозды наблюдалось естественное возобновление. Молодые сосенки выросшие из семян прилетевших от стены леса с достаточной закономерностью приурочены к микроповышениям, т.е. к невысоким, но широким пластам расположенным по обеим сторонам от оси прохбда толкателя клиновидного. Как видно из таблицы биометрические параметры самосева на пластах не только выше, чем культур посаженных по дну борозды, но и сравнимы с лучшим вариантом - посадкой в дискретное микроповышение.

По значению средней высоты и количеству сохранившихся деревьев на 1 га в шестилетнем возрасте (табл. 2) все участки лесных культур, кроме участка, где производилась посадка сеянцев в дно дискретного микроповышения культиватора Bracke М.Зб.а. могут быть переведены в покрытую лесом площадь. Учитывая, в подзоне южной тайги перевод в покрытую лесом площадь культур проводится в семилетнем возрасте это совсем неплохой показатель.

На исследуемых участках культур в шестилетнем возрасте наименьшие средние высоты и диаметры наблюдаются при посадке в дно борозды толкателя клиновидного и в дно дискретного микропонижения культиватора Bracke М.Зб.а., также как и в двухлетнем возрасте.

Несомненно на их рост все еще сказывается влияние посадочного места, а вернее почвенных условий этого места. А вот небольшое различие между двумя другими вариантами существовавшее в двухлетнем возрасте, к шести годам нивелируется.

Таблица 2

Биометрические параметры шестилетних культур сосны в зависимости

от способа обработки почвы и типа посадочного места

Тип посадочного места Биометрические па раметры Текущая густота, шт./га Сохранность, %

Средняя высота, см Средний диаметр, см Средний прирост за 4 года, см/год

Борозда TTS-35 125+5,1 2,3+0,13 28 3150 79

Дискретное микроповышение Bracke М.Зб.а 126+4,1 2,2+0,11 27 3625 91

Дискретное микропонижение Bracke М.Зб.а 90±3,1 1,4+0,06 21 2160 54

Борозда ТК-1,2 109+4,3 1,8+0,16 25 3780 94

Это говорит об эффективности технологий. Но вот сохранность шестилетних культур все выше при посадке по дискретным микроповышениям, как и приживаемость на первый и второй года. И если

более высокая приживаемость в первые годы это безусловный пшос -отпадает необходимость в проведении дополнений, то про высокую сохранность так сказать нельзя. Со временем, большое количество стволов на единице площади будет только тормозить рост насаждения, из-за напряженной внутривидовой борьбы снизиться продуктивность.

4.2 Влияние механической обработки почвы на рост культур ели в кисличных, кислично-чсрничных и долгомошно-сфагновых лесорастительных условиях

Динамика роста культур ели в течение первых 30 лет под воздействием различных способов обработки почвы на опытном объекте №1 в квартале 80 Онцевского лесничества приведена по данным Санкт-Петербургского НИИ лесного хозяйства (Маркова, Шестакова, Бутенко и др., 2008).

Анализируя сохранность культур в пятилетнем в возрасте, можно сказать, что в вариантах обработки почвы без прокладки дренирующих борозд (фрезерование, боронование и посадка без обработки) этот показатель ниже, чем при использовании плужной обработки. В дальнейшем в течение всего периода исследования на показатели роста древостоев накладывались, появившиеся уже на первых этапах его развития, различия в густоте (сохранности).

Если в пятилетнем возрасте различия в биометрических параметрах посадок ели при различных способах обработки почвы не были выражены четко, то уже начиная с десяти лет мы наблюдаем уже почти двукратное преимущество по росту в высоту у деревьев, посаженных в плужные пласты, по сравнению с другими вариантами. Это преимущество несколько сокращается к пятнадцати и снова увеличивается к двадцати годам.

В 30-летних культурах наблюдается явное отставание по темпам роста посадок ели в вариантах с обработкой почвы фрезерованием и боронованием, чуть лучше показатели у культур, созданных на участке без обработки почвы. В кислично-черничных, более благоприятных в плане увлажнения условиях различия в росте культур на пластах разных почвообрабатывающих орудий не существенны. В более влажных долгомошно-сфагновых условиях культуры на пластах плуга ПЛ-2-50 немного отстают в росте по диаметру и значительно по запасу от культур, созданных по пластам плугов ШЮ-400 и ПКЛН-500. Отставание по запасу связано с низкой густотой, которая является следствием более низкой сохранности.

Различия в росте по диаметру могут быть связаны со способом обработки почвы. Дело в том, что плуг ПЛ-2-50 создает менее мощные микроповышения и менее глубокую борозду по сравнению с двумя другими ПЛО-400 и ПКЛН-500, поэтому корневая система расположенных на его пластах деревьях может иногда подтопляться, что в свою очередь ведет к торможению роста надземной части дерева.

В табл. 3 представлены данные наших исследований по результатам изучения культур в возрасте 33 и 38 лет. Положительное влияние плужной обработки почвы прослеживается и к концу наших наблюдений:

Таблица 3

Таксационные показатели культур ели на опытном объекте в кв. 80 ._Онцевского лесничества в возрасте 33,..38 лет. _

Вариант опыта Возраст культур, лет

33-летние культуры (2005 г.) 38-летние культуры (2010 г.)

В1р3, см Н, м запас, м3/га Ои, см Н, м запас, м3/га

Долгомошно-сфагновые лесорастительные условия

ПКЛН-500 9,7±0,32 10,9 83 12,1+0,26 12,6 111

ШЮ-400 10,4+0,26 10,8 90 12,4+0,29 12,5 114

ПЛ-2-50 10,3±0,29 10,3 82 12,2±0,31 12,1 96

Фреза 6,0+0,24 6,0 11 7,4±0,34 7,7 15

БДТ-2,2 Погибли |

Целина 8,б±0,22 1 8,6 21 | 10,9±0,31 | 9,5 | 31

Кислично-черничные лесорастительные условия

ПКЛН-500 10,3±0,35 11,4 91 12,4+0,26 13,7 132

ГО10-400 11,2+0,31 11,4 105 12,9±0,29 13,6 140

ПЛ-2-50 10,9±0,33 11,1 92 12,7+0,31 13,0 119

Фреза 7,4±0,34 6,7 16 8,0±0,16 8,2 21

БДТ-2,2 9,1±0Д9 8,3 24 9,8±0,27 9,1 30

Целина 9,6+0,33 9,4 56 10,3+0,21 9,8 64

в возрасте 38 лет культуры ели созданные по плужным пластам имеют более высокие таксационные показатели по сравнению с культурами, созданными посадкой по целине или по взрыхленным фрезой и бороной полосам и в кислично-черничных, и в долгомошно-сфагновых лесорастительных условиях.

Таксационные показатели культур, созданных по пластам плугов ПЛ-2-50, ПЛО-400 и ПКЛН-500 выше, чем естественных ельников произрастающих в аналогичных лесорастительных условиях, по накоплению запаса культуры опережают естественные ельники примерно на 50 м3, а по росту в высоту на класс бонитета.

Динамика роста культур ели европейской в течение первых 25 лет на втором опытном участке изучалась Санкт-Петербургским НИИ лесного хозяйства (Маркова, Шестакова, Бутенко и др., 2008).

Приживаемость сеянцев в зависимости от способа обработки почвы на второй год после посадки наивысшего значения достигает при посадке в плужный пласт (ПЛ-2-50, ПШ-1), а самое низкое значение приходит на вариант «целина». В данном случае определяющим фактором является зарастание конкурирующей травянистой растительностью. Плужные пласты напахивались по расчищенным, раскорчеванным полосам, поэтому даже такой маломощный пласт, как у плуга ПЛ-2-50 и фрезерованная гряда плуга ПШ-1 не зарастают травянистой растительностью. Это связано в большей степени, не с обеднением почвы в результате выноса гумуса, а с физическим

уничтожением корневищных сорняков и снижением запаса семян при повреждении дернины и верхнего слоя лесной подстилки.

На пятый год выращивания сохранность резко падает также в варианте с посадкой сеянцев в насыпную гряду, созданную по целинной поверхности, вероятно из-за резкого разрастания нежелательной травянистой растительности.

В пятилетнем возрасте лучшие параметры у культур созданных по пластам плуга ПШ-1. В данном случае посадочные места богаты органикой, а перемешивание ее с минеральной почвой ведет к более интенсивному разложению и переходу питательных веществ в доступные формы. Хуже всего растут культуры в вариантах без обработки почвы и при сплошной обработке почвы.

В десятилетнем возрасте лучшим вариантом обработки почвы по-прежнему является гряда плуга ПШ-1. Культуры в вариантах без обработки почвы и при сплошной обработке почвы уже значительно отстают в росте и в высоту, и по диаметру.

В двадцатилетних культурах лучший рост показывают культуры, посаженный в насыпную гряду из гумусового горизонта и лесной подстилки. Это преимущество становится еще более выраженным, спустя пять лет. Хорошо видно, что преимущество в росте культур в варианте «насыпная гряда» связано, главным образом, не со способом обработки почвы, а с их текущей густотой. Низкая сохранность культур создала в этом варианте оптимальную на данный момент густоту. Отсутствие второго разреживания, которое как раз должно было быть проведено в возрасте между 15 и 20 годами, способствовало замедлению роста посадок в других вариантах.

В тридцатилетнем возрасте несмотря на значительное преимущество в росте в высоту и по диаметру культуры созданные посадкой сеянцев в насыпную гряду из гумусового горизонта и лесной подстилки, уступают по запасу сырорастущей древесины не только культурам созданным посадкой сеянцев в пласт плуга ПШ-1, но и в пласт плуга ПЛ-2-50. Сплошная вспашка оказалась самым не эффективным способом обработки почвы, культуры в этом варианте растут даже хуже чем по целине. Широкополосная корчевка, сильно обедняющая почву, в сочетании с таким способом обработки почвы не дает желаемых результатов.

Таблица 4

Таксационные показатели культур ели на опытном объекте

в кв. 62 Онцевского лесничества в возрасте 35 лет.

Вариант опыта Ои, см Н, м густота, шт./га объем одного ствола, см3 запас, м3/га

Целина - ктггроль 10,5±0,27 9,9 1905 0,0453 86

Гряда из А0А125 см 16,1+0,39 12,7 1566 0,1366 194

Гряда плуга ПШ-1 13,6+0,32 12,4 2954 0,0952 231

Пласт плуга ПЛ-2-50 12,8+0,35 11,6 3057 0,0789 188

Сплошная вспашка (ровная поверхность): 9,9±0,19 10,0 1437 0,0415 60

В данном случае к тридцати пятилетнему возрасту таксационные показатели культур оказались ниже контрольных, т.е. культуры посаженные без обработки почвы росли лучше (табл. 4).

На опытном объекте №3 в квартале 63 Онцевского лесничества в кисличных лесорастителышх условиях проведены исследования культур ели, посаженных в различные по объему дискретные микроповышения. Культуры ели в 19-летнем возрасте, созданные посадкой в дискретные микроповышения, не имеют превосходства в росте перед культурами посаженными без обработки почвы Таким образом, обработка почвы в виде дискретных микроповышений в кисличных лесорастителышх условиях влияет на их рост и сохранность в течение 10... 15 лет после посадки.

Глава 5 ВЛИЯНИЕ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ НА ЕЕ АГРОФИЗИЧЕСКИЕ И АГРОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

5.1 Влияние механической обработки почвы на агрохимические и

агрофизические свойства почвы в культурах сосны в брусничных лесорастительных условиях

В табл.5 анализируются агрохимические показатели почвы в сформировавшихся после её обработки различных типах посадочных мест (микроповышений и микропонижений) на второй год после ее обработки. По данным исследований максимальное содержание гумуса выявлено в почве искусственных микроповышений, созданными исследуемыми почвообрабатывающими орудиями.

Таблица 5

Агрохимические свойства почвы различных типов посадочных мест, в

брусничных лесорастительных условиях

Тип посадочного места Агрохимического показатели / обеспеченность

Гумус,% pH кс1 Подвижные элементы; мг-экв. на 1 ООг почвы C:N

к2о РгО< N03

Непрерывное микроповышение тарельчатого плуга TTS-35 3,6 6,5 7Д 8,1 3,5 6,2

Непрерывное микропонижение тарельчатого плуга TTS-35 1,5 5,1 3,6 1,5 0,8 11,2

Дискретное микроповышение «холмик» культиватора Bracke МЗ б.а 3,4 6,2 7,3 5,7 2,2 9,3

Дискретное микропонижение «ямка» культиватора Bracke МЗб.а 1,5 5,1 3,6 1,5 0,9 10,0

Гребень пласта толкателя клиновидного ТК-1,2 3,4 5,5 7,3 6,7 3,1 6,6

Дно борозды толкателя клиновидного ТК-1,2 1,4 4,1 2,9 1,4 0,8 10,5

Контроль* зд 5,6 7,2 3,8 3,1 6,0

*Для контроля исследовались образцы ненарушенной почвы, взятые под пологом спелого естественного сосняю-брусничниха, прилегающего к вырубке.

Примерно, такое же содержание органического вещества найдено в почве на целинной поверхности вырубки. В обоих случаях почву посадочного места по обеспеченности гумусом можно отнести к средне обеспеченной. В микропонижениях же содержание органического вещества намного ниже. Почву в таком посадочном месте можно охарактеризовать как бедную гумусом.

Кислотность почвы варьирует в пределах от 4,1 (кислая) до 6,5 (близкая к нейтральной), что в целом не должно оказывать негативного влияния на рост сеянцев сосны. Почва с более кислой реакцией приурочена к различным микропонижениям, созданным исследуемыми агрегатами, на ряду с ними низкое значение pH зарегистрировано у образца взятого в пласту толкателя клиновидного. Почва в микроповышениях тарельчатого плуга TTS-35 и культиватора Bracke МЗб.а имеет реакцию близкую к нейтральной со значением 6,2. ..6,5, что выше, чем на образцах почвы взятой с нетронутой поверхности почвы, которая имеет слабокислую реакцию со значением 5,6. Это говорит о низкой биологической активности почвы искусственных микропонижений, а также о возможности ее повышения за счет применения различных способов обработки почвы.

Анализ содержания подвижных элементов подтверждает все вышесказанное: и фосфора, и калия, и азота больше всего находится в образцах почвы из микроповышений. Причем обеспеченность калием в микроповышениях средняя, а в микропонижениях очень низкая; фосфором соответственно низкая и очень низкая; азотом - очень низкая. Только в варианте с обработкой почвы тарельчатым плугом обеспеченность почвы азотом достигает низкой, а фосфором - средней. Контрольные образцы по обеспеченности калием и азотом сопоставимы с образцами почвы из микроповышений, а по обеспеченности фосфором занимают промежуточное положение.

Результаты анализов агрофизических свойств верхнего слоя (0...30 см) почвы различных типов посадочных мест представлены в табл. 6. Из таблицы видно, что плотность почвы практически во всех микроповышениях близка к оптимальной и составляет порядка 1,01... 1,28 г/см3 против 1,29... 1,51 г/см3 в тридцатисантиметровом слое микропонижений. При этом плотность почвы на целинной поверхности вырубки составляет 1,13... 1,41 г/см3. Хорошо заметно увеличение плотности с глубиной взятия образца. Только при анализе плотности почвы дискретного микроповышения «холмик», выполненного культиватором Bracke МЗб.а минимальное значение плотности зафиксировано не в поверхностном слое, а чуть ниже на глубине 15 см.

Таблица 6

Агрофизические свойства почвы различных типов посадочных мест в

брусннчных лесорастительных условиях

Вариант опыта с обработкой почвы Глубина взятия образца, см Плотность почвы, г/см5 Плотность твердой фазы почвы, г/см3 Пористость почвы, %

Непрерывное 0...10 1,18 2,58 54,3

микроповышение тарельчатого плуга TTS-35 10...20 1,12 . 2,53 55,7

20...30 1,22 2,54 52,0

Непрерывное микропонижение тарельчатого плуга TTS-35 0...10 1,39 2,64 47,3

10...20 1,45 2,70 46,3

20.. .30 1,51 2,73 44,7

Дискретное микроповышение «холмик» Bracke МЗб.а 0...10 1,25 2,52 50,4

10...20 1,15 2,55 54,9

20...30 1,28 2,56 50,0

Дискретное микропонижение «ямка» Bracke МЗб.а 0..Л0 1,35 2,57 47,5

10... 20 1,39 2,61 46,7

20...30 1,42 2,70 47,4

Гребень пласта толкателя клиновидного ТК-1,2 0...10 1,01 2,50 59,6

10...20 1,13 2,60 56,5

20...30 1,23 2,52 50,5

Дно борозды толкателя клиновидного ТК-1,2 0...10 1,29 2,53 49,0

10...20 1,33 2,56 48,0

20...30 1,37 2,58 46,9

Контроль(целина) 0...10 1,13 2,60 56,5

10...20 1,27 2,62 51,5

20...30 1,41 2,72 48,2

Это объясняется спецификой образования микроповышения, оно получается в результате перевертывания дискретного пласта. В результате последней манипуляции образуется сдвоенный гумусовый горизонт, за счет которого и снижается плотность почвы, а на поверхности оказывается более плотный минеральный грунт.

Плотность твердой фазы почвы в микроповышениях меняется в пределах 2,5...2,6, а микроповышений 2,6...2,7. Обычно такое соотношение наблюдается между плотностью верхних гумусированных и нижних горизонтов почвы. Это опять же вызвано перемещением верхних слоев почвы содержащих органическое вещество механической обработкой почвы при формировании микропонижений (ямок и борозд) в микроповышения (холмики и пласты).

В микроповышениях, созданными ' всеми исследуемыми почвообрабатывающими орудиями пористость почвы была близка к оптимальной, как и в контрольном варианте. В микропонижениях пористость почвы оказалась ниже, но на том уровне, котором она должна быть у минеральных горизонтов расположенных на глубине обработки почвы до образования посадочного места.

5.2 Влияние механической обработки почвы на агрохимические и агрофизические свойства почвы в культурах ели в избыточно увлажненных условиях на относительно богатых почвах

В связи с длительностью наблюдений особый интерес представляет изучение физико-химических свойств почвы под лесными культурами ели на стационарных опытных объектах О Л «Сиверский лес». Данные полученные в прошлом позволяют не только оценить современное состояние почв, но

проследить изменения их свойств под воздействием почвообразовательного процесса.

Плотность почвы в гряде плуга ПШ-1, образованной путем перемешивания минерального грунта и гумусового горизонта изменяется в течение 35 лет незначительно, значение которой находится все это время в оптимальных пределах (табл. 7). В 35-летних посадках ели, созданных по целине плотность почвы выше оптимальной. Сильное уплотнение почвы в последнем случае связано, скорее всего, с переувлажнением. Гряды же плуга ПШ-1 постоянно дренируются за счет стока избытка влаги по бороздам. Кроме того, при перемешивании минерального грунта свойства почвы становятся стабильнее, так как мелкие частицы органики окруженные минеральным грунтом медленнее разлагаются. Поэтому медленнее и сокращается количество пор в почвенных горизонтах.

Содержание гумуса в почве гряды плуга ПШ-1 тем не менее падает за тридцатипятилетний период в два раза. В чистом еловом насаждении начиная с фазы смыкания древостоя и до настоящего момента практически единственным источником гумуса является опад хвои, который не в состоянии восполнить первоначальный запас органического вещества.

Таблица 7

Агрохимические свойства и плотность почвы под лесными культурами

ели в кислично-черпичных лесорастительных условиях

Вариант обработки почвы Возраст культур, лет Плотность почвы, г/см3 Агрохимического показатели / обеспеченность

Гумус, % рН КС1 подвижные элементы; мг-экв. на 100г почвы С.'К

к2о Р2О5 N03

Гряда плуга ПШ-1 1* 1,19 5,8 4,1 24,3 10,3 9,4 3,6

4* 1,23 3,9 4,3 21,4 8,6 5,3 4,2

35 1,28 2,9 4,0 11,2 6,8 2,9 7,4

Целина(без обработки) 1* 1,01 - 3,8 - - - -

4* 0,91 - 4,3 - - - -

35 1,37 4,9 3,8 6,4 5,2 1,9 15,5

Данные в возрасте 1 и 4 года приведены из публикации В.А. Бочкова, Л.И Сухоруковой, Ю.Е. Белснца и др. (1999).

Высокое содержание гумуса под лесными культурами ели в необработанной почве опять же связано с неблагоприятными условиями увлажнения и повышенной плотностью грунта. В результате влияния этих факторов скорость разложения органического вещества замедляется и в почву поступает меньше азота. Из исследованных подвижных элементов самые большие изменения содержания в почве гряды плуга ПШ-1 отмечены по нитратам. Их количество уменьшилось за 35 лет в 3,2 раза. Вероятно, это связано с активным потреблением азота древесными растениями и перемещением его из почвы в фитомассу и накопление его там. Содержание калия падает более, чем в два раза, что также связано с активным потреблением его растениями. Фосфора стало меньше всего на 34 %, но его содержание в почве уже оценивается как низкое. В то время как стремительное уменьшение запасов калия и азота снизило уровень их

содержания в почве до среднего. Содержание подвижных форм азота, фосфора и калия в необработанной почве соответствуют низкому уровню обеспеченности. Вышеназванных элементов минерального питания в почве целины в 1,3... 1,7 раза меньше, чем в почве гряды плуга ПИ1-1.

В 33-летних культурах ели нами также были проведены исследования плотности верхнего слоя почвы других типов посадочных мест, созданных различными почвообрабатывающими орудиями в кислично-черничных лесорастительных условиях. На второй год после обработки почвы плотность во всех типах посадочных мест, созданных исследуемыми орудиями близка к оптимальной. Спустя тридцать три года во всех вариантах опыта наблюдается уплотнение почвы. Значение плотности верхнего слоя почвы во всех типах посадочных мест, созданных исследуемыми орудиями примерно одинаковое и составляет 1,29... 1,36 г/см3. Максимальная плотность наблюдается у необработанной почвы.

Глава 6 КОРНЕНАСЕЛЕННОСТЬ ПОЧВЕННЫХ ГОРИЗОНТОВ В ЛЕСНЫХ КУЛЬТУРАХ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ СПОСОБА МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ

От мощности подземных органов, характера их распространения в почвенных горизонтах зависит рост надземной части дерева, интенсивность накопления фитомассы ствола и нарастания кроны.

В табл. 8 представлены данные о корненасыщенности почвы по 10-см слоям в рядах и междурядьях 8-, 18- и 33-летних культур ели, посаженных по пластам плуга ПЛО-400 в кислично-черничных лесорастительных условиях.

Из анализа данных таблицы, видно что основная масса тонких корней в 8-летнем возрасте располагается в слое почвы 0...20 см (81,1...81,4 %). Уже к 18 годам корни в рядах культур начинают осваивать слой почвы 20...30 см, где содержание корней повышается с 5,6 % до 15,4 %. К 33 годам содержание корненасыщенность этого слоя увеличивается до 19,3 %. Несомненно, физико-химические свойства в этом слое почвы благоприятнее для их развития нежели в таком же слое почвы междурядий. Однако все же основная масса тонких корней приходится на слой почвы 0...20 см там их сосредоточено 78,6 %.

В междурядьях же в слое 20...30 см корненасыщенность даже несколько падает, что связано, видимо, с падением актуального плодородия почвы. К 33 годам в междурядьях культур в этом слое содержится только 4,1 % тонких корней, основная же масса корней сосредоточена в верхнем десятисантиметровом слое и составляет 78,5%.

Таким образом, на пластах, созданным плугом ПЛО-400 даже в тридцатилетнем возрасте создаются благоприятные экологические условия способствующие более глубокому проникновению тонких корней в горизонты почвы.

Плуг ПЛ-2-50 образует менее мощный пласт по сравнению с пластом плуга ПЛО-400, что снижает корнеобитаемый слой. Кроме того, менее

мощные борозды, соответственно оказывают меньшее дренирующее влияние на почву междурядий. Поэтому и в рядах, и в междурядьях культур в варианте с обработкой почвы плугом ПЛ-2-50 корнеобитаемый слой несколько «тоньше», но при этом основная масса корней сосредотачивается в тех слоя почвы, что и в варианте с обработкой почвы плугом ГО10-400. Так в рядах культур основанная масса тонких корней - 98,3 % сосредоточена в верхнем 0...20 см слое почвы, а в междурядьях - это 85 % приходится на самый верхний слой 0... 10 см.

Таблица 8

Масса корней диаметром до 5 мм по 10-см слоям глубины в культурах

. Возраст, лет Плотность почвы, г/см3 Глубина, см Фитомасса тонких корней диаметром до 5 мм

в рядах в междурядьях

г/м2 1 % г/м* 1 %

ШГО-400

8* 1,23 0...10 130,8 65,7 103,4 64,7

1,22 10...20 51,2 25,7 42,2 26,4

1,22 20...30 11,4 5,6 14,2 8,9

1,31 30...40 5,8 3,0 - -

18** нет данных 0...10 333,3 55,9 359,6 66,4

10... 20 162,5 27,2 150,9 27,8

20...30 91,6 15,4 25,0 4,6

30.,.40 8,6 1,4 6,3 1,2

33 1,27 0...10 437.3 51,9 406,8 78,5

1,36 10...20 224,8 26,7 90,3 17,4

1,39 20...30 162,2 19,3 21,2 4Д

1,51 30...40 17,2 2Д - -

ПЛ-2-50

8* 1,14 0...10 173,2 70,9 127,4 66,7

1,29 10...20 59,6 24,4 43,8 22,9

1,29 20...30 6,8 2,8 19,8 10,4

1,29 30...40 4,6 1,9 - -

33 1,22 0...10 537,5 46,6 615,0 85,0

1,29 10... 20 596,2 51,7 102,5 14,2

1,44 20...30 18,4 1,7 6,2 0,8

*По данным A.A. Коротаева (1998). **По данным М.С. Ковалева (1999).

Спустя тридцать три года обработка почвы влияет на прирост топких корней не только в создаваемых плугами ПЛ-2-50 и ПЛО-400 пластах, но и на рост корней в междурядьях. В междурядьях культур, где почва обрабатывалась плугом ПЛО-400 создаются более благоприятные условия для роста корней, чем в междурядьях культур почва, которых обработана плугом ПЛ-2-50. Такое различие объясняется тем, что более мощная борозда плуга ПЛО-400 оказывает более интенсивное дренирующее действие на пласты и междурядья культур.

Глава 7 ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ РАЗЛИЧНЫХ СПОСОБОВ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ

" На основе исследования лесных культур ели были выполнены экономические расчеты и сравнение эффективности лесовосстановления с использованием различных способов обработки почвы.

Нами установлено, что максимальные лесоводственный эффект при создании лесных культур ели в долгомошно-сфагновых и кислично-черничных лесорастительных условиях достигается использованием в качестве посадочного места плужных пластов и прокладкой вдоль них непрерывных дренирующих борозд. Такой способ обработки почвы обеспечивается при использовании плугов ПЛ-2-50, ШЮ-400, ПКЛН-500 и ПШ-1 в сочетании с полосной расчисткой и раскорчевкой вырубки.

Анализ данных представленных в табл. 9 позволяет сказать, что затраты на создание культур ели в долгомошно-сфагновых лесорастительных условиях с использованием плужной обработки почвы в сочетании с узкополосной корчевкой пней возрастают на 11% по сравнению с технологией без предварительной подготовки площади и обработки почвы.

Таблица 9

Сравнение затрат на создание культур ели и уход за ними в долгомошно-сфагновых и кисличио-черничных лесорастительных условиях_

Способ обработки почвы Затраты на 1 га Общая стоимость Стоимость посадочного материала с учетом дополнений, руб./га Запас древесины в возрасте 35...38 лет

человеко-дней машицо-смен м3 %

руб./га %

долгомошно-сфагновые лесо растительные условия

Без обработки 22,73 2,00 23.716 100 9.000 31 100

ПКЛН-500 16,76 4,74 26.290 111 6.000 111 358

ШЮ-400 16,76 4,74 26.290 111 6.000 114 368

ПЛ-2-50 18,45 3,06 26.336 111 7.200 96 310

кислично-черничные лесорастителыше условия

Без обработай 23,06 4,00 23.733 100 8.400 64 100

ПКЛН-500 15,99 3,97 24.739 104 6.000 132 206

ГО10-400 15,99 3,97 24.739 104 6.000 140 219

ПЛ-2-50 14,75 2,73 21.916 92 6.000 119 186

ПШ-1 15,12 3,02 23.663 100 6.000 231 361

Такие дорогостоящие мероприятия как корчевка пней в полосах прохода почвообрабатывающей техники и понижение высоты пней в межполосном пространстве необходимое для проезда трактора во время проведения агротехнических уходов должны значительно удорожать общую стоимость культур. Однако, благодаря ним возникает возможность комплексной механизации работ, что значительно сокращает затраты ручного труда и удешевляет производство. Приживаемость культур

посаженных в плужный пласт на раскорчеванной полосе намного выше, чем при посадке по целине или пласт плуга, созданный без корчевки площади.

В кислично-черничных условиях аналогичные затраты при создании культур ели возрастают лишь на 4 %, а технологическая схема с использованием в качестве обрабатывающего орудия плуга ПЛ-2-50 вообще дает экономию в 8 %.

Если в долгомошно-сфагновых лесорастительных условиях посадки имели недостаточную приживаемость, то в более благоприятных кислично-черничных дополнений при таком способе обработки почвы делать не надо. Кроме того, расположение пластов и борозд после прохода этого плуга оставляет возможность проводить механизированные уходы и поэтому данная технологическая схема исключает необходимость в понижении высоты пней в межполосном пространстве, что делает ее самой экономически доступной.

Однако, из таблицы видно, что наиболее эффективной является технологическая схема на основе обработки почвы плугом ГПП-1 по предварительно расчищенным полосам, а наименьший эффект дает технология на основе применения в качестве почвообрабатывающего орудия плуга ПЛ-2-50.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Решение основных задач исследования позволяет сделать выводы. Изучение влияния механической обработки почвы на приживаемость и рост лесных культур говорит, что:

1. Лучшая приживаемость, состояние и наилучший рост культур сосны в брусничных лесорастительных условиях подзоны южной тайги, а также наиболее оптимальные почвенные условия наблюдаются при их посадке в дискретные микроповышения культиватора Bracke М.Зб.а.

2. Достаточную приживаемость и сохранность культур ели в долгомошно-сфагновых и кислично-черничных лесорастительных условиях обеспечивает посадка по отвальным пластам плутов, а также в гряды, с проложенными параллельно рядам культур дренирующими бороздами.

3. Положительное влияние плужной обработки почвы на рост культур ели, агрохимические и агрофизические свойства почвы и насыщенность ее тонкими корнями в кислично-черничных и долгомошно-сфагновых лесорастительных условиях сохраняется до возраста 35...38 лет и старше.

На основании результатов работы предлагаются следующие рекомендации по созданию лесных культур сосны в брусничных и ели в кисличных, кислично-черничных и долгомошно-сфагновых лесорастительных условиях таежной зоны Северо-Запада России.

1. В брусничных лесорастительных условиях культуры сосны необходимо создавать посадкой небольших по размеру двухлетних сеянцев (высотой 12...15 см) в дискретные микроповышения объемом 0,02...0,03 м3.

2. В кисличных лесорастительных условиях обработку почвы лучше производить в виде дискретных микроповышений объемом 0,06; 0,48 или 0,96 м3 при посадке одного, трех или пяти растений соответственно.

3. В кислично-черничных лесорастительных условиях культуры ели лучше создавать посадкой саженцев по плужным грядам (высотой 25...35 см, шириной 70...80 см), образованным из перемешанного субстрата извлеченного при вспашке из органогенных и минеральных горизонтов почвы отодвинутых на 70 см от края дренирующих борозд (глубиной 20.. .25 см, шириной 70...90 см) по предварительно раскорчеванным полосам (шириной 3,0...3,5 м).

4. В долгомошно-сфагновых лесорастительных условиях культуры ели лучше создавать посадкой саженцев по плужным пластам (высотой 30...40 см, шириной 80... 100 см), образованным из перевернутых органогенных и минеральных горизонтов почвы отодвинутых на 40...60 см от края дренирующих борозд (глубиной 30...40 см, шириной 100...120 см) по предварительно раскорчеванным полосам (шириной 3,0...3,5 м).

Публикации по теме диссертационного исследования.

В изданиях из перечня ВАК опубликованы следующие работы:

1. Степанова, О.П. Результаты испытаний скандинавской лесокультурной техники в условиях Тихвинского лесхоза [текст] /О.П. Степанова// Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии -СПб.: СПбГЛТА, 2006. - Вып. 11 - С.56-59.

Монографии:

2. Маркова, И.А. Лесосырьевые плантации сосны и ели [текст] /И.А.Маркова, Т.А. Шестакова, О.Ю. Бутенко, Н.В. Большакова, О.П. Степанова// Труды СПбНИИЛХ (Серия «Стационарные опытные объекты»), СПб, ФГУ СПбНИИЛХ, 2008. - Вып. 1(17) -158с.

В прочих изданиях опубликованы следующие работы:

3. Степанова, О.П. Влияние механической обработки почвы на рост культур ели в южно-таежной подзоне Ленинградской области [текст] /О.П. Степанова// Сб. «Современные проблемы и перспективы рационального лесопользования в условиях рынка» по итогам НПК молодых ученых -СПб.: СПбГЛТА, 2005. - С.25-26.

4. Данилов, Ю.И. Особенности роста ели в групповых культурах, созданных разными методами [текст] /Ю.И. Данилов. М.В. Жогова, О.П. Степанова// Сб. «Современные проблемы и перспективы рационального лесопользования в условиях рынка» по итогам НПК молодых ученых - СПб.: СПбГЛТА, 2006. - С.20-22.

5. Степанова, О.П. Эффективность обработки почвы под лесные культуры новыми почвообрабатывающими орудиями в Ленинградской области [текст] /О.П. Степанова// Сб. «Актуальные проблемы лесного комплекса» по итогам международной НТК - Брянск: БГИТА, 2007. - вып. 17 - С.241-245.

6. Степанова, О.П. Влияние почвообрабатывающей скандинавской техники на плотность почвы и приживаемость лесных культур [текст] /О.П. Степанова, Д.С. Бурцев// Сб. «Актуальные проблемы лесного комплекса» по итогам международной НТК - Брянск: БГИТА, 2006. - вып. 17 - С.245-247.

7. Гузюк, М.Е. Состояние опытных культур ели в Лисинском учебно-опытном лесном хозяйстве [текст] /М.Е. Гузюк, О.П. Степанова// Сб. «Актуальные проблемы лесного комплекса» по итогам международной НТК - Брянск: БГИТА, 2007. - вып. 19 -С.105-107.

8. Маркова, И.А. Перспективные технологии обработки почвы на вырубках таежной зоны [текст] /И.А. Маркова, О.ГГ. Степанова// Сб. «Научно-технический прогресс в лесном хозяйстве, охране природы и ландшафтном строительстве» по итогам законченных научных исследований сотрудников лесохозяйственного факультета - СПб.: СПбГЛТА, 2007,-вып. З-С.42-49.

9. Степанова, О.П. Влияние механической обработки почвы на агрохимические свойства почвы [текст] /О.П. Степанова// Сб. «Актуальные проблемы лесного комплекса» по итогам международной НТК - Брянск: БГИТА, 2008. - вып. 17 - С. 181-184.

Просим принять участие в работе диссертационного Совета Д.212.220.02 или прислать Ваш отзыв на автореферат в двух экземплярах с заверенными подписями по адресу: 194021, Санкт-Петербург, Институтский пер., 5, Санкт-Петербургская государственная лесотехническая академия им. С. М. Кирова, Ученый совет. Факс: (812) 670-92-17.

СТЕПАНОВА ОЛЬГА ПЕТРОВНА АВТОРЕФЕРАТ

Подписано в печать с оригинал-макета 11.11.10. Формат 60x84/16. Бумага офсетная. Печать трафаретная. Уч.-изд. л. 1,0. Печ. л. 1,25. Тираж 100 экз. Заказ № 260. С 12 а.

Санкт-Петербургская государственная лесотехническая академия Издательско-полиграфический отдел СПбГЛТА 194021, Санкт-Петербург, Институтский пер., 5.

Содержание диссертации, кандидата сельскохозяйственных наук, Степанова, Ольга Петровна

Введение

Глава 1. Совершенствование способов создания лесных культур в таежной зоне Северо-Запада России (состояние вопроса)

Глава 2. ПРОГРАММА, МЕТОДИКА, ОБЪЕМ ВЫПОЛНЕННЫХ

РАБОТ

Глава 3. ПРИРОДНЫЕ УСЛОВИЯ РАЙОНА И ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ

3.1. Природные условия района исследований

3.1.1. Природные условия территории О Л «Сиверский 29 лес».

3.1.2. Природные условия территории Тихвинского 34 лесничества

3.2. Характеристика объектов исследования

3.2.1. Лесные культуры ели европейской в кислично- 38 черничных и долгомошно-сфагновых лесорастительных условиях

3.2.2. Лесные культуры сосны обыкновенной в 47 брусничных лесорастительных условиях

Глава 4. ВЛИЯНИЕ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ НА 51 ПРИЖИВАЕМОСТЬ И РОСТ ЛЕСНЫХ КУЛЬТУР

4.1. Влияние механической обработки на приживаемость и рост 51 культур сосны в брусничных лесорастительных условиях

4.2. Влияние механической обработки на рост культур ели в 60 кислично-черничных, долгомошно-сфагновых лесорастительных условиях

Глава 5. ВЛИЯНИЕ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ НА 82 АГРОФИЗИЧЕСКИЕ И ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

5.1. Влияние механической обработки на агрохимические и агрофизические свойства почвы в культурах сосны в брусничных лесорастительных условиях

5.2. Влияние механической обработки на агрохимические и агрофизические свойства почвы в культурах ели в кислично-черничных и долгомошно-сфагновых лесорастительных условиях

Глава 6. КОРНЕНАСЕЛЕННОСТЬ ПОЧВЕННЫХ ГОРИЗОНТОВ В 99 ЛЕСНЫХ КУЛЬТУРАХ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ СПОСОБА МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ

Глава 7. СРАВНЕНИЕ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ

ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СОВРЕМЕННЫХ СПОСОБОВ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ В ЛЕСОКУЛЬТУРНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ

Введение Диссертация по сельскому хозяйству, на тему "Совершенствование способов создания лесных культур в таежной зоне на основе современных способов механической обработки почвы"

Актуальность темы. Особое место в лесохозяйственной деятельности занимает лесовыращивание, которое должно быть направлено не только на воспроизводство лесов, но и на улучшение их качества и повышение их продуктивности. В настоящее время технологии; применяемые в производстве' лесных культур не позволяют достичь этих задач. По> официальным данным Рослесхоза, в течение последних пяти лет переведено в покрытые лесом земли менее половины созданных площадей лесных культур.

Хвойные древостой таежной зоны Северо-Запада России в настоящее время потеснены вторичными насаждениями лиственных пород. Поэтому искусственное восстановление коренных хвойных лесов является первостепенной задачей лесоводства. При этом необходимо понимать, что в современных экономических условиях используемые технологии создания культур должны давать доход от их применения, т.е. быть эффективными. Решающее значение при» производстве лесных культур принадлежит правильному выбору способа, обработки почвы, который в свою очередь зависит от лесорастительных условий вырубок

Таким, образом, совершенствование технологических схем создания культур имеет большое практическое значение. Одним из главных элементов технологии создания лесных культур является обработка почвы. В" то же время, как правило, причиной гибели или плохого роста посадок наряду с отсутствием или несвоевременным проведением уходов, является некачественная или несоответствующая условиям произрастания механическая обработка почвы.

Главной целью механической обработки, почвы является приближение почвенных условий к экологическим потребностям выращиваемых пород.

Цель исследования — совершенствование технологий создания лесных культур сосны и ели в зоне тайги Ленинградской области за счет использования наиболее рациональных приемов механической обработки почвы.

Для достижения поставленной цели помимо оценки биометрических параметров и таксационных характеристик лесных культур необходимо было изучить их экологические особенности, позволяющие дать научное обоснование наиболее рациональным приемам обработки почвы. В связи с этим определились следующие основные задачиисследования:

S изучить опыт создания и выращивания лесных культур в подзоне южной тайги Северо-Запада России в связи с использованием различных способов обработки почвы;

S определить влияние1 механической, обработки почвы на приживаемость, сохранность, рост и продуктивность культур сосны и ели;

•S изучить динамику влияния5 и сроки действия разных способов механической обработки почвы на рост лесных культур;

S исследовать агрофизические и химические свойства почвы в лесных культурах сосны и ели;

•S изучить динамику корненаселенности почвы при различных вариантах ее обработки;

S определить эффективность технологий создания и выращивания лесных культур ели на основе различных способов механической обработки почвы и разработать практические рекомендации.

Научная новизна. Впервые в брусничных лесорастительных условиях подзоны северной тайги Ленинградской области изучено влияние обработки почвы скандинавскими орудиям Bracke МЗб.а (дискретная) и TTS-35 (непрерывный пласт) на приживаемость, сохранность, рост культур сосны, а также на агрохимические и агрофизические свойства почвы.

Установлено, что механическая обработка почвы, при создании лесных культур ели вюжнотаежной подзоне Ленинградской области:

- в виде дискретных микроповышений в кисличных лесорастительных условиях влияет на их рост и сохранность в течение 10. 15 лет после посадки;

- в виде плужных пластов с прокладкой дренирующих борозд, в кислично-черничных и долгомошно-сфагновых лесорастительных условиях, влияет на их рост и продуктивность до 35. .38-летнего возраста и старше.

Впервые исследованы изменения в агрофизических и агрохимических свойствах почвы в лесных культурах ели (кислично-черничные лесорастительные условия южнотаежной подзоны Ленинградской, области) спустя 35 лет после обработки почвы.

Доказано положительное влияние обработки почвы на рост лесных культур ели (кислично-черничные лесорастительные условия южнотаежной подзоны Ленинградской^ области) в 38-летнем возрасте при изучении насыщенности корнями почвенных горизонтов.

Практическая значимость. Усовершенствованы технологии создания лесных культур сосны и ели в таежной зоне Северо-Запада России на основе внедрения наиболее рациональных способов механической обработки почвы. Теоретические наработки и разработанные на их основе практические рекомендации могут быть использованы при составлении нормативных документов по лесовосстановлению в Северо-Западном Федеральном округе РФ. Полученные результаты будут востребованы в учебном процессе ВУЗов лесного профиля.

Обоснованность и достоверность результатов подтверждаются большим объемом экспериментального материала, полученного с использованием общепринятых методов исследований. Полученные данные обработаны методами математической статистики.

Научные положения, составляющие предмет защиты:

1) влияние механической обработки почвы на рост и продуктивность 3 5. 38-летних культур ели;

2) влияние механической обработки почвы скандинавскими почвообрабатывающим орудиям Bracke МЗб.а и TTS-35 на приживаемость и рост культур сосны;

3) влияние механической обработки почвы, на агрохимические и физические свойства почвы в лесных культурах;

4) лесоводственная и экономическая эффективность технологий создания и выращивания лесных культур ели на основе различных способах механической обработки почвы.

Апробация работы. Основные положения, полученные на основании проведенных исследований, были доложены на ежегодных научно-технических конференциях лесохозяйственного факультета СПбГЛТА по итогам НИР (Санкт-Петербург 2005, 2007, 2008, 2010), Международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы лесного комплекса» (Брянск, 2007, 2008, 2009). Результаты исследований представлены также в отчетах кафедры лесных культур СПбГЛТА—по научно-исследовательским работам за 2006, 2007, 2008 и 2009 гг.

Личный вклад автора. Автором поставлены г цель и задачи исследований, разработаны основные положения программы и методики работ, собран, обработан и проанализирован полученный материал; сформулированы выводы и разработаны практические рекомендации.

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано одиннадцать печатных трудов, в том числе одна - в ведущих рецензируемых научных журналах, определенных ВАК.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 7 глав, заключения, списка литературы и приложений. Объем работы составляет 129 страниц, в том числе 19 таблиц и 8 рисунков. Список источников литературы состоит из 103 наименований, в том числе 4 иностранных. Приложения представлены на 39 страницах.