Удобрение лесных почв
Россия и другие страны СНГ, как известно, богаты своими лесными массивами. Известно также, что никому ещё не пришла в голову бредовая идея полить лес аммиаком или посыпать аммиачной селитрой и, тем не менее, лес растёт и сам себя воспроизводит. Нет смысла говорить о его пользе - это всем понятно, если задаться вопросом, почему и за счёт чего растёт лес, то ответ на этот вопрос можно получить, стоит лишь войти и углубиться в него. От 10 -15 см до 1, 5 м составляет его органический гумусовый слой, составленный из иголочек, листьев, веточек, кореньев, останков отмерших животных и т. д. Кроме того, этот органический гумусовый слой хорошо удерживает влаг, иначе говоря, лесные почвы обладают естественным плодородием.
Плодородие лесных почв n Плодородие – важнейшее свойство и важнейшая функция почвы, почвообразование – мощный фактор развития плодородия. Плодородием в той или иной степени обладают горные породы. Обнажения горных пород и их свежие наносы во многих случаях, еще до начала почвообразования, заселяются растительностью, в том числе и древесной, которая, поселяясь на субстратах, лишенных почв, может давать относительно большую производительность: сосна на молодых песчано-эоловых наносах и на обнажениях многих других горных пород; акация белая и другие азотособиратели на лессовых обнажениях оврагов, ивы на свежих наносах речных пойм и т. п. Состав и производительность растительных сообществ зависят от материнской породы. Леса на песках, супесях и суглинках резко различаются. Различные типы леса формируются на кислых (граниты, гнейсы, песчаники, глинистые сланцы) и на основных, щелочных породах (базальты, андезиты, известняки, мел) в одинаковом климате.
n n n В лесном хозяйстве прежде всего имеет значение естественное плодородие, но не только естественный, но и искусственный лес должен сам повышать свое плодородие. Плодородие естественной породы слагается из трех категорий: плодородия растения, плодородия климата и плодородия почвы. Плодородие растения – самая общая категория, означающая продуктивность (урожайность) самого растения. Она характеризуется величиной прироста древесины на единицу площади и времени. Оценивают плодородие и по быстроте роста. Плодородие климата – чем теплее и влажнее климат, чем продолжительнее период вегетации, тем плодороднее климат. Плодородие почвы – способность почвы удовлетворять потребности растений в пище и воде. Урожай – абсолютный критерий плодородия во всех случаях, который является результатом взаимоотношений между растением и средой. Растения, почвы и климат тем плодороднее, чем большее количество урожая они дают. В естественном плодородии различают общее и частное. Общее оценивается безотносительно к какому либо растению, например, черноземы или подзолистые почвы. Частное определяется спецификой растения, его потребностями, (на этом основаны севообороты), но это две стороны одного явления.
n n Нужно ли применять удобрения в лесу и в каких случаях? Внесенные удобрения могут улучшить физические свойства почвы или удобрение может иметь косвенное действие, переводя уже имеющиеся в почве вещества в соединения, доступные для усвоения корнями сеянцев. Таким образом, удобрение: 1) вводит в почву минеральные питательные вещества, которых было недостаточно для выращиваемой породы; 2) вносит вещества, способствующие мобилизации внутренних ресурсов почвы; 3) улучшает качество посадочного материала и 4) улучшает физические свойства почвы. Необходимость применения удобрения может быть установлена разными способами. Наиболее совершенным является агрохимический анализ, позволяющий определить количество подвижных питательных элементов в почве. Необходимость внесения удобрения может быть определена по внешним признакам посадочного материала – степени его развития, окраске листьев: недостаток азота вызывает пожелтение, недостаток фосфора – голубовато-фиолетовую окраску, калия – светло-зеленую, магния – желтовато- красную, извести – желтоватую. Таким образом, недостаток азота, извести, магния, железа у большинства лиственных пород вызывает хлороз, т. е. светло-зеленую или бледно-желтую окраску листьев, уменьшение размеров листьев и всего растения. Как видно, реакция может быть сходной, хотя причины разные, поэтому диагностика по внешнему виду не всегда бывает правильной.
n Визуальная диагностика — определение недостаточности минерального питания растений по цвету, форме и величине листьев и пятен отмерших тканей и др. внешним признакам. При недостатке азота (азотное голодание) листья приобретают бледно-зелёную окраску, переходящую у некоторых растений в оранжевую и красную, или начинают отмирать ткани листа от верхушки к основанию (кукуруза). Признаком фосфорного голодания служит тёмно-зелёная с голубоватым оттенком, фиолетовая (кукуруза, сорго, томат) или пурпурная (капуста) окраска листьев; по краям нижних листьев появляются пятна бурого или чёрного цвета. Калийное голодание вызывает морщинистость листовых пластинок, укороченность междоузлий, потерю тургора, тёмно-зелёную с голубоватым или бронзовым (картофель, томаты) оттенком окраску листьев, пожелтение, побурение и отмирание тканей по краям их. При недостатке магния листья бледнеют, что связано с уменьшением в них хлорофилла, между жилками образуются пятна различных оттенков, наблюдается ломкость листьев
n . Недостаток железа приводит к хлорозу верхних молодых листьев, отмиранию тканей по краям их, засыханию побегов; бора — к слабому цветению и плодообразованию, отмиранию верхушечных почек, хлорозу листьев; меди — к хлорозу молодых листьев, потере тургора, замедлению процесса образования семян; марганца — к узорчатости листьев и появлению на них мелких пятен из отмирающих тканей; цинка — к пожелтению, пятнистости, розетчатости и асимметричности листьев, укороченности междоузлий; молибдена — к пожелтению листьев, а у бобовых растений — к слабому развитию на корнях клубеньков. Метод визуальной диагностики прост, не требует специального оборудования, но не совсем точен, т. к. иногда внешние признаки голодания от недостатка разных элементов имеют сходство, Кроме того, болезни, вредители, неблагоприятные погодные условия могут вызвать изменения внешнего вида растений, похожие на симптомы голодания. Поэтому наиболее точный химический анализ.
n n Химическая диагностика — определение недостаточности питания растений по результатам химического анализа листа, сока, среза или вытяжки из черешков, жилок и стеблей. На основе результатов химического анализа на отдельные элементы устанавливают содержание элементов в растении и определяют их недостаток. Более простой способ химической диагностики состоит в капельном анализе сока из черешков или жилок листа с помощью полевой лаборатории Магницкого, а также в проведении анализов непосредственно на срезах растений прибором Церлинг ОП-2. Полученное при этом окрашивание сока или срезов сравнивают с эталонами. Нарушение нормального питания растений и обмена веществ в них вызывает не только недостаток, но и избыток отдельных элементов. Чтобы полнее выявить условия питания растений и более эффективно применять удобрения, очень важно располагать данными диагностики в отдельные фазы развития растения и результатами анализа почвы.
n. Недостаток фосфора вызывает у сеянцев хвойных и лиственных пород плохую разветвленность корневой системы, а отсюда повышенную уязвимость к засухе. Недостаток калия у лиственных вызывает посветление окраски листьев, побурение их вдоль краев и на концах листовой пластинки, снижение роста сеянцев, падение морозостойкости.
Внесение удобрений в лесных питомниках на территории нашей страны началось совсем недавно. Дело в том, что удобрение – сложная работа, требующая точных расчетов и учета множества факторов. Ведь избыток в почве каких-либо элементов не менее опасен, чем его недостаток. Так, если фосфорные или калийные удобрения были внесены неправильно, на лесном поле могут активно разрастись травы и кустарники, которые съедят все питательные вещества, необходимые для роста деревьев. Также завышение дозы удобрений может спровоцировать несоответствие между развитием надземных частей и корней у саженцев и увеличить период их вегетации. Хорошие результаты удобрение леса дает только в том случае, если предварительно был сделан химический анализ почвы и грамотно составлены нормы подкормки, выбраны правильные способы ее внесения.
Минеральные удобрения: преимущества и недостатки n Преимущества: Преимущество минеральных удобрений в высокой концентрации элементов питания. Поэтому минеральных удобрений нужно намного меньше, и вносить их гораздо легче, чем органические. Сравните: на одну сотку тербуется минеральных удобрений около 3 -4 кг, а органических - 400 -600 кг (правда, раз в 34 года). Другое преимущество - зная точное содержание элементов питания в различных минеральных удобрениях (оно указано на упаковке), можно управлять не только урожайностью, но и качеством овощей (например, для корнеплодов большое значение имеет повышенное внесение калия).
n Недостатки: Реальная опасность передозировки при внесении - главный существенный недостаток минеральных удобрений. Это действительно может привести к ухудшению качества урожая, накоплению вредных веществ и даже к гибели растений (яркий пример - при передозировке азотных удобрений в овощах накапливаются нитраты и нитриты). Передозировки можно избежать, если хотя бы приблизительно придерживаться рекомендуемых норм внесения Растворимые минеральные удобрения легко вымываются, загрязняя реки, океаны. При этом увеличивается подвижность некоторых микроэлементов, находящихся в почве (барий, цинк, медь, марганец), они вовлекаются в геохимический круговорот Фосфорные удобрения плохо растворимы, поэтому вымываются медленно, связываясь с почвенным комплексом, образуют недоступные для растений соли. Если в почве много растворимых фосфатов и нитратов, то ионы конкурируют между собой и делаются малодоступными. Поэтому когда вносим комплексные удобрения вразброс, очень быстро растение начинает испытывать азотное голодание, несмотря на наличие большого количества азота в почве.
n Недостатки: n Почти все минеральные удобрения подкисляют почву Снижают активность микроорганизмов, больше того, вызывают смену видового состава, уменьшается количество азотофиксаторов Ухудшается структура почвы, почва уплотняется Минеральные удобрения вызывают загрязнение почвы тяжелыми металлами и токсичными элементами, что связано с содержанием их в сырье, используемым для производства, особенно суперфосфат n n n
n n Торф — органогенная порода, образующаяся в процессе неполного (частичного) отмирания болотных растений в условиях недостаточного доступа воздуха и избыточного увлажнения; Сидераты или Зеленые удобрения – удобрения от запашки в почву стеблей растений, применяется в системе занятых — сидеральных паров. ; Очень ценное органическое удобрение Сапропель — это отложения водоемов (пресноводных), в основном состоящие из органического вещества и минеральных примесей. Состав формируется в результате биохимических, физико-механических и микробиологических процессов из остатков растительности и животных организмов, населяющих водоем, и приносимых в водоем органических частиц водой и ветром. Отходы переработки древесины и лесозаготовок (кора, опилки, ветви, стружки, и др. ) все это дешевое удобрение органического происхождения, значительно повышающее плодородие почвы и ее физических свойств;
n Для повышения эффекта органики в удобрении почвы в последнее время применяется технология мелкодисперсии – деления обработанных и подготовленных удобрений до размеров наночастиц. Ультрамелкие фракции усваиваются растениями в сотни раз быстрее по сравнению с обычными формами, что позволяет использовать строго дозированную порцию удобрений в меньшем количестве.
В этой связи, не опровергая напрочь известное изречение Ивана Владимировича Мичурина о том, что мы не можем ждать милостей от природы взять их у неё наша задача, так вот взять, на наш взгляд, прежде всего, нужно тот путь, на который милостиво указывает нам природа. А путь этот − выращивание сельскохозяйственных культур на органической гумусовой основе. Исходя из вышеизложенного, следует основательно пересмотреть существующую политику производства и применения минеральных удобрений в направлении переориентации азотнотуковой промышленности на производство органических, органоминеральных удобрений и физиологически активных препаратов.
удобрения нового поколения n n n n Это удобрения пролонгированного действия (longe - удлиняю) и микробиологические препараты, содержащие комплекс почвенных микроорганизмов: Азогран, Байкал ЭМ-1 и др. Этот препарат изготовлен на основе широко распространенных в различных почвах непатогенных азотофиксирующих и фосфатмобилизирующих микроорганизмов, а также глинистых минералов. Отличительной особенностью этого препарата является его комплексное положительное влияние на рост и урожайность растений благодаря таким способностям: улучшение азотного питания растений путем фиксации атмосферного азота и перевода его в формы, доступные для растений; улучшение фосфорного питания растений за счет минерализации фосфорсодержащих органических соединений, включающих этот элемент; стимулирование прорастания семян растений и их рост путем выделения ростостимулирующих соединений; защита растений от поражения фитопатогенными бактериями и грибами.
n Удобрения пролонгированного действия
Финляндия имеет 20 миллионов гектаров леса, из которых 7 миллионов относятся к неплодородному, заболоченному типу. Не случайно, в стране разрабатываются вопросы повышения продуктивности лесов с помощью удобрений. Запатентовано новое фосфорное удобрение, отличающееся от известных меньшей растворимостью и вымыванием подвижного фосфора и лучшей усвояемостью. р. Н заболоченной лесной почвы составляет приблизительно 4 и остается стабильным в течение всего года. Кислые среды, характерные для заболоченных лесов, способствуют, кроме всего прочего, выщелачиванию содержащегося в удобрении фосфора, который нерастворим в воде, но растворяется в кислоте, как это имеет место, например, в случае апатитового фосфора. Выщелачивание является специфической проблемой для зон кислых почв, в которых от природы отсутствуют связывающие фосфор минеральные компоненты, такие как соединения Fe и Al. Выщелачивание питательных веществ приносит не только экономический ущерб, но и служит причиной вредного заболачивания водостоков, т. к. избыточные количества питательных веществ ускоряют там рост растений и водорослей. Вследствие этого в водостоках увеличивается количество органического вещества, при разложении которого потребляется кислород. Недостаток кислорода, в свою очередь, еще больше ускоряет выщелачивание питательных веществ из донных отложений, усиливая тем самым заболачивание.
Наиболее проблематичная ситуация имеет место в неплодородных кислых заболоченных лесных почвах, имеющих низкие концентрации железа и алюминия. Поскольку подкормку лесов, как известно, проводят с интервалами более 10 лет, фосфорное удобрение для таких зон должно являться нерастворимым в воде источником фосфора длительного действия. Источниками фосфора, обладающими, в общем, длительным действием и низкой растворимостью, являются апатитовые минералы. Однако по сравнению с более нейтральной в среднем полевой почвой кислотность почв неплодородных заболоченных зон (р. Н<4) вызывает значительно более легкое растворение этих минералов в почвенном растворе. Повышенная растворимость вследствие кислотности почвы в комбинации с недостатком Fe- и Al -компонентов, связывающих фосфор, служит причиной того, что в неплодородных заболоченных лесных почвах часть фосфора выщелачивается даже из нерастворимого в воде апатитового минерала. Из-за большой вероятности выщелачивания питательных веществ неплодородные торфяные болота в настоящее время обычно не удобряют вообще. Вот почему необходимо было создать удобрение нового типа, не имеющее перечисленных недостатков
Перечисленные выше проблемы можно разрешить, применяя невыщелачиваемое фосфорное удобрение длительного действия, приготовленное согласно настоящему изобретению. Это удобрение, с одной стороны, содержит источник железа, а с другой - специально предназначено для неплодородных кислых заболоченных лесных почв. Таким образом, согласно изобретению получают фосфорное удобрение длительного действия, содержащее источник фосфора и источник железа, при этом, по меньшей мере, 10 мас. % фосфора, присутствующего в фосфорном удобрении, нерастворимо в воде, но растворимо в нейтральном цитрате аммония, а само фосфорное удобрение находится в гранулированной или таблетированной форме.
Когда следует использовать подкормки минеральными удобрениями в лесу? Удобрение почвы в питомниках Необходимость в удобрении почв возникает из-за обеднения их в результате ежегодной выкопки и вывозки сеянцев из питомников, вымывания (выщелачивания) растворимых веществ из почвы водами атмосферных осадков и поливными (оросительными) водами; бедности питательными веществами почв, на которых, как правило, закладывают питомники.
Молодые древесные растения (сеянцы, саженцы, окорененные черенки) содержат значительное количество зольных элементов, полученных из почвы. Так, по опытным данным с 1 га почвы в год однолетние сеянцы сосны извлекают фосфорной кислоты, калия и извести 57, 5 кг, взрослые сосновые насаждения — 19, 4 кг, посевы ржи — 62, 3 кг. Лиственные породы еще более требовательны к плодородию почвы и еще сильнее истощают ее. Так, сеянцы бука в течение года извлекают из почвы питательных солей в количестве 101, 4 кг с 1 га. При этом большее количество зольных элементов находится в хвое, листьях и тонких ветвях, чем в древесине. Например, сеянцы сосны содержат 3, 3% золы, а древесина сосны в возрасте спелости — только 0, 4%, или в 8 раз меньше. Поэтому при вывозке сеянцев с питомников происходит удаление наиболее богатых зольными элементами частей растений и почва обедняется сильнее, чем под сельскохозяйственными растениями, у которых вся корневая система остается в почве. К тому же многократные уходы за посевами, выкопка посадочного материала и частая пахота почвы в питомниках приводят к ухудшению ее физических свойств.
Внесение удобрений в питомниках способствует переводу имеющихся в почве веществ в формы, доступные для усвоения сеянцами, или в труднорастворимые соединения, не вымываемые из почвы. Удобрения оказывают также влияние на формирование корневой системы. Если вносить удобрение слоями на определенную глубину, то будут развиваться длинные корни с разветвлениями в удобренном слое почвы. Если удобрения равномерно перемешивать с верхними частями почвы, то корневая система формируется короткой и богато разветвленной. Применение удобрений в лесных питомниках способствует выращиванию высококачественного посадочного материала с мощной разветвленной корневой системой. Сеянцы сосны, выращенные с удобрением, имели более высокую приживаемость в культурах (на 15— 20%) по сравнению с сеянцами, выращенными без удобрений.
Лес не сад. С сотки – сотой части гектара – можно взять даже в урожайный год не более 1 ведра клюквы, 2— 3 ведер черники или голубики, а брусники и того меньше. К сожалению, не все леса богаты ягодами и грибами. Черника, например, встречается лишь на 10— 15% территорий, где леса отнесены к группе черничниковых. А хороший урожай в них даже в благоприятных условиях, к которым относится средняя полоса России и Белоруссия, случается лишь 3 раза за 10 лет; три года урожай средний, три года низкий (не более 100 кг/га) и год вообще ягод не бывает. Примерно также обстоят дела и с другими видами ягод. Для клюквы периодичность урожаев еще меньше: из 10 лет 7 лет урожай плохой, 2 — средний и только 1 — хороший.
Грибные урожаи также не устойчивы. Если установится жара — не жди урожая, похолодает — поход за грибами тоже окажется неудачливым, будет сыро — торопись, иначе грибы пропадут. До недавнего времени забота об урожае ягод целиком возлагалась на саму природу. Человек своим неосторожным поведением, а порой и бесхозяйственностью лишь ухудшал естественные возможности леса. Ягодные места вытаптывали, гибли они от лесных пожаров, значительные площади ягодников погибали при химическом уходе за лесом. В природных лесах эти явления из-за большого скопления народа усугубились. И не случайно за последние годы начали скудеть ягодники.
Лесоводы пытаются поправить дело и с этой целью более настойчиво регламентируют сроки заготовки лесных плодов, не допуская сбора незрелых орехов и ягод. Как показали исследования, на урожае лесных ягод благоприятно сказывается удобрение лесов. Внесение азотных, фосфорных и калийных удобрений в количестве 150— 200 кг/га дает прибавку урожая малины, ежевики, смородины на 200— 300%, а после удобрения черничников азотными и калийными солями урожай возрастает на 25— 30%. А вот известкование и осушение сказываются на росте черники и клюквы плохо; плохо черничники растут после 14 лет — их нужно омолаживать. Сейчас стала вполне очевидной необходимость более активного вмешательства работников лесного хозяйства в дела побочного лесопользования. Некоторый опыт в такой работе имеется. Работники лесхозов подсаживают малину, смородину, рябину, всего более 50 видов кустарников и цветковых растений. Есть попытки искусственно культивировать и грибы
Правила использования удобрений n n n n n Удобрение лесов осуществляется путем внесения минеральных, органических и бактериальных удобрений, выращиванием сидератов или иными методами дополнительного обеспечения лесных растений питательными веществами в целях повышения продуктивности лесов и жизнеспособности лесных насаждений. Первоочередными объектами ухода путем внесения удобрений являются ценные хвойные (сосновые или еловые) и твердолиственные (дубовые, буковые, ясеневые и др. ) лесные насаждения без подлеска, произрастающие в лесорастительных условиях с достаточно дренированными почвами среднего или низкого плодородия, с полнотой древостоев 0, 6 - 0, 8. Удобрение лесов систематически может применяться при целевом выращивании лесных насаждений плантационным путем для ускоренного получения древесины заданного качества, для увеличения прироста древесины на завершающем этапе воспроизводства лесов. Удобрение лесов как самостоятельное мероприятие применяется в любом возрасте в лесных насаждениях в целях повышения их устойчивости к воздействиям негативных факторов. При уходе в молодняках, а также в лесных насаждениях, находящихся в возрасте прореживаний, период повторения приемов внесения удобрений может совпадать с периодом повторения соответствующих видов рубок ухода за лесом. На этапе последних приемов прореживания и проходных рубок удобрения могут вноситься дважды за период между приемами проведения рубок ухода за лесом. Виды удобрений, их дозы и периодичность внесения на конкретных участках лесов определяются по результатам специальных почвенно-экологических обследований. Удобрение лесов может осуществляться с использованием как наземных, так и авиационных способов (при внесении удобрений на значительных по площади участках). Выбор химических препаратов и выполнение работ по химическому уходу за лесами и удобрению лесов осуществляется в соответствии с законодательством Российской Федерации.
Методы применения минеральных удобрений в лесу n Удобрения вносят в насаждение, как правило, в начале вегетационного сезона (в маеначале июня). При невозможности соблюдения этих сроков удобрение можно внести осенью, до выпадения устойчивого снежного покрова. Основными удобрениями, применяемыми в лесу, являются азотные (мочевина, аммиачная селитра, нитрат аммония) или комплексные азотсодержащие (аммофос, нитроаммофос, реже – нитроаммофоска). Применение азотных удобрений дает положительные результаты как на минеральных, так и на органогенных (торфянистых и торфяных) почвах. Но и в том, и в другом случае важнейшим условием является нормальная дренированность почв. На торфяных осушенных почвах нередко хорошие результаты дает применение фосфорных удобрений (на дренированных почвах их применение нежелательно). Калийные удобрения на лесных почвах не дают положительного эффекта. Оптимальной рекомендованной дозой удобрений в лесу является 150 -200 кг/га азота (по действующему веществу). С увеличением дозы эффект повышается, но одновременно увеличиваются непроизводительные потери азота (газообразные и водные), возрастают расходы на удобрение. Чрезмерные дозы могут повреждать корневые окончания древесных растений и на некоторое время даже затормозить их рост. Уменьшенные дозы азота не дают существенного повышения прироста, но улучшают физиологическое состояние растений и активизируют обменные процессы в фитоценозе. Обычно такие дозы применяют в молодняках естественного и искусственного происхождения, в насаждениях, ослабленных болезнями, антропогенными и техногенными нагрузками, а также в профилактических целях.
n n . Длительность действия внесенных в лесную почву удобрений при достаточной ее влажности не превышает 4— 6 лет. Реально применение удобрений в питомниках и в некоторых особо ценных культурах и плантациях. Но и для этого нужно провести глубокие исследования, связанные с уточнением для разных пород норм и способов внесения удобрений. Опыты по применению удобрений на плантациях показали, что в условиях засушливого климата лесостепи Красноярского края удобрения действуют эффективнее на травяной покров, вызывая его интенсивный рост, и в меньшей степени — на древесные породы. Для повышения продуктивности лесов Сибири и на Дальнем Востоке целесообразнее применять биологическую мелиорацию лесных почв. Подбором древесных пород с различными биолого-экологическими свойствами, введением в лесные культуры почвопреобразующих кустарников и многолетних трав, главным образом азотособирателей, можно при небольших затратах создавать лесные культуры высокой продуктивности.
Влияние внесения удобрений n Комплексный уход улучшает структуру древостоя. Вследствие искусственного отбора деревьев происходит ослабление конкуренции в древостое, удобрение же заметно ускоряет восстановительные реакции и улучшает ресурсную базу почвенного питания. Прирост средних и крупных деревьев увеличивается по диаметру на 20 -30%, тогда как отставшие в росте деревья сохраняют свою жизнеспособность и устойчивость. Средний диаметр древостоя повышается, а кривая распределения деревьев по диаметру становится более плавной и симметричной. Удобрения, применяемые в системе комплексного ухода за лесом, активизируют развитие нижних ярусов растительности. Продуктивность живого напочвенного покрова повышается, как правило, за счет разрастания трав. Травы постепенно вытесняют мхи и лишайники, доля которых в напочвенной растительности существенно сокращается. Повышается биологическая активность почвы, усиливается разложение органического вещества, но баланс органического вещества в почве не нарушается, поскольку одновременно увеличивается масса поступающего в почву хвое- листового опада деревьев и опада трав. Если удобрения вносят в древостой без предварительного разреживания, то бурной реакции со стороны напочвенной растительности обычно не наблюдается, так как недостаток освещенности лимитирует продуктивность этой растительности. Исключение составляют изреженные приспевающие и спелые насаждения, в которых конкуренция со стороны древостоя уже значительно ослабевает и начинается активное развитие нижних ярусов растительности.
n Эффективность комплексного ухода наиболее высока в насаждениях средней и повышенной продуктивности, произрастающих на достаточно плодородных дренированных почвах. В малопродуктивных древостоях (особенно на бедных легких и сухих почвах) может наблюдаться первоначально весьма заметный, но, в конечном счете, кратковременный положительный эффект от внесения удобрения. Низкотоварность и малый запас древостоя понижают результативность ухода и делают его экономически не всегда выгодным делом. В связи с этим лучшими объектами для ком- плексного ухода следует считать чистые и смешанные хвойные насаждения зеленомошной группы типов леса (сосняки и ельники брусничные, черничные и кисличные). Примесь лиственных пород в смешанном насаждении необходимо ограничивать 2 -3 единицами, поскольку с увеличением их присутствия в древостое неизбежно усиливается межвидовая конкуренция и результаты ухода понижаются. Напряженная конкуренция неизбежно сопровождается ослаблением темпов роста и ухудшением показателей хвойных пород.
n Величина дополнительного прироста древостоя зависит от ряда факторов: его таксационной характеристики, почвенных характеристик, погодных условий, вида и дозы удобрения, сроков их внесения, технологии и качества выполнения работ по уходу за лесом и др. Средние показатели дополнительного прироста – 1 -2 м 3/га в год на протяжении десятилетия (срока устойчивого и положительного эффекта удобрения). Доза вносимого удобрения – 150 -180 кг/га азота. В отдельных случаях ежегодный дополнительный прирост достигает 4 -5 м 3/га, иногда и более. Срок эффективного действия азотного удобрения может превышать10 лет, поскольку удобрения активно включаются в биокруговорот и интенсифицируют обменные процессы, реализуясь в различных звеньях и структурных элементах лесной экосистемы. В благоприятные годы эффект от удобрения проявляется гораздо заметнее, чем в менее удачные годы. Вместе с тем, растянутые сроки эффективного действия удобрения во многом компенсируют влияние погодного фактора и, в конечном счете, величина дополнительного прироста нивелируется, не претерпевая серьезных изменений.
n Применение удобрений является одним из наиболее ярких проявлений происходящей в настоящее время во многих странах интенсификации лесохозяйственного производства. Проведенные исследования, касающиеся вопроса увеличения продуктивности лесов путем использования удобрений, показали, что во многих случаях за счет удобрений прирост может быть повышен на 50%. Такое повышение объемной продуктивности лесов под влиянием удобрений вызывает у потребителей древесины обоснованное опасение: не вызовут ли применяемые удобрения снижение качества древесного сырья. Результаты проведенных, пока немногочисленных исследований свидетельствуют о довольно заметном влиянии удобрений на структуру древесины и ее плотность. Установлено снижение длины трахеид сосны примерно на 5— 10% под влиянием удобрений. Применение удобрений вызывает уменьшение толщины трахеид как ранней, так и поздней древесины на 5— 20%. Однако это уменьшение отмечалось только у тех деревьев, которые характеризовались средним или быстрым ростом до применения удобрений, т. е. имели годичные кольца толщиной более 2 мм. По данным, полученным на деревьях медленного роста, уменьшения толщины клеточных стенок не обнаружено. Многие исследователи считают, что наиболее характерной особенностью влияния удобрений на строение древесины является изменение соотношения ранней и поздней древесины. Имеется много сообщений об уменьшении процента поздней древесины под влиянием удобрений. При этом указывается, что если процент поздней древесины при внесении удобрений не изменяется, то сохраняется и величина плотности древесины. То же самое справедливо и в отношении толщины клеточной оболочки. Уменьшение плотности древесины под влиянием удобрений отмечается многими исследователями. Указывается, что величина этого уменьшения составляет 9— 15% для большинства исследованных хвойных пород
Применение удобрений в лесу и охрана природы n n Опад хвои ели и сосны разлагается в 2… 3 раза медленнее опада лиственных пород. Примесь опада лиственных пород к опаду хвойных ускоряет разложение лесной подстилки и способствует процессу гумификации, что быстрее и эффективнее повышает плодородие лесных почв. Лесная подстилка — также хороший регулятор теплового режима. Воздействие лесов на ход природных процессов становится тем активнее, чем выше их продуктивность. Этим определяется значение мероприятий, направленных на повышение продуктивности лесов в охране природы. Повышение продуктивности лесов применением удобрений оправдано и рационально для получения большего количества запасов древесины, но вряд ли оно целесообразно в природоохранных целях. Дело в том, что повышение продуктивности лесов после единовременного внесения удобрений сравнительно краткосрочно, 7… 8 лет. По истечении этого срока, если не проведено повторного внесения удобрения, продуктивность леса не только не сохраняется, но обычно резко снижается. Внесение удобрений не повышает, а снижает естественную устойчивость лесов. Долгосрочное повышение продуктивности лесов путем внесения удобрений возможно только при регулярном их использовании в течение всей жизни леса, поэтому, как правило, удобрения применяют в насаждениях, которые через 8… 10 лет отводят для рубки. Решающее значение в повышении природоохранных свойств лесов имеют биологические методы повышения плодородия почвы, к которым относится введение в лесные сообщества почвоулучшающих древесных и кустарниковых пород.
Значение азотных удобрений n n Есть мнение, что внесение азотных удобрений в лесу оказывает положительное действие, однако конкретное их действие может быть разным в зависимости от условий (тип почв, древостой, режим влажности и др. ) Удобрение активирует процессы деструкции органического вещества на границе подстилка - гумусо-аккумулятивный горизонт почвы в неразреженных лиственно-еловых насаждениях и обостряет межвидовую конкуренцию. В спелых насаждениях удобрение ускоряет сукцессию: в первые десять лет после ухода дополнительный азот реализуется преимущественно фотосинтетическим аппаратом и стволовой древесиной березового яруса, в следующие десятилетия усиливается отпад березы, увеличивается запас и доля участия ели в общем составе. Равновесие среди групп микроорганизмов достигается уменьшением разнообразия аммонификаторов с тенденцией к повышению их численности и увеличением разнообразия нитрификаторов при одинаковой с контролем численности. Повышенная концентрация азота в подстилке подавляет активность лигнинразрушающих грибов, что способствует накоплению ее ферментативно-гумусированного слоя и увеличению общего запаса. В средневозрастных лиственно-еловых насаждениях положение березы устойчивое, повышается конкурентоспособность елового тонкомера, обменные процессы в системе почва-растение протекают более активно, дополнительный азот иммобилизуется преимущественно в почве, общие запасы подстилки незначительно снижаются
Смешанные насаждения как способ повышения плодородия лесных почв n n Г. Ф. Морозов отдавал преимущество смешанным насаждениям перед чистыми, прежде всего, как более устойчивым и продуктивным. Он писал: » Смешанные, сложные и разновозрастные насаждения более совершенны, чем чистые, одноярусные и одновозрастные» . Преимущества их в следующем: 1. они полнее используют подземную и надземную среду, так как представляют собой комплекс древесных пород, каждая из которых занимает свою экологическую нишу в окружающей среде; 2. они сильнее влияют на среду, причем, влияние их на почву, как правило, более благоприятное, чем чистых и однопородных насаждений; 3. они более устойчивы против грибных болезней и вредных насекомых, так как неоднородность структуры создает препятствия для их распространения; 4. они как правило более продуктивны, чем чистые насаждения.
n Указанные особенности относятся не ко всем смешанным насаждениям, а лишь к тем, которые являются продуктом длительного естественного отбора или удачного комбинирования древесных пород в эксперименте. В исключительных случаях чистые насаждения тоже могут быть вполне устойчивыми образованиями, например, чистые сосняки сухих боров, чистые дубняки сухих дубрав, ольшаники на торфяниках. Все эти условия крайние. Сочетания взаимоблагоприятствующих пород довольно редки, чаще всего встречаются сочетания, в которых одна из сторон, получая выгоду от соседей, не приносит им пользы, а иногда даже вредна. Примером могут быть взаимосоотношения сосны и дуба, дуб не получает пользы от сосны.
n n Лесоводственное правило создания смешанных культур требует смешения пород светолюбивых с теневыносливыми, пород первой величины с породами нижних ярусов, азотолюбов с азотофиксаторами, пород с разноярусными корневыми системами, пород, не имеющих общих вредителей и болезней и др. Если сочетание удачное, можно достигнуть повышения продуктивности без дополнительных затрат. К способам смешанных культур приближаются сидерация, злаково-бобовые смеси, травосмеси, применяемые в агрономии. Соответственно к этому способу приближается использование севооборотов.
Примеры хороших сочетаний n Береза бородавчатая в примеси с насаждениями сосны обыкновенной и ели обыкновенной, а также с лиственницей сибирской способствует круговороту азота и зольных элементов в почве, увеличивает в ней содержание азота и фосфорной кислоты. В ельниках береза ослабляет образование подзола, а также увеличивает содержание гумуса в почве, повышая тем самым ее плодородие. Из всех древесных пород наиболее сильным оподзоливающим свойством обладает ель, в меньшей степени сосна. Опавшая хвоя ели разлагается в 2… 3 раза медленнее, чем листья. Соединение же листвы кустарников и деревьев, особенно березы бородавчатой, с еловой хвоей ускоряет разложение лесной подстилки, в результате чего улучшается плодородие почвы. Береза бородавчатая относится к числу наиболее светолюбивых древесных пород; она не боится холодов, переносит морозы 50° С и более и успешно растет на увлажненных супесях и суглинках, избегая лишь заболоченных почв. Она выносит высокую кислотность почв. В лесной зоне это дерево живет до 100… 150 лет.
n n n Хорошее сочетание лиственницы и ясеня, в природе не встречающееся. Считалось такое сочетание бесперспективным, поскольку обе породы светолюбивы. Однако оказалось, что при совместном выращивании лиственница и ясень уже в 60 лет дают запас древесины, который вдвое больше нормальных естественных насаждений в этом возрасте. Ольха положительно влияет на рост многих пород, будучи азотособирателем. Установлено, что корни осины, тополя разветвляются у клубеньков на корнях ольхи, поглощая соединения азота. Имеет значение аллелопатия, т. е. устанавливаются многосторонние и сложные взаимоотношения, одни породы подщелачивают почву, другие подкисляют, совместное их произрастание поддерживает значение p. H на оптимальном уровне.
Опыты удобрения взрослых насаждений n В ряде стран – Дании, Германии, Швеции, Бельгии и некоторых других имеется разрозненный опыт известкования и удобрения почв во взрослых и старых насаждениях, растущих преимущественно на бедных и кислых песчаных и супесчаных почвах, в том числе и использования сидератов. Чаще других это были ельники. Авторы этих опытов поддерживают мнение о перспективности удобрений и о их возможной экономической эффективности, хотя результаты разные. Они зависят от степени увлажнения почв, механического состава, породы. Обзорные сведения о способах внесения удобрений в лесу можно найти в работах Видеманна, Брюнинга, Альберта и др. , написанных еще в 1939 – 1959 годах. Есть работы отечественных авторов, выполняются диссертации по влиянию удобрений на продуктивность лесов ( Люлькович. И. Н. 2005, Степаненко И. П. , 2008 и др. ). Во всех работах подчеркивается, что правильно используемые удобрения способствуют увеличению продуктивности.
n n n В настоящее время большое значение приобретает сочетание лесоосушительных мелиорации с другими мероприятиями, например с внесением удобрений. Применение удобрений в целях повышения продуктивности лесов представляет все больший интерес. Применение удобрений в сосняках и ельниках (Германия) показало возможность повышения прироста на бедных пестрых подзолистых песчаниках на 30 -50 % в год. В странах Северной Европы вносят удобрения в средневозрастные н приспевающие древостои за несколько лет до рубки в целях получения дополнительного прироста. Подобные исследования проводятся и в России. Опыт (как зарубежный, так и отечественный} показал возможность высокой экономической эффективности и заслуживает внимания. Еще на XIV конгрессе Международного союза лесных исследовательских организаций, состоявшемся в 1967 г. Мюнхене (Германия), отмечалось, что с внесением 1 50 кг азота на 1 га в еловых лесах Скандинавии, годичный прирост увеличивался на 3 куб. м. Опыты но удобрению с воздуха лесов, используемых для целлюлозно-бумажной промышленности в Западной Канаде, также дали значительный эффект. В Швеции в производственных масштабах начали проведение подобных опытов некоторые целлюлозно-бумажные фирмы. Из азотных удобрений очень хорошие результаты дало применение мочевины. Опыты с внесением удобрений в средневозрастные и приспевающие леса проводятся и в нашей стране. Для установления вида вносимых удобрений, их дозировки необходимо дифференцированное изучение почвенных условий, изменения их в пространстве и во времени в различных типах леса. При этом важно полнее раскрыть природу биологического круговорота веществ в лесу.
Скачать презентацию Удобрение лесных почв Россия и другие страны
Удобрение лесных почв.ppt