Содержание к диссертации
Введение
Глава I. Состояние вопроса 9
Глава 2. Природно-климатические услошя районов исследования 25
2.1. Географическое положение - . 25
2.2. Климат 27
2.3. Рельеф, геология, почвы, растительность 31
Глава 3. Программа и методика исследований 37
3.1. Программа исследований 37
3.2. Методика исследований 38
Глава 4. Шологический круговорот химических элементов в полезащитных лесных полхах в лесостепной зоне на обыкновенном черноземе 46
4.1. Характеристика пробных площадей 46
4.2. Динамика органического вещества 52
4.3. Биокруговорот азота и зольных элементов 72
Выводы 88
Глава 5. Шологический круговорот химических элементов в по лезащитных лесных полосах в степной зоне на обыкно венном черноземе 93
5.1. Характеристика пробных площадей 93
5.2. Динамика органического вещества 99
5.3. Биокруговорот азота и зольных элементов 115
Выводы 129
Глава 6. Шологический круговорот химических элементов в полезащитных лесных полосах в зоне сухой степи на темно-каштановой почве 132
6.1. Характеристика пробной площади 132
6.2. Динамика органического вещества 137
6.3. Биокруговорот азота и зольных элементов 145
Выводы 152
ГЛАВА 7. Биологический круговорот химических элементов в полезащитных лесных полосах в полупустыне на светло-каштановой почве 154
7.1. Характеристика пробных площадей 154
7.2. Динамика органического вещества 166
7.3. Биокруговорот азота и зольных элементов . 186
Выводы 204
Глава 8. Типы биологического круговорота азота и зольных элементов в полезащитных лесных полосах среднего и нижнего Поволжья 210
8.1. Типы биологического круговорота химических элементов в полезащитных лесных полосах 210
8.2. Экономическая эффективность полезащитного лесоразведения в Среднем и Нижнем Поволжье 224
Выводы 228
Предложения производству 233
Литература
Введение к работе
Изучение биологической продуктивности и круговорота азота и зольных элементов является одной из важнейших задач биогеоценоло-гии, поскольку эта проблема, касаясь двух основных компонентов биогеоценоза - растительности и почвы, позволяет выявить основное его свойство - тип обмена веществом и энергией между компонентами биогеоценоза. "Под биологическим круговоротом понимается поступление элементов из почвы и атмосферы в живые организмы, биохимический синтез с образованием новых сложных соединений и возвращение элементов в почву и атмосферу с ежегодным опадом части органического вещества или с полностью отмершими организмами, входящими в состав биогеоценоза" (Родин, Базилевич, 1965). По определению В.А.Ковды (1973) "биологический круговорот веществ - сумма циклических процессов обмена веществ и энергии между средой и совокупностью растительных и животных организмов, кумулятивный эффект этих процессов отражается на свойствах почвенного покрова".
Исследования процессов обмена веществ между отдельными видами растительности и почвой позволяют выяснить их роль в общем круговороте веществ, определить основные отличительные черты круговорота в различных типах насаждений и воздействие их на направление и интенсивность почвообразовательного процесса в различных природных условиях. Количественное выражение процессов обмена веществ между лесной растительностью и почвой позволяет установить, происходит ли в результате круговорота веществ прогрессивное обогащение почв или их обеднение, проследить путь веществ, вовлеченных растительностью в круговорот и возвращенных в почву с растительными остатками.
Изучение влияния растительности на почвы приобретает первостепенное значение в связи с широким проведением лесокультурных и лесомелиоративных работ по созданию в лесостепной, степной и полупустынной зонах защитных лесных насаждений.
Вопросы биологического круговорота связаны с проблемами "Человек и биосфера", "Охрана окружающей среды" и включены в исследования, предусмотренные Международной биологической программой, основной задачей которой является выяснение запасов и распределение органического вещества и энергии в биогеоценозах земли и изыскание путей наиболее рационального использования биологических ресурсов. Изучение проблемы приведет к установлению баланса обмена вещества и энергии в биогеоценозах, что позволит подойти к решению проблемы управления продуктивностью биогеоценозов.
Исследования по биологическому круговороту широко проводились и проводятся в хвойных и широколиственных лесах, в естественных степных и пустынных сообществах. В искусственных лесных насаждениях этой проблеме не уделялось достаточного внимания. Между тем, развитие научных работ по изучению биологического круговорота приобретает еще большее значение в свете задач, поставленных ХХУІ съездом КПСС (1981) по повышению продуктивности и реконструкции существующих лесов, по полезащитному лесоразведению и созданию устойчивых лесных насаждений на эродированных площадях и песках. Только на основе знания количества элементов, вовлеченных растениями в жизненный цикл, проследив их судьбу до последующего возврата в почву, можно научно обосновать практические рекомендации в различных отраслях лесного и сельского хозяйства. Поэтому в агролесомелиорации крайне актуальна задача выявления основных черт биологического круговорота элементов питания в полезащитных лесных по-
- б -
лосах для определения путей повышения биологической продуктивности, устойчивости и долговечности насаждений и их воздействия на направление и интенсивность почвообразовательного процесса.
Учитывая практическую ценность и отсутствие экспериментальных данных по биологическому круговороту азота и зольных элементов в полезащитных лесных полосах, целью исследований являлось изучение закономерностей формирования органической массы и биологического круговорота химических элементов в лесополосных биоценозах различных видов в зональном аспекте. В задачу наших исследований входило решение следующих вопросов:
Определение общей биомассы растений и ее структуры в полезащитных лесных полосах лесостепной, степной и полупустынной зон Поволжья на обыкновенном черноземе, темно- и светло-каштановой почвах.
Изучение годичного прироста, опада растительной массы и их структуры.
Выявление элементарного химического состава органов растений различных жизненных форм.
Построение годичного баланса обмена химических элементов между растениями и почвой и выявление характерных особенностей биологического круговорота в полезащитных лесных полосах Среднего и Нижнего Поволжья.
Разработка практических рекомендаций по интенсификации обменных процессов в системе фитоценоз - почва.
Исследования проводили в 1974-1979 годах в полезащитных лесных полосах Тимашевского опорного пункта и Поволжской агролесомелиоративной опытной станции ВНИАЛМИ на обыкновенном черноземе в Куйбышевском Заволжье, на темно-каштановой почве Краснокутской
опытно-селекционной станции НИИСХ Юго-Востока в Саратовском Заволжье и на светло-каштановых почвах в опытном хозяйстве ШИММИ, Нижне-Волжском НИИСХ в Волгоградской области, на территории Заве-тинской лесомелиоративной станции в Ростовской области и на первом опытном участке Аршань-Зельменского стационара Института леса АН СССР в Калмыцкой АССР. Общая площадь защитных лесных насаждений до 1980 года включительно, по данным отдела экономики ВНИАЛМИ, составила в Куйбышевской области 68,8 тыс.га (в том числе полезащитных -29,4 тыс.га), в Саратовской - 116,1 тыс.га (50,1 тыс.га), в Волгоградской - 148,3 тыс.га (71,4 тыс.га), в Ростовской - 230,4 тыс.га (122,5 тыс.га), в Калмыцкой АССР - 23,6 тыс.га (19,9 тыс.га).
Лабораторные исследования выполнены автором в лаборатории почвоведения ВНИАЛМИ.
В результате проведенных исследований определены:
Запас биомассы и ее структура в полезащитных лесных полосах лесостепной, степной и полупустынной зон Среднего и Нижнего Поволжья на обыкновенном черноземе, темно- и светло-каштановой почвах.
Среднегодичный прирост и опад в лесных полосах, накопление и разложение органического вещества.
Химический состав древесных пород, используемых в полезащитном лесоразведении, травянистой растительности, опада и подстилки.
Накопление запасов азота и зольных элементов в фитомассе лесных полос, их динамика в процессе биологического круговорота
и типы биологического круговорота химических элементов в полезащитных лесных полосах Поволжья.
5. Разработаны практические рекомендации по интенсификации
биологического круговорота в исследованных биогеоценозах.
Научная новизна работы состоит в том, что впервые для лесостепной, степной и полупустынной зон Среднего и Нижнего Поволжья изучены процессы накопления и отмирания органического вещества и интенсивность потоков элементов питания в полезащитных лесных полосах различного породного состава и различного возраста.
Практическое значение исследований в выявлении общих зональных закономерностей и отличительных сторон биологического круговорота органического вещества и элементов питания в полезащитных лесных полосах Поволжья, в определении типов биокруговорота по интенсивности и химизму, в обосновании необходимости более широкого введения лесополосных фитоценозов в ландшафты аридной зоны как активного биологического фактора круговорота веществ в природе. Материалы диссертации могут быть использованы как научная основа при решении вопросов проектирования практических рекомендаций по созданию защитных насаждений и реконструкции существующих, для расчета норм внесения удобрений.
Климат
Основной особенностью климата исследуемых районов является континентальность - жаркое и сухое лето, холодная и малоснежная зима, очень короткая весна, продолжительная осень, сравнительно большая вероятность весенних и осенних заморозков.
Формированию континентального характера климата Куйбышевской и Саратовской областей способствует, с одной стороны, их удаленность от морей и океанов и близость на востоке больших азиатских степей и пустынь, а с другой - тропосферические процессы, вызываемые восточными и северными центрами барометрического давления. Близость к полуцустыне и пустыне в теплый период отепляет Заволжье, а антициклоны северных и восточных центров в холодный период, напротив, усиливают суровость зимы.
Климат Волгоградской области, восточной части Ростовской и Калмыцкой АССР также стоит в зависимости от Азиатских пустынь, несмотря на близость Каспийского моря. Интенсивный перенос сухого и прогретого воздуха из Закаспийских пустынь летом, влияние Азиатского антициклона, приносящего зимой резкие понижения температуры, особенно сильные в ночное время вследствие радиационного выхолаживания, делают климат полупустынной зоны резко континентальным, очень жарким и засушливым.
Указанные особенности формирования климата районов исследования обусловливают неустойчивость погоды и глубокие изменения в ней по годам и сезонам.
Умеренно-континентальный климат лесостепной зоны характеризуется резко выраженным годовым ходом температуры воздуха, годовая амплитуда экстремальных температур для Тимашево составляет 89. Суровость зимы (средняя январская температура -13,6, минимальная - до -49) и летняя жара (средняя температура июля 21,0, наибольшая - до 40) умеряется здесь влиянием Волги и Куйбышевского водохранилища.
По условиям увлажнения лесостепь относится к зоне умеренного увлажнения. Среднегодовое количество осадков по многолетним данным метеостанции Тимашево составляет 428 мм (табл.2.1). Для лесостепной зоны характерна известная соразмерность в количестве тепла и влаги. Большая часть осадков 282 мм выпадает в теплый период, вследствие этого увлажненность почв близка к оптимальной. Однако, в некоторые годы здесь имеет место летняя засуха. Средняя относительная влажность воздуха в 13 часов наименьшая в июне-июле и составляет для Тимашево 42%, число дней с относительной влажностью воздуха менее 30% достигает 45. Среднесуточный дефицит влажности воздуха в июне-июле равен 11,2 мб.
В холодный период выпадает 142 мм осадков, максимальная высота снежного покрова на открытой территории 28-30 см, продолжительность залегания снежного покрова по средним многолетним данным составляет 148 дней.
Характерной особенностью ветрового режима Куйбышевской области является преобладание в холодную часть года юго-западных и южных ветров и западных и северо-западных в теплую часть года.
Континентально-засушливый климат степной зоны Заволжья отличается очень жарким и сухим летом и холодной зимой. Происходит постепенное нарастание сухости и количества получаемого тепла с севера на юг. По данным метеостанции АГЛОС средняя ..температура ию-N ля 21,0, максимальная - до 40, для Красного Дута эти показатели соответственно равны 22,6 и 43. Средняя январская температура на севере зоны равна -13,8, минимальная - до -44, на юге - соответ ственно -12,5 и -41.
Северная умеренно-засушливая подзона степи по среднемноголет-ним данным метеостанции АГЛОС получает 395 мм влаги, южная сухая степь по данным Краснокутской метеостанции - 343 мм ( табл. 2.1). Летние осадки выпадают неравномерно, нередко в виде ливней, в разгар жары они быстро стекают и испаряются. Дефицит влажности воздуха летом возрастает с севера на юг зоны от 11,2 до 15,5 мб, средняя относительная влажность воздуха уменьшается от 42 до 36%, а число дней с относительной влажностью воздуха менее 30% увеличивается от 39 до 76. Сухость климата усиливается сильными ветрами, вызывающими летом пыльные бури, а зимой - снежные бураны. Высота снежного покрова 15-20 см.
Резко-континентальный, очень жаркий и сухой климат полупустыни характеризуется высокими летними температурами (средняя температура июля составляет 23,4-24,3, максимальная поднимается до 43) и ограниченным количеством осадков, которое колеблется от 350 мм на севере до 283 мм на юге района исследований ( табл. 2.1). Дожди выпадают неравномерно, чаще в виде ливней и испаряются, почти не промачивая почву. Количество осадков в теплый период составляет 191-229 мм. В течение короткой (60-70 дней со снежным покровом), но очень суровой зимы (средняя январская температура колеблется от -8,3 до -9,5, минимальная опускается до -34-38) в полупустыне выпадает всего 92-143 мм осадков, но все же именно в это время здесь накапливаются основные запасы продуктивной влаги. Однако, снежный покров высотой 10-20 см распределяется неравномерно. Сильные ветры чаще всего восточного, северо-восточного и юго-восточного направлений зимой сдувают снег с открытых территорий, а летом суховеи усиливают засушливость
Методика исследований
При изучении динамики органического вещества и биологического круговорота азота и зольных элементов использовали методику, разработанную рядом авторов: Н.П.Ремезовым, Л.Н.Быковой, К.М.Смирновой, Л.Е.Родиным, Н.И.Базилевич (Быкова, 1951; Ремезов, Быкова, Смирнова, 1959; Ремезов, I960; Ремезов, Родин, Базилевич, 1963; Родин, Ремезов, Базилевич, 1968) с учетом методических рекомендаций, изложенных в "Программе и методике биогеоценологических исследований" (1974) и "Методах изучения биологического круговорота в различных природных зонах" (1978). Эти работы удовлетворяют современному уровню исследований и дают возможность получения сравнимого материала специалистами разных направлений. Некоторые отступления и особенности нашей методики вызваны спецификой объектов применительно к местным условиям и будут поясняться в тексте.
Заложение пробных площадей с целью изучения динамики органического вещества производили в соответствии с методикой, принятой лесотаксаторами (рукачев, Зонн, 1961; Анучин, 1971). Пробные площади закладывали на участках, наиболее характерных для каждой изучаемой лесной полосы. Показателями однородности насаждения служили полнота посадки, выровненность верхнего полога, равномерное распределение деревьев по всей площади, отсутствие неровности поверхности и комплексности почвенного покрова. При закладке пробных площадей обеспечивали охват по всей ширине полосных насаждений. Пробные площади устанавливали так, чтобы на каждой.было не менее 100 деревьев каждой породы, а размер каждой пробной площади был не менее 0,05 га. Пробные площади прямоугольные.
В основу выбора моделей был положен метод среднего модельного дерева, найденного расчетным путем, принятым в лесной таксации (Ремезов, Быкова, Смирнова, 1959; Анучин, 1971). На каждой пробной площади производили перечет всех растущих деревьев, мерной вилкой измеряли диаметры в двух направлениях на высоте 1,3 м с точностью 0,5 см. Затем вычисляли среднюю площадь сечения и средний диаметр. При помощи рейки определяли высоту растущих деревьев с точностью 0,1 м и вычисляли среднюю высоту древостоя. По средним диаметру и высоте выбирали модельное дерево, характеризующее древостой в целом. При отсутствии дифференциации древесных пород по таксационным показателям предпочтение отдавали деревьям в среднем ряду, при наличии дифференциации - брали модельные деревья в крайнем и среднем рядах лесной полосы. Выбранные модельные деревья служили основными единицами учета биомассы на пробной площади как по отдельным частям (листья, ветви, стволы, комли, корни), так и всего древостоя в целом. Сроки взятия модельных деревьев определяли периодом завершения формирования прироста текущего года (середина августа-сен-тябрь).
Модельное дерево спиливали у самого основания, измеряли его длину, по срезу у основания определяли возраст по годичным кольцам.
Со ствола обрубали все ветви, разделяя на живые и сухие и сортируя по диаметру на две группы: крупные с диаметром более I см и мелкие с диаметром менее I см. Затем с ветвей отделяли листву, взвешивали листья и ветви отдельно по группам. Брали средние пробы листьев и ветвей для определения влажности и химическо го состава. Отдельно взвешивали и брали образцы семян, плодов, желудей. В стволе выпиливали кружки у основания, на расстоянии 1м, 1,3 м, 2 м и далее через каждый I м. Вес образцов на анализ 0,5-1 кг. Взвешивали кружки и весь ствол.
У спиленного модельного дерева выделяли площадку, соответствующую средней площади питания одного дерева, размеры которой определяли путем деления величины пробной площади в квадратных метрах на число растущих на ней деревьев всех пород. Площадку располагали так, чтобы дерево находилось в центре. Определение массы корней проводили или на всей площади питания, или ограничивались 1/2 частью площади питания в зависимости от ее размера. В последнем случае массу корней определяли умножением полученной массы корней на 2.
Площадку очищали от покрова и затем слой за слоем снимали почву на брезент и вручную производили выбор корней. Обычно корни учитывали до глубины 1,5-2 м в зависимости от распространения корневой системы, в месте прохождения стержневого корня производили доуглубление. Корни разделяли на мелкие и крупные, гранилу между ними принимали условно равной 7 мм. Брали средние образцы корней для определения влажности и на химический анализ.
После сбора корней из ямы извлекали комель, тщательно очищали от почвы, взвешивали, выпиливали кружки для определения влажности и на анализ или причисляли вес комля к крупным корням.
Биокруговорот азота и зольных элементов
Содержание химических элементов в ветвях и корнях древесных пород колеблется в зависимости от толщины в широких пределах, увеличиваясь от комлей и крупных корней и ветвей к мелким. Ведущими элементами в этих частях являются кальций (0,67-1,79%), азот (0,24--1,26%), затем следуют калий, магний и остальные элементы.
В стволовой древесине содержится наименьшее количество химических элементов, преобладают кальций (0,28-0,56%), азот (0,05--0,39%), затем следуют калий (0,09-0,23%), магний (0,04-0,12%) и остальные элементы.
Следует отметить довольно высокое содержание золы в семенах клена (5,11-5,40%), семена ясеня несколько беднее (3,84%), желуди дуба имеют еще меньшую зольность (2,18%). Ведущее место занимают калий (в желудях - 0,80%, в семенах - 1,43-1,61%), азот (соответственно 0,51 и 1,27-2,24%), кальций (0,35 и 0,44-0,82%), фосфор (0,13 и 0,31-0,39%), магний (0,10 и 0,22-0,50%).
Полученные нами величины содержания химических элементов в различных частях древесных пород в общих чертах согласуются с литературными данными. Влияние почвенных условий наиболее рельефно отражается на содержании элементов питания в листве. Сравнение содержания азота и зольных элементов в листьях дуба, произрастающего на черноземе Воронежского государственного заповедника (Ремезов, Быкова, 1952; Ремезов и др., 1959; Богашова, 1957), Саваль-ского лесничества (Дзенс-Литовская, 1946) и Теллермановского леса Воронежской области (Мина, 1955), Велико-Анадольского лесничества на Украине (Кравков, 1912) и на темно-коричневых почвах в Крыму (Дэенс-Литовекая, I960), несмотря на различие условий произрастания, показывает близкое их содержание. Азот в листьях дуба во всех условиях произрастания накапливается в пределах 2,18-2,96%, калий - 0,83-1,59%, кальций - 0,79-1,61%, магний - 0,21-0,41%, кремний - 0,10-0,45%, фосфор - 0,10-0,23%. Все же можно отметить несколько большее содержание магния в листьях дуба из лесных полос Тимашевского опорного пункта (0,63-0,69%) по сравнению с другими условиями и меньшее содержание калия (0,64%). Такое же количество магния накапливается в листьях дуба на сероземах Туркмении (Ходжамкулиев, 1977).
Листья клена, произрастающего в Теллермановском лесничестве (Мина, 1955) и Воронежском заповеднике (Ремезов и др., 1959), беднее азотом (1,60-1,85%), чем листья клена из Тимашево (2,00-2,80%), но богаче калием (1,91-2,22 и 0,68-1,10% соответственно). В листьях ясеня на нашем объекте также отмечается повышенное содержание азота, кремния, пониженное - калия по сравнению с листьями ясеня из Воронежской области (Мина, 1955; Ремезов и др., 1959). Различия в содержании других элементов в листьях дуба, клена и ясеня, произрастающих в различных почвенных условиях, незначительны.
Многие исследователи прослеживают изменение характера накопления химических элементов в различных частях древесных пород в зависимости от места произрастания, сезона и возраста насаждения.
В зависимости от возраста характер аккумуляции химических элементов в лиственных древесных породах варьирует незначительно. Отмечается снижение с возрастом содержания зольных веществ и азота как в листьях, так и в древесине лиственных пород (Бобрицкая, 1953; Ремезов и др., 1959; Базилевич, 1955; Родин, Базилевич,1965).
В наших исследованиях на примере клена остролистного в возрасте 28 и 53 лет отмеченные выше закономерности подтверждаются.
Наблюдается снижение с возрастом общей суммы элементов во всех органах, кроме листьев, где не происходит сколько-нибудь заметного изменения содержания зольных веществ и азота, напротив, несколько увеличивается с возрастом аккумуляция кальция, калия, кремния, железа, алюминия, хлора.
Влияние экологических условий на количество и характер накопления элементов в различных органах древесных пород (Зонн, Мина, 1948; Мина, 1951; Зонн, 1954а, 1955; Базилевич, 1955; Родин, Бази-левич, 1965; Ovington, 1965; Чекалова, 1967; Селитренников, 1968) проявляется в том, что чем более почвы богаты тем или другим элементом, тем выше его содержание в растении, особенно в листьях.
Изучение сезонной изменчивости химического состава листьев различных древесных пород (Bauer, 1910; Ramman, Bauer, I9II; Тю-лин, Щербина, 1954; Ремезов, 1958; Корнев, 1959а, 19596; Wehrmann, 1959; Бурков, 1967), древесины и корней (Ремезов, 1958; Родин, Базилевич, 1965) показало, что от весны к осени происходит некоторое возрастание общего количества химических элементов в листьях за счет кальция, кремния, железа, натрия, марганца, иногда магния, в ветвях, корнях и стволовой древесине - за счет кальция, кремния, железа. Одновременно происходит уменьшение азота, фосфора, калия, серы, иногда магния во всех органах древесных пород. Часто максимальное количество химических элементов наблюдается в середине вегетации. Для всех исследованных насаждений отмечается общая тенденция возрастания от весны к осени кальция и уменьшение фосфора и калия. Причины такого рода изменений авторы видят в перемещении элементов питания к точкам роста, оттоке в корни или вымывании их из растений осадками.
Динамика органического вещества
Определение химического состава органической массы березовых древостоев или отдельных их частей проводили многие исследователи. С.П.Кравков (19086) анализировал листья березы, собранные в августе. Химический состав листьев определяли также Р.Х.Айдинян (1953), В.П.Корнев (1959а, 19596), М.Й.Чекалова (1967). Данные по содержанию химических элементов в березе в различных почвенно-климатиче-ских условиях приводятся в работах Н.П.Ремезова (1956), А.П.Утен-ковой (1956), Т.И.Евдокимовой (1957), К.М.Смирновой и Г.А.Городен-цевой (1958), Н.П.Ремезова и др. (1959), И.Овингтона и Х.Мэджвика ( Ovington, Madgwick,I959), Ю.Д.Абатурова (1961), К.Н.Манакова (1961, 1962а, 1970, 1971), А.И.Марченко и Е.М.Карлова (1962), А.Л. Паршевникова (1962), Л.Н.Быковой (1963), И.С.Степанца (1963), Н.И. Базилевич (1965, 1967),В.$.Кашлева и др. (1965), С.Х.Лямеборшай (1968), В.Г.Семеновой (1971), Н.А.Колодченко (1973), В.В.Тюлина и М.А.Селезневой (1974), Д.П.Митрофанова (1977) и др.
Многие авторы (Корнев, 1959а; Родин, Базилевич, 1965; Чекало-ва, 1967; Семенова, 1971, Митрофанов, 1977 и др.) отмечают географическую, экологическую и сезонную изменчивость химического состава березы. Особенно на изменение почвенно-климатических условий реагируют листья. Л.Е.Родин и Н.И.Базилевич (1965), обобщив данные многих авторов, делают вывод, что в лесной зоне зольность листьев березы увеличивается в лучших почвенных условиях и в южных районах. В.Г.Семенова (1971) отмечает также изменение содержания азота и зольных элементов в стволе и коре березы в зависимости от высоты взятия образца по стволу.
Сравнивая содержание химических элементов в листьях березы, произрастающей в различных почвенно-климатических условиях, по результатам исследования многих авторов и наши данные, можно отметить, что содержание чистой золы в листьях березы из лесной полосы на обыкновенном черноземе (4,32$) близко к данным Н.П.Ремезова и др. (1959) на подзолистой почве Великолукской области (4,83%) и несколько ниже, чем в Ленинградской и Южно-Казахстанской областях (соответственно 5,75 и 6,11%) (Чекалова, 1967; Степеней, , 1963). Содержание азота в листьях березы варьирует в пределах 1,99-3,70% (Смирнова, Городенцева, 1958; Ремезов и др.,1959; Ovington, Madgwick, 1959; Степанец, 1963; Базилевич, 1965; Игнатьева, 1968; Манаков, 1970; Семенова, 1971; Митрофанов, 1977). Повышенным содержанием кремния (0,45%) отличаются листья березы на подзолах Западной Сибири (Митрофанов, 1977), кальцием богаты листья березы из Среднего Приобья (1,98%) (Игнатьева, 1968), Англии (1,57%) (Ovington, Madgwick, 1959), Ленинградской области (1,54%) (Чекалова, 1967), наименьшее количество кальция в листьях березы из Западной Сибири (0,84%) (Митрофанов, 1977) и Кольского полуострова (0,88%) (Манаков, 1970). Максимальное содержание магния (0,67%) отмечается в листьях березы, произрастающей на солодях Барабинской низменности (Базилевич, 1967) и темно-каштановой почве Южно-Казахстанской области (Степанец, 1963). Содержание калия находится в пределах 0,73-1,56%, лишь на дерново-подзолистых почвах Среднего Приобья по данным А.А.Игнатьевой (1968) содержание калия в листьях березы невелико 0,20%. Накопление фосфора колеблется от 0,10 до 0,42%, железа - 0,01-0,04%, алюминия - 0,01-0,22%.
Говоря о факторах, определяющих содержание какого-либо элемента в растениях, А.Л.Ковалевский (1969) указывает на: I) содержание его в почве; 2) относительное количество в почве его форм, усвояемых растениями; 3) орган растения и время его опробования; 4) вид растения. В отношении лиственницы сибирской влияние различных факторов на химизм растений отмечали многие авторы. По В.П.Корне-ву (1959а) в листьях лиственницы и некоторых лиственных пород из питомника происходит нарастание зольности от момента распускания до окончания вегетации и опадения, а условия местопроизрастания оказывают большое влияние на накопление золы в листьях. Р.И.Дерюж-кин, А.Г.Рычкова и В.Т.Мезенцева (1972) обнаружили различия в содержании зольных элементов в хвое культур под Воронежем алтайской, ленской и саянской разновидностей лиственницы сибирской. Географическую, экологическую, сезонную изменчивость лиственницы сибирской на примере лесных биогеоценозов средней тайги Сибири рассмотрел Д.Н.Митрофанов (1977). Химический состав лиственницы изучали также Н.Д.Градобоев (1955), Л.Г.Богашова (1959), С.В.Зонн, Л.О.Карпачев-ский и В.В.Стефин (1963), Б.Ф.Говоренков (1972), М.И.Герасимова и З.В.Пацукевич (1977).
Переходя к химическому составу березы, лиственницы и сопутствующих им пород в исследованных лесных полосах, в первую очередь необходимо отметить, что для них характерны общие закономерности в накоплении химических элементов: наибольшее количество азота и зольных элементов содержится в листьях, затем в ветвях и корнях, наименьшее содержание отмечается в стволовой древесине (рис.5.2, 5.3, прилож.б).
