Содержание к диссертации
Введение
1. Проблема взаимосвязи почва -древесная растительность в лесных питомниках 10
2. Объекты, методы исследования и объем выполненных работ 27
2.1. Объекты исследований и их характеристика 27
2.2. Методы исследований и объем выполненных работ 31
3. Условия почвообразования 38
4. Лесорастительные свойства основных почв питомников 55
4.1. Почвы районов Приуралья 5 6
4.1.1. Дерново-подзолистые почвы 56
4.1.2. Серые лесные почвы 64
4.1.3. Черноземы 9 5
4.2. Почвы лесопитомников горной части Южного Урала 117
4.3. Почвы питомников Зауралья 133
4.4. Почвы речных пойм 138
5. Взаимовлияние почв и растительности в лесных питомниках 150
5.1. Взаимодействие почв и сеянцев 150
5.2. Отчуждение почвы и вынос элементов питания сеянцами 154
5.3. Хвое-листовая диагностика сеянцев как метод определения обеспеченности почв питательными элементами 164
5.4. Соотношение азота к фосфору в сеянцах как показательазотно-фосфорного состояния почв 178
6. Гумус почв лесных питомников и его изменение в процессе использования 182
7. Изменение физико-химических свойств почв питомников 200
8. Изменение ферментативной активности и динамика содержания питательных элементов 211
9. Оптимизация лесорастительных свойств почв лесопитомников 242
9.1. Рекомендуемый породный состав деревьев и кустарников для выращивания в питомниках 243
9.2. Севообороты и агротехника в питомниках 243
9.3. Оптимизация гранулометрического состава пахотного слоя почв 251
9.4. Регулирование водно-физических свойств почв с временно избыточной и недостаточной влагообеспеченностью 254
9.5. Известкование почв с кислой реакцией 259
9.6. Применение органических, минеральных удобрений и микроэлементов 263
Выводы 287
Список литературы 289
Приложения 336
- Проблема взаимосвязи почва -древесная растительность в лесных питомниках
- Методы исследований и объем выполненных работ
- Почвы лесопитомников горной части Южного Урала
- Хвое-листовая диагностика сеянцев как метод определения обеспеченности почв питательными элементами
Введение к работе
Актуальность темы. Почвы и произрастающие на них леса являются важнейшими компонентами биосферы, которые испытывают интенсивное антропогенное воздействие. В результате такого воздействия происходит деградация лесных экосистем вплоть до полного их уничтожения, что обусловливает необходимость проведения лесовосстановительных работ. Для этого требуется посадочный материал древесных пород, устойчивых к современной экологической ситуации, который выращивается в лесных питомниках.
Лесопосадочный материал, выращиваемый в питомниках республики Башкортостан (РБ), занимающих в целом площадь около 1,2 тыс. га, используется для восстановления вырубаемых лесов и лесоразведения на землях сельскохозяйственного пользования, рекультивации нарушенных земель, облесения овражно-балочных систем и крутых склонов, озеленения мест массового отдыха населения.
На Южном Урале, особенно в пределах РБ, закладка лесопитомников, согласно существующим правилам, ОСТам и ГОСТам, предусматривающим соблюдение ряда условий (равнинность участка, легкий гранулометрический состав, отсутствие дополнительного увлажнения и др.) затруднено из-за гористости территории и наличия в почвенном покрове почв тяжелого гранулометрического состава, которые составляют более 70%. Поэтому создание лесопитомников на этой территории требует не только индивидуального подхода к выбору участков, но и тщательного изучения почв. Требуются также знания закономерностей поведения почв во времени при интенсивном использовании питомников.
Интенсивные антропогенные нагрузки на почвы имеют место с самого начала освоения площадей под лесопитомники. В основном это были участки, находящиеся под лесонасаждениями (редколесье), под сенокосными угодиями (вблизи леса), а иногда и вышедшие из-под сельскохозяйственных угодий. Их воздействие проявляется, прежде всего, в том, что корни корчеванных деревьев с ризосферной почвой и подстилкой вывозятся за пределы освояемой площади, причем полное отторжение растительной биомассы высокогумусированного мелкозема при выкопке сеянцев и саженцев происходит постоянно. Постоянное механическое воздействие на почвы техники, сопровождающее посадку, выкопку и вывоз лесопосадочного материала, а также применение химических средств, используемых для предпосевной обработки семян, борьбы с болезнями и вредителями сеянцев, уничтожения сорной растительности и, кроме того, загрязнение поллютантами, токсикантами, выпадающими с атмосферными осадками, приводит к глубоким изменениям в почве, к нарушению динамического равновесия их с окружающей средой.
Однако если факт нарушений почв фиксируется многими авторами, количественные оценки процессов, происходящих в них при длительном использовании лесопитомников, представлены редкими работами. Работ, характеризующих почвы лесопитомников Южного Урала немного, и все они посвящены тем или иным частным вопросам. В то же время недостаточно данных о выносе древесными растениями гумуса, азота, фосфора и калия, необходимых для установления оптимальных доз внесения удобрений, не охарактеризован микроэлементный и ферментативный фон выращивания сеянцев, не изучены многие другие вопросы, позволяющие представить особенности функционирования системы почва-растение в лесных питомниках. Комплексного изучения длительного использования почв питомников и процессов их функционирования в разных эколого-географических условиях в пределах одного региона и в таком объеме, как в настоящей работе, до сих пор не проводилось.
В связи с этим были проведены многолетние исследования почв 116 лесных питомников, расположенных на территории Приуралья, Зауралья и в горной части (РБ) и проведено обобщение результатов в целях предотвращения необратимых изменений почв, разработки мероприятий по оптимизации питательного режима, получения посадочного материала высокого качества, повышения устойчивости растений к колебаниям условий произрастания.
Цель работы: Выявить причины, направленность и количественные уровни изменений во времени почв лесных питомников Южного Урала и дать теоретическое обоснование приемов оптимизации их лесорас-тительных свойств.
Задачи исследований предусматривали:
оценить современное состояние почв лесных питомников Южного Урала и выявить их особенности по сравнению с почвами естественных лесных угодий;
изучить динамику лесорастительных свойств почв лесных питомников и установить направленность их изменений во времени;
дать количественные оценки выноса питательных элементов и гумуса сеянцами хвойных и лиственных пород на различных почвах;
выявить особенности количественного и качественного состава сеянцев в зависимости от свойств почв;
обосновать причины изменений почв под влиянием использования лесопитомников;
дать теоретическое обоснование приемов оптимизации почв для выращивания лесопосадочного материала высокого качества.
Научная новизна. Впервые дан наиболее полный эколого-генетический анализ свойств почв лесопитомников Южного Урала;
установлена направленность основных процессов, происходящих в почвах под воздействием выращиваемых растений при использовании их под лесопитомники;
впервые для основных почв питомников получены количественные оценки выноса фитомассы биогенных и литогенных элементов и гумусированного мелкозема посадочным материалом при его отчуждении -процесса, снижающего плодородие почв и приводящих к их деградации;
определены критически допустимые уровни изменения основных свойств почв питомников (содержания гумуса, питательных элементов, рН и др.)
разработаны рекомендации по применению породного состава деревьев и кустарников соответственно почвенным условиям;
обоснованы рекомендации по оптимизации лесорастительных свойств почв с целью повышения количества и качества посадочного материала, включающие сохранение и/или улучшение структурного состояния почв, дозы и сроки внесения органо-минеральных удобрений, изменение микроэлементного фона, а также известкование, орошение и агротехнические приемы.
Теоретическая и практическая значимость. Установленные на основе комплексного изучения причины, направленность и количественные оценки изменений во времени почв лесных питомников вносят существенный вклад в развитие проблемы взаимосвязи системы растение-почва и теоретических основ поведения почв в меняющихся природных условиях под влиянием антропогенных нагрузок.
По материалам картографирования почв лесных питомников издана монография "Почвы лесных питомников и пути их рационального использования" (1974). Разработаны рекомендации по применению органических и минеральных удобрений при выращивании посадочного материала в питомниках и школах (Система рекомендаций по ведению лесного хозяйства Башкирской АССР, 1976); по выращиванию посадочного материала для защитного лесоразведения в Башкирском Зауралье (О защитном лесоразведении в Башкирском Зауралье, 1998). Материалы исследований автора вошли в "Наставления по выращиванию посадочного материала древесных и кустарниковых пород в лесных питомниках Уральского региона" (1998). Картографические материалы - карто-схемы, карты, почвенные очерки, а также созданные мониторинговые стационары могут быть полезными в учебном процессе при подготовке почвоведов, экологов-инженеров лесного и лесопаркового хозяйства.
Предложенная автором система мер оптимизации почв для выращивания лесопосадочного материала высокого качества может использоваться не только в лесопитомниках на территории Башкортостана, но и близких по природным условиям территориях.
Вклад автора в разработку проблемы. Автору принадлежит постановка проблемы, разработка программы исследований и непосредственное участие в ее реализации: проведении изучения почв питомников и прилегающих к ним естественного леса, в постановке и проведении многофакторных полевых опытов, лабораторный анализ образцов почв и растений, камеральная обработка материалов, систематизация и обобщение исходных данных, дисперсионный анализ полученной информации, формулирование и обоснование выводов.
Защищаемые положения. 1. Специфика функционирования почв лесных питомников Южного Урала в пределах Башкортостана обусловливается их тяжелым гранулометрическим составом, полным систематическим отчуждением растительной массы, постоянным выносом части гумусированного мелкозема, механическим нарушением структуры и сложения при обработке, а также постоянными воздействиями химических веществ в виде удобрений, химических средств защиты растений и кислотных дождей.
Интенсивная минерализация органического вещества, вынос гумусированного мелкозема, питательных макро- и микроэлементов, а также агротехнические приемы приводят к направленным изменениям большинства важнейших свойств почв, ухудшающим условия произрастания посадочного материала (сеянцев и саженцев).
Комплексный подход к количественной оценке лесорастительных свойств почв лесных питомников позволяет установить критически допустимые пределы изменений основных свойств почв и рекомендовать систему мер оптимизации минерального питания для выращивания древесных растений, устойчивых к неблагоприятным внешним экологическим условиям при максимально низкой степени деградации почв.
Апробация работы. Основные положения и материалы исследований опубликованы в 86 печатных работах. Они были представлены на VI делегатском съезде Всесоюзного общества почвоведов (Тбилиси, 1981); II Всероссийском съезде почвоведов (Санкт-Петербург, 1996); на Всесоюзных конференциях "Регуляторы роста и развития растений" (Москва, 1981) и "Биология почв антропогенных ландшафтов" (Днепропетровск, 1991); на Международных конференциях "Интеграция науки и высшего лесотехнического образования, инновационная деятельность на предприятиях лесного комплекса" (Воронеж, 2002), "Пути повышения эффективности АПК в условиях вступления России в ВТО" (Уфа, 2003), "Роль почвы в формировании естественных и антропогенных ландшафтов" (Казань, 2003); в работе IX, X и XI школ "Экология и почвы" (Пущино, 1999, 2001, 2002); на VIII Всеуральской научной конференции "Вопросы географии, охраны природы и природопользования" (Уфа, 1972); Всероссийском семинаре "Опыт выращивания посадочного материала в условиях Уральского региона" (Уфа 1994); а также на 14-ти региональных научных и научно-практических конференциях разного уровня (Россия,1975-2002).
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 9 глав, выводов, 12 приложений, изложена на 369 страницах, содержит 94 таблицы и 28 рисунков. Список литературы насчитывает 508 наименований, в том числе 43 иностранных.
Проблема взаимосвязи почва -древесная растительность в лесных питомниках
Известно, что вопросы, связанные с проблемой взаимосвязи почва — растение, являлись актуальными на протяжении всей истории развития почвоведения, тем более что растительность представляет собой один из факторов почвообразования. Значительное место этой проблеме отводилось уже в конце XIX — первой половине XX вв. (Докучаев, 1883, 1892; цит. по 1949, 1954; Турский, 1893; Ткаченко, 1908, 1939; Кравков, 1911; Зайцев, 1931, 1932, 1949; Вильямс,1935; Роде, 1937, 1965,1947; Ковригин, 1937; Морозов, 1949; Высоцкий, 1959,1960,1962; Зонн, Карпачевский, 1987 и др.).
Почвы составляют важную часть лесного биогеоценоза (Зонн, 1964; Ремезов, Погребняк, 1965; Смольянинов и др., 1968; Карпачевский, 1977, 1981,1993; Фирсова и др., 1978. 1990; Добровольский и др., 1991,1994 и др.), где они вместе с растительностью участвуют в регулировании водного баланса, микроклимата, газообмена и других процессов.
Изучению взаимосвязи древесной растительности и почв посвящено огромное число статей, сборников и монографий (Зайцев, 1949, 1962; Кит-редж, 1951; Зонн, 1954, 1964; Молчанов, 1952, 1960, 1970; Орфанитский, 1963; Зонн , 1963; Соколов, 1962; Бурыкин, 1968,1985; Орлов, Кошельков, 1971; Чертов, 1977; Карпачевкий, 1977, 1981, 1993; Взнуздаев, 1978; Казанская и др., 1977; Сазонов, 1986; Взаимоотношение..., 1964; Лес и почва, 1968; Леса Среднего Приангарья, 1977; и многие другие). В Башкирии этой проблеме посвящены работы Д.В. Богомолова, (1954), М.Е. Ткаченко (1955), Г.Ф. Галимова (1957, 1968), С.Н. Тайчинова (1963), Ф.Ш. Гарифуллина и др. (1963), Г.А. Склярова (1964), В.Н. Сукачева, Н.В. Дылиса (1964), А.Х. Мука-танова (1972, 1999), З.С. Чурагуловой (1974) и других.
Даже перечисление небольшого числа монографий и сборников показывает высокий интерес исследователей к этой проблеме и широкий охват решаемых вопросов: Китредж Дж. Влияние леса на климат, почвы и водный режим (1951); Зонн СВ. Влияние леса на почву (1954) и Почва как компонент лесного биогеоценоза (1964); Соколов Д.Ф. Влияние лесной растительности на состав гумуса почв различных природных зон (1962); Орфанитский Ю.А. Рациональное использование лесных почв (1963); Шумаков B.C. Типы лесных культур и плодородие почв (1963); Молчанов А.А, Гидрологические исследования в лесу (1970) и Влияние леса на окружающую среду (1973); Орлов А.Я., Кошельков СП. Почвенная экология сосны (1971); Карпачев-ский Л.О. Пестрота почвенного покрова в лесном биогеоценозе (1977); Сазонов А.Г. Принципы лесоводственной оценки почв (1986) и многие другие.
В последние годы большое внимание уделяется оценке изменений свойств почв в связи с региональным и локальным загрязнением окружающей среды техногенными выбросами (Niklfeld, 1967; Lux, 1970; Kaketa„ 1970; Уильям, Смит, 1985; Клебанов, Залесов, 1986; Израэль и др., 1989; Алексеев и др., 1990; Макаров, НедбаевД994; Хакимов и др., 1996; Глаголев, Кулаков, 1996; Помаскина и др., 1999; Чурагулов, Чурагулова, 1996, 1999; Керженцев, 1999; Андроханов, 2000; и др.).
Однако взаимоотношения между древесной растительностью и почвой в основном изучались в естественных древостоях и искусственных насаждениях разного возраста, и менее всего изучение этой проблемы касалось лесных питомников. Исследования почв лесных питомников до начала 70-х годов носили случайный характер.
Искусственное лесовосстановление — один из основных элементов системы лесохозяиственных мероприятий при воспроизводстве лесных ресурсов (Победов, 1973; Редько и др., 1980; Новосельцева, Родин, 1984; Родин, Родин, 1987; Чернов, 1995; Сунгуров и др., 1996; Ведерников, Тихонов, 1996; Родин и др., 2000). Успешное защитное лесоразведение и лесовосстановление в значительной мере обусловлено наличием лесопосадочного материала высокого качества, что зависит, главным образом, от интенсивности ведения питомнического хозяйства. Повышение эффективности использования лесных питомников предусматривает совершенствование технологии выращивания посадочного материала, начиная от хранения и посева семян до посадки сеянцев и саженцев.
Имеется много зарубежных работ, посвященных опыту выращивания посадочного материала в разных странах: в Италии - сеянцев сосны (MBorgetti и др., 1989), в Канаде — сеянцев ели черной (Margolis Hank А. и др., 1988), в США - сосны ежовой (Schier Jeorge А., 1987), в Австралии - сеянцев ели при различном режиме их питания (Muller F., 1988), в Югославии — сеянцев ели сербской в различных почвенных условиях (Markovic и др., 1987), а также авторов и др.
Почвы питомников в процессе их. использования испытывают интенсивное механическое воздействие и систематическое отчуждение определенного объема мелкозема при выкопке посадочного материала. Это приводит к ускоренной минерализации органического вещества почвы и удалению питательных веществ, извлекаемых сеянцами из почвы и содержащихся в отчуждаемом мелкоземе (Павленко, 1954; Лисин, 1962; Земляницкий, 1969; Гали-мов и др. 1973; Чурагулова, 1974; Попова, Горбачев, 1991). Многократное повторение такого явления в питомниках является причиной значительных потерь органического вещества почв, обеднения питательными элементами и снижения их плодородия.
Недооценка этих явлений приводит к истощению почв питомников. Поэтому в пропілом лесоводы вынуждены были после 7-10-летнего пользования перемещать лесные питомники на новые площади. Но с повышением интенсивности ведения питомнического хозяйства, закладкой оросительной сети, строительством дорог, прудов и т.д. перемещение питомников стало экономически нецелесообразным.
В связи с этим остро стоит вопрос о более рациональном использовании и бережном отношении к почвам лесных питомников. Для этого необходимо иметь материалы почвенно-агрохимического обследования территории питомников с составлением карт и картограмм, данные о ежегодных потерях гумуса и выносе элементов питания из почвы вместе с сеянцами, саженцами древесно-кустарниковых пород и мелкоземом. На основе таких данных можно рассчитать дозы внесения органических и минеральных удобрений и разработать мероприятия в целях улучшения лесорастительных свойств почв, поддержания их плодородия и получения более качественного посадочного материала. Примерно в таком аспекте данный вопрос ставился и разрабатывался рядом отечественных и зарубежных ученых-лесоводов (Дулк, 1874; Шредер, 1893; Тольский, 1925; Беккер-Диллешу 1939; Лисин, 1962; Гуссоне, 1964; Ахромейко, 1966; Земляницкий, 1969; Победов, 1970; Шумаков, 1970; Кук, 1970; Шумаков, Кураев, 1979; Гире, Прокушин, 1997). На необходимость изучения почв лесных питомников указывали А.П. Тольский (1925, 1928), В.И. Иванов (1928), Г.Ф. Морозов (1930) и др. С созданием лесной почвенно-химической лаборатории Министерства лесного хозяйства и природных ресурсов РБ в 1965 г. начались крупномасштабные исследования почв лесных питомников, расположенных во всех почвенно-экологических зонах республики (Казаккулов и др.,2001).
Методы исследований и объем выполненных работ
Объектами исследований являлись почвы лесных питомников и прилегающих к ним лесных территорий. Исследования проводились в 116 питомниках, расположенных на Южном Урале в пределах различных почвенно-экологических провинций республики Башкортостан (рис.1). Площади питомников варьируют от 1 до 50 га и более. Перечень питомников и их эколого-лесоводственная характеристика приведены в Приложении 1.
Лесной питомник - это земельный участок, где ведется специализированное хозяйство по выращиванию посадочного материала для воспроизводства лесных ресурсов в государственном лесном фонде, для защитного лесоразведения на землях сельскохозяйственного назначения, для зеленого строительства, рекультивации земель и т.д.
На территории Башкортостана в настоящее время осталось 112 постоянно действующих питомников, общая площадь которых составляет 1067 га. Из-за истощения почв в четырех питомниках выращивание посадочного материала стало нецелесообразным. В настоящее время 1/3 часть площади питомников занимают паровые поля, на остальной площади произрастают 2-3 летние сеянцы и саженцы. Ежегодно в постоянных питомниках выращивается более 100 млн. шт. стандартного посадочного материала, из которых 90 млн. шт. — двух-трехлетние сеянцы в посевном возрасте и около 10 млн. шт. - саженцы с улучшенными наследственными свойствами в возрасте 4-х или 5-ти лет.. Кроме того, на площади 62 га выращиваются новогодние ели, на 21,5 га.- сортовые ивы. В закрытом грунте на площади 3 га ежегодно получают 4 млн. и более штук стандартных сеянцев хвойных и лиственных пород.,
В питомниках, где выращивание посадочного материала организовано с соблюдением севооборотов и применением передовых технологий, средний выход сеянцев с единицы площади составляет: сосны обыкновенной 1500 тыс. шт./га, ели сибирской 1000 тыс. шт./га, лиственницы Сукачева 970 тыс. Различают временные и постоянные питомники. Постоянные (основные) лесные питомники закладывают на длительный срок для ежегодного выращивания сеянцев и саженцев древесно-кустарниковых пород со значительным вложением материально-денежных средств. Разделяют их на мелкие, занимающие до 5 га, средние - 5-15 га и крупные — более 15 га. Имеются питомники с площадью 50 га и более.
Временные питомники закладываются вблизи места посадки сеянцев и саженцев на площади, не превышающей 1 га, сроком до 5 лет. На постоянных питомниках применяют технологию с использованием современных машин, механизмов и орудий, наиболее приемлемую для конкретных условий, на временных преобладает ручной труд. Питомники, постоянные по форме, подразделяются в основном на прямоугольные, квадратные и круговые. Прямоугольная форма питомника является оптимальной, так как она обеспечивает наиболее продуктивную организацию территории и эффективную эксплуатацию технических средств. Однако в практике лесного хозяйства преимущественно распространены питомники неправильной формы; при организации территории их остроугольные закройки отводятся под вспомогательную часть питомника.
Круговые (эллипсные) питомники имеют форму круга или эллипса, в центре которого и по краям сохраняются высокобонитетные естественные лесонасаждения, в основном хвойные, что позволяет выращивать посадочный материал при естественном отенении (без щитов), улучшенном водно-воздушном режиме почв, при отсутствии сорной растительности сельскохозяйственного происхождения. В хвойных лесонасаждениях создаются идеальные условия для выращивания селекционного посадочного материала лиственных, например, березы повислой;
На исследуемой территории расположено 116 (к настоящему моменту — 112) постоянных питомников, в основном прямоугольной или неправильной формы.
При выборе участка под питомник учитывают как почвенно-геоморфологические и климатические условия, так и организационно-экономические, руководствуясь положениями ОСТа 56-57-81. Под питомники отводят ровные территории или пологие склоны водоразделов, иногда поймы рек. В лесной, горно-лесной и лесостепной зонах Южного Урала оптимальными считаются пологие склоны крутизной до 2-3 — не более 5 западной, юго-западной экспозиций. На таких участках почва почти не подвергается смыву, исключается застой поверхностных снеговых и дождевых вод. Глубина залегания грунтовых вод на участках, занимаемых питомником, зависит от гранулометрического состава почв: она не должна быть менее 1,5-2,5 м на участках с супесчаными и легко-среднесуглинистыми почвами и 3-4 м — с тяжелосуглинистыми и глинистыми. Почвы участка, отведенного под питомник, должны характеризоваться хорошим структурным и водно-воздушным состоянием гумусового горизонта мощностью не менее 35 см с содержанием в нем не менее 2% гумуса, лег-ко-среднесуглинистым гранулометрическим составом, что обеспечивает плановый выход стандартного посадочного материала. Размещение питомников на участках с менее благоприятными условиями, что имеет место в исследуемом регионе, сопровождается проведением различных лесомелиоративных мероприятий для устранения факторов, ограничивающих рост растений, с привлечением дополнительных приемов (пескование глинистых почв, ило-вание песчаных, известкование кислых почв и т.д.).
Лесные питомники должны располагаться вблизи водоемов естественных или искусственных (прудов), с пресной водой или с содержанием солей не более 1 г/л, во избежание вредного действия на нежные всходы сеянцев, выращиваемых в условиях орошения.
В организационно-экономическом плане питомники в настоящее время, когда они в условиях.рыночных отношений переходят на самоокупаемость, должны отвечать следующим основным условиям: находиться в центре обслуживаемого района, чтобы избежать перевозки посадочного материала на большие расстояния, что связано не только излишней затратой денежных средств, но и снижением качества сеянцев и саженцев из-за иссушения, механического повреждения и т.п.; иметь хорошие пути сообщения со всеми обслуживаемыми районами (объектами) как в ранневесенний, так и в осенний период лесопосадочных работ; находиться вблизи лесхоза, лесничества, населенного пункта, что облегчит решение вопросов обеспечения рабочей силой, сбора, заготовки и хранения лесных семян, приобретения удобрений и других химикатов, ремонта техники, бытовых условий и др.
Организационная структура питомников зависит от породного и качественного ассортимента посадочного материала и технологии выращивания. Основные составные части лесного питомника — продуцирующая и вспомогательная (рис.2). Выращивание посадочного материала осуществляется в продуцирующей части питомника. В нее входит посевное отделение, где выращивают сеянцы из семян деревьев и кустарников; школьное отделение, где из сеянцев и черенков выращивают саженцы; маточное отделение, которое обеспечивает питомник семенами и черенками технически ценных и декоративных пород, ценных сортов и форм, включая экзоты.
Почвы лесопитомников горной части Южного Урала
В Южно-Уральской горно-лесной почвенно-экологической провинции питомники занимают около 128 га, что составляет 11,2% от общей площади лесных питомников республики. В лесопитомниках выделено 2 типа горных почв: серые лесные, подразделяющиеся на серые и темно-серые подтипы; ченностью горных питомников к слабопокатым и пологим склонам и их шлейфам, перекрытым делювиальными и элювиально-делювиальными отложениями, почвы в основном здесь полноразвитые (мощность почвенного профиля - более 80 см).
Горные серые лесные почвы отличаются наличием обильной кремнеземистой присыпки с поверхности, проникающей по граням ясно выраженных прочно-ореховатых структурных отдельностей (особенно в горизонте А2В). Иллювиальный горизонт уплотненный и характеризуется призматической структурой; между агрегатами ясно видна глянцевая пленочка серого цвета от гумусовых затеков. Причем гумусовые затеки проникают по ходам корней древесной растительности до почвообразующей породы. Горные серые лесные почвы, обладая рядом одинаковых морфологических свойств с аналогичными почвами равнинных территорий, отличаются от них более коротким профилем и содержанием в нем (сверху - мало, книзу - значительного количества) щебня различных размеров. Они формируются в более холодных условиях.
Морфологическое строение горных серых лесных почв рассматривается на примере разреза 2-78, заложенного в кв. 68 Кагинского лесничества Ав-зянского лесхоза. Разрез заложен в нижней части склона юго-западной экспозиции. Тип леса - сосняк вейниковый, 90 лет, полнота 0,9; бонитет III. В травяном покрове преобладают вейник лесной, папоротник-орляк, сныть обыкновенная и др.
В условиях горного рельефа продукты выветривания и почвообразования на крутых склонах подвержены постоянному удалению. Благоприятные условия для накопления мелкозема наблюдаются лишь на пологих склонах, шлейфах склонов и днищах межгорных долин. Здесь формируются почвы с более мощным профилем, где и закладывают лесные питомники. Средняя мощность гумусового горизонта горных серых лесных почв (п=23) составляет 24 см с колебаниями от 22 до 28 см (табл.37). Для горных темно-серых лесных почв характерна, по сравнению с горными серыми лесными почвами, более темная окраска (почти черная в свежем состоянии) гумусового горизонта, менее выраженная кремнеземистая присыпка. Формируются они в основном на тяжелых суглинках, подстилаемых коллювием палеозойских и допалеозойских коренных пород. Горные оподзоленные черноземы питомников занимают более выровненные элементы рельефа, пологие склоны, перекрытые довольно толстым чехлом делювиальных отложений тяжелого гранулометрического -состава. Профиль оподзоленных черноземов аналогичен описанным, выше серым лесным почвам, отличаясь тем, что признаки оподзоливания здесь менее выражены, наблюдается большее содержание гумуса, по профилю встречаются единичные включения разложившейся доломитовой или же известковой щебенки.
Горные выщелоченные черноземы формируются в основном на элювиально-делювиальных отложениях. Большей частью приурочены к средним и нижним частям пологих склонов южной экспозиции и их шлейфам.
Эти почвы по своим свойствам имеют определенную близость к опод-золенным черноземам. Вместе с тем они имеют и существенные различия: в горных выщелоченных черноземах отсутствует кремнеземистая присыпка, верхняя граница вскипания от 10% соляной кислоты значительно выше (табл.37).
Приведенные в табл.37 показатели; свидетельствуют о закономерном увеличении средней мощности гумусового горизонта по мере перехода от горных серых лесных почв к выщелоченным черноземам питомников. Общая мощность гумусового горизонта в горных серых лесных почвах складывается из Ап 4- А1, в черноземах и темно-серых — из Ап + Al + АВ Как горные опод-золенные, так и выщелоченные черноземы по мощности гумусового горизонта являются среднемощными; средние значения этого показателя более 40 см, поэтому на них возможна глубокая вспашка - на глубину до 35 см, что очень важно при закладке школьных отделений. А на серых лесных почвах пахота возможна только на глубину 24 см, так как глубже будут подпахиваться елабогумусированные горизонты. Поэтому дальнейшее углубление пахотного слоя на этих почвах должно сопровождаться обязательным внесением органических удобрений в повышенных дозах;
Для горных почв характерен глинистый и тяжелосуглинистый гранулометрический состав (табл.38). Это является следствием их формирования в нижних частях склонов и на почвообразующих породах, обогащенных окислами кремния, алюминия, а также магния, и состоящих из вторичных минералов группы монтмориллонита и гидрослюд (Мукатанов, 1971, 1989, 1994; и др.). В гранулометрическом составе указанных почв, как это видно из табл.38, преобладают илистые и; крупнопылеватые частицы. Известно, что при большом содержании в почве пылеватых частиц наблюдается низкая прочность структуры, она при распашке легко поддается разрушению. При несвоевременной вспашке образуются большие глыбисто-крупнокомковатые отдельности, способствующие ухудшению водно-физических свойств почв. Кроме того, этому способствует также перенос глинистых частиц по склону в процессе естественной механической денудации.
Хвое-листовая диагностика сеянцев как метод определения обеспеченности почв питательными элементами
Химический анализ растений может дать представление о том, что усваивается ими из почвы ив каких количествах. Для этих целей успешно применяется метод листовой диагностики. По мнению Д.А. Сабинина (1955), З.П. Журбицкого (1962), АЛ. Щербакова (1964), В.Н. Буркова (1956), З.В. Ивановой, В.М. Лавриченко (1980) и других, между содержанием элемента в питательной среде и его концентрацией в листьях (хвое) или в целом растении имеется определенная и в большей части прямая зависимость.
Боулд (цит. по Д.Куку, 1970) делает следующий вывод: «Практика показывает, что листовой анализ при правильном использовании отражает способность культуры извлекать питательные вещества из почвы при данном сочетании внешних условий, тогда как почвенный анализ может в настоящее время указать лишь на потенциальную доступность питательных веществ почв для поглощения их растением».
А.В. Соколов в своем докладе на 4 координационном совещании по диагностике потребности растений в удобрениях (Зинкевич, 1971) также подчеркивал, что методы растительной диагностики дают возможность учесть суммарное воздействие всех факторов роста растений, в связи с чем необходимо обратить внимание на анализ самого растения.
Метод листового анализа в настоящее время общепризнан, причем такой анализ В.В. Церлинг (1971), B.C. Победов и др. (1974), З.С. Чурагулова (1974, 1976), Г.И. Гире, С.Г. Прокушин (1997) рекомендуют проводить параллельно с почвенным анализом, что, к сожалению, соблюдается не всеми исследователями. СВ. Зонн (1964), отмечал, что листовой анализ древесных растений представляется перспективным, особенно для выявления элементов питания, находящихся в минимуме.
За рубежом вопросам листовой диагностики уделялось большое внимание (Wehrmann J.,1961,1963; Tamm С.,1964; Schlchting Е.Д969; Burg J., 1979). Попытки использования данных химического состава различных тканей древесных пород для суждения об их потребностях в элементах питания имели место еще в работах девятнадцатого века (Ebermayr, 1876, Schrader, 1878). Дальнейшее теоретическая и методическая разработка применительно к древесным породам проводилась многими исследователями.
Возможность оценки степени обеспеченности растений питательными веществами по данным анализа хвои сеянцев основана на существовании тесной зависимости между концентрацией физиологически важных элементов в ассимилирующих тканях и ростом растений (Победов, 1970; Шумаков, Попова, 1979; Прокушин, 1982; и др.). Исследования показали, что наиболее низкие величины содержания элемента в хвое соответствуют неудовлетворительному поступлению его из почвы и сопровождаются резким угнетением ростовых процессов, и обычно выражены внешними симптомами (Орлов, Кошельков, 1971; Новицкая и др., 1971; Орлов, 1973; Гире, Прокушин, 1997; и др.). Улучшение питания вызывает усиление ростовых процессов и, как правило, повышение концентрации элемента в хвое и листьях. После достижения оптимальной концентрации дальнейшее увеличение снабжения элементом может вызвать нарастания его концентрации в хвое и листьях, но уже не сказываться на ростовых процессах или может даже тормозить рост (Крамер, Козловский, 1963; Церлинг, 1971; и др.). В условиях острого недостатка питательного элемента растение будет вынуждено расти и "разбавлять" питательный элемент в своих листьях, так что его концентрация понизится (Кук, 1970). Известно, что азот является необходимым элементом для ростовых процессов древесных растений в течение всей их жизни, и его недостаток значительно тормозит рост растений (Крамер, Козловский, 1963). Выявлена тесная прямая связь между ростом древостоев и содержанием азота в хвое (Wehrmann, 1959; Орлов, Кошельков, 1971; Поргасаар, 1965,1966,1977).
