Содержание к диссертации
Введение
1 Обобщение лесокультурного опыта в Карелии: проблемы и пути их решения 12
1.1 Лесовосстановление в Карелии 12
1.2 Технологии производства посадочного материала в России и Карелии 16
1.3 Возможности использования скандинавских технологий в Карелии 21
1.4 Экологические факторы, влияющие на периодичность роста есных культур 29
2 Объекты исследований и методика работ 44
2.1 Объекты исследований 44
2.1.1 Физико-географические условия района 44
2.1.2 Характеристика лесного фонда лесхозов 50
2.1.3 Характеристика объектов исследований 52
2.1.3.1 Постоянные пробные площади 52
2.1.3.2 Временные пробные площади 54
2.2 Методика работ 55
2.2.1 Постоянные пробные площади 55
2.2.2 Временные пробные площади 59
3 Сезонная динамика роста лесных культур сосны разного возраста 62
3.1 Изменение линейных показателей роста лесных культур сосны 62
3.1.1 Однолетние культуры сосны 62
3.1.2 Двулетние культуры сосны 72
3.1.3 Трехлетние культуры сосны 76
3.1.4 Четырехлетние культуры сосны 81
3.1.5 Пятилетние, шестилетние и восьмилетние культуры сосны 84
3.2 Накопление биомассы вегетативными органами сосны 88
3.2.1 Однолетние культуры сосны 89
3.2.2 Двулетние культуры сосны 93
3.2.3 Трехлетние культуры сосны 95
3.2.4 Четырехлетние культуры сосны 98
4 Анализ роста и развития лесных культур сосны на ранних тадиях онтогенеза 100
4.1 Сохранность лесных культур сосны 100
4.2 Линейные показатели роста лесных культур сосны 103
4.3 Оценка влияния экологических факторов на рост лесных культур сосны с помощью дисперсионного анализа данных 115
4.4 Накопление биомассы лесными культурами сосны 118
4.5 Оценка влияния экологических факторов на накопление биомассы лесных культур сосны с помощью дисперсионного анализа данных 125
4.6 Особенности строения корневых систем лесных культур сосны различных вариантов их создания 127
5 Особенности минерального питания сосны обыкновенной 133
5.1 Содержание элементов минерального питания в почве 133
5.2 Содержание элементов минерального питания в различных рганах сосны обыкновенной 134
5.3 Динамика накопления азота, фосфора, калия 140
5.4 Оценка зависимости между накоплением сухой массы сеянцами осны и содержанием в них элементов минерального питания 144
Выводы и рекомендации 146
Список литературы
- Технологии производства посадочного материала в России и Карелии
- Характеристика лесного фонда лесхозов
- Пятилетние, шестилетние и восьмилетние культуры сосны
- Оценка влияния экологических факторов на рост лесных культур сосны с помощью дисперсионного анализа данных
Введение к работе
В настоящее время в Карелии все шире используются скандинавские технологии выращивания посадочного материала и создания лесных культур. Сравнение систем ведения лесного хозяйства в Карелии и на севере Европы показывает, что в силу исторических, климатических отличий прямое копирование европейского опыта вряд ли возможно. Однако общие тенденции развития и подходы принимать во внимание, безусловно, полезно. Скандинавские страны используют посадку сеянцев с закрытой корневой системой, в том числе по необработанной почве. В нашей стране традиционно высаживают сеянцы с открытой корневой системой по обработанной почве. Кроме разработок СПбНИИЛХ, у нас научные учреждения не занимаются испытанием брикетированных сеянцев, их приживаемостью и поведением в условиях вырубок. После закупки в Финляндии агентством по лесному хозяйству Госкомприроды РК нескольких технологических линий и постройки четырех тепличных комплексов по производству контейнеризированных сеянцев необходимо знать возможности и перспективы их использования. Применяя скандинавские технологии, мы должны убедиться в том, что они целесообразны в наших условиях.
Многие исследователи считают, что без знания периодичности роста ле-сообразующих пород невозможно раскрыть существенные стороны их биологии и экологии. Знание сезонной динамики роста и развития лесных древесных пород особенно важно для рационального проведения лесохозяйственных мероприятий: заготовки семян, посева и посадки растений, внесения удобрений, проведения рубок ухода. Необходимо наряду с испытанием различных агротехнических приемов, сроков их проведения, делать теоретическое обоснование агротехники и технологии выращивания посадочного материала и лесных культур на основе знаний биологии молодых растений, динамики их роста, пи-
тания и развития. Для посадочного материала, выращиваемого в питомниках, проведены исследования особенностей развития в конкретных климатических и почвенно-грунтовых условиях (Наквасина, 1979, 1991; Гаврилова, 1993). Периодичность роста сеянцев и саженцев в условиях вырубок исследовалась только в связи с приростами по высоте и диаметру, а динамика потребления минеральных элементов и роста корневых систем в условиях Республики Карелия не изучались. Знание периодичности роста корневых систем,"закономерно-стей накопления массы органического вещества может быть основанием для разработки рекомендаций по видам, срокам проведения уходов и количеству их, особенно для новых видов посадочного материала.
Искусственное лесовосстановление является решением проблем сокращения площадей хвойных лесов, особенно сосновых, ускоренной рекультивации нарушенных земель. Прежде чем переходить на новые технологии выращивания посадочного материала и создания лесных культур необходимо убедиться в том, что они подходят для условий Карелии. В связи с этим сравнение роста и развития лесных культур, созданных различными видами посадочного материала и с разными способами обработки почвы наиболее интересно для практики. Изучение периодичности роста сеянцев и саженцев может дать основание для разработки рекомендаций по видам, срокам и количеству уходов за лесными культурами, что в свою очередь позволит получать качественную древесину хозяйственно ценных пород в оптимальные сроки.
Цель и программа исследований
Цель данной диссертационной работы - комплексное изучение особенностей роста лесных культур сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) в экосистеме вейниково-луговиковых вырубок южной части Карелии, а также испытание различных видов посадочного условиях и оценка влияния обработки почвы на рост лесных культур.
В результате проведенной предварительной оценки состояния вопроса, на основании поставленной цели и требующих выполнения задач была разработана программа, предусматривающая совместное изучение следующих основных вопросов:
Обобщение опыта лесокультурного дела и анализ использования скандинавских технологий в Карелии;
Анализ изучения периодичности роста хвойных пород и сосны обыкновенной в частности;
Анализ химического состава почв и его динамики в течение сезона на постоянных пробных площадях;
Выяснение особенностей минерального питания сеянцев сосны и накопления элементов минерального питания растениями в течение сезона на постоянных пробных площадях;
Исследование периодичности роста и развития лесных культур сосны в процессе онтогенеза на постоянных пробных площадях;
Сравнение роста и развития лесных культур сосны, созданных различными видами посадочного материала на постоянных пробных площадях;
Изучение влияния обработки почвы на рост и развитие лесных культур сосны на постоянных пробных площадях;
Изучение и сравнение роста лесных культур сосны старших возрастов, созданных разными видами посадочного материала, на временных пробных площадях в условиях зеленомошной группы типов леса южной Карелии.
Научная новизна
Впервые на территории Карелии проведены сравнительные исследования сезонного роста лесных культур сосны обыкновенной, созданных различными видами посадочного материала, в том числе без предварительной обработки почвы. Изучена динамика потребления минеральных элементов саженцами со-
сны обыкновенной в течение вегетационного периода, а также особенности строения и развития корневых систем сеянцев и саженцев сосны обыкновенной. Апробация накопленного лесокультурного опыта нашего и скандинавского в зеленомошном типе условий позволит найти пути использования прогрессивных приемов создания лесных культур сосны обыкновенной в Республике Карелия.
Практическое значение результатов
Результаты исследований могут быть приняты для разработки рекомендаций по использованию контейнеризированных сеянцев в зеленомошнои группе типов леса и вейниково-луговиковых вырубок для условий южной части Карелии.
Обоснованность и достоверность результатов исследований
Обоснованность и достоверность результатов исследований обеспечивалась: применением методик планирования исследований в соответствии с требованиями по повторности опыта, выборки деревьев и количеству измерений, что осуществлялось с учетом уровней изменчивости признаков; проведением исследовательских работ в соответствии с действующими стандартами и с учетом имеющихся рекомендаций и наставлений.
Исследования проводились на постоянных пробных площадях в течение восьми лет. Часть из наблюдений проводилась на временных пробных площадях. Оценка результатов осуществлялась на 5 % уровне значимости. Достоверность результатов достигнута применением средств современного программного обеспечения и методов математической статистики при обработке материалов исследований.
Организация исследований
Исследования проводились на постоянных пробных площадях, заложенных на территории учебно-опытного лесничества Петрозаводского государственного университета, сотрудниками Института леса КарНЦ РАН и ПетрГУ в рамках проекта «Тайга - модельный лес», и были продолжены после окончания проекта в течение шести лет.
Исследования также проводились на тридцати двух временных пробных площадях, заложенных на территории Петрозаводского, Питкярантского, Сор-тавальского и Суоярвского лесхозов.
Личный вклад автора
Автором лично или при ее непосредственном участии проведены все полевые исследования в 1999 - 2006 гг. Диссертантом выполнены камеральная и статистическая обработка всех экспериментальных материалов, анализ полученных результатов.
Апробация работы
Основные положения и результаты исследований представлены на международной конференции «Биоразнообразие европейского севера: теоретические основы изучения, социально-правовые аспекты использования и охраны» (Петрозаводск, сентябрь 2001 г.); на международной конференции, посвященной 50-летию лесоинженерного факультета ПетрГУ «Новые технологии и устойчивое управление в лесах Северной Европы» (Петрозаводск, октябрь 2001 г.); на международной научно-практической конференции «Антропогенная трансформация таежных экосистем Европы: экологические, ресурсные и хозяйственные аспекты» (Петрозаводске, ноябрь 2004 г.); на всероссийской
конференции «Природная и антропогенная динамика наземных экосистем» (Иркутск, октябрь 2005 г.).
По материалам исследований опубликовано 14 работ, в том числе в рецензируемых изданиях, включенных в требуемый список ВАК - 2 статьи.
Структура и объем диссертации
Диссертационная работа изложена на 166 страницах машинописного текста и состоит из введения, 5 глав, выводов и рекомендаций и 4 приложений. Список литературы включает 160 наименований, в том числе 58 - на иностранных языках. Текст иллюстрирован 74 рисунками и содержит 9 таблиц.
Благодарность
Автор выражает искреннюю признательность научному руководителю д-ру с.-х. наук, проф. А. П. Цареву за помощь методического и организационного характера. Коллективу кафедры лесного хозяйства ПетрГУ, и в первую очередь, канд. с.-х. наук, доц. О. И. Гавриловой за помощь в работе над диссертацией. Сотрудникам института леса КарНЦ РАН за организацию работ по закладке пробных площадей. Т. Г. Боишниковой, сотрудникам учебно-производственного центра лесоинженерного факультета за содействие в сборе и обработке материала. Спасибо родным и близким за всестороннюю помощь на всех этапах работы над диссертацией.
Технологии производства посадочного материала в России и Карелии
Правильный выбор посадочного материала позволяет в значительной степени снизить отрицательное влияние ряда биологических факторов на культуры. Поэтому не случайно в зарубежных странах имеется широкий ассортимент видов посадочного материала, который постоянно расширяется (Соколов, Харитонов, 2001).
В России технологии создания культур посадкой предусматривают широкое использование посадочного материала с открытой корневой системой, который в настоящее время стоит дешевле, чем с закрытой, но обладает рядом существенных недостатков (Соколов, 2006). На Европейском Севере России в открытом грунте выращивается 60 % посадочного материала, в теплицах - 40 % (Трубин, 2000). Основным посадочным материалом остаются сеянцы сосны и ели и саженцы ели (10 %) с открытой корневой системой, для которых накоплен опыт и разработана технология искусственного торможения начала распус 17 кания почек. Причем на долю ели приходится 79-83 %, сосны 17-21 % общего выпуска посадочного материала (Мочалов, 2000).
Объем выращивания посадочного материала с закрытой корневой системой в России незначителен: в 1981 г. он составлял 1 % (Жигунов, 2000), сейчас - около 5 %. В Карелии объем выращивания контейнеризированных сеянцев последние годы составлял 30-45 % (в 2005 г. - 24 %). В структуре производстве и использования сеянцев с открытой и закрытой корневой системой имеются различия, которые стоит тщательно взвесить при планировании нового производства посадочного материала (табл. 1.1). Положительным в использовании контейнеризированных сеянцев является сокращение срока выращивания и удлинение сроков посадки, уменьшение производственных площадей и высокая приживаемость, а также более рациональное использование селекционно-улучшенного и привитого посадочного материала. Недостатками - затрудненность транспортировки и хемотропизм корней, что приводит к замедлению роста культур в возрасте 4-Ю лет, большие начальные инвестиции.
В бывшем СССР работы по проблеме выращивания и лесокультурного использования посадочного материала с закрытой корневой системой были-начаты в 1963 г., а производство контейнеризированных сеянцев в опытном порядке стали выполнять, начиная с 1968 г. Существует четыре основных способа производства таких сеянцев: «Брика» (Латвия «Силава»), «Брикет» (ЛенНИИЛХ), выращивание сеянцев с полузакрытыми корнями в рулоне «Лента» (измененный вариант «Нисула») и относительно недавно разработанный СПбНРІИЛХом способ выращивания посадочного материала в контейнерах из полиэтилена «Сота» и вспененного полистирола «Тоотси» (Родин, 2005). Во всех случаях, кроме последнего, используют готовые сеянцы, у которых корни помещают в искусственный субстрат. Все эти способы не получили широкого распространения в нашей стране. Контейнеры «Тоотси» и «Сота» применяются в ГОЛХ «Сиверский лес» (Ленинградская область). В Краснодарском крае и Ульяновской области налажено производство сеянцев с закрытой корневой сие 18
Сопоставление производства сеянцев с открытой и закрытой корневой системой (по Рикала, 2000) Факторы Производство контейнеризированных сеянцев в сравнении с производством открытого грунта Длительность периода вегетации Лучше подходит к условиям короткого периода вегетации (север/возвышенные места) Необходимые площади и качество земель Требуются меньшие площади без дополнительных требований к качеству почвы Начальные инвестиции Строения и оборудование дороже, чем .для открытогогрунта Количество и качество воды Потребность ниже, для производства сеянцев открытого грунта нужна качественная вода Рабочая сила Потребность ниже, но требует большего числа специалистов Строения, оборудование Варьируют от открытых площадок до специальных строений, оборудования и автоматики Эффективность использования семян Обработка семян позволяет добиться повышенной эффективности (почти 100%), тогда как в производстве сеянцев открытого грунта она - 10-30 % Сроки выращивания и размеры сеянцев Сроки короче (от 6 месяцев до 2 лет), колебания размеров меньше. При производстве ОКС сроки больше (2-4 года), колебания размеров выше Пригодность по породам ЗКС: породы с мелкими семенами, медленно прорастающими и растущие, с доминированием стержневого корня ОКС: породы широколиственные, сеянцам которых требуется много места Поражения Снижен риск поражений из-за обеззараженного субстрата, закрытых контролируемых условий роста и более короткого периода выращивания Зимнее хранение При хранении на открытом воздухе корни подвержены замерзанию, емкость складов должна быть выше, чем для сеянцев открытого грунта Обработка сеянцев Более стойкие к засухе и механическим стрессам, чем сеянцы открытого грунта Перевозка Требуют больших емкостей и имеют большую массу Условия посадки Меньше страдают от посадочного шока Период посадки Дольше, но предполагает обязательную подготовкупочвы Посадка Быстрее, меньше подвержена влиянию ошибок Приживаемость Значительно выше темой на линии ЛКС-100 с применением контейнеров местного производства (Жигунов, 2000).
В настоящее время в нашей стране используют в основном импортные контейнеры двух типов. В первом случае растения вынимают из контейнеров при посадке (шведские пластиковые блоки «Multipot», рулоны «Нисула» и ячеистые бумажные блоки «Paperpot», «Ecopot» из Финляндии), а во втором -контейнеры помещают в почву вместе с растениями (канадские пластмассовые «пули» и трубчатые цилиндрические капсулы «Ontario»),
В Карелии посадочный материал выращивается в открытом грунте и в теплицах, с открытой (55-76 %) и с закрытой (24-45 %) корневой системой. В республике проводится активная работа по внедрению перспективных технологий по выращиванию сеянцев хвойных пород с закрытой корневой системой, так как вырастить стандартный посадочный материал в условиях короткого и холодного северного лета довольно сложно.
Характеристика лесного фонда лесхозов
На территории лесхозов, где закладывались постоянные и временные пробные площади, как и в целом по Карелии, преобладают хвойные леса. В Питкярантском и Суоярвском лесхозах больше сосновых древостоев, а в остальных лесхозах - еловых (табл. 2.2). Хвойные насаждения в основном представлены наиболее распространенной в Карелии зеленомошной группой типов леса (табл. 2.3).
Известно, что сосна в этих условиях, особенно на легких по механическому составу почвах растет лучше ели (Редько, Бабич, 1994; Корчагов, 2002; Сунгурова, 2004), но возобновление ее естественным путем не всегда здесь возможно, что обуславливает необходимость увеличивать долю сосновых древостоев за счет создания лесных культур.
Итого 60,5 68,9 64,9 67,8 71,4 Так, по данным инвентаризации 1929 года, на территории учебно-опытного лесничества Петрозаводского государственного университета (площадь 2468 га) произрастали сосновые леса. По результатам обследования 1998 года, преобладают лиственные насаждения, сформировавшиеся на концентрированных вырубках 30-х годов. Почвенные условия на данной территории отличаются сравнительно высоким плодородием - более 75 % занимают местообитания, оцениваемые 1-3 классами бонитета. В то же время, наиболее плодородные участки заняты лиственными породами: в процессе лесовозобновления на вырубках прошлых лет возникали смешанные лиственные древостой, под пологом которых формировался второй ярус из ели. Так же значительную долю общего запаса лесничества составляют приспевающие и спелые еловые древостой, частично сформировавшиеся в результате выборочных рубок в сосняках.
То есть на территории лесничества наблюдается классическая смена сосны елью и малоценными лиственными насаждениями. При проведении хозяйственных мероприятий в таких условиях необходимо в наиболее плодородных типах условий произрастания обеспечить восстановление хвойных пород и желательно сосны, часто это возможно только при искусственном восстановлении.
Постоянные объекты исследований находятся на территории Пряжинского лесхоза (6145 с. ш. и 3346 в. д.). Вырубка 1991 года. Бывший тип леса сосняк брусничный, III класса бонитета. Тип вырубки - вейниково-луговиковый (Ронко-нен, 1975; Крышень, 2006), рельеф ровный. Степень задернения средняя. Напочвенный покров неоднороден. Состав напочвенного покрова по степени ветре чаемости: Calamagrostis arundinacea - 31 %, Calamagrostis epigeios - 23 %, Ave-nella flexuosa - 20 %, Vaccinium vitis-idaea - 19 %, Chamaenerion angustifolium -7 %, единично - Luzula pilosa, Angelica silvestris, Solidago virgaurea, Gnaphalium silvaticum, Calluna vulgaris, в понижениях Spagnum, на уплотненной почве Polytrihum commune. Почва - подзол иллювиально-железистый.
Естественное возобновление было представлено в основном лиственными породами. В составе насчитывалось 56 % березы, 6 % ольхи, 5 % осины. Кроме того, был подлесок в количестве 20 % ивы, 3 % рябины. Сосна составляла 4 %, ель 6 %. Общее количество деревьев 7750 шт./га. Около 40 % березы порослевого происхождения. Ее средняя высота в два раза больше, чем березы семенного происхождения. Она являлась сильным конкурентом сосны и ели (табл. 2.4).
На участке шла смена породного состава и вытеснение хвойных пород, в первую очередь сосны. Поэтому на части площади (1,3 га) была проведена реконструкция малоценных насаждений методом сплошной уборки лиственных пород, и заложены лесные культуры сосны, на остальной площади (0,7 га) созданы частичные культуры без обработки почвы. Всего создано четыре варианта лесных культур в трех повторностях каждый, общей площадью 2,0 га (приложение 1).
1 вариант (посевы). На участке площадью 0,5 га почва обработана с помощью ПДН-1: ширина полос 0,7 м, расстояние между полосами 3,5 м. Посев проведен вручную в площадки 20x20 см, по 20 штук в одну площадку. Количество посевных мест 3,0 тыс. шт./га. Семена первого класса качества происхождением из Прионежского района.
2 вариант (ОКС). Площадь 0,4 га. Обработка почвы - полосами с помощью ПДН-1: ширина полос 0,7 м, расстояние между полосами 3,5 м. Рядовая посадка однолетних контейнеризированных сеянцев посадочной трубой, шаг посадки 1 м. Количество посадочных мест 3,0 тыс. шт./га. Сеянцы приобретены в питомнике Петрозаводского лесхоза, выращены из нормальных семян, заготовленных на территории Прионежского района.
3 вариант (ЗКС с обработкой почвы). Площадь 0,4 га. Обработка почвы -полосами с помощью ПДН-1: ширина полос 0,7 м, расстояние между полосами 3,5 м. Рядовая посадка двулетних сеянцев с открытой корневой системой, шаг посадки 1 м. Количество посадочных мест 3,0 тыс. шт./га. Сеянцы известного происхождения приобретены в питомнике Петрозаводского лесхоза, высота 7-Ю см, развитие корневой системы удовлетворительное.
4 вариант (ЗКС без обработки почвы). Участок площадью 0,7 га отличался большим количеством подроста ели (50 %) и сосны (30 %). Данные учета показали, что подрост расположен неравномерно и куртинами. На данном участке созданы частичные культуры сосны биогруппами. Посадка проводилась однолетними контейнеризированными сеянцами известного происхождения из питомника Петрозаводского лесхоза, под посадочную трубу в местах, где отсутствовало задернение почвы. Густота культур сосны с учетом подроста составила 2 тыс. шт./га. В перспективе на данной пробе может быть выращено продуктивное смешанное сосново-березовое насаждение со вторым ярусом из ели. В ближайшие годы следует провести вырубку березы порослевого происхождения, которая имеет низкую товарную ценность и является сильным конкурентом хвойным породам. Варианты с посевами и сеянцами открытого грунта без обработки почвы не рассматривались в связи с действующими рекомендациями по лесовосста-новлению.
Пятилетние, шестилетние и восьмилетние культуры сосны
Анализируя данные за 1999-2006 гг., можно говорить о том, что в большей мере на развитие сосны обыкновенной оказывала влияние обработка почвы, нежели вид посадочного материала. В течение этих лет достоверными были различия между саженцами, высаженными по обработанной и необработанной почве. Достоверность различий средних между саженцами с ОКС и с ЗКС с обработкой почвы появляется в трехлетнем возрасте, у четырехлетних культур она сильно выражена только для высоты, в пятилетнем возрасте различия по высоте и диаметру корневой шейки недостоверны. Однако, на конец 2004 г. (шесть лет) различия по высоте и диаметру корневой шейки у этих двух вариантов снова достоверны. У восьмилетних лесных культур достоверность по этим двум показателям не подтвердилась.
Среди однолетних культур измеряемые показатели у посевов были значительно ниже трех других вариантов. В два и три года по некоторым показателям достоверность различий между посевами и саженцами с ЗКС без обработки почвы не подтвердилась, что позволило говорить о лучшем росте посевов. Этот факт также подтверждает большее влияние обработки почвы на рост сосны обыкновенной, по сравнению с видом посадочного материала и методом создания. У четырехлетних культур на конец сезона различия снова были достоверными между посевами и тремя другими вариантами. В пятилетнем возрасте различия между посевами и саженцами с ЗКС без обработки почвы достоверны по высоте и длине хвои и недостоверны по диаметрам. А в конце 2004 г. (шесть лет) диаметр корневой шейки у посевов больше, хотя по высоте лидируют саженцы. В восьмилетнем возрасте между посевами и ЗКС без обработки почвы по основным показателям, таким как высота и диаметр стволика, различия достоверны. Таким образом, влияние обработки почвы сказывается в течение нескольких лет после посадки и сильнее, чем влияние вида посадочного материала или метода создания лесных культур. И только лишь к восьмому году после посадки частично нивелируется. Таким образом, в течение всех лет исследований саженцы с ЗКС, выращиваемые с обработкой почвы, лидируют в развитии. Не намного от них отстают саженцы с ОКС. Первые три года после посадки посевы значительно отставали в росте от трех других вариантов, но в четыре - шесть лет они догнали по некоторым показателям саженцы, выращиваемые без обработки почвы. Диаметр корневой шейки в шесть лет у посевов больше, чем у варианта, выращиваемого без обработки почвы (рис. 3.26). Однако, в восьмилетнем возрасте различия между этими двумя вариантами снова достоверны. Саженцы, выращиваемые без предварительной обработки почвы, имеют худшие,биометрические показатели по сравнению с вариантами с обработкой почвы. Это связано с тем, что они испытывали конкуренцию за воду и питание с хорошо развитой корневой системой растений напочвенного покрова. Обработка почвы, создала оптимальные экологические условия: оптимальную температуру и влажност-ный режим почвы, обеспечила ее хорошую воздухопроницаемость, что не могло не сказаться на степени разветвленности корневой системы, количестве корневых окончаний, а, следовательно, и на развитии растений в целом.
Как видим, рост сеянцев и саженцев не происходит постоянно: в течение сезона вегетации наблюдаются периоды максимального и минимального прироста линейных показателей. Так прирост в высоту, по диаметру и длине главного корня наблюдается в начале сезона вегетации (до конца июня - начала июля). А приросты показателей корневой системы наибольшие в его второй половине. Таким образом, можно говорить о периодичности роста растений.
Кроме того, были отмечены различия в динамике роста вариантов: на закономерности роста оказывали влияния, как биология породы, так и метод создания, вид посадочного материала и обработка почвы. Также отмечена зависимость линейных показателей роста от погодных условий: в 2002 г. наблюдалась очень ранняя, теплая весна и в этот год рост растений начался, значительно раньше. В первый год после посадки влияние вида посадочного материала сказывалось сильнее (изначально лучшее развитие корневой системы у ПМЗКС). В период со второго по шестой годы все больше оказывал влияние такой фактор, как обработка почвы: все годы лидируют саженцы, выращиваемые по обработанной почве с ЗКС, на втором месте - с ОКС. Посевы по некоторым показателям догнали саженцы, выращиваемые без обработки почвы, а диаметр корневой шейки на шестой год у посевов даже выше. В восьмилетнем возрасте влияние обработки почвы нивелируется: саженцы, выращиваемые без обработки почвы, выходят из-под влияния напочвенного покрова и увеличивают свои темпы роста.
На вейниково-луговиковых вырубках в начале третьего и четвертого года роста следует провести уборку прошлогодней упавшей травы, а также окашива-ние в середине сезона вегетации, особенно в этом нуждаются культуры посевами и выращиваемые без обработки почвы. На пятый год посевы требуют прореживания, т. к. достигли критической высоты, и между сеянцами началась конкуренция.
Оценка влияния экологических факторов на рост лесных культур сосны с помощью дисперсионного анализа данных
В среде «Excel» были выполнены однофакторный и двухфакторный дисперсионный анализы данных, полученных в ходе полевых измерений (Ивантер,
Коросов, 2003, 2005). В 1999-2002 гг. определялась степень влияния обработки почвы и вида посадочного материала на рост и развитие лесных культур, созданных посадкой.
Двухфакторный дисперсионный анализ с повторениями за 1999 г. показал, что на рост и развитие лесных культур оказывает влияние, как обработка почвы, так и вид посадочного материала: расчетный критерий Фишера (Fp) больше табличного (FT) при принятом пятипроцентном уровне значимости (а = 0,05). Однофакторный дисперсионный анализ биометрических показателей позволил установить, что обработка почвы оказывает влияние на большее количество измеряемых показателей (высоту, длину главного корня, диаметры, число и длину хвои), нежели вид посадочного материала (высоту, число боковых корней, длину хвои). При этом более сильное влияние на высоту и длину хвои оказывает именно обработка почвы.
В двухлетнем возрасте обработка почвы оказывает влияние на все показатели, кроме числа и протяженности боковых корней. Влияние вида посадочного материала в этом году на рост культур не выявлено (Fp FT 0,05) У трехлетних лесных культур влияние обработки почвы сказывается на всех показателях, кроме ширины хвои; а вида посадочного материала только на высоте, диаметре корневой шейки и числе хвои.
В 2002 г. в течение всего сезона измерялись высота, диаметры корневой шейки и осевого побега, а так же длина и ширина хвои. Из этих измеряемых показателей влияние обработки почвы сказалось на росте растений в высоту, по диаметрам и ширине хвои. Вид посадочного материала также оказывал влияние на высоту и диаметр корневой шейки.
Следует отметить, что влияние обработки почвы у однолетних и двулетних культур в той или иной мере сказывалось на всех показателях, кроме протяженности и числа боковых корней, начиная с третьего года роста, установлено влияние и на эти два показателя. Таким образом, начиная с третьего года, саженцы с ЗКС, выращиваемые с обработкой почвы полностью адаптировались к условиям среды, их корневая система развивается и осваивает новое пространство значительно лучше, нежели у саженцев с ЗКС, выращиваемых без обработки почвы.
Влияние вида посадочного материала сказывается на высоте в течение всех лет, на диаметре корневой шейки с третьего года после посадки. В первый год после посадки также отмечено его влияние на число боковых корней и длину хвои, в дальнейшем это влияние не отмечается. Таким образом, стабильное влияние вид посадочного материала оказывает только на два показателя: рост з высоту и, начиная с третьего года роста, диаметр корневой шейки.
У восьмилетних лесных культур была проведена балльная (0-5 баллов) оценка общего состояния растений (Царев, 1977). Методом двухфакторного дисперсионного анализа оценено влияние вида посадочного материала, метода создания лесных культур, обработки почвы и микроусловий участка (повторность) на рост и развитие растений всех балльных категорий. Затем, чтобы устранить влияние случайных факторов на результаты исследований, растения, отнесенные к категориям слабых и очень слабых (с баллами 3 и 4) были исключены, и двухфак-торный дисперсионный анализ проведен повторно (табл. 4.3).
Влияние микроусловий участка (повторность) на рост лесных культур по основным таксационным показателям дисперсионным анализом не выявлено: расчетный критерий Фишера (Fp) меньше табличного (FT) при принятом пятипроцентном уровне значимости (а = 0,05). Метод создания лесных культур, как и степень обработки почвы, оказывает влияние на рост культур в высоту и по диаметру (Fp FT 0,05)- Влияние вида посадочного материала (ОКС или ЗКС) на рост культур также не выявлено (приложение 4).
На основе полученных результатов исследований и проведенного анализ? можно говорить о том, что такой экологический фактор, как обработка почвы, по крайней мере, первые восемь лет после посадки оказывает значительное влияние на рост и развитие лесных культур сосны. Влияние вида посадочного материала так же было установлено, но оно выражено слабее.
