научная статья по теме ВЛИЯНИЕ ОЛЬХИ СЕРОЙ НА АЗОТНОЕ ПИТАНИЕ, ОСВЕЩЕННОСТЬ И РОСТ ЕЛИ ЕВРОПЕЙСКОЙ В КУЛЬТУРАХ Сельское и лесное хозяйство

Текст научной статьи на тему «ВЛИЯНИЕ ОЛЬХИ СЕРОЙ НА АЗОТНОЕ ПИТАНИЕ, ОСВЕЩЕННОСТЬ И РОСТ ЕЛИ ЕВРОПЕЙСКОЙ В КУЛЬТУРАХ»

ЛЕСОВЕДЕНИЕ, 2009, № 1, с. 18-24

ВЛИЯНИЕ ОЛЬХИ СЕРОЙ ИА АЗОТНОЕ ПИТАНИЕ, ОСВЕЩЕННОСТЬ И РОСТ ЕЛИ ЕВРОПЕЙСКОЙ В КУЛЬТУРАХ

Институт лесоведения РАН 143030 Успенское, Одинцовский р-н, Московская обл.

E-mail: root@ilan.msk.ru Поступила в редакцию 14.07.2006 г.

В подзоне южной тайги (Ярославская обл., Рыбинский р-н) проводится многолетний эксперимент по совместному выращиванию ели европейской с азотонакопителем - ольхой серой на залежных сельскохозяйственных угодьях, в прошлом занятых березняком кислично-черничным. Было установлено, что опад ольхи, минерализуясь, существенно улучшает азотное питание ели. Однако быстрое развитие и рост ольхи создают неблагоприятные световые условия для ели, что сказывается на показателях ее роста. Регулирование освещенности ели с помощью рубок ольхи, частичных (50%) или сплошных, приводит к осветлению ели, но вызывает снижение снабжения ее азотом. Полученные данные позволяют заключить, что как при посадке этих пород, так и при рубках ольхи следует учитывать, что расстояние между елью и ольхой, при котором оптимизируются оба фактора, не должно быть меньше 5 м. При разрастании ольхи это расстояние может быть увеличено путем рубок ольхи.

Ель европейская, ольха серая, азотофиксация, рубки ухода, опад ольхи, азотное питание, освещенность ели.

Известно, что лиственные породы деревьев способны улучшать лесорастительные свойства суглинистых дерново-подзолистых почв, бедных органическим веществом. Наиболее эффективно воздействие на почвы актиноризных пород - азо-тонакопителей, к числу которых в таежных условиях относится ольха серая. С помощью микроорганизмов - симбионтов ольха фиксирует атмосферный азот, накапливает его в своем организме и затем отдает почве, улучшая тем самым ее азотный режим и питание произрастающих совместно с ней пород деревьев. В отечественных и зарубежных публикациях отмечается существенное повышение продуктивности таких пород. Одной из них является ель - ценная в хозяйственном отношении порода, разведению которой в тайге придается большое значение, поскольку коренные ельники в этой зоне в результате деятельности человека существенно истреблены, а на их месте сейчас произрастают малоценные мелколиственные породы.

Восстановление ельников, как правило, осуществляется путем сведения малоценных пород и посадок ели или выращивания на вырубках оставшегося подроста ели. Поскольку в большей части таежных экотопов азот находится в минимальном количестве, повышение продуктивности еловых молодняков возможно путем улучшения их азотного питания. Оно достигается либо путем

внесения в почву азотных удобрений, либо путем использования способности обогащать почву азотом пород азотонакопителей. Второй способ более предпочтителен, поскольку не ухудшает экологию местности и не загрязняет ее гидрологическую сеть.

Имеющиеся в литературе примеры совместного выращивания ели с ольхой серой сводятся к тому, что ель высаживают при реконструкциях се-роольшаников либо вводят ее в предварительные культуры ольхи на бедных питательными веществами почвах [2, 6]. Существует опыт введения ели и других пород деревьев в прорубленные коридоры сероольховых древостоев в Белоруссии [3, 8].

Ель и ольха, несмотря на биологические различия и разные требования к экологическим условиям, первое время сосуществуют, как правило, хорошо. Однако различные темпы роста этих культур вскоре создают для ели неблагоприятные световые условия, поскольку быстрый рост ольхи приводит к затенению ели и вызывает необходимость проведения осветления ее путем рубок ольхи. Регулирование соотношения пород ведет к оптимизации освещенности ели и ее почвенного питания.

В задачу данной работы входило изучение особенностей развития ели и ольхи при их совместной посадке и выращивании. С этой целью в рас-

чете на длительный период наблюдений, закладывали полевой эксперимент полупроизводственного характера. В ходе наблюдений ( в течение 15 лет) выясняли степень влияния ольхи на почву, ее азотный режим, азотное питание ели, взаимоотношение пород (световой режим, динамику роста ели) и его регулирование путем рубок ольхи для нормализации прироста ели и ее азотного режима.

ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ

Эксперимент проводится в подзоне южной тайги (Рыбинский р-н, Ярославская обл.). Посадки ольхи и ели проведены в мае 1989 г. на залежных землях площадью 1 га. В опыте были предусмотрены 2 варианта (в 3-кратной повторности: I, II, III) : контроль (ель) и опыт (ель + ольха).

Между опытными и контрольными участками располагались защитные полосы шириной 5 м, не учитываемые при измерениях роста ели, поскольку на эти полосы ветром заносился опад ольхи с опытных участков.

Выбор площади для опыта был связан с попыткой расположить участки примерно в равных экологических условиях. С западной и северной сторон к участку примыкает березняк кислично-черничный (состава 5Е5Б, II бонитета 50-60-летнего возраста со средней высотой 20-30 м). Почва под березняком и опытными участками идентичная: слабодерновая среднеподзолистая легкосуглинистая.

Ель сажали весной по вспаханной осенью 1988 г. зяби двулетними саженцами вручную под меч Колесова с расстоянием между рядами 2 м, в ряду 1 м (всего 4.8 тыс. шт. на 1 га). Ольху (в основном семенного происхождения), высотой 0.2-0.8 м, высаживали в междурядьях ели в мае того же года с расстоянием 2 х 2 м между рядами. Осенью того же года и двух следующих лет выпалывали травяной покров, затрудняющий развитие ели. Чтобы ускорить влияние ольхи на азотный режим ели, на 3-й год после начала опыта провели дополнительную подсадку ольхи из расчета 2 х 1 м.

В период наблюдений регулярно определяли влажность почвы и содержание в ней углерода и азота, состояние и рост ели и ольхи, массу их опа-да, содержание азота в хвое ели и листьях, опаде и клубеньках ольхи.

Для листового анализа брали образцы хвои 1-и 2-го годов жизни из второй верхней мутовки у 10 особей ели в конце вегетационного периода (конец сентября - начало октября). Листья ольхи не менее 10 экз. отбирали со средних мутовок начале августа. Листовой анализ проводили по методу Кьельдаля после подсушивания образцов в термостате при 70°С. В отдельные годы проводили определение влажности, общего и доступного

растениям азота (NH+, NO3) в образцах почвы, взятых с 10 точек каждой площадки с глубины 010 см. Анализировали среднюю смешанную пробу для каждой пробной площади в 2-х повторно-стях по общепринятым методикам [1].

Об азотном режиме ольхи судили по содержанию азота и накоплению его в летней листве, клубеньках и опаде, для чего определяли абсолютно сухую массу опада ольхи на каждой площади в конце вегетационного периода с трех площадок (1 м2) в 3-кратной повторности, сушили до воздушно- сухого состояния и взвешивали.

Массу клубеньков определяли путем раскопок корней ольхи вблизи ствола на площади 1 м2 в 3-кратной повторности на каждой площадке опыта. Собранные клубеньки отмывали от почвы, высушивали в термостате при 70°С, взвешивали и определяли содержание в них общего азота. Примерный расчет массы клубеньков на 1 га проводили с учетом площади раскопок. О росте ели судили по ежегодным измерениям приростов главных побегов в сентябре-октябре месяце. Регулирование соотношения числа особей ели и ольхи проводили с помощью рубок ольхи (выборочных или сплошных) с учетом данных измерения приростов ели и концентраций азота в ее хвое. В 1995 г. проводили частичные рубки ольхи для осветления ели на участках "II ольха + ель" (каждый второй ряд ольхи) и "III ольха + ель" (каждое второе дерево ольхи в рядах). На этих участках вырубали 50% ольхи. В 1996 г на площади "II ольха + ель" была проведена сплошная вырубка ольхи.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Наблюдения показали, что культуры ели и ольхи после посадки хорошо прижились (свыше 90% от посаженного материала). Состояние ели было удовлетворительное. Ежегодные определения содержания азота в хвое ели показали, что во всех повторностях варианта "ольха + ель", начиная с 1992 г. этот показатель рос, значительно превосходя контрольный вариант (ель) более чем в 2 раза (2.23% против 1.08% в контроле) с некоторыми перепадами в отдельные годы (рис. 1). Результаты свидетельствовали о заметном влиянии ольхи на азотный режим ели, сопоставимом с эффектом, полученным в опытах с внесением в почву азотных удобрений (150 кг га-1 действующего вещества аммиачной селитры) [7].

Заметные изменения содержания азота в хвое опытных участков происходили после рубок ольхи, о чем было сказано ранее. Лишь в варианте "I ольха + ель", где рубок ольхи не проводили, содержание азота до 2003 г. оставалось более высоким, чем на контрольных вариантах, несколько

Рис. 1. Динамика приростов ели в высоту (а) и концентрации в хвое азота (•) в опыте с ольхой: 1 - II О + Е; 2 - I О + Е; 3 - Е; 4 - III О + Е.

снижаясь в отдельные неблагоприятные по метеоусловиям годы.

Известно, что ольха способна с помощью симбионтов накапливать в своих органах значительные количества азота. Особенно им богаты ассимилирующие органы, которые при опаде и разложении обогащают почву элементами питания. С возрастом это влияние усиливается. Так, 7-летняя ольха способна накапливать в опаде до 179 кг га-1, 17-летняя - до 232, а 50-летняя - до 532 кг га-1 азота. Эти показатели могут меняться в связи с погодными условиями, аэрацией почвы, характером экотопа [5].

В проводимом эксперименте с елью и ольхой определяли возможное количество притока азота в почву из опада ольхи и ее клубеньков. В год посадки ольхи масса опада была незначительной - 1.6310.2 кг га-1, азота в нем содержалось 40-200 г га-1. В 1994 г. масса опада составляла 2.7-3.8 т га-1. Соот-

Таблица 1. Содержание азота в 100 высечках (площадь 113 см2) из листьев ольхи

Месяц Часть кроны Масса N, %

100 высечек, г N, мг

Июль Верхняя 0.69 24.0 3.38

Нижняя 0.67 23.3 3.46

Август Верхняя 0.69 21.8 3.38

Нижняя 0.66 22.5 3.40

Сентябрь Верхняя 0.59 16.9 2.87

Нижняя 0.61 16.5 2.70

ветственно накопление азота в этом году выросло до 80-102 кг га-1. Ольха

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Пoхожие научные работы по теме «Сельское и лесное хозяйство»

МАМАЙ А.В., СТЕПАНОВ А.Л., ФЕДОРЕЦ Н.Г. — 2013 г.

РЫСИН Л.П. — 2009 г.

ИСАЕВ А.С., МОЧАЛОВ С.А., ОВЧИННИКОВА Т.М., СОТНИЧЕНКО Д.Л., СУХОВОЛЬСКИЙ В.Г. — 2012 г.

📎📎📎📎📎📎📎📎📎📎