Особенности динамики радиального прироста сосны обыкновенной (Pinus sylvestris) после комплексного ухода

Как известно, сочетание рубок ухода за лесом с внесением минеральных удобрений (комплексный уход) позволяет заметно ускорить рост деревьев в толщину и в более короткие сроки вырастить крупномерную древесину и, следовательно, существенно повысить товарную ценность насаждений. Комплексный уход улучшает режим питания лесных почв, увеличивает массу побегов и хвои, усиливает циркуляцию воздуха, снижает поражение эмиссиями загрязняющих веществ, влияет на остальные элементы лесного фитоценоза – подлесок, травяной и почвенный покров [2, 3, 5, 7, 8, 12 и др.].

Цель работы: изучение длительности воздействия комплексного ухода на динамику радиального прироста сосны обыкновенной в сосняках брусничных. Проследить динамику радиального прироста возможно с помощью метода дендрохронологии – применение древесных кернов для исследования процессов и явлений, влияющих на прирост дерева в толщину.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Исследо вания проводились в приспевающих сосновых насаждениях Брянского лесного массива (БЛМ). По лесорастительному районированию [4] территория исследования расположена в подзоне теневых широколиственных лесов, в пониженном районе рек Десны и Болвы.

Здесь в 60-е годы XX-го века были заложены опыты по исследованию влияния комплексного ухода на сосновые насаждения [3, 9]. Длительный эксперимент представлен многосекционными стационарными пробными площадями (СПП), на каждой секции которых проводились отдельные варианты комплексного ухода: рубки ухода, внесение минеральных удобрений, обрезка нижних ветвей, введение растений семейства бобовых, разбрасывание порубочных остатков и др. Повторный перечет деревьев на этих же СПП был проведен в 2005-2010 годах, во время которого были отобраны керны древесины приростным буравом Пресслера на высоте 1,3 м. Керны отбирали на каждой секции СПП у средних (по таксационным показателям) деревьев

насаждения с северной стороны ствола в 20-и кратной повторности. В камеральных условиях керны сканировали и определяли радиальный прирост [1]. Точность определения радиального прироста данным способом находится в пределах 5 %.

Керны древесины отбирали на семи СПП с общим количеством секций 74 шт. Для контроля закладывали пробные площади в условиях, идентичных СПП, без проведения ухода (абсолютный контроль), с отбором кернов. Всего было взято и обработано 1520 кернов древесины сосны обыкновенной.

На СПП-6 комплексный уход в виде рубок ухода разной интенсивности в сочетании с обрезкой нижних живых мутовок и внесением минеральных удобрений был проведен в 18-летних культурах сосны в 1963 г. Удобрения внесены двукратно [6].

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Анализ показал, что радиальный прирост увеличивается в первые два года после комплексного ухода (рис. 1, 2), затем снижается, и варьирует в пределах контроля до времени исследований. При одинаковых видах и дозах минеральных удобрений (рис. 1, 2, сек. 6-8; дозы приведены по д.в.) решающее влияние на прирост оказывает интенсивность рубки ухода. Так, проведение на секциях 2 и 3 низовой рубки сильной интенсивности привело к наибольшему приросту, чем после рубок очень слабой и умеренной интенсивности. Это объясняется тем, что в сосняках основная конкурентная борьба происходит в ризосфере за элементы минерального питания (в насаждениях на плодородных почвах она меньше), и после рубки ухода более конкурентоспособные деревья быстрее захватывают экологические ресурсы [9, 11].

Эффект от комплексного ухода (максимальный прирост) и продолжительность его действия на древостои сосны составляет около 3-6 лет, и зависит от варианта ухода. В вариантах ухода без проведения обрезки сучьев действие комплексного ухода более длительно (на 4 года), чем в вариантах с обрезкой, что, возможно, связано с удалением части ассимиляционного аппарата (рис. 1, 2; сек. 4, 7 – с обрезкой, 5, 6 – без обрезки). К тому же, питательные вещества идут на заращивание мест от

Рис. 1 . Динамика периодического радиального прироста на СПП-6: секция 1 – рубка ухода (р/у) очень слаб. низовая, N100, P 2 O 5 30, K 2 O50; секции 2-3 – обрезка ветвей, р/у сильн. низовая, N100, P 2 O 5 30, K 2 O50; секция 4 – обрезка ветвей, р/у умерен. низ., N100, P 2 O 5 30, K 2 O50; секция 5 – р/у умерен. низовая, N100, P 2 O 5 30, K 2 O50

Рис. 2 . Динамика периодического радиального прироста на СПП-6: секция 6 – р/у умерен. низовая, N132; секция 7 – обрезка сучьев, р/у сильн. низ., N132; секция 8 – р/у очень слаб. низ., N132; секция 10 – р/у очень слаб. низ., P 2 O 5 75, K 2 O50

срезанных ветвей, что может снижать эффект ухода.

СПП-4 из 24-х секций была заложена в 29летнем сосняке в 1963 г. На секциях 1-5 (рис. 3) комплексный уход был проведен в 1963 г., на секциях 7, 9, 10 – в 1964 г. (рис. 4). Секции 6 и 8 – контрольные (без проведения ухода).

На секциях с проведением ухода в 1963 г. увеличение прироста отмечалось уже в текущем году (рис. 3, сек. 2, 3). Внесение удобрений в данном случае несколько сгладило влияние засухи 1964 г. – прирост снизился не так резко как в контроле. На секциях с уходом в 1964 г. радиальный прирост увеличился на следующий год, т.к. лето 1964 г. было засушливым [9]. Внесение аммиачной селитры на секциях 1 и 4 сказалось более благоприятно на приросте, чем одновременное ее внесение с фосфоритной мукой (сек. 2) или калийной селитрой (сек. 3), что выразилось в эффекте последействия ухода – прирост более длительное время находится на уровне контроля. Внесение аммиачной селитры в сочетании с калийной в небольших дозах (сек. 3 и 7) не дает ощутимого эффекта, а в сочетании с об- резкой двух живых мутовок оказывает небольшое отрицательное влияние на радиальный прирост (секция 3 с обрезкой, 7 – без обрезки), т.к. увеличивается образование живицы на зарастание спилов. Внесение фосфоритной муки, как и аммиачной селитры, оказывает более существенное влияние на прирост, чем их сочетание с другими удобрениями. Наибольший прирост вызвало внесение аммиачной селитры в дозах близких к оптимальным – 100 кг/га [3], (рис. 4, сек. 9-10). В данных вариантах эффект от проведения ухода длится 13-16 лет, затем выравнивается с контролем.

В динамике радиального прироста наблюдаются несколько наиболее выраженных пиков (рис. 1-5) за исключением пика от ухода, что, возможно, связано с влиянием погодных условий (температура воздуха и количество осадков), а также с солнечной активностью. Исследования воздействия солнечной активности на рост насаждений проводили А. Зви-едрис и Р. Сацениекс еще в начале XVIII в. Так, установлено, что в годы увеличения чисел Вольфа ширина годичных колец уменьшается, и наоборот (цит. по Битвинскас, 1974). На секциях с уходом амплитуды колебаний прироста более широкие (рис. 3, 4), чем в контроле, что говорит о большей реакции древостоев на изменение внешних факторов. При этом удобрения повышают устойчивость древостоев к неблагоприятным факторам (засуха), прирост ухоженных древостоев в этот период оста- ется выше прироста контроля. Индекс снижения прироста на секциях с уходом за год до засухи практически схож с контролем, чего нельзя сказать о контроле в неблагоприятный год, т.к. индекс снижения прироста выше в 1,11 раз.

Рис. 3. Динамика периодического радиального прироста на СПП-4: секции 1 и 4 (обрезка ветвей-2; N33); секция 2 (обрезка ветвей-2; N33; P 2 О 5 10); секция 3 (обрезка ветвей-2; N33; N10K 2 O36); секция 5 (обрезка ветвей-2;

P 2 О 5 65)

Рис. 4 . Динамика периодического радиального прироста на СПП-4: секция 7 (N33; N5K 2 O18); секция 9 (N90); секция 10 (N132; N17K 2 O60)

в

□ г и п S

=1

и t о а s

■ С екция 7

О Секция 9

□ С екция 10

1,5

0,5

О

-0,5

-1

•1.5

-2

Время до и после ухода, лет

Рис. 5 . Динамика дополнительного радиального прироста на СПП-4 по отношению к контролю

Различия в радиальном приросте между контролем и вариантами ухода наиболее заметны при анализе динамики дополнительного радиального прироста (рис. 5) и в процентном отношении к контролю. Максимальный прирост (0,7 мм) отмечается при внесении аммиачной селитры в дозе близкой к оптимальной (сек. 9-10), т.е. прирост увеличился в 1,2 раза по сравнению с контролем. Для спелых древостоев сосны считается оптимальной ширина годичных слоев в пределах 1,0-3,5 мм [10].

Различия в приросте между контролем и вариантами ухода значительно варьируют. Достоверность различий определяли за период с года ухода и до окончания активного его действия: на СПП-6 для 1-4, 6, 7 секций - 5 лет, для 10 – 4 года, для 5 и 8 секций – 10 лет. На СПП-4 для 5 секции – 18 лет, для 9 и 10 секций – 16 лет, для 7 – 12 лет, для 1 и 4 – 4 года, для 2 – 16 лет и для 3 секции – 2 года. Так, на СПП-4 приросты, достоверно отличающиеся от контроля, отмечались на секциях 2 и 9 (t факт=2,39; t факт=2,70; t табл=2,04; Р=95 %), а на СПП-6 на всех секциях с уходом приросты достоверно выше контроля при 95-99,9 % уровнях значимости.

Выводы: однократный комплексный уход в сосняках вызывает значительное повышение радиального прироста, которое проявляется в основном на следующий год после ухода и продолжается от 2 до 18 лет, в зависимости от варианта ухода и условий произрастания. Положительный эффект от ухода также зависит от погодных условий в год его проведения. У древостоев после ухода отмечается более широкая амплитуда колебаний прироста. При одинаковых видах и дозах удобрений наибольший прирост отмечается в вариантах с рубками большей интенсивности. Действие комплексного ухода на радиальный прирост сосны более длительно в вариантах без обрезки сучьев.