ТЕХНОЛОГИЯ СОДЕЙСТВИЯ ЕСТЕСТВЕННОМУ ЛЕСОВОЗОБНОВЛЕНИЮ НА ВЫРУБКАХ И ГАРЯХ ИГОЛЬЧАТЫМ КАТКОМ

Бобринев В.П.¹, Пак Л.Н.²

¹Кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник, Институт природных ресурсов, экологии и криологии СО РАН; ²кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник, Институт природных ресурсов, экологии и криологии СО РАН

ТЕХНОЛОГИЯ СОДЕЙСТВИЯ ЕСТЕСТВЕННОМУ ЛЕСОВОЗОБНОВЛЕНИЮ НА ВЫРУБКАХ И ГАРЯХ ИГОЛЬЧАТЫМ КАТКОМ

Аннотация

В статье описаны опыты по проведению содействия естественного возобновления леса путем накалывания и щелевания почвы на вырубках и гарях. На основании полученных положительных результатов содействия путем накалывания почвы авторами собран игольчатый каток, который апробирован на производстве и дал хорошие результаты.  Образование неглубоких лунок (до 5 см) катком предохраняет почву в горных условиях от эрозии, он легко перекатывается на вырубках через пни и валеж. Семена, попавшие в лунки, хорошо сохраняются от поедания птицами и грызунами. При отсутствии достаточного количества осадков семена могут сохраняться в лунках до  2 лет.

Ключевые слова: естественное возобновление, содействие, игольчатый каток, вырубка, гарь.

Bobrinev V.P.¹, Pak L.N.²

¹PhD in agricultural sciences, leading researcher, Institute of natural resources, ecology and cryology of SB RAS;

²PhD in agricultural sciences, senior researcher, Institute of natural resources, ecology and cryology of SB RAS

TECHNOLOGY TO PROMOTE NATURAL REFORESTATION ON CLEARINGS AND BURNT PLOTS NEEDLE ROLLER

Abstract

The article describes the experiences on conducting assistance to natural regeneration of forests by piercing soil on clearings and burnt plots. On the basis of the obtained positive results of assistance by piercing soil authors assembled needle roller skating rink, which has been tested on production and gave good results. Education shallow wells (up to 5 cm) roller protects the soil in the mountain conditions of erosion, he easily rolled on the cuts over tree stumps and fallen. The seeds that fall in the hole well saved from eating birds and rodents. In the absence of sufficient rainfall seeds can persist in the holes up to 2 years.

Keywords: natural renewal, promotion, needle roller skating rink, cutting, cinder.

Естественное возобновление леса – многостадийный процесс, который охватывает период от цветения, созревания и опадения семян до формирования подроста.

В лесостепной зоне Забайкальского края (Восточное Забайкалье) сосредоточены большие массивы сосновых лесов (8,8 млн. га). Территория эта наиболее освоена и обжита. Здесь ведутся интенсивные лесозаготовки. Лесорастительные условия зоны очень суровые: осадков выпадает 310-340 мм в год. Весной (май-июнь) выпадает 40-50 мм, влажность воздуха опускается до 20-30˚С, температура воздуха поднимается до +30-35˚С с большим перепадом в 20-30˚С в течение суток. Снежный покров составляет 10-15 см. Почва зимой промерзает до 3,0-3,5 м, а весной пересыхает на глубину 6-10 см. Всё это отрицательно влияет на лесовосстановительные процессы сосны обыкновенной (Pinus sylvéstris) в крае. В горных лесах региона на вырубках и гарях во влажных типах леса, расположенных на северных, западных и восточных склонах  при наличии обсеменителей и достаточной влаги в почве возобновление сосны проходит в основном успешно. В засушливые годы возобновление сосны на этих склонах  затруднено. На вырубках и гарях в сухих и свежих типах леса, расположенных на южных склонах, возобновление сосны происходит неудовлетворительно. На этих вырубках и гарях нужно проводить посадки лесных культур или меры содействия естественному лесовозобновлению [1]. По затратам труда и средств содействие естественному лесовозобновлению в десятки раз дешевле посадки лесных культур. Однако, применяемые в регионе меры содействия путём нарезки плужных борозд плугом ПКЛ-70, не дают положительных результатов. Плужные борозды во влажные годы быстро зарастают сорной растительностью, а в сухие годы верхний слой почвы быстро пересыхает и подвергается эрозии. Учитывая эти обстоятельства, нами были проведены исследования по всему комплексу процесса лесовозобновления от семеношения до формирования подроста с целью разработки региональной научно-обоснованной технологии содействия естественному лесовозобновлению. Семена сосны созревают на второй год после цветения, а выпадают из шишек в апреле-июне на третий год. Сроки выпадения семян зависят от экспозиции, типа леса и погодный условий. На южных склонах они выпадают раньше, чем на других склонах. В засушливую весну при высоких температурах  и низкой относительной влажности воздуха семена выпадают раньше? чем в холодную и дождливую весну. Семена сосны тяжелее семян лиственницы и распространяются ветром от стен леса на 200 – 400 м, а по снежному насту переносятся на 3-5 км более.

Максимальное количество семян сосны, опавших на почву, наблюдается в конце мая, начале июня. Семена сосны, опавшие на поверхность почвы, склёвываются птицами, поедаются грызунами, из-за чего почвенный запас семян постепенно уменьшается от весны к осени. Поэтому содействие естественному лесовозобновлению  нужно проводить в период до выпадения семян  и проводить таким способом, чтобы сохранить семена от поедания.

В условиях Забайкальского края  всходы семян на вырубках и гарях до трёхлетнего возраста погибают от иссушения на открытых участках. При затенении пнями и в криогенных трещинах почвы  всходы сохраняются. При длительном изучении лесовозобновления нами было установлено, что в местных условиях сохранению всходов способствуют криогенные процессы (образование трещин в промёрзших почвах) под воздействием ежедневного замерзания и оттаивания почвы. На участках почвы, лишённых травяного покрова, таких трещин бывает в несколько раз больше, чем на участках, заросших травой. В густом и высоком травостое всходов бывает совсем мало. Протяжённость таких трещин на 1кв. м почвы достигает более 10 погонных метров. Глубина трещин от 3 до 9 см, а ширина по верху 1-2 см. На влажных и суглинистых почвах размер трещин (в глубину и ширину) больше, чем на менее влажной и песчаной почве.

Весной при оттаивании и иссушении верхнего слоя почвы трещины засыпаются сухой почвой, а при выпадении осадков замываются. При выпадении из шишек семена попадают в эти трещины, присыпают почвой и хорошо сохраняются от поедания грызунами и птицами.

Установлено, что семена сосны, попавшие в трещины, весной проходят стратификацию и термическую подготовку высокими температурами. Такие семена  весной при наличии влаги в почве прорастают очень быстро на 10-13 день, из семян, не прошедших такую природную подготовку, всходы появляются на 20-21 день. Семена в трещинах сохраняют всхожесть до 2 лет. Всходы сосны, появившиеся в трещинах, быстро укореняются, а стержневой корень у однолетних всходов в трещинах имеет длину в 2 раза больше, чем у всходов вне трещин. Этому способствует рыхлый слой почвы в трещинах. Поэтому появившиеся всходы в трещинах меньше погибают от иссушения верхнего слоя почвы и имеют сохранность более 80%. У остальной части всходов если верхняя часть стебля была открыта и отмерла, то нижняя часть стебля, присыпанная почвой, остается живой, на ней сохраняются придаточные и спящие почки, из которых весной вырастают новые побеги. Всходы, появившиеся вне трещин и не защищённые, погибают на 90-95% от иссушения надземной части и недостатка влаги в почве. Двухлетние всходы также погибают от иссушения. Основная причина гибели 1-2 летних всходов от иссушения – это отсутствие в этом возрасте на хвое кутикулы – воскового покрытия, а у почек покрытия из смолы; корневая система находится весной в промерзшей почве и не пополняет надземную часть всходов влагой.

Исследования показали, что корень, стебель, хвоя и почки имеют свою критическую влажность (влажность, при которой клетки у частей растения погибают и их невозможно  восстановить). У хвои она  выше, чем у стебля, поэтому при иссушении сначала погибает хвоя, а затем стебель. В трёхлетнем возрасте подрост имеет защитные приспособления: хвоя покрывается кутикулой, а почки – смолой, поэтому подрост хорошо сохраняется. Изучив механизм появления и роста всходов, нами были проведены опытные работы на вырубках и гарях по копированию природных процессов криогенного образования трещин. Для этого проводили узкие борозды и накалывание почвы разной глубины и ширины. Оптимальными оказалось накалывание почвы конусом с шириной по верху 3см, по низу 1см на глубину 4 см. В горных условиях на склонах гор, проведенные узкие борозды, подвергаются эрозии, поэтому они оказались менее пригодными (табл. 1).

Содействие естественному лесовозобновлению путём накалывания почвы по сравнению с другими способами (рыхление почвы, плужные борозды) имеет ряд преимуществ: семена лучше обеспечены влагой, так как не нарушается капелярное поднятие влаги; семена хорошо сохраняются от поедания грызунами и птицами; всходы лучше сохраняются от иссушения.

Таблица  1 -  Количество и возрастная структура подроста в разнотравно-брусничном типе леса в бывшем Читинском лесхозе  на вырубках и гарях 1976 года

Годы учёта, возраст подроста	Сосна (тыс. шт./га)			Лиственница (тыс. шт./га)
	Содействие  естественному возобновлению
	накалывая почву игольчатым катком	проведение борозд плугом ПКЛ -70	контроль без содействия	накалывая почву игольчатым катком	проведение борозд плугом ПКЛ -70	контроль без содействия
На вырубке весной
1978 - 3 г.	14,6	0,4	0,2	11,1	0,5	0,3
1979 - 4 г.	6,3	0,3	0,3	5,3	0,3	0,1
1980– 5 лет	2,2	0,1	0,1	4,5	0,1	0,1
Итого	23,1	0,8	1,6	20,9	0,9	0,5
На вырубках осенью
1978 - 3 г.	9,5	0,4	0,3	13,2	0,5	0,2
1979 - 4 г.	4,3	0,4	0,1	8,6	0,2	0,1
1980– 5 лет	2,6	0,1	0,1	5,3	-	-
Итого	16,4	0,9	0,5	27,1	0,7	0,3
На гари весной
1978 – 3 г.	9,5	0,5	0,2	5,7	0,4	0,1
1979 – 4 г.	4,6	0,3	0,2	3,5	0,3	0,1
1980– 5 лет	1,9	-	0,1	1,6	-	0,1
Итого	16,0	0,8	0,5	10,8	0,7	0,3
На гари осенью
1978 – 3 г.	7,6	0,4	0,2	8,6	0,6	0,3
1979 – 4 г.	3,3	0,3	0,1	5,8	0,3	0,1
1980– 5 лет	1,2	0,1	0,1	2,9	0,1	0,1
Итого	12,1	0,8	0,4	17,3	1,0	0,5

После изучения процесса естественного возобновления в горных лесах Восточного Забайкалья авторами был  собран и испытан образец агрегата – игольчатый каток для содействия лесовозобновлению путем накалывания почвы с образованием лунок. Каток по конструкции не сложен: состоит из прямоугольной рамы (ширина 1,5 м, длина 1,0 м), одной батареи из 6 игольчатых дисков диаметром 550 мм (от бороны игольчатой БИГ-З). По бокам к раме крепятся на стойках два колеса, к которым приварены иглы для накалывания почвы. Глубина лунок регулируется поднятием колёс. На вырубках и гарях игольчатые диски забиваются сучьями, валежником, поэтому к ним поставлены сферические диски диаметром 450 м (от бороны дисковой БД -10). При встрече с пнями, камнями игольчатый каток  свободно перекатывается через  них. На 1 кв м почвы образуется до 100 лунок, а на 1 га 250-300 тыс. лунок (при 25-30 %  поранения почвы). Ширина захвата агрегата 1 м. Междурядья 3 метра.  Придержкой при проектировании содействия естественному лесовозобновлению на вырубках и гарях  с использованием катка служит наличие крупного жизнеспособного подроста. Не проводится содействие  если крупного подроста более 1,0 тыс. шт./га с равномерным размещением по площади. Содействие проводится ранней весной до выпадения семян в год не ниже среднего урожая семян (3 балла). Игольчатый каток, испытанный в горных условиях Восточного Забайкалья, имеет следующие преимущества: ускоряет лесовозобновление на вырубках и гарях, повышает лесистость региона; предохраняет почву от эрозии; сохраняет опавшие семена от поедания грызунами и птицами; повышает производительность труда в 4-5 раз по сравнению  с существующими агрегатами.

Игольчатый каток можно использовать для проведения содействия лесовосстановления на вырубках и гарях в других подобных регионах.