Из способов лесовосстановления наиболее надежным является искусственный. Данный способ позволяет в кратчайшие сроки создать искусственные насаждения желательного состава даже на нарушенных рекультивируемых землях [1] или там, где лес ранее не произрастал. При этом не следует забывать, что при правильном подборе главной (главных) пород искусственные насаждения нередко превосходят естественные по производительности [2].
В то же время создание качественных лесных культур невозможно без наличия достаточного количества стандартного посадочного материала. В нашей стране накоплен значительный опыт выращивания посадочного материала с открытой корневой системой. Создание лесных культур данным посадочным материалом, при условии строгого соблюдения правил его выкопки, транспортировки, хранения, а также сроков посадки обеспечивает хорошую приживаемость. Однако при больших планируемых объемах лесовосстановления выдержать сроки посадки лесных культур довольно сложно, даже при условии широкого применения механизации работ [3].
Проблема может быть снята применением сеянцев с закрытой корневой системой (ЗКС). Использование указанных сеянцев обеспечивает возможность создания лесных культур практически в течение всего весенне-летне-осеннего периода. Ограничением для посадки является лишь промерзание почвы.
Особо следует отметить, что наличие питательных веществ в брикете, при использовании сеянцев с ЗКС приводит к тому, что корни сеянца не стремятся развиваться в малообеспеченных питательными элементами слоях бедных песчаных почв. При создании лесных культур в условиях юга ленточных боров Алтайского края зафиксирован значительный отпад сеянцев с ЗКС уже в первый год после посадки [4]. Последнее потребовало более детального изучения данного вопроса.
Цель исследований: изучение причин низкой приживаемости лесных культур, созданных сеянцами сосны с ЗКС, и разработка на этой основе предложений по повышению эффективности лесокультурного производства.
Материалы и методы исследования
Исследования проводились в лесных культурах сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.), созданных однолетними сеянцами с ЗКС в Озеро-Кузнецовском лесничестве Управления лесами Алтайского края главного управления природных ресурсов и экологии Алтайского края. Согласно действующим нормативным документам [5], территория района исследований относится к Алтае-Новосибирскому району лесостепей и ленточных боров.
Климат района исследований резко континентальный. Для него характерен недостаток осадков, высокие летние и низкие зимние температуры, а также поздние весенние и ранние осенние заморозки. Картина усугубляется наблюдающимися с мая по сентябрь суховеями и высокой температурой на поверхности почвы, которая нередко достигает 57 °С.
Высокие температуры на поверхности почвы и сильные ветра в мае – июне, при отсутствии или крайне незначительном количестве осадков, приводят к интенсивному испарению влаги с поверхности почвы. В результате поверхностный слой песчаных почв сильно иссушается и растения испытывают физическую сухость.
Культуры были созданы в разные годы на гари общей площадью 17334 га, образовавшейся после катастрофических лесных пожаров 1997 г. Исследовались лесные культуры сосны обыкновенной разных лет. Помимо определения приживаемости и сохранности лесных культур, выполненных по общепринятым апробированным методикам [6], нами выкапывались погибшие сеянцы с целью установления причин их отмирания, а также сеянцы, сохранившие жизнеспособность, с целью выяснения развития их корневых систем. Всего было выкопано и обследовано 368 сеянцев разного возраста. Статистическая обработка материала выполнялась в соответствии с методическими рекомендациями Г.Н. Зайцева [7].
При выращивании сеянцев с закрытой корневой системой (ЗКС) в лесном селекционно-семеноводческом центре Алтайского края используются кассеты ВСС Side Slit. Указанные кассеты имеют внешние габариты 38,5×38,5×8,5 см, что позволяет включать 81 ячейку размером 4,1×4,1×8,5 см при объёме 100 см3 каждая.
Использование кассет ВСС Side Slit позволяет на 1 м2 полезной площади выращивать 546 сеянцев. Как положительный показатель указанных кассет следует отметить, что они имеют вертикальные щели и направляющие ребра в стенках ячеек. Последнее обеспечивает естественное развитие корней на начальном этапе лесовыращивания. Боковые щели обеспечивают доступ кислорода внутрь торфяного брикета, выполняют роль дренажа при чрезмерном поливе и способствуют развитию активных корневых окончаний.
Результаты исследования и их обсуждение
Главный недостаток кассет ВСС Side Slit при выращивании сосны обыкновенной заключается в том, что стержневой корень, достигая дна ячейки, меняет направление и закручивается в торфяном субстрате, заполняющем ячейку. При высаживании таких сеянцев на лесокультурную площадь наблюдается развитие не стержневого корня внутрь почвы, то есть в направлении расположения грунтовых вод, а в горизонтальном направлении параллельно поверхности почвы (рис. 1). Указанный процесс прослеживается и в последующие годы (рис. 2). Указанное вызывает ряд опасений. Так, в частности, при поверхностном размещении корневых систем снижается устойчивость формируемых насаждений против засух, поскольку всасывающие корни не достигают глубины залегания грунтовых вод. При длительных засухах, которые имеют место в районе исследований, древостой с поверхностной корневой системой может погибнуть полностью, что происходит в сосняках Казахского мелкосопочника.
Рис. 1. Корневые системы саженцев с закрытой корневой системой спустя 3 месяца после посадки на лесокультурную площадь
Рис. 2. Развитие горизонтальных корней в лесных культурах, созданных сеянцами с закрытой корневой системой
Кроме того, деревья с поверхностной корневой системой менее устойчивы против ветровых нагрузок, что может вызвать в будущем ветровал.
Исследованиями Л.П. Баранника, В.И. За- болоцкого и Я.Н. Ишутина [8] установлено, что в сухих лесорастительных условиях ленточных боров Алтайского края иссушение почвы до уровня влажности завядания в большинстве случаев происходит на глубину до 20 см. При высаживании сеянцев с открытой корневой системой стержневой корень после посадки начинает интенсивно расти вниз и достигает глубины 25 см, т.е. уровня поднятия капиллярной влаги. Последнему способствует заглубленная посадка сеянцев в дно плужных борозд, проложенных плугом ПКЛ-70.
При высаживании сеянцев с закрытой корневой системой в аналогичных условиях их корневая система, как было отмечено ранее, развивается в горизонтальном направлении параллельно поверхности почвы. В таежных условиях это не является недостатком по причине наличия влаги в верхних горизонтах почвы. Напротив, при выращивании крупномерного посадочного материала, при пересадке сеянцев из посевного в школьное отделение окончание стержневого корня обрубается острым топором, что способствует развитию в будущем компактной корневой системы [9] и улучшению приживаемости саженцев при их посадке на лесокультурную площадь.
У сеянцев с закрытой корневой системой также хорошо развита корневая система, что и обеспечивает при правильной посадке в условиях таёжной зоны почти 100 % приживаемость. Указанное нашло отражение в нормативных документах [10], где отмечается, что количество высаживаемых на лесокультурную площадь сеянцев может быть сокращено до 2,0 тыс. шт/га.
В сухих условиях ленточных боров Алтая высаженные сеянцы с закрытой корневой системой не достигают уровня капиллярного подъёма влаги в песчаной почве, чем и объясняется их массовое отмирание.
Картина усугубляется тем, что при посадке сеянцев с ЗКС нередко нарушается технология посадки. В частности, при посадке вместо посадочной трубы используется меч Колесова или посадка производится лесопосадочной машиной, предназначенной для посадки сеянцев с открытой корневой системой. В том и другом случае под высаженным брикетом образуется воздушный карман, что исключает заглубление стержневого корня и сеянец погибает.
На наш взгляд, для повышения приживаемости лесных культур, создаваемых сеянцами с закрытой корневой системой, следует стремиться не к увеличению объёма ячеек, в которых они выращиваются, а к увеличению глубины ячеек. Последнее увеличивает шансы сохранения стержневого корня и его вертикального положения. Так, в частности, использование кассет Plantek 64 FD позволяет выращивать на 1 м2 полезной площади 434 сеянца. Кассета содержит 64 ячейки при общем размере 38,5×38,5×11,0 см. При среднем объеме ячейки 128 см3 длина стержневого корня сеянцев в ней без искривления составляет 11 см при 8,5 см в кассетах ВСС Side Slit.
Аналогичную с кассетами Plantek 64 FD глубину ячеек имеют также отечественные кассеты К-64 ФД, изготовляемые ООО «Альянсэкопром».
Требования к посадочному материалу для лесовосстановления и лесоразведения в Алтае-Новосибирском районе лесостепей и ленточных боров, куда входит район проведения исследований [8], пока не разработаны, а для Западно-Сибирского подтаежного-лесостепного района они были установлены Приказом Минприроды России от 25.03.2019 г. № 188 «Об утверждении Правил лесовосстановления, состава проекта лесовосстановления, порядка разработки проекта лесовосстановления и внесения в него изменений» (таблица).
Требования к посадочному материалу
|
Древесная порода |
Требования к сеянцам |
||
|
Возраст, лет |
Диаметр стволика у корневой шейки на менее, мм |
Высота стволика не менее, см |
|
|
Сосна обыкновенная |
2–3 |
2,5 |
12 |
|
Лиственница сибирская |
2 |
2,5 |
15 |
|
Береза повислая |
2 |
2,5 |
15 |
|
Ель сибирская |
3–4 |
2,0 |
12 |
|
Сосна кедровая сибирская |
3–4 |
3,0 |
10 |
Выращивание посадочного материала с ЗКС обеспечивает достижение сеянцами стандартных размеров за один сезон лесовыращивания. Кроме того, следует учитывать, что непосредственно в теплице посадочный материал находится лишь 1,5–2 месяца, что позволяет планировать выращивание 3–4 ротаций ежегодно.
Главным достоинством сеянцев с закрытой корневой системой является возможность создания искусственных насаждений в течение всего периода года, когда почва находится в незамерзшем состоянии. Сеянцы с открытой корневой системой в районе исследований позволяют обеспечить хорошую приживаемость лесных культур сосны обыкновенной только при условии ранней посадки (сразу после оттаивания почвы) и до начала роста центрального побега. При огромных площадях гарей, требующих искусственного лесовосстановления, выполнить посадки сеянцев с открытой корневой системой не представляется возможным. В данном случае создание лесных культур сеянцами с закрытой корневой системой позволяет решить задачу искусственного лесовосстановления. Особо следует отметить, что сеянцы, у которых корни развиваются вниз, а не горизонтально поверхности почвы, характеризуются хорошим ростом (рис. 3).
Рис. 3. Сеянец с закрытой корневой системой без загиба стержневого корня
При увеличении глубины ячеек и решении вопросов транспортировки посадочного материала с ЗКС до лесокультурной площади, а также соблюдении технологии посадки он может найти широкое применение в лесокультурном производстве.
Выводы
1. Использование сеянцев сосны обыкновенной с закрытой корневой системой при создании лесных культур на юго-западе ленточных боров Алтайского края не обеспечивает их 100 % приживаемость.
2. При выращивании посадочного материала в кассетах ВСС Side Slit с размером ячеек 4,1×4,1×8,5 см наблюдается загиб стержневого корня в торфяной смеси из-за недостаточной глубины ячейки.
3. После высаживания указанных сеянцев на лесокультурную площадь они развивают не стержневой корень, а систему горизонтальных корней. На сухих песчаных почвах ленточных боров Алтая влажность верхнего 20 см слоя почвы снижается до уровня влажности завядания, что и приводит к гибели сеянцев, не достигших корнями уровня капиллярной влаги.
4. Дополнительной причиной низкой приживаемости лесных культур, создаваемых сеянцами с ЗКС, является несоблюдение технологии посадки. В частности, сеянцы с ЗКС высаживаются лесопосадочной машиной, созданной для посадки сеянцев с открытой корневой системой или под меч Колесова.
5. В целях повышения приживаемости лесных культур, создаваемых сеянцами с ЗКС, следует увеличить глубину ячеек при выращивании и обеспечить посадку сеянцев только с использованием лесопосадочной трубы.
6. Учитывая специфику лесорастительных условий ленточных боров, посадку саженцев следует производить в дно плужных борозд, проложенных плугом ПКЛ-70.