Защитные лесные насаждения на территории орошаемых агроландшафтов обеспечивают защиту сельскохозяйственных угодий от действия неблагоприятных природных факторов. Изменяя микроклимат прилегающих к лесным полосам сельхозугодий, они повышают их продуктивность, снижают расход поливной воды и обеспечивают выполнение режима орошения сельскохозяйственных культур. Важнейшими показателями долговечности, биологической продуктивности и, как следствие, максимальной продолжительности мелиоративного эффекта лесных полос являются состояние и рост древесных пород [1–3]. Исследованием особенностей роста, биопродуктивности древесных пород в защитных лесных насаждениях занимались В.И. Михин, Е.А. Михина, В.В. Танюкевич, В.М. Ивонин, Н.Н. Дубенок и другие ученые [4–6]. В условиях Саратовского Заволжья главными породами в лесных полосах являются дуб черешчатый (Quercus robur L.) и вяз приземистый (Ulmus pumila L.), рост и состояние которых во многом зависят от применяемого взаимного смешения этих пород между собой и с сопутствующей породой – ясенем ланцетным (Fracsinus lanceolata L.) [2, 7].
Цель исследований: выявление закономерностей состояния, роста и продуктивности древесных пород в защитных лесных насаждениях орошаемой степи Саратовского Заволжья.
Материалы и методы исследований
Объект исследования – система защитных лесных насаждений на орошаемых черноземах ЗАО «Племенной завод «Мелиоратор»» Марксовского района Саратовской области. На опытном участке размещаются 4 лесные полосы 6- и 5-рядные с разными схемами смешения и видовым составом древесных пород. Все полосы имели схему посадки 3x0,8 м, возраст – 39 лет, конструкцию плотную, лесная полоса с дубом черешчатым и ясенем ланцетным имела ажурную конструкцию.
Полоса № 1. 6-рядная, схема смещения Вп-Д-Д-Д-Д-Вп. Ширина полосы – 18 м. Густота посадки на 1 га: дуба – 2750 шт., вяза – 1375 шт. Сохранность дуба – 48 %, вяза – 56 %. Полоса № 2. 6-рядная. Схема смешения Вп-Вп-Вп-Вп-Вп-Вп. Ширина полосы – 18 м. Густота посадки на 1 га – 4125 шт. Сохранность 46 %. Полоса № 3 – 5-рядная. Схема смешения Ял-Д-Д-Д-Ял. Ширина полосы – 15 м. Сохранность дуба – 52 %, ясеня – 47 %. Полоса № 4 – 6-рядная. Схема смешения Ял-Вп-Вп-Вп-Вп-Ял. Ширина полосы – 18 м. Сохранность вяза – 50 %, ясеня – 47 %. Техника орошения – дождевальная машина «Фрегат» кругового действия с забором воды из закрытого трубопровода и подачей воды из оросительного канала. Режим орошения – принятый в данном хозяйстве. Почвы опытного участка – темно-каштановые, средне- и тяжелосуглинистые.
Исследования роста, таксационных показателей и продуктивности древесных пород проводились согласно методике ВНИАЛМИ [8]. Закладка пробных площадей и их исследование осуществлялись согласно ОСТ 56-69-83 [9]. Определение жизненного состояния древесных пород в лесных полосах проводилось по методике В.А. Алексеева [10].
Результаты исследования и их обсуждение
В Саратовском Заволжье лесные полосы выполняют различные функции, главная из которых – защита сельскохозяйственных угодий от действия неблагоприятных природных факторов. Древесные породы в лесных полосах обладают разными таксационными показателями, ростом, продуктивностью, состоянием, которые зависят не только от почвенных и климатических условий произрастания, но и от применяемых схем смешения. Исследуемые лесные полосы представлены главными породами дубом черешчатым (Quercus robur L.) и вязом приземистым (Ulmus pumila L.). В качестве сопутствующей породы выступает ясень зеленый (Fracsinus lanceolata L.). Таксационная характеристика исследуемых лесных полос представлена в табл. 1. В лесной полосе с дубом и вязом вяз занимает крайние ряды и имеет высоту на 29,7 %, а диаметр – на 22,6 % превышающие аналогичные показатели дуба (табл. 1). Дуб, занимающий центральные ряды, имеет высоту 14,8 м и диаметр 21,2 см, что соответственно на 12,1 % и 7,5 % меньше аналогичных показателей дуба в лесополосе с ясенем ланцетным (табл. 1). В смешении с ясенем дуб растет по II классу бонитета, тогда как в смешении с вязом – по III классу бонитета. Вяз как быстрорастущая породы обгоняет дуб по высоте, развивая мощную крону, которая притеняет и охлестывает крону дуба центральных рядов полосы, тем самым оказывая негативное влияние на рост дуба. В чистой вязовой лесополосе высота вяза на 17 %, а диаметр на 18,2 % меньше аналогичных показателей вяза в смешении с дубом (табл. 1). Вяз, занимающий центральные ряды, находится в более стесненных условиях и имеет меньшую влагообеспеченность по сравнению с вязом в крайних рядах лесополосы с дубом черешчатым, что отражается на его таксационных показателях (табл. 1).
Таблица 1
Таксационная характеристика лесных полос на орошаемых темно-каштановых почвах степного Заволжья
|
№ п/п |
Схема смешения Число рядов |
Размещение, м Ширина, м |
Порода |
Густота, шт/га |
Сохранность, % |
Возраст, лет |
Средние |
Бонитет |
|
|
Н, м |
Д, см |
||||||||
|
1 |
Вп-Д-Д-Д-Д-Вп 6 |
3×0,8 18 |
Д Вп |
2750 1375 |
48 56 |
39 39 |
14,8 19,2 |
21,2 26,0 |
III I |
|
2 |
Вп-Вп-Вп-Вп-Вп-Вп 6 |
3×0,8 18 |
Вп |
4125 |
46 |
39 |
16,4 |
22,0 |
II |
|
3 |
Яз-Д-Д-Д-Яз 5 |
3×0,8 15 |
Д Яз |
2475 1650 |
52 47 |
39 39 |
16,6 13,5 |
22,8 18,0 |
II III |
|
4 |
Яз-Вп-Вп-Вп-Вп-Яз 6 |
3×0,8 18 |
Вп Яз |
2750 1375 |
50 45 |
39 39 |
18,3 14,7 |
23,1 19,0 |
II III |
Примечание: Вп – вяз приземистый; Д – дуб черешчатый; Яз – ясень зеленый.
В лесной полосе с вязом и ясенем вяз растет по II классу бонитета и имеет высоту на 11,5 % большую высоты вяза в чисто вязовой лесополосе (табл. 1).
Разница в высоте древесных пород крайних и центральных рядов оказывает существенное влияние на форму поперечного профиля лесополосы, который в свою очередь определяет ее мелиоративный эффект и долговечность. Разница высоты крайних рядов вяза приземистого и центральных рядов дуба черешчатого составляет 29,7 %, лесополоса имеет вогнутый поперечный профиль, оказывающий негативное влияние на аэродинамические характеристики лесной полосы, на ее устойчивость и долговечность. В вязовой лесной полосе разница в таксационных показателях вяза крайних и центральных рядов составляет по высоте 19,3 %, по диаметру 25,2 % (табл. 2). Полоса имеет вогнутый поперечный профиль, негативно влияющий на мелиоративную эффективность, устойчивость и долговечность лесополосы.
Таблица 2
Рост древесных пород в разных рядах лесной полосы
|
№ п/п |
Порода |
Возраст, лет |
Опушечный ряд |
Центральный ряд |
Различие, % |
|||
|
Высота, м |
Диаметр, см |
Высота, м |
Диаметр, см |
По высоте |
По диаметру |
|||
|
1 |
Вп Д |
39 39 |
19,2 – |
26,0 – |
– 14,8 |
– 21,2 |
29,7 |
22,6 |
|
2 |
Вп |
39 |
17,9 |
25,3 |
15,0 |
20,2 |
19,3 |
25,2 |
|
3 |
Яз Д |
39 39 |
13,5 – |
18,0 – |
– 16,6 |
– 22,8 |
22,9 |
26,7 |
|
4 |
Яз Вп |
39 39 |
14,7 – |
19,0 – |
– 18,3 |
– 23,1 |
24,5 |
21,5 |
Примечание: Вп – вяз приземистый; Д – дуб черешчатый; Яз – ясень зеленый.
Разница в таксационных показателях дуба, занимающего центральные ряды, и ясеня, занимающего крайние ряды, составляет: по высоте – 23,0 %, по диаметру – 26,7 % в пользу дуба (табл. 2). Полоса имеет выпуклый поперечный профиль, который является более эффективным по мелиоративному эффекту, долговечности и устойчивости полосы. Таким же выпуклым поперечным профилем обладает лесополоса с вязом приземистым и ясенем ланцетным (табл. 2), где разница по высоте между крайними рядами ясеня и центральными рядами вяза составляет 24,5 %.
Анализ роста дуба черешчатого по высоте в смешении с ясенем и вязом показал, что примерно до 5-летнего возраста высота дуба была идентична при смешении с обеими породами (рис. 1).
Рис. 1. Ход роста дуба черешчатого по высоте при разном смешении
Рис. 2. Ход роста вяза приземистого по высоте при разном смешении
С 5-летнего возраста и до возраста 39 лет наблюдается превышение интенсивности роста дуба в смешении с ясенем на 10–20 % (рис. 1). Среднегодовой прирост дуба по высоте в смешении с ясенем составил 0,32–0,47 м/год, тогда как прирост дуба по высоте в смешении с вязом – 0,24–0,38 м/год, причем наибольший прирост дуба отмечался с 15 до 25 лет со снижением к 39 годам. Рост вяза приземистого в высоту был наиболее интенсивен при смешении вяза с дубом, где разница в росте по сравнению с чисто вязовой лесополосой и смешением с ясенем наблюдалась примерно с 3-летнего возраста вяза и составила 4–13 % по сравнению с ростом вяза в смешении с ясенем и 15–19 % по сравнению с ростом вяза в чистой вязовой лесополосе (рис. 2). Среднегодовой прирост вяза по высоте в смешении с дубом составил 0,48–0,67 м/год, в смешении с ясенем – 0,46–0,66 м/год и в чистой вязовой лесополосе – 0,42–0,61 м/год (рис. 2). Наибольшие приросты вяза отмечались с 5 до 20 лет при его смешении с дубом и ясенем с дальнейшим постепенным снижением к 39-летнему возрасту. В чистой вязовой лесополосе пик среднегодового прироста по высоте произошел к 10-летнему возрасту с постепенным его снижением на протяжении всего возраста полосы (рис. 2).
В исследуемых лесополосах отмечаются различия в состоянии дуба и вяза при разном смешении (табл. 3).
Таблица 3
Жизненное состояние древесных пород в лесных полосах
|
№ п/п |
Порода |
Число деревьев по классам жизненного состояния, % |
||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
||
|
1 |
Вп Д |
41,0 35,0 |
43,5 49,6 |
9,5 11,8 |
4,2 2,2 |
1,8 1,4 |
|
2 |
Вп |
30,0 |
45,5 |
15,8 |
6,2 |
2,5 |
|
3 |
Яз Д |
34,5 45,0 |
49,8 46,0 |
10,7 6,5 |
3,2 1,5 |
1,8 1,0 |
|
4 |
Яз Вп |
41,0 38,0 |
48,3 44,5 |
7,6 10,5 |
1,8 5,0 |
1,3 2,0 |
Примечание: Вп – вяз приземистый; Д – дуб черешчатый; Яз – ясень зеленый.
В лесных полосах с дубом преобладают деревья 2-го класса жизненного состояния – «слабоугнетенные», которых отмечалось 46 % при смешении дуба с ясенем и 49,6 % при смешении дуба с вязом (табл. 3). Деревья 1-го класса жизненного состояния – «здоровые» – составили 45 % при смешении дуба с ясенем и 35 % при смешении дуба с вязом (табл. 3). В лесных полосах с вязом при смешении со всеми породами преобладает 2-й класс жизненного состояния (табл. 3). «Здоровые» деревья вяза (41 %) преобладали при смешении вяза с дубом.
Смешение дуба с ясенем в условиях орошаемой степи Саратовского Заволжья обеспечило почти идентичное количество «здоровых» и «слабоугнетенных» деревьев дуба – 45 % и 46 % соответственно, которое позволяет сохранить оптимальную устойчивость, долговечность, продуктивность и мелиоративный эффект лесной полосы на должном уровне долгое время. Смешение вяза приземистого с ясенем, дубом и его состояние в чистой вязовой лесной полосе показали его лучшее состояние при смешении с ясенем, где количество «здоровых» деревьев было 38 %, а «слабоугнетенных» – 44,5 %. В смешении с дубом вяз является сопутствующей породой из-за низкой долговечности и сильным конкурентом дуба.
Заключение
Дуб черешчатый в смешении с вязом растет по III классу бонитета, имеет высоту 14,8 м и диаметр 21,2 см, что на 12,1 % и 7,5 % ниже соответствующих показателей дуба, растущего по II классу бонитета в смешении с ясенем. Вяз приземистый в смешении с дубом растет по I классу бонитета, имеет высоту 19,2 м и диаметр 26,0 см, что на 17 % и 18,2 % больше соответствующих показателей вяза, растущего по III классу бонитета в чистой вязовой лесополосе, и на 4,9 % и 12,5 % больше соответствующих показателей вяза, растущего по II классу бонитета в смешении с ясенем ланцетным. Во всех лесных полосах у дуба и вяза приземистого преобладают деревья 2-го класса жизненного состояния «слабоугнетенные», составляющие от 43,5 % для вяза при его смешении с дубом и до 49,5 % для дуба при его смешении с вязом. Смешение дуба черешчатого с вязом приземистым на орошаемых темно-каштановых почвах степи Саратовского Заволжья является неблагоприятным для роста дуба ввиду сильной конкуренции со стороны вяза. Лучшим спутником для дуба в условиях орошаемой степи Саратовского Заволжья является ясень ланцетный.