Искусственные линейные насаждения формируют экологический каркас в агроландшафтах. При занимаемой площади в Краснодарском крае около 130 тыс. га лесистость пашни составляет 2,9 % [1]. Такие насаждения представлены чистыми и смешанными по составу, в них произрастают определенные виды древесных пород и кустарников с различными агротехническими и лесокультурными приёмами выращивания [2]. Они оказывают определённое влияние на экологические факторы защищённых зон. Их эффективность предопределяется структурой поперечного профиля. Вопросы теории и практики формирования таких защитных насаждений с заданными биометрическими параметрами, позволяющими иметь на пашне высокопродуктивные культуры с максимальным мелиоративным эффектом, рассматриваются в работах В.В. Танюкевича [3], В.И. Турусова, А.А. Лепёхина, А.С. Чеканыхшкина [4], П.Н. Проездова, Д.А. Маштакова [5]. Наши исследования дополняют научную концепцию по формированию законченных систем защитных насаждений в зональном аспекте.
Цель наших исследований – выявить наиболее эффективные искусственные защитные линейные насаждения на основе их роста в различных почвенных условиях и мелиоративных функций. Это позволит преобразовать агротерритории, улучшить экологию ландшафтов, повысить биопродуктивность агрокультур.
Материалы и методы исследования
Биометрические показатели в искусственных линейных защитных насаждениях изучались в условиях Тихорецкого (пробн. площади 3, 4, 5), Кореновского (пробн. площади 6, 7 , 8, 9) и Отрадненского (пробн. площади 10, 11, 12, 13) районов, где почвенный покров на объектах представлен чернозёмом обыкновенном и южным [1; 2].
Возраст определялся по архивным материалам и годичным кольцам моделей, средний диаметр с учётом площади сечения среднего дерева, средняя высота по графику соотношений диаметров и высот, сохранность по фактическому показателю с переводом в процентное содержание, конструкция насаждений по количеству просветов в вертикальном профиле древостоя, ходу роста в высоту и по диаметру с использованием модельных деревьев. Лесоводственная и мелиоративная оценка выполнялась по шкале Е.С. Павловского, бонитет по М.М. Орлову [6]. Выявление особенностей по формированию защитных насаждений на основе их роста, лесоводственных и лесомелиоративных свойств позволяет обосновывать параметры оптимальных лесомелиоративных культур на пашне. Экспериментальные данные обрабатывались вариационно-статистическими методами [7].
Результаты исследования и их обсуждение
Лесомелиоративные комплексы Краснодарского края имеют свои определенные исторические корни в связи со специфическими природно-климатическими условиями. Древесные породы ориентированы на растения естественных насаждений, которые уже давно приспособились к среде обитания [1; 2]. Ассортимент пород и агротехника выращивания защитных насаждений нуждаются в совершенствовании и уточнении на зональной основе. Анализ материалов показал (табл. 1), что видовой состав лесополос в основном представлен ясенем зелёным (Яз), акацией белой (Акб), абрикосом обыкновенным (Абр), орехом грецким (Орг), грушей (Грл), яблоней (Ябл) и другими породами.
Таблица 1
Биометрические показатели искусственных линейных насаждений
|
№ пр. пл. |
Схема смешения Число рядов |
Порода |
Размещение посадочных мест, м/ширина, м |
Возраст, лет |
Густота посадки, шт./га |
Сохранность, % |
Средние |
Бонитет |
ЛМО насаждений |
|
|
диаметр, см |
высота, м |
|||||||||
|
3 |
Яз /5 |
Яз |
2,5 х1,5 12,5 |
8 |
2666 |
78,9 |
4,2 |
2,8 |
I I |
5а |
|
4 |
Акб/4 |
Акб |
2,5 х1,5 10,0 |
9 |
2666 |
68,2 |
4,8 |
3,4 |
I I |
5б |
|
5 |
Акб-Яз-Яз-Яз-Акб/5 |
Акб Яз |
3,0х1,5/15 |
16 |
884 1334 |
66,5 60,1 |
10,1 8,4 |
8,9 5,9 |
Iа I |
5б |
|
6 |
Абр/4 |
Абр |
3,0х1,5/12 |
21 |
2222 |
71,8 |
10,8 |
7,5 |
I |
4б |
|
7 |
Акб /6 |
Акб |
2,5х1,5/15 |
8 |
2666 |
71,6 |
4,3 |
2,9 |
I I |
5а |
|
8 |
Орг/3 |
Орг |
5,0х4,0/15 |
17 |
500 |
79,6 |
12,2 |
7,2 |
I I |
4б |
|
9 |
Шел-Акб-Акб-Акб-Грл/5 |
Акб Грл Шел |
3,0х1,0/15 |
28 |
2000 667 667 |
61,5 50,8 58,3 |
17,2 9,1 15,0 |
15,6 6,8 14,1 |
I а I I I I |
5б |
|
10 |
Акб-Т-Т-Ябл+Грл/4 |
Т Акб Грл Ябл |
3,0х1,0/12 |
25 |
1666 834 417 417 |
40,1 56,3 69,5 65,2 |
20,4 15,5 8,0 7,2 |
17,6 14,0 6,5 6,1 |
I а I а I I I I I I |
4б |
Орех грецкий (Jaglans regia L.) произрастает как в чистых культурах, так и в смешанных. Обычно защитные насаждения формируются с большим размещением посадочных мест и меньшей густотой, что в дальнейшем предопределяет рост и развитие растений. Так, орех грецкий к 17 годам достигает высоты 7,2 м при среднем диаметре 12,2 см, где сохранность равна 79,6 % и первоначальное размещение культур 5000 шт./га (пробн. площадь 8).
Чистые лесополосы из акации белой (Robinia pseudoacacia L.) при ширине междурядий 2,5 м и расстоянии между растениями в ряду 1,5 м в возрасте 8 лет имеют сохранность 71,6 %, а их средний диаметр равен 4,3 см, средняя высота 2,9 м. Насаждения оцениваются по II классу бонитета (пробн. площадь 7). Их запас составляет всего лишь 10,8 м3/га. В данных насаждениях формируется ажурная конструкция, которая считается наиболее оптимальной в данных почвенно-климатических условиях. При этом лесные полосы имеют высокие показатели по лесоводственной и мелиоративной оценке (5а). Культуры аналогичного породного состава шириной 10,0 м и первоначальной густотой создания 2000 шт./га (размещение 2,5 х 1,5 м) к возрасту 9 лет также имеют сравнительно высокую сохранность (68,2 %), оптимальную конструкцию, высокую лесоводственно-мелиоративную оценку.
В лесополосах при введении акации белой в опушечные ряды, где центральная часть насаждения представлена сопутствующей породой ясенем зелёным, главная порода в возрасте 16 лет имеет сохранность 66,5 %, и ее средняя высота составляет 8,9 м, диаметр 10,1 см, что оценивается по высокому классу бонитета. Разница в показателях составляет 17,8-31,3 %, формируется состав 6Акб4Яз. Лесонасаждение защитного назначения характеризуется значимыми показателями оценки в лесоводственном и лесомелиоративном отношении (5б). При ширине 15,0 м формируется продуваемая конструкция, что необходимо учитывать при формировании лесомелиоративных комплексов.
Лесные полосы шириной 12,5 м чистые по составу из ясеня зеленого (Fraxinus lanceolata Borkh.) в возрасте 8 лет достигают высоты 2,8 м при среднем диаметре 4,7 см, где запас 10,9 м3/га, ажурная структура продольного профиля.
В акациево-ясеневых насаждениях (пробн. площадь 5), в силу своих биологических свойств в возрасте 16 лет, главная порода превосходит сопутствующую по среднему диаметру на 1,7 см, средней высоте на 3,0 м и сохранности растений на 6,4 %. Кроме того, отмечаются различия в классе бонитета.
Абрикос обыкновенный (Armenica vulgaris L.) находит определенное применение в защитном лесоразведении. В лесополосах при первоначальной густоте создания 2222 шт./га (размещение 3,0 х 1,5 м), ширине 12,0 м, в возрасте 21 года (пробн. площадь 6) он достигает диаметра 10,8 см, ветрозащитной высоты 7,5 м, сохранности породы 71,8 % и запаса 60,8 м3 /га. Четырехрядное насаждение в лесоводственно-мелиоративном плане оценивается по шкале 4 балла, конструкция – ажурная, что вполне приемлемо для данных почвенно-климатических условий.
В возрасте 28 лет в лесной полосе, созданной из пяти рядов при размещении 3,0х1,0 м, сохранность акации белой равна 61,5 %, груши лесной (Pyrus communis L.) 50,8 %, шелковицы (Morus alba L.) – 58,3 %. Биометрические показатели роста акации белой по диаметру составляют 17,2 см, груши лесной 9,1 см, шелковицы – 15,0 см, высота соответственно 15,6, 6,8 и 14,1 м. Акация белая произрастает по Iа бонитету, груша лесная по III и шелковица по I. Насаждение имеет ажурную конструкцию и оценивается по шкале акад. Е.С. Павловского 5б (пробн. площадь 9).
В возрасте 25 лет в защитном насаждении, созданном из четырёх рядов при размещении растений 3,0х1,0 м, сохранность тополя равна 40,1 %; груши лесной 69,5 %; яблони – 69,5 %; акации белой – 56,3 %. Биометрические показатели роста тополя по диаметру составляют 20,4 см, акации белой – 15,1 см, груши лесной – 8,0 см, яблони – 7,2 м, по высоте соответственно 17,6, 14,0, 6,5 и 6,1 м. Тополь и акация белая произрастают по Iа бонитету, груша лесная и яблоня по III. Насаждение имеет ажурную конструкцию и оценивается по шкале акад. Е.С. Павловского 4б (пробн. площадь 10).
Таким образом, лесомелиоративные комплексы в лесоаграрных ландшафтах должны обеспечивать полную защиту сельскохозяйственных угодий от неблагоприятных природных явлений, эрозионных процессов, повышать экологическую ёмкость территорий. Все мероприятия по благоустройству агротерриторий должны проводиться в сжатые сроки с использованием современных технологий и с учётом эколого-ландшафтной системы земледелия.
Древесные породы в защитных насаждениях в различных почвенных условиях имеют отличительные показатели роста (табл. 2).
Таблица 2
Рост древесных пород в искусственных защитных линейных насаждениях, м
|
Возраст, лет |
Почва |
|||
|
Чернозём обыкновенный |
Чернозём южный |
|||
|
Акация белая |
Гледичия обыкновенная |
Акация белая |
Гледичия обыкновенная |
|
|
4 |
0,9 |
1,2 |
0,7 |
1,1 |
|
12 |
4,3 |
5,0 |
4,1 |
4,7 |
|
18 |
6,2 |
7,1 |
5,8 |
6,3 |
|
30 |
12,3 |
13,4 |
11,7 |
12,3 |
На чернозёме обыкновенном акация белая к возрасту 30 лет имеет по высоте средний прирост 0,41 м/год, на черноземе южном – 0,39 м/год. Для гледичии обыкновенной (Gleditsia tricanthos L.) такие различия составляют соответственно 0,44 и 0,40 м/год. В лесных полосах активность в росте изменяется с учетом возрастных показателей. На черноземе обыкновенном у акации белой имеется снижение энергии роста в возрасте 15–19 лет, на чернозёме южном – 16–18 лет. Гледичия обыкновенная характеризуется более активным ростом в высоту до возраста 19–21 год, на чернозёме южном 18-20 лет. Данные закономерности характеризуют их эколого-биологические свойства, которые необходимо учитывать при подборе пород в схемах смешения. Более значимые показатели роста в высоту у акации белой и гледичии обыкновенной отмечаются на чернозёме обыкновенном по сравнению с показателями роста на чернозёме южном.
Древесные породы в зависимости от физиологических показателей, влияющих на их рост, имеют различия в биометрических параметрах в разных рядах произрастания (табл. 3).
Таблица 3
Характеристика древесных пород в разных рядах насаждений
|
№ пр. пл. |
Возраст, лет |
Порода |
Крайние ряды |
Центральные ряды |
Различия, % |
||||
|
Показатели |
по высоте |
по диаметру |
|||||||
|
высота, м |
диаметр, см |
высота, м |
диаметр, см |
||||||
|
11 |
26 |
Орг |
10,1 |
13,3 |
12,0 |
12,2 |
15,8 |
8,3 |
|
|
12 |
23 |
Акб |
12,0 |
15,9 |
13,8 |
14,0 |
13,0 |
12,0 |
|
|
13 |
28 |
Гло |
13,4 |
17,4 |
15,7 |
15,9 |
14,7 |
8,6 |
|
Защитные насаждения в возрасте 23–28 лет на чернозёме обыкновенном из ореха грецкого, акации белой и гледичии обыкновенной формируют выпуклый поперечный профиль (пробн. площадь 11, 12 и 13). Для ореха грецкого характерны наибольшие различия в росте по высоте крайних и центральных рядов (15,8 %). У гледичии обыкновенной такая закономерность составляет 14,7 %, акации белой – 13,0 %. Различия в росте по диаметру наибольшее значение имеют акация белая (12,0 %), гледичия обыкновенная и орех грецкий – 8,3-8,6 %. Такая особенность произрастания в искусственных культурах способствует иметь наиболее оптимальный профиль по аэродинамическим характеристикам биологических объектов. Это позволит защитить дополнительно приполосную зону на пашне.
Заключение
1. Защитные насаждения в возрасте 25 лет (размещение 3,0 х 1,0 м) представлены тополем бальзамическим, яблоней и грушей лесной, где при ширине 12,0 м формируется ажурная конструкция, которая вполне приемлема для обустройства агротерритории лесомелиоративными комплексами. Тополь превосходит по биометрическим показателям роста сопутствующие породы в 1,35-2,88 раза, что обусловлено его биологическими особенностями.
2. В искусственных лесных насаждениях с участием акации белой, гибридных тополей, яблони и груши лесной шириной 12,0-15,0 м с размещением растений 3,0 х 1,0 м в возрасте 25-28 лет акация имеет сохранность 56,3-61,5 %, отстает в росте от тополя по диаметру на 5,3 см, высоте – на 3,6 м, превосходит по биометрическим показателям шелковицу на 9,6-47,1 %, яблоню лесную – на 52,3-56,4 %, грушу лесную – на 47,1-56,5 %. Запас стволовой древесины достигает 95 и 138 м3/га, сформировалась ажурная конструкция.
3. Груша лесная – хорошая сопутствующая порода в защитном лесоразведении Краснодарского края. В противоэрозионных насаждениях в возрасте 28 лет из шелковицы, груши лесной и акации белой главная порода превосходит по биометрическим показателям в росте и сохранности сопутствующие. Для уменьшения изъятия пахотных земель ширина стокорегулирующих лесополос не должна превышать 15,0 м.
4. Лесные полосы в возрасте 8 лет из ясеня зеленого имеют средний диаметр 4,2 см, среднюю высоту – 9,8 м, сохранность 78,9 %. При ширине междурядий 2,5 м и 5 рядах формируется ажурная конструкция. Для повышения эффективности насаждений во вновь создаваемых лесомелиоративных комплексах следует формировать оптимальное количество рядов.
5. Лесомелиоративные насаждения шириной 10,0-12,0 м чистые по составу из абрикоса обыкновенного в возрасте 9-21 года имеют высоту 3,4-7,5 м, диаметр 4,8-10,8 см и сохранность – 68,2-71,8 %. В них формируется ажурная конструкция. Для повышения мелиоративных свойств и уменьшения изъятия пахотных земель из оборота целесообразно ширину защитного насаждения принимать не более 15,0 м.
6. Орех грецкий занимает значительные площади в защитном лесоразведении Краснодарского края. В лесных полосах с его участием в возрасте 17 лет при ширине 15,0 м обычно формируется ажурная конструкция. Диаметр ореха грецкого составляет 12,2 см, высота – 7,2 м.
7. В лесных насаждениях в возрасте 23–28 лет из ореха грецкого, акации белой и гледичии обыкновенной сформирован выпуклый профиль, где крайние ряды имеют больший диаметр на 8,3–12,0 % и отстают в росте по высоте на 13,0–15,8 %.
8. Лучший рост акации белой, гледичии обыкновенной и ореха чёрного отмечается на чернозёме обыкновенном, чем на чернозёме южном.