Итоги сорокалетнего сортоиспытания гибридных тополей на песчано-ракушечных почвах Восточного Приазовья

Размещено на http://www.allbest.ru/

Итоги сорокалетнего сортоиспытания гибридных тополей на песчано-ракушечных почвах Восточного Приазовья

Максименко А.П.

В решениях Конференции ООН по окружающей среде и развитию (Рио-де-Жанейро, 1992) и в "Заявлении о принципах, касающихся управления, защиты и устойчивого развития всех видов лесов, жизненно необходимых для обеспечения экономического развития и сохранения всех форм жизни" особое значение придается обеспечению устойчивого управления лесами. Оно должно быть направлено на поддержание баланса продуктивных, средозащитных и социальных функций лесных экосистем. По итогам работы XI Всемирного лесного конгресса (Анталия, 1997) можно сделать вывод, что XXI век будет отличаться потенциальным критическим дефицитом пресной воды, массовой деградацией земель, возрастанием антропогенной нагрузки на природные ресурсы.

Краснодарский край по праву считается одной из основных житниц России. Омывают его воды Азовского и Черного морей. Вдоль их побережья (от г. Ейска до г. Новороссийска) узкой полосой расположены песчано-ракушечные отложения общей площадью более 100 тысяч гектаров с многочисленными солонцами, солончаками и т.д., которые подвержены ветровой и водной эрозии и часто не имеют хозяйственного использования. Необходимость мелиорации таких земель определяется многими законами и постановлениями. Так, Постановлением СМ СССР "О мерах по дальнейшему предотвращению загрязнения бассейнов Черного и Азовского морей" рекомендована конкретная задача по созданию зеленой защитной зоны по берегам морей для предотвращения эрозионных и абразионных процессов, заиления бассейнов и защиты прилегающих сельскохозяйственных территорий от неблагоприятных погодных условий [1].

Данной проблеме посвящены региональные научно-технические программы "Приоритетные направления устойчивого развития Азово-Черноморского побережья Краснодарского края" и "Экология и ресурсосбережение Кубани".

Система ведения лесного хозяйства в нашем регионе обеспечивает, прежде всего, стабильность имеющихся естественных и искусственных природных комплексов, выполняющих важные функции: защитные, рекреационных, санитарно-гигиенические, регулирующие климат и другие.

Но удовлетворение общества в лесосырьевых ресурсах требует интенсификации целевого лесовыращивания, в частности, ускоренного плантационного с уменьшенным сроком ротации. Увеличение лесопокрытых площадей лесопарковых и лесомелиоративных лесонасаждений. Практическое внедрение этого метода лесовыращивания вполне возможно при использовании богатого материала, наработанного селекционерами. Косвенно меняя генотип деревьев, они выводят новые сорта, быстрорастущие, устойчивые, обладающие рядом других ценных для лесного хозяйства свойств.

Во многих странам накоплен положительный опыт создания плантаций быстрорастущих пород, который следует рассматривать как элемент содействия устойчивому управлению лесами за счет удовлетворения собственных нужд местного населения, которые могут дополнять или снижать нагрузку на естественные леса.

Созданное искусственное или естественное биоразнообразие лесных экосистем находится под нарастающим в последнее десятилетие техногенным процессом. Избежать последствий этого влияния можно, например, поиском выведенных обычными селекционными методами устойчивых к стрессам лесных пород.

В статье приводятся данные 40-летнего сортоиспытания выращивания гибридных черной и бальзамической секций тополей, в результате которого решены вопросы подбора ассортимента соответствующих сортов, технологии их выращивания, аспекты агротехники и защиты от вредителей. При этом, осваивались нелесные и мелиоративные фонды земель, в частности песчано-ракушечные, слабогумусные, пойменные почвы.

По существующему районированию район относится к степной зоне. По агроклиматическому районированию Краснодарского края он относится к первому агроклиматическому району недостаточного увлажнения, ГТК составляет 0,7-0,9. Климат района умеренно-континентальный. Средняя годовая температура +10,0єС. Среднегодовое количество осадков равняется 456 мм, с минимумом в отдельные годы до 230 мм. В период исследований (1975-2015) количество осадков по годам в основном было близким к средней многолетней величене; 1975 г. был засушливым (309,1 мм) 1977 г. был влажным (661 мм).

Направление ветров характеризуется неустойчивостью. Господствующими ветрами являются восточные - 60% и западные - 40%.

Почвенный покров разнообразный от примитивных песчано-ракушечных отложений до лугово-болотных почв. Материнской породой являются наносы ракушечника, грунтовые воды залегают на разной глубине, но не более 3,0-3,5 м. По минерализации грунтовые воды изменяются от незасоленных до рассолов.

Во всем многообразии почвенного покрова песчано-ракушечных отложений нами выделены следующие группы почв: слаборазвитые песчано-ракушечные отложения, гумусированные ракушечники, луговые, лугово-болотные почвы и солончаки приморские.

Основным источником питания грунтовых вод являются воды окружающих водных бассейнов Азовского моря, Таганрогского залива и лиманов, которые определяют в основном колебания уровня грунтовых вод и их химический состав. Роль атмосферных осадков в питании грунтовых вод незначительна. Грунтовые воды расположены на различной глубине, которая определяется рельефом местности и общей высотой аккумулятивных форм над уровнем окружающих водных бассейнов. На большей территории глубина грунтовых вод составляет 80-150 см, на приморской гряде снижается до 3,0-3,5 метров. В понижениях уровень стояния грунтовых вод высокий, иногда с выходом на поверхность почвы.

Уровень грунтовых вод подвержен сезонным и текущим изменениям. На основании различия сезонной и текущей динамики уровня грунтовых вод нами выделены прибрежный и притеррасный режим колебания уровня грунтовых вод.

Притеррасный режим (большая часть территории аккумулятивных форм, прилегающая к коренному берегу) характеризуется осенне-зимним подъемом, зимне-весенним периодом наивысшего стояния, летним опусканием, осенним пониженным стоянием уровня грунтовых вод. Текущие колебания незначительны.

Степень минерализации грунтовых вод варьирует от незасоленных до рассолов. В пониженных участках территории, представленных почвами тяжелого механического состава, засолением подстилаемых грунтовых вод увеличивается. Сезонная динамика химического сотава грунтовых вод и вод окружающих бассейнов совпадают и представлена весенне-летним снижением минерализации и ее увеличением в осенний период. Сезонное снижение уровня грунтовых вод, сопровождается увеличением их минерализации. Максимальная глубина залегания грунтовых вод и большая их минерализация наблюдаются в октябре, что уменьшает вредное влияние токсичных солей на корневые системы древесных и кустарниковых пород в период вегетации.

На основании исследования почвенно-гидрологических условий, состояние и роста лесных культур разработана классификация лесорастительных условий. Основные определяющие факторы, положенные в основу классификации (таблица 1): наличие питательных веществ в верхних горизонтах почвенного профиля - трофотопы, обозначаются А, В, С и расположены по вертикали. Каждый трофотоп имеет пять градаций увлажнения - гигротопы, которые в зависимости от глубины залегания грунтовых вод изменяются от очень сухого - 0 до мокрого - 5 и располагаются также по вертикали.

По горизонтали расположены варианты минерализации и доступности грунтовых вод, классификация грунтовых вод принята по Е.С. Мигуновой [7]. Обозначение принято следующее: Н - незасоленные; С - с признаками засоления; Сл - слабозасоленные; Ср - среднезасоленные; Сз - сильнозасоленные; Ос- очень сильно засоленные; Р - рассолы.

В зависимости от наличия питательных веществ в почвенном профиле, глубин и степени минерализации грунтовых вод все песчано-ракушечные почвы дифференцированы по степени лесопригодности в следующие четыре группы:

1-я группа - пригодные, куда относятся слаборазвитые песчано-ракушечные, гумус-карбонатные и лугово-черноземные луговые почвы. Это почвы равнинной части, слабозасоленные по профилю с залеганием грунтовых вод в корнеобитаемой зоне, степень минерализации которых варьируется от пресных до слабозасоленных;

2-я группа - вполне пригодные объединяет слаборазвитые песчано-ракушечные почвы прибрежной гряды, гумус-карбонатные и луговые почвы. Данные почвы засолены в различной степени по профилю - от незасоленных до среднезасоленных, уровень грунтовых вод колеблется от 0,5 до 2,5 м;

3-я группа - относительно пригодные, сюда относятся типы почв, указанные во 2-й группе, но в трофотопах А, В и С отмечается очень сухое или мокрое увлажнение, степень засоления - сильная;

4-я группа - непригодные. К ним относятся слаборазвитые песчано-ракушечные почвы вершин прибрежной гряды и пляжей, гумус-карбонатные почвы, подстилаемые сильноминерализированными водами, лугово-болотные почвы и солонцы. Почвы этой группы не могут быть использованы для выращивания лесонасаждений.

Таблица 1 - Классификация песчано-ракушечных почв по типам лесорастительных условий

Анализ литературных источников [2,3,4,5,9] дал возможность подбора видов и сортов тополей для использования их в лесных культурах на ракушечниках.

С целью отбора наиболее быстрорастущих и устойчивых видов и сортов тополей для выращивания лесонасаждений на песчано-ракушечных почвах было организовано сортоиспытание [6,7,9].

Сортоиспытательный участок тополей заложен на площади 2,0 га. На гумусированном ракушечнике (тип лесорастительных условий В3н). Грунтовые воды залегают на глубине 130 см, плотный остаток солей составляет 0,57 г/л, хлора - 0,07%. В ассортимент сортоиспытания включены 28 видов, форм и сортов тополей двух секций черных и бальзамических. Черенки для посадки были получены из Астрахановской ЛОС и Белореченского лесхоза Краснодарского края. Культуры заложены по плантажной вспашке стеблевыми черенками длиной 30-35 см. Степень лесопригодности - пригодные. Посадка проводилась весной, под лесопасадочную машину СЛН-1 в 2-кратной повторности. Размещение принято 3,0Ч1,0 м.

Ежегодно по окончании вегетационного периода проводились обмеры высоты и диаметра растений. В конце первого вегетационного периода проведены раскопки корневых систем. В течение всего периода проводились систематические наблюдения за естественным засолением и повреждением тополей вредителями и болезнями. Устойчивость сорта против вредителей и болезней определялась массовостью засоления и степенью повреждения.

При проведении работ по сортоиспытанию большое внимание уделялось изучению энергии роста различных сортов тополей, одному из главных факторов при оценке их роста и состояния.

В таблице 2 приводится характеристика состояния и роста опытных культур гибридных тополей по данным учета 1980 г.

Таблица 2 - Характеристика пятилетних лесных культур гибридных тополей, посадка - весна 1976 года

Анализ полученных данных показывает, что биологические особенности сорта начинают проявляться с первого года. Так, приживаемость испытываемых сортов значительно колебалось. Наибольшая приживаемость получена у тополя канадского (местного). Группа тополей: Э.С.-38, Мощный 236, 195, Сакрау-59, 60001/1, Вернирубенс, Каролинский 162, Бахельз, Брантика 175, которые имеют высокую приживаемость и последующая сохранность в пять лет незначительно ниже полученной приживаемости. Остальные сорта тополей имеют низкую приживаемость и сохранность.

Энергия роста тополей в высоту особенно подчеркивает особенности каждого сорта. Тополя, имеющие высокую сохранность, отличаются значительным приростом по высоте - от 1,3 до 1,7 м, т.е. их рост превышает рост в высоту у тополя канадского местного. Медленным ростом в высоту отличаются тополя из секции бальзамических, их средний прирост колеблется от 44,4 до 83,5 см.

Все евро-американские тополя отличаются большей энергией роста в высоту, чем бальзамические.

Дифференциация по диаметру менее выражена. Тополя быстрорастущие имеют больший прирост и по диаметру, что вполне закономерно. Бальзамические тополя имеют малый прирост по диаметру - 1,0-1,5 см в год.

Причиной более низкой приживаемости тополей посадки 1975 года по сравнению с тополями посадки 1976 года является то, что 1975 год был очень засушливым. По данным метеостанции "Должанка", расположенной в 250 м от опытного участка, за вегетационный период выпало 175 мм осадков, что составляет 65% от средней нормы.

Раскопки корневых систем тополей позволили установить, что в течение первого вегетационного периода тополя формируют определенный тип корневой системы (таблица 4). Большинство евро-американских тополей развивают поверхностно-якорные корневые системы. Придаточные корни из стеблевой части черенка активно осваивают верхний 50-см горизонт почвы. Корни образовавшиеся в месте нижнего среза в количестве 3-7 штук распространяются почти вертикально вниз по почвенному профилю, достигая в первый год роста глубины 70-100 см. Грунтовые воды на участке залегают на глубине 130 см, а капиллярный подъем влаги равен примерно 50 см, следовательно, тополя используют влагу грунтовых вод уже на первом году жизни.

Таблица 3 - Характеристика развития корневых систем однолетних тополей в опытных лесных культурах на гумусированном ракушечнике

Другая группа тополей, в том числе и все бальзамические, развивают поверхностный тип корневой системы.

Придаточные корни, образующиеся по длине черенка и на нижнем срезе, распространяются в горизонте до 50 см, а у некоторых видов (Торопогрицкий, Брабантика-174) наблюдается подъем корней из низших горизонтов до гумусового горизонта, т.е. проявляется отрицательный геотропизм корней. Общая масса корней, образовавшихся в первый год, значительно варьирует - от 25,4 до 94,9 г. Тополя, имеющие больший вес корневых систем и глубокое проникновение корней, отличаются лучшим ростом по высоте и диаметру. Они имеют высокую приживаемость и сохранность. Их прирост по высоте более стабилен по годам роста и в меньшей степени зависит от количества атмосферных осадков.

В течение всего периода наблюдений не установлено обмерзания надземных частей растений ни у одного сорта, что говорит о зимостойкости испытываемых тополей в данных климатических условиях. Повреждаемость энтомовредителями была незначительной, преимущественно тополевым листоедом. Отмечено сильное заражение листовой поверхности всех тополей летом 1977 года. Вегетационный период 1977 года отличался обилием осадков, что видимо, создало оптимальные условия для развития ржавчины листьев. В остальные годы значительно повреждались ржавчиной листья тополей из секции бальзамических, а также краснонервный и майский из секции черных тополей.

Других видов энтомовредителей и грибных заболеваний не обнаружено.

В результате пятилетнего сортоиспытания установлено, что в условиях восточного Приазовья на гумусированных ракушечниках, подстилаемых слабоминерализованными грунтовыми водами на корнедоступной глубине (до 150 см), наиболее высокопродуктивными и устойчивыми являются клоны евроамериканских тополей: Брабантика-175, Санрау-59, Мощный-236 и 195, Бахелье, З.С.-33, Вернирубенс, 60001/1, Каролинский-162. По показателям роста они превосходят тополь канадский местный и остальные сорта тополей.

Высокопродуктивные клоны евроамериканских тополей, вошедшие в группу перспективных, развивают мощную поверхностно-якорную корневую систему, проникающую до уровня грунтовых вод, что определяет их быстрый рост и высокую устойчивость. Бальзамические тополя и их гибриды развивают поверхностную корневую систему, сравнительно медленно растут, незасухоустойчивы и во второй половине лета обычно страдают от почвенной и атмосферной засух. Их прирост в высоту находится в прямой зависимости от количества выпадающих осадков.

Устойчивость к климатическим и биологическим факторам внешней среды наиболее высокопродуктивных видов и сортов тополей значительно выше, чем низкопродуктивных.

Культуры тополей возможно создавать посадкой неукорененных черенков непосредственно на лесокультурную площадь, что сокращает затраты на укоренение черенков в питомнике, их выкопку и перевозку и позволяет получить высокую приживаемость.

Культуры тополя находят применение при облесении бедных песчаных массивов лесостепной зоны, часто вводятся в качестве главной породы при полезащитном лесоразведении. Они отличаются малой требовательностью к почвенным условиям, засухоустойчивостью и быстрым ростом. Нами были проведены повторные, детальные исследования (таблица 5).

Таблица 4 - Показатели состояния качества 25-летних видов и сортов гибридных тополей

Анализ данных таблицы 5 позволяет заключить, что за последние 20 лет в различных видах тополей произошел незначительный отпад (7,1-20,5%) и сохранность культур находится в пределах от 30,8 до 89,2%. По состоянию сортов тополей деревья находятся в следующих диапазонах: отличное - 20,8-59,4%, хорошее - 16,8-38,7, удовлетворительное - 6,7-51,3 и неудовлетворительное - 3,0-25,5%. На основании этого все виды и сорта тополей можно отнести к трем группам: 1-я - отличного, 2-я - хорошего и 3-я - удовлетворительного состояния и качества.

К 1-й группе относятся тополя, имеющие сохранность от 61,6 до 89,2% и состояние деревьев отличного и хорошего качества от 70,5 до 84,5%. Это виды тополя: мощный-195, ЭС-38, 60001/1, бахелье, брабантика-174, поздний-22, канадский (местный) и бальзамический.

Ко 2-й группе - соответственно 50,4-62,9 и 65,5-79,5% - 4 вида тополей: сакрау-59, вернерубенс, поздний-686 и гибрид-300.

К 3-й группе - соответственно 30,8-52,5 и 37,6-74,3% - 5 видов тополей: мощный-236, гибрид-121 и гибрид-154, каролинский и пирамидальный.

Вышеуказанные особенности видов и сортов необходимо обязательно учитывать при облесении песчано-ракушечных почв Восточного Приазовья

Общий вид лесонасаждений гибридных тополей на гумусированном ракушечнике косы Долгая

Анализ таблицы 6 показывает, что в возрасте 40 лет из 28 видов и сортов тополей, проходивших сортоиспытание, выпало из лесонасаждений 16 сортов тополей. Наиболее устойчивыми в условиях гумусированного ракушечника тип лесорастительных условий Вн3, группа лесопригодности пригодные, являются виды и сорта тополей: Мощный-195, Э.С.-38, Вернирубенс, Бахелье, Брабантика-174, Поздний-22, Канадский (местный). Все сохранившиеся виды и сорта тополей прекратили рост в высоту. Большая часть деревьев суховершинные, их состояние хорошее и удовлетворительное. По показателям роста (высоте и диаметру) они близки к показателям тополя канадского (местного). Их сохранность менее 50%, в то время, как тополь канадский (местный) имеет высокую сохранность в 25 лет - 89,2%, в 40 лет - 89,0%.

Таблица 5 - Показатели роста и состояние 40-летних видов и сортов гибридных тополей

Таким образом можно рекомендовать данные виды и сорта тополя для создания искусственных лесных насаждений, как растений лесомелиорантов, обладающих быстротой роста, устойчивостью и высокой биологической продуктивностью, а также достаточной долговечностью.

Для создания долговечных лесных культур на рекультивируемых землях, ранее незанятых лесом, предлагается следующий способ [8]. Производить посадку лесных культур чередующимися рядами из быстрорастущих и долговечных древесных пород. В качестве быстрорастущих лесных пород производят посадку рядов тополя, а в качестве долговечных пород - акации белой, дуба черешчатого, ясеня зеленого, сосны крымской.

По мере роста лесных культур производят вырубку рядов быстрорастущих деревьев, оставляя при этом их корневую систему для развития молодой поросли и обеспечения условий для роста долговечных лесных культур.

Искусственным лесам в России уделяется все большее внимание. Они приобрели глобальное значение в части регулирования климата, выполнения экологических, средозащитных, средообразующих и рекреационных функций. Агротехника и технология выращивания искусственных насаждений постоянно совершенствуется на основании научно-исследовательских работ и их обобщения.

Проблема искусственного лесообразования должна решаться комплексно, на основе закономерностей формирования леса, его динамичности и экологии. Будущее искусственное высокопродуктивное насаждение определенного состава может быть получено только в том случае, если на всех этапах его формирования, начиная от получения семян и до периода завершенного лесокультурного производства, будут создаваться условия, соответствующие экологическим требованиям формируемого насаждения.

Литература

гибридный тополь грунтовый климатический

1. Постановление СМ СССР "О мерах по дальнейшему предотвращению загрязнения бассейнов Черного и Азовского морей" / Правда. - 1976. №35 (21004).

2. Вересин М.М. Новый гибридный тополь для лесных культур и озеленения / М.М. Вересин // М.: ЦБНТИ лесхоз. - 1974, № 6. - с. 14-15.

3. Волков Ф.И. Перспективы создания озеленительных насаждений на приморских ракушечных песках / Ф.И. Волков, Е.С. Мигунов // Лесное хозяйство, 1969. - №11. - с. 32-33.

4. Зубарева Л.М. Культуры тополей в пойме Кубани / Л.М. Зубарева // Лесное хозяйство.-1973.- №5. - с. 45-48.

5. Иванников С.П. Выведение и исследование тополей в СССР и за рубежом / С.П. Иванников // М.: ЦБНТИ лесхоз. - 1971. - с. 86-94.

6. Максименко А.П. Гибридные тополя на ракушечных песках / А.П. Максименко // Краснодар, 1978. 3 с.

7. Максименко А.П. Облесение песчано-ракушечных почв Восточного Приазовья / А.П. Максименко // Монография.- Краснодар: Кубан. учебник, 2002. - 287 с.

8. Патент на изобретение № 222510 "Способ создания долговечных лесных культур на рекультивационных землях". - М.- 6.03.2002.

9. Филимонова В.Д. Культура тополей за границей / В.Д. Филимонова // М.: Гослесбумиздат, 1962. - 134 с.

10. Родин А.Р. Искусственное лесовыращивание / А.Р. Родин // Пушкино: ВНИИЛМ, 2012 - 198 с.

Размещено на Allbest.ru