Активізація біологічного кругообігу поживних речовин лісогосподарськими заходами

Лісівництво

РОЗДІЛ 2. ПІДВИЩЕННЯ ПРОДУКТИВНОСТІ ЛІСІВ ЛІСІВНИЧИМИ МЕТОДАМИ

Лекція 7. БІОЛОГІЧНИЙ КРУГООБІГ РЕЧОВИН, ЙОГО СУТЬ І РОЛЬ У ПІДВИЩЕННІ ПРОДУКТИВНОСТІ ЛІСІВ

7.10 Активізація біологічного кругообігу поживних речовин лісогосподарськими заходами

Інтенсифікувати біокругообіг – значить активізувати процеси в його ланках, а також зняти вплив тих причин, які гальмують (пасивують) відповідні процеси (І. І. Смольянінов,1969). Це прискорить швидкість повернення поживних речовин, збільшить ємність ланки споживання, посиливши

живлення рослин.

Активаторами чи пасиваторами можуть виступати певні речовини, процеси або заходи, що своїми наслідками змінюють масштаби при­родних процесів кругообігу між рослиною та грунтом. Розрізняють окремі та загальні активатори і пасиватори. Перші діють у межах якоїсь ланки біокругообігу, а другі – впливають на показники кругообігу в цілому. Впливати на кругообіг можна, змінюючи зовнішні умови – температуру, освітленість, вологість, а також внутрішню структуру та характер кругообігу, як цілісної системи, змінюючи співвідношення, наприклад, ресинтезу та споживання, гуміфікації та

мінералізації органічних речовин і т. п. В цілому ж поділ активаторів і пасиваторів на окремі та загальні дещо умовний, бо дія окремих факторів якоюсь мірою впливає на кругообіг у цілому. Зміна зовнішніх умов завжди впливає на внутрішню організацію кругообігу, а в ряді випадків активатори залежно від їх дозування можуть виступати як пасиватори і навпаки.

Збільшення ємності біокругообігу за рахунок активації вигідних та пасивації невигідних процесів вказує на діапазон різниці між фактичною та потенціальною продуктивністю лісу, 3 досягненням науки і практики, технічних можливостей лісовирощування потенціальна продуктивність буде підвищуватись. Чим більшою буде невідповідність насаджень умовам середовища, тим більшим буде діапазон невідповідності фактичної продуктивності потенціальній.

Обов’язковою умовою інтенсифікації біокругообігу є підвищення його ємності в ланці фунтових перетворень, і особливо – в ланці споживання, а це можливо лише при умові належної ємності елементів живлення в грунтових ланках біокругообігу. Чим менша грунтова ємність, тим жорсткіші лісорослинні умови. В свою чергу це визначає і склад порід – тут переваги мають чисті насадження, при яких спостерігається менше навантаження на грунт.

І. І. Смольянінов (1969) підкреслює, що зменшення ємності біо­кругообігу в жорстких лісорослинних умовах впливає на виживання окремих деревних порід, їх пристосування до цих умов. Так, на Нижньо­дніпровських пісках, де висаджують сосну звичайну та сосну кримську, виявлено, що сосна звичайна – більш продуктивна, оскільки може при меншому споживанні поживних речовин давати більший приріст. Але сосна кримська – стійкіша із-за більш економного типу живлення, хоча менш інтенсивно створює деревну продукцію.

Ємність кругообігу залежить і від втрат елементів живлення, наприклад азоту. В цьому випадку доцільно застосовувати пасиватори кругообігу. В лісових розсадниках з цією метою доцільно застосовувати так звану “срібну” воду, яка при нормі поливу 3-5 л*м-2 має позитивний вплив протягом двох вегетаційних сезонів.

Із загальних активаторів біокругообігу в першу чергу слід відмітити світло та тепло. Ступінь використання ФАР лісом лежить у межах 1,0-1,5 %. Поглинання ФАР поверхнею листя залежить від листяного індексу, але до межі 4, після чого збільшення густоти листяної поверхні не приводить до збільшення поглинання. Звідси висновок: зміна густоти рослин у лісі з метою активації біокругообігу має свої межі, що визначаються раціональною площею фотосинтетичної поверхні. Це положення носить характер закону.

Дія тепла на хід біокругообігу проявляється в тому, що основні елементи живлення – азот, фосфор, калій (NРК) – при зниженні температури нижче 20°С поглинаються клітиною по-різному. При цьому різко знижується споживання фосфору, дещо послаблюється поглинання азоту і мало – калію. Саме між вмістом калію в рослинах і їх морозостійкістю існує пряма кореляційна залежність.

Суттєвий фактор впливу на продуктивність лісостанів – аерація лісових земель при їх надмірному зволоженні. Перезволоження призводить до пасивації біокругообігу через нестачу кисню, приско­рення процесів старіння та відмирання всмоктуючих коренів.

Активатором або пасиватором біокругообігу може виступати і органічна речовина грунту. Гумусові речовини завдяки вмісту оксихінонів, що акцентують водень при окисленні речовин, стимулюють ріст рослин. Вже при концентрації 0,02-0,05% гумусові кислоти відчутно впливають на процес амоніфікації. Вважається, що стимулюючі речовини утворюються на пізніх стадіях гуміфікації. На ранніх стадіях утворюються речовини, які пригнічують ріст рослин. Тому мульовий гумус прискорює біокругообіг. Як свідчить І. І. Смольянінов (1969), в Австрії при складанні проектів залісення земель формам гумусу надають особливого значення.

Активаторами біокругообігу виступають різні ферменти, вітаміни, мікроелементи, гумусові речовини, інші сполуки. Пасиваторами біокругообігу є органічні кислоти (бензойна, галлова), поліфеноли, антоціани, пептиди, аміди, інші сполуки. Але всі ці речовини ми можемо застосовувати лише в експериментальних масштабах. У виробничих же можна застосовувати різні господарські заходи, які можуть регулювати співвідношення цих речовин.

Звичайні лісогосподарські та лісокультурні роботи, що широко проводяться в лісах України, також впливають на хід біокругообігу. Своєчасно та якісно проведені рубки догляду, гідро – та фітомеліорація, створення лісових культур зі своєчасним та якісним доглядом, поліпшення породного складу лісостанів – все це певним чином пов’язане зі зміною основних параметрів біокругообігу, що веде до підвищення продук­тивності лісу.

Відомо, що рубками догляду можна підвищити загальну продук­тивність: у чистих деревостанах – на 3-5%, у мішаних – на 10-15%. Суттєво рубки догляду покращують породний склад мішаних дерево­станів, сортиментну структуру та збільшують використання деревини з одиниці площі лісу. Але рубки догляду впливають позитивно на процес фотосинтезу і певною мірою на прискорення біокругообігу. Досліджень цього процесу проведено поки що мало. Встановлені лише деякі закономірності в окремих регіонах України.

Виявлення впливу рубок догляду на розвиток листяного апарату в Тростянецьких дібровах на Сумщині показали, що вже на другий – третій рік після рубки догляду екологічні ніші заповнюються окремими поро­дами (в першу чергу ясенем звичайним, кленом звичайним) і в цілому залежно від віку річний опад становить 2,5-4,6 т*га-1. Кущі дають опаду не менше, ніж дерева. Відбувається перерозподіл маси опаду, що, безумовно, змінює й характер кругообігу.

Проріджуючи насадження рубкою догляду, ми зменшуємо густоту стояння дерев, поточний приріст деревної маси. Згодом приріст збільшується, досягаючи попереднього. Тривалість таких циклів становить 3-6 років, вона залежить від ступеня зрідження. Надто сильне зрідження може призвести до розладу насадження, а недостатнє – до всихання та відпаду дерев. І в першому, і в другому випадку ми матимемо зниження сумарного приросту маси. Більший приріст соснових насаджень спостерігається при оптимальних параметрах біокругообігу, оптимальному грунтовому живленні дерев.

У чистих 25-річних сосняках Слав’янського держлісгоспу були проведені проріджування при різному ступені зрідження. При зрідженні до 0,8; 0,7 і 0,5 маса лісової підстилки через 5 років після рубки зменшилась з 35 до 15т*га-1, а опад за рік – з 4 до 3 т*га-1. Інтенсивність біокругообігу при сильному ступені зрідження змінилась настільки, що змінився його тип: від сильно загальмованого до загальмованого. Суттєві зміни показника кругообігу відзначені при переході від повноти 0,8 до 0,7. Тобто, щоб суттєво вплинути на рух маси лісової підстилки, потрібно повноту в сосняку II класу віку знизити до 0,7. Звільнення елементів живлення з підстилки помітно збільшується при зрідженні з повноти 1,0 до 0,8.

При слабкому перегниванні підстилки доцільно застосовувати її ворушіння. Цей процес можна здійснити, налагодивши певним чином трелювання дерев з кронами. При ворушінні поліпшується аерація грунту, а головним чином – режим живлення рослин. Лісова підстилка навіть у хвойних лісах містить до 0,8% азоту, тому прискорення її перегнивання має важливе значення для живлення рослин. Досліди І. І. Смольянінова в Брянській області показали, що ворушіння підстилки в першу чергу прискорює звільнення калію. Азот, фосфор та кальцій звільнюються дещо повільніше.

Потрібно мати на увазі ще один захід, який поліпшує умови для перегнивання лісової підстилки, підвищує інтенсивність розкладу грунтового гумусу. Це досягається внесенням свіжої органічної речовини, яка створює “ефект затравки”. В розсадниках – при­орювання зеленої маси, а в лісових насадженнях – залишення на площі подрібнених порубкових залишків та їх перемішування з підстилкою і мінеральною фракцією грунту. Наприклад, у Німеччині порубкові залишки не видаляються з лісу при рубках догляду навіть у сосняках. Це активізує біокругообіг шляхом прискорення розкладу підстилки.