Летом 1948 г. в Боровом опытном лесничестве Бузулукского бора были проведены исследования роста корневых систем сосны, березы и бузины в чистых и смешанных посадках. Объектами изучения служили 12- и 33-летние производственные культуры. Все участки культур, в которых проводились раскопки корней, относились к группе мшистых сосняков. Исследуемые культуры в момент раскопок находились в удовлетворительном состоянии.
Корневые системы сосны и березы в чистых и смешанных культурах. Изучение корневых систем смешанных сосново-березовых культур было интересно прежде всего потому, что в условиях Бузулукского бора они оказались наиболее устойчивыми. Для раскопок корней мы выбрали три одинаковых по лесорастительным условиям участка, находящихся близко друг от друга, но в разных типах смешения: 1-й участок в чистых сосновых культурах, 2-й в смешанных сосново-березовых, 3-й в чистых березовых. Культуры на всех участках были высажены в 1915 г. А. П. Тольским. Для сравнительного изучения роста и развития культур на каждом участке было заложено по три пробы. Почва участков серая, лесная, слабо оподзоленная, песчаная. Расстояние между рядами культур 1,1 м и в ряду между деревьями 0,6—0,7 м. В смешанных сосновоберезовых культурах ряд сосны чередовался с рядом березы.
Для раскопок корней на каждой пробе закладывались по три траншеи площадью от 2 до 4 м2. Учет корней проводился по 10- и 20-сантиметровым слоям почвы и по генетическим горизонтам.
Полученные данные свидетельствуют о том, что основная масса (65—75%) корней в чистых и смешанных посадках содержится в верхнем 60-сантиметровом слое почвы. Здесь корни имеют многочисленные разветвления и образуют довольно густую сеть. В смешанных культурах корневые системы сосны и березы проникают в почво-грунт значительно глубже, чем в чистых. Так, корни сосны в чистых культурах проникали на глубину 252 см, а в смешанных — на 380 см. Корневая система березы в чистых культурах распространялась вглубь на 304 см, а в смешанных — на 402. Однако ни в одном типе культур корневая система не достигала уровня грунтовых вод, который находился на глубине 6 м. Корни березы в значительной степени способствовали проникновению корней сосны в глубь почво-грунта. При раскопках наблюдались нередкие случаи, когда корни сосны обвивались вокруг корней березы и благодаря этому проникали в почво-грунт на 1—2 м глубже. В смешанных сосново-березовых культурах корневая система сосны развивается сильнее, чем в чистых. Так, общий вес ее в смешанных культурах был на 65% больше, чем в чистых, причем увеличение веса происходило преимущественно за счет тонких корней.
Количество мертвых корней на единице площади почво-грунта в чистых березовых культурах в три раза больше, чем в чистых сосновых. Следовательно, корневая система березы растет быстрее, чем сосны, и значительная часть ее быстрее отмирает. Сгнившие корни березы создают благоприятные условия для развития корневой системы сосны, особенно в глубоких горизонтах. По трубкам сгнивших корней быстрее поступает вода, а вместе с ней и питательные вещества из верхних почвенных слоев. Кроме того, корневые трубки улучшают аэрацию почвы. По готовым ходам корни сосны легко проникают в почво-грунт. В Бузулукском бору, как и в Московской области, в глубоких горизонтах почвы мы часто наблюдали в корневых трубках мощные канаты, состоящие из тонких корней сосны. Таким образом, полученные данные еще раз подтверждают вывод о том, что береза в смешении с сосной способствует развитию корневой системы последней.
А. И. Ахромейко (1950) в своих исследованиях показал, что расход воды насаждением находится в прямой зависимости от количества хвои, а способность насаждения к поглощению воды — от степени развития корневых систем. Поэтому для определения отношения корней к хвое в чистых и смешанных культурах сосны был произведен учет хвои со средних модельных деревьев, у которых исследовались корневые системы. Большее количество тонких корней (тоньше 1 мм), куда относится основная масса и физиологически активных корней, приходится на единицу веса хвои в смешанных сосново-березовых культурах. Это опять-таки свидетельствует о большей устойчивости сосны в смешанных культурах по сравнению с чистыми. Сосна в таком смешении имеет возможность лучше обеспечивать себя влагой.
Чтобы выяснить распространение корневой системы сосны и березы в междурядьях смешанных сосново-березовых культур, учитывались тонкие корни в почвенных монолитах, взятых корнерезом (на середине между стволами) в сосновых и березовых рядах и на середине междурядья. Почвенные выемки брали только с верхнего 20-сантиметрового слоя почвы, где залегала основная масса.
Корни сосны сильнее развиваются в березовом ряду, где количество их на 28% больше, чем в сосновом; количество же березовых корней по мере приближения к сосновому ряду уменьшается. Эти данные также говорят о том, что корневая система березы оказывает благоприятное влияние на рост корней сосны.
Очевидно, по этой причине в Бузулукском бору сосновые культуры в смешении с березой оказались более устойчивые, чем чистые сосновые.
Корневые системы сосны и бузины в чистых и смешанных культурах. Для исследования были выбраны 12-летние чистые сосновые и смешанные сосново-бузиновые культуры. Сосново-бузиновый тип культур представлял интерес потому, что рост сосны в данном типе был почти в два раза хуже, чем в чистых культурах. Для раскопок корней были заложены пробы в чистых сосновых и смешанных сосново-бузиновых посадках. Отобранные участки находились в одинаковых лесорастительных условиях и располагались почти рядом. Почва на участках темно-серая, слабо оподзоленная, песчаная. В посадках расстояние между рядами культур и в рядах между растениями 1 м. Смешение пород в сосново-бузиновых культурах порядное. Бузина в данных культурах находилась под пологом сосны в виде низкорослого кустарника и не оказывала затеняющего воздействия на сосну, однако последняя находилась в сильно угнетенном состоянии.
Для исследования корней в каждом типе культур закладывались по три траншеи площадью 4—5 м2 каждая. Кроме того, для учета мелких корней у каждой траншеи корнерезом брали по 5 почвенных выемок. Учет корней проводился по 10- и 20-сантиметровым слоям почвы.
Из приведенных данных видно, что основная масса (70—90%) корней сосны и бузины в чистых и смешанных сосново-бузиновых культурах размещалась в верхнем 60-сантиметровом слое почвы. Максимальное количество корней сосны в чистых культурах содержалось во втором 10-сантиметровом слое почвы, а в смешении с бузиной — в первом. Корневая же система бузины в смешанных культурах наиболее сильно развивалась во втором 10-сантиметровом слое. Следовательно, бузина в значительной мере вытеснила корни сосны из ее оптимальной зоны развития. Известно, что бузина является кустарниковой породой, но корневая система ее довольно глубоко проникает в почво-грунт. В рассматриваемых условиях ее корни проникали в почву на такую же глубину, как и корни сосны. Интересно отметить, что при раскопках корней в смешанных сосново-бузиновых культурах мы часто наблюдали случаи вытеснения из готовых ходов корней сосны корнями бузины. Характерно, что корни сосны при сплетении с корнями бузины большей частью погибали. Мощность корневой системы сосны в чистых и смешанных посадках была примерно одинаковой. Но так как надземная часть сосны в смешанных культурах с бузиной была почти в два раза развита слабее, чем в чистых культурах, то корневая система в смешанных посадках функционировала менее продуктивно. Сеть тонких корней у сосны, произрастающей совместно с бузиной, развита слабее по сравнению с чистыми посадками, что свидетельствует о корневом угнетении сосны.
Из сказанного следует, что корни бузины оказывают неблагоприятное воздействие на развитие корневой системы сосны, особенно на ее корневое питание. По-видимому, корневые выделения бузины ядовиты и отрицательно действуют на жизнедеятельность подземных органов сосны. О вредном действии бузины красной на сосну указывали в своих работах А. И. Ильинский (1939), Е. Д. Годнев (1950) и другие исследователи.
Кроме того, бузина как компонент смешения слабо защищает почву от травянистой растительности. Участки сосново-бузиновых культур почти сплошь были покрыты сорняками, преимущественно злаками, в то время как под пологом чистых сосновых культур травяной покров был очень редкий.
Таким образом, на основании анализа всего материала по изучению роста и развития корневых систем сосны, березы и бузины в чистых и смешанных посадках Бузулукского бора можно сказать следующее.
Корневая система березы создает благоприятные условия для развития корневой системы сосны. Береза довольно активно осваивает глубокие уплотненные горизонты, значительно улучшает физико-химические свойства почвы и способствует проникновению корней сосны в глубь почво-грунта, в результате чего сосна в смешении с березой имеет продуктивный рост и является более устойчивой, чем в чистых культурах.
Бузина красная, наоборот, оказывает вредное действие на жизнедеятельность корневой системы сосны, поэтому ее рост в смешанных культурах с бузиной был примерно в два раза хуже, чем в чистых культурах, т. е. бузина — неподходящий компонент для сосны.
Необходимо отметить, что характер межвидовых взаимоотношений между лесными породами может существенно изменяться в зависимости от почвенно-климатических условий. Меняются эти взаимоотношения и с возрастом насаждения.