В пристенных борах влияние рубок ухода было изучено в Трахниотовском лесничестве Кузнецкого лесхоза (Пензенская область) в культурах сосны 21 года на дерновых слабоподзолистых супесчаных почвах. Тип насаждения: сосняк мшисто-брусничный, тип местообитания B1-2. Рубки ухода проведены в 1930 г. Следовательно, со времени исследования прошло 10 лет. Опыт состоит из четырех секций: контрольной и трех е рубками ухода, на которых было вырублено соответственно 13, 26 и 38%.
В условиях более сухого климата Кузнецкого лесхоза на всех секциях опыта через 10 лет после проведения рубок ухода сохранилась мертвая хвоевая подстилка. Однако физические свойства этой подстилки претерпели некоторые изменения. Под влиянием рубок ухода произошло снижение водоудерживающей способности лесной подстилки. Влагоемкость подстилки на контрольной секции составляла 0,8 мм, на секции с вырубкой 38% только 0,5 мм. Принимая во внимание равный запас подстилки на обеих секциях 3,9 т/га, различие во влагоемкости следует объяснять неодинаковым сложением подстилки. Следует отметить, что в природных условиях наблюдалось закономерное снижение влажности подстилки от секции без рубок к секции с наибольшей вырубкой.
Химический анализ подстилки не обнаружил определенных различий в содержании азота, кальция, фосфора, вызванных рубками ухода. Можно лишь отметить заметное обогащение зольной части калием, Было обнаружено следующее содержание калия в процентах от золы: секция А (без рубок) — 27%; В — 30%; С — 38%; D — 45%.
Определение поглощенного аммония обнаружило повышение его содержания с усилением рубок. Изучение аммонификационной способности показало наибольшее накопление аммония на десятый день, после чего имело место падение его содержания. Тот же ход кривой был получен и для накопления подвижной фосфорной кислоты.
Влияние рубок ухода на биохимическую активность лесных подстилок и почв (Кузнецкий лесхоз)
Заметно четкое различие между секциями опыта. С увеличением интенсивности рубок ухода возрастает аммонификационная способность и мобилизация подвижных соединений фосфора. Нитрификационной способности обнаружено не было, что согласуется с высоким содержанием в органическом веществе лесных подстилок и почв фракции битумов. Рубки ухода не вызвали уловимого анализом повышения нитрификационной способности.
Таким образом, в данных опытах довольно отчетливо выявляется положительное влияние рубок ухода в пристепных борах на повышение обеспеченности древесной растительности азотным (аммонийным) и фосфатным питанием. Меньшая влагоемкость лесной подстилки на секциях с рубками ухода может быть также оценена положительно, как обеспечивающая большее проникновение влаги атмосферных осадков в верхние горизонты почвы.
Главное влияние рубок ухода заключается не в описанных сравнительно небольших изменениях свойств почвы (содержании элементов питания, водно-воздушных свойствах), а в увеличении площади питания, приходящейся на одно дерево. После проведения рубок ухода из того же объема почвы меньшее число деревьев берет влагу и элементы питания.
Эти изменения отчетливо выступают при вычислении запасов подвижных форм элементов питания, приходящихся на одно дерево в условно принятом корнеобитаемом слое (равном, например, 1 м). С большей наглядностью выступают эти соотношения, если содержание элементов на секциях с рубками ухода выразить в процентах от их содержания на контрольной секции. Из полученных данных видно, что рубки ухода значительно повышают количество элементов питания, приходящихся на одно дерево. Особенно заметно увеличение содержания подвижных форм азота — элемента, который хвойные породы берут из почвы в наибольшем количестве.
Увеличение количества элементов питания, приходящихся на одно дерево в результате рубок ухода
При оценке влияния отмеченных изменений на лесорастительные свойства почвы необходимо исходить из степени обеспеченности древесной растительности элементами питания и влагой. Если в почве содержится достаточно физиологически доступных соединений какого-либо элемента, то дальнейшее увеличение его содержания под влиянием рубок ухода не повлияет на величину прироста. Наоборот, при недостаточном содержании этого элемента увеличение объема почвы, приходящегося на одно дерево, может оказать положительное влияние.
Как во время проведения исследований, так и в настоящее время нет вполне удовлетворительных методов определения содержания в почве физиологически доступных соединений элементов питания. Для этих целей обычно применяют определение наиболее подвижных соединений, учитывая условность такого приема. По этому методу было сопоставлено содержание элементов питания в горизонте наибольшего распространения корней с их годичным потреблением сосной второго класса возраста (30 лет) при расчете на одно дерево. Эти вычисления были сделаны для контрольных секций опытов.
Содержание в почве и годичное потребление элементов питания сосной второго класса возраста в г на 1 дерево
Приведенное сопоставление весьма рельефно показывает напряженное положение с азотным питанием в почвах Кузнецкого лесхоза. Потребление сосной составляет 11 г на дерево в год, а в почве содержится лишь 4 г азота легкогидролизуемых соединений на одно дерево. Даже при успешном ходе аммонификации есть все основания предполагать возможность азотного голодания. В этих условиях рубки ухода могут повысить обеспеченность азотным питанием. По данным Н. П. Георгиевского, в Кузнечном лесхозе рубки ухода действительно заметно повысили прирост среднего дерева по объему за период 1930—1939 гг.
Сопоставление содержания в почве азота легкогидролизуемых соединений и текущего прироста в опыте с рубками ухода (Кузнецкий лесхоз)
Следует остановиться на влиянии травяного покрова, который при осветлении насаждения получает большее развитие. Существует мнение, что травяной покров, развивающийся под влиянием рубок ухода, поглощает значительное количество элементов питания и тем самым неблагоприятно влияет на развитие древостоя.
Исследования, проведенные в Пушкинском лесхозе, показали, что травяной покров содержит столь небольшое количество элементов зольного питания (Р 1—3 кг/га; К 0,3—0,6; Ca 1—4), что вызванное рубками ухода усиление его развития не должно существенно влиять на обеспеченность зольными элементами древесной растительности.
Иначе обстоит дело с азотом, содержание которого в травяном покрове с 8 кг/га на контрольной секции возросло до 13—17 кг/га на секциях с рубками ухода. Поэтому на почвах с низким содержанием подвижных соединений азота возникает опасность, что развитие травяного покрова может оказать заметное влияние на обеспеченность азотом древесной растительности. Однако произведенные подсчеты показали, что в Пушкинском лесхозе увеличение количества азота, приходящееся на одно дерево, под влиянием рубок ухода возрастает в несравненно большей степени, чем его потребление травянистой растительностью.