К ВОПРОСУ О ПОЛИВЕ В ЛЕСНЫХ ПИТОМНИКАХ ОТКРЫТОГО ГРУНТА В ТАЕЖНОЙ ЗОНЕ ЕВРОПЕЙСКОЙ ЧАСТИ РОССИИ
К ВОПРОСУ О ПОЛИВЕ В ЛЕСНЫХ ПИТОМНИКАХ ОТКРЫТОГО ГРУНТА В ТАЕЖНОЙ ЗОНЕ ЕВРОПЕЙСКОЙ ЧАСТИ РОССИИ
Аннотация
Известно, что недостаток воды в почве лесных питомников приводит к нарушению водного баланса сеянцев, вызывая снижение интенсивности роста и ослабляя иммунитет растений. В статье приводятся результаты оценки полевой влажности почвы на полях выращивания сеянцев ели обыкновенной разного возраста в лесных питомниках открытого грунта в таежной зоне Европейского Севера. Целью работы являлась оценка полевой влажности почвы на полях лесных питомников и подготовка рекомендаций по регулированию данного показателя для оптимизации выращивания посадочного материала. Проведен анализ существующей ситуации с влажностью почв в действующих лесных питомниках. Установлено, что полевая влажность почвы в 8 из 9 изученных лесных питомников указывает на нехватку влаги в почве для полноценного роста и развития сеянцев. Почвы лесного питомника, в котором проводится полив сеянцев, имеют высокий процент полевой влажности. Показаны различия по выходу сеянцев и их ростовым параметрам при сравнении двух питомников, расположенных в одних лесорастительных условиях, но с разным режимом орошения (с поливом и без него). Приведена оценка технологической себестоимости проведения мероприятий по организации полива на питомниках открытого грунта. Предложен алгоритм действий по повышению эффективности выращивания посадочного материала хвойных пород при организации системного полива в разные фазы развития сеянцев. Проектирование оросительной системы в момент планирования лесного питомника, организация полива при производстве посадочного материала, применение дополнительных вариантов удержания влаги в почве могут решить проблему сниженного выхода стандартных сеянцев в лесных питомниках открытого грунта.
1. Введение
Классическая технология выращивания посадочного материала в лесных питомниках открытого грунта предусматривает выполнение такого приема как орошение полей, особенно важного в первые годы развития сеянца. Недостаток воды в почве приводит к нарушениям жизнедеятельности живого организма, который негативно отражается на росте и анатомическом строении молодых деревьев . Фактор воды является определяющим при адаптации сеянцев , его влияние может быть выше, чем наличие питательных веществ . Для роста и адаптационного потенциала посадочного материала важным считаются условия влажности почвы и годовые колебания доступной почвенной влаги .
Ранее, в советский период лесные питомники площадью от 15 га и более организовывали по индивидуальным или типовым проектам Союзгипролесхоза. При разработке индивидуальных проектов выполнялись комплексные геодезические, агролесомелиоративные, почвенные, геологические, гидротехнические изыскания, агрохимическое обследование почв и др. При выборе участка под питомник должны были соблюдаться обязательные гидрологические условия, а лесной питомник располагали вблизи водного источника или в местах, где можно устроить водоем.
Цель работы – оценить полевую влажность почвы на полях лесных питомников и дать рекомендации по регулированию данного показателя с целью оптимального роста сеянцев хвойных пород.
2. Методы и принципы исследования
Для оценки полевой влажности почв было выбрано 9 лесных питомников, расположенных в Северо-таежном, Двинско-Вычегодском, Карельском, Балтийско-Белозерском таежных лесных районах.
В лесных питомниках изучили полевую влажность почвы на полях с сеянцами ели обыкновенной разного возраста. Влажность почвы (полевую влажность) определяли общепринятым в почвоведении весовым методом как процент содержания доступной растениям влаги в образце почвы, взятом в естественном сложении.
Отбор образцов почвы проводили пробоотборником в благоприятных погодных условиях. Количество точечных образцов на одном поле составляло не менее 10 шт. После отбора образцы почвы помещали в алюминиевые бюксы, взвешивали и транспортировали в лабораторию. Образцы высушивали до абсолютно сухого состояния при температуре 105 град С, далее расчетным путем определяли показатель полевой влажности по общепринятой методике . Полученные данные по результатам исследования обрабатывали статистическими методами с использованием программы Microsoft Office Excel.
3. Основные результаты
Анализ существующего положения в лесных питомниках открытого грунта в рамках проведенных ранее исследований показал, что только в 10% лесных питомников, отобранных для изучения, применяется полив сеянцев.
Показатели полевой влажности почвы на полях выращивания сеянцев ели разного возраста при обследовании лесных питомников представлены в таблице 1.
Таблица 1 - Показатель полевой влажности почвы на полях выращивания сеянцев ели разного возраста
Таежный лесной район | Грануломет-рический состав почв | Дата обследо-вания | Полевая влажность (%) на полях выращивания сеянцев ели в возрасте, лет | |||
1 | 2 | 3 | 4 | |||
Северо-таежный | Легкие cуглинки | 01.06 | – | – | 12,35±1,37 | 30,19±1,28 |
Средний суглинок | 24.06 | – | 11,04±0,47 | 15,74±0,86 | 16,42±0,82 | |
Балтийско-Белозерский | Супесчаная | 14.07 | 5,80±0,44 | 5,93±0,45 | 4,99±0,32 | – |
Средний суглинок | 21.07 | 15,55±0,90 | 16,96±0,62 | – | – | |
Двинско-Вычегодский | Торфянистая с сильной степенью разложения | 04.08 | 117,86±16,4 | 120,57±10,9 | 107,93±12,4 | – |
Средний суглинок | 05.08 | 15,01±1,05 | – | – | 18,23±0,56 | |
Карельский | Средний суглинок | 15.08 | 19,4±1,8 | 14,31±1,64 | 14,47±1,55 | – |
Балтийско-Белозерский | Легкие суглинки | 17.08 | 12,08±3,23 | 8,73±0,56 | 11,12±0,76 | 10,69±0,25 |
Средний суглинок | 20.08 | 9,55±0,65 | 16,62±0,52 | 16,39±0,97 | – | |
Влажность почвы на полях при выращивании сеянцев разного возраста ниже нормативных значений. Это указывает на нехватку влаги в почве для полноценного роста и развития сеянцев. Считается, что влажность почвы 10-20% недостаточна для оптимального роста растений. Оптимум влажности в фазе прорастания семян – 23-26% к абсолютно-сухой почве, в фазе укрепления проростка – 20-25% (для песчаной) и 28-35% (для супесчаной) , . Данный показатель очень изменчив, и в питомниках открытого грунта зависит от многих факторов: количества выпадающих атмосферных осадков, температуры воздуха, гранулометрического состава, культивируемых растений, состояния пахотного слоя и т.д.
Только в лесном питомнике Северо-таежного лесного района, расположенного на легких суглинках, на поле выращивания 4-летних сеянцев полевая влажность составляет 30%, что находится в пределах нормы. Скорее всего, это обусловлено притенением сеянцев, произрастающих на краевом поле питомника, приспевающими насаждениями, расположенными по периметру объекта. В Двинско-Вычегодском таежном лесном районе лесной питомник с торфянистой почвой имеет полевую влажность почвы в десять раз выше (108-121%) по сравнению с другими объектами исследования. На данном предприятии организован полив, а также применяется укрывной материал (спанбонд) с целью сохранения влаги в торфяной почве, защиты от ночных заморозков, снижения степени засорения посевов сорной растительностью. В питомнике, расположенном на среднем суглинке в Карельском лесном районе на поле выращивания 1-летних сеянцев полевая влажность составляет 22%, что имеет отличие от полей выращивания двух и трехлетних сеянцев, благодаря мульчированию посевов опилками.
При сравнении параметров сеянцев, произрастающих в лесных питомниках, расположенных в Двинско-Вычегодском лесном районе, но в первом случае с поливом растений, а в другом – без него, следует отметить значительные различия сеянцев по высоте, диаметру, а также по количеству на 1 погонном метре (таблица 2).
Таблица 2 - Параметры разновозрастных сеянцев ели при разном режиме орошения полей в год выращивания в Двинско-Вычегодском лесном районе
Параметры сеянцев | Режим орошения полей | ||||
С поливом, в возрасте сеянцев, лет | Без полива в возрасте сеянцев, лет | ||||
1 | 2 | 3 | 1 | 4 | |
Выход, шт. на 1 п.м. | 209±20,2 | 95±8,8 | 66±4,0 | 2±0,2 | 11±0,7 |
Средняя высота, см | 4,5±0,17 | 10,1±0,12 | 29,1±0,61 | 1,9±0,15 | 11,0±0,15 |
Средний диаметр, мм | 0,5±0,02 | 1,5±0,02 | 3,7±0,09 | 0,3±0,01 | 1,8±0,03 |
Безусловно, сравнение двух лесных питомников, где применяются при выращивании сеянцев разные технологические приемы, а развитие растений ведется на разных типах почв, не совсем приемлемо. Но при одинаковых природно-климатических условиях произрастания сеянцев и при наличии сравнительно однородного посевного материала выход семян на 1 п.м. в первый год выращивания в разы больше при технологии с осуществлением полива, что позволяет сделать вывод о значимом влиянии данного мероприятия. Обычно, в питомниках севера практически ежегодно при прорастании семян наблюдаются довольно продолжительные засушливые периоды (в течение 2-3 недель осадки выпадают в количестве 3-10 мм), влажность верхнего слоя почвы достигает критического предела для прорастания семян, что соответствует необходимости в искусственных поливах . На третий год выращивания ели на объекте с применением полива по высоте сеянцы достигают 29,1 см, что более чем в 2 раза больше, по сравнению с лесным питомником, не осуществляющим полив растений.
4. Обсуждение
В настоящий период разработаны Правила создания лесных питомников и их эксплуатации, которые утверждены приказом Минприроды России от 12 октября 2021 года N 737 и обязательны к исполнению при создании новых питомников. В настоящих правилах требуется отражать сведения об организации территории лесного питомника, где должны указываться способы и нормы полива, что предполагает наличие поливной системы в лесном питомнике.
В фазе прорастания семян, укрепления проростка, в хвойной, переходной и корневой фазе роста растения влага – решающий фактор жизни сеянца. Сроки высева семян можно приурочить к достаточной влажности почвы для прорастания семян в соответствии с прогнозом погоды. В таежной зоне наиболее благоприятный период для посева: май – начало июня. При недостаточном увлажнении в фазе укрепления проростка, фазе роста сеянцев полив является обязательным, в особенности при выращивании сравнительно требовательных к влаге сосны и ели.
В бездождевые периоды, после посева поливы следует проводить через 2-3 дня с расходом 100-150 м3/га, на замульчированных посевах через 6-7 дней. На 2-й и 3-й годы роста сеянцев поливают через 5-10 дней по 120 м3 /га . В среднем, за вегетацию сеянцев необходимо проводить 4-6 поливов (7-8). Существуют рекомендации по срокам и нормам полива отдельно по каждому периоду роста растений . Также в лесных питомниках могут проводиться поливы, которые применяются для защиты посадочного материала от неблагоприятных климатических факторов, к которым можно отнести заморозки . При засухах может применяться полив паровых полей: чистых – для провоцирования прорастания сорняков, в период роста сидератов для увеличения их массы, после запахивания – для ускорения разложения травы . Наиболее распространенный способ полива в лесных питомниках – дождевание, которое проводят коротко- и дальноструйными установками. В августе, обычно поливы прекращают.
При экономических расчетах технологической себестоимости выращивания посадочного материла с открытой корневой системой важно знать, какую часть затрат составляют затраты на полив. Расчетные данные получены при анализе технологической себестоимости выращивания 3-летних сеянцев ели (таблица 3) на основе Рекомендаций по выращиванию посадочного материала для северной подзоны тайги (технологическая карта №1) с нормативным выходом сеянцев 1 000 000 штук на 1 га в современном аспекте и с адаптацией цен на 2023 год.
Исходя из приведенной таблицы технологическая себестоимость сеянцев ели, включающая основные технологические приемы выращивания: подготовка парового поля, приобретение семян, снегование, обработка семян, мульчирование посевов, внесение удобрений (подкормки), обработка гербицидами, прополка с проведением полива сеянцев на 5,3% больше, чем исполнение аналогичной технологической схемы – без полива.
Таблица 3 - Технологическая себестоимость выращивания 3-летних сеянцев ели, расчет на 1 га для северной подзоны тайги
Выполняемый комплекс работ по выращиванию посадочного материала | Технологическая себестоимость, тыс. руб. | Технологическая себестоимость 1 сеянца, руб. |
с поливом | 2 425,035 | 2,43 |
без полива | 2 299,571 | 2,30 |
При планировании экономических расчетов по выращиванию посадочного материала необходимо закладывать расходы на полив порядка 5% от общей стоимости. Затраты на орошение полей не являются значимыми, но исполнение этого наиболее важного мероприятия способно повысить эффективность выращивания сеянцев хвойных пород в таежной зоне европейской части России.
В случае отсутствия возможности обеспечения полива лесного питомника, вариантами удержания влаги в почве могут стать:
– мульчирование посевов материалами светлых оттенков. В настоящее время в практике лесных питомников открытого грунта таежной зоны применяется мульчирующий материал в виде опилок, торфяной крошки. Поиск новых материалов для сохранения влаги в почве, для уменьшения роста сорняков и улучшения структуры почвы остается актуальным.
– отенение посевов щитами применятся для ослабления нагрева поверхности почвы, предохранения всходов от солнцепека и ожога корневой шейки, а также для снижения испарения с поверхности почвы и уменьшения расхода влаги сеянцами при сухой и жаркой погоде .
5. Заключение
Орошение полей является необходимым мероприятием в лесных питомниках, не требующим значительных расходов при выращивании посадочного материала. На территории таежной зоны европейской части России могут случаться продолжительные засушливые периоды. Наличие поливной системы в лесном питомнике может решить проблемы, возникающие по причине недостаточной обеспеченности растения водой в период прорастания семян, укоренения всходов, интенсивного роста, формирования сеянцев. Рекомендуемые нормы и кратность полива позволяют осуществлять рациональное использование водных ресурсов и поддерживать оптимальную влажность почвы для питания хвойных растений. Дополнительными вариантами удержания влаги в почве могут стать мульчирование посевов и затенение сеянцев.