Главным лимитирующим фактором при создании защитных насаждений в Нижнем Поволжье является недостаток влаги. Изучение реакции лиственницы на засуху и отбор растений с повышенной устойчивостью нам представляется важным в плане дальнейшего внедрения этой породы в агроландшафты степной зоны РФ. П.К. Балашов [1] отмечает хороший рост лиственницы на каштановых почвах сухостепной зоны. Лиственница плохо переносит засуху, предпочитает увлажненные свежие почвы [4, 5]. Я.И. Четин [7], проводя исследования в лесостепи Северного Казахстана, отмечает её большую засухоустойчивость в сравнении с сосной, а В.П.Тимофеев [6] и с елью.
В мире растений, наряду с наследственностью и изменчивостью, важное значение имеет естественный отбор, выживание наиболее приспособленных к условиям жизни особей. Причиной естественного отбора является борьба за существование способами преодоления неблагоприятных факторов среды. Опыт с завышенной густотой посадки с целью дальнейшего выявления наиболее засухоустойчивых растений заложен в 1987 г. на каштановой супесчаной почве ГНУ Нижневолжская станция по селекции древесных пород на площади 1,4 га с размещением 2-летних сеянцев: междурядья 1,2 м, в ряду - 0,4 м.
Таблица 1
Показатели роста лиственницы
|
Возраст, лет |
Число деревьев на 1 га, шт |
Ср. Н, м |
Ср. Д, см |
Прирост, см |
Годичный прирост за период, см |
Площадь питания 1 дерева, м2 |
Σ площа-дей попер. сеч. м2 |
|
10 |
18840 |
4,1 |
4,0 |
41,0 |
41,0 |
0,53 |
23,6 |
|
15 |
18780 |
6,9 |
5,7 |
46,0 |
56,0 |
0,53 |
47,9 |
|
20 |
18430 |
8,5 |
6,3 |
42,3 |
31,2 |
0,54 |
57,4 |
|
25 |
16949 |
8,9 |
6,9 |
38,7 |
8,8 |
0,59 |
63,3 |
Конкуренция между деревьями в опытных культурах лиственницы началась в возрасте 5-6 лет, как только они вошли в соприкосновение друг с другом кронами и корневыми системами. Борьба за существование, при лимитирующем факторе недостатка влаги в почве, неизбежно должна вести к уменьшению числа деревьев на единицу площади, т.е. к самоизреживанию культур. Из лесоводства известно, чем хуже почвенные условия, тем позже и замедленней происходит изреживание древостоя.
Исследования показывают, что до возраста 20 лет с площадью питания одного растения 0,53-0,54 м2 происходит постепенная медленная дифференциация по диаметру и высоте, значительного отпада нет. За период с 10 до 15 лет он составил 0,3 %, за следующее 5-летие - всего 0,2 %. После 20 лет резко увеличился отпад деревьев, и к возрасту 25 лет составил уже 8,0 %. Значительно снизился текущий прирост по высоте и диаметру (8,0 см и 1,2 см). Наибольшей величины годичный прирост по Н достигал в период роста культур в 10-15 лет, в 20-25-летнем возрасте снижается до 8,8 см. Следует констатировать, что сверхгустая посадка лиственницы уже к 25-летнему возрасту позволяет выделять в древостое растения наиболее устойчивые к засухе, обладающие положительной динамикой роста, сформировавшийся в результате естественного отбора. Дальнейшая дифференциация и отпад усилят достоверность естественного отбора.
Таблица 2
Распределение деревьев по ступеням толщины в 25-летних культурах лиственницы
|
Ступени толщины, см |
Количество, шт. на 1 га |
Количество шт. на 1 га в % |
Ср. Н, см
|
Средний прирост 2009-2012 гг. |
|
4 |
2034 |
12 |
734 |
7,7 |
|
6 |
7458 |
44 |
394 |
9,3 |
|
8 |
5254 |
31 |
920 |
15,7 |
|
10 |
1864 |
11 |
975 |
17,2 |
|
12 |
339 |
2 |
990 |
17,6 |
Очевидно, что формируются растения с занятием господствующего положения в объемах крон и площадей питания. Деревья диаметрами 4-8 см угнетены и обречены на отпад.
Проведено исследование запасов продуктивной влаги в культурах лиственницы сибирской в сравнении с залежью открытого участка (таблица 3). Взятие проб проведено 19 апреля, 20 июля и 20 октября 2012 г.
Таблица 3
Динамика запасов продуктивной влаги в почве
|
Варианты опыта |
Глубина слоя, см |
Запасы влаги, мм |
||
|
весна |
лето |
осень |
||
|
Площадь питания одного растения 0,59 м2, возраст 25 лет |
0-50 |
135 |
32 |
89 |
|
0-100 |
306 |
91 |
190 |
|
|
0-200 |
635 |
276 |
412 |
|
|
Контроль открытый участок, залежь |
0-50 |
112 |
47 |
94 |
|
0-100 |
275 |
123 |
209 |
|
|
0-200 |
525 |
298 |
490 |
|
Вегетационный период 2012 г. характеризовался как острозасушливый. Продуктивные запасы влаги в слое почвы 0-200 см весной составили 635 мм, в т.ч. в верхнем 0-50 см корнеобитаемом слое - 135 мм. Эти влагозапасы созданы за счёт зимнего снегонакопления, весеннего равномерного таяния и полного впитывания их в почву. Лето 2012 отличалось отсутствием осадков, низкой относительной влажностью почвы. С мая продуктивные осадки не выпадали. Запасы влаги под лиственничным насаждением значительно снизилась к 20 июля, к времени затухания активного роста побегов, в 0-50 см слое почвы достигли минимально критического уровня 32 мм, в слое почвы 0-200 см - 276 мм. На открытом участке показатели влажности почвы выше соответственно на 15 и 22 мм. Осенью также запасы влаги под насаждением ниже, чем на контрольном участке, т.е. сверхгустые культуры лиственницы в засушливые периоды испытывают дефицит почвенной влаги. С увеличением возраста деревья-лидеры корневыми системами будут охватывать большую площадь питания, угнетённые растения естественно отпадут.
Ранее нами проведены исследования на засухоустойчивость отдельных плюсовых деревьев по потомству [2, 3]. Оценка действия засухи основывалась на фиксации её влияния в подавлении ростовых процессов у семенного потомства выделенных деревьев. Сеянцы высаживали в вегетационные сосуды, где ограничением полива создавалась искусственная засуха. Из 18 проверяемых образцов потомства плюсовых деревьев 5 (№№ 1,2,3,4,5 и 12) показали повышенную устойчивость к засухе. В лесосеменной плантации лиственницы, созданной нами в 1986 году, клоны этих выделенных плюсовых деревьев присутствуют и сегодня дают качественные семена.
Наиболее ценная особенность лиственницы для засушливых условий степи - длительный период сезонного роста, который в два раза длиннее, чем у сосны, и составляет 80-87 дн. Прирост колеблется слабо, достигая наибольших значений в июне - июле, когда у большинства других пород рост уже закончен. Лиственница усваивает влагу при полуторной максимальной гигроскопичности. Изменения проницаемости протоплазмы хвои по относительному выходу электролитов в период завядания показывают, что с увеличением возраста растений повышается их возможная устойчивость к засухе: в возрасте 20 лет выход электролитов составляет 2, 12 (засухоустойчивость средняя), 30 лет - 1,49 - высокая, 60 лет - 1,38 - высокая [2, 6]. В связи с этим лиственницу следует отнести к породам со значительным запасом адаптивного потенциала и высокой экологической толерантностью к стрессовым факторам условий произрастания. В отличие от других хвойных пород, лиственница на зиму сбрасывает хвою, что исключает ее повреждения от снеголома, оказывает положительное влияние на снегораспределение. Способность растений к самоочищению от нижних сучьев уже к 15-летнему возрасту обеспечивает создание необходимых конструкций лесных полос. В силу этого значительно снижаются или полностью исключаются затраты на рубки уходы. Подстилка из опадающей хвои образует кислую среду верхнего слоя почвы, препятствуя росту сорной растительности в защитных насаждениях и ее дальнейшему распространению на прилегающие сельскохозяйственные угодья.
Массовое внедрение лиственницы сибирской для ландшафтно-системного обустройства чёрноземовидных почв аграрных территорий актуально и перспективно.
Рецензенты:
Васильев Ю.И., д.с.-х.н., профессор, главный научный сотрудник Всероссийского НИИ агролесомелиорации Российской академии наук, г. Волгоград;
Рулев А.С., д.с.-х.н., заместитель директора по науке Всероссийского НИИ агролесомелиорации Российской академии наук, г. Волгоград.