Водно-воздушный режим почвы

Рубка леса ведет к повышению уровня почвенно-грунтовых вод и затоплению почвы. Установлено, что затопления отрицательно влияют на процесс обмена веществ в корневой системе древесных растений, так как наблюдается недостаток кислорода для корней и вредное воздействие углекислоты. Газообмен между почвенным и атмосферным воздухом происходит нормально, если содержание воздуха в почве не менее 12−15% от общего объема пор.

Подъем уровня грунтовых вод значительно сокращает количество свободных пор, что существенно снижает интенсивность газообмена и приводит к подавлению физико-химических процессов в корневой системе, а это отражается на метаболизме надземных частей древесных растений, вызывая снижении интенсивности фотосинтеза [Варфоломеев, 1979].

По данным А. Я. Орлова [1966], для нормального роста древесных пород уровень почвенно-грунтовых вод к началу вегетационного периода надо понижать до 25−30 см, а в июне-июле — до 60−100 см. Для нормального роста ели уровень почвенно-грунтовых вод в вегетационный период должен залегать не выше 30 см от поверхности почвы.

По данным исследования, проведенного в Сиверском лесхозе в период с 1973 по 1978 год, на вырубке в ельнике-черничнике влажном в начале вегетационного периода уровень стояния грунтовых вод составлял в среднем: май- 19+/- 3,3 см, июнь-26+/-6,3 см, а в середине вегетационного периода 35−31 см.

На вырубке в ельнике долгомошно-сфагновом в начале вегетационного периода уровень грунтовых вод составлял, в среднем: май 7−11 см, июнь-21 см, в середине периода -24−25 см. Волков, 1998].

Для того, чтобы не допустить гибели лесных культур от вымокания и создать водно-воздушный режим почвы, который приближался бы к оптимальному, при обработке почвы создание микроповышений необходимо сочетать с устройством водоотводящей сети. Сброс избытка воды должен обеспечиваться сочлененными между собой дренирующими (лесокультурными) бороздами, транспортирующими собирателями и магистральными каналами. В таких типах лесорастительных условий, как черничник влажный, приручейно-таволжный, долгомошный, долгомошно-сфагоновый, глубина дренирующих борозд должна быть равна 35−40 см. Прокладывают такие борозды мощными лесными плугами с одновременным образованием по обе стороны борозды пластов для посадки культур. Применяют следующие плуги: ПКЛН-500А, ЛКН-600, ПЛО-400. Обработка почвы позволяет не только отводить избыточное количество воды, но и регулировать влажность почвы в создаваемых микроповышениях. Для большинства древесных растений влажность почвы оптимальна в пределах 60−80% полной влагоемкости почвы. При этом наблюдается более интенсивное разложение органических веществ и активное течение процессов аммонификации и нитрификации.

По данным исследований моделирование микроповышений показало, что в условиях Ленинградской области на вырубке ельника кислично-черничного объемная влажность почвы в среднем за четырехлетний период наблюдений составила: при высоте микроповышений 10 см -43%, при высоте 20 см — 35%, 40 см — 28%, что на 30−60% ниже влажности почвы целинной поверхности вырубки. В засушливые годы пересыхание почвы до критических показателей отмечено лишь в 0−10-сантиметровом слое микроповышений высотой 40 см и при ширине 20−40 см. В слое 10−20 см даже на этих микроповышениях влажность почвы была в пределах оптимальной.

На вырубке ельника долгомошно-сфагнового в засушливые годы оптимальная влажность слоя 0−20 см наблюдается при высоте микроповышений 10−40 см. В годы увлажнения в пределах нормы (350 мм за май-сентябрь) удовлетворительный водный режим может быть только в микроповышениях высотой 40 см. При увлажнении больше, чем 350 мм такая высота микроповышений уже недостаточна и рекомендуется создавать их рядом с дренирующей водоотводящей бороздой.

Результаты исследования (Маркова, 1979) показали, что сохранность культур ели на 4 год роста составила: кислично-черничные условия местообитания — на микроповышениях — 95−98%, на целине — 42%, рыхление без создания микроповышений — 67%; долгомошно-сфагновые условия местообитания — на микроповышениях — 95%, на целине — 27%, при рыхлении без создания микроповышений — 3%. С увеличением микроповышений от 0 до 40 см биомасса лесных культур возросла.

Таблица 6.4 Влияние размеров и сложения микроповышений на влажность почвы.