В статье рассматривается краткая история развития лесокультурных работ в Каменной Степи. Показана последовательность приёмов (способов) создания опытных лесных полос с различным составом древесных и кустарниковых пород, схемами их смешения и техникой выращивания. В динамике развития лесокультурного опыта наблюдается уменьшение ширины лесных полос и количества рядов в них. Лесные полосы, заложенные «Особой экспедицией…» В.В. Докучаева и Каменно-степным опытным лесничеством имели ширину 21,3-106,7 м. В 1930-40-е годы на полях создавали 7-18-рядные полосы и шириной 9,0-27,0 м. В настоящее время создают 3-5-рядные полосы шириной 7,5-15,0 м.
защитные лесные насаждения, Каменная Степь, древесные и кустарниковые породы, типы смешения пород, способы создания лесных полос
Начало лесокультурного опытного дела в Каменной Степи было положено организацией «Особой экспедиции Лесного департамента по испытанию и учёту различных способов и приёмов лесного и водного хозяйства в степях России» (1892-1898 гг.) под руководством выдающегося почвоведа В.В. Докучаева с целью улучшения естественных условий земледелия, уменьшения пагубных последствий засух, предотвращения деградации чернозёмов, получения высоких и устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур.
Посадка лесных полос была начата лесоводом К.Э. Собеневским осенью 1893 года [6]. В защитные лесонасаждения вводились как местные древесные и кустарниковые породы, так и интродуцированные виды. Главной породой лесных насаждений являлся дуб черешчатый.
К.Э. Собеневский создавал лесные полосы по широко применяемым в то время при степном лесоразведении донскому, нормальному, смешанному (в них кроме дуба и ильмовых участвуют ясень обыкновенный и клён остролистный), а также однокустарниковому и двухкустарниковому типам смешения пород.
Ширина лесных полос составляла 21,3-64,7 м. Густота посадки – 10800 сеянцев на 1 га при расстоянии между рядами 1,42 м и между сеянцами в ряду 0,71 м. На опушках размещение посадочных мест было более плотным – 1,0 × 0,5 м. Участие дуба черешчатого, как главной породы, в большинстве лесных полос составляло 7-25% от общего количества пород. В поисках наилучших подгонов и примесей к дубу в один цикл смешения в поперечном ряду вводилось 6-10, иногда до 27 древесных пород и кустарников. Это снижало темпы и качество лесокультурных работ, вызывало необходимость проводить лесоводственный уход в раннем возрасте и затрудняло выявить влияние каждой породы на рост дуба.
Весной 1899 года, после закрытия экспедиции, на базе созданных лесных насаждений было организовано Каменно-степное опытное лесничество, которое возглавил лесничий Г.Ф. Морозов [5]. Первоочередными задачами при создании лесных полос Г.Ф. Морозов считал подбор пород и изучение роли подгонов дуба. Создавались лесные полосы по двухкустарниковому, однокустарниковому, древесно-подгоночному и смешанному типам смешения древесных пород. Г.Ф. Морозов вводил в них так называемую индифферентную породу (ясень обыкновенный и пушистый, липу, грушу), отделяющую опытные циклы по испытанию подгонов для дуба друг от друга, которая в дальнейшем может быть либо второй главной породой, либо спутником, либо подгоном.
Ширина лесных полос составляла 21,3-106,7 м. Размещение посадочных мест принималось такое же, как и в насаждениях экспедиционного периода: ширина междурядий – 1,42 м, расстояние между сеянцами в ряду – 0,71 м. При проектировании лесных полос он перешёл на чистые поперечные ряды. Г.Ф. Морозов также начал упрощать схемы смешения дуба с породами, имеющими более высокую энергию роста. Между ними вводил кустарник или медленнорастущие породы. Это позволило сформировать насаждения с преобладанием дуба или чисто дубовые.
В конце ноября 1901 года Каменно-степное опытное лесничество было передано лесничему Н.А. Михайлову [7], продолжившему лесокультурные работы в соответствии с планом создания полезащитных полос и лесонасаждений на склонах и вокруг прудов, намеченным экспедицией В.В. Докучаева.
Н.А. Михайлов аналитически исследовал результаты лесокультурных работ своих предшественников. Он во многом дополнил и развил опыты
К.Э. Собеневского и Г.Ф. Морозова. Им проводилось изучение подгонной роли деревьев и кустарников для дуба, испытание схем и циклов смешения пород с целью их упрощения и уменьшения числа пород, доведя до минимума – четырёх, трёх и даже двух.
В свои посадки Н.А. Михайлов вводил большее количество дуба, чем это делалось в прежние годы. На всех вариантах посадок дуб окружался кустарником. В качестве подгона высаживались быстрорастущие породы: клён ясенелистный, вяз, берёза и тополь, а в качестве сопутствующих древесных пород – ясень пушистый, липа, клён остролистный, груша, яблоня.
Лесоводами «Особой экспедиции…» и Каменно-степного опытного лесничества на Каменно-степном стационаре было заложено 91 лесное насаждение площадью 197,8 га. Характеристика отдельных лесных полос приведена в таблице 1.
Таблица 1 – Таксационные показатели лесных полос экспедиционного периода и Каменно-степного опытного лесничества
|
Номер полосы |
Возраст, лет |
Состав насаждения по двум первым ярусам |
Количество деревьев, шт./га |
Средняя высота, м |
Средний диаметр, см |
Запас древесины, м3/га |
|
4 |
107 |
8Яо2Ко+Д* |
214 |
19,9 |
33,3 |
201 |
|
8 |
106 |
6Д2В2Ко |
250 |
21,7 |
35,1 |
261 |
|
17 |
106 |
5Ко4Д1Яп |
285 |
22,3 |
38,6 |
348 |
|
26 |
104 |
5Д3Яо1В1Кп |
251 |
21,7 |
42,5 |
393 |
|
28 |
103 |
8Д2Лп |
331 |
23,6 |
43,5 |
552 |
|
34 |
103 |
5Д3Яо2Лп |
334 |
27,0 |
38,4 |
462 |
|
57 |
103 |
9Д1Лп |
298 |
24,4 |
41,0 |
440 |
|
45 |
101 |
10Д |
218 |
24,8 |
38,4 |
297 |
* Яо – ясень обыкновенный, Ко – клён остролистный, Д – дуб черешчатый, В – вяз, Яп – ясень пушистый, Кп – клён полевой, Лп – липа
После расформирования Каменно-степного опытного лесничества в 1908 году посадка лесных насаждений была прекращена. Лишь с 1912 года в Каменной Степи начали осуществляться лесокультурные работы на небольших площадях.
С 1938 года, после организации в 1937 году Каменно-Степной государственной селекционной станции, значительно увеличиваются исследования, направленные на разработку более совершенных схем смешения и способов создания лесных полос, их ширины, конструкции и размещения на территории землепользования.
В результате многочисленных экспериментов Ю.В. Ключниковым весной 1941 года был разработан коридорный способ посадки (посева) дуба в лесных полосах [1], предусматривающий размещение рядов дуба при чередовании с акацией жёлтой отрезками (звеньями) примерно по 1 м длиной для каждой породы на некотором отдалении (через ряд) от быстрорастущих пород, обеспечивая тем самым в первые годы роста условия, исключающие угрозу заглушения главной породы – дуба. В ряды между дубом и быстрорастущей породой (берёзой, тополем, клёном ясенелистным) вводилась сопутствующая порода: ясень пушистый, клён остролистный, вяз обыкновенный, липа, груша, яблоня. Благодаря боковому отенению, молодые дубки, находясь в коридорах из сопутствующей породы, а эти, в свою очередь, в коридорах из быстрорастущей породы, лучше растут в высоту, давая уже в возрасте 4-5 лет приросты по 60-70 см и намного обгоняя дубки, растущие на свободе. Однако в дальнейшем для успешного роста главной породы (дуба), по мере смыкания коридорных культур, требовалось периодическое проведение рубок ухода путём сплошной посадки на пень рядов сопутствующей породы.
В отличие от посадок предыдущих лет, смешение древесных пород осуществлялось циклами, ориентированными не поперёк, а вдоль трассы лесной полосы. Культуры создавались с размещением 1,5 × 0,7 м с долей участия дуба 12,5%. На гектар полосы высаживалось 1000-1200 сеянцев дуба.
По коридорному способу выращивания дуба было заложено пять лесных полос на площади 12,1 га. Динамика таксационных показателей этих насаждений приведена в таблице 2.
Таблица 2 – Динамика таксационных показателей лесных полос,
заложенных по коридорному способу выращивания дуба
|
Номер полосы |
Возраст, лет |
Состав по ярусам |
Число стволов, шт./га |
Полнота древостоя |
Высота, м |
Диаметр, см |
Запас древесины, м3/га |
|
124 |
21 |
4Д3Яп3Кяс* |
3717 |
0,9 |
9,0 |
6,6 |
104,7 |
|
61 |
5Яп4Д1Кяс |
353 |
1,4 |
18,0 |
22,7 |
349,0 |
|
|
125 |
18 |
10Б 4В3Яп2Д1Лп+Б |
742 1858 |
1,1 |
12,4 7,4 |
13,8 7,2 |
66,3 37,4 |
|
58 |
3Б3Яп2Лп1Д1В |
1165 |
1,3 |
14,9 |
17,5 |
244,0 |
|
|
126 |
18 |
10Б 4В3Д3Яп+Лп |
857 2407 |
0,8 |
10,9 5,5 |
10,4 5,0 |
38,6 28,0 |
|
58 |
5Яп2В2Б1Д |
1479 |
1,0 |
12,5 |
14,2 |
172,0 |
|
|
127 |
15 |
3Д2Яп2В2Кяс1Ко |
1515 |
0,4 |
6,8 |
6,6 |
25,2 |
|
55 |
4Д3Ко2Яп1В |
711 |
0,7 |
18,0 |
19,1 |
197,0 |
|
|
129 |
15 |
6Ко4Д+Ябл |
1950 |
0,8 |
5,5 |
4,3 |
22,7 |
|
55 |
6Ко4Д |
1215 |
1,1 |
17,3 |
17,4 |
247,0 |
* Д – дуб черешчатый, Яп – ясень пушистый, Кяс – клён ясенелистный, Б – берёза, В – вяз, Лп – липа, Ко – клён остролистный, Ябл – яблоня
Коридорный способ выращивания дуба, имеющий биолого-лесоводственную основу его успешности, совершенствовался Е.С. Павловским, Н.Г. Петровым и др. Он значительно модифицирован и в настоящее время создание лесных полос с рядовым размещением древесных растений осуществляется по принципу коридорного способа посадки дуба – «уплотнённый коридор», позволяющий увеличить участие дуба в качестве главной породы в составе насаждений до 60% (рис. 1).
Рисунок 1 – Коридорный способ посадки лесных полос
При проведении посадочных работ в оптимальных по ширине
4-5-рядных лесных полосах в два-три средних ряда высаживаются главные породы – дуб черешчатый и красный, в крайний ряд инсолируемой стороны – сопутствующие породы (клён остролистный, липа мелколистная, груша лесная), в крайний теневой ряд – быстрорастущие породы (берёза повислая и тополь пирамидальный).
Ряды древесных растений размещаются на расстоянии 2,5-3,0 м друг от друга применительно к ширине захвата обрабатывающих почву орудий. Расстояние между посадочными местами в богарных условиях составляет для главной породы 0,7-1,0 м, для сопутствующей породы – 1,0-1,5 м, для быстрорастущей породы – 1,5-2,0 м. На орошаемых участках расстояние между растениями в ряду – 1,0-3,0 м.
С 1955 года в Каменной Степи под руководством Е.С. Павловского начались теоретические разработки и практическое внедрение в производство диагонально-группового способа создания полезащитных лесных полос [2], предусматривающего выращивание культур биогруппами, с их размещением в шахматном порядке при почти полной механизации проводимых агротехнических уходов в междурядьях по двум взаимно пересекающимся направлениям между гнёздами древесных пород.
Размещение древесных растений на площади лесной полосы проводилось биогруппами в виде квадратных площадок 1,0 × 1,0 м с посадкой в них 9 растений, ромбов размером 1 × 0,43 м и 0,7 × 0,32 м с посадкой в них по 6 растений, пунктиров длиной 0,7-1,0 м с посадкой в них 4-5 растений и пучков с посадкой 3 растений в посадочное место. Размещение посадочных мест в большинстве насаждений 8,0 × 1,6/3,2 м и 7,0 × 1,5/3,0 м. Ширина диагонально-групповых лесных полос 9,0-32,0 м. Количество биогрупп от 580 до 2010 шт./га.
По составу диагонально-групповые насаждения закладывались однопородными (чистыми) из лиственницы сибирской, сосны обыкновенной, берёзы повислой и смешанными – с участием дуба черешчатого, ясеня обыкновенного и пушистого, клёна остролистного, вяза обыкновенного, лиственницы сибирской, берёзы повислой, тополя бальзамического, рябины обыкновенной.
За 1955-1964 годы было заложено 19 диагонально-групповых лесных полос площадью 27,8 га. Этот способ не нашёл широкого применения из-за отсутствия специальных лесопосадочных машин.
С 1957 года И.А. Юриным, а с 1961 года Н.Г. Петровым (под руководством А.А. Шаповалова), осуществляется создание лесных полос с применением крупномерного посадочного материала [3, 8]. Посадка крупномерных саженцев выполнялась вручную в подготовленные тракторным ямокопателем ямки рядовым и диагональным способами, а также с применением сажальной машины, изготовленной на базе плуга ПН-4-35. По этому способу было посажено около 20,0 га полезащитных полос.
Использовались в основном следующие древесные породы: ясень обыкновенный и пушистый, тополь, берёза, клён остролистный, груша, липа, акация белая, вяз, рябина. Возраст посадочного материала, выращенного в питомнике, от 3 до 7 лет, а из-под полога лесных насаждений – ещё более. Высота саженцев равнялась 1,5-3,5 м. Расстояние между рядами в рядовых посадках – 2,5-3,0 м, между саженцами в рядах – 1,5-2,8 м. В диагональных посадках саженцы размещались в ряду через 7,0 м, между рядами – 1,4 (2,8) и 2,0 (4,0) м.
Применение крупномерных саженцев обеспечивает уменьшение расхода посадочного материала на гектар лесной полосы, формирование более благоприятной по продуваемости конструкции. Вместе с тем, этому способу посадки присуща высокая стоимость затрат на выращивание крупномерного посадочного материала, транспортных расходов на перевозку к месту посадки и его посадку. Да и породный состав таких посадок не в полной мере отвечает требованиям создания устойчивых и долговечных защитных насаждений. Дуб черешчатый, как наиболее ценная главная порода в условиях степи, не даёт практических результатов при посадке крупными саженцами.
В 1986-1992 годы Б.И. Скачковым, А.С. Чеканышкиным разрабатываются и внедряются в производство новые способы выращивания полезащитных и стокорегулирующих лесных полос блочным способом, основанные на создании прерывистых древостоев [4, 9].
Первый вариант заключается в их рядовой посадке чередующимися блоками долговечной породы из дуба черешчатого (красного) с блоками быстрорастущих пород из берёзы повислой, тополя пирамидального, лиственницы сибирской в чистом виде (рис. 2).
Рисунок 2 – Лесная полоса из блоков дуба черешчатого
и тополя пирамидального
Второй вариант прерывистых лесных полос предусматривает чередование блоков из деревьев, при их размещении по принципу «уплотнённый коридор», и блоков из кустарников. В центральных 2-3 рядах древесных блоков высаживается главная порода – дуб черешчатый и красный, в крайнем световом ряду – сопутствующая порода (клён остролистный, липа мелколистная, груша лесная), в крайнем теневом ряду – быстрорастущая порода (берёза повислая, тополь пирамидальный). Кустарниковые блоки формируются из смородины золотистой и чёрной, кизильника блестящего, калины обыкновенной и др. (рис. 3).
Рисунок 3 – Лесная полоса из блоков древесных пород (дуб черешчатый, клён остролистный, берёза повислая) и кустарника (смородина чёрная)
Протяжённость блоков в прерывистых лесных полосах равна их ширине (10-15 м). Расстояние между рядами составляет 2,5-3,0 м, между растениями в ряду: для дуба черешчатого и красного – 0,7-1,0 м; для клёна остролистного, липы мелколистной, груши лесной, лиственницы сибирской, кустарников – 1,0-1,5 м; для берёзы повислой и тополя пирамидального – 1,5-2,0 м.
С лесоводственно-биологических позиций блочная (макробиогрупповая) посадка позволяет снижать конкурентные отношения в узких лесных полосах между главными, сопутствующими и быстрорастущими породами. При введении в кустарниковые блоки плодово-ягодных и декоративных видов повышается социальная роль насаждений, их эстетичность и экологическая ёмкость (привлечение зоофауны).
Таким образом, многолетний лесокультурный опыт Каменной Степи позволяет успешно выращивать устойчивые и долговечные лесные насаждения. В них заключен весь опыт агролесомелиоративной науки, испытаны все известные в агролесомелиорации способы защитного лесоразведения. Лучшие лесонасаждения могут служить эталоном для степного лесоразведения.
Научные исследования по защитному лесоразведению обеспечивают возможность не только прослеживать рост и развитие лесных полос в связи с особенностями условий местопроизрастания, состава и размещения древесных пород в насаждениях, техники их выращивания, но и дать сельскохозяйственному производству практические рекомендации по созданию опорного элемента ландшафтов, способного решать задачу улучшения экологических условий среды, предотвращения деградации земель и повышения продуктивности аграрных территорий ЦЧЗ.
1. Ключников, Ю. В. Коридорный способ посадки и посева дуба с быстрорастущими породами в лесных полосах / Ю. В. Ключников // Советская агрономия. – 1948. – № 8. – С. 52-57.
2. Диагонально-групповой способ посадки лесных полос / Е. С. Павловский, Б. Я. Антиликаторов, И. К. Винокурова, А. Е. Лебедев // Вестник сельскохозяйственной науки. – 1960. – № 5. – С. 120-123.
3. Петров, Н. Г. О сезонах и сроках посадки древесных пород крупномерными саженцами / Н. Г. Петров // Сборник научных работ НИИСХ ЦЧП им. В.В. Докучаева. – Москва: Россельхозиздат, 1965. – Т. 3. – С. 277-284.
4. Скачков, Б. И. Новое направление в выращивании полезащитных и стокорегулирующих полос / Б. И. Скачков, А. С. Чеканышкин // Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук. – 1992. – № 3. – С. 35-36.
5. Шаповалов, А. А. Лесокультурные работы Г.Ф. Морозова по созданию защитных лесных полос / А. А. Шаповалов, Е. С. Павловский // Лесные полосы Каменной Степи. – Воронеж: Центрально-Чернозёмное книжное издательство, 1967. – С. 93-144.
6. Шаповалов, А. А. Насаждения экспедиционного периода / А. А. Шаповалов, Е. С. Павловский // Лесные полосы Каменной Степи. – Воронеж: Центрально-Чернозёмное книжное издательство, 1967. – С. 24-92.
7. Шаповалов, А. А. Опытные посадки и исследования лесничего Н.А. Михайлова / А. А. Шаповалов, Е. С. Павловский // Лесные полосы Каменной Степи. – Воронеж: Центрально-Чернозёмное книжное издательство, 1967. – С. 145-182.
8. Шаповалов, А. А. Показатели состояния и роста деревьев в молодых лесных полосах в зависимости от особенностей посадочного материала / А. А. Шаповалов, Н. Г. Петров // Сборник научных работ НИИСХ ЦЧП им. В.В. Докучаева. – Москва: Россельхозиздат, 1965. – Т. 3. – С. 284-289.
9. Чеканышкин, А. С. Новый способ выращивания защитных насаждений на пашне юго-востока ЦЧЗ : автореф. дис. … канд. с.-х. наук / А. С. Чеканышкин. – Воронеж, 1999. – 22 с.
