Задание 7. Лес и почва

Одна из важнейших физиологических функций древесной растительности – минеральное питание. Минеральные питательные вещества выполняют в растениях разнообразные функции. Они входят в состав растительных тканей, выполняют роль катализаторов в различных реакциях, регулируют осмотические процессы и др. каждый элемент минерального питания в растительном организме выполняет свои специфические функции и, как правило, не может быть заменен другим.

Потребляемые из почвы питательные вещества условно делят на две группы: макроэлементы и микроэлементы. К первой группе относят элементы, необходимые растениям в наибольших количествах (азот, фосфор, калий, сера, кальций магний, железо и др.). Ко второй группе относят элементы, потребляемые растениями в ничтожно малых количествах, однако необходимые для нормального их развития (медь, цинк, молибден, бор, кобальт и др.).

Для расчетов потребления и возврата минеральных питательных веществ на 1 га леса в год, необходимо знать элементарный химический состав частей деревьев и годичный прирост фитомассы по этим частям.

Характерной особенностью химического состава различных древесных пород является близкое содержание основных элементов в стволах, ветвях и корнях: углерода 49,6-50,5%, водорода 6,1-6,3%, кислорода 42-43%, азота 0,2-0,4% от абсолютной сухой массы. На остальные элементы приходится 0,5-1,0%. Листья и хвоя содержат азота и зольных элементов примерно в 10 раз больше, чем древесина: азота 1,32-1,60% в хвое и 2,3-3,2% в листьях, золы соответственно 3,2-4,5 и 4,8-13%.наиболее богаты азотом и зольными элементами семена.

Хвойные породы содержат азота и золы в своей массе меньше, чем лиственные. Рекордсменами по содержанию зольных элементов в листьях являются ильмовые и бузина, до 10-13%.

Из общей фитомассы, создаваемой древостоями к возрасту спелости, в отпад и опад уходит у хвойных пород 57-60%, у лиственных 60-62.

Главную часть опада и отпада древостоев составляет листва с плодами – 65-67%, которые наиболее богаты азотом и зольными элементами.

Из всей созданной стволовой древесины насаждениями до возраста спелости в отпад уходит 33-35%. В годичном приросте всей фитомассы прирост стволовой древесины составляет 40-50%, а к возрасту спелости масса стволовой древесины оказывается равной 76-77% от общей. Объясняется это тем, что древесина накапливается, а годичный прирост листвы и хвои целиком идет в опад.

С опадом и отпадом почве возвращается: азота 86-90%, зольных элементов 83-89% от извлеченных из нее за период жизни древостоя. Превышение процента возвращенных питательных веществ над опадом всей фитомассы объясняется тем, что в насаждении накапливается стволовая масса, более бедная минеральными веществами, а листва и хвоя, богатые азотом и зольными элементами, составляют главную часть опада.

В связи с тем, что при лесозаготовках из леса увозится самая бедная минеральными веществами часть древостоя (стволы) необходимость удобрения лесных почв не стоит так остро, как в сельском хозяйстве. С этой точки зрения нежелательно изъятие из леса хвои, листвы, мелких ветвей.

Занятие 16. Вычислите количество удерживающих питательных веществ сосной и дубом (табл. 22).

Таблица 22 – Динамика питательных веществ в древостоях сосны и дуба в связи с возрастом

Возраст, лет	Берется, кг с 1 га	Возвращается кг на 1 га	Удерживается кг с 1 га
	N	CaO, K2O, P2O5	N	CaO, K2O, P2O5	N	CaO, K2O, P2O5
Сосна
	31,7	54,0	15,0	25,8
	44,3	95,0	28,1	63,2
	43,5	67,0	39,8	63,2
	24,0	44,3	23,4	43,8
	9,9	21,3	9,7	20,8
Дуб
	60,0	207,0	10,0	172,0
	156,0	443,0	41,0	334,0
	77,0	282,0	22,0	189,0
	46,0	159,0	12,0	131,0

Ответьте на вопросы:

1. Какой из двух древостоев больше возвращает в почву питательных веществ, в какой больше удерживается их в своей биомассе?

2. В каком возрасте древостои потребляют максимальное количество питательных веществ и чем это объясняется?

Занятие 17.

1. Используя данные табл. 23 ответьте на следующие вопросы:

а) в каких частях древостоев содержится больше азота и золы?

б) какой лес, хвойный или лиственный, больше потребляет зольных веществ?

Таблица 23 – Содержание азота и золы в % от сухого вещества

Часть дерева	Сосна	Ель	Дуб	Ясень
	зола	азот	зола	азот	зола	азот	зола	азот
Хвоя и листья	2,43	1,28	3,62	1,12	5,02	2,54	8,75	1,36
Мелкие ветви	1,49	0,46	2,04	0,69	2,60	0,98	2,41	0,71
Крупные ветви	0,81	0,23	0,97	0,26	1,51	0,41	0,06	0,25
Стволы	0,44	0,17	0,56	0,09	0,90	0,31	1,10	0,24
Корни крупные	0,75	0,29	1,35	0,39	2,31	0,47	-	-
Корни мелкие	2,06	0,37	1,90	0,60	4,00	0,76	-	-

2. Определите величину годичного опада для приведенных ниже (табл. 24) древесных пород и расположите их в ряд по степени увеличения ежегодного опада.

Размер годичного опада (кг/га) вычислите по формуле:

m = c(a + k)² · N, где

c - коэффициент, равный 200 для лиственных пород,

а - средний диаметр ствола в м на высоте 1,3 м,

к - коэффициент, равный 0,01-0,02 (для расчетов взять 0,015

N - число деревьев на 1 га.

Таблица 24 – Показатели древостоев для определения годичного опада

Вариант	Порода	Возраст, лет	Класс бонитета	Средний диаметр, см	Число стволов на 1 га
	Бук		П	12,0
	Граб		П	13,9
	Липа		П	14,1
	Дуб пор.		П	18,2
	Граб		П	10,2
	Липа		П	9,5
	Дуб пор.		П	14,5
	Ольха ч.		П	15,0
	Липа			20,8
	Дуб пор.			23,3
	Ольха ч.			25,0
	Береза			22,6
	Дуб пор.			26,4
	Ольха ч.			28,8
	Береза			27,4
	Дуб сем.			25,0
	Ольха ч.			15,0
	Береза			27,4
	Дуб сем.			20,2
	Ясень			22,2
	Береза			33,5
	Дуб сем.			32,5
	Ясень			31,0
	Осина			27,2
	Ясень		П	18,7
	Осина		П	19,6
	Береза		П	18,3
	Бук		П	21,3
	Осина		П	22,6
	Береза		П	23,1
	Бук		П	29,2
	Граб		П	22,6
	Дуб сем.		П	35,0
	Ясень		П	27,3
	Осина		П	27,0
	Береза		П	26,2
	Береза		п	29,5
	Бук		П	35,5
	Граб		П	24,3
	Липа		П	32,5
	Бук			24,4
	Липа			24,4
	Ольха ч.			28,8
	Дуб сем.			25,0
	Граб		П	19,5
	Дуб пор.		П	24,4
	Береза		П	21,8
	Ясень		П	18,7
	Граб			28,4
	Дуб пор.			29,1
	Дуб сем.			29,0
	Береза			24,6
	Граб		П	13,9
	Ольха ч.		П	19,1
	Ясень		П	10,7
	Береза		П	11,9
	Береза			24,6
	Липа			28,3
	Дуб пор.			29,1
	Дуб сем.			29,0
	Бук		П	30,8
	Граб		П	23,6
	Липа		П	30,0
	Дуб сем.		П	31,7
	Граб		П	10,2
	Липа		П	9,5
	Дуб пор.		П	14,5
	Ольха ч.		П	15,0
	Липа		Ш	23,6
	Дуб сем.		Ш	23,6
	Осина		Ш	18,5
	Береза		Ш	28,7
	Дуб пор.			10,9
	Береза			9,6
	Ольха ч.			12,3
	Дуб сем.			6,6
	Ольха ч.			28,8
	Береза			27,4
	Дуб сем.			25,0
	Ясень			25,6

Данные расчетов занесите в табл. 25.

Таблица 25 – Результаты расчетов годичного опада

Порода	Возраст, лет	Класс бонитета	Ср. диаметр	Число стволов	Величина годичного опада кг/га

3. Рассмотрите данные в табл. 26 и ответьте на следующие вопросы:

а) в каких насаждениях, хвойных или лиственных, опад содержит наименьшее количество азота и зольных элементов и какие практические выводы из этого следует сделать?

б) какие породы являются почвоулучшающими и почему?

Таблица 26 – Величины запасов азота и зольных элементов в опаде

Характер насаждения	N	SiO2	Al2O3 + Fe2O3	CaO	MgO	K2O	P2O5	SiO3
Сосняки чистые	7-18	3-7	3-7	11-25	2-5	2-5	1-4	2-5
Сосняки с липой	19-36	10-12	4-7	26-27	5-6	6-11	4-7	7-9
Ельники	2-20	11-20	2-8	20-22	4-5	5-6	4-7	2-3
Ельники сложные	20-34	25-32	6-9	26-44	2-5	4-7	4-5	2-4
Березняки	30-34	10-12	2-5	35-67	16-20	27-32	18-31	12-14
Липняки	21-66	4-13	3-7	39-122	8-23	13-39	9-28	4-23
Осинники	31-54	39-62	8-16	93-148	14-20	27-102	8-10	6-12
Дубняки	35-40	38-51	5-11	93-110	15-18	19-22	19-26	14-20