Лес и почва

Взаимодействие между лесом и почвой проявляется в изменении лесом свойств почвы и во влиянии почвы на рост леса. Древесные породы менее требовательны к минеральным веществам почвы, чем травянистая растительность. Так, сосновый лес извлекает в год 1 га 16 кг золы, 1 кг окиси калия и 0,5 кг фосфорной кислоты. Луговая же растительность извлекает в год с 1 га 328 кг золы, 82 кг окиси калия и 31 кг фосфорной кислоты. В первые годы роста древесные породы особенно нуждаются в зольных элементах, поэтому применение удобрений в лесных питомниках весьма полезно для ускорения роста посадочного материала.

По мере роста леса почва обогащается лесной подстилкой. Мелкие отмирающие части деревьев (листва, хвоя, ветви и пр.), из года в год увеличивающие слой лесной подстилки, содержат значительно больше зольных веществ, нежели стволовая древесина. Так, в хвое сосны содержится в 9 раз больше фосфорной кислоты и в 3 раза больше калия, чем в древесине. Если принять за единицу количество калия в годичном приросте древесины соснового леса, то пшеничное поле будет содержать в годичном приросте растений 4, луг 10, картофельное поле 15 единиц калия. При этом с сельскохозяйственных площадей весь калий уносится вместе с урожаем, между ем как зольные вещества и азот, потребляемые лесом из глубоких слоев почвы и грунта, откладываются в верхнем слое почвы в виде лесной подстилки, Разлагаясь, лесная подстилка увеличивает плодородие лесных почв.

Наименьшее количество золы содержат хвойные породы (1,3%) и наибольшее - лиственные породы, в особенности разводимые в степях.

Древесные породы по количеству отлагающейся в их древесине золы могут быть расположены в следующем убывающем ряду: белая акация, ильмовые, ясень, бук, дуб, чёрная ольха, ель, берёза, лиственница, сосна обыкновенная.

Количество золы в годичном приросте насаждения на одном гектаре выражает потребность древесных пород в зольных веществах. При этом некоторые породы с высокой усвояющей способностью корневой системы (например, белая акация) могут извлекать из почв с малым количеством зольных веществ необходимые для них большие количества зольных веществ. По этой требовательности к зольным веществам почвы древесные породы могут быть расположены в убывающий ряд: ильмовые, ясень, клён, бук, граб, дуб, чёрная ольха, осина, ель, лиственница, берёза, белая акация, сосна обыкновенная. Таким образом, белая акация, хотя она и обладает большою потребностью в зольных веществах, но вследствие значительной усвояющей способности своей корневой системы, малотребовательна к составу почвы. Обыкновенная сосна, находясь в конце обоих рядов, отличается одинаково малой потребностью в зольных веществах и малой требовательностью к зольным веществам почвы. Способность древесных пород извлекать необходимые дли них значительные количества зольных веществ из почв, бедных этими веществами, называется требовательностью к зольным веществам почвы.

Рис. 56. Искривление стволов в 60-летнем буковом насаждении под влиянием ветров. Берег Балтийского моря

Древесные растения производят в год в несколько раз больше органического вещества, нежели травянистые, причём они извлекают из почвы во много раз меньшее количество зольных веществ. В лесу органические вещества, задерживая взмученные части в подстилке и уменьшая забивание пор в почве, усиливают просачивание воды в почву и повышают влагоёмкость почв. Вместе с тем органические вещества смягчают в лесу температурные колебания в почвах, что особенно важно в засушливой полосе и на песчаных почвах. В лесных почвах органические вещества представлены в виде мёртвой подстилки, а также в виде перегноя, или гумуса. Перегной лесной почвы, или лесной гумус, является продуктом разложения микроорганизмами органических веществ. Лесной перегной встречается в виде кислого гумуса, называемого обычно грубым, и нейтрального гумуса, называемого мягким.

Кислый, или грубый, гумус характеризуется плотною слоистостью (пружинит под ногою) и наличием грибов с ясно выраженным мицелием, он содержит значительное количество углерода и имеет кислую реакцию. Кислый гумус распространён в густых хвойных лесах, где он обусловливает подзолообразовательный процесс и сравнительно малую водопроницаемость почв, вызывающую нередко их заболачивание. Кислый гумус может быть использован как ценное азотистое удобрение, для чего он перемешивается рыхлящими орудиями с минеральным слоем почвы сплошь или частично, полосами или площадками. Для устранения кислого, или грубого, гумуса желательно выращивание смешанных хвойно-лиственных насаждений с лиственным подлеском, осветление почвы прореживанием леса. В особо ценных насаждениях, если позволяют экономические условия, применимо известкование почвы, благодаря чему усиливается просачивание воды в почву и способность её сохранять теплоту. К богатым известью почвам приурочены лиственница, ясень, липа, а также бук.

Нейтральный, или мягкий, гумус характеризуется рыхлым, зернистым сложением (легко продавливается ногами), присутствием червей, энергично обрабатывающих гумус, обилием бактерий, значительным количеством азота. Нейтральный гумус распространён в лиственных и смешанных лиственно-хвойных лесах, где этот гумус обусловливает высокую продуктивность насаждений и значительную водопроницаемость, порозность и прогреваемость почв. Поэтому нейтральный, или мягкий, гумус весьма желателен в лесах сельскохозяйственного и водоохранного значения, где уход за лесом Должен быть направлен к увеличению количества гумуса. На бедных почвах накопление гумуса может быть достигнуто проведением несложных хозяйственных мероприятий: разбрасыванием хвороста, остающегося при рубках, культурой древесных и травянистых растений-азотособирателей (акация жёлтая и белая, ольха, ракитник, люпин и др.). В питомниках и очень ценных насаждениях для накопления гумуса вносят азотистые удобрения.

Влияние леса на почву проявляется в развитии процессов почвообразования, протекающих в связи с составом насаждений. В таёжной полосе, в еловых и сосновых лесах происходит оподзоливание почв. Лесная подстилка, образуемая чистыми ельниками, отличается значительной толщиной и плотностью, с трудом разлагается, образуя плотный гумус. Почвы под ельниками получают малое количество атмосферных осадков, плохо прогреваются и сильно уплотняются. Органические кислоты разлагают часть почвы, приобретающую характерный для подзола белесый цвет¹. Такое оподзоливание почв под хвойными лесами имеет различное выражение в зависимости от условий климата и материнской породы.

¹ (Примером подзолообразующей роли ельников является специальный опыт акад. В. Р. Вильямса, который в 1904 г. заложил в Сельскохозяйственной академии им. Тимирязева два лизиметра с одинаковой почвообразующей породой (валунный красный суглинок) глубиною в 1 м. Один лизиметр был засажен ёлочками, а другой зарос травой. Оба лизиметра были вскрыты в 1938 г. Оказалось, что под травянистым покровом минеральная порода окрасилась в темно-бурый цвет на глубину в 6 см, а гумуса накопилось 4%. Под ельником же образовался плотный войлок лесной подстилки до 6 см, минеральная порода приобрела белесый оттенок на 5 см, белесые же потёки подзола простирались на глубину до 15 см, а гумуса оказалось всего лишь 0,9%)

В полосе хвойных лесов и в полосе смешанных хвойно-лиственных лесов берёза улучшает почву, обогащая её основаниями и образуя нейтральный, или мягкий, гумус своей листвой, содержащей большое количество кальция. Теми же свойствами и даже ещё большими, благодаря клубенькам-азотособирателям на корнях, обладает белая акация. На юге почвоулучшающее значение имеют ильмовые породы, граб, бук и многие кустарники.

В лесостепной полосе дуб вызывает сильную деградацию чернозёма, заключающуюся в уменьшении количества гумуса в верхних частях почвенного слоя, в накоплении его в нижних частях почвенного слоя и придании почве характерной ореховатой структуры. В связи с этим в дубравах увеличивается проницаемость почв для воды, воздуха и тепла, что усиливает защитные свойства дубовых насаждений.

На песчаных почвах накопителем гумуса является сосна, что обусловливает широкое разведение её на бедных песчаных почвах и летучих песках, которые сосна делает пригодными для сельскохозяйственных культур. Ценной почвоувлажняющей породой является лиственница. Почва под лиственницей значительно рыхлее, нежели под сосною, благодаря глубоко идущей и хорошо разветвлённой корневой системе. В лиственничных насаждениях, теряющих на зиму хвою, зимние осадки почти полностью достигают почвы, что способствует переводу азота, окиси калия и фосфорной кислоты лесной подстилки в легко растворимые соединения.

Благоприятное влияние леса на почву в целом заключается в извлечении зольных веществ и азота из глубоких слоев почвы и в переносе этих веществ путём отложения лесной подстилки в верхнюю часть почвы, где эти питательные вещества могут быть использованы культурными травянистыми растениями. Поэтому при временном использовании свежих вырубок, например, из-под дуба, под сельскохозяйственные культуры получается больший урожай, чем на полевых землях. Временное сельскохозяйственное пользование на вырубках и в междурядьях лесных посадок ещё мало изучено, но оно имеет большое значение для расширения кормовой площади и поддержания лесной почвы в культурном состоянии.