Около 60% свежих вырубок в таежной зоне имеют временное сезонное или постоянное переувлажнение. Кроме этого, из 250-300 тыс. га ежегодно осушаемых преимущественно на северо-западе лесных земель 25-30% составляют безлесные болота. Из года в год увеличиваются и площади выработанных торфяников, подлежащие рекультивации путем искусственного лесовосстановления.
Естественное возобновление леса на таких площадях происходит медленно, неудовлетворительно и часто со сменой главных лесообразующих пород - ели, сосны на осину, березу, ольху.
Основная причина, ограничивающая естественное возобновление и затрудняющая создание лесных культур здесь, - неудовлетворительный водный, тепловой и воздушный режим почвы, а на части выработанных торфяников и осушенных верховых болотах еще и бедность торфа элементами минеральной пищи. Для нормального роста культур на избыточно увлажненных почвах необходимо понизить уровень грунтовых вод на 25-30 см от поверхности. Наилучший рост культур сосны наблюдается при 60-80% от полной влагоемкости почвы. С понижением уровня грунтовых вод улучшается и воздушный режим корнеобитаемого слоя почвы. Для нормального роста корней концентрация СО2 в почве не должна превышать 1%. При концентрации СО2 более 3-5% в почве создается своеобразный биологический барьер, препятствующий освоению корнями нижних горизонтов почвы. Активный рост и жизнедеятельность корней наблюдается при температуре почвы 10° С. Высокие концентрации СО2 и низкая температура почвы подавляет биологическую активность корней, микробиологические процессы. В почве постоянно ощущается недостаток кислорода, что вызывает оглеенис.
Избыточно увлажненными обычно бывают почвы с наличием торфа. При его мощности до 20 см почва считается торфянистой, от 20 до 50 см - торфяной, более 50 см - торфяником. В зависимости от водного питания, характера произрастающей растительности, зольности и ботанического состава торфа болота относят к низинному, переходному или верховому типам. Почвообразовательные субстраты на выработанных торфяниках представлены чередующимися минеральными обнажениями мелких донных залежей и остаточного слоя торфа различной мощности - от нескольких сантиметров до 2 м и более между всхолмлениями дна болот, по староречицам и узким тальвегам. Минеральные отложения, несмотря на явную бедность элементами пищи, являются более благоприятной средой для поселения и выращивания древесных пород. В естественных условиях выработанные торфяники чаще всего возобновляются березой, редко - осиной и единично - сосной и елью.
В целом почвенно-грунтовые условия площадей с временным избыточным увлажнением типологически можно оценить как влажные и сырые боры, субори и сугрудки или сурамени, а с постоянным избыточным увлажнением - сырые и мокрые боры (верховые осушенные болота), субори (переходное осушенное болото) и сугрудки или сурамени - осушенные низинные болота, выработанные торфяники.
Все агротехнические приемы создания лесных культур на избыточно увлажненных почвах должны быть направлены на изменение их водного режима. Это достигается осушением их, предварительным или одновременно с подготовкой почвы (в виде микроповышений). Осушение вызывает улучшение теплового, воздушного и пищевого режима избыточно увлажненных почв.
Технологические схемы создания лесных культур
Рекомендуется создание лесных культур на избыточно увлажненных почвах по следующим технологическим схемам.
Схема 1. Эта схема рекомендуется на свежих, 2- и 3-летних невозобновившихся вырубках с периодическим избыточным увлажнением. Производство культур должно начинаться с расчистки полос шириной 3,5-4 м от валежника, порубочных остатков и пней. Расчищенные полосы чередуются с нерасчищенными такой же ширины. По расчищенным полосам плугом-канавокопателем проводится напашка пластов, прилегающих к бровке борозд. Глубина борозд 30-35 см. Борозды должны быть непрерывными и сопряженными с водоотводящими каналами или водоприемниками. Длина пластов - 1,7 тыс. м/га. Механизированная посадка по пластам осуществляется лесопосадочной машиной. Густота посадки - 3,5-4 тыс. шт/га. Уход рекомендуется проводить химическим способом.
Схема 2. Культуры по этой схеме создаются в более увлажненных лесорастительных условиях в таком же порядке, как и по схеме 1, однако на подготовке почвы используется плуг, который отодвигает пласты от бровок борозд для последующего прохода тракторного опрыскивателя.
Схема 3. Эта схема разработана для условий торфяно-глеевых и торфянистых почв, не требующих корчевки пней (главным образом для осушенных болот переходного типа). Для подготовки почвы здесь рекомендуется применять плуг-канавокопатель. Семена сосны высевают по пластам машиной в посевном варианте.
Схема 4. По этой схеме культуры ели создаются с использованием крупномерного посадочного материала по нераскорчеванным вырубкам с предварительным поверхностным осушением. Вырубки осушаются сравнительно редкой сетью каналов. Культуры высаживают в ямки, подготовленные ямокопателем. Это позволяет исключить расчистку полос и последующие агротехнические уходы за культурами.
При лесокультурном освоении осушенных болот необходимо руководствоваться следующими основными положениями:
1. Под лесные культуры можно использовать почвы всех трех типов осушенных болот, однако в первую очередь следует осваивать осушенные низинные и переходные болота.
2. Основной целью подготовки почвы должно быть улучшение ее водно-воздушного и теплового режима и условий минерального питания, а также уничтожение травяно-кустарничковой растительности. Достигается это напашкой пластов с обязательным выводом борозд в осушительную сеть. Для этого используют двухотвальные плуги, плуг-канавокопатель и канавокопатель в агрегате с тракторами болотных модификаций, обеспечивающие нарезку пластов толщиной 25-35 см и больше. Расстояние между внешними кромками пластов должно быть не менее 2,5-3, обычно - 4-5 м. На приканавных 20-30-метровых полосах возможна сплошная обработка почвы фрезами. При слабо развитом травяном покрове и оптимальном осушении возможна посадка 3-4-летних саженцев сосны без подготовки почвы. Подготовку почвы рекомендуется проводить за год до создания культур.
3. Главной древесной породой в культурах на осушенных болотах должна быть сосна. Лишь на низинных и переходных типах осушенных болот в южной подзоне тайги и южнее наряду с сосной можно использовать ель, лиственницу. Густота культур от 4 до 5 тыс. шт/га. При использовании 3-5-летних саженцев достаточно 3-3,5 тыс. шт/га.
4. Основным методом создания лесных культур должна быть посадка сеянцев и саженцев по пластам. Посев возможен только на интенсивно осушенных верховых болотах со слабо развитым травяным покровом. Лучшие результаты дает косая посадка.
5. Использование минеральных удобрений существенно повышает приживаемость и рост культур, особенно при локальном его внесении: N50P60K30 на верховом, N30P30 на переходном и Р40 кг/га на низинном болотах (по действующему веществу).
6. Уходы за лесными культурами по пластам, как правило, необходимы только со 2-го или 3-го года. До 4-5-летнего возраста уходы в виде окашивания или обминания травянистой растительности вокруг посадочных мест. С целью защиты ели и лиственницы от заморозков необходимо оставлять небольшое (25-30%) зарастание травой посадочных мест. На верховом болоте необходимость в уходе может возникнуть только на 3-4-й год жизни культур.
Особенно трудоемки для лесокультурного освоения выработанные торфяники. На этих почвах освоение возможно только при условии высокой эксплуатационной надежности осушительной сети. Лесорастительные условия на торфяниках сильно зависят от плодородия и мощности оставленных донных залежей. Все древесные породы растут лучше, если мощность донных залежей не более 20-30 см. Такая мощность позволяет корням проникать в минеральный грунт и вести обработку, обеспечивающую смешение его с сильно минерализованными органогенными отложениями. Для лесокультурного освоения пригодны только фрезерные поля, которые по степени затопления делятся на 4 категории:
1. Затопляемые - с колебанием уровней грунтовых вод от +30 (весной) до -40 см (осенью). Продолжительность поверхностного стояния грунтовых вод 6-9 месяцев. Затоплению подвержено 35% площади. Для облесения непригодны.
2. Низкие - с колебанием уровней грунтовых вод от +10 до -60 см. Затопление наблюдается только в апреле на площади менее 25%. Эти поля пригодны для облесения и луговодства. Встречаются они часто, на 50-60% выработок. Обработка почвы на них возможна на базе гусеничных тракторов обычных модификаций.
3. Средние - с колебаниями грунтовых вод от -50 до -150 см. Часто (до 25%) выработаны до минерального грунта. Для лесоразведения рекомендуются только площади с мощностью плодородного торфа менее 30 см. Распространены реже -от 20 до 30%. На них успешно могут работать гусеничные и колесные тяговые машины с мая по октябрь.
4. Высокие - с колебанием грунтовых вод от 1,0 до 2,5 м. Песчаные бугры чередуются с оторфованными западинами. Торф сильно пересыхает, имеет внутризалежные трещины и пустоты. Во всех случаях подлежат облесению. Встречаются редко - около 3-6%. На низких полях при подготовке почвы обязательно создание микроповышений, лучше в виде валов, насыпанных вспашкой почвы всвал. Посадка производится вручную в гребень вала. Для облесения полей с хорошо разложившимся плодородным торфом и сапропелем пригодны ель, ольха черная, реже - сосна обыкновенная, а на площади со средне- и слаборазложившейся остаточной залежью - сосна и ель. Береза хорошо возобновляется естественным путем. На средних полях возможна сплошная обработка почвы в виде культивации в два следа. Посадка осуществляется машинами. На участках с хорошо разложившимся торфом допускается механизированная посадка без предварительной обработки почвы. Высокие поля культивируются только сосной и березой бородавчатой. Лучший способ подготовки почвы - глубокая сплошная вспашка, но допустимо и проведение глубоких двухотвальных борозд плугом. Густота культур - от 3 до 7 тыс. шт/га. Культуры сосны в первые два года нуждаются в уходе - окашивании или обминании травы.
Создание полноценных насаждений на оторфованных площадях с плохо разложившейся обедненной залежью невозможно без применения минеральных удобрений. Рекомендуется внесение калия - 90-120 и фосфора - 60-90 кг/га действующего вещества. Наиболее экономично и удобно поверхностное рассеивание удобрений тукоразбрасывателями в культурах 2-5-летнего возраста.