Общие сведения о песках
По происхождению наибольшее хозяйственное значение имеют 5 генетических типов песков: 1) морские и озерные; 2) речные современно-аллювиальные; 3) древнеаллювиальные; 4) флювиогляциальные и 5) эоловые (материковые). От происхождения песков зависят формы рельефа песчаных отложений, минералогический, химический и механический состав, физические и водные свойства песков и в конечном итоге - виды хозяйственного освоения песчаных земель, методы и способы закрепления и облесения песков, не используемых в сельском хозяйстве.
Первичные песчаные отложения водного происхождения имеют равнинный или равнинно-волнистый рельеф. Под действием ветра на песчаных отложениях формируются сложные формы рельефа - бугры, дюны, барханы, кучугуры, гряды и др. Эти формы рельефа могут иметь высоту от 1 до 15 м и более, а дюны - до 200 м.
Преобладающая часть песков содержит кварц. Кроме кварцевых, встречаются пески с примесью глауконита, гипса, полевого шпата и других минералов. По берегам рек и водоемов встречаются ракушечные пески.
В песках содержится очень мало основных элементов питания. Наиболее бедные современные аллювиальные, морские и озерные пески, в которых содержание кварца может достигать 98% и более. Минеральные соли в виде окиси алюминия, кальция, железа и других элементов представлены десятыми долями процента. Более богаты кварцевые пески, перевеянные ветром. В них содержание кварца падает до 90-95% и соответственно возрастает содержание других элементов. Самые богатые - среднеазиатские пески.
По механическому составу пески разделяются на крупно-, средне-, мелкозернистые и пылеватые. По мере увеличения мелких и пылеватых частиц возрастает капиллярная скважность, увеличивается мертвый запас влаги и ухудшаются водные свойства песков. Однако мелкозернистые и пылеватые пески имеют большую полевую влагоемкость и больше содержат свободной влаги. В целом все однофазные пески характеризуются хорошим водным режимом только при близком залегании водоупорных горизонтов. Более благоприятный водный режим бывает в песках с суглинистыми прослойками.
По мере зарастания песков растительностью происходит их уплотнение и ухудшение водных свойств. Одновременно с этим в песках накапливается гумус и повышается их плодородие - формируются песчаные почвы. Если песчаные почвы на глубине до 1 м подстилаются крупнозернистыми мощными песками, то они характеризуются худшими лесорастительными условиями. В условиях засушливого климата такие почвы имеют критические значения влажности и могут быть непригодными для посадки леса.
По степени заращенности пески разделяют на 4 группы: голые - со степенью покрытия травами менее 15%, слабозаросшие - 15-30%, среднезаросшие - 30-50%, заросшие - более 50%, Химический и механический состав песков и песчаных почв, их физические и водные свойства подробно изучаются в курсе «Почвоведение с основами геологии». Хозяйственное значение песков и песчаных почв определяется мощностью гумусового горизонта и содержанием гумуса, водным режимом и климатическими условиями района.
В лесной фонд относят все негумусированные пески и песчаные почвы с содержанием гумуса до 0,3% при мощности гумусового горизонта до 20 см, если они не представляют ценности для кормовых угодий. Под пастбища и естественные сенокосы в полупустыне отводят все земли, за исключением участков земель с близким залеганием грунтовых вод, которые отводят под лесоразведение. В пустыне под кормовые угодья используют все пески, заросшие травянистой растительностью, кроме эрозионно опасных зон, расположенных вблизи населенных пунктов и ценных объектов. В степной зоне под пастбища отводят заросшие бугристые слабогумусированные песчаные земли.
В земледелии используют среднегумусированные и глубокогумусированные песчаные и супесчаные почвы степной и лесостепной зон с содержанием гумуса в верхнем горизонте не менее 0,3-0,5% и мощностью гумусированного горизонта не менее 20-30 см. Такие почвы пригодны преимущественно для кормовых почвозащитных севооборотов, а при мощности гумусового горизонта более 50 см - для более ценных сельскохозяйственных культур. Для неорошаемых садов и виноградников пригодны песчаные и супесчаные почвы степной зоны с пресными и слабоминерализованными грунтовыми водами, залегающими на глубине не более 3-5 м (лучше 2-3 м).
Ведение сельского хозяйства на песчаных землях возможно только с системой защитных насаждений.
Закрепление подвижных песков
Закрепление песков с целью прекращения ветровой эрозии и подвижности, создания более благоприятных условий для лесоразведения производится кустарниками, механическими и химическими средствами. Для закрепления песков и повышения продуктивности кормовых угодий в засушливых зонах, кроме того, применяют травосеяние. Закрепление песков, предназначенных для лесоразведения, путем посева трав недопустимо, так как они сильно иссушают почву. Рядовая посадка трав для этих целей пригодна.
Закрепление песков кустарниками.
Для закрепления песков в лесостепной, степной и полупустынной зонах применяют шелюгу (красную, желтую, каспийскую), а в пустынях - джузгун (кандым), черкез, песчаную акацию. В полупустынях хорошие результаты дают гребенщики (тамариксы) и лох узколистный. Шелюгование песков осуществляется тремя способами: хлыстами в плужные борозды, черенками и устилочным способом.
Шелюгование хлыстами в плужные борозды применяют на песках, где возможно использовать механизированную технику или плуги на конной тяге и где более благоприятные условия увлажнения. Борозды глубиной 20-25 см нарезают поперек господствующих ветров на расстоянии от 3-4 до 7-9 м. Расстояние следует уменьшить в более засушливых условиях на сильноразвеваемых песках. При кулисном шелюговании ширину междурядий принимают 1-1,5 м; в каждой кулисе высаживают от 2 до 5 рядов, а расстояние между кулисами устанавливают от 10 до 30 м. Хлысты, подготовленные из 2-3-летних побегов шелюги путем обрезки боковых побегов и вершины диаметром меньше 0,5 см, укладывают на дно свежеподготовленной борозды комлевой частью против движения плуга. Каждый последующий хлыст должен перекрывать вершину предыдущего на 10-15 см. Для более плотного прилегания комлевая часть хлыста втыкается в вертикальную стенку борозды. Сразу же после укладки хлыстов борозду заделывают прямым ходом плуга. Для посадки хлыстов можно использовать лесопосадочные машины. Посадки считаются удовлетворительными, если к осени на 1 м ряда появится 5-6 побегов. Весной следующего года молодые побеги срезают на пень, что обеспечивает лучший рост и кущение шелюги. Побеги нужно обрезать через ряд в течение 2 лет. На 3-4-ый год между рядами или между кулисами шелюги высаживают сосну или другие культуры.
На песках с резко выраженными формами рельефа, где невозможна механизация, и на песках, где по условиям увлажнения хлысты имеют низкую приживаемость, шелюгование производится черенками. Черенки готовят из 1-2-летних побегов длиной до 50 см, исходя из глубины весенне-летнего пересыхания песков. Расстояние между рядами принимают таким же, как при шелюговании хлыстами. В рядах черенки высаживают через 0,4-0,5 м. Посадка осуществляется вручную под меч Колесова или металлическую шпильку, а на тракторопроходимых песках - лесопосадочными машинами. За 1-2 года до посадки культур между рядами шелюги, с целью сокращения иссушающего влияния, рекомендуется подрезать ее корневую систему безотвальными орудиями на расстоянии 0,5-0,7 м с обеих сторон каждого ряда. Ряды древесных пород размещают на расстоянии 1-1,5 м от рядов шелюги.
Устилочный способ шелюгования применяют в исключительных случаях, когда необходимо срочно закрепить пески для защиты населенных пунктов и ценных объектов от заноса песком. Этот способ разработан Богоявленским на Терско-Кумских песках. Сущность его заключается в том, что песчаный массив делится на полосы шириной 50-60 и 100-120 м. Полосы размещают перпендикулярно господствующим ветрам. В узких полосах через каждые 4 м настилают ряды сухого хвороста, хмыза и другого малоценного материала, к которому добавляют живые побеги шелюги.
Настил делают комлями против ветра. Отступая от комлевой части 20-30 см, укладывают жерди (притужины), которые плотно прижимают к хворосту живыми черенками шелюги длиной 60-70 см или колышками диаметром 3-4 см. Колышки и черенки заделывают в песок крест-накрест. Черенки и живые побеги шелюги после заноса песком прорастают и дают побеги, надежно скрепляющие пески. Между устилками высаживают лесные культуры. Устилочный способ требует больших затрат труда, средств и материала, поэтому имеет ограниченное применение.
На Дагестанских, Терско-Кумских, Астраханских песках для закрепления используют тамариксы, а в пустынях - джузгуны и черкез. Тамарикс культивируют сеянцами и черенками, а джузгун и черкез, кроме того, посевом семян. Посевы и посадки этих кустарников размещают в пониженных элементах рельефа и на нижней части наветренных склонов. Расстояние между рядами принимают 2-3 м, а в ряду - 1 м. Черенки нарезают из 1-2-летних побегов длиной 40-50 см и диаметром в нижнем конце 1-2 см. Семена высевают в лунки на глубину 4-5 см.
На тракторопроходимых песках применяют лесопосадочные машины, а для посева черкеза - приспособление, которое обеспечивает высев семян строчкой шириной 60 см. Для высева семян других кустарников используют сеялку, которая позволяет высевать семена сплошным, ленточным и рядовым способами. Посевы и посадки этих кустарников на сыпучих развеваемых песках дают плохую всхожесть и приживаемость. Они сами нуждаются в защите - для этого одновременно производится закрепление песков механическими и химическими средствами. Посадки (посевы) кустарников выполняют роль защитных насаждений для закрепления песков.
Закрепление песков травами.
Травы следует применять для закрепления разбитых песков на пастбищах и специально для борьбы с развеванием песков, где не дают положительных результатов другие фитомелиоративные (биологические) средства. На пастбищах сухих степей и полупустынь используют житняк, волоснец ситниковый, люцерну, эспарцет и др. Для закрепления сыпучих песков применяют песчаный овес (кияк) - многолетнее корневищное растение высотой до 1,5 м, которое переносит засыпание и выдувание. Он хорошо растет на бедных рыхлых песках, но не переносит почвенной засухи и уплотнения песков.
В прошлом семена песчаного овса высевали вручную в лунки с нормой высева 5 кг/га. В настоящее время для высева семян применяют сельскохозяйственные сеялки, которые обеспечивают заделку семян на глубину до 10-15 см. Посев производится осенью.
В пустынях для закрепления песков применяют многолетний злак селин, который в этих условиях является основным растением для корма скота. П. Г. Язан разработал способ закрепления Дагестанских и Терско-Кумских песков путем посадки песчаной полыни. Для этих целей в естественных зарослях заготавливают живые черенки (лучше с прикорневой частью) длиной до 70 см. Посадка выполняется лесопосадочными машинами, под плуг, лопату, меч или металлический колышек. При посадке под плуг черенки устанавливают на дно борозды и заделывают прямым ходом плуга. Высота надземной части остается 40-50 см. Расстояние между рядами принимается 4 м, в ряду 0,5 м. Посадки обычно имеют высокую приживаемость и хороший рост. В низинах высота 1-летних посадок достигает 1,5-1,7 м, а в верхней части склонов - до 1,3 м. Полынь песчаная меньше расходует влаги на транспирацию, чем шелюга, что позволяет на второй-третий год или одновременно в междурядьях высаживать тамарикс, тополь и другие древесные породы.
Если пески в дальнейшем предполагается использовать под кормовые угодья, то после посадки полыни в междурядьях высевают более ценные травы - житняк, люцерну и др.
На Нижнеднепровских песках проводились опыты по посадке пырея пушистоцветкового, вейника наземного и полыни. Лучшие результаты дал пырей, который имел приживаемость 80-90% и хорошо развитую корневую систему. Однако под действием сильных ветров стебли обламывались, а корневища пырея побегов не дали, в результате поверхность песков оказалась не защищенной от развевания.
Травосеяние приобретает большое значение с целью последующего использования песков под лугопастбищные угодья. Однако пескоукрепительная роль трав падает в связи с тем, что они не всегда дают положительные результаты на сыпучих песках, а затраты на травосеяние бывают большие.
Механические защиты.
На подвижных песках, где не дают эффекта биологические способы закрепления, применяют механические защиты. Они подразделяются на стоячие, лежачие и скрытные. Материалом для механических защит служит тростник и солома грубых трав (овес, полынь, кумарчик).
Стоячие защиты бывают рядовые, клеточные и торчковые. Для устройства рядовых защит перпендикулярно эрозионным ветрам плугом или вручную делают канавки глубиной 25-30 см на расстоянии 3-4 м друг от друга. В канавки устанавливают тростник, солому грубых трав или специальные щиты-маты, сплетенные из этих материалов. После заделки высота надземной части должна быть от 30-40 до 60-70 см. Исходя из этой величины, принимается размер используемого материала, длина которого может колебаться от 60 до 100 см.
На особо развеваемых песках около ценных объектов рекомендуются клеточные стоячие защиты, для которых используют тот же материал, но устанавливают его клетками с размещением 2x2 и 3х3 м. На менее эрозионно опасных участках применяют торчковые защиты - снопики соломы или тростника диаметром около 10 см устанавливают под лопату на расстоянии 1 м друг от друга при шахматном размещении. Общая высота снопиков около 1 м.
При размещении через 3 м стоячих рядовых защит расход материала составляет 70-90 м3/га, а производительность - около 70 м за рабочий день. Эти показатели при устройстве клеточных защит значительно возрастают. Торчковые защиты требуют меньше затрат труда и средств, но на сильно перевеваемых песках они неэффективны. При устройстве рядовых стоячих защит плотность (толщина) рядов может быть разной - от ажурных до плотных толщиной 6-8 см. Плотные ряды необходимы на сильноразвеваемых песках около ценных объектов.
Лежачие защиты могут быть устилочные, рядовые и клеточные. Устилочные защиты устраивают путем сплошной или полосной укладки соломы грубых трав, тростника и другого материала на поверхность закрепляемых песков. Для предохранения от развевания ветром устилки прижимают жердями или путем наброски песка. Если центральную часть устилочных защит вдавить лопатами или другими инструментами, то концы соломы поднимутся кверху и образуются прожимные защиты.
Большое применение имеют лежачие защиты, разработанные П. Г. Язаном. Технология устройства этих защит состоит в следующем: перпендикулярно господствующим ветрам рядами через 4-6 м друг от друга на поверхность песка укладывают валики-фашины из тростника диаметром 8-10 см. Фашины прикрепляют к песку живыми черенками (колышками) ивы, тамарикса, черкеза или хлыстами тополей крест-накрест. Хлысты и черенки прорастают и надежно закрепляют пески. На сильноразвеваемых песках фашины укладывают клетками с размещением 2х2 или 3x3 м.
Одновременно с устройством механических защит высаживают древесно-кустарниковую растительность. Лесные культуры иногда создают и по сплошным устилочным защитам. Для этих целей в соответствии с условиями произрастания и климатическими зонами применяют сосну, тополь, саксаул, вяз перистоветвистый, тамариксы, черкез и др. На барханных песках вершины бархан обычно не закрепляют, они постепенно развеиваются ветром, благодаря чему происходит сглаживание рельефа.
Скрытые защиты применяют для предупреждения выдувания песков на плантациях, дорогах, в населенных пунктах и т. д. Скрытыми они называются потому, что не возвышаются над поверхностью песка. Для устройства скрытых защит в канавки глубиной 20-30 см укладывают солому, тростник, хворост или другой материал. Для устройства механических защит можно использовать камень, гальку или специально изготовленные щиты из досок (типа снегозадерживающих).
На дюнных приморских песках Прибалтики механические защиты применяют с целью формирования передовой дюны, которая крутым откосом должна быть обращена в сторону моря. Крутой откос дюны препятствует выбросу песка морскими приливами и волнобоем. Закрепленная механическими защитами и растительностью, дюна не передвигается на материк. Для формирования передовой дюны на расстоянии 150 м от уреза воды устанавливают палисад - забор из досок с просветами 4-6 см. Для этих целей могут быть использованы щиты, рядовые и клеточные механические защиты. По мере заноса песком палисад и щиты поднимают вверх и при достижении требуемой высоты песчаного вала переносят в сторону моря. Передовая дюна должна иметь высоту 12-14 м, основание - около 100 м и ширину поверху 40-50 м.
Сформированные участки дюн закрепляют различными механическими защитами, посевом трав. Для окончательного закрепления на дюнах высаживают лесные культуры.
Закрепление песков химическими препаратами.
Химические средства применяют при закреплении песков вдоль железных дорог, газопроводов и других объектов. Для этих целей используют различные препараты: битумную эмульсию, нэрозин, латексы, полиакриламиды и др.
Битум - остаточный продукт переработки и перегонки нефти, в нагретом до 120-140° С состоянии его смешивают с нагретой до 80-85° С водой в соотношении 1:1. К воде прибавляют эмульгаторы - каустическую соду и сульфатно-бардяной концентрат (отходы бумажной промышленности) соответственно в количестве 3 и 10 кг на 1 т воды. Концентрированную битумную эмульсию непосредственно перед нанесением на поверхность песка разбавляют водой в соотношении 1:9. Эмульсию специальными машинами или опрыскивателями наносят на поверхность песка из расчета 1-1,5 л/м2. Вода быстро испаряется, и на поверхности песка образуется битумная пленка - сцементированный слой песка толщиной до 8 мм. Битумная пленка нетоксична, не препятствует всхожести семян и росту растений, водопроницаема, сохраняется не более 5-6 лет. Поэтому перед битумированием на песках высевают или высаживают черкез, саксаул и другие растения.
Нэрозин - сланцевая полукоксованная смола, наносится на поверхность песка опрыскивателями или с самолета в количестве 3-4 т/га. Нэрозин - вещество слаботоксичное, что необходимо учитывать при работе, соблюдая технику безопасности. Нэрозин наносится полосами вдоль защищаемых объектов. Одновременно высаживают черенки или сеянцы саксаула, черкеза, джузгуна, акации белой, тополя и других пород в зависимости от условий. Рекомендуется двухрядная посадка с каждой стороны - один ряд размещают вдоль закрепленной полосы, второй - по образовавшейся корке на расстоянии 2-3 м от первого.
По сравнению с механическими защитами закрепление песков нэрозином требует в 10-12 раз меньше трудовых затрат. Например, для устройства устилочных защит на 1 га требуется: 200 м3 материала и 98 чел.-дней. При устройстве клеточных защит затраты составляют 88 чел.-дней. Для закрепления песков нэрозином требуется 8 чел.-дней.
Латекс - эмульсия каучука в воде. Концентрация латексов бывает от 20 до 55%, типы латексов - СКС-50ПГ, СКС-65ПГ и др. Латексы нетоксичны, имеют небольшую вязкость и легко разбрызгиваются с помощью различных опрыскивателей. При нанесении на поверхность песка концентрация латекса должна быть доведена до 2-5 или 7-8%. Расход разбавленного латекса на 1 га - от 2,5 до 3,5 т. Наносить латекс на пески лучше при скорости ветра не более 4 м/с, температуре воздуха 20-25° С и влажности воздуха не меньше 60%. Латекс наносится на поверхность песков после посева трав или посадки лесных культур. Срок службы каучуковой пленки не более 2 лет.
Полиакриламиды - специальные цементирующие вещества, наносятся в виде порошка или в жидком состоянии. Порошковидный полиакриламид разбрасывают в количестве 150 г/м2. Жидкий полиакриламид готовят путем смешивания с водой в соотношении 1:8. На 1 м2 наносится 1-1,5 кг раствора. Раствор лучше наносить весной или летом, порошок - в начале зимы. Полиакриламиды нетоксичны. Для цементации поверхности развеваемых песков используют известь, жидкое стекло, хлористомагнезиальные соли и другие химикаты.
Облесение песков и его экономическая эффективность
На песках, не используемых в сельском хозяйстве и отведенных в лесомелиоративный фонд, создают защитные лесные насаждения или леса общего хозяйственного назначения, а также таркальные рощи, ивовые и другие плантации. Лесные насаждения можно создавать и на плодородных почвах, залегающих небольшими участками среди бесплодных песков.
Массивные насаждения из сосны создают на песках и песчаных почвах, где количество годовых осадков превышает 300-350 мм в европейской части России и 250-300 мм в азиатской части страны.
Массивные насаждения из саксаула, черкеза, кандымов и других пород можно выращивать на песчаных землях Средней Азии и Южного Казахстана, преимущественно по границам оазисов. В зонах с количеством осадков меньше 250-300 мм создают куртинные насаждения в межбугровых понижениях при условии залегания грунтовых пресных или слабоминерализованных вод до 4 м. Кулисные насаждения из лиственных пород выращивают на барханных и бугристых песках. Ширина кулис устанавливается 25-50, а расстояние между кулисами 100-150 м. В различных зонах применяют различные способы выращивания лесных культур.
Облесение песков в лесной зоне.
Здесь выращивают преимущественно массивные насаждения сосны общего хозяйственного значения. На слаборазвеваемых неподвижных песках почву подготавливают тракторными плугами общего назначения полосами шириной 30-50 м, культуры создают в две очереди со сроком примыкания культур второй очереди через 3-4 года.
На среднеразвеваемых песках культуры сосны выращивают в один прием. Почву готовят полосами шириной 1-1,5 м или бороздами, оставляя нераспаханные ленты шириной 1-0,5 м. Расстояние между рядами принимается 1,5-2 м, а в рядах - 0,5-0,7 м. Почва в полосах в зависимости от состояния напочвенного покрова обрабатывается по черному пару или по зяби с глубиной предпосадочной вспашки до 35 см.
На дюнных песках в Прибалтике культуры мелиоративного и общего хозяйственного значения выращивают из сосны, березы и ольхи. Культуры высаживают в борозды, заполненные опилками, порубочными остатками, торфом или другим органическим веществом и сверху засыпанные песком. Борозды для этих целей готовят глубиной до 40 см плантажными плугами и др. Органическое вещество не вносят при близко расположенных к поверхности погребенных почвенных горизонтах и при облесении подветренных склонов, сложенных рыхлыми песками.
На песках со сложным рельефом культуры высаживают в ямки, на дно которых кладут торф или другое органическое вещество. Ямки готовят копателем посадочных ям, навешенным на трактор.
Облесение песков в лесостепной зоне.
В лесостепи выращивают насаждения общего хозяйственного назначения из сосны, березы, тополя (при грунтовых водах до 5 м), а на участках с богатыми супесями возможны культуры лиственницы и дуба. Сосновые культуры создают в смешении с березой, акацией желтой, бузиной красной, жимолостью татарской и др. В противопожарных целях по границам кварталов массивных насаждений сосны создают кулисы шириной 15-18 м из лиственных пород.
На слабозаросших песках в этих районах посадка культур сосны проводится в плужные борозды, нарезанные двухотвальными плугами.
На среднезаросших песках и песчаных почвах целесообразно готовить почву узкими лентами (полосами) шириной 1-1,5 м с нераспаханными буферными полосами шириной 1,5-1 м. Подготовка лент производится одно-двукратным проходом дискового культиватора или тяжелой дисковой бороны с последующей перепашкой отвальными плугами на глубину 25-27 см. Весной следующего года проводят предпосадочную культивацию с боронованием.
На сильнозаросших песчаных и супесчаных почвах почва обрабатывается по системе раннего пара полосами шириной 20-25 м с оставлением необработанных полос такой же ширины. Культуры выращивают в 2 приема со сроком примыкания 3-5 лет.
На участках, сильно зараженных личинками корнегрызущих вредителей хорошие результаты дает посадка сосны в глубокие борозды, подготовленные плантажным плугом. Глубокие борозды обеспечивают также защиту культур от засекания песком в период ветровой эрозии.
Густота посадки культур сосны в лесостепных и степных условиях может быть различной. Инструктивные указания ориентируют на выращивание культур сосны в лесостепи и степи с шириной междурядий 3 м. За создание редких широкорядных культур выступают многие производственники и другие считают более целесообразным выращивать культуры с оптимальной густотой посадки при ширине междурядий 2,2-2,5 м, но не более. При этом густота посадки в рядах рекомендуется 0,5 м. Некоторые авторы считают, что чем тяжелее лесорастительные условия, тем больше должна быть густота посадки.
На основании длительных многосторонних исследований в культурах Бузулукского бора В. В. Миронов и Л. Е. Годнев пришли к выводу, что временный недостаток влаги в густых культурах лишь несколько замедляет рост деревьев, а развитие очагов подкорного клопа в редких культурах приводит к частичному или полному усыханию насаждений. Положительные свойства более густых культур преобладают над отрицательными, так как сравнительно большая густота посадки позволяет обеспечить быстрое смыкание культур и лучшее очищение стволов от сучьев, формирование более устойчивых насаждений с высоким качеством стволовой древесины и т. д.
Для того чтобы уменьшить отрицательные последствия густых культур, сосну выращивают путем порядного или кулисно-порядного смешения с акацией желтой, свидиной и другими кустарниками, отмирающими в сомкнутых насаждениях сосны уже в стадии жердняка. В чистых культурах сосны, выращиваемых с междурядьями 1,5 м, проводят изреживание насаждений путем вырубки каждого 4-го ряда в возрасте 12-15 лет.
Изреживание культур вырубкой отдельных рядов дает возможность механизировать трудоемкие работы по рубкам ухода в молодняках. Для рубки используют самоходный мотоагрегат, ранцевые мотокусторезы, а для трелевки -трелевочное приспособление, лебедку трелевочную, устройство для бесчокерной трелевки леса и другие орудия и приспособления.
Облесение песков в степной зоне.
На степных песках в настоящее время выращивают мелиоративно-хозяйственные массивные насаждения сосны, акации белой и тополя. Акацию используют для облесения песков с погребенными почвами на глубине не более 1,5-2 м, а тополь - при лесоразведении на песчаных почвах с глубиной залегания верховодки до 4 м.
Не пригодны для лесоразведения в степных условиях пески с залеганием сцементированных горизонтов на глубине до 1,5 м, маломощные пески и почвы, подстилаемые крупнозернистыми флювиогляциальными ледниковыми песками. Ограниченно пригодными для лесоразведения считаются типичные котловины выдувания и крупнобугристые пески с развеваемыми вершинами. Такие пески и почвы занимают сравнительно небольшие площадки, поэтому в целом создание массивных насаждений на степных песках вполне возможно.
Донской ЛОС разработан способ посадки культур сосны по молодой (однолетней) залежи. Особенность выращивания культур этим способом заключается в следующем. Перпендикулярно к господствующим ветрам весной распахивают полосы шириной 25-30 м, оставляя необработанные полосы такой же ширины. После вспашки на глубину 25-27 см и дискования проводят культивацию с боронованием, при которой вычесывают сорняки и выравнивают поверхность пашни. В таком виде пашня остается без обработки до посадки культур. За лето поверхность пашни покрывается редкой однолетней растительностью, предохраняющей почвы от ветровой эрозии. Весной следующего года по молодой залежи проводят посадку культур сосны с междурядьями 2,5 м.
Через 2-3 недели после посадки проводят уход в рядах и прилегающей к ним части междурядий, оставляя без обработки центральную часть междурядья полосой 40-60 см. Травянистая растительность в необработанных полосах предохраняет пески от дефляции, культуры сосны от засекания и выдувания. В первый год проводят 3 ухода в рядах и 3-4 ухода в междурядьях. На второй год проводят соответственно 2 и 3 ухода. На третий год прекращают уход в рядах, а в междурядьях проводят сплошной уход до смыкания культур. Культуры второй очереди закладывают через год после посадки первых культур.
На Нижнеднепровской научно-исследовательской станции был разработан способ посадки культур сосны по глубоко взрыхленной частичной подготовке почвы. Почву готовят полосами шириной 1 м, оставляя необработанные противоэрозионные полосы шириной 1,5 м. Рыхлят почву в полосах рыхлителем на тракторах на глубину 60 см; одновременно вносят в почву гексахлоран против корнегрызущих вредителей. Для рыхления на глубину до 80 см можно использовать рыхлитель, навешенный на трактор, и другие орудия.
После взрыхления почву очищают от травянистой растительности и выравнивают. В необходимых случаях в течение лета проводят уход за паром. Весной следующего года после предпосадочной культивации с боронованием высаживают культуры сосны с шириной междурядий 2,5 м.
Уход в рядах проводят в течение 3 лет по схеме 4-3-2 или 3-2-1. В течение трех лет проводят частичный уход в междурядьях с расширением минерализованной зоны до 1,5-1,7 м. Ширина минерализованной зоны принимается в зависимости от состава и состояния травянистой растительности: на площадях с типчаково-чебрецовым и полынно-разнотравным покровом - 1,5 м, на площадях с густым пырейным и вейниковым покровом - 1,75 м. Оставленные необработанные полосы шириной 1-0,75 м защищают пески и культуры от ветровой эрозии. В этих полосах проводят 1-2-кратное дискование в осенний влажный период. Начиная с 3-4-го года в междурядьях начинают сплошной уход (преимущественно дисковыми орудиями). На степных песках применяют и другие способы обработки почвы и посадки лесных культур.
На песчаных почвах с сильно развитой травянистой растительностью облесение проводится в 2 приема со сроком примыкания культур второй очереди через 3-5 лет. При этом под культуры первой очереди почву готовят полосами шириной 8-15 м по системе раннего пара с отвальной вспашкой на глубину 25-27 см и осенним рыхлением - до 50-60 см безотвальными орудиями. На супесчаных почвах ширину полос первой очереди можно увеличивать до 20-25 м и применять плантажную вспашку.
В межбугровых понижениях при выходе грунтовых вод на поверхность создают культуры ольхи черной, сеянцы которой высаживают в гребни плужных борозд, подготовленных плугами или навесным плугом-канавокопателем. Под культуры тополя и акации белой почву готовят полосами как при выращивании сосны.
Облесение песков в полупустынях и пустынях.
В условиях пустынь и полупустынь выращивают только защитные леса, преимущественно в виде кулис, полос, куртин и др. На Терско-Кумских, Дагестанских, Калмыцких и Астраханских песках культуры создают из тополя, акации белой, вяза перистоветвистого, лоха узколистного и кустарников. На голых песках черенки и сеянцы высаживают в неподготовленную почву, одновременно выполняя работы по устройству механических и других защит. Посадка осуществляется рядами или в площадки размером 2 м2, в которые высаживают по 10-20 сеянцев. Расстояние между рядами принимается 3-4 м, а между центрами площадок - 4-5 м.
На заросших песчаных почвах применяют способы подготовки почвы, рекомендуемые для степной зоны. На Астраханских песках положительные результаты дает посадка лесных культур по весновспашке. Это объясняется тем, что в условиях с неустойчивым и небольшим снежным покровом редкая степная растительность обеспечивает задержание снега и дополнительную влагозарядку почв в период снеготаяния. При зяблевой подготовке снег сдувается, происходит обеднение пахотного горизонта за счет выдувания наиболее богатых частиц почвы и большие потери влаги на физическое испарение.
В пустынях Средней Азии облесение песков проводится после их закрепления механическими защитами или перед нанесением нэрозина, битумной эмульсии. Саксаул, черкез, кандым и другие псаммофиты высевают в лунки, располагаемые рядами через 3-4 м в рядах через 0,6-0,8 м. На 1 га высевается 5-6 кг саксаула или 8-10 кг других пород. Для сплошного и ленточного разбросного, а также рядового посева семян саксаула, черкеза и других кустарников используют сеялку, а для строчного посева - приспособление к тракторам.
На незаросших песках проводится сплошной посев без предварительной обработки почвы, на заросших песчаных и супесчаных почвах после предварительной вспашки с боронованием - ленточный разбросной и рядовой посевы. При поверхностном посеве всходы появляются раньше и возможна гибель культур от заморозков, поэтому семена следует заделывать на глубину около 1 см.
Слабо- и среднезаросшие пески и занесенные песком такыры облесяют путем разбросного посева семян саксаула черного, кандыма и черкеза без подготовки почвы и заделки семян. На 1 га расходуется 5-8 кг семян саксаула или 8-12 кг черкеза и кандыма.
На сильно заросших песках посев проводят по предварительно подготовленной почве. Почву готовят полосами шириной 1-2 м на глубину 18-22 см с расстоянием между полосами 8-10 м. Семена высевают одновременно с подготовкой почвы путем разбрасывания их вручную и заделывают легкой бороной. На 1 га расходуется 4-5 кг семян.
Экономическая эффективность лесоразведения на песках.
Суммарный ежегодный экономический эффект от облесения песков складывается из эффекта в результате сокращения ущерба от пыльных бурь и передвижения песков, прибыли от древесины и другой лесной продукции. Капиталовложения - затраты на проектирование и выращивание насаждений.