Введение. Агролесомелиоративный и почвозащитный эффект полезащитной лесной полосы зависит от конструкции лесных полос:
- продуваемая лесная полоса;
- плотная непродуваемая лесная полоса;
- ажурная лесная полоса [1, 2, 3].
В продуваемой лесной полосе высаживаются в 3-4 ряда высокорослые породы деревьев с шириной междурядий 3 м и расстоянием между посадочными местами в рядках не более 1,5-2,0 метра, с тем расчетом, чтобы между стволами просвет составил до 60 процентов [4, 5, 6].
При посадке полезащитных лесных полос необходимо оставить разрывы для прохождения ураганной ветровой волны и сельскохозяйственной техники к каждому полю севооборота шириной 8-10 м. Это же требование предъявляется и к продольным лесным полосам [7, 8, 9].
Известно, что массовое движение по посадке лесных полос в СССР под девизом «За Ленинское отношение к природе» было начато в 1961 г. по инициативе тогдашнего генерального секретаря ЦК КПСС Хрущева Н.С., который лично посетил ТАССР (в Азнакаевском районе имеется «лес Хрущева Н.С.»). В последующем, насыщенность пашни нашей республики полезащитными лесными полосами продуваемой конструкции выросла до 2,5-3,0 %, что, несомненно, положительно повлияло на урожайность возделываемых сельскохозяйственных культур [10, 11, 12]. Однако, со временем, продуваемые лесные полосы естественным путем заросли кустарниками, агрессивным американским кленом и превратились в лесную полосу плотной конструкции [13, 14, 15]. В результате площади накопления снега резко снизились, поскольку сугробы высотой более 2 м образуются только с северной стороны лесной полосы [16, 17, 18]. Более того, после выпадения обильных летних осадков полевые дороги вдоль непродуваемых лесных полос долго не высыхают, что становится причиной их расширения до 30-50 м (каждый водитель старается проехать по сухому месту). В связи с этим рубка осветление является единственным способом восстановления эффективности старых лесных полос.
Условия, материалы и методы. Основным методом исследований стал полевой опыт, сопровождающийся фенологическими наблюдениями, лабораторными анализами и математическими расчетами. Полевой опыт с зерновыми культурами проводился по методике Доспехов Б.Г. [19], а для ярового рапса использовали методику, разработанную учеными Всероссийского научно-исследовательского института масличных культур им. В.С. Пустовойта под общей редакцией чл. корр. РАСХН (ныне РАН) В.М. Лукомца [20]. Фон минерального питания был рассчитан на планируемую урожайность зерновых культур 4 т/га, а для ярового рапса – 2,5 т/га.
Почва опытного участка - серая лесная среднесуглинистая. Содержание гумуса низкое (3,5 % по Тюрину); Р2О5 - 145 -155 мг/кг почвы; К2О - 108 – 120 мг/кг почвы по Кирсанову. рН солевой вытяжки -5,3. Глубина пахотного слоя – 20-22 см.
Учет урожайности определяли методом пробных площадок через каждые 10 м от лесных полос в 4-х кратной повторности. Качество полученной продукции анализировали в сертифицированных лабораториях ЦАС «Татарский».
Погодные условия периода проведения исследований по гидротермическому коэффициенту (ГТК) были следующими: 2016 г. – 0,7 (граница засухи); 2017 г. – 1,3 (достаточное увлажнение); 2018 г. – 0,52 (граница засухи).
Результаты и их обсуждение. Прежде чем приступить к анализу 3-х летних результатов исследований следует отметить значительное расширение зоны положительного влияния лесной полосы на рост и развитие всех культур в звене полевого севооборота, которая в конечном итоге привела к повышению урожайности сельскохозяйственных культур. Зона влияние лесной полосы была установлена на учетных площадках, где были проведены соответствующие наблюдения и определена биологическая и хозяйственная урожайность изучаемых культур. Так, анализируемая величина после осветления старой лесной полосы увеличивается до 210 м, что выше контроля на 40% (табл. 1)
Таблица 1 - Зона влияния и урожайность сельскохозяйственных культур
после рубки осветления непродуваемой лесной полосы
|
Показатели |
Озимая рожь |
Яровая пшеница |
Яровой рапс |
|
Старая непродуваемая лесная полоса |
|||
|
Зона влияния, м |
150 |
150 |
150 |
|
Урожайность в зоне влияния, т/га |
3,2 |
2,8 |
1,6 |
|
Валовой сбор зерна и маслосемян, с зоны влияния |
14,4 |
12,6 |
7,2 |
|
Продуваемая лесная полоса |
|||
|
Зона влияния, м |
210 |
210 |
210 |
|
Урожайность в зоне влияния, т/га |
3,8 |
3,6 |
2,1 |
|
Валовой сбор зерна и маслосемян, с зоны влияния |
23,9 |
22,7 |
13,2 |
|
НСР05 |
0,32 |
0,28 |
0,26 |
При этом, зоны влияния продуваемой и непродуваемой лесной полосы не зависит от культуры звена полевого севооборота: 150 м плотной лесной полосы и 210 м – после рубки осветления. Самую высокую прибавку урожайности с 1 га посева обеспечила яровая пшеница – 0,8 т/га против 0,6 т/га озимой ржи и 0,5 т/га ярого рапса. Следует особо отметить недобор планируемой урожайности от внесения расчетных норм минеральных удобрений, хотя разрыв в анализируемой величине значительно снижается около осветленной лесной полосы: озимая рожь 3,8 т/га против тестируемой урожайности 4,0 т/га, яровая пшеница 3,6 и ярового рапса 2,1 вместо 2,5 т/га. Такое противоречие объясняется дефицитом влаги в течение вегетационного периода и превышением термических ресурсов в годы исследований. ГТК были следующими: 2016 г. – 0,7 (граница засухи); 2017 г. – 1,3 (достаточное увлажнение); 2018 г. – 0,52 (граница засухи).
Для объективной оценки эффективности рубки осветления лесной полосы необходимо рассчитать среднюю продуктивность звена полевого севооборота в зерновых единицах (табл. 2).
Таблица 2 - Продуктивность звена полевого севооборота в зависимости от изменения конструкции лесных полос, зерновых единиц
|
Культура |
Непродуваемая лесная полоса |
Продуваемая лесная полоса |
Прибавка зерновых единиц, % |
|
|
Озимая рожь |
3840 |
4560 |
18,8 |
|
|
Яровая пшеница |
3388 |
4356 |
28,6 |
|
|
Яровой рапс |
2160 |
2835 |
31,2 |
|
|
ИТОГО |
9388 |
11751 |
25,2 |
|
|
В среднем за 3 года |
3129 |
3917 |
25,2 |
|
При пересчете в зерновые единицы, в отличие от прибавки урожайности, на первое место выходит яровой рапс (прибавка 31,2%), поскольку высокое содержание сырого жира (45-46%) обеспечивает высокий валовой сбор зерновых единиц. Вторую позицию занимает яровая пшеница (прибавка от рубки осветления составляет 27,6%) и озимая рожь занимает последнее место с прибавкой зерновых единиц 18,8 процентов.
Итоговый валовой сбор зерновых единиц рубки звена полевого севооборота после рубки осветления превышает старую лесную полосу плотной непродуваемой лесной полосы на 25,2%.
Высокая эффективность рубки осветления старых лесных полос Республики Татарстан подтверждается и экономическими расчетами (табл.3).
Прибавку продукции рассчитали по формуле (Сулин М. А., 2005):
ВСП = Зв ∙ Длп ∙ У, где
ВСП – валовой сбор продукции, т;
Зв – зона влияния ПЗЛП, м;
Длп – длина лесной полосы, м;
У – урожайность сельскохозяйственных культур в зоне влияния, т/га
Зона влияния ПЗЛП рассчитывается по следующей формуле (Сулин М. А., 2005):
Зв = Н х Клп х Ка, где
Зв - ширина (зона) защитного влияния, м;
Н - средняя высота лесной полосы (10-15 м);
Клп - краткость защитного влияния лесополосы (25-30);
Ка - средний коэффициент защитного влияния в зависимости от угла встречи (а) с ветрами вредоносного направления.
Значение Ка принимается от 1 (при d = 90°) до 0,05 (при а = 0°).
Таблица 3 – Экономические показатели рубки осветления старых лесных полос Республики Татарстан
|
Экономические показатели |
Озимая рожь |
Яровая пшеница |
Яровой рапс |
|
Прибавка продукции с зоны влияния, т |
9,5 |
10,1 |
6,0 |
|
Цена реализации, руб./т |
6,5 |
12,5 |
20,0 |
|
Стоимость дополнительной продукции, тыс./руб. |
61,8 |
126,3 |
120,0 |
|
Общие затраты на рубку, сбор, транспортировку и последующую подработку дополнительной продукции, тыс. руб. |
42,2 |
65,8 |
54,7 |
|
Чистая прибыль, тыс. руб. |
19,6 |
60,5 |
65,3 |
|
Рентабельность, % |
31,7 |
47,9 |
54,4 |
|
Срок окупаемости, лет |
2,2 |
1,1 |
0,8 |
Расчеты, проводимые по разработанной нами формуле, показывают, что рост валового сбора продукции возрастает до 9,5; 10,1; 6,0 т соответственно по культурам (озимая рожь, яровая пшеница, яровой рапс).
Среди трех культур получение самых высоких экономических показателей обеспечил яровой рапс, размещенный около продуваемой лесной полосы: чистая прибыль – 65,3 тыс. руб.; рентабельность – 54,4%, срок окупаемости – 0,8 лет.
Выводы. Вырубка кустарников и древесной растительности, в частности агрессивного американского клена, увеличивает зону положительного влияния осветленной лесной полосы до 210 м (на 40%), обеспечивает дополнительный валовой сбор зерновых единиц звена полевого севооборота на 25,2 % выше по сравнению с лесной полосой плотной конструкции. Капитальные затраты на рубку осветления и текущие расходы на возделывание сельскохозяйственных культур окупаются в течение 1-2-х лет в зависимости от биологических особенностей изучаемых культур. Рентабельность производства зерна озимой ржи составляет 31,7%, яровой пшеницы – 47,9 и рапсового масличного сырья – 54,5%.
