Влияние удобрений на суточный рост сосны на торфяно-болотных почвах. С. 115–126

УДК

630*181.7:630*231.332:630*174.7.754

DOI:

10.37482/0536-1036-2022-4-115-126

Аннотация

Цель исследования – выявление влияния азота на суточный рост и интенсивность физиологических процессов у сосны. Работы проводились в 2017–2018 гг. в северотаежной зоне Архангельской области. Опытным объектом служил 33-летний кустарничково-сфагновый сосняк (64°45ʹ с. ш.), сформировавшийся из подроста сосны после вырубки материнского древостоя. Установлено, что на Севере в сфагновых лесорастительных условиях рост сосны в высоту имеет максимальную скорость в вечерние (сумеречные) и ночные часы. Наибольшая интенсивность физиологических процессов отмечается в светлое время суток: в результате повышенного фотосинтеза дерево получает необходимые для нормального роста энергопластические вещества. В отличие от лишайниковых сосняков, в которых корни не подвержены действию заболачивания, в избыточно увлажненных кустарничково-сфагновых сосняках сосна растет значительно медленнее и в течение суток имеет менее выраженную, чем в сосняках лишайниковых, интенсивность физиологических процессов. Низкая скорость роста и физиологических процессов у сосны в кустарничково-сфагновом сосняке обусловлена нарушением работы ее корневой системы в результате корневого анаэробиоза, вызываемого затоплением. Постоянная избыточная влажность почвы и, как следствие, ее пониженная аэрация, подавляя поглотительную деятельность и синтетические процессы корней, снижают эффективное действие азота на рост сосны в этих условиях. Вносимые в кустарничково-сфагновые сосняки азотные удобрения в целом позитивно влияют на ростовые и физиологические процессы сосны, однако значительно слабее, чем в сухих лишайниковых борах. Под действием дозы N180 у сосны на 30 % усиливается суточный рост в высоту, существенно возрастает интенсивность фотосинтеза, в результате сокращения расхода воды на транспирацию нормализуется водный режим и повышается продуктивность транспирации. Эти позитивные изменения в ростовых и обменных процессах, происходящие под действием вносимых в древостои азотных удобрений, улучшают функциональную деятельность сосны и повышают (в случае дополнительного осушения) продуктивность избыточно увлажненных кустарничково-сфагновых сосняков.

Сведения об авторах

Л.В. Зарубина, д-р с.-х. наук, проф.; ResearcherID: AAG-8579-2021,
ORCID: https://orcid.org/0000-0003-3834-0521
Вологодская государственная молочнохозяйственная академия им. Н.В. Верещагина, ул. Шмидта, д. 2. с. Молочное, г. Вологда, Вологодская обл., Россия, 160555; liliya270975@yandex.ru

Ключевые слова

сосняк кустарничково-сфагновый, сосна обыкновенная, суточный рост, физиологические процессы, уровень почвенно-грунтовых вод, азот, влияние удобрений

Для цитирования

Зарубина Л.В. Влияние удобрений на суточный рост сосны на торфяно-болотных почвах // Изв. вузов. Лесн. журн. 2022. № 4. С. 115–126. https://doi.org/10.37482/0536-1036-2022-4-115-126

Литература

1. Веретенников А.В., Коновалов В.Н. Влияние осушения на интенсивность дыхания корней Picea abies Karst. (Pinacea) в ельнике осоково-хвощево-сфагновом северной подзоны тайги // Ботан. журн. 1979. № 2. С. 252–254. Veretennikov A.V., Konovalov V.N. The Effect of Drainage on the Roots Respiration Rate of Picea abies Karst. (Pinacea) in the Sedge Horsetail Sphagnum Fir Forest of the North Taiga Subzone. Botanicheskii Zhurnal, 1979, no. 2, pp. 252–254. (In Russ.).

2. Вознесенский Л.В., Заленский О.В., Семихатова О.А. Методы исследования фотосинтеза и дыхания растений. М.; Л.: Наука, 1965. 305 с. Voznesenskiy L.V., Zalenskiy O.V., Semikhatova O.A. Research Methods for Photosynthesis and Plant Respiration. Moscow, Nauka Publ., 1965. 305 p. (In Russ.).

3. Зарубина Л.В., Коновалов В.Н., Феклистов П.А., Клевцов Д.Н. Динамика дыхания корней сосны и ели в северотаежных фитоценозах // Вестн. Сев. (Арктич.) федер. ун-та. Сер.: Естеств. науки. 2014. № 2. С. 52–59. Zarubina L.V., Konovalov V.N., Feklistov P.A., Klevtsov D.N. Dynamics of Root Respiration in Pine and Spruce Trees of Northern Taiga Plant Communities. Vestnik of Northern (Arctic) Federal University. Series “Natural Sciences”, 2014, no. 2, pp. 52–59. (In Russ.).

4. Зарубина Л.В., Хамитов Р.С. Сезонный рост сосны обыкновенной на заболоченных почвах Севера // Изв. вузов. Лесн. журн. 2021. № 3. С. 86–100. Zarubina L.V., Khamitov R.S. Seasonal Growth of Scots Pine under the Conditions of Water-Logged Soils of the North. Lesnoy Zhurnal = Russian Forestry Journal, 2021, no. 3, pp. 86–100. (In Russ.). https://doi.org/10.37482/0536-1036-2021-3-86-100

5. Захарин А.А. Метод регистрации быстрой кинетики роста корней и надземных органов проростков // Физиология растений. 1993. Т. 40, № 6. С. 940–946. Zakharin A.A. Method for Registration of Growth Rapid Kinetics of Roots and Aerial Organs of Seedlings. Fiziologiya Rastenij = Russian Plant Physiology, 1993, vol. 40, no. 6, pp. 940–946. (In Russ.).

6. Иванов Л.А., Силина Ю.Л., Цельникер Ю.Л. О методе быстрого взвешивания для определения транспирации в естественных условиях // Ботан. журн. 1950. Т. 35, вып. 2. С. 171–185. Ivanov L.A., Silina Yu.L., Tsel’niker Yu.L. On the Method of Rapid Weighing to Determine Transpiration in the Wild. Botanicheskii Zhurnal, 1950, vol. 35, iss. 2, pp. 171–185. (In Russ.).

7. Киризий Д.А., Франтийчук В.В., Стасик О.О. Содержание растворимых углеводов и старение флагового листа пшеницы при экспериментальном блокировании оттока ассимилятов // Физиология растений и генетика. 2015. Т. 47, № 2. С. 136–146. Kiriziy D.A., Frantiychuk V.V., Stasik O.O. The Content of Soluble Carbohydrates and the Aging of the Wheat Flag Leaf during Experimental Blocking of the Assimilates Outflow. Plant Physiology and Genetics, 2015, vol. 47, no. 2, pp. 136–146. (In Russ.).

8. Кищенко И.Т. Сезонный рост сосны при внесении азотных удобрений // Лесоведение. 1985. № 2. С. 73–78. Kishchenko I.T. Pine Seasonal Growth with the Application of Nitrogen Fertilizers. Lesovedenie = Russian Journal of Forest Science, 1985, no. 2, pp. 73–78. (In Russ.).

9. Коновалов В.Н., Зарубина Л.В. Эколого-физиологические особенности хвойных на осушаемых землях. Архангельск: АГТУ, 2010. 295 с. Konovalov V.N., Zarubina L.V. Ecological and Physiological Features of Conifers on Drained Lands. Arkhangelsk, ASTU Publ., 2010. 295 p. (In Russ.).

10. Коновалов В.Н., Зарубина Л.В. Эколого-физиологические особенности хвойных на удобренных почвах. Архангельск: АГТУ, 2011. 338 с. Konovalov V.N., Zarubina L.V. Ecological and Physiological Features of Conifers on Fertilized Soils. Arkhangelsk, ASTU Publ., 2011. 338 p. (In Russ.).

11. Коновалов В.Н., Зарубина Л.В. Влияние дозы азота при подкормках на отток 14С-ассимилятов у сосны в сосняках лишайниковых // Изв. вузов. Лесн журн. 2012. № 1. С. 7–13. Konovalov V.N., Zarubina L.V. Impact of Nitrogen Dose on the 14C-Assimilates Outflow in Pine Trees at the Lichen Pine Forests. Lesnoy Zhurnal = Russian Forestry Journal, 2012, no. 1, pp. 7–13. (In Russ.). http://lesnoizhurnal.ru/upload/iblock/b50/xnxx1.pdf

12. Коновалов В.Н., Зарубина Л.В. Транспорт, распределение и потребление 14С-ассимилятов у сосны и ели в северотаежных фитоценозах при различном световом и азотном питании // Изв. вузов. Лесн. журн. 2020. № 3. С. 77–94. Konovalov V.N., Zarubina L.V. Transport, Distribution and Consumption of Pine and Spruce 14C-Assimilates in Northern Phytocenoses under Different Illumination and Nitrogen Nutrition. Lesnoy Zhurnal = Russian Forestry Journal, 2020, no. 3, pp. 77–94. (In Russ.). https://doi.org/10.37482/0536-1036-2020-4-77-94

13. Коновалов В.Н., Листов А.А. Влияние условий минерального питания на дыхание корней сосны обыкновенной // Изв. вузов. Лесн. журн. 1989. № 4. С. 15–19. Konovalov V.N., Listov A.A. The Influence of Mineral Nutrition Conditions on the Respiration of Scots Pine Roots. Lesnoy Zhurnal = Russian Forestry Journal, 1989, no. 4, pp. 15–19. (In Russ.). http://lesnoizhurnal.ru/upload/iblock/854/15_19.pdf

14. Мамаев В.В. Суточные и сезонные изменения интенсивности выделения СО2 у скелетных корней сосны и березы в природных условиях // Лесоведение. 1983. № 2. С. 33–36. Mamayev V.V. Daily and Seasonal Changes in the Intensity of CO2 Emission in the Pine and Birch Root Fibrils in Natural Conditions. Lesovedenie = Russian Journal of Forest Science, 1983, no. 2, pp. 33–36. (In Russ.).

15. Тараканов А.М. Рост осушаемых лесов и ведение в них хозяйства. Архангельск: СевНИИЛХ, 2004. 238 с. Tarakanov A.M. Growth and Management of Drained Forests. Arkhangelsk, NRIF Publ., 2004. 238 p. (In Russ.).

16. Трубин Д.В., Третьяков С.В., Коптев С.В. Динамика и перспективы лесопользования в Архангельской области. Архангельск: АГТУ, 2000. 96 с. Trubin D.V., Tretyakov S.V., Koptev S.V. Dynamics and Prospects of Forest Management in the Arkhangelsk Region. Arkhangelsk, ASTU Publ., 2000. 96 p. (In Russ.).

17. Федорец Н.Г. Трансформация азота в почвах лесных биогеоценозов Северо-Запада России: автореф. дис. … д-ра биол. наук. СПб.: Пушкино, 1997. 41 с. Fedorets N.G. Nitrogen Transformation in the Soils of Forest Biogeocenoses in the North-West of Russia: Dr. Biol. Sci. Diss. Abs. Saint Petersburg, Pushkino Publ., 1997. 41 p. (In Russ.).

18. Цельникер Ю.Л. Дыхание корней и его роль в углеводном балансе древостоя // Лесоведение. 2005. № 6. С. 11–18. Tsel’niker Yu.L. Root Respiration and its Role in the Carbon Bugjet of a Stand. Lesovedenie = Russian Journal of Forest Science, 2005, no. 6, pp. 11–18. (In Russ.).

19. Albaugh T.J., Lee Allena H., Dougherty Ph.M., Johnsen K.H. Long Term Growth Responses of Loblolly Pine to Optimal Nutrient and Water Resource Availability. Forest Ecology and Management, 2004, vol. 192, iss. 1, pp. 3–19. https://doi.org/10.1016/j.foreco.2004.01.002

20. Kaczmarck D.J., Pope P.E. The Relationship between Soil Nutrient Availability and Foliar Nitrogen and Phosphorus Concentrations in Hardwoods. Annual Meeting of the American Society of Agronomy 1993. Cincinnati, 1993, p. 336.

21. Konovalov V.N., Zarubina L.V., Goreva A.D. Peculiar Influence of Nitrogen on the Daily Growth and Photosynthesis of Scots Pine in the Far North. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 2019, vol. 263, art. 012011. https://doi.org/10.1088/1755-1315/263/1/012011

22. Laitinen K., Luomala E.-M., Kellomäki S., Vapaavuori E. Carbon Assimilation and Nitrogen in Needles of Fertilized and Unfertilized Field-Grown Scots Pine at Natural and Elevated Concentrations of CO2. Tree Physiology, 2000, vol. 20, iss. 13, pp. 881–892. https://doi.org/10.1093/treephys/20.13.881

23. Öquist G., Huner N.P.A. Photosynthesis of Overwintering Evergreen Plants. Annual Review of Plant Biology, 2003, vol. 54, pp. 329–355. https://doi.org/10.1146/annurev.arplant.54.072402.115741

24. Palta J.A., Nobel P.S. Influence of Soil O2 and CO2 on Root Respiration for Agave deserti. Physiologia Plantarum, 1989, vol. 76, iss. 2, pp. 187–192. https://doi.org/10.1111/j.1399-3054.1989.tb05630.x

25. Saur E. Interactive Effects of P-Cu Fertilizers on Growth and Mineral Nutrition of Maritime Pine. New Forests, 1993, vol. 7, iss. 2, pp. 93–105. https://doi.org/10.1007/BF00034193

26. Tarkhanov S.N., Pinaevskaya E.A., Aganina Y.E. Adaptive Responses of Morphological Forms of Pine (Pinus sylvestris L.) under Stressful Conditions of the Northern Taiga (in the Northern Dvina Basin). Contemporary Problems of Ecology, 2018, vol. 11, iss. 4, pp. 377–387. https://doi.org/10.1134/S1995425518040091