ispltaИзвестия Санкт-Петербургской лесотехнической академииIzvestia Sankt-Peterburgskoj lesotehniceskoj akademii2079-43042658-5871СПбГЛТУ10.21266/2079-4304.2023.245.36-54isplta-63Research ArticleЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВОFORESTRYОпыт создания лесных культур при дискретной полосной обработке почвы экскаваторами на Европейском Севере РоссииExperience in creating forest crops with discrete strip tillage by excavators in the European North of Russiahttps://orcid.org/0000-0003-3524-4665ИльинцевА. С.IlintsevA. S.

ИЛЬИНЦЕВ Алексей Сергеевич – старший научный сотрудник; доцент, кандидат сельскохозяйственных наук

163062, ул. Никитова, д. 13, г. Архангельск

WoS Resercher ID: N-6286-2019

AuthorID: 849116

ILINTSEV Aleksey S. – PhD (Agriculture), Senior researcher; Associate professor

163062. Nikitova str. 13. Arkhangelsk

WoS ResercherID: N-6286-2019

AuthorID: 849116

a.ilintsev@narfu.ruhttps://orcid.org/0000-0002-1655-7212БогдановА. П.BogdanovA. P.

БОГДАНОВ Александр Петрович – старший научный сотрудник; доцент

163062, ул. Никитова, д. 13, г. Архангельск

WoS ResercherID: ABH-9399-2020

AuthorID: 814583

BOGDANOV Alexander P. – PhD (Agriculture), Senior researcher; Associate professor

163062. Nikitova str. 13. Arkhangelsk

WoS ResercherID: ABH-9399-2020

AuthorID: 814583

https://orcid.org/0000-0002-7360-3975НаквасинаЕ. Н.NakvasinaE. N.

НАКВАСИНА Елена Николаевна – профессор; ведущий научныйсотрудник

163002, набережная Северной Двины, д. 17, г. Архангельск

WoS ResercherID: A-5165-2013

ScopusID: 35389250000

AuthorID: 132027

NAKVASINA Elena N. – DSc (Agriculture), Professor; Leader researcher

163062. Severnaya Dvina str. 17. Arkhangelsk

WoS ResercherID: A-5165-2013

ScopusID: 35389250000

AuthorID: 132027

e.nakvasina@narfu.ruСеверный научно-исследовательский институт лесного хозяйства; Северный (Арктический) Федеральный университет имени М.В. ЛомоносоваРоссияNorthern Research Institute of Forestry; Northern (Arctic) Federal University named after M.V. LomonosovRussian FederationСеверный научно-исследовательский институт лесного хозяйства; Северный (Арктический) Федеральный университет имени М.В. ЛомоносоваРоссияNorthern (Arctic) Federal University named after M.V. Lomonosov; Northern Research Institute of ForestryRussian Federation20231702202402453654Copyright © Ильинцев А.С., Богданов А.П., Наквасина Е.Н., 20242024Ильинцев А.С., Богданов А.П., Наквасина Е.Н.Ilintsev A.S., Bogdanov A.P., Nakvasina E.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://izvestiya-lta.spbftu.ru/jour/article/view/63

В современных условиях внедряется новая технология обработки почвы с использованием экскаваторов. Цель исследования – оценка опыта применения экскаваторной обработки почвы при создании лесных культур в таежных лесах Европейского Севера России. Исследования провели на 14 вырубках на территории Архангельской области и Республики Коми. На вырубках заложили учетные площадки для оценки качества лесных культур и обработки почвы, а также общепринятыми методами изучили водно-физические свойства почвы в корнеобитаемом слое обработанных полос и пасек. Для установления различий между исследуемыми выборками использовали t-критерий. Для установления корреляции между приживаемостью и физическими свойствами применили коэффициент p Спирмена. На большинстве изучаемых участков плотность сложения корнеобитаемого слоя на обработанных полосах несколько выше и существенно отличается от показателей в корнеобитаемом слое почвы в пасеках (t = 2,1, p = 0,036). Влажность корнеобитаемого слоя на обработанных полосах несущественно отличается от показателей в корнеобитаемом слое почвы в пасеках (t = 1,9, p = 0,051). Несмотря на близкие значения пористости в полосах и пасеках, между ними установлено достоверное различие (t = 2,0, p = 0,043). Средние значения пористости аэрации в полосах сопоставимы с верхними горизонтами в пасеках (t = 0,02, p = 0,98). Густота лесных культур в целом соответствует нормативным показателям, заложенным в проектах искусственного лесовосстановления. Приживаемость лесных культур на участках исследования изменяется в пределах от 61 до 98% (в среднем 84%). Самая высокая приживаемость отмечается в первый год создания лесных культур сеянцами ЗКС, на участках 2- и 3-летних культур приживаемость несколько ниже, особенно при посадке сеянцев ОКС. Результаты корреляционного анализа показали, что наибольшее влияние на приживаемость оказала пористость аэрации (p = 0,564, p = 0,04). В 75% случаев наблюдается прямая связь. Для повышения приживаемости лесных культур следует ограничить использование полосной экскаваторной обработки почвы на полугидроморфных почвах.

In modern conditions, a new technology of tillage using excavators is being introduced. The purpose of this study is to evaluate the experience of using excavator tillage to create of forest crops in the taiga forests of the European North of Russia. The research was carried out at 14 clear-cuts in the Arkhangelsk region and the Komi Republic. At the clear-cuts, we laid accounting plots for assessing the quality of forest crops and tillage, and also took soil samples in the root layer. The samples were analysed for soil physical properties using conventional methods. To detect statistically significant differences between the studied samples, we used the t-criterion. Correlations between the studied parameters were analysed using the p Spearman coefficient. In the most of the studied areas, the bulk density of the root layer on the treated strips is somewhat higher, and differs significantly from the indicators in the root layer of the soil in cutting strips (t = 2.1, p = 0.036). Moisture of the root layer on the treated strips does not differ significantly from the indicators in the root layer of the soil in cutting strips (t = 1.9, p = 0.051). Average values of aeration porosity in the treated strips are comparable with the upper horizons in cutting strips (t = 0.02, p = 0.98). The density of planted seedlings as a whole corresponds to the normative indicators laid down in the projects of artificial reforestation. The survival rate of seedlings in the study areas varies from 61% to 98% (84% on average). The highest survival rate is observed in the first year of forest crops creation by containerized tree seedlings, in areas of 2- and 3-yearold crops, the survival rate is slightly lower, especially when planting bare-rooted seedlings. The results of the correlation analysis showed that the porosity of aeration had the greatest impact on survival seedlings (p = 0.564, p = 0.04). In 75% of cases there is a direct relationship. To increase the survival rate of planted seedlings, it is necessary to limit the use of strip excavator tillage on semi-hydromorphic soils.

вырубкиэкскаваторполосная обработка почвылесные культурыприживаемостьфизические свойстваclear-cutsexcavatorstrip tillageforest cropssurvivalphysical propertiesИсследование выполнено в рамках государственного задания ФБУ «СевНИИЛХ» на проведение прикладных научных исследований (№ 122020100319-9).ReferencesАлябьев А.Ф. Опыт создания культур ели при дискретной обработке почвы орудием ОДП-0,6 // Лесной вестник. 2015. № 6. С. 28–33.Alyab’ev A.F. Opyt sozdaniya kul'tur eli pri diskretnoj obrabotke pochvy orudiem ODP-0,6 [Experience in creating spruce plantations at the mounding machine odp-0,6]. Lesnoj vestnik, 2015, no. 6, pp. 28–33. (In Russ.)Бабич Н.А., Дмитриев В.П. Рост сосны и ели, созданных на микроповышениях точечного типа : матер. отчетной сессии по итогам научно-исследовательских работ за 1976 год. Архангельск: АИЛиЛХ, 1977. С. 35–36.Babich N.A., Dmitriev V.P. Rost sosny i eli, sozdannyh na mikropovysheniyah tochechnogo tipa [Growth of pine and spruce trees created on point-type mounds]: mater. otchetnoj sessii po itogam nauchno-issledovatel'skih rabot za 1976 god [materials of the reporting session on the results of scientific research works for 1976]. Arkhangelsk: AILILKH Publ., 1977, pp. 35–36. (In Russ.)Бондарев А.Г. Физические свойства почв как теоретическая основа прогноза их уплотнения // Влияние сельскохозяйственной техники на почву. М.: Наука, 1981. С. 80–85.Bondarev A.G. Fizicheskie svojstva pochv kak teoreticheskaya osnova prognoza ih uplotneniya [Physical properties of soils as a theoretical basis for the forecast of their compaction]. The influence of agricultural machinery on the soil. Moscow: Nauka Publ., 1981, pp. 80–85. (In Russ.)Варфоломеев Л.А., Сунгуров Р.В. Почвенная экология лесных культур на Севере. Архангельск, 2007. 291 c.Grable A.R., Siemer E.G. Effects of bulk density, aggregate size, and soil water suction on oxygen diffusion, redox potentials, and elongation of corn roots. Soil Sci. Soc. Am. Proc., 1968, vol. 32, pp. 180–186.Ипатов Л.Ф. Рост опытных культур С.В. Алексеева, созданных посадкой и посевом // Лесной журнал. 1999. № 2-3. С. 25–29.Hall P. Mechanical site preparation using excavators. N.Z. FORESTRY, 1995, pp. 31–35.Карпечко А.Ю. Изменение плотности и корненасыщенности почв под влиянием лесозаготовительной техники в еловых лесах Южной Карелии // Лесоведение. 2008. № 5. С. 66–70.Ipatov L.F. Rost opytnyh kul'tur S.V. Alekseeva, sozdannyh posadkoj i posevom [Growth of experimental crops named S.V. Alekseev, created by planting and sowing]. Lesnoy zhurnal, 1999, no. 2-3, pp. 25–29. (In Russ.)Львов П.Н., Ипатов Л.Ф., Клинов Р.Н., Наквасина Е.Н. Планирование и организация работ по естественному и искусственному лесовосстановлению в зоне тайги: технические указания. Архангельск: РИО АЛТИ, 1986. 36 с.Karpechko A. Yu. Changes in density and root mass in soils under the influence of harvesting machines in spruce forests of Southern Karelia. Russian Journal of Forest Science, 2008, no. 5, pp. 66–70 (In Russ.)Малаховец П.М. Лесные культуры: учебное пособие. Архангельск: ИПЦ САФУ, 2012. 222 с.Kozlowski T.T. Soil aeration, flooding and tree growth. Journal of Arboriculture, 1985, vol. 11, pp. 85–96.Наквасина Е.Н., Любова С.В. Почвоведение: учеб. пособие. Архангельск: САФУ, 2016. 146 с.L'vov P.N., Ipatov L.F., Klinov R.N., Nakvasina E.N. Planirovanie i organizaciya rabot po estestvennomu i iskusstvennomu lesovosstanovleniyu v zone tajgi: tekhnicheskie ukazaniya [Planning and organization of works on natural and artificial reforestation in the taiga zone: technical instructions]. Arkhangelsk: RIO ALTI Publ., 1986. 36 p. (In Russ.)Наквасина Е.Н., Серый В.С., Семенов Б.А. Полевой практикум по почвоведению. Архангельск: Арханг. гос. техн. ун-т, 2007. 127 с.Malahovec P.M. Lesnye kul'tury: uchebnoe posobie [Forest crops: a textbook]. Arkhangelsk: CPI SAFU Publ., 2012. 222 p. (In Russ.)Огиевский В.В. О работе лесотехнической академии им С.М. Кирова в Вологодской области // Труды научной конференции по изучению Вологодской области. Вологда: Областная книжная редакция, 1956. С. 216–228.Nakvasina E.N., Lyubova S.V. Pochvovedenie: ucheb. posobie. [Soil science: textbook]. Arkhangelsk: SAFU Publ., 2016. 146 p. (In Russ.)Паршевников А.Л. О почвах на элювии красноцветного мергеля // Почвоведение. 1966. № 5. С. 28–34.Nakvasina E.N., Seriy V.S., Semenov B.A. Polevoj praktikum po pochvovedeniyu [Field workshop on soil science]. Arkhangelsk: Arkhang. State Technical University Publ., 2007. 127 p. (In Russ.)Шеин Е.В. Курс физики почв. М.: Изд-во МГУ, 2005. 432 с.Nilsson O., Hjelm K., Nilsson U. Early growth of planted Norway spruce and Scots pine after site preparation in Sweden. Scandinavian Journal of Forest Research, 2019, vol. 34, iss. 8, pp. 678–688. URL: https://doi.org/10.1080/02827581.2019.1659398Grable A.R., Siemer E.G. Effects of bulk density, aggregate size, and soil water suction on oxygen diffusion, redox potentials, and elongation of corn roots // Soil Sci. Soc. Am. Proc. 1968. Vol. 32. P. 180–186.Nordin P., Olofsson E., Hjelm K. Successful spruce regenerations – impact of site preparation and the use of variables from digital elevation models in decision-making? Scandinavian Journal of Forest Research, 2022, vol. 37, no. 1, pp. 33–44. URL: https://doi.org/10.1080/02827581.2022.2028895Hall P. Mechanical site preparation using excavators // N.Z. FORESTRY. 1995. P. 31–35.Ogievsky V.V. O rabote lesotekhnicheskoj akademii im S.M. Kirova v Vologodskoj oblasti [About the work of the Kirov Forestry Academy in the Vologda region]. Trudy nauchnoj konferencii po izucheniyu Vologodskoj oblasti [Proceedings of the Scientific conference on the study of the Vologda region]. Vologda: Regional Book Editorial Office Publ., 1956, pp. 216–228. (In Russ.)Kozlowski T.T. Soil aeration, flooding and tree growth // Journal of Arboriculture. 1985. Vol. 11. P. 85–96.Orlander G., Gemmel P., Hunt J. Site preparation. A Swedish overview. Chapter 4, site preparation methods. FRDA Report 105. Canada, 1990. 67 p. URL: https://www.for.gov.bc.ca/HFD/pubs/docs/Frr/Frr105.htmNilsson O., Hjelm K., Nilsson U. Early growth of planted Norway spruce and Scots pine after site preparation in Sweden // Scandinavian Journal of Forest Research. 2019. Vol. 34, iss. 8. P. 678–688. URL: https://doi.org/10.1080/02827581.2019.1659398Orlander G., Hallsby G., Gemmel P., Wilhelmsson C. Inverting improves establishment of Pinus contorta and Picea abies – 10-year results from a site preparation trial in Northern Sweden. Scand. J. Forest Res, 1998, vol. 13, no. 1–4, pp. 160–168. URL: https://doi.org/10.1080/02827589809382972Nordin P., Olofsson E., Hjelm K. Successful spruce regenerations – impact of site preparation and the use of variables from digital elevation models in decision-making? // Scandinavian Journal of Forest Research. 2022. Vol. 37, no. 1. P. 33–44. URL: https://doi.org/10.1080/02827581.2022.2028895Osman K.T. Forest Soils: Properties and Management. Springer International Publishing Switzerland, 2013. 217 p. URL: https://doi.org/10.1007/978-3-319-02541-4_2Orlander G., Gemmel P., Hunt J. Site preparation. A Swedish overview. Chapter 4, site preparation methods. FRDA Report 105. Canada, 1990. 67 p. URL: https://www.for.gov.bc.ca/HFD/pubs/docs/Frr/Frr105.htmPage-Dumroese D.S., Harvey A.E., Jurgensen M.F., Amaranthus M.P. Impacts of soil compacition and tree stump removal on soil properties and outplanted seedlings in northern Idaho, USA. Canadian Journal of Forest Research, 1998, vol. 78, pp. 29–34. URL: https://doi.org/10.4141/S97-022Orlander G., Hallsby G., Gemmel P., Wilhelmsson C. Inverting improves establishment of Pinus contorta and Picea abies – 10-year results from a site preparation trial in Northern Sweden // Scand. J. Forest Res. 1998. Vol. 13, no. 1–4. P. 160–168. URL: https://doi.org/10.1080/02827589809382972Parshevnikov A.L. O pochvah na elyuvii krasnocvetnogo mergelya [On soils on the eluvia of red-colored marl]. Pochvovedenie, 1966, no. 5, pp. 28–34. (In Russ.)Osman K.T. Forest Soils: Properties and Management. Springer International Publishing Switzerland, 2013. 217 p. URL: https://doi.org/10.1007/978-3-319-02541-4_2Rautio P., Lideskog H, Bergsten U., Karlberg M. Lean forestry – A paradigm shift from economies of scale to precise and sustainable use of ecosystem services in forests. Forest Ecology and Management, 2023, vol. 530, article id 120766. URL: https://doi.org/10.1016/j.foreco.2022.120766Page-Dumroese D.S., Harvey A.E., Jurgensen M.F., Amaranthus M.P. Impacts of soil compacition and tree stump removal on soil properties and outplanted seedlings in northern Idaho, USA // Canadian Journal of Forest Research. 1998. Vol. 78. P. 29–34. URL: https://doi.org/10.4141/S97-022Richards D., Cockroft B. Soil physical properties and root concentrations in an irrigated apple orchard. Australian Journal of Experimental Agriculture and Animal Husbandry, 1974, vol. 14, pp. 103–107.Rautio P., Lideskog H, Bergsten U., Karlberg M. Lean forestry – A paradigm shift from economies of scale to precise and sustainable use of ecosystem services in forests // Forest Ecology and Management. 2023. Vol. 530, article id 120766. URL: https://doi.org/10.1016/j.foreco.2022.120766Saksa T., Heiskanen J., Miina J., Tuomola J., Kolstrom T. Multilevel modelling of height growth in young Norway spruce plantations in southern Finland. Silva Fennica, 2005, vol. 39, no. 1, pp. 143–153.Richards D., Cockroft B. Soil physical properties and root concentrations in an irrigated apple orchard // Australian Journal of Experimental Agriculture and Animal Husbandry. 1974. Vol. 14. P. 103–107.Shein E.V. Kurs fiziki pochv [Course of soil physics]. Moscow: MSU Publ., 2005. 432 p. (In Russ.)Saksa T., Heiskanen J., Miina J., Tuomola J., Kolstrom T. Multilevel modelling of height growth in young Norway spruce plantations in southern Finland // Silva Fennica. 2005. Vol. 39, no. 1. P. 143–153.Sikström U., Hjelm K., Holt H.K., Saksa T., Wallertz K. Influence of mechanical site preparation on regeneration success of planted conifers in clearcuts in Fennoscandia – a review. Silva Fennica, 2020, vol. 54, no. 2, article id 10172. URL: https://doi.org/10.14214/sf.10172Sikström U., Hjelm K., Holt H.K., Saksa T., Wallertz K. Influence of mechanical site preparation on regeneration success of planted conifers in clearcuts in Fennoscandia – a review // Silva Fennica. 2020. Vol. 54, no. 2, article id 10172. URL: https://doi.org/10.14214/sf.10172Sutton R.F. Mounding site preparation: a review of European and North American experience. New forests, 1993, vol. 7, no. 2, pp. 151–192. URL: https://doi.org/10.1007/BF00034198.Sutton R.F. Mounding site preparation: a review of European and North American experience // New forests. 1993. Vol. 7, no. 2. P. 151–192. URL: https://doi.org/10.1007/BF00034198.Uotila K., Luoranen J., Saksa T., Laine T., Heiskanen J. Long-term growth response of Norway spruce in different mounding and vegetation control treatments on fine-textured soils. Silva Fennica, 2022, vol. 56, no. 4, article id 10762. 20 p. URL: https://doi.org/10.14214/sf.10762Uotila K., Luoranen J., Saksa T., Laine T., Heiskanen J. Long-term growth response of Norway spruce in different mounding and vegetation control treatments on fine-textured soils // Silva Fennica. 2022. Vol. 56, no. 4, article id 10762. 20 p. URL: https://doi.org/10.14214/sf.10762Varfolomeev L.A., Sungurov R.V. Pochvennaya ekologiya lesnyh kul'tur na Severe [Soil ecology of forest crops in the North]. Arkhangelsk, 2007. 291 p. (In Russ.)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.