СПОСОБ СОЗДАНИЯ ЛЕСНЫХ НАСАЖДЕНИЙ НА СЕЗОННО ЗАТАПЛИВАЕМЫХ ЗЕМЛЯХ Российский патент 2012 года по МПК A01G23/00 

Предлагаемое изобретение относится к области лесного хозяйства, в частности к лесной мелиорации, и может быть использовано при создании лесных насаждений на сезонно затапливаемых (сезонно переувлажненных) землях (западинах и ложбинах с плоскостным стоком), где в период затопления и переувлажнения почвы древесные растения страдают от недостатка кислорода в почве.

Известен способ создания лесных культур на вырубках с переувлажненными почвами (авт.св. СССР №1750496), который заключается в том, что вырубку расчищают полосами, измельчают порубочные остатки и пни в межполосном пространстве, формируют гряды перемешиванием почвы с древесными остатками, культуры высаживают по грядам сдвоенными параллельными рядами, уходы проводят с использованием междурядий для движения техники.

Недостатком известного технического решения задачи является недостаточно хороший рост посаженных древесных растений (табл.2) и значительная их гибель в первые годы после посадки.

На сезонно затапливаемых (сезонно переувлажненных) землях древесные растения страдают от недостатка кислорода в почве. Гравитационные воды, постепенно проникая с поверхности почвы в ее глубинные слои, вытесняют из почвенных пор воздух. Поэтому корневым системам древесных пород, находящимся в затопленных водой почвенных слоях, не хватает для жизнедеятельности кислорода, который находился в вытесненном из почвенных пор водой воздухе. Ввиду этого корни деревьев начинают страдать от недостатка кислорода, то есть растения входят в так называемое состояние анаэробиоза. Чем длительнее по продолжительности (по времени) это состояние (то есть, чем длительнее корневые системы находятся в затопленных водой почвенных слоях), тем губительнее оно для деревьев, у которых в начале начинают отмирать корни, находящиеся в затопленных почвенных слоях, а затем ввиду гибели части либо всей корневой системы отмирают и сами деревья.

Поэтому в известном техническом решении задачи сеянцы или саженцы деревьев сажают в повышенные над общим уровнем почвы гребни. Это позволяет корневым системам, находящимся в гребнях, возвышающихся над водой в период сезонного затопления поверхности почвы и переувлажнения почвенных слоев (из которых в это время водой вытеснен воздух), находиться в условиях нормальной аэрации почвы в гребнях. Но со временем (по истечении 2-4 лет после посадки) древесные растения растут, корневые системы становятся не в состоянии обеспечить их питательными веществами, находясь только в гребнях. Поэтому в периоды отсутствия затопления и переувлажнения (когда почвенные поры не заняты водой) корни проникают вглубь почвенных слоев. Но в весенние периоды такие земли вновь (ежесезонно) подвергаются затоплению и переувлажнению талыми водами различной продолжительности. И корневые системы древесных растений, проникшие вглубь почвы, ниже пределов возвышающихся над затапливающей почву водой гребней, начинают страдать от нехватки кислорода и отмирают. Находящиеся в гребнях корни не в состоянии обеспечить питательными веществами подросшие растения, которые ввиду этого находятся в угнетенном состоянии (плохо растут и развиваются), а в дальнейшем частично погибают. Причем сезонно затапливающие поверхность почвы воды проникают в ее глубины, постепенно начиная с верха (табл.1). И доходят в среднем до 50-80 сантиметровой глубины, в зависимости от запасов талых вод, находящихся на поверхности почвы западин и длительности поверхностного затопления ложбин плоскостного стока.

Таблица 1 Заполнение почвенных пор водой под древесными растениями, посаженными различными способами на ложбине в период ее поверхностного затопления (начало затопления 20 марта 2009 года). Глуб. в см Прототип Заявляемое решение 1 апр. 10 апр. 20 апр. 30 апр. 10 мая 1 апр. 10 апр. 20 апр. 30 апр. 10 мая 0-10 60 100 100 100 100 5 4 3 3 2 10-20 60 80 100 100 100 5 4 3 3 2 20-30 50 75 85 100 100 5 4 4 4 3 30-40 30 50 70 90 100 4 3 4 4 4 40-50 15 50 65 90 100 3 3 4 4 10 50-60 5 30 55 90 100 3 2 4 10 20 60-70 5 30 55 85 100 3 3 10 15 25 70-80 10 30 50 85 100 8 20 35 50 70 80-90 15 30 55 90 100 12 25 40 60 85 90-100 20 35 70 100 100 18 35 55 80 100

Известен способ создания лесных насаждений на сезонно затапливаемых и переувлажненных землях (Шаталов И.В., Трещевский В.Г., Лесные мелиорации и зональные системы противоэрозионных мероприятий, Издательство: ВГУ, 1982 г., С.151-152) - прототип. Известное решение задачи заключается в создании на поверхности почвы микрохолмиков, в которые и осуществляют посадку древесных растений.

Недостатком известного способа, как и у предыдущего аналога, является недостаточно хороший рост посаженных древесных растений и значительная их гибель в первые годы жизни (табл.2).

У посаженных в микрохолмики древесных растений, как и в предыдущем техническом решении задачи, корневые системы с возрастом во время отсутствия поверхностного затопления и переувлажнения почвы проникают в почвенные слои, находящиеся ниже насыпанных микрохолмиков. В периоды сезонного затопления и переувлажнения почвы эти слои также подвержены затоплению (воздух из них вытесняется водой). Корневые системы, находящиеся в них, страдают от нехватки кислорода, растения при этом пребывают в состоянии анаэробиоза, угнетены и частично погибают.

Таким образом, технический результат заявляемого решения задачи заключается в улучшении роста посаженных древесных растений и уменьшении их гибели путем снижения сроков их анаэробиозного состояния.

Технический результат достигают тем, что в способе создания лесных насаждений на сезонно затапливаемых землях, включающем создание микрохолмиков, посадку или посев древесных растений и уход, создают полые гидроизоляторы из водонепроницаемого и корнеудерживающего создания лесных насаждений на сезонно затапливаемых землях, включающий создание микрохолмиков, посадку или посев древесных растений и уход материала, причем их верхние части выполняют проходимыми для надземных частей древесных растений, а нижние - для их корневых систем, устанавливают гидроизоляторы в почву посадочных мест, заполняют ею их внутренние части и формируют над ними микрохолмики, при этом верхние части гидроизоляторов размещают выше максимального уровня затапливающей почву воды, а нижние части располагают в наиболее длительно аэрируемом корнеобитаемом слое почвы, после чего осуществляют посадку или посев древесных растений внутри гидроизоляторов в микрохолмики. В гидроизоляторы, в микрохолмики высаживают или высевают одно и/или несколько древесных растений.

Гидроизоляторы необходимо создавать полыми для того, чтобы внутри установленных в почву посадочных мест гидроизоляторов можно было посадить или посеять древесные растения. Гидроизоляторы создают из водонепроницаемого материала потому, что они не должны пропускать внутрь с наружных, боковых частей, занятых почвой, воду. Это необходимо для того, чтобы при сезонном затоплении поверхности почвы и ее переувлажнении гравитационными водами, поступающими в почву с ее поверхности, сохранить почву, находящуюся внутри гидроизоляторов в не переувлажненном состоянии (с почвенными порами, заполненными воздухом, а не водой). Для этого же необходимо выполнять гидроизоляторы из корнеудерживающего материала. В противном случае растущие корневые системы древесных пород повредят (продырявят) стенки гидроизоляторов, и гравитационные воды с наружи проникнут внутрь гидроизоляторов. После чего они вытеснят воздух из почвенных пор, и корни древесных растений будут испытывать длительное время кислородное голодание, а растения - состояние анаэробиоза, в результате чего они будут плохо расти, развиваться и в дальнейшем частично погибнут в относительно больших количествах. При этом достижение технического результата заявляемым решением задачи станет невозможным.

Верхние части гидроизоляторов выполняют проходимыми для надземных частей древесных растений, а нижние - для их корневых систем. Эти признаки также необходимо считать существенными, так-как, если посеять или посадить древесные растения внутрь гидроизоляторов, через верхние части которых не пройдут их растущие надземные вегетативные органы, то такие растения просто погибнут. То же самое относится и к нижним частям гидроизоляторов, через которые должны проходить вглубь почвы корневые системы древесных растений. В противном случае растения внутри гидроизоляторов погибнут, так-как их корни, «запертые» внутри небольшого пространства гидроизоляторов, не сумеют обеспечить растущие растения питанием и влагой, а достижение технического результата заявляемым решением задачи станет невозможным.

Таблица 2 Рост и сохранность дуба черешчатого и ясеня пушистого на сезонно затапливаемых землях (со сроками затопления поверхности почвы порядка 60-90 суток) при их посадке стандартными сеянцами различными способами. Способ посадки Порода На 2 год после посадки На 4 год после посадки На 6 год после посадки Ср.высота, см Гибель, % Ср. высота, см Гибель, % Ср. высота, см Гибель, % Аналог Дуб 30-35 15-20 40-50 12-18 90-100 12-15 Ясень 30-40 12-15 60-70 10-12 90-95 10-12 Прототип Дуб 30-35 15-20 45-50 10-15 95-100 10-12 Ясень 30-35 12-15 60-70 10-12 90-95 11-12 Заявляемое решение Дуб 35-40 6-8 60-70 4-5 120-140 2-5 Ясень 40-50 4-6 80-90 3-4 120-130 2-4

Устанавливают гидроизоляторы в почве посадочных мест, заполняют ею их внутренние части и формируют над ними микрохолмики. Данные признаки также являются существенными потому, что устанавливать гидроизоляторы необходимо именно в почву, а не над ней. В противном случае они не будут защищать корневые системы древесных растений от длительного кислородного голодания, так как талые воды проникнут в почвенные слои, где находятся корни, и вытеснят из них почвенный воздух, что вызовет плохой рост древесных растений и их частичную гибель. Заполняют гидроизоляторы почвой для того, чтобы посадить в ней или посеять древесные растения. Микрохолмики формируют над гидроизоляторами, чтобы находящиеся в них растения находились выше уровня затапливающей почву вешней или ливневой воды.

Верхние части гидроизоляторов размещают выше максимального уровня затапливающей почву воды для того, чтобы вода, находящаяся в период затопления поверхности почвы, не проникала внутрь гидроизоляторов сверху и не вытесняла воздух из почвы, находящейся внутри гидроизоляторов, где функционируют корневые системы древесных растений. При проникновении воды внутрь гидроизоляторов сразу повысятся временные сроки кислородного голодания (анаэробиоза) корней и древесных растений, что отрицательно скажется на их росте, развитии и вызовет гибель части древесных растений. После этого достижение технического результата заявляемым решением задачи станет невозможным.

Нижние части гидроизоляторов располагают в наиболее длительно аэрируемом корнеобитаемом слое почвы. Вешние или ливневые воды, находящиеся длительное время на поверхности сезонно затапливаемых почв, постоянно под действием силы тяжести (гравитации) проникают вглубь почвенных слоев. Такие воды называются гравитационными. Обычно, в условиях Воронежской области, на ложбинах со сроками сезонного затопления поверхности почвы порядка 30-60 суток после начала затопления они проникают вглубь почвы сверху до 50-80 сантиметров. В этих почвенных слоях они встречаются с поднимающимися вверх грунтовыми водами, питающимися выше по рельефу местности. Поэтому на таких сезонно затапливаемых землях глубины почвы в 50-80 сантиметров являются наиболее длительное время аэрируемыми слоями. Для их достижения грунтовыми (снизу) и гравитационными (сверху) водами от момента начала затопления поверхности почвы, как правило, проходит от 20 до 25 суток. Ввиду этого на сезонно затапливаемых землях различной продолжительности глубины почвы в 50-80 сантиметров являются наиболее продолжительное время аэрируемыми в период затопления поверхности. Как правило, в этих почвенных слоях (50-80 см) сроки аэрации по сравнению с более верхними или более нижними глубинами выше на 20-25 суток. Для повышения сроков аэрации корневых систем древесных растений необходимо, чтобы нижние части гидроизоляторов находились в наиболее продолжительное время аэрируемых почвенных слоях. Это способствует достижению технического результата заявляемым решением задачи.

Древесные растения высаживают (сеянцами, черенками) или высевают (семенами) внутри гидроизоляторов в микрохолмики. В этом случае их корневые системы будут расти внутри гидроизоляторов, а не снаружи. Корни деревьев, расположенных снаружи гидроизоляторов, будут страдать от недостатка кислорода в почве во время ее затопления, и достижение технического результата в этом случае станет невозможным. В гидроизоляторы, в микрохолмики высаживают или высевают одно и/или несколько древесных растений. То есть, во все гидроизоляторы высаживают или высевают одно или несколько растений, либо в одну часть гидроизоляторов по одному растению, а в другую часть несколько. Предлагаемое изобретение выполняют следующим образом.

Посадка древесных растений осуществляется на ложбине с плоскостным стоком. По многолетним данным наибольшая глубина стекающей по ложбине вешней воды составляет 5-6 сантиметров. Наиболее длительное время аэрируемый почвенный слой находится на глубине порядка 50 сантиметров.

Гидроизоляторы создают, например, из полиэтиленовой пленки толщиной 0,1-0,3 мм. Для этого берут отрезок полиэтиленового полотна размером 60 на 140 сантиметров, оборачивают его вокруг куска трубы диаметром 40 сантиметров. При этом края полотна накладывают друг на друга и спекают горячим предметом (например, разогретым утюгом). Далее созданный полиэтиленовый цилиндр (гидроизолятор) снимают с трубы, в данном случае он имеет размеры диаметра 40 сантиметров и высоты 60 см. При необходимости можно изготавливать гидроизолятор и других размеров в зависимости от конкретных условий облесяемых сезонно переувлажненных земель.

В местах посадки древесных растений выкапывают ямки глубиной 50 сантиметров и диаметром чуть больше 40 сантиметров. Устанавливают внутрь ямок гидроизоляторы.

В данном случае размеры гидроизоляторов и выкопанных под них ям позволяют установить нижние части гидроизоляторов в наиболее продолжительное время аэрируемом слое почвы (таблица 1) непосредственно на облесяемой ложбине (то есть на глубину 50 сантиметров). При этом верхние части гидроизоляторов на облесяемой ложбине находятся выше поверхности почвы на 10 сантиметров, что при максимальной глубине затапливающей поверхность почвы вешней воды в 5-6 сантиметров позволяет во время сезонного затопления почвы воде не заливать гидроизоляторы сверху.

После установки в выкопанные ямы гидроизоляторов их внутренние части засыпают почвой или почвой с добавлением органо-минеральных удобрений и формируют над гидроизоляторами микрохолмики. После этого внутрь гидроизоляторов, в микрохолмики высаживают или высевают древесные растения.

В каждый гидроизолятор высаживают или высевают одно или несколько растений. Либо в одну часть гидроизоляторов высаживают или высевают одно растение, а в другую часть несколько.

Способ включает создание полых гидроизоляторов из водонепроницаемого и корнеудерживающего материала. Верхние части гидроизоляторов выполняют проходимыми для надземных частей древесных растений, а нижние - для их корневых систем. Устанавливают гидроизоляторы в почву посадочных мест. Заполняют почвой внутренние части гидроизоляторов и формируют над ними микрохолмики. Верхние части гидроизоляторов размещают выше максимального уровня затапливающей почву воды, а нижние - в наиболее длительно аэрируемом корнеобитаемом слое почвы, после чего осуществляют посадку или посев древесных растений внутри гидроизоляторов в микрохолмики. Способ обеспечивает лучший рост посаженных древесных растений и уменьшает их гибель. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

1. Способ создания лесных насаждений на сезонно затапливаемых землях, включающий создание микрохолмиков, посадку или посев древесных растений и уход, отличающийся тем, что создают полые гидроизоляторы из водонепроницаемого и корнеудерживающего материала, причем их верхние части выполняют проходимыми для надземных частей древесных растений, а нижние для их корневых систем, устанавливают гидроизоляторы в почву посадочных мест, заполняют ею их внутренние части и формируют над ними микрохолмики, при этом верхние части гидроизоляторов размещают выше максимального уровня затапливающей почву воды, а нижние части располагают в наиболее длительно аэрируемом корнеобитаемом слое почвы, после чего осуществляют посадку или посев древесных растений внутри гидроизоляторов в микрохолмики.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в гидроизоляторы в микрохолмики высаживают или высевают одно и/или несколько древесных растений.