способ облесения склонов

Формула изобретения

Способ облесения склонов, включающий разметку лесокультурной площади, рытье канав в рядах поперек склона глубиной, превышающей почвенный слой, укладку вырытой почвы в канавы, а остального грунта рядом с канавами вниз по склону, посадку древесных растений, отличающийся тем, что почвогрунт откосов и дна вырытых канав уплотняют, в междурядьях срезают часть почвенного слоя и заполняют им канавы с образованием валика, после чего оставшуюся в междурядьях почву уплотняют, а в образованный валик весной высаживают древесные растения, причем почвогрунт в канавах и почву в междурядьях уплотняют до плотности, обеспечивающей максимальную водоудерживающую способность, при этом почву в междурядьях уплотняют в течение вегетационных периодов до смыкания крон в междурядьях.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к лесному хозяйству, в частности к агролесомелиорации, и может быть использовано при облесении засушливых, например, меловых склонов, имеющих почвенный покров.

Известен способ облесения склонов (берегов балочной сети) с подготовкой почвы бороздами (Харитонов Г.А. Агролесомелиорация Средне-Русской Возвышенности. - Воронежское книжное издательство, 1958 г., 169 с.). Способ заключается в частичной подготовке почвы на склонах-бороздами. Поперек склона двукратным проходом плуга отворачивают в обе стороны дерн с созданием борозд. Далее в бороздах рыхлят почву плугом с почвоуглубителем. Затем в бороздах колом создают щели и в них сажают древесные растения.

Недостатком известного способа является недостаточно хорошая приживаемость и рост древесных растений, которые происходят по причине нехватки влаги и питательных веществ в почве склона.

Влаги не хватает древесным растениям потому, что одна ее часть, попадая на почву склона с талыми и дождевыми водами, стекает вниз по ее поверхности. Другая ее часть просачивается в почвенные слои и стекает по уклону местности внутрипочвенно или под почвенным грунтом, практически не задерживаясь в почве и лишь смачивая ее верхние корнеобитаемые горизонты. К тому же травянистые растения, растущие в междурядьях, расходуют часть почвенной влаги и питательных веществ, создавая конкуренцию с посаженными древесными растениями.

Известен способ облесения склонов (Трещевский И.В., Шаталов В.Г. Лесные мелиорации и зональные системы противоэрозионных мероприятий. Воронеж, изд-во ВГУ, 1982 г., С 159) - прототип. Известное решение заключается в создании поперек склона канав глубиной 70 сантиметров (то есть глубиной, превышающей почвенный слой). На дно канав насыпают ранее вырытый при их копке гумусовый слой (почву), а остальную вырытую землю (грунт) и камни складывают рядом с канавой, вниз по склону. Затем в канавы высаживают древесные породы.

Недостатком известного способа, как и у предыдущего аналога является недостаточно хорошая приживаемость и рост древесных растений.

Происходит это прежде всего из-за нехватки в почве склона влаги и питательных веществ, особенно это касается засушливых склонов с небольшим почвенным слоем (например, неразвитые почвы склонов), образовавшимся на меловых отложениях, которые как известно хорошо дренируют воду. В основном, в этом случае, дождевые и талые воды частично «скатываются» вниз по склону поверхностно, а частично дренируются почвой и грунтом склона в глубокие слои, недоступные корневым системам древесных растений. Почвенную влагу расходуют также и сорные травянистые растения, произрастающие в рядах и междурядьях лесных насаждений. Они в этом случае являются конкурентами посаженных древесных пород за влагу и пищу. Кроме того, высокорослые сорные травянистые растения еще и затеняют только что посаженные саженцы, сеянцы либо всходы (в случае создания насаждения семенами) древесных пород, что также отрицательно влияет на их приживаемость и дальнейший рост, заставляя конкурировать не только за влагу и питание, но еще и за свет.

Таким образом, технический результат заявляемого решения задачи заключается в улучшении приживаемости и роста девесных растений путем улучшения их влагообеспеченности, пищевого и светового режимов.

Технический результат достигают тем, что почвогрунт откосов и дна вырытых канав уплотняют, в междурядьях срезают часть почвенного слоя и заполняют им канавы с образованием валика, после чего оставшуюся в междурядьях почву уплотняют, а в образованный валик весной высаживают древесные растения, причем почвогрунт в канавах и почву в междурядьях уплотняют до плотности, обеспечивающей максимальную водоудерживающую способность, при этом почву в междурядьях уплотняют в течение вегетационных периодов до смыкания крон в междурядьях.

«Почвогрут откосов и дна вырытых канав уплотняют, в междурядьях срезают часть почвенного слоя и заполняют им канавы с образованием валика, после чего оставшуюся в междурядьях почву уплотняют» - эти признаки являются существенно частными, так как в совокупности с другими существенными признаками позволяют достичь представленному решению задачи технического результата. Почвогрунт откосов и дна вырытых канав уплотняют до плотности, обеспечивающей максимальную водоудерживающую (водонепроницаемую) способность (вода практически не проходит через такую почву и грунт, она задерживается ими). То есть талые и дождевые воды удерживаются некоторое время уплотненным до максимальной водоудерживающей способности почвогрунтом откосов и дна канав, что улучшает обеспеченность влагой посаженных в образованный над канавами валик древесных растений. Дождевые и талые воды в этом случае удерживаются (скапливаются) в границах, созданных канав, где расположены ряды насаждения, и не стекают поверхностно или внутрипочвенно за их пределы. Уплотненный почвогрунт (почва и грунт) дна и откосов канав в этом случае является препятствием для дренирования воды, он накапливает дождевую и талую воду в границах канав, то есть в рядах насаждения, в местах расположения корней древесных растений. Поэтому влагообеспеченность такого насаждения возрастает, что увеличивает его приживаемость и дальнейший рост (Таблица 1). Валик над канавами образовывают из частично срезанного в междурядьях почвенного слоя, которым заполняют канавы. Срезанием части почвенного слоя в междурядьях достигают прежде всего уничтожения сорной растительности, занимающей верхний слой почвы в междурядьях, которая потребляет влагу, питательные вещества и затеняет молодые древесные растения. Срезая верхний почвенный слой в междурядьях, вместе с ним срезается корневая система травянистых растений и запас их семян. Семена и корни травянистых растений вместе с почвой междурядий попадают в канавы, где на невсхожей глубине часть корней и семян погибают, а оставшиеся в дальнейшем уничтожают прополками в рядах. Поэтому удаление травянистой растительности вместе со срезанным верхним слоем почвы из междурядий и ее уничтожение улучшает влагообеспеченность, пищевой режим и освещенность древесных растений, что положительно влияет на достижение технического результата представленным решением задачи, то есть улучшает приживаемость и рост древесных растений.

Таблица 1.
Влагообеспеченность, приживаемость и рост древесных растений в насаждениях, созданных разными способами.
Показатели	Прототип	Заявляемое решение
Приживаемость, %	70-75	90-95
Рост после создания за первые 5 лет, см (клен остролистный).	75-80	100-110
Содержание общ. влаги в 50 см слое почвы, мм, в 2012 году - 14 мая.	100	140
-/-/-/-27 июля	80	126
-/-/-/-2 сентября	67	100

После удаления (срезания) верхней части почвы из междурядий оставшуюся в междурядьях почву уплотняют до плотности, обеспечивающей максимальную водоудерживающую способность, что необходимо для того, чтобы талые и дождевые воды не просачивались через почву, дренируясь вглубь в подстилающие породы, например в меловые отложения. В предложенном техническом решении задачи талые и дождевые воды не просачиваются через почву междурядий, а стекают по ее уплотненной до максимальной водоудерживающей способности поверхности в ряды древесных растений, задерживаясь на склоне валиками, размещенными над канавами. Далее талые и дождевые воды поглощаются неуплотненной почвой валиков, где посажены древесные породы, и, просачиваясь через нее, попадают в пределы канав, где размещена корневая система посаженных деревьев. Так как почвогрунт откосов и дна канав также уплотнен до состояния максимальной водоудерживающей способности и не пропускает талые и дождевые воды, то они скапливаются и удерживаются от дальнейшей фильтрации (дренирования) в пределах канав, где расположена корневая система посаженных древесных растений. Все это улучшает влагообеспеченность, приживаемость и рост древесных растений, что также положительно влияет на достижение предложенным решением задачи технического результата. К тому же уплотненная до состояния максимальной водоудерживающей способности почва междурядий препятствует прорастанию на ее поверхности семян сорных травянистых растений, попадающих на нее (Таблица 2) и составляющих конкуренцию древесным растениям за влагу, питание и свет. Это тоже способствует достижению представленным решением технического результата.

В междурядьях снимают верхнюю часть почвы и укладывают в канавы с образованием валика. Как говорилось выше, валик необходим для задержания стекающих по поверхности почвы междурядий талых и дождевых вод в рядах насаждения, где расположена еще неразвитая корневая система недавно посаженных деревьев. В этом случае деревья будут лучше обеспечены влагой, что положительно скажется на их приживаемости и дальнейшем росте.

Для образования валика срезают верхнюю часть почвенного покрова (слоя) междурядий, при этом оставляют нижнюю часть, которую также уплотняют до состояния максимальной водоудерживающей (водонепроницаемой) способности. Это необходимо потому, что, как правило, на склонах почва располагается на меловых отложениях (грунтах), которые обладают высокой дренирующей (водопропускающей) способностью и плохо удерживают талые и дождевые воды даже в уплотненном состоянии на своей поверхности. Если срезать почву междурядий целиком и оставить только меловой грунт, то талые и дождевые воды будут вертикально дренироваться и уходить из междурядий на большие глубины, а не поступать по их поверхности в пределы рядов с корневыми системами деревьев, что снизит влагообеспеченность насаждения и отрицательно повлияет на достижение технического результата представленным решением задачи.

Таблица 2.
Засоренность насаждений сорными травянистыми растениями и их освещенность спустя 5 лет после их посадки на 27 июля 2012 года.
Показатели	Прототип	Заявляемое решение
Кол-во сорных травянистых растений в междурядьях шт/м2.	10-15	1-2
Кол-во сорных травянистых растений в рядах шт/м2.	15-17	8-10
Освещенность насаждений через 5 лет после посадки в Клюксах на 11 часов на высоте 20 см от поверхности почвы.	49	68

А оставленная в междурядьях нижняя часть почвенного слоя после уплотнения до максимальной водоудерживающей способности удерживает талые и дождевые воды на поверхности почвы междурядий склона и направляет их в ряды древесных растений, что положительно влияет на улучшение влагообеспеченности насаждения.

В созданный над канавами валик весной сажают древесные растения потому, что наибольшее смачивание почвы, которой заполняют канавы, производят именно талые воды, так как их запас гораздо больше чем выпадает с дождями и ливнями. Поэтому наибольшим запасом влаги почва рядов обладает именно весной и посадка в это время древесных растений также улучшает их приживаемость, что положительно сказывается на достижение технического результата представленным решением задачи.

Почву в междурядьях уплотняют до состояния максимальной водоудерживающей способности (водонепроницаемости) в течение вегетационных периодов до смыкания крон насаждением в междурядьях. Данные операции необходимы для поддержания почвы междурядий в постоянном уплотненном водоудерживающем (водонепроницаемом) состоянии, что улучшает не только приживаемость, но и рост насаждения ввиду лучшего обеспечения деревьев влагой, питанием и светом как можно более длительное время. После смыкания крон в междурядьях уже становится невозможным использовать технику или почвообрабатывающие орудия на конной тяге для уплотнения почвы ввиду их непроходимости по заросшим междурядьям. К тому же к этому времени корневые системы древесных растений развиваются настолько, что они становятся в состоянии обеспечивать себя влагой и питанием. Дальнейший рост и развитие древесных растений происходит самостоятельно.

Таким образом каждый существенный признак необходим, а их совокупность достаточна для достижения представленным решением задачи технического результата.

Изобретение осуществляют следующим образом.

Облесяемый склон имеет крутизну 9-10 градусов. Почва склона неразвита, глубиной 12-14 сантиметров. Она представляет собой одну из разновидностей черноземных почв. Подстилающая порода или грунт (порода, на которой образовалась почва) представляет собой мел, который обладает хорошей водопропускающей (дренирующей) способностью. Склон южной экспозиции довольно засушливый. Покрыт травянистой растительностью, представленной полынью горькой, донником желтым и злаковыми.

Облесение склона начинали с разметки лесокультурной площади. Колышками размечали будущие ряды насаждения, при этом разметку рядов производили поперек склона, ширина междурядий составила порядка 3 метров.

В конце лета, в середине августа месяца, рыли в размеченных рядах канавы треугольной формы, глубиной порядка 50 сантиметров, что значительно ниже почвенного слоя склона. Ширина канав в верхней части составила примерно 80-100 сантиметров. Выполняли канавы с помощью грейдера ДЗ-98. В размеченных рядах будущего насаждения наклонно заглубляли средний грейдерный нож и проходили его углом по будущему ряду в два и более проходов. Причем первым проходом снимали (срезали) почву на 12-14-сантиметровую глубину и укладывали ее вверх по склону от канавы. А вторым и последующими проходами грейдера срезали грунт на 50-сантиметровую глубину и укладывали его рядом с канавой вниз по склону. После этого первоначально вырытую и уложенную возле канавы почву с помощью грейдера сдвигали опять в вырытые канавы с таким расчетом, чтобы она прикрыла обнаженный в канаве грунт. Затем с помощью одной секции водоналивного гладкого катка ЗКВТ-1,4 в агрегате с трактором Т-40 или на конной тяге прикатыванием уплотняли почву и грунт под почвой (почвогрунт) откосов вырытых канав до плотности, обеспечивающей максимальную водоудерживающую способность. На черноземных почвах наибольшая водоудерживающая (водонепроницаемая) способность возникает при их уплотнении до 1,5-1,6 г/см³, на других типах почв наибольшая водоудерживающая способность наблюдается при других плотностях. При этом срезанная первым проходом грейдера почва из канавы и уложенная снова на ее дно закрывает дренирующие меловые отложения, обнаженные по дну канавы вторым проходом грейдера. И после уплотнения этой почвы и грунта под ней откосы канавы и ее дно становятся водонепроницаемыми, хорошо удерживая и накапливая дождевые и талые воды, поступающие в пределы канав из междурядий по склону. Далее грейдером срезают часть почвы из междурядий (в данном случае на глубину 5-7 сантиметров) и заполняют ею канавы с уплотненной почвой и грунтом (почвогрунтом) откосов и дна с образованием валика. Вместе с частью срезанной почвы из междурядий в канавы попадают корневая система и семена травянистых растений, произрастающих на склоне. Попадая в канавы на значительную глубину, часть корней и семян травянистых растений погибают, так как не могут прорасти с такой глубины. Другую их часть в дальнейшем уничтожают в рядах механическими и химическими прополками. Далее весной, после весеннего снеготаяния и естественного увлажнения почвы, находящейся в канавах, и появления у нее состояния физической спелости в валики, образованные над канавами, высаживали сеянцы древесных растений с помощью лесопосадочной машины МЛС-1 в агрегате с трактором МТЗ-80. После этого в течение 5-7 вегетационных периодов 5-6 раз за вегетацию (до смыкания крон в междурядьях) уплотняли в них почву с помощью гладких водоналивных катков ЗКВТ-1,4 в агрегате с трактором МТЗ-80 до плотности, обеспечивающей состояние максимальной водоудерживающей способности. В данном случае поддерживали плотность поверхности почвы междурядий в пределах 1,5-1,6 г/см ³. При этом, во-первых, уплотненная почва междурядий не давала семенам травянистых растений, попавшим на нее, прорастать (прорастающие семена при плотности почвы, обеспечивающей ее состояние максимальной водоудерживающей способности, не в состоянии пройти своими корнями вглубь и погибают от недостатка влаги). Во-вторых, дождевые и талые воды не поглощались ею ввиду ее большой водоудерживающей способности, а скатывались по ее поверхности в ряды насаждения, где поглощались рыхлой почвой валиков, попадали в пределы канав и удерживались там уплотненной почвой откосов, что повысило влагообеспеченность, приживаемость и рост древесных растений насаждения. Прорастающие в рядах травянистые растения до смыкания крон в междурядьях уничтожались механическими и химическими прополками.