ВЛИЯНИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ ЛЕСНЫХ МАШИН НА ЛЕСОРАСТИТЕЛЬНЫЕ СВОЙСТВА ПОЧВ

 

Ермичев В.А., Лобанов В.Н., Кривченкова Г.Н., Артемов А.В.

 (БГИТА, г. Брянск, РФ)

 

The article shows the negative influence of  the caterpillar forest machines on the soil, following which the vegetable cover and topsoil is destroyed, the ground is compacted, the roots of plants are damaged. 

 

Перемещающиеся по лесосеке гусеничные трелевочные машины оказывают существенное воздействие на почву. Общая площадь поранений почвенно-растительного покрова при трелевке составляет 10...75% площади лесосеки [2].

На волоках с большим числом рейсов трактора лесорастительные свойства почвы заметно ухудшаются. В настоящее время на лесозаготовках применяется тракторная трелевка тяжелыми тракторами с канатно-чокерной и бесчокерной (с манипуляторами и захватами) оснасткой на базе тракторов ТДТ-55 и ТТ-4.

В таблице по данным А.В. Письмерова [2], показано, как при тракторной трелевке проис­ходит нарушение почвенного покрова: выделенные категории поранения почвенного покрова значительно различаются уплот­нением верхних горизонтов почв в зависимости от количества рейсов трактора. Особенно сильно уплотняется почва в колее волока с увеличением количества рейсов трактора, что влечет за собой, снижение водопроницаемости и развитие линейной эрозии почвенно-растительного покрова. При бессистемной тракторной трелевке за комель хлыстов с кронами в сильной степени повреждается почвенный покров на 40% площади лесосеки и на 90% уничтожается еловый подрост [2].

 

Таблица

Категория поранения почвы при трелевке	Глубина, см	Изменение плотности почвы (г/см3) в зависимости от количества рейсов трактора с возом
		5	10	15
I - неповрежденная почва	0...5 5...10 10...20	0,56 0,84 0,96	0,55 0,92 1,02	0,64 0,84 0,86
II - волок, закрытый порубочными остатками	0...5 5...10 10...20	0,64 0,98 1,15	0,62 1,06 1,15	0,90 1,06 1,20
III – минерализованный волок	0...5 5...10 10...20	0,88 1,15 1,21	0,70 1,07 1,15	1,06 1,23 1,24
IV - колея волока	0...5 5...10	0,82 1,28	0,62 1,05	1,10 1,37

 

При существующей технологии лесосечных работ комплектом многооперационных машин почти полностью уничтожается подрост и разрушается весь почвенно-растительный покров.

В бесснежный период при разработке лесосек с помощью действующей системы лесосечно-транспортных машин происхо­дит перенос, перемещение и уплотнение верхних горизонтов почвенно-растительного покрова. Поверхность почвы в значительной степени минерализуется на 50-90% площади лесосеки. Площадь, занятая волоками, достигает 40% площади лесосеки.

Значительным изменениям подвергаются водно-физические свойства почвенно-растительного покрова. Плотность почвенно-растительного покрова на пасечных волоках увеличи­вается в 1,5...2,0 раза, водопроницаемость снижается в десятки и сотни раз [1].

Трелевка деревьев за комли бесчокерными трелевщиками вызывает сильное изменение микрорельефа поверхности почвенно-растительного покрова  лесосеки. В месте разворота трактора образуются микропо­вышения, занимающие в среднем четвертую часть площади лесо­секи. Микропонижения создаются на волоках и составляют более 40% площади.

Поверхность почвы в процессе трелевки сильно минерализуется в результате сдирания лесной подстилки, перемешивания ее с минеральными горизонтами почвенно-растительного покрова или вдавливания в почву. Без учета площади погрузочных площадок, занимающих до 50% площади лесосеки, площадь с сильноминерализованной поверх­ностью лесосеки составила около 60%. В целом, по всей площади лесосеки минерализованная в разной степени поверх­ность почвенно-растительного покрова  составляет 85% [1].

Почвы влияют на интенсивность роста деревьев и качество древесины.

Сами корни делают почву более структурной. После прорастания  корня в почве, она становится более разрыхленной, обеспечивая доступ  воздуха к корневым волоскам. Вместе с углекислотой корни выделяют в окружающую среду сложные соединения, аминокислоты, ростовые вещества. Это привлекает почвенные микроорганизмы. Почва оказывает большое влияние на развитие и разрастание систем деревьев. такие породы, как сосна, береза, осина, имеют глубокие корневые системы, ель укореняется поверхностно. Корни ели усиленно разрастаются в горизонтальном направлении и поэтому, как было отмечено, особенно подвержены повреждениям при движении техники в лесу.

Независимо от глубины стержневых крупных корней основная масса всасывающих корешков и корневых окончаний расположена в верхнем слое почвы, поскольку он обладает лучшими физическими свойствами, содержит основное питание и обеспечивает достаточный подвод кислорода к корешкам за счет наличия почвенных пор.

Если почва не уплотнена, то корневые ходы, трещины и другие внутрипочвенные полостные образования способствуют усиленному развитию корней и обеспечивают их прирост [4].

Уплотнение почвы в большей мере отрицательно влияет на развитие мелких корней деревьев, концентрация которых в гумусном слое 200-500 м/м². Мелкими являются корни, диаметр которых равен 10 мм и меньше. Количество таких корней составляет более 93% от всей корневой системы, а зона их распространения вокруг ствола достаточно обширна. Если у 20-летнего дерева радиус корневой системы равен в среднем 1,7 метра, то у 40-летнего дерева он составляет около 3 метров, а в 60 лет – уже более 4 метров.

Установлено, что статическое давление  машины на почву более 80 кПа препятствует развитию мелких корней, а при давлении на почву 30-50 кПа их рост может быть затруднен. Давление на почву 90 кПа уменьшает рост молодняков на 15% в течение 3-4 лет после воздействия [4].

Современные технологии разработки лесосек предусматривают многократные проходы машин по ней. Вследствие этого площадь лесосеки подвергается за сезон двух...четырехкратному воздействию ходовых систем, а отдель­ные участки лесосеки восьми...шестнадцатикратному [3].

Увеличение давления на почву и числа проходов движи­телей машин по лесосеке поставили перед лесоводами серьезную проблему переуплотнения почв, которая с каждым годом стано­вится все острее. Причем переуплотнение почв происходит не только в верхнем, но и на глуби­не 40-50 см.

В результате этого корневая система растений формируется в пределах почвообрабатывающего слоя (25...30 см), содержание влаги в котором неустойчиво, что в значительной степени отражается на  продуктивности растений и деревьев. Наиболее общим показателем физического состояния почвы и плодородия является ее плотность. Последствия уплотнения почвы движителями тракторов определяются характеристиками почвы  во время воздействия на нее и главным образом максимальным контактным давлением. Связано это с тем, что высокое контактное давление деформирует структуру почвы, отдельные ее агрегаты, пористость которых обработкой почвы и ее рыхлением не восстанавливается.

Таким образом, подходя к выбору движительных систем, обеспечивающих предельно допустимые нагрузки на почвенно-растительный покров и принцип маневрирования (поворота), следует исходить из требования сохранения целостности почвенно-растительного покрова  и особенно его важнейшего компонента - лесной подстилки.

Литература

1.     Шумаков В.С. Некоторые особенности физических свойств лесных почв. Сб. «Научные работы по лесному почвоведению». – М.: Лесн. промышленность, 1973, с. 4-22.

2.     Письмеров А.В., Ханбеков Р.И. Влияние механизированных лесозаготовок на изменение почвенного покрова в лесах Уфимского плато /Горные леса Южного Урала. – Уфа: Башкирское книжное издательство, 1971, с. 60-64.

3.     Куляшов А.П., Колотилин В.Е. Экологичность движителей транспортно-технологических машин. – М.: Машиностроение, 1993, 286 с.

4.     Герасимов Ю.Ю., Сюнев В.С. Экологическая оптимизация технологических процессов и машин для лесозаготовок. – Изд-во университета Йоэнсуу, 1998. – 178 с.