R O C Z N IK I G L E B O Z N A W C Z E T. X X V , Z. 3. W A R S Z A W A 1974
Z B I G N I E W P R U S I N K I E W IC Z , K A Z I M I E R Z B I A Ł Y , B O G D A N C H R A P K O W S K I
SKŁAD CHEMICZNY I CECHY BIOMETRYCZNE ORGANÓW ASYM ILACYJN YC H JAKO W S K A Ź N IK I W ARU NKÓ W GLEBOWYCH ORAZ MINERALNEGO O D Ż YW IA N IA I POTRZEB NAW OZOWYCH
DRZEWOSTANÓW SOSNOWYCH
Z ak ład G lebo zn aw stw a U niw ersytetu M. K opernika w Toruniu
W S T Ę P
Rozległość systemów korzeniowych penetrujących warstwy gleby o róż nej zasobności i różnych właściwościach fizycznych jest głównym po wodem tego, że o warunkach mineralnego odżywiania drzew leśnych (zwłaszcza starszych klas wieku) lepiej na ogół informują wyniki analiz aparatu asymilacyjnego niż rozpowszechnione w rolnictwie chemiczne analizy powierzchniowych poziomów glebowych. Niezbędnym warunkiem poprawnej interpretacji rezultatów analizy igieł lub liści roślin drzewia stych, przy ustalaniu ewentualnych niedoborów składników pokarmowych oraz odpowiednich dawek nawozów jest jednak posiadanie obszernych materiałów porównawczych. Polskie doświadczenia w tej dziedzinie są wciąż jeszcze skromne mimo pionierskich osiągnięć niektórych badaczy, zwłaszcza Królikowskiego i jego współpracowników.
Wskazania zawarte w literaturze zagranicznej wymagają dopiero spraw dzenia i dostosowania do naszych warunków siedliskowych.
C E L P R A C Y I T E R E N BADAIŃf
W celu uzyskania konkretnych wskaźników i liczb granicznych do stosowanych do warunków siedliskowych Polski północno-zachodniej za początkowano odpowiednie badania w nadleśnictwie Ptóżanna (Bory Tu cholskie — sandr B rd y *). W niniejszej pracy przedstawiono hipotezę
roboczą, koncepcję metodyczną i pierwsze wyniki tych badań.
1 P race w ykonane częściowo w ram ach badań w ęzłow ych (problem 09.2.1, temat: Studia nad w ykorzystyw aniem glebow ych składników m ineralnych i azotu przez biocenozy leśn e-bo ry sosnowe).
2 2 4 Z. Prusinkiewicz, K. Biały, B. Chrapkowski
Dwie powierzchnie badawcze, po 0,20 ha każda, zostały założone w drze wostanach sosnowych III klasy wieku na siedliskach boru mieszanego świeżego (oddział 77a — bonitacja I) i boru świeżego (oddział 102a — bonitacja III). Pod względem fitosocjologicznym obie powierzchnie należą do zespołu Peucedano-Pinetum Mat. 1962. Drzewostan I bonitacji porasta glebę rdzawą ukształtowaną z piasku słabogliniastego, zalegającego na głębokim piasku luźnym przewarstwionym wstęgami pylastymi. Pod drze wostanem III bonitacji stwierdzono glebę skrytobielicową, utworzoną z luźnych piasków głębokich.
Uziamienie gleb analizowano metodą sitową i areometryczną Bouyou- cosa w modyfikacji Casagrande i Prószyńskiego, ciężar właściwy — me todą biuretową, ciężar objętościowy — w pierścieniach stalowych pojem ności 100 cm3, porowatość wyliczono z ciężarów właściwego i objętościo wego. odczyn oznaczano elektrometrycznie z zastosowaniem elektrody szklanej, zawartość węglanów — aparatem Scheiblera, С org. — metodą Tiurina, N og. — metodą Kjeldahla. łatwo rozpuszczalne formy fosforu i potasu — metodą Egnera-Riehma, łatwo rozpuszczalny magnez — mer- todą Schachtschabe-la oraz składniki rozpuszczalne na gorąco w 20-pro- centowym HC1 — metodą Giedrojca.
Na podstawie przeprowadzonych analiz (tab. 1 i 2) glebę rdzawą w drzewostanie I bonitacji można ocenić jako nieco lepszą od gleby skry- tobielicowej w drzewostanie III bonitacji. Zwraca uwagę wyraźnie większa zawartość przyswajalnego magnezu oraz warstwowanie podłoża gleby rdzawej. W podłożu gleby skrytobielicowej stwierdzono obecność niewiel kiej ilości węglanów.
P O M I A R Y B IO M E T R Y C Z N E
Na każdej powierzchni wytypowano po 20 drzew próbnych spośród drzew panujących. W połowie października 1969 r. ścięto te drzewa, do kładnie je pomierzono i wybrano z nich po jednym drzewie modelowym, reprezentującym porównywane drzewostany. Z drzc-w modelowych, po dzielonych na jednometrowe sekcje, wycięto krążki (odcinki) w celu do konania pomiarów rocznych przyrostów aparatem Amslera (z dokład nością do 0.01 mm). Masę drzew obliczono metodą sekcyjną Hubera (tab. 3).
W chwili ścięcia drzewostan I bonitacji miał 52 lata, a drzewostan III bonitacji był o 10 lat młodszy. Podkreślić należy, że drzewostan III bonitacji wykazywał w pierwszych 15-20 latach życia lepsze przyrosty ■wysokości i masy niż drzewostan I bonitacji. Przewaga tego ostatniego zaznaczyła się dopiero później, co zostało spowodowane najprawdopo dobniej wzrastającym w miarę rozwoju systemów korzeniowych wpły wem warstwowanego podłoża gleby rdzawej o korzystniejszych
właści-R o c z n ik i G le b o z n a w c z e
Uziarrisnie i niektóre fizyczne właściwości gleb na powierzchniach badawczych
Partiels eize distribution and soae physieal properties of soils on the areas investigated
T a b e l a 1
Poziom Horizon
{ Głębokość 1 Części 1 1 Depth g szk ie lo * |
Procentowa zawartość części ziemistych J i w шт/ Per oent of fin e earth p a r tic le s , of mm in dia
Ciężar , 1 w ła ś c i- 1 1 wy * Ciężar objęto ściowy , Poro- 5 watość u I » i cm 1 1 Skeleton ' p a rtic le s U ^ 1r _
_
L 1-0,5 1— ■ I 1 0 ,5 - 1 i 0,25 , 0,25-0,1 Г 1 1 0 ,1 - 1 a 1 0,05 j 0, I ,05- 1 >02 , 0,0€ 0,005 „ T ~ -1 0,005- , 0,002 I ICO,002 1 ! S p e c ific 1 1 gravity 1 ; Q/cm3 ] Bulk den|- or в s ity 1 % JL _ _ _ _ g
G 1 с b a rdzawa /drzewostan sosnowy I bon itacji/ В а Rusty s o il /pine stand of the I s t Bonitätion/ пu и ! A, • 0-5 1 2,49 1 6,45 1 15,20 » 51,44 1
13
1 4 1 3 1 1 1 41
~ 1
-!- "â
J
52,11i
А /ВJ
13-23 ! 8 , 4 8 ! 6,65J
15,75*
51,18!
™
! 5!
2 1 11
1 3 !2 ' 61
! 1,25B
,
43-531
20,38,
7,601
12,98,
50,75i
i ^
i
6,
2 J 1 1 2 1 2 » G-> 1 1,40 1 46,77 [I Î B2 I 63-73 1 - 1 - 1 - I - 1 1 - 1 2,61 1 1,37 1 47,51 8 вЛ>1 ! D2 1 83-93 i 22,33 1 17,23 ■ 21,20 1 49,02 1 8 1 2 1 2 1 0 1 1 1 2,62 1 1,46 » 44,27 « ! 3 7 ' 6 4 ! 1 123-133 ! ° » 15 ! 0,65 ! 2,65 * 64,23 1 25 1 0 1 4 1 1 1 1 ! 2 ' 63 ! 1,64 I D6 [ 163-173 i 0 0,12 1 ° ' 33 ! 60,63 1 32 ! 2 [ 1 ! 1 1 1 1 1 2 ' 60 1 1,50 , 42,31 { !V
, 300-310 i ° i 0,35 1 19,90 i 69,05 1 7 i 1 i 1 i ° 1 0 1 2,65 , 1,52 1 42,64 5 ii Gleba skrytobielicowa /drzewostan sosnowy I I I b o n ita c ji/ 1
0 u I i i i
Crypto podzolic s o il /pine stands of the I l l r d bonitation/ ii
II в A1+A2 1 0-3 I- 2,09 1 15,90 i 33,30 i 38,15 1 4 1 1 1 2 i 1 1 3 1 2,60 i - • - s i B1 » 11-15 1 4,45 1 8,15 ■ 37,85 1 42,48 1 4 1 2 I 2 * 0 1 2 1 2,61 1 1,41 • 45,98 » ! B2 1 28-33 1 - 1 - -1 - 1 1 - 1 2,61 1 1,68 ! 35’ 6 3 S B/C , 58-63 ! 7» 31 ! 9,20 ! 51’ 25 ! 35,58 1 1 . 0 ! 0 1 1 1 ! 2» 60 i 1,62 , 37,69 J c 1 108-118 1 9,79 j 8,65 1 44,35 i 43,55 1 1 i 1 1 1 1 0 1 0 1 2,61 , 1,58 1 39,46 jj ! d2 1 178-188 1 16,78 I 22,60 1 63,48 1 11,33 1 1 1 1 1 0 1 0 1 0 1 2,65 1 1,54 1 41,89 ] 1 275-300 1 1 4,84 1 10,20 1 60,70 1 26,63 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0 J ~ 1 “ ' 1 - Il 0
b e l
Niektóre chemiczne właściwości gleb powierzchni badawczych Some chemical propertieo of s o ils on the areas investigated S Poziom
j Horizon I Głębokość I________pH, Depth i--- 1 CaC03
С 1 1
11 I C/N 1
, Rozpuszczalne w
20% HC1, mg/100 g 1 Składniki przyswajalne mg/100 g gleby u u n i i в 1 1 cm 1 H2° 1 1 1 KCL ! % % J 1 % I 1 gxeDy Soluble 1 o f s o il in 20% HC1, mg/100g 1 A vailable . s o il elements, rcg/l00g of i i i j 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 . 1 k2o 1 T 1* 1 CaO 1 1 1 P2°5 wg Egnera r ---“ 1---1 wrç ocliacht . 1- achabeid_ - i I P2C£ 1 k2o 1 Mg-0 u s и II Я if Gleba rdzawa /drzewostan cosnowy I b dn itacji/
Rusty s o il /pine stand of the 1st bonitation/
A1 1 0-5 1 4,3 1 3.8 1 0 1,98 1 0,108 1 18,3 ! 48,0 » 79,6 1 34,3 1 1,6 j 4,5 ! 0,9 “ U N u A ^ B 1 13-23 1 4,6 • 4,1 » 0 0,58 1 0,038 1 15,3 [ 50,4 J 88,0 j 52,9 ! 3’ 7 1 3,0 I 2,9 в Й a u Bi J 43-53 ! 4,6 ! 4,2 ! 0 1 - 11 " 1 92,0 , 83,8 , 35,8 1 4,3 1 5,5 1 4,3 B2 1 63-73 - 1 1 - 1 153,6 1 142,4 1 55,7 1 5,7 1 6,0 > 10,4 s B/D1 1 83-93 1 5,3 1 4,8 1 0 1 - 1 1 122,4 1 108,8 1 25,4 • 1,9 ! 3,5 1 4,0 II D2 1 123-133 1 5,3 1 4,3 1 0 1 - 1 1 268,0 1 160,5 1 51,3 ! 4’ 2 , 5,5 0,6 II D6 1 163-173 ! 5*6 ! 4,6 1 0 ■ - 1 J 112,0 J Ю7,5 [ 26,1 1 1* 5 ! 2,5 1 3,5 K U 1 300-310 i 5» 9 i 5,0 1 0 i “ 1 I 1 “ 1 - IIau
Gleba skrytobielicowa /drzewostan I I I bon ita c ji/
Crypto, podzolic s o il /pine stands of the I l l r d bonitation/
1 0,086 i 22,4 1 _ - — l — 1 1 0,017 1 9,4 I I 1 [ ” 1 1 “ j 1 1 - 1 1 A i 1 0-3 4,1 3,5 , 0 B i 1 11-15 4,9 4,2 I 0 B 2 1 28-33 - I -B / C 1 58-63 5,5 4,7 j 0 с [ 108-118 6,5 5,0 , 0 D 1 1 178-188 7,2 6,9 I 0,94 1 1 ■ д * 1 1 275-300 6,9 6,6 1 -1,93 0,1 6 1,1 1 5,5 » 0,3 2,9 * 3,° ! i ,o 1,9 . 3,0 . 2,3 1,3 i 2 *5 i 2,9 1,1 1 3,0 1 3,5 6,0 ; 4,5 * 3,4
Autorzy dziękują mgr Barbarze Eis za udostępnienie wyników a n a liz składników przyuwajalnych oraz rozpuszczalnych w 20% HCX. The authors express th e ir acknowledgment to Magister Barbara Eis f o r intimationg the an alysis re su lts of the elements a v a ila b le and soluble in 20% HC4«
Ig liw ie wskaźnikiem zasobności gleby 2 27
T a b e l a 3 Charakterystyka drzew modelowych w porównywanych drzewostanach
sosnowych I i I I I b o n ita c ji
C haracterieties o f model trees in compared pine stands o f the 1st and the I l l r d bonitation.
1 Wiek drzewa modelowego Model tree age 1 1 B onitacja I Bonitation I I i i 1 -.-f Bonitacja I I I Bonitation I I I I 1 wysokość 1 1 aiążezość — Г 1 j wysokość i miąższość 1 height 1 bulk i i height 1 bulk 1 m 1 zs? iü m * л? J. t 7 1 2,00 It 0,0003 i! 2,18 1 0,0003 12 ! 4,00 i1 0,0034 It 4,33 J 0,0056 17 1 6,40 ! 0,0145 I 7,24 , 0,0161 22 1 9,10 1 0,0349 К1 9,12 j 0,0352 27 1 12,10 1 0,0701 1 10,95 1 0,0500 32 11 14,80 11 0,1209 11 12,32 1 0,0712 37 1 15,92 i 0,1753 11 13,22 J 0,0957 42 1 17,00 I 0,2483 11 14,48 , 0,1201 47 ! 18,30 1 0,3201 1 1 1 52 I J 19,58 I 1 0,3806 1 1 I 1 I
wościach fizycznych i chemicznych. Przewaga drzewostanu I bonitacji wzrosła jeszcze w latach 1948-1949, kiedy to w nadleśnictwie Różanna wystąpiła silna gradacja brudnicy mniszki Lymantria monacha L. Żer mniszki objął wówczas oba porównywane drzewostany, ale, jak wynika z analizy przyrostów drzew modelowych, bardziej dotknięty został drze wostan bonitacji III.
Z najmłodszego okółka wierzchołkowego ściętych drzew próbnych po brano szpilki. Wybrano losowo i poddano analizom po 200 (100 par) igieł, z każdego drzewa oddzielnie. Średnia masa 100 igieł wysuszonych w 65°С wynosiła w drzewostanie I bonitacji 2,47 ±0,12 g, a w drzewostanie III bonitacji — 2,03 ± 0,09 g, przy odchyleniach standardowych ol = ± 0,69 g oraz am = ± 0,52 g.
Średnia długość igieł wynosiła odpowiednio 66,3 ± 0,2 mm i 53,5 ±0,2 mm przy odchyleniach standardowych ог = ±10,9 mm oraz oin = = ±9,9 mm. Istotność różnic średnich mas i średnich długości igieł mię dzy obu powierzchniami została statystycznie udowodniona z prawdopo dobieństwem P > 99,5%.
A N A L I Z Y C H E M IC Z N E A P A R A T U A S Y M I L A C Y J N E G O
Analizowano 2 po 16 drzew z każdej powierzchni3. Z wyjątkiem ma-2 Skład chemiczny m ateriału roślinnego oznaczono metodami zalecanym i przez I M U Z [2].
3 Z liczby w ytypow anych na wstępie 20 drzew próbnych odrzucono po p rze prow adzeniu szczegółowych pom iarów po 4 drzew a o w ym iarach n ajbardziej odbie gających od wartości przeciętnych.
Skład chemiczny /‘,j s.m./ i g i e ł sosnowych z ürzev/ostanow I i I I I b o n ita c ji
Chemical composition /in ‘,j of d.m./ of pine needleo from the stands of the 1st and the I l l r d bonitation
H H Д rt о •r-s-H О -P t-n) a) -p -p и •H -H fi С M о О я « pq Pierr/iastek .^Element____________ _ Wartości średnie i.îean values £ I r -i; 1 p j 1 , 5 3 0 , 1 6 I 1 L к Lie ! 0 , 6 2 } 0 , 0 2 6 1 ____________J____________ Ca 0 , 1 7 _______L . . Ü _____ 1 1 1 0 , 0 2 8 ; 0 , 0 0 7 1 1 ! ± 0 , 0 0 2 j ± 0 , 0 0 1 I i i ! lia i i 0 , 0 0 6 ± 0 ,0 0 1 brednie błędy średnich
Standard errors of means
E* 1 J 1 i I T -1 о i 1 , ° i + i i i i---i i i i 1 ° . 1 о 1 + ' 1 L —————— — -p-J ± 0 , 0 2 j ±0 , 0 0 1 i ± 0 , 0 2 Odchylenia standardowe Standard deviations Ъ 1 ш ___________ Г i 1 ± 0 , 2 6 ! ± 0 , 0 2 i i 1 , 6 3 ! 0 , 1 7 i i i i ± 0 , 0 9 j ± 0 , 0 0 5 ± 0 , 0 6 ...T... i ± о , о о з ! ± 0 ,0 0 3 i ± 0 , 0 0 3 M H M Н Ы M vO Д T-6) о •r-э-Н II • о +» da) н -P -P M •H -H H Й £ й о о pq pq Y/artości średnie tle an values к * III 0 , 5 2 г 0 , 0 2 2 о ro i i i 0 , 0 3 5 j 0 , 0 0 8 i i 0 , 0 1 0 ___________j
Średnie błędy średnich Standard errors of meana
m j i i ± 0 , 0 4 ! ± 0 ,0 1 ' 1 9 1 ± 0 , 0 2 ± 0 ,0 0 1 г -i 1 + O 1 о 1 1 i + o с о ю 1+о о о ± 0 ,0 0 1 Odchylenia standardowe Standard deviations è i u 1 1 - 0 , 1 5 i i o , 0 2 1 . . _____ L_rn_____ - ,J ^ 0 , 0 9 ± 0 , 0 0 3 ± 0 , 0 5 1 1 1 1 i o ,0 1 0 j i o , 003 i ± 0 , 0 0 4 Różnice Differences R = X I“X III --- ---1 ---I i 0 , 1 0 j 0 , 0 1 1 ________ L ™ — ____ J 0 ,1 1 L.__________ Г ““" “—---0 , “—---0 “—---0 4 _____ _____i 0,0 6 ! i____________j 1i i i i 0 , 0 0 7 ! 0 ,0 0 1 j î I L____________1____________ 0 , 0 0 4 j 1 1 Średnie błędy różnic
Mean errors of differences
** j ± 0 , 0 3 j ± 0 , 0 1 11 ± 0 , 0 3 ±0,001 I ±0,02 1 1 1 , 1 ±0,003 j ±0,001 I1 1 1 ±0,001 I • 1 1
Prawdopodobieństwo istn ien ia różnic Confidence le v e l Pîî — ...1---1 11 70 j 70 99 1 1 1 ' 1 99 i 99 I 1 h~— — —---- -—---— — 1 1 1 95 ! 50 ! I 1 1 1 1 99 j i
Igliw ie wskaźnikiem zasobności gleby 229
gnezu wszystkie pozostałe pierwiastki występują w igłach sosen obu bo nitacji w ilościach nieco przewyższających wartości uznawane w litera turze zachodnioeuropejskiej za niezbędne minima (tab. 4).
Igły sosen z drzewostanu I bonitacji zawierają więcej potasu i magne zu, a mniej pozostałych pierwiastków w porównaniu z bonitacją III. W odniesieniu do takich biogenów jak azot i fosfor jest to wynik dość nieoczekiwany. Natomiast w przypadku glinu znalezione proporcje mogą potwierdzać powszechnie znany, toksyczny dla sosny wpływ tego pier wiastka.
Większa zawartość wapnia w igłach sosen III bonitacji spowodowana jest zapewne obecnością CaCO;> w podłożu gleby sikrytobielicowej i bra kiem węglanów w glebie rdzawej (por. tab. 2). Zaznaczyć należy, że za stosowane metody analityczne i liczby powtórzeń (N l = N In = 16 drzew) okazały się wystarczające dla wykazania statystycznie udowodnionych (P > 95%) różnic zawartości potasu, magnezu, wapnia, glinu i sodu w apa racie asymilacyjnym porównywanych drzewostanów. Dla statystycznego potwierdzenia z podobnym prawdopodobieństwem istotności różnic w za
wartościach azotu, fosforu i żelaza należałoby zanalizować igły większej liczby drzew.
Aby pełniej zobrazować wpływ poszczególnych składników na rozwój aparatu asymilacyjnego sosny, wyliczono również współczynniki korelacji między procentową zawartością określonych pierwiastków w igłach po szczególnych drzew a średnią długością igieł każdego drzewa (tab. 5).
T a b e l a 5
Współczynniki k o re la c ji między procentową zawartością poszczególnych, pierwiastków w ig ła c h sosen I I I klasy wieku a długością i g i e ł Correlation c o e ffic ie n ts between percentage o f p a r tic u la r elements in needles o f the 3rd age c la ss pine and needle length
1 Pierwiastek * Element 1 Współczynnik k o re la c ji /г/ I IT 1 1 i p « к * Mg i i i Ca 1 A1 1 Sa 1 1 1 1 1 1 J 1 C orrelation c o e ffic ie n t /г/ 1 Średni błąd współczynnika ^ 0 ,2 6 1 - L ° i 32 . L 0 ,3 i . J 0,53 ■ i i - 0 , 0 2 ^ 0 ,1 5 J_ - 0 ,4 3 j 1 1 1 I k o re la c ji /Вт/ 1 i i i 1 1 I
* Mean e rro r o f co rre latio n c o e ffic ie n t /Ег/
J ±0,18 J - 0 ,1 7 j± 0 ,1 7 J - 0 , 1 5 ± 0 ,1 8 J± 0 ,2 7 J± 0 ,1 6 J
Z wyliczeń wynika, że w danych warunkach siedliskowych między badanymi wielkościami brak ikorelacji ścisłych. Średnią dodatnią korela cję stwierdzono w przypadku magnezu, a nieznaczną — dla potasu i fos foru. Istnienie średniej korelacji ujemnej wykazano też w przypadku
2 30 Z. Prusinkiewicz, K. Biały, B. Chrapkowski
sodu. Dla pozostałych pierwiastków, w tym także dla azotu, zależności są bardzo słabe lub nie ma ich wcale.
Nieco inne rezultaty, bardziej chyba zgodne z oczekiwaniami, uzyskuje się wyrażając wyniki analiz chemicznych w jednostkach wagowych, prze liczanych na określoną liczbę igieł, a nie, jak poprzednio, w wartościach procentowych (tab. 6). Na dodatnie strony takiego sposobu przedstawia nia wyników zwracali już uwagę m. in. Heinsdorf i Themlitz (według B a u l e i F r i c k e r a [1].
Interpretując uzyskane wyniki wychodzimy z oczywistego założenia, że pobieranie składników odżywczych jest w drzewostanie I bonitacji bliższe optymalnego niż w drzewostanie III bonitacji. Wyraźne różnice ilościowe na korzyść bonitacji I wystąpiły teraz nie tylko w przypadku magnezu i potasu, lecz także azotu i fosforu. Natomiast wapnia, glinu i sodu było więcej w 200 igłach sosnowych z drzewostanu III bonitacji.
T a b e l a 6
Średnie zawartości pierwiastków w aparacie asymilacyjnym eosny I i I I I b o n ita c ji w mg/200 i g i e ł
Mean content of elements in a ssim ilation apparatus in pine of the 1st and the I l i r d bonitation in mg/200 needles
Bonitacja Bonitation Pierwiastek Element 1 1 I 1 J -N P I К 1 1 1 Mg 1 Ca I 1 1 I . i__ - L I 1 . A1 I 1 .1___ I 1 Pe t 1 J _______ 1 л • u 1 Ha 5 ■ !! 1 11 1 II 1 u L--- *-|] I !i 76,08 7 , 9 2 2 9 , 9 0 j 1,30 j 8,40 J1,38 [ 0 , 3 4
! °’30|
I I I I I 6 5 , 3 0 * 21*22 1i 0 , ? 0 * 9 , 2 2 I И . 4 4r 1 0 , 3 2 I 1 0 , 4 ? 11 1 !i T a b e l a 7 Korelacje między wysokością i masą drzew a ilo ś c i ą poszczególnych.pierwiastkÓTf w 200 ig łac h
C orrelation between the height end bulk o f trees and the amount o f p a r tic u la r elements in 200 needles
I Pierwiastek* I П I P l К I Mg I Ca I A1 | Ре | Ha I — m - E^ement^______________ __________________ * _ __________1 J e __ f . Ï Г r 1+0,198 [+0,221 C o ,584 , +0,471 [-0,136 *-0,115 *+0,220 1-0,146 04J ’S» _ ' _ _ _ _ _ _ _ —
[J \ S i
Г
" Er " "[±0 ,1 7 9 J±0y178 j±0,148J
±0,161 [*0,179 [±0,181 [±0,178~| ±0,1 SO P--- -i--- 1---1--- j--- r --- :— r--- 1--- T---1---в I Г 1 -0 ,0 3 3 1+0,049 1+0,391 1 + 0 ,4 4 4 1 - 0,088 | -0 ,2 1 5 |-0, 247 | - 0,256 * m in L — —I— — - - — —I— - - Ц «■ - *J - - — I I g I Er 1-0,191 l±0,184 1±0,168 I ±0,162 I ±0,183 l±0,178 |±0,177 | ±0,176 . 1 . - - .1 ---I _1--- - I - . --- 1 . --- 1 - j---Igliwie wskaźnikiem zasobności gleby 2 3 1
K O R E L A C J A M I Ę D Z Y W Y S O K O S C I Ą I M A S Ą D R Z E W
A Z A W A R T O Ś C I Ą P O S Z C Z E G Ó L N Y C H P I E R W I A S T K Ó W W IC H I G Ł A C H
Ilość poszczególnych pierwiastków wyrażona w przeliczeniu na 200 (100 par) igieł zdaje się wierniej odzwierciedlać rzeczywistą sytuację tro ficzną obu porównywanych drzewostanów niż zwykłe dane procentowe. Dlatego w dalszych porównaniach i rozważaniach uwzględniono wyłącz nie ten sposób przeliczeń. Zaproponowana tutaj analiza korelacji między rozmiarami drzew a zawartością w ich aparacie asymilacyjnym określo nych pierwiastków-biogenów opiera się na założeniu, że badane powierzch nie nie są pod względem zasobności gleb całkowicie wyrównane i że wskutek tego istnieją różnice w zaopatrzeniu poszczególnych drzew w nie które pierwiastki.
Na podstawie danych z literatury [3, 4] przyjęto również założenie, że niewielkie różnice wieku, które — jak wiadomo — znacznie wpływają na skład chemiczny jednorocznych igieł młodych sosenek, nie odgrywają już poważniejszej roli w przypadku sosny 40-50-letniej.
W celu przeprowadzenia potrzebnych wyliczeń połączono drzewa obu powierzchni w jedną grupę. Należało w tym celu zredukować rozmiary 52-letnich drzew bonitacji I do rozmiarów, jakie posiadały one w wieku 42 lat, tj. w wieku drzewostanu III bonitacji w chwili dokonania ścinki drzew próbnych. Było to możliwe dzięki wykonanej poprzednio analizie strzał drzew modelowych (tab. 3).
Z zestawienia wyliczonych współczynników korelacji r wynika, że pierwiastkami wywierającymi największy wpływ zarówno na wysokość, jak i masę drzew są na badanych powierzchniach przede wszystkim ma gnez i potas4. Lokalna zmienność zaopatrzenia poszczególnych drzew w pozostałe składniki nie miała w danych warunkach siedliskowych istot nego wpływu na rozpatrywane parametry wzrostu sosny. Stąd wniosek, że w przypadku nawożenia badanych drzewostanów należałoby dążyć przede wszystkim do uzupełnienia niedoborów potasu i magnezu co naj mniej do poziomu aktualnego zaopatrzenia drzewostanu I bonitacji. Do piero wtedy można by oczekiwać pełnej skuteczności działania innych składników pokarmowych.
P O D S U M O W A N I E W Y N I K Ó W I W N I O S K I
Wyniki badań opisanych w tej pracy mogą stanowić punkt wyjścia do planowania racjonalnego nawożenia drzewostanów sosnowych w nad
4 Interesująca jest zwłaszcza reakcja drzew na potas, mimo że procentowa z a wartość tego p ierw iastk a w igłach (tab. 4) nieco przew yższała graniczne m inim um p odaw an e w pracach W itticha i Them litza (w ed łu g B a u l e i F r i c k e r a [1].
2 3 2 Z. Prusinkiewicz, K. Biały, В. Chrapkowski
leśnictwie Różanna, z uwzględnieniem zwłaszcza potasu i magnezu. Ten ostatni w szablonowym nawożeniu gleb leśnych rzadko bywa stosowany. Istnieją również podstawy do przypuszczenia, że prawidłowości stwier dzone w tym nadleśnictwie okażą się miarodajne i dla innych części Bo rów Tucholskich, gdzie dość często obserwować można przebarwienia igieł sosnowych, charakterystyczne dla niedoborów magnezu.
Niezależnie jednak od oceny lokalnych warunków zaopatrzenia drze wostanów sosnowych w składniki odżywcze, zebrane podczas badań do świadczenia zdają się przemawiać także za możliwością szerszego stoso wania zaproponowanego tu postępowania metodycznego. Jego główną zaletą byłaby możliwość uzyskania wielu ważnych informacji o pobiera niu składników przez konkretne drzewostany w określonych warunkach siedliskowych, w czasie znacznie krótszym od kilkuletniego okresu po trzebnego normalnie na przeprowadzenie zwykłych doświadczeń nawo zowych.
Najważniejsze metodyczne sugestie i wnioski tej pracy można streścić następująco.
1. Większość gleb odznacza się mniejszym lub większym przestrzen nym (poziomym) zróżnicowaniem właściwości fizycznych i chemicznych, co stwarza odmienne warunki zaopatrzenia poszczególnych drzew w skład niki odżywcze. Rozporządzając wynikami analiz igieł z pewnej liczby drzew próbnych (dla każdego drzewa oddzielnie) oraz rezultatami pomia rów wysokości i masy tych drzew, można dzięki temu zastosować me tody statystyczne (badanie korelacji, regresji itd.) do określania zależ ności między ilością pobieranych składników odżywczych a wzrostem drzewostanów.
2. Porównywanie wpływu warunków troficznych na przyrosty dwóch drzewostanów może być przeprowadzane nie tylko w ściśle równowieko- wych obiektach, lecz także w przypadku istnienia między nimi niewiel kich różnic wieku, po dokonaniu odpowiednich przeliczeń opartych na szczegółowej dendrometrycznej analizie drzew modelowych charaktery zujących oba drzewostany.
3. Przeprowadzone badania potwierdzają spotykany w nowszej lite raturze pogląd, w myśl którego wyniki analiz chemicznych aparatu asy- milacyjnego sosny, wyrażone w jednostkach wagowych przeliczanych na określoną liczbę igieł (np. 200 sztuk — 100 par), dają bardziej wiarygodne informacje o zaopatrzeniu drzewostanów w poszczególne składniki niż przy tradycyjnych przeliczeniach na jednostkę suchej masy.
4. Potrzeby nawozowe drzewostanów słabszych bonitacji można orien tacyjnie ocenić przez porównanie ich zaopatrzenia w składniki odżywcze z zaopatrzeniem drzewostanów I bonitacji przyjętych za tymczasowy wzorzec.
Igliwie wskaźnikiem zasobności gleby 233
5. Istnieją podstawy do wyrażenia poglądu, że pobieranie poszczegól nych składników przez drzewostan I bonitacji może być często także od ległe od optymalnego i że przez odpowiednie nawożenie można by w y datnie zwiększyć produkcję również tych drzewostanów.
6. Wyniki przeprowadzonych badań sugerują, że przy nawożeniu drzewostanów sosnowych nadleśnictwa Różanna (prawdopodobnie także innych nadleśnictw na terenie Borów Tucholskich) należy uwzględniać przede wszystkim niedobór potasu i magnezu.
L I T E R A T U R A
[1] B a u l e H., F r i c k e r C.: N aw ożenie drzew leśnych. W a rs z a w a 1971, P W R iL . [2] Instytut M elioracji i U żytk ów Zielonych: M etody analizy chemicznej i m ate
ria łów roślinnych. W a rsz a w a 1967.
[3] O r ł ó w A . J., К o s z e 1 к o w S. P.: Poczw ien n aja ekołogija sosny. „ N a u k a ”, M osk w a 1971.
[4] Z ak ład D en drologii i A rbo retum Kórnickie P A N . Z ary s fizjologii sosny z w y czajnej. W a rsz a w a 1967, P W N . 3. П Р У С И Н К Е В И Ч , К. Б И А Л Ы , Б . Х Р А П К О В С К И Х И М И Ч Е С К И Й С О С Т А В И Б И О М Е Т Р И Ч Е С К И Е П Р И З Н А К И Х В О И С О С Н О В Ы Х Н А С А Ж Д Е Н И Й К А К П О К А З А Т Е Л И П О Ч В Е Н Н Ы Х У С Л О В И Й М И Н Е Р А Л Ь Н О Г О П И Т А Н И Я И П О Т Р Е Б Н О С Т Е Й В У Д О Б Р Е Н И Я Х Лаборатория почвоведения Университета им. Н. К оперника в Торуни Р е з юме Статья заключает в себе опись полевы х и лабораторны х исследований, целью которых является получение информации по вопросу связи между бо нитетом сосны и химическим составом ее хвои в почвенно-экологических усло виях лессного массива Б оры Тухольске. Результаты этих исследований могут служ ить исходным пунктом для планировки рационального удобрения сосно вы х насаждений на названной территории. Дроведен бы л анализ почв и растительного материала с двух опытных площадей репрезентирующих сосновый древостой 1-го и 3-го бонитета (3-й класс возраста). Результаты почвенного анализа показаны в табл. 1 и 2. Н а каж дой площ ади намечалось по 20 пробных деревьев, из которых бы ло выбрано по одному модельному дереву. Б азирую щ ая на детальны х дендро метрических измерениях характеристика этих деревьев приведена в табл. 3. Однолетняя хвоя собранная вблизи от терминального побега с в ерхуш еч ной мутовки пробных деревьев (для каждого дерева отдельно) подвергалась биометрическому и химическому анализам (табл. 4-6). П р и статистической обра ботке полученны х данных изучалась корреляция между высотой и массой
234 Z. Prusinkiewicz, K. Biały, В. Chrapkowski деревьев а содержанием отдельных химических элементов в хвое (табл. 7). Оказалось, что элементами решающими о бонитете сосны на испытанных п л о щ адях являются прежде всего магний и калий. П олной эффективности дей ствия других питательных элементов следовательно можно ожидать лиш ь по сле возмещения дефицитов калия и магния по крайней мере до уровня ак - туальной обеспеченности свойственной древостою 1-го бонитета. Независимо от оценки обеспеченности основного древостоя питательными элементами в условиях данного лесного хозяйства полученный опыт говорит в пользу более широкого применения предлагаемой здесь методики. Основное ее преимущество состоит в возможности приобрести многие важ ны е инф орм а ции, касающиеся усваивания отдельных питательных веществ конкретными насаждениями в данны х лесорастительны х условиях, при гораздо меньшей затрате времени, в сравнении с обычной, несколько лет продолжающ ейся, экспериментальной проверкой влияния различны х доз удобрений на рост дре весных пород. Главные методические заключения и выводы настоящего труда могут быть излож ены в следующих пунктах: 1. Больш инство почв отличается слабее и ли сильнее выраженной про странственной дифференциацией ф изических и химических свойств, что со здает неодинаковые условия обеспеченности отдельных деревьев питательными элементами. Располагая результатами химического анализа хвои с некоторого числа пробных деревьев (для каждого дерева отдельно), а такж е р езульта тами измерения высоты и массы этих растений, представляется возможным воспользоваться статистической обработкой данных (изучение корреляции, р е грессии и т.п.) для определения зависимостей между количествами усвоенных питательных элементов и ростом исследованного насаждения. 2. Сравнение влияния трофических условий на прирост двух древостоев может быть проведено не только для строго одновозрастных объектов, но и в случае наличия между ними небольш их разниц возраста — после вы полне ния соответственых пересчетов базирующ их на детальном дендрометрическом анализе модельных деревьев, характеризую щ их оба насаждения. 3. Результаты химического анализа ассимиляционного аппарата сосны вы раж енны е в весовых единицах перечисляемых на данное число игол (напри мер 200 штук = 100 пар) дают более достоверные сведения о обеспеченности древостоев отдельными элементами, чем при традиционных пересчетах на единицу сухого вещества. 4. Удобрительные потребности древостоев более низкого бонитета можно ориентировочно оценить путем сопоставления их обеспеченности питательными элементами с обеспеченностью насаждений 1-го бонитета, принимаемой в к а честве временного эталона. 5. Имеется основание судить, что усвоение отдельных элементов древо стоем 1-го бонитета неоднократно далеко отбегает от оптимального и что по средством соответственного удобрения существует возможность значительно повысить продуктивность такж е и этих насаждений. 6. Результаты проведенных исследований указывают на то, что при удо брении сосновых древостоев лесничества Р у ж ан н а (а по всей вероятности так ж е и других лесничеств на территории Боры Т ухольские) следует учитывать в первую очередь дефициты калия и магния.
Igliwie wskaźnikiem zasobności gleby 235
Z. P R U S IN K IE W IC Z , K. B IA Ł Y , B. C H R A P K O W S K I
C H E M I C A L C O M P O S IT IO N A N D B IO M E T R IC F E A T U R E S O F A S S I M I L A T I O N O R G A N S A S IN D IC E S O F S O IL C O N D IT IO N S , M I N E R A L N U T R I T I O N A N D F E R T I L I Z A T I O N N E E D S O F P I N E F O R E S T S
D epartm ent of Soil Science, N. Copernicus U niversity in Toruń
S u m m a r y
In the w o rk area and laboratory investigations aim ing at getting inform ation about relationship between pine bonitation and chemical composition of needles in site conditions of the B ory Tucholskie forest are described. The results of the investigations can constitute a starting point fo r planning of reasonable fertilization of pine stands on this area.
The analyses comprised soil and plant m aterial from two areas investigated, representing pine stands of the 1st and the I l lr d bonitation (3rd age class). The results of soil analyses are presented in Tables 1 and 2.
On every plot by 20 sample trees w ere chosen and am ong them by one m odel tree w as selected. The characteristics of these trees based upon dendrom etrie m easurements is presented in T ab le 3.
N eedles collected from the top verticils of sample trees w ere subjected (sepa rately fo r particular trees) to biometric and chemical analysis (Tables 4 and 6). The results obtained w e re w ork ed out statistically, w h ile investigating the corre lation between hegiht and bulk of trees on the one hand and the content of particular elements in needles on the other (T able 7). It appeared that the elements affecting most strongly the pine bonitation on the plots investigated were, first of all, magnesium and potassium. Hence fu ll effectiveness of the rem aining fe r ti lizer elements can be expected only after supplem enting the potassium and m agn e sium deficiencies at least to the level of actual supply of tree stands of the 1st bonitation.
Irrespective of estimation of local conditinos of supplying pine stands w ith nutrients, the experience gathered during the investigations speaks also in favou r of w id e r application of the methodics proposed. Its m ain advantage is possibility of obtaining m any im portant inform ations on taking up particular elements by the given tree stands in definite habitat conditions w ithin the time much shorter than the several-y ear period usually needed for carrying out traditional fertilizing experiments.
The most im portant suggestions and conclusions resulting from the present w o rk are as follow s:
1. M ost soils show greater of less spatial differentiation of physical and che m ical features resulting in different conditions of supplying particular trees w ith nutrients. Basing upon the results of the analysis of needles from certain num ber of sam ple trees (separately fo r particular trees) and on measurements of height and bulk of these trees, statistical methods (correlation, regression, e tc .) can be applied fo r determ ining relationshpis between amount of the taken up nutrients and tree stand growth.
2. Com parison of the effect of trophic conditions on increment of two tree stands can be m ade not only in the objects of exactly equal age but also in the
2 3 6 Z. Prusinkiewicz, K. Biały, B. Chrapkowski
case of even slight age differences after adequate calculations basing on a detailed dendrom etrie analysis of m odel trees characterizing both tree stands.
3. The investigations confirm ed the opinion, often encountered in the newest literature, that the results of chemical analyses of the assimilation apparatus of pine, expressed in terms of w eight units, converted into definite num ber of needles (e.g. 200 needles = 100 pairs) w ou ld give m ore reliable inform ation on tree stand supply w ith particular nutrients than at traditional conversions into dry m atter unit.
4. Fertilizing needs of the tree stands of low er bonitation can be approxim ately determined by the comparison of their supply w ith nutrients w ith the supply of tree stands of the 1st bonitation assumed as a prelim inary standard.
5. There exist reasons fo r expressing the opinion that taking up particular nutrients by the 1st bonitation tree stand m ight be often remote from optim al one and that the productivity of also such tree stands could be considerably im proved by appropriate fertilization.
6. The investigation results prove that at fertilization of pine stands of the Różanna forest district (and p robably also of other forest districts on the area of the B ory Tucholskie forest) it is necessary to take into consideration, first of all, the potassium and m agnesium deficiencies.
Prof. dr Z big niew Prusinkiew icz Zakład Gleboznaw stw a U M K Toruń, ul. Sienkiewicza 30
