Внутрипочвенное инъектирование -экологически безопасная технология в системе озеленения промышленных городов

Таблица 3

Средний прирост вершинного побега подроста ели под пологом естественных лесных насаждений

Категория подроста Доза Терракоттема, г Средний прирост вершинного побега по годам, см

до внесения препарата после внесения препарата

1996 1997 1998 1999

Самосев 5,0 1,8 ±0,1 2,7 ±0,1 4,1 ±0,2 4,0 ± 0,2

Мелкий подрост (до 0,5 м) 15,0 2,2 ± 0,2 3,1 ±0,2 3,1 ±0,2 5,0 ±0,3

Средний подрост (0,5-1,5 м) 30,0 3,0 ± 0,3 3,1 ±0,2 4,1 ±0,3 6,5 ± 0,4

Крупный подрост (1,6-2,5 м) 40,0 5,3 ±0,3 5,4 ± 0,3 12,8 ±0,5 8,5 ± 0,4

Опытные данные по среднему приросту подроста приведены в табл. 3. В результате внесения препарата Терракоттем прирост самосева, мелкого, среднего и крупного подроста увеличился. Причем хвоя, сформированная в вегетационный период (особенно в 1999 г.) после внесения препарата, заметно темнее, чем до внесения. Это характерно не только для вершинного побега, но и для боковых побегов ели. Приведенные данные позволяют сделать вывод, что применение Терракоттема улучшает состояние и благонадежность подроста. Что особенно важно, увеличение прироста вершинного побега наблюдалось и в 1999 г., вегетационный период которого характеризовался сильной засухой (июнь-июль). По нашим наблюдениям, в результате засухи в 1999 г. у ряда экземпляров мелкого и среднего подроста, а особенно у самосева наблюдались явления засыхания хвои текуще-

го и предыдущего годов формирования и появление признаков ослабления молодых растений.

Оценивая в целом эффективность препарата Терракоттем, можно подчеркнуть его доказанное положительное влияние на состояние и устойчивость молодого поколения леса. Терракоттем успешно работает при посадке сеянцев и саженцев, а также для повышения благонадежности уже существующих молодых растений (подрост хвойных пород). Эффективность препарата выявлена уже в первый год после внесения в почвенную смесь, а также прослежена в течение второго года после обработки. Положительный эффект Терракоттема сказался на повышении приживаемости при посадке молодых растений, их выживаемости и повышении устойчивости к неблагоприятным факторам, особенно в зоне высокого неблагоприятного воздействия на растения.

ВНУТРИПОЧВЕННОЕ ИНЪЕКТИРОВАНИЕ - ЭКОЛОГИЧЕСКИ БЕЗОПАСНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ В СИСТЕМЕ ОЗЕЛЕНЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ГОРОДОВ

А.А. ЗОЛОТАРЕВСКИЙ, В.Б. ШОР, МГУЛ

келеные насаждения - важнейший компонент биосферы, который естественным образом регулирует большинство протекающих в ней процессов. Он представляет собой важный фактор формирования климата и глобального круговорота кислорода и

углекислоты, является наиболее емким резервуаром генетического разнообразия организмов, способствует очистке воздушного бассейна от загрязнения, сохранению и повышению плодородия почв, регулирует и очищает водный сток, предотвращает эро-

зию и т.д. Зеленые насаждения становятся своеобразным стабилизатором среды обитания человека.

Московский регион, включающий в себя индустриальный комплекс столицы и агропромышленный комплекс области, характеризуется очень сложной экологической ситуацией, обусловленной возрастающей техногенной нагрузкой на окружающую природную среду. Резко сокращается площадь озелененных территорий и открытых пространств. В Москве сформировалась качественно новая санитарно-экологическая ситуация, которая характеризуется высокой концентрацией антропогенных и техногенных факторов, отрицательно сказывающихся на состоянии зеленых насаждений.

По данным Государственного доклада «О состоянии окружающей природной среды Москвы в 1996 г.» была установлена гибель 250 тыс. деревьев, из них 6,5 тыс. - вдоль основных магистралей. Как показал анализ причин вырубки 40 тыс. засохших деревьев в 1997 г., причинно-следственные закономерности имеют сложный многовариантный характер, что в определенной степени осложняет не только анализ механизма воздействия антропогенных факторов, но и возможность принятия предупредительных мер.

Одним из надежных способов, позволяющих снизить вредное влияние промышленного и сельскохозяйственного производства на окружающую природную среду, является создание новых и сохранение имеющихся зеленых насаждений.

Основной задачей по сохранению зеленых насаждений является умелое управление развитием наземной и корневой части растений. Изменяя условия питания, можно научно обоснованно управлять развитием растений.

Почва является как бы живым организмом, внутри которого осуществляются процессы биосинтеза, протекают крайне разнообразные обменные химические реакции. Для того чтобы поддерживать почву в хорошем состоянии, необходимо знать природу обменных процессов всех ее составляющих.

Именно благодаря действию "совокупности почвенных организмов и химических и биохимических реакций растения имеют возможность питаться минеральными элементами и органическими питательными веществами. Кроме органических соединений углерода и азота, почвы должны давать растениям достаточное количество фосфора, серы, калия, кальция, магния и даже натрия. Кроме того, растения должны получать вещества, необходимые им для жизнедеятельности в малом количестве, такие как бор, цинк, кобальт, медь, молибден, марганец и др.

Каждый из этих элементов необходим не только в минимальном количестве, но обязательно при условии сохранения равновесия (от большого количества нескольких питательных веществ будет мало пользы, если какое-либо одно питательное вещество отсутствует или его недостаточно). Эта закономерность называется законом минимума.

Кроме того, избыток питательных веществ, очевидно, может быть вредным. Так, например, хлористый натрий необходим растениям в небольшом количестве, избыток же его в почве влечет за собой исчезновение многих видов, за исключением устойчивых форм, называемых гсшофитами. Это наблюдение легло в основу другого закона, называемого законом толерантности.

Одним из направлений сохранения равновесия почвы, а также защиты окружающей среды от негативных последствий применения минеральных удобрений и средств химизации является использование новых технологий, позволяющих обеспечить постоянство производительных способностей почвы практически без загрязнения окружающей среды.

Изучая различные способы внесения удобрений в почву (табл. 1), мы пришли к выводу, что биологическим потребностям растений наиболее полно отвечает внутри-почвенное (корневое) внесение растворов удобрений и других питательных веществ методом инъектирования.

Таблица 1

Основные технологические приемы и способы внесения минеральных удобрений в почву

Основные способы внесения удобрений и средств химизации

Технология внесения удобрений

с применением ручного труда

частичная механизация труда

полная

механизация

Внесение сухих и жидких минеральных удобрений с последующим поливом

Внесение жидких минеральных удобрений в скважины, шурфы, щели

Внутрипочвенные полив и инъектирование минеральных удобрений и средств химизации в зону размещения корневой системы

Рыхление почвы, поверхностное внесение удобрений и полив

Бурение скважин и шурфов, прокладка щелей и полив

Используются шприцы, гидробуры с предварительным бурением скважин для их заглубления

Рыхление почвы, внесение удобрений с помощью рабочих органов с/х машин и ручной полив

Используются специальные рабочие органы с/х машин, закладка трубок, систем капельного орошения

Используются гидробурные машины с механическим заглублением гидробуров

Отсутствует

Отсутствует

Применение инъекционных машин без заглубления иньекторов

Таблица 2

Специальные рабочие органы машин для внутрипочвенного полива и внесения питательных веществ методом инъектирования

Сущность способа заключается в том, что в почву на необходимую для определенной стадии развития растений глубину в зону корневой системы растений с помощью специальных рабочих органов (табл. 2) подается под напором жидкость, в которой содержатся питательные вещества, обеспечивающие оптимальное управление развитием наземной и корневой частью растений.

Основные преимущества способа: удобрения подаются в почву в легко доступном для растений виде, поэтому все основные элементы питания, включая малоподвижный в почве фосфор, активно усваиваются корневой системой;

внутри почвы образуются обширные очаги, насыщенные питательными растворами и охватывающие активную всасывающую часть корневой системы растения;

происходит внутрипочвенное рыхление почвы, что значительно улучшает условия аэрации;

исключаются какие-либо повреждения корневой системы;

исключается загрязнение окружающей среды, имеющее место при смыве сухих минеральных удобрений при традиционных поверхностных способах их внесения;

эффективность каждого килограмма удобрений, внесенных способом внутрипоч-венного инъектирования, возрастает в 1,5-2,5 раза по сравнению с обычной агротехникой.

Способ внутрипочвенного инъектирования и устройства для его осуществления имеют авторскую защиту (более 50 авторских свидетельств), запатентован в Англии, Франции, США и ФРГ, отмечен медалями ВДНХ и дипломами международных выставок.

В настоящее время способ внутрипочвенного инъектирования успешно применяется для подкормки зеленых насаждений в Москве. Для этих целей создана специальная машина - корневой растениепита-тель «Крона-130», подкормлено более 200 тыс. деревьев. Машины нового поколения «Крона-82» и «Крона- 1р», созданные в 1999 г. на базе тракторов Т-25, Т-40, МТЗ-82, позволяют производить внутрипочвенное инъ-ектирование питательных растворов в условиях городских зеленых насаждений, а также эффективно использоваться при подкормке плодовых и ягодных культур.

Эти же машины могут также успешно использоваться для внекорневой подкормки деревьев, обмыва кроны и опрыскивания с целью борьбы с вредителями и болезнями растений.

Комплекс машин, приборов и устройств для внутрипочвенного инъектирования для системы озеленения крупных промышленных городов и их природных зон приведен ниже:

- напорный внутрипочвенный питатель НВП-1 на базе экскаватора Э-153А;

- напорный внутрипочвенный питатель НВП-2 на базе гусеничного трактора ДТ-54А или ДТ-75;

- гидромеханизированный пропашной растениепитатель непрерывного действия ГИПР АН-1;

- импульсный напорный растениепитатель ИНАР-3-10;

- агрегат ротационный гидроимпульсный АРГ -1;

- корневой напорный растениепитатель «Крона-3» на базе экскаватора ЭО-2621;

- инъекционный коллектор машины «Крона-3»;

- гидропреобразователь машины «Крона-3»;

- корневой растениепитатель «Крона-130» на базе поливомоечной машины ПМ-130.

Таким образом:

Разработанный способ внутрипочвенного напорного питания, орошения и аэрации растений в системах зеленых насаждений промышленных городов позволит комплексно механизировать все производственные процессы по подкормке деревьев.

Внутрипочвенное инъектированное внесение растворов удобрений даст возможность оперативно реализовать на больших производственных площадях агротехнические рекомендации по уходу за зелеными насаждениями с учетом дифференцированного подхода к внесению элементов питания в соответствии с агрохимическими анализами почв.

Применение инъекционного способа внесения удобрений значительно снизит выпад деревьев, тем самым сократит работы по выкопке, посадке и пересадке деревьев, позволит длительное время сохранять зеленые насаждения, деревья-памятники, реликтовые и мемориальные посадки.

Полная механизация производственного процесса исключит тяжелый физический труд, непосредственный контакт с химическими веществами (удобрениями), улучшит санитарно-гигиенические условия всего производственного процесса.

Широкое внедрение машин «Крона» обеспечит комплексную механизацию и частично автоматизацию всего производственного процесса по дозировке, приготовлению, транспортировке и внесению элементов пи-

тания в почву. Технология машин «Крона» позволит экономно вносить минеральные удобрения и другие средства химизации и исключит загрязнение химикатами окружающей среды.

УРАВНЕНИЯ ОБРАЗУЮЩЕЙ ПРОФИЛЯ КРОНЫ И ДЕРЕВА В ЦЕЛОМ

Г.А. ИВАНОВ, МГУЛ

Уравнений для описания формы кроны, как правило, не применяют, а используют качественные характеристики формы кроны типа: плоская, шаровидная, кубический параболоид, конусовидная, яйцевидная и некоторые другие [1, 3, 4, 5] либо признаки типа: протяженность кроны, наибольший диаметр кроны, коэффициент формы кроны для вычисления, например, миделя кроны [5]. Вместе с тем наличие уравнения для описания профиля кроны дерева значимо при определении нагрузок на элементы рабочего оборудования валочных машин и при нахождении массы кроны. Именно аналитическое описание профиля, увязанное с характеристиками кроны, позволяет достаточно точно находить положение ее центра тяжести и, следовательно, положение центра тяжести дерева в целом. Существующие рекомендации о местоположении центра тяжести кроны не только разноречивы, но иногда не учитывают ее особенностей.

Задачу по нахождению уравнения образующей формы кроны дерева определим следующим образом:

- из класса элементарных функций одной переменной подобрать такую, чтобы не более чем по четырем значимым признакам: протяженности кроны; наибольшему диаметру; коэффициенту формы кроны; коэффициенту асимметрии воспроизвести профиль образующей формы кроны.

Три первых значимых признака общеприняты при описании формы кроны, тогда как потребность в четвертом возникает именно в случае аналитического задания ее

профиля. В этом случае требуется вполне конкретное указание на местоположение максимального диаметра кроны. Введем коэффициент асимметрии как частное от расстояния от начала кроны и до ее максимального диаметра к длине кроны, именно

= (1) где Ьм - расстояние от шейки ствола (комлевого среза) и до максимального диаметра кроны; Ьк - расстояние от шейки ствола (комлевого среза) и до основания кроны; Ьс

- длина (высота) дерева.

Примем ряд упрощающих допущений и ограничений и решим вопрос описания формы кроны следующим образом. В качестве допущения положим, что форма кроны аппроксимируема телом вращения вокруг центральной оси ствола. Данная аппроксимация возможна в силу того, что вся совокупность крон сводится к следующим формам: плоская, шаровидная, кубический параболоид, параболоид второго порядка, яйцевидная, конусовидная и стреловидная. Дополнительно введем ограничения, служащие для отбраковки непригодных формул:

1) уравнение, описывающее продольный профиль кроны должно интегрироваться в элементарных функциях;

2) произведение квадрата ординаты продольного профиля кроны с абсциссой х также должно интегрироваться в элементарных функциях;

3) совокупность уравнений, удовлетворяющих независимым условиям, характеризующим форму кроны, должна быть разрешима относительно параметров, вхо-