Využití postupů biologické a chemické meliorace při obnově antropogenně degradovaných lokalit vrcholových poloh Krušných hor v oblasti Boleboře

Ing. Martin Kouba

Doctoral thesis

Utilization of biological and chemical amelioration treatments for restoration of anthropogenic degraded locality near Boleboř village in Ore Mts.

Abstract:

V disertační práci byla vyhodnocena růstová dynamika a stav výživy výsadeb lesních dřevin po aplikaci biologické a chemické meliorace, vliv dřevin na stav půd a akumulaci nadložního humusu. Byly sledovány dřeviny: smrk ztepilý (Picea abies L.), smrk pichlavý (Picea pungens Engelm.), bříza (Betula spp.), modřín evropský (Larix decidua Mill.), olše šedá (Alnus incana Moench.), borovice pokroucená (Pinus contorta Dougl.), borovice vejmutovka (Pinus strobus L.) a jeřáb ptačí (Sorbus aucuparia L.). Na 4 výzkumných plochách v oblasti Boleboře v Krušných horách byla měřena výška, tloušťka kořenového krčku, výčetní tloušťka, vypočten přírůst, odebrány vzorky půd, buřeně a asimilačního aparátu. Bylo určováno žloutnutí, okus a mortalita výsadby a vypočtena akumulace množství nadložního humusu. Aplikace hnojiva Silvamix Forte na rozhrnutých valech u smrku ztepilého snížila mortalitu a v prvních 3 letech zvýšila přírůst a efekt je patrný i po 10ti letech. Nebyla potvrzena vyšší atraktivita výsadby pro zvěř po aplikaci hnojiva. Aplikace hnojiva Silvamix Mg měla minimální vliv na růstovou dynamiku a obsahy živin v listovém aparátu. Pozitivně ovlivnila půdní charakteristiky, došlo k nárůstu hodnot kationtové výměnné kapacity, poklesu hydrolytické acidity, nárůstu sorpční nasycenosti bázemi, poklesu obsahu iontů hliníku Al3+ a poklesu obsahu Fe2O3. Na hnojených plochách se zvýšil obsah přístupného dusíku, fosforu, vápníku a hořčíku, celková zásoba dusíku, vápníku a hořčíku. Rapidní nárůst obsahu Ca a Mg souvisí s leteckým vápněním v roce 2002. Aplikace hnojiva významně podpořila rozvoj přízemní buřeně v porostu smrku ve směsi s břízou, naopak v porostu čistého smrku vedlo k redukci nadzemní biomasy. V porostu břízy ve srovnání s čistým smrkem pichlavým byly doloženy příznivější vlastnosti půd, vyšší zásoba celkového dusíku, fosforu a draslíku. Jeřáb ptačí na intaktním povrchu vykazuje nejnižší reakci pH jak v humusu, tak v minerálu, vysokou hydrolytickou aciditu, extrémně sorpčně nenasycenou půdu, vysoký obsah hliníku Al3+ a nízký obsah přístupného vápníku, přestože porost byl vápněn. Technicko-biologická meliorace (Boleboř III.) má dlouhodobě pozitivní efekt na průměrnou výšku a výčetní tloušťku smrku pichlavého a borovice vejmutovky. Na růstovou dynamiku modřínu evropského a borovice pokroucené měla meliorace vliv jen zpočátku. Meliorovaný porost olše vykazuje velmi dobrou dynamiku růstu, srovnatelnou s modřínem a borovicí pokroucenou. Velkým problémem je vliv zvěře, zejména u borovice pokroucené, který vedl k likvidaci všech jedinců. Smrk pichlavý je z hlediska biologické meliorace naprosto nevhodný. Nevytváří zapojené porosty a má sníženou odolnost vůči abiotickým vlivů, kdy často trpí vývraty a zlomy. Během 21 let došlo v porostu smrku pichlavého s břízou k akumulaci 66,09 t.ha-1 nadložního humusu s příznivějšími pedochemickými vlastnostmi i v hlubším horizontu, neboť bříza prokořeňuje hlubší půdní profil. Smrk pichlavý akumuloval 54,11 t.ha-1 nadložního humusu. Jeřáb ptačí na intaktním povrchu akumuloval ze sledovaných dřevin největší množství nadložního humusu (194,98 t.ha-1), výrazně však okyseluje hlubší horizonty. V porostu smrku ztepilého došlo během sledovaného období k poklesu o 47% na 107, 03 t.ha-1. Pokles může souviset s výraznějším prosvětlením porostu a vlivem leteckého vápnění.

Abstract:

This dissertation contains evaluation of the growth dynamics and nutritional status of tree species plantations after application of biological and chemical amelioration treatments, impact of trees on quality of soil and on the accumulation of surface humus. There were evaluated: Norway spruce (Picea abies L.), Blue spruce (Picea pungens Engelm.), Birch (Betula spp.), European larch (Larix decidua Mill.), Gray alder (Alnus incana Moench.), Lodgepole pine (Pinus contorta Dougl.), Eastern White pine (Pinus strobus L.) and Rowan (Sorbus aucuparia L.). On 4 research plots in Boleboř (Ore Mts.) was measured height, thickness of root collar, breast-height diameter. Were taken samples of soil, weed and assimilation apparatus. There was determined yellowing, browsing, plants mortality and calculated amount of accumulated surface humus. Application of fertilizer Silvamix Forte on spreading windrows reduced mortality and increased increment for the first 3 years, the effect is evident even after 10 years. It was not confirmed the attractiveness of plants for wildlife after Silvamix Forte application. Silvamix Mg fertilizer application had minimal effect on the growth dynamics and nutrient contents in needles. Positively impacted soil characteristics, increased the value of the cation exchange capacity, decrease in hydrolytic acidity, increase the saturation of sorption bases, decrease of aluminium ions Al3+ and decrease of Fe2O3. On fertilized plots increased content of available nitrogen, phosphorus, calcium and magnesium, increase of the total supply of nitrogen, calcium and magnesium. The rapid increase in the content of Ca and Mg is related to the liming in 2002. Fertilizer application significantly supported the development of ground-weed on plots of Colorado blue spruce mixed with birch, while in pure stands of Colorado blue spruce led to a reduction in aboveground biomass. For the Colorado blue spruce mixed with birch plot compared with only Colorado blue spruce plot were documented favourable soil properties, increased supply of total nitrogen, phosphorus and potassium. Rowan tree on an intact soil surface exhibits the lowest reaction pH as humus and in the mineral, high hydrolytic acidity, extremely sorption unsaturated soil state, high content of ion Al3+ and low content of available calcium, although was applied liming. Technical and biological reclamation (Boleboř III.) has a long-term positive effect on the average height and breast-height diameter of Colorado blue spruce and white pine. The growth dynamics of European larch and Lodgepole pine were affect only at the beginning. Meliorated stand of Gray Alder has very good growth dynamics, comparable with Larch and Lodgepole pine. The big problem is the game impact, especially in Lodgepole pine, which led to the destruction of all individuals. Colorado Blue spruce in terms of biological reclamation is totally inappropriate. This Spruce has reduced resistance to abiotic factors, which often suffer uprooting and breakage. During the 21 years the Clorado Blue spruce mixed with birch accumulated of 66,09 t.ha-1 humus matter with better properties also in the deeper horizon. Colorado Blue spruce accumulated 54,11 t.ha-1 of humus matter. Rowan tree accumulated on the intact soil largest amount of humus matter (194,98 t.ha-1), however acidifies the deeper horizons. The stand of Norway Spruce occurred during the reporting period a decrease of 47% to 107,03 t.ha-1. The decline may be associated with more open stand and due to air liming.

Keywords

Krušné hory, buldozerová příprava půdy, povrchový humus, chemická meliorace, biologická meliorace

Keywords

Ore Mountains, bulldozer site preparation, surface humus, chemical amelioration, biological amelioration

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 15. 8. 2016

Thesis defence

• Supervisor: prof. Ing. Vilém Podrázský, CSc.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Forestry and Wood Sciences

Doctoral programme / field:
Forestry Engineering / Silviculture