В Советском Союзе полезащитное лесоразведение является составной частью государственных мероприятий, направленных на ослабление зависимости сельского хозяйства от погодных условий и облагораживание природы засушливых и эрозионноопасных районов страны.
В десятой пятилетке (1976—1980 гг.) на землях колхозов и совхозов намечено создать 350 тыс. га полезащитных лесных полос. Сбываются мечты великих русских ученых Д. И. Менделеева, П. А. Костычева, В. В. Докучаева, В. Р. Вильямса, призывавших к усиленному лесоразведению в южных безлесных губерниях.
В настоящее время во многих областях и краях Российской Федерации, на Украине, в Молдавии и других республиках имеются тысячи хозяйств и целые административные районы, где полностью закончены или близки к завершению работы по созданию систем лесных полос на всей площади пашни.
Выращенные системы полезащитных лесных полос стали оказывать ощутимое агроклиматическое воздействие на пахотные земли. Лесные полосы снижают скорость ветра на межполосных полях, дробят и разрушают воздушные вихри. Трансформация воздушного потока лесной полосой сопровождается потерей его кинетической энергии за счет образования локальных градиентов давления на стволах, ветвях и листьях. Лесным полосам свойственна способность переводить кинетическую энергию воздушного потока в механическую.
В приземном слое воздуха в системе лесных полос скорость ветра снижается в среднем по межполосным клеткам шириной 400—500 м на 33—50%. По сравнению с одиночными лесными полосами ветрозащитное действие насаждений в системе возрастает более чем в 1,5 раза. В результате на защищенной территории уменьшается или сводится до минимума опасность возникновения ветровой эрозии почв и повреждения посевов сельскохозяйственных культур.
Так, в совхозе «Тихорецкий» Краснодарского края создана система лесных полос на площади 920 га, которая защищает 16,4 тыс. га пахотных угодий. Среди полос высотой 12—15 м, размещенных через 400—420 м, во время пыльных бурь 1969 г. выдувания почвы под посевами пшеницы не было.
Большую эффективность в защите почв от ветровой эрозии имеет применение лесных полос и плоскорезной обработки почвы. Лесные полосы и плоскорезная обработка почвы снизили скорость ветра в приземном слое воздуха на 68%, полностью прекратили ветровую эрозию и повысили урожай озимой пшеницы на 2—5 ц/га.
Наряду со снижением скорости и трансформацией ветрового потока под влиянием лесных полос изменяются и другие элементы микроклимата: температура воздуха и почвы, относительная влажность воздуха. Последняя в сухие, жаркие и суховейные дни повышается на 5—10% и более.
Значительное влияние полосы оказывают на снижение испарения и транспирации, составляющих основу расходной части баланса влаги в почве. Многочисленные экспериментальные данные свидетельствуют о том, что испарение на межполосных полях в засушливой степи снижается на 20—30%.
В системе полос 1 м3 воды производит на 20—25% больше растительной массы, чем в открытой степи. С улучшением водного режима растений в системе полос улучшается их терморегуляция, увеличиваются фотосинтез и активность синтетических процессов.
Полезащитные лесные полосы имеют важное агрономическое значение. Под защитой лесных полос, например, всходы озимой пшеницы появляются на 2—3 дня раньше, они бывают гуще, лучше растут и кустятся по сравнению со всходами на незащищенных полях. Основная причина этого явления в отепляющем действии лесных полос. Наблюдения за температурой почвы осенью показали, что на полях, защищенных лесными полосами, температура почвы на глубине 10 см на протяжении большей части суток выше, чем на открытых полях.
Полосные лесонасаждения влияют на снегоотложение и снегораспределение, промерзание и оттаивание почвы, ее водно-физические и химические свойства. Наиболее равномерно снег распределяется в системе лесных полос, что способствует дополнительному увлажнению полей в период весеннего снеготаяния: в лесостепи на 27—28 мм, черноземной степи на 37—47 мм, сухой степи на 22 мм.
Лесные полосы способствуют лучшей перезимовке озимых культур. Обследование в 1972 г. 58 межполосных полей с посевами озимых культур в Среднем и Нижнем Поволжье, ЦЧП, на Северном Кавказе и 39 межполосных полей в восьми областях Украины показало большое практическое значение лесных полос в сохранении озимых хлебов в эту суровую зиму.
В Каменной степи установлен подъем грунтовых вод в системе полос. Тем самым, как подчеркивают гидрологи, усиливается литогенное звено круговорота воды, значительно улучшается водоснабжение сельскохозяйственных культур.
В системе лесных полос в значительной толще почвогрунтов интенсифицируется круговорот веществ, прогрессирует процесс почвообразования, увеличивается содержание мобильных форм азота и фосфора.
Отмеченные изменения природных условий на межполосных полях оказывают положительное влияние на рост сельскохозяйственных культур и их урожайность.
Колхозы и совхозы, экспериментальные хозяйства научных учреждений, создавшие на своих пахотных угодьях сеть полезащитных лесных полос с размещением на черноземах 500Х1800 — 2000 м и 300—400×1500 м на каштановых почвах, собирают на межполосных полях урожаи зерновых культур на 3—4 ц с 1 га больше, чем на открытых полях, а овощей, трав, корнеплодов — на 50—60 ц/га.
В 1971—1975 гг. ВНИАЛМИ по девяти областям и краям Российской Федерации провел 400 сравнений урожайности семи сельскохозяйственных культур на межполосных и открытых полях. В результате наблюдений выведены средние прибавки по экономическим районам: в Поволжье и на Северном Кавказе они были равны 4—5 ц с 1 га по озимой пшенице; по яровой пшенице в Поволжье и Азербайджане — 2,7—3,5; по озимой ржи в Центрально-Черноземной полосе — 2,5; по подсолнечнику в ЦЧП и Поволжье — 2,4; по сахарной свекле — от 34 до 59; по кукурузе на силос в Поволжье и на Северном Кавказе — 24—65; по сену из многолетних трав — 6—10 ц с 1 га.
В благоприятные годы прибавка зерновых и подсолнечника по сравнению с уровнем урожайности на открытых полях составляла 12—15%, а в засушливые она достигала 30—40%, по сену из многолетних трав соответственно — 35 и 60%.
В колхозе «Деминский» Новоаннинского района, где 568 га лесных полос защищают более 16 тыс. га пашни, и в совхозе «Динамо» Нехаевского района Волгоградской обл. (лесистость пахотных угодий 3,3%) урожайность зерновых культур всегда выше на 3—4 ц/га и кукурузы на силос — на 25—30 ц/га по сравнению с урожаями этих культур в окружающих хозяйствах.
В Алтайском крае в зоне лесостепи в колхозе им. Ленина, имеющем 343 га лесных полос, в 1976 г. прибавка урожая яровой пшеницы составляла 3,7 ц/га и кукурузы на силос 94 ц/га.
Материалы об агрономическом значении лесных полос, полученные в последние годы в результате применения новых методов исследований, позволили выявить возможности повышения эффективности полезащитного лесоразведения. Разработан и испытан ряд лесоводственных и агротехнических приемов усиления мелиоративного влияния лесных полос на посевные площади.
Эффективность полезащитного лесоразведения возрастает при создании законченных систем лесных полос. Так, в 1976 г. колхоз «Путь Ленина» Калачеевского района Воронежской обл., завершивший в основном создание системы лесных полос (полезащитная лесистость 5,5%), получил в среднем зерновых по 47,2 ц/га, а колхоз «Рассвет», где работы по посадке лесных полос не закончены (полезащитная лесистость 2,9%) — по 28,9 ц/га.
Отработанная система полезащитных лесных полос в Алтайском крае дает значительную прибавку урожаев. Например, Бийская селекционная станция за счет системы защитных лесных полос ежегодно с каждого гектара получает на 5—8 ц зерна больше, чем соседние хозяйства, которые не завершили посадку систем лесных полос.
Исследованиями научных учреждений и передовой практикой доказана высокая эффективность сочетания полезащитного лесоразведения с почвозащитной системой земледелия. При создании лесных полос, безотвальной обработке почвы с оставлением стерни и полосном размещении культур в почвозащитных севооборотах обеспечиваются долговременная непрерывная защита пахотных земель и посевов от неблагоприятных климатических факторов, а также ежегодные благоприятные условия для формирования повышенных урожаев сельскохозяйственных культур.
Например, опыт алтайских хлеборобов показывает, что в тех колхозах и совхозах, где на всех полях выращены лесные полосы и освоена почвозащитная система, урожаи зерновых культур стабильнее и выше на 3—7 ц/га, чем в хозяйствах, не осуществивших всего комплекса мероприятии по борьбе с засухой и эрозией почв.
Важный резерв повышения агрономической эффективности полезащитных лесных полос — дифференцированная агротехника возделывания сельскохозяйственных культур на межполосных полях. На полях под защитой лесных полос надо применять специальную агротехнику, учитывающую неодинаковую степень мелиоративного влияния полос на участки поля. Более глубокое и интенсивное рыхление почвы, увеличение в 1,5—2 раза доз минеральных удобрений и на 10—15% норм посева, посев более отзывчивых на влияние лесных полос культур и сортов в зонах отложения снежных шлейфов дают дополнительную прибавку зерна 2—5 ц на 1 га.
Усиление мелиоративной роли и агрономической эффективности лесных полос может быть достигнуто рубками ухода, реконструкцией полос с возобновлением уходов за почвой и восстановлением насаждений в расчете на получение порослевого поколения. Рубками ухода регулируется породный состав, поддерживаются оптимальная площадь питания деревьев и наиболее эффективные конструкции лесных полос (продуваемая, ажурная). При этом улучшается состояние лесных полос и значительно повышается их положительное влияние на сельскохозяйственные культуры.
Важным условием повышения эффективности лесных полос является использование в насаждениях посадочного материала, выращенного на селекционно-генетической основе. Внедрение гибридов в лесные полосы может повысить их долговечность и продуктивность на 25—50%, значительно сократить сроки окупаемости средств на создание защитных насаждений.
Анализ производственной деятельности целого ряда колхозов и совхозов, имеющих системы лесных полос, показал высокую экономическую эффективность полезащитного лесоразведения. В зависимости от параметров размещения лесных полос, облесенности пашни, а также уровня агротехники возделываемых культур дополнительная продукция составляет по отдельным хозяйствам от 10 до 20% валовых сборов растениеводства.
Например, в Ростовской обл. и Краснодарском крае лесными полосами защищено 4 млн. га пахотных угодий. Ежегодно здесь собирают дополнительно 8 млн. т зерна и подсолнечника, 5 млн. т сахарной свеклы, 25 млн. т сочных кормов и много другой продукции.
Лесные полосы способствуют повышению производительности труда в сельском хозяйстве на 12—15%, снижению себестоимости продукции растениеводства на 9—13%, повышению рентабельности возделывания зерновых культур на 30—40% и технических — на 50—60%. Все это в значительной степени укрепляет экономику предприятий сельского хозяйства.
Велика природоохранная и социальная роль полезащитного лесоразведения. За счет выращивания систем лесных полос в равнинных распаханных степях существенно изменяется однообразный внешний облик сельскохозяйственных угодий: создается новый, так называемый лесоаграрный ландшафт, способствующий предотвращению неблагоприятных природных процессов, приумножению природных ресурсов и улучшению среды для жизни человека.
Лесные полосы надежно предохраняют почву от смыва водой и разрушения ветром. Переводя поверхностный сток во внутрипочвенный и препятствуя выдуванию почвенных частиц, лесные насаждения по границам нолей сохраняют плодородие пахотных земель.
Полосные лесонасаждения, смягчая микроклимат, создают новый биогеоценоз и становятся важным фактором влияния на обогащение природы засушливых степей. В современной Каменной степи (Воронежская обл.) с ее лесополосами и водоемами появились благоприятные условия для жизни многих видов птиц, млекопитающих, рыб и членистоногих. Если 100 лет назад насчитывалось всего 12 видов зверей и 47 видов птиц, то в наши дни здесь насчитывается свыше 180 видов птиц и 30 видов животных. Подавляющее большинство птиц приносит большую пользу, уничтожая насекомых на полях, в садах и лесных полосах.
В лесных полосах появились многие представители пернатых тесной зоны. Даже на крайнем засушливом юго-востоке европейской части РСФСР в известных Богдинских лесных полосах стали обычными такие лесные птицы, как иволга, соловей, чернолобый сорокопут, обыкновенная славка и др.; появились и лесные виды насекомых. Здесь возник особый биогеоценоз, более богатый, чем биогеоценозы окружающей безлесной степи.
С помощью защитных лесных насаждений возможно успешное освоение песчаных земель. Многолетний опыт работы Обнинского агролесомелиоративного опорного пункта ВНИАЛМИ показал, что благодаря созданию систем лесных полос на землях, считавшихся ранее бросовыми, можно организовать высокодоходное, вполне рентабельное хозяйство. В настоящее время здесь под защитой лесных полос выращивают устойчивые урожаи зерновых, многолетних трав и продовольственных арбузов, (бреди постоянной зелени лесных полос из сосны расположился современный поселок с благоустроенными квартирами рабочих и служащих опорного пункта.
Лесонасаждения в засушливых степях служат хорошей кормовой базой для пчеловодства. В зависимости от породного состава медопродуктивность 1 га колеблется от 200 до 1000 кг. В колхозах и совхозах степных районов с увеличением площадей защитных лесных полос значительно возросло количество пчелосемей и пасек. Широко развивается любительское пчеловодство.
Системы лесных полос имеют большое санитарно-гигиеническое значение. Они уменьшают концентрацию пыли и газа в приземном слое атмосферы. Лес обогащает воздух фитонцидами, которые убивают болезнетворные бактерии и патогенные грибки, а также благоприятно воздействуют на нервную систему человека. Кроны лиственных деревьев отражают и рассеивают звуковую энергию.
Лес в значительной степени содействует очищению воздуха от пыли и препятствует дальнейшему ее распространению. Хорошо задерживают пыль насаждения вяза: на его шероховатой поверхности откладывается в 6 раз больше пыли, чем в посадках тополя, и в 2,3 раза больше, чем в насаждениях дуба.
В лесных полосах труженики полей в жаркую погоду всегда могут найти для себя тень и прохладу. Зелень лесных насаждений благоприятно действует на общее состояние организма человека, снимает усталость и повышает его трудовую активность.