Introducere

Problema eficientizării culturilor de plopi hibrizi cu ciclu scurt de producţie nu este o noutate, încă din anii `70 ai secolului XX existând la nivel mondial un adevărat “boom” al dezvoltării acestor culturi cu caracter agrosilvic (Yemshanov şi McKenney 2008). Studii în domeniul creşterii productivităţii acestora prin diverse metode de fertilizare a solurilor dar şi a impactului acestor monoculturi asupra biodiversităţii ecosistemice au fost desfăşurate din anii `90 (Balatinecz şi al. 2001). Marea majoritate a cercetărilor au vizat influenţa diverşilor factori de natură edafică asupra productivităţii clonelor de plop, dar şi a tratamentelor la care sunt supuse solurile (îngrăşăminte şi amendamente) (Fortier et al. 2010, Wichang-Bing et al. 2004). Spre exemplu, cele mai recente studii au relevat rolul primordial al conţinutului de fosfor din sol asupra producţiei de biomasă lemnoasă în culturi de plopi hibrizi (Populus deltoides x nigra) cultivate în cicluri scurte de productie. La fel de important este şi aportul suplimentar de calciu aplicat sub formă de amendamente odată la cinci ani (McKay 2011, Fortier et al. 2013). Alte studii au relevat infl uenţa decisivăasupra creşterii productivităţii culturilor de plopi hibrizi a aplicării de îngrăşăminte cu azot (Heilman şi Fu-Guang 1993), în special pe bază de ioni NH4 şi nu de NO3, mai mare chiar decât prin suplinirea deficitului de umiditate edafică prin irigaţii (DesRochers et al. 2007). Alte cercetări efectuate asupra culturilor de plopi hibrizi au relevat şi rolul unor caracterisitici fi zico-mecanice ale solului, printre care textura, care reprezintă unul din factorii decesivi asupra creşterii producţiei de biomasă lemnoasă (Salehi şi Maleki 2012).

Deloc de neglijat sunt şi efectele culturilor de plopi hibrizi din asociaţiile naturale cu specii de plopi indigeni. Cercetările în domeniul au pus în evidenţă scăderea drastică a biodiversităţii microflorei descompunătoare sub monoculturile de plopi euramericani (Hur et al. 2011). În ceea ce priveşte biodiversitatea subterană, studiile efectuate la nivel mondial au relevat o serie de indicatori ai diversităţii şi a stării de sănătate a solurilor cum ar fi biomasa şi activitatea microbiană, dar şi activitatea enzimatică (Dick 1997).

În România, cercetări referitoare la biodiversitatea solurilor au fost efectuate în special sub conducerea ICPA cu ocazia derulării unor proiecte cum ar fi Proiectul Phare «Demonstrantion Centres for Sustainbles Agriculture in the Danube Basin and Regional Study on Markets Aspects» (EU/AR/301/91), în care a fost studiată biodiversitatea (cu precădere a mezofaunei) unor soluri agricole supuse fertilizării chimice şi respectiv, organice (Florea şi Ignat 2007).

Dezvoltarea culturilor de plop hibrid cu ciclu scurt de producţie (5 ani) s-a relansat în România mai ales începând cu anul 2009, când în zona de luncă a râului Suceava, în perimetrul localităţilor Dorneşti, Rădăuţi, Satu Mare (jud. Suceava) apar tot mai frecvent astfel de culturi instalate pe terenuri cu folosinţă agricolă (Bouriaud et al. 2012).

Încercând să răspundă preocupărilor actuale în domeniul culturilor de plopi hibrizi, dintre obiectivele centrale propuse cu ocazia cercetărilor întreprinse au fost: (i) studiul repartiţiei adâncimii de apariţie a sistemului radicelar al speciilor lemnoase pe pofilul de sol aluvial, (ii) identificarea adâncimii maxime de apariţie a faunei şi microfaunei în solurile de luncă şi corelarea acestora cu profunzimea solurilor, (iii) studiul influenţei profunzimii solului şi a naturii materialului parental asupra productivităţii (înălţimii) exemplarelor de plopi hibrizi.

Material şi metodă

Cercetările au fost efectuate în luncile şi terasele râului Suceava din Depresiunea Rădăuţilor, între localităţile Satu Mare şi Dorneşti, judeţul Suceava). Zona analizată este situată în zona inundabilă şi neinundabilă din lunca râului Suceava, pe partea dreaptă a acestuia (47° 50’ latitudine nordică şi 26° 01’ longitudine estică).

Metodologia utilizată în studiul biodiversităţii solurilor aluviale a presupus efectuarea a 20 de profile principale şi a 20 de sondaje amplasate în terenuri cu folosinţă diferită (fi g. 1 şi 2): plantaţie de plopi hibrizi (P1-P5), vegetaţie naturală de luncă (zăvoaie de plopi şi sălcii) (P6-P10), teren agricol (P11-P15) şi păşune (P16-P20).

Vegetaţia identificată la nivelul celor patru categorii de folosinţă prezintă următoarele caracteristici (tabelul 1): (i) vegetaţia forestieră este reprezentată prin arborete naturale (zăvoi de sălcii şi plop alb) cu vigoare de creştere medie şi respectiv plantaţii de pin silvestru, (ii) păşunea prezintă valoare praticolă medie şi este constituită din specii de graminee de tipul Lolium perene, (iii) terenurile agricole au fost ocupate cu culturi de toamnă (grâu şi orz) şi de primăvară (porumb), iar (iv) plantaţia de plopi (clonele AF2 şi AF8) a fost înfi inţată în anul 2011 prin plantarea mecanizată a sadelor de 2 m, schema utilizată fi ind de 1,5 x 3 m.

Ca metodologie de lucru în cazul celor 20 de profile de sol s-au efectuat: (i) identificarea tipului şi subtipului de sol în urma analizei proprietăţilor morfologice ale acestora, (ii) determinareaprofunzimii fiziologice a profilelor de sol prin stabilirea adâncimii la care apare primul strat de depozit aluvial grosier (de tip pietriş şi bolovăniş), (iii) stabilirea adâncimii maxime de răspândire a peste 80% din sistemul radicelar al speciilor lemnoase şi ierboase, (iv) determinarea adâncimii maxime de apariţie a faunei din sol (mamifere mici, insecte, viermi inelaţi) prin identificarea galeriilor existente pe profil, (v) prelevarea şi etichetarea probelor de sol din fiecare orizont de sol.

Instalarea celor 20 sondaje a fost motivată de urmărirea şi analiza schimbării caracteristicilor învelişului de sol dintre profi lele de sol. Un alt scop a fost de a surprinde cât mai fi del profunzimea solurilor până la depozitul aluvial grosier la nivelul întregii suprafeţe, măsurători utile mai ales pentru studiul influenţei grosimii profilului asupra înălţimii exemplarelor din plantaţia de plopi hibrizi. Sondajele au fost efectuate cu ajutorul unui burghiu pedologic de 1,3 m.

În suprafaţa cultivată cu plopi hibrizi, în imediata vecinătate a fiecărui profil de sol şi sondaj efectuat au fost măsurate şi înălţimile exemplarelor de plop (situate la circa 30 cm de fiecare profi l de sol) pentru a surprinde cât mai fidel influenţa profunzimii solului asupra creşterii în înălţime a arborilor. Pentru o mai bună vizualizare a diferenţelor de creştere în figura 3 se prezintă o comparare a înălţimii operatorului cu cea a exemplarelor de plop.

De specificat este şi faptul că pentru eliminarea efectului de margine înălţimile au fost măsurate doar la exemplarele de plop aflate la peste 50 m de zona de lizieră.

Analiza finală a datelor s-a efectuat cu ajutorul aplicaţiilor statistice ale programului de calcul Excel.

Rezultate

În urma cercetărilor efectuate s-a constatat o varietate însemnată a numărului de unităţi de sol. Totuşi, cu excepţia învelişului de sol din zona acoperită de păşune, toate tipurile şi subtipurile identificate au în comun litologia de tip aluvial. În consecinţă solurile descrise sunt de la foarte tinere şi slab fertile de tip Aluviosol entic (P7) cu depozit de pietriş chiar de la suprafaţă, până la soluri evoluate, rar şi scurt inundabile de tip Eutricambosol aluvic (tabelul 2).

Datorită existenţei unei forme de relief în zona de păşune, diferită de restul perimetrului studiat caracterizată de un versant neuniform şi moderat înclinat, solurile prezintă un profil de sol mai evoluat şi mai profund caracterizat de fenomene de levigare a argilei de tip Preluvosol tipic. Unele porţiuni de versant prezintă izvoare de coastă şi, ca rezultat, a fost identificat şi un subtip gleic al preluvosolului (P 19).

Pentru culturile de plopi hibrizi limitarea principală a unităţilor de sol identificate a fost una de ordin fi ziologic: s-a constat că cel puţin până la vârsta de 5 ani, rădăcinile exemplarelor de plopi din clonele AF8 şi AF2 nu reuşesc să treacă de stratigrafia grosieră a depozitelor aluviale reprezentate prin aluvini de dimensiunea pietrişului şi bolovăniş (cu diametrul mai mare de 20 mm). Prin urmare, a fost stabilită o legătură între adâncimea de apariţie a acestor strate şi adâncimea de apariţie a majorităţii rădicinilor (peste 80% din sistemul radicelar).

În mod sintetic, în urma efectuării cercetărilor centrate pe cele trei obiective principale propuse s-a constatat: solurile din zona Luncii Sucevei au fost de tip Aluviosol tipic, psamic, entic sau gleic, dar şi de tip Eutricambosol aluvic şi psamic în terasele râului. Suprafaţa acoperită de păşune a ieşit de sub tiparul solurilor cu caracter aluvial, la nivelul acesteia predominând solurile de tip Preluvosol tipic şi gleic.

S-a identificat o relaţie puternică între adâncimea de apariţie a rădăcinile speciilor lemnoase şi profunzimea profilelor (r = 0,779***), în timp ce între adâncimea maximă de apariţie a rădăcinilor speciilor ierboase (din terenurile agricole şi praticole) şi profunzimea profilelor nu există legături corelative, fapt explicabil prin adâncimea relativ mare a solului aluvial până la stratul de pietriş (frecvent peste 100 cm) (fig. 4).

În ceea ce priveşte coeficientul de corelaţie dintre profunzimea profilelor şi nivelul maxim de apariţie al galeriilor se constată o legătură de intensitate medie (fig. 5) şi distinct semnificativă (r = 0,502**).

Analiza influenţei profunzimii fiziologice a solurilor aluviale asupra productivităţii culturilor de plopi hibrizi, exprimată prin înălţimea medie a exemplarelor de plop, a relevat un aspect vizibil şi în teren şi anume faptul că există o legătură puternică (r = 0,841) între cele două variabile (fig. 6) (tabelul 2).

Discuţii

În ceea ce priveşte studiul profunzimii solurilor versus adâncimea maximă de apariţie a galeriilor de insecte şi viermi inelaţi, cercetările efectuate au arătat că galeriile reprezentanţilor mezo- şi macrofaunei sunt în strânsă legătură cu adâncimea de apariţie a rocii parentale, dar şi a conţinutului de schelet pentru solurile zonale (montane) (Fitter et al., 1985). Studii similare cu privire la solurile aluviale în care depozitul aluvial de tip grosier (pietriş) poate fi asimilat cu rocă parentală dură nu au fost efectuate în România după cunoştinţele noastre. Cercetările au relevat o serie de aspecte cum ar fi corelaţia dintre profunzimea profilelor şi nivelul de apariţie a galeriilor speciilor de nematode şi coleoptere, explicată prin corelaţii medie semnificativă.

Studiile efectuate asupra distribuţiei sistemului radicelar în sol a speciilor genului Populus au condus la valori ale adâncimii maxime ce depăşesc curent 3 m (Coile 1937). Prin urmare adâncimea maximă nu poate fi limitată decât de un strat de rocă compactă (R) sau de un strat aluvial grosier de tip petriş sau bolovăniş. Pornind de la această observaţie, în urma cercetărilor s-a stabilit faptul că între profunzimea profilului de sol şi adâncimea maximă de apariţie a rădăcinilor speciilor lemnoase există o legătură puternică şi foarte semnificativă, fapt irelevant însă în cazul speciilor ierboase de graminee.

În ceea ce priveşte relaţia dintre înălţime şi profunzimea solului studiile sunt numeroase şi toate indică această interdependenţă (McIvor şi Douglas 2012). Prin urmare, în cadrul cercetărilor efectuate, analiza corelaţiei dintre profunzimea solului până la depozitul de pietriş aluvial şi înălţimea exemplarelor de plopi hibrizi a pus în evidenţă o legătură de interdependenţă puternică şi foarte semnificativă.

Rezultatele parţiale prezentate fac parte dintr-o serie mai largă de cercetări legate de productivitatea culturilor de plop hibrid cu ciclu scurt instalate pe staţiuni de luncă şi de platou din depresiunea Rădăuţi, cât referitoare la impactul acestor culturi asupra biodiversităţii la nivel de peisaj. În acest sens, studiile de sol continuă şi în alte grupe de suprafeţe (stabilite în funcţie de folosinţă). De asemenea, cercetările demarate au în vedere şi cuantificarea impactului culturilor de plop hibrid asupra bonităţii staţiunilor pe care sunt instalate, urmărind în acest sens modificarea în timp a proprietăţilor chimice ale solului.

Mulţumiri

Cercetările prezentei lucrări au fost efectuate în cadrul Proiectului PN II STRoMA (Sustenabilitatea culturilor cu specii forestiere cu ciclu scurt de producţie pe terenuri din afara fondului forestier). Proiect PNII-PTPCCA-2011-3.2-1574/ Contract nr. 119/2012 Autoritatea Contractantă: Unitatea Executivă pentru Finanţare a Învăţământului Superior, a Cercetării, Dezvoltării şi Inovării (UEFISCDI)

Bibliografie

Balatinecz J.J., Kretschmann D.E., Leclercq A., 2001. Achievements in the utilization of poplarwood guideposts for the future. Forest Chronicle 77: 254-259.

Bouriaud L., Duduman M.-L., Iacobescu O., Ciornei I., Barnoaia R., Jitariuc I., Roibu C., Biriş I.A., Greavu M., Dogaru M., Olenici N., Bouriaud O., 2012. Raport ştiinţific şi tehnic in extenso etapa 2012: Sustenabilitatea culturilor de specii cu ciclu scurt de producţie pe terenuri marginale. Universitatea ”Ştefan cel Mare” din Suceava, 26 p.

Coile T.S., 1937. Distribution of forest tree roots in North Carolina Piedmont soils. Journal of Forestry 36: 247- 257.

DesRochers A., Van den Driessche R., Barb T., 2007. The interaction between nitrogen source, soil pH, and drought in the growth and physiology of three poplar clones. Canadian Journal of Botany 85(11): 1046- 1057.

Dick R.P., 1997. Soil enzyme activities as integrative indicators of soil heath. In: Pankhurst et al. (ed.), Biological Indicators of Soil Health. CAB International new Youk, 121-156.

Florea N., Ignat P., 2007. Despre calitatea solului şi evaluarea acesteia. Revista Pădurilor 122(4): 3-11.

Fitter A.H., Atkinson D., Read D.J., Usher M.B. (eds). 1985. Ecological interactions in soil: Plant microbes and animals. Blackwell Scientifi c Publications, Oxford, England.

Fortier J., Gagnon D., Truax B., Lambert F., 2010. Nutrient accumulation and carbon sequestration in 6 yearold hybrid poplars in multiclonal agricultural riparian buffer strips. Agriculture, Ecosystems şi Environment 137(3-4): 276-287.

Fortier J., Truax B.T., Gagnon D., Lambert F., 2013. Mature hybrid poplar riparian buffers along farm streams produce high yields in response to soil fertility assessed using three methods. Sustainability 5: 1893-1916.

Heilman P., Fu-Guang, X., 1993. Infl uence of nitrogen on growth and productivity of short-rotatio Populus trichocarpa × Populus deltoides hybrids. Canadian Journal of Forest Research 23(9): 1863-1869.

Moonsuk H., Yongho K., Hae-Ryong S., Jong M.K., Young I. Ch., HanaY., 2011. Effect of genetically modified poplars on soil microbial communities during the phytoremediation of waste mine tailings. Environmental Microbiology 77: 23-52.

McIvory I., Douglas G., 2012. Infl uence of slope position on ‘Veronese’ poplar root growth. Hortresearch. New Zeeland, 13-26.

McKay H., 2011. Short Rotation Forestry: review of growth and environmental impacts. Forest Research Monograph, 2, Forest Research, Surrey, 212 p.

Salehi A., Maleki M., 2012. Evaluation of soil physical and chemical properties in poplar plantations in North of Iran. Ecologia Balkanica 4(2): 69-76.

Wichang-Bing Y., Fang C., Zhi-Jiang L., Wei-Wen C., 2004. Evaluation of soil nutrient status in poplar forest soil by soil nutrient systematic approach. Journal of Forestry Research 15(4): 247 265.

Yemshanov D., McKenney D., 2008. Fast-growing poplar plantations as a bioenergy supply source for Canada. Biomass and Bioenergy 32: 172-183.

Abstract

This paper approaches the subject of soil biodiversity and of some biometrical characteristics short-term rotation hybrid poplar production from Rădăuţi area. The research was supported STRoMA project (Sustainability of short-term rotation cultures of trees on marginal lands), in a under development. The analyzis was aimed on: the influence of soil granulometry on the maximum depth of occurrence of poplars radicelar system and on the maximum depth of insects and small mammals galleries. During the research was also highlighted the influence of depth and granulometry of the alluvial deposits of these soils on height of hybridpoplar specimens.

Keywords: poplar, soil, biodiversity, biometrics.