Наиболее эффективным является торфование песков, лишенных почвы, свежеперевеянных и далеководных (с глубоким уровнем грунтовых вод). В этих случаях эффективно лишь глубинное внесение торфа, во всяком случае — ниже горизонта максимального просыхания песка, лишенного растительности. Этот горизонт в песках начинается с глубины 20 см. Лучше всего вносить торф на глубину 30—40 см в виде горизонтальной прослойки (Г. Н. Высоцкий, 1936). Именно такая глубина торфования была принята в торфяно-гнездовом способе облесения Олешских песков.
Схема посадки сосны по торфяно-гнездовому способу: а — профиль; б — план
В опыте внесения торфяной прослойки на глубину 20—30 см, заложенном по схеме Г. Н. Высоцкого, влияние торфа сказывалось на приросте даже спустя восемнадцать лет после посадки.
Следовательно, утверждения некоторых лесоводов, противников торфования песков (Щепотьев, Виноградов, Пономаренко и др.), о том что влияние торфа ограничивается первыми одним-двумя годами, были опровергнуты еще опытами Г. Н. Высоцкого Попытка тех же оппонентов торфования песков объяснить успех глубинного торфования высоким качеством «выровненного на месте посадочного материала» несостоятельна, так как посадматериал использовался привозной, маложизненный.
Восемнадцатилетние сосны достигли по высоте 412 см при диаметре ствола (у основания) 11,4 см и диаметре кроны 220 см; контрольные (без торфа) посадки сосны достигли соответственно — 192 см в высоту; 4,7 см в диаметре ствола, и 110 см в диаметре кроны, т. е. по всем показателям они имели размеры в два раза меньшие.
Г. М. Илькун исследовал распространение корней сосны, растущей на заторфованных гнездовым способом Олешских песках. Эти исследования показали, что корни сосны уже на первом и втором году разрастаются, главным образом в прослойке торфа.
Гнездо сосны на песке, лишенном почвы. Посажено весной предыдущего года из 5 сосенок двухлеток на торфяной прослойке. Высота побегов до 45 см
Показано гнездо сосен на песке с торфяной прослойкой на глубине 30—40 см, снятое весной на второй год после посадки. Рост его превосходен благодаря хорошему увлажнению прослойки, восстановившей запас влаги в течение осени и зимы, и содержавшимся в прослойке питательным веществом.
Влияние торфа на рост сосны в условиях бугристых песков Олешья
На рисунке показана разница в росте 5-летних гнезд сосны контрольных (справа) и с внесением торфа под гнездо (слева), где сосны, использующие глубинную торфяную прослойку, имеют вдвое большую высоту; хвоя у них более длинная и толстая, темно-зеленая. Сосны на песке без торфа слабо развиты по размерам, хвоя у них короче, тоньше, цвет ее светло-зеленый с желтоватым оттенком. На третьем году в торфяногнездовой культуре вертикальные корни достигают 120—150 см, углубляясь в последующие годы всего на 10—20 см. Горизонтальные корни распространяются в межгнездовое пространство, достигая на третьем году 120—150 см длины, на четвертом 200—250 см, на пятом — до 300 см, на седьмом — до 500 см. Следовательно, темпы роста корней по горизонтали не снижаются и на седьмом году; менее интенсивно нарастают корни сосны в гнездовой посадке без торфа; на пятом году они достигают глубины 80— 100 см, а горизонтальные в верхнем 20-сантиметровом слое песка простираются на 150—200 см.
6-летняя торфяно-гнездовая посадка на бугристых песках Олешья
На рисунке показана 6-летняя торфяно-гнездовая культура на далеководных бугристых песках Олешья. Благодаря торфяной прослойке на глубине 30—40 см рост сосны одинаков как на вершинах бугров, так и на ее склоне (передний план).
Смыкание корней соседних гнезд при размещении их 5×5 м в посадке по торфяно-гнездовому способу происходит на четвертом, а по гнездовому способу без торфа — на шестом году. Дальнейший рост корней идет по пути более полного освоения верхних слоев песка в межгнездовом пространстве.
Количественный учет корненаселенности песка и торфа показывает, что нарастание корней сосны в пределах гнезда происходит и на пятом году. Однако это увеличение идет главным образом из-за нарастания массы проводящих корней. Таким образом, наибольшее количество всасывающих корней в торфяной прослойке было констатировано на первом году жизни посадок. На втором году оно уменьшилось вдвое, начиная с третьего года оно почти не изменяется и составляет 26% от первоначального. Упоминаемое явление отражает уход периферической части корней сосны, имеющей наибольшее количество мелких всасывающих корешков, далеко за пределы гнезда, вширь и вглубь.
Одновременно меняется и соотношение распределения корней по глубине. Если на первом-втором году основная масса корней (50—55%) была приурочена к глубине внесения торфа, то на третьем году резко увеличивается корненаселенность верхнего 30-сантиметрового слоя песка (60%). В дальнейшем это соотношение меняется из-за нарастания массы корней в более глубоких слоях песка. С этого времени начинается интенсивное формирование глубинной части корневой системы.
Прогрессивно идет также освоение глубинных слоев песка корнями сосны в гнездовой посадке без торфа. Однако оно запаздывает на три-четыре года по сравнению с торфяно-гнездовой посадкой.
Распространение корней в песке девяти 4-летних сосен на площадке 0,25 м2: I — гнездовая посадка без внесения торфа; II — торфяно-гнездовая
По мере расширения объема ризосферы улучшается обеспечение сосны влагой и питательными веществами. Это позволяет якорным корням, которые со временем отрастают от поверхностных корней вниз, проходить через слои песка такой уплотненности, которую первоначально не мог преодолеть стержневой корень. Якорные корни у сосны распространяются глубже стержневого корня, уходя на 2 м и более от дневной поверхности.
Посадка сосны в плужные борозды, проведенная двухотвальным плугом с почвоуглубителем (Г. Бурлаков) или по перевальной пахоте (А. П. Топчевский) на 40—45 см, обеспечивала на хорошо развитых дерновых песчаных почвах или на погребенных эоловым песком черноземах более мощное развитие надземных и подземных органов сосны по сравнению с посадкой на необработанных или мелко (на глубину 15—20 см) вспаханных песках. Однако этот прием мало полезен на бедных эоловых песках, где без искусственного повышения плодородия даже такая непритязательная к почвенному плодородию порода, как обыкновенная сосна, растет туго.
Влияние органических веществ, внесенных в песок, не ограничивается усилением роста корней. Как показали исследования З. М. Корецкой, степень микоризации корней сосны в заторфованном гнезде и за его пределами в среднем в три раза выше, чем корней на неудобренной площадке сосны; микориза, как известно, значительно расширяет их всасывающую поверхность.