Epsilon Archive for Student Projects

Abstract

Syftet med föreliggande arbete är att utreda några markbehandlingsmetoders för och nackdelar, samt när och var de bör användas. De markbehandlingsmetoder som behandlas är plöjning, högläggning, harvning, fläckmarkberedning, inversmarkberedning, ångbehandling, mikropreparering, nedmyllning av frön samt grönrisplantering. Även mineralisering som en följd av markberedning berörs, liksom markberedning för sådd och naturlig föryngring. Uppsatsen behandlar huvudsakligen markbehandling på boreal skogsmark. Resultaten sammanställs i praktiska rekommendationer.

Arbetet har genomförts som en litteraturstudie med analytiska inslag. Den bygger på referenser som funnits i olika databaser.

År 1960 markbereddes 56000 hektar och år 2002 137300 hektar. Markberedda objekt hade 19961997 87 % godkänd areal enligt skogsvårdslagen medan ej markberedda objekt hade 65 % godkänd areal. År 2003 hyggesbrändes 2400 hektar.

Under 1950-talet var hyggesbränning en vanlig markbehandlingsmetod. Kritik började växa fram mot metoden och i slutet av 1960-talet var skogsbruket berett att överge den. Till detta bidrog att lämpliga maskiner som kunde dra markberedningsaggregaten nu hade utvecklats.

Markberedning gynnar etableringen, ökar överlevnaden och förbättrar tillväxten av plantor. Detta gäller för såväl sådd som naturlig föryngring och plantering. Ju intensivare markberedningsmetod, desto bättre tillväxt och överlevnad erhålls i allmänhet. Vid naturlig föryngring och sådd bör AeB horisonten exponeras för bästa plantbildning. Markberedning behövs också vid sådd och naturlig föryngring i de fall där humustäcket inte är mycket tunt. Tillväxten ökar när humus finns på eller i planteringspunkten.

Markberedning har många gynnsamma effekter. Temperaturen i mineraljorden höjs, frostrisken minskar, vegetationsperioden förlängs och temperatursumman ökar. Vidare motverkas konkurrensen med hyggesvegetationen om ljus, vatten och näring. Även snytbaggeangreppen och sorkskadorna minskas genom mekanisk markberedning. Snytbaggeangreppen blir mindre omfattande efter högläggning jämfört med fläckmarkberedning. Genom att markbereda kan man minska vegetationsförekomsten kring plantan och risken för kvävning minskas också. Vatten- och syrebalansen förbättras vid anpassning till ståndorten. Upphöjda planteringspunkter förhindrar att plantan drunknar. Mekanisk markberedning ger också en luckring av mineraljorden. Markberedning minskar även allelopatiska effekter från vissa växter. Allt detta förbättrar överlevnaden och tillväxten.

En negativ konsekvens av markberedning är att plantan lättare fryser upp. En annan negativ konsekvens av markberedning är att plantor på högar, rabatter och plogtiltor skjuter skott tidigare på våren, vilket innebär ökad risk för vårfrostskador framförallt på gran. Ytterligare negativa konsekvenser av markberedning är att risken för erosion och utlakning av näringsämnen ökar och att markbehandling kan förstöra en redan etablerad beståndsföryngring. Försämrat renbete bör också nämnas liksom att markberedning kan utgöra hinder för rekreation eller av estetiska skäl vara mindre tilltalande. En annan negativ konsekvens av markberedning är att näringsförrådet ibland minskar. Det gäller dock inte vid alla typer av markberedning utan främst vid fläckmarkberedning och andra metoder där humustäcket eller hyggesavfallet borttransporteras i större utsträckning. Markberedning kan också förstöra fornlämningar och ge förhöjda kostnader vid röjning som en konsekvens av att lövträd gynnas. Markberedning kan genom nitratutlakning ge försämrad vattenkvalitet.

Grönrisplantering innebär att sätta plantan direkt i marken utan markberedning.
På de flesta ståndorter erhålls högre överlevnad och bättre tillväxt om markberedning utförs än om plantering sker utan markberedning. Tillväxten hos grönrisplanterade plantor blir något sämre än hos plantor satta i markberedda fläckar.

Grönrisplantering rekommenderas på följande ståndorter: På frisk mark med grov textur (sandig morän eller grovsand och grövre) och med tunt humuslager (03 cm) där markvegetationen indikerar lavtyp, lavrik typ eller lingontyp. Detta gäller ej inom starkt och mycket starkt humid klimatregion och vid grönrisplantering på mark med stabil eller instabil brunjord med humusformerna mull eller mulliknande moder. Inte heller på extremt blockrika ståndorter. För att grönrisplantering skall ge någorlunda hög överlevnad måste plantorna skyddas med kemiskt eller mekaniskt snytbaggeskydd.

Markberedning för naturlig föryngring bör i södra Sverige utföras omedelbart efter avverkningen och i norra Sverige strax före ett gott fröår. Detta följer av att inväxningen av vegetation sker snabbare i södra Sverige samtidigt som goda fröår inträffar mer sällan i norra Sverige.

Ångbehandling är en ny markberedningsmetod som kan ge hög överlevnad och tillväxt med minimal påverkan. Likaså är inversmarkberedning en ny metod som påverkar humustäcket i liten utsträckning och kan ge högre överlevnad och tillväxt än hyggesplöjning.

Mekanisk markberedning i form av plöjning, högläggning, inversmarkberedning och harvning ökar mineraliseringen och kan orsaka utlakning av näringsämnen. Därför bör markberedningen inte utföras mer intensivt än vad som är påkallat i det enskilda fallet.

Mikropreparering är en metod som ökar kontakten mellan frö och mineraljord, förbättrar vattentillgången och motverkar predation. Mikropreparering och nedmyllning av frön gynnar plantbildningen.

Kraftig markberedning bör utföras (i) när markstrukturen är ogynnsam, t.ex. vid skenhälla, (ii) i samband med plantering av åkermark där en plogsula utbildats, (iii) när mineralisering av näringsämnen önskas, framförallt i kyliga klimatlägen där humustäcket är inaktivt, (iv) när skogen är mycket svårföryngrad, t.ex. på grund av frost, och där risken för misslyckanden med andra metoder är stor.

Radikal markberedning skall undvikas på näringsfattiga ståndorter med tunt humustäcke, särskilt på torr mark och grövre jordarter. Hyggesplöjning bör undvikas i renbetesland och i renarnas flyttningsstråk mellan sommar- och vinterbete.

Frågan huruvida olika former av markberedning ger bättre överlevnad och tillväxt än hyggesbränning har inte kunnat besvaras, eftersom resultaten är tvetydiga. Vidare är forskningen om hyggesbränning i kombination med olika former av markberedning alltför begränsad för att medge några säkra slutsatser. Detsamma gäller förforskningen om hyggesbränning i kombination med olika former av markberedning. Det är ännu oklart huruvida ångbehandling är ett realistiskt alternativ till andra, mera beprövade former av markberedning vad avser plantors överlevnad och tillväxt. Detsamma gäller för herbicidbehandling där resultaten hittills antyder att mer intensiva former av markberedning med stor omrörning i markskiktet (inkluderat inversmarkberedning) ger bättre överlevnad och tillväxt än herbicidbehandling. Contortatall reagerar mindre för val av markberedningsmetod än tall och gran.

Frövitalisering leder till högre plantbildning endast om frön sås efter mikropreparering. Frövitalisering och efterföljande torkning kan öka överlevnaden för plantor. Frövitalisering och mikropreparering har ingen effekt på planthöjden, skottlängden och barrlängden.

The purpose of this literature review is to explain advantages and disadvantages with various
site preparation methods on boreal forest land, and suggest when and where they should be
applied. The methods analysed are ploughing, mounding, disc trenching, screefing, inverting,
steam treatment, and micro soil preparation. Planting without site preparation was analysed as
well. The mineralization of nutrients as a result of site preparation is also discussed as well as
soil scarification for seeding and natural regeneration. The paper is a literature review with
analytical components. It is built on references found in data bases. The results of the study
have been summarized into practical recommendations.
In 1960, 56000 hectares were mechanically site prepared in Sweden. Since then, the extent of
this measure has almost tripled and is at present (2002) about 137000 hectares. During the
years 1996−1997 about 87 percent of the site prepared forest land were satisfyingly
afforested, according to the Forest Act, while the rate of success on not site prepared land was
65 percent. In the year of 2003 2400 hectares was prescribed burned.
During the 1950s prescribed burning was a common site preparation method. Increasing
criticism of prescribed burning in the end of the 1960s made the method much less used. A
contributing reason was that appropriate machinery which could pull the scarifiers then had
been developed.
It is obvious that site preparation promotes seedling establishment, and increases seedling
survival and increment.
This is valid for sowing as well as for natural regeneration and planting. More intensive site
preparation generally results in better seedling survival and increment. When natural
regeneration and sowing are used the Ae−B horizon should be exposed for successful
seedling establishment. If the humus layer is very thin, site preparation may not be needed.
Mechanical site preparation has many favourable effects. The temperature in the mineral soil
is raised, thus reducing the risk of frost damage. The vegetation period is extended and the
temperature sum increases. Furthermore, the competition regarding light, water, and nutrients
is counteracted. Even the attacks by the Large Pine Weevil (Hylobius abietis) and damage by
voles are reduced as a result of mechanical site preparation. Mounding is more efficient
against the Large Pine Weevil than screefing. Site preparation reduces the occurrence of
competing vegetation. The risk of suffocation of seedlings is also reduced. Elevated planting
spots prevent the seedlings from drowning. In addition, mechanical site preparation redeuces
mineral soil density as well as allelopathy from certain plants. All this improves seedling
survival and increment.
Negative consequences of site preparation are increased frost-heaving of seedlings, and that
seedlings on heaps and plant beds shoot earlier in springtime which means increased risk of
frost damage, especially for Norway spruce. The risk of erosion and leaching of nutrients are
other possible disadvntages of site preparation which also may destroy the advance growth,
reduce the amount of reindeer forage, and make an obstacle for recreation, or make the site
less attractive from an aesthetical point of view. The nutrient storage in the soil decreases
with screefing and other methods where the humus layer or the logging waste is carried away.
Soil scarification may damage ancient monuments and increase cleaning costs as a result of stimulated regeneration of broad-leaved trees. Soil scarification may also result in impaired
water quality as a result of nitrate leaching.
Mulch planting can be recommended on mesic soils with coarse texture (sandy till or coarse
sand or coarser) and with a thin humus layer (0−3 cm) where the vegetation indicates lichen
type, lichen rich type or cowberry type. This is not valid for very humid or extremely humid
climatic regions, nor for stable or instable grey brown podzol with the humus types mull or
similar moder or on extremely boulder rich sites. Without site preparation seedlings must be
given chemical or mechanical protection against the Large Pine Weevil.
In southern Sweden site preparation for natural regeneration should to be done immediately
after the logging operation, whereas in the northern part of the country it should be carried out
before a good seed year. Competing vegetation is a greater problem in southern Sweden, and
good seed years occur more seldom in northern Sweden.
Steam treatment is a new site preparation method which can result in improved seedling
survival and increment with a minimum of negative effects. Another new site preparation is
inverting which influences the humus layer only to a small extent and most often results in
higher seedling survival and increment than ploughing.
Micro soil preparation is a method which increases the contact between the seed and the
mineral soil, improves the supply of water, and prevent seed predation. This method, and the
sowing method which means that soil is raked over the seeds, both promote seedling
establishment.
Intensive site preparation should be done (i) where the soil structure is unfavourable, e.g. due
to iron pan, or plough pan in old agricultural fields, (ii) where nutrient mineralization is
wanted (especially in cold climatic regions where the humus layer is inactive), (iii) in sites
where stand establishment is very difficult, for example because of frost, and (iv) where the
risk of failures with other methods are great. Intensive site preparation should be avoided in
poor sites with a thin humus layer, particularly on dry sites and coarser soils. Ploughing
should be avoided where the reindeers are foraging or migrate between winter and summer
land.
Whether or not soil scarification results in better seedling survival and increment than
controlled burning is unclear. Furthermore, the research on controlled burning in combination
with different forms of soil scarification is too limited to allow final conclusions in this
respect. This is also true for steam- and herbicide treatments. So far the results indicate that
more intervening forms of soil scarification (including inverting) improve seedling survival
and increment more than herbicide treatments.
Lodgepole pine is less sensitive to the selection of site preparation method then Norway
spruce and pine.
Invigoration gives higher plant establishment only if the seeds are seeded after micro soil
preparation. Invigoration and following drying may lead to higher survival. Invigoration and
micro soil preparation has no effect on seedling hight, shoot length and needle length.