Український ордена Знак Пошани науково-дослiдний iнститут лiсового господарства та агролiсомелiорацiї iм. Г. М. Висоцького

КІКІ Месмін Седо

УДК 630*114 : 630*232 : 630*24

ВПЛИВ СПОСОБІВ СТВОРЕННЯ ТА РЕЖИМІВ ВИРОЩУВАННЯ

КУЛЬТУР СОСНИ НА ЇХ РІСТ І ЗМІНУ ЕДАФІЧНИХ УМОВ

В ІЗЮМСЬКОМУ ПРИСТЕПОВОМУ БОРУ

06.03.03 – лiсознавство i лiсiвництво

АВТОРЕФЕРАТ

дисертацiї на здобуття наукового ступеня

кандидата сiльськогосподарських наук

Харкiв – 2003

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Українському ордена "Знак Пошани" науково-дослідному інституті лісового господарства та агролісомеліорації ім. Г.М. Висоцького Державного комітету лісового господарства України.

Науковий керівник:

доктор сільськогосподарських наук,

старший науковий співробітник

Ткач Віктор Петрович, Український ордена "Знак Пошани" науково-дослідний інститут лісового господарства та агролісомеліорації ім. Г.М. Висоцького, директор

Офіційні опоненти:

доктор сільськогосподарських наук, професор

Остапенко Борис Федорович, Харківський національний аграрний університет, завідувач кафедри лісівництва

кандидат сільськогосподарських наук, доцент

Турко Василь Миколайович, Державний агроеколо-гічний університет, завідувач кафедри лісівництва, лісових культур і таксації лісу

Провідна установа:

Український державний лісотехнічний університет,

кафедра лісівництва, Міністерство освіти і науки України,

м. Львів.

Захист відбудеться “ 18 ” грудня 2003 року о 14 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради К 64.828.01 в Українському ордена "Знак Пошани" науково-дослідному інституті лісового господарства та агролісомеліорації ім. Г.М. Висоцького за адресою: 61024, м. Харків, вул. Пушкінська, 86.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Українського ордена "Знак Пошани" науково-дослідного інституту лісового господарства та агролісомеліорації ім. Г.М. Висоцького за адресою: 61024, м. Харків, вул. Пушкінська, 86.

Автореферат розісланий “ 17 ” листопада 2003 року.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Михалків В.М.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми визначається винятковим розташуванням Ізюмського бору в системі пристепових борів України, який є південно-східним форпостом природного ареалу сосни. Цей бір займає велику площу (близько 40 тисяч га) і відзначається не тільки бідністю ґрунтів, а й жорсткістю кліматичних умов, що значно ускладнює процес лісовирощування. На сьогодні біля 90% площі соснових насаджень Ізюмського бору штучного походження. Незважаючи на численні наукові дослідження, які проводились в бору, ще остаточно не з’ясовані питання густоти садіння культур і системи доглядових рубань в соснових молодняках, від яких залежать продуктивність та цінність деревостану. Все ще залишається не вивченим вплив агротехніки створення лісових культур на зміну едафічних умов, зокрема, мікрорельєфу, структури і родючості ґрунтів.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дослідження виконувалися в лабораторії лісівництва Українського науково-дослідного інституту лісового господарства та агролісомеліорації (УкрНДІЛГА) в рамках державних науково-дослідних тем, замовником яких був Державний комітет лісового господарства України: № 8 “Розробити нові засади лісівництва, що забезпечать невичерпність, стабільність та збалансованість багатоцільового лісокористування в сучасних умовах” (1996-1999 рр., № державної реєстрації 0196U011521); № 1 “Вдосконалити систему рубок та нормативну базу ведення лісового господарства в рівнинних лісах України” (проміжні звіти за 2000-2002 роки, № державної реєстрації 0100U001020).

Мета і задачі дослідження. Метою дослідження було встановлення раціональних режимів вирощування соснових культур Ізюмського бору до віку 40 років.

Завдання досліджень:

-

-

-

Об’єкт дослідження – формування штучних соснових насаджень в культурах різної густоти та в зв’язку з доглядовими рубаннями в молодняках; зміни, що відбуваються в піщаних ґрунтах під впливом агротехніки створення і вирощування культур.

Предмет дослідження – стаціонарні довготривалі дослідні об’єкти УкрНДІЛГА з густоти садіння і доглядових рубань в культурах сосни, а також природні 190-річні насадження сосни в Ізюмському бору.

Методи дослідження. При вивченні деревостанів застосовувались апробовані лісотипологічні та лісотаксаційні методики, що були доповнені аналізом 1000 кращих, рівномірно розміщених на пробній площі, дерев і обов’язковим визначенням відносної висоти (Н/Д) як показника перегущеності. Грунтово-агрохімічні дослідження визначення маси підстилки та опаду проводили за стандартними методиками і пов’язували з різним положенням лісових культур у мезо- і мікрорельєфі.

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше в районі досліджень вивчено вплив агротехніки створення і способів вирощування культур сосни на зміну едафічних умов. Встановлено, що зміни в мікрорельєфі, морфології і агрохімічних властивостях поверхневого шару ґрунту, що викликані інтенсивною технологією підготовки лісокультурної площі при створенні насаджень і наступним агротехнічним доглядом за ними, менше виражені та швидше зникають у вузькорядних культурах в порівнянні з широкорядними. Проведення доглядових рубань в соснових молодняках гальмує накопичення гумусу, фосфору і нітратних форм азоту в верхньому шарі ґрунту. Обґрунтовано і отримало подальший розвиток твердження про можливість при проведенні першого проріджування в соснових культурах у свіжуватому бору застосовувати сильну інтенсивність доглядових рубань, а в сухому бору – сильну і дуже сильну. При такій інтенсивності відносна висота середніх дерев, що залишаються для подальшого росту, не повинна перевищувати 100. Встановлено, що на ріст домінуючих в насадженні дерев до 40-річного віку найістотніше впливають умови вирощування, зокрема густота.

Практичне значення одержаних результатів. Отримані результати спрямовані на підвищення ефективності створення культур сосни у пристепових борах Лівобережної України та проведення в них доглядових рубань. Результати досліджень впроваджено в Ізюмському пристеповому бору в процесі лісовирощування та проведення доглядових рубань на площі 200 га.

Одержані результати досліджень мають теоретичне і практичне значення і можуть використовуватись в навчальних дисциплінах “Лісознавство” і “Лісівництво”.

Особистий внесок здобувача полягає в постановці задач, натурному обстеженні об’єктів, виконанні робіт згідно програми досліджень, в тому числі в ретроспективному аналізі 33-річного досліду з вивчення впливу густоти садіння на ріст і продуктивність соснових насаджень; в обробці і аналізі одержаних даних; формулюванні теоретичних і практичних висновків і рекомендацій виробництву.

Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертації оприлюднені на міжнародних наукових конференціях “Концепція розвитку лісової типології в Україні в контексті лісової освіти і підвищення продуктивності лісових насаджень” (Харків, 2000 р.), “Лісовий комплекс України на зламі тисячоліть: освіта, наука, виробництво (Київ, 2000 р.). У закінченому вигляді дисертаційну роботу розглянуто на розширеному засіданні лабораторії лісівництва УкрНДІЛГА.

Публікації. За матеріалами дисертації опубліковано 5 робіт, із яких 4 статті – у періодичних фахових журналах.

Структура та обсяг дисертації. Дисертація складається зі вступу, 6 розділів, висновків, рекомендацій виробництву, списку використаних джерел і додатків. Загальний обсяг дисертації 192 сторінки. Основний текст викладено на 96 сторінках комп’ютерного друку і ілюстровано 26 рисунками і 21 таблицею. П’ять додатків вміщено на 41 сторінці. Список використаних джерел налічує 199 найменувань.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

СТАН ПРОБЛЕМИ (літературний огляд)

У розділі розглянуті питання, пов’язані з агротехнікою створення соснових культур у пристепових та степових борах України (проаналізовано більше 20 літературних джерел), густотою садіння і доглядовими рубаннями в соснових молодняках (більше 130 джерел).

В Ізюмському бору з 50-х років минулого сторіччя застосовувалась інтенсивна технологія, що базувалася на широкому використанні потужних тракторів та корчувальних агрегатів і передбачала суцільну підготовку ґрунту та суцільний ручний і механізований догляд за культурами. Культури, створені за такою агротехнікою, мали приживлюваність і збережуваність 90-98%. Зауваження проти такої технології висловлювали М.І.Гордієнко (1979, 2002), М.І.Гордієнко та ін. (1995, 1998). Вивчення змін екологічного середовища під впливом інтенсивної технології при створенні і вирощуванні культур у пристепових борах раніше не проводились.

Питанням оптимізації густоти садіння соснових культур присвячено багато джерел, в тому числі оглядових інформацій (О.М.Мартинов, 1974; Є.С.Кретов, 1975; Г.І.Редько, 1978 та ін.). У пристепових борах цьому питанню присвячені Т.Т.Говорової (1968), П.С.Кравцової (1972), І.Б.Шинкаренко та ін. (1968, 1974, 1976, 1978, 1981, 1992).

Доглядові рубання є одним з головних важелів, за допомогою якого лісівники впливають на стан лісового середовища, продуктивність та якість деревостанів. Цьому питанню присвячено багато оглядових інформацій (С.Н.Сєннов, 1972; К.Б.Лосицький, Г.О.Ларюхін, 1975; С.Н.Сєннов, 1984; Н.Н.Гусєв, В.В.Нефедьєв, 1986; І.Б.Шинкаренко, А.О.Дзедзюля, 1983). Економічні, екологічні та соціальні аспекти лісовирощування спонукають до пошуків біологічно допустимих меж збільшення інтенсивності окремих прийомів доглядових рубань та подовження строків їх повторюваності.

В Ізюмському бору вплив доглядових рубань на динаміку росту і продуктивність сосняків вивчали вчені УкрНДІЛГА (М.Ф.Головащенко, 1989, 1993; І.Б.Шинкаренко, 1970, 1971, 1978, 1990; І.Б.Шинкаренко та ін. 1972, 1973, 1974, 1979, 1980, 1981, 1991).

ПРИРОДНО-ІСТОРИЧНІ УМОВИ РАЙОНУ

Ізюмський бір розташований в південно-східній частині Харківської області в районі звивини р. Сіверський Донець і гирла р. Оскіл, в північній частині степової зони на її межі з лісостепом.

Клімат району - помірно континентальний, середньобагаторічна кількість опадів становить 511 мм з коливанням від 313 мм до 582 мм. Середньорічна температура повітря - +7,40С, абсолютний максимум - +380С, мінімум сягає –400С. Вегетаційний період в середньому складає 205 днів. Середньорічна відносна вологість повітря становить 75%. В літні місяці вона часом знижується до 44%. Нерівномірні у часі опади, засухи, що періодично повторюються, спричиняють різке зниження вмісту вологи верхнього шару ґрунту, значне коливання рівня грунтових вод, негативно впливають на стан деревної рослинності.

Ізюмський пристеповий бір розташований на другій терасі р. Сіверського Донця та р. Осколу, яка складена давньоалювіальними пісками товщиною до 20 м. Поверхневий шар піску в давні часи був перевідкладений вітром, що призвело до формування пагористого рельєфу, найчастіше низько- і середньпагорбкуватого та рівнинно-хвилястого.

Найбільш поширеними ґрунтами в Ізюмському бору є дерново-борові і дерново-борові залізисті, значно рідше зустрічаються чорноземовидні борові. За матеріалами грунтово-типологічного упорядкування бори займають 63% загальної площі, субори – 26%, сугрудки – 11%. Дуже сухі типи лісорослинних умов складають 0,3%, сухі – 30%, свіжі – 62%, вологі – 5%, сирі – 2%, мокрі – 0,7%. Площа, яку займають насадження сосни звичайної, перевищує 30 тисяч га. В едатопах А0, А1, АВ1 формуються виключно чисті соснові біоценози, в В2 до сосни у другому ярусі домішується дуб.

Молодняки сосни займають 55% від загальної площі соснових лісів, середньовікові насадження – 33,4%, пристигаючі, стиглі і перестійні – 11,6%. Така вікова структура склалася внаслідок майже суцільного зрубування лісів Ізюмського бору в повоєнний період і в проведенні широкомасштабних заходів з його заліснення. Насадження віком до 60 років більш ніж на 90% є штучними.

ОБ’ЄКТИ І МЕТОДИКА ДОСЛІДЖЕНЬ, ОБСЯГ ВИКОНАНИХ РОБІТ

Об’єктами досліджень були дослідні і дослідно-виробничі культури сосни звичайної, закладені за методикою і під керівництвом науковців УкрНДІЛГА в шістдесяті роки в Червонооскільському лісництві Ізюмського держлісгоспу. Вивчалися досліди з густоти садіння і доглядових рубань в молодняках сосни. Вік дослідних культур – 33-39 років, в останній раз вони досліджувались більше 10 років тому. Дослідження також проводились в 11-річних виробничих культурах та в природному різновіковому 190-річному деревостані.

Біометричні дослідження в насадженнях проводили за загальноприйнятими методиками (М.П.Анучин, 1982; Д.В.Воробйов, 1967; Б.А.Доспєхов, 1973; К.Є.Нікітін, А.З.Швиденко, 1978; В.Н.Третьяков, 1952). Структура деревостанів вивчалася за класами Крафта, таксаційні показники порівнювалися не тільки в цілому для насаджень, але й у 1000 кращих, рівномірно розміщених на площі дерев, які найвірогідніше складатимуть деревостан в майбутньому. Визначали також відносну висоту (Н/Д) як показник, що характеризує ступінь загущеності деревостану (Я.С.Медведєв, 1910). Сосновий деревостан вважається нестійким до ушкоджень вітром та від налипання мокрого снігу, якщо показник Н/Д перевищує 90-100 (В.В. Загрєєв, 1978). Для вивчення ґрунтів закладалися ґрунтові розрізи та прикопки. Механічний і агрохімічний склад ґрунтів визначали за методиками О.В.Арінушкіної (1970) і Н.К.Крупського (1979), запас і потужність підстилки та відпаду – за методиками Л.Є.Родіна, Н.П.Ремезова, Н.І.Базилевича (1968), В.С.Шумакова (1979), освітленість під наметом насаджень – за методикою В.А.Алексєєва (1975). Вивчався також мікрорельєф ґрунту в культурах промірами впоперек міжрядь.

Дослідження проведені на 32 постійних і 3 тимчасових пробних площах. Всього виконано 6650 переліків дерев. Ґрунти вивчалися на 25 розрізах та 60 прикопках. Механічний склад ґрунтів визначався в 36 ґрунтових зразках, агрохімічні властивості верхнього шару ґрунту - в 21 зразку в трикратній повторності, потужність та запас лісової підстилки – в 60 зразках; на 25 площадках вивчався опад. В двох дослідах на 7 постійних пробних площах визначалася освітленість під наметом лісу. Профіль мікрорельєфу визначений в 30 міжряддях широкорядних культур.

ЕДАФІЧНІ УМОВИ ІЗЮМСЬКОГО БОРУ І ЇХ ЗМІНИ ПІД ВПЛИВОМ КУЛЬТУР СОСНИ

Вплив агротехніки створення і вирощування культур сосни на едафічні умови вивчався в кв. 6, 7, 22, 23 Червонооскільського лісництва, в типі лісорослинних умов – А1-2. Ґрунти в цьому типі є переважно дерново-боровими залізистими, короткопрофільними мало- та середньопотужніми. Дослідження проводені на п’яти ділянках, що розміщувались поряд (найбільша віддаль між ними 300 м). Вивчалися ґрунти, лісова підстилка та мікрорельєф у 190-річному природному лісі - рідкостою з куртинами 25-50-річного підросту (кв. 7), у 33 та 39-річних дослідних культурах різної густоти садіння та з різним режимом вирощування. Культури створювались після суцільного корчування пеньків природних 150-190-річних насаджень. Коріння вичісували, поверхню вирівнювали дисковими боронами і орали на глибину 30-40 см. В культурах проводили суцільний догляд (ручний в рядах протягом трьох років і механізований в міжряддях: при ширині міжрядь 1,5 м, 2,5 м і 3,0 м – відповідно протягом 4, 8, 10 років).

Під впливом тривалого довгострокового механізованого догляду в широкорядних культурах утворився коритоподібний мікрорельєф внаслідок переміщування верхнього шару ґрунту з міжрядь у ряди культур.

“Корита” в 11-річних культурах з 3-метровими міжряддями мілкіші, ніж у 33-річних з міжряддями 2,5 м. Це пояснюється ближчим проходженням до ряду грунтообробляючих дискових знарядь. При рідкому розміщенні дерев у рядах (кв.22, розміщення 2,5х1,5 м) утворюються мілкіші “корита”, ніж при густому садінні (кв.22, розміщення 2,5х0,5 м). Навіть в 39-річних культурах коритоподібні заглиблення в міжряддях все ще зберігаються. Форма заглиблень досить добре апроксимується поліноміальними рівняннями:

в 11-річних культурах - у=-0,0004х2+0,1239х-0,1409 (R2=0,99),

у 33-річних культурах - y=-0,0008x2+0,1871x+0,8268 (R2 = 0,92),

у 39-річних культурах – у= -0,0004х2+0,1059х+0,2474 (R2=0,90).

Результати вимірювань потужності гумусового шару в рядах і міжряддях 11-річних культур свідчать про наявність тенденції до її збільшення у рядах. В середньому товщина горизонту Н у рядах становила 13,5 см, в міжряддях – 11,8 см. У 33-річних культур з міжряддями 2,5 м відмін у товщині гумусованого горизонту в рядах і міжряддях культур не виявлено. Проте внаслідок дворазової оранки та багатократного дискування товщина горизонту НР в цих культурах збільшилась до 25-30 см.

Із даних таблиці 1 видно, що в 11-річних широкорядних культурах підстилка практично відсутня. Це пояснюється малим віком культур, а також проведенням дискування міжрядь до віку 10 років. У 33-річних культурах з 2,5-метровими міжряддями процес накопичення підстилки протікає значно повільніше, ніж в культурах з 1,5-метровими міжряддями. Запас підстилки в широкорядних 39-річних культурах практично не відрізняється від цього показника у культурах 33 річного віку з такими ж міжряддями. Під впливом доглядових рубань процес накопичення підстилки уповільнюється. У всіх випадках, в культурах з більшою густотою накопичується більша кількість

Таблиця 1

Накопичення лісової підстилки в дослідних культурах

Вік, років | Схема садіння, м | Відомості про доглядові рубання (д.р.) | Густота,

тис. шт./га | Верхня висота, м | Середні | Бонітет | Потужність підстилки, см |

Запас, т/га

Опадо-підстилковий коефіцієнт

Н, м | Д, см | під-стил-ки | опа-ду

Рідина природного лісу з підростом

190 | материнське насадження | 0,002 | 23,0 | 21 | 500,65 | 3 | 7,20,28 | 35,3 | 3,0 | 11,8

25-50 | підріст куртин | 1,4 | 12,0 | 7 | 50,49 | 3

Дослідні культури

11 | 3,00,5 | без д.р. | 4,5 | 4,2 | 3,4 | 3,50,12 | 2 | 0,20,03 | 1,5 | 1,4 | 1,1

33 | 1,50,67 | без д.р. | 7,2 | 11,6 | 9,4 | 7,30,17 | 2 | 4,20,20 | 21,0 | 2,8 | 7,5

д.р. в 21р. | 5,7 | 12,0 | 10,2 | 8,50,21 | 2 | 3,10,15 | 15,8 | 3,3 | 4,8

33 | 2,50,67 | без д.р. | 4,9 | 11,7 | 9,6 | 9,10,17 | 2 | 2,60,20 | 7,1 | 0,6 | 11,8

д.р. в 21р. | 1,1 | 11,9 | 11,9 | 14,00,20 | 2 | 2,00,13 | 5,8 | 0,5 | 11,6

39 | 2,50,4 | без д.р. | 6,1 | 14,0 | 11,2 | 8,80,30 | 2 | 3,80,48 | 13,6 | 2,5 | 5,4

д.р. в 7 р. | 1,8 | 14,1 | 14,1 | 15,00,25 | 2 | 2,50,34 | 7,8 | 0,7 | 11,1

підстилки. Значно більший шар підстилки, ніж у культурах, сформувався в рідині 190-річного природного лісу. Слід зазначити, що останній прийом вибіркових санітарних рубань тут був проведений 13 років тому і формування підстилки в минулому відбувалося при дещо більшій повноті насадження. І для культур, і для сильно зрідженого природного лісу притаманним є сильно загальмований тип біологічного кругообігу. Про це свідчать результати порівняльного аналізу величини опадо-підстилкового коефіцієнту в природному лісі та в культурах.

Аналіз даних щодо агрохімічної характеристики верхнього гумусованого шару ґрунту в культурах свідчить, що у 11 і 33-річних культурах з 3 і 2,5-м міжряддями вміст гумусу значно менший, ніж у непорушеному гумусованому шарі ґрунту у природному лісі (табл. 2). В культурах з 1,5 м міжряддями відсоток гумусу є майже таким, як у природному лісі. У 33-річних вузькорядних культурах сосни накопичується у ґрунті більше органіки, ніж в широкорядних. Як у вузькорядних, так і в широкорядних культурах вміст гумусу в ґрунті міжрядь є дещо меншим, ніж у рядах. Лінійні доглядові рубання, що були проведені 12 років тому в культурах з 1,5 м міжряддями, призвели до зменшення вмісту гумусу в ґрунті утворених після вирубування рядів дерев 3-метрових коридорах. Аналогічна тенденція простежується стосовно вмісту в ґрунті валового фосфору.

Таблиця 2

Агрохімічна характеристика верхнього (0-20 см) горизонту ґрунту в дослідних культурах

Вік, років | Схема садіння, м | Відомості про доглядові рубання

(д. р.) | Місце відбору ґрунту | Гумус, % | Рухомі, мг/100 г | Валові, %

N(NH4) | P2O5 | K2O | N | P2O5 | K2O

Рідина природного лісу з підростом

25-190 | 1,22 | 0,19 | 0,93 | 1,25 | 0,039 | 0,032 | 0,188

Дослідні культури

11 | 3,00,5 | без д.р. | ряд | 0,75 | 0,30 | 1,57 | 2,06 | 0,018 | 0,021 | 0,153

міжряддя | 0,72 | 0,32 | 1,43 | 0,85 | 0,018 | 0,019 | 0,153

33 | 1,51,5 | без д.р. | міжряддя | 1,08 | 0,67 | 0,86 | 2,25 | 0,045 | 0,030 | 0,188

з д.р. | міжряддя | 0,36 | 0,65 | 0,56 | 1,00 | 0,020 | 0,022 | 0,165

33 | 1,50,67 | без д.р. | ряд | 1,07 | 0,86 | 0,77 | 1,35 | 0,043 | 0,028 | 0,188

з д.р. | міжряддя | 0,53 | 0,29 | 0,48 | 0,50 | 0,017 | 0,017 | 0,165

33 | 2,51,5 | без д.р. | ряд | 0,64 | 1,00 | 0,56 | 1,75 | 0,038 | 0,029 | 0,165

міжряддя | 0,61 | 0,22 | 0,55 | 0,87 | 0,016 | 0,022 | 0,165

Кількість рухомого аміачного азоту у ґрунтах під культурами дещо збільшується порівняно з природним лісом. Кількість валового азоту в ґрунті природного лісу є більшою, ніж у рядах і міжряддях 11-річних культур, в 3-метрових коридорах, що утворилися 12 років тому у вузькорядних культурах після лінійного вирубування рядів, а також в міжряддях широкорядних 33-річних культур. Майже така ж тенденція простежується стосовно валового фосфору. Дещо менша кількість валового калію в ґрунтах є в 11- і 33-річних широкорядних культур та в ґрунті коридорів, порівняно з природним лісом.

ОСОБЛИВОСТІ ФОРМУВАННЯ НАСАДЖЕНЬ СОСНИ ЗВИЧАЙНОЇ В КУЛЬТУРАХ З РІЗНОЮ ГУСТОТОЮ САДІННЯ

Культури з різною густотою садіння і різним розміщенням садивних місць були закладені в 1966 році в кв.6 і 22 Червонооскільського лісництва на площі 8,8 га. Рельєф площі – низькопагористий згладжений. Переважаючий тип лісорослинних умов – А1-2. В минулому на цій площі зростали 13-річні культури сосни, які внаслідок пошкодження личинками хрущів загинули. Ці культури були створені на розкорчованому зрубі 140-річного природного лісу. Дослідні культури були закладені після суцільної оранки з внесенням у ґрунт гексахлорану за нормою 50 кг 25% дусту на 1 га. Догляд був суцільний ручний в рядах (3 роки) і механізований в міжряддях у вузькорядних культурах протягом 4 років, у широкорядних – протягом 8 років. Приживлюваність та збережуваність культур сягали 82-97%.

Дослідні культури детально обстежувались науковцями УкрНДІЛГА у віці 6, 12 і 27 років. Нами були проаналізовані ці матеріали з метою порівняння вузько- і широкорядних культур. З’ясувалося, що до 21-річного віку природного відпаду в культурах не було. До 21-річного віку широкорядні культури за ростом і продуктивністю перевищують вузкорядні. Із зменшенням густоти послідовно збільшуються діаметри середніх та кращих дерев і простежується тенденція зростання середніх висот. Показник відносної висоти Н/Д 21-річних культур свідчить про їх стійкість до механічних навантажень в культурах з наявною густотою від 1,3 до 5,3 тис. дерев на 1 га і коливається в межах 72-100, при більшій густоті Н/Д перевищує 110. Цей показник у 1000 кращих дерев в жодному варіанті не перевершив 100 і послідовно зростав зі збільшенням густоти культур (від 68 до 94). Тому зроблено висновок, що за таких значень Н/Д дерев-лідерів можна без ризику проводити доглядові рубання сильної інтенсивності. Це було експериментально перевірено і підтвердилося.

З 6- до 21-річного віку простежується вплив загущеного садіння в рядах (через 0,4-0,5 м) на розвиток крон дерев у широкорядних культурах. У таких культурах у віці 6 років дерева мають значно менші діаметри крон, в 12 років дерева в міжряддях все ще не змикаються, в 21 рік дерева відрізняються нижче опущеними кронами. При міжряддях 2,5 м строк зімкненості в міжряддях настає на 2-3 роки пізніше, ніж в варіантах з садінням у ряду через 0,7-1 м.

Дослідження 33-річних культур показали (табл. 3), що за останні 12 років у культурах вперше зафіксований природний відпад. У цих культурах, які у віці 21 рік мали наявну густоту 6,6-8,3 тис. шт./га відпад складав 13-17% за кількістю дерев, а при меншій густоті – 7-8%. За запасом природний відпад в усіх випадках не перевищував 4%.

В 33-річних культурах зберігається закономірне збільшення діаметрів як середніх, так і лідируючих дерев із зменшенням густоти. В цьому віці переваги широкорядних культур в порівнянні з вузькорядними виявляються не завжди. Так, деревостан у варіанті з розміщенням садивних місць 1,5х1,5 м за показниками росту не є гіршим, ніж деревостан, аналогічний за наявною густотою (3,4 тис./га) з розміщенням садивних місць 2,5х1,0 м.

У віці 33 роки найбільший запас стовбурної деревини мають насадження з міжряддями 2,5 м при садінні в рядах через 0,4-0,5 м з наявною густотою 6,7 та 5,6 тис./га, суттєво менший цей показник у варіантах з густотою 1,3 та 1,8 тис. дерев на 1 га. У найбільш густих деревостанах з розміщенням садивних місць 1,5х0,67 м, 2,5х0,4 м, 2,5х0,5 м та наявною густотою 7,2; 6,7; 5,6 тис./га показник відносної висоти Н/Д дуже великий – 129-122. Це свідчить про те, що такі деревостани є нестійкими. У цих варіантах величина Н/Д і дерев-лідерів також

Таблиця 3

Показники росту 33-річних культур сосни з різною густотою садіння в А1-2

Показники | Ширина міжрядь, м

1,5 | 2,5

ПП 2а | ПП 1а | ПП 5 | ПП 2 | ПП 4 | ПП 3 | ПП 1 | ПП 6

Все насадження

Схема садіння, м | 1,5х0,67 | 1,5х1,5 | 2,5х0,4 | 2,5х0,5 | 2,5х0,67 | 2,5х1,0 | 2,5х1,5 | 2,5х3,0

Початкова N, тис. шт./га | 10,0 | 4,4 | 10,0 | 8,0 | 6,0 | 4,0 | 2,7 | 1,3

N у віці 33 роки, тис.шт./га | 7,2 | 3,4 | 6,7 | 5,6 | 4,9 | 3,4 | 1,8 | 1,3

Д, см | 7,30,17 | 10,60,22 | 8,10,22 | 8,60,18 | 9,10,17 | 10,60,23 | 12,60,22 | 15,10,39

Н, м | 9,4 | 11,2 | 10,2 | 10,5 | 9,6 | 10,6 | 11,5 | 11,0

G, м2/га | 30,4 | 30,5 | 34,9 | 32,9 | 31,8 | 29,6 | 22,1 | 22,7

М, м3/га | 163 | 184 | 198 | 211 | 170 | 169 | 134 | 130

М, % | 100 | 113 | 121 | 129 | 104 | 104 | 82 | 80

Середня періодична поточна зміна запасу за період з 1987 по 1999 рік, м3/га за рік | 7,1 | 9,3 | 9,8 | 11,6 | 8,8 | 8,0 | 5,0 | 6,5

Н/Д | 129 | 106 | 126 | 122 | 105 | 100 | 91 | 73

1000 кращих дерев

Д, см | 11,60,26 | 13,90,20 | 12,90,29 | 13,50,23 | 13,40,17 | 14,00,22 | 14,50,19 | 16,50,25

Н, м | 11,6 | 12,3 | 12,6 | 12,8 | 11,7 | 12,0 | 12,1 | 11,4

G, м2/га | 10,5 | 15,1 | 13,2 | 14,2 | 14,1 | 15,4 | 16,6 | 21,5

М, м3/га | 64 | 97 | 87 | 95 | 86 | 97 | 104 | 127

М, % | 100 | 150 | 135 | 147 | 134 | 151 | 162 | 197

В % від всього деревостану:

N | 14 | 29 | 15 | 18 | 20 | 30 | 57 | 79

M | 40 | 53 | 44 | 47 | 51 | 58 | 78 | 97

наближається до 100 (дорівнює 95-100). Таким чином, у віці 33 роки в свіжуватих та сухих борах в насадженнях ІІ-ІІІ бонітетів з наявною густотою більше 5 тис. дерев на 1 га не варто застосовувати сильну інтенсивність доглядових рубань, оскільки навіть кращі дерева, які залишаються для подальшого росту, стають нестійкими до пошкоджень мокрим снігом, ожеледдю та вітром.

ВПЛИВ ДОГЛЯДОВИХ РУБАНЬ НА СТАН І РІСТ КУЛЬТУР СОСНИ

Вплив рубок на стан і ріст культур сосни вивчався в Червонооскільському лісництві. Дослідження проводили на чотирьох багатосекційних дослідах, що були закладені в 1964, 1967, 1987 та 1989 р.р.

1. Дослід з апробації прийнятного у виробництві лінійно-селективного способу розріджування вузькорядних соснових молодняків закладений в 1987 р. в кв.6 в типі лісорослинних умов А1-2 на площі 1 га в 21-річних культурах з різною густотою садіння. Лінійно був вирубаний кожний п’ятий ряд. В культурах з розміщенням садивних місць 1,5х0,67 м доглядові рубання проведені за двома варіантами: з сильним селективним розріджуванням у кулісах та з вибіркою лише потенційного відпаду. В культурах з розміщенням садивних місць 1,5х1,5 м проведено лише лінійне рубання. Інтенсивність за кількістю дерев складала 69, 25 і 23%, за запасом – 47, 22 і 20%. Густота культур після проведення рубання становила відповідно 2,3; 5,7 і 2,8 тис./га. За минулі 12 років відпаду в культурах практично не було. Таксаційні показники 33-річних культур з розміщенням садивних місць 1,5х0,67 м виявили переваги в рості середніх дерев у варіанті з дуже сильною інтенсивністю лінійно-селективних доглядових рубань в порівнянні з лише лінійними рубками. Середні висота і діаметр в них відповідно складали: 11,6 та 10,2 м і 11,4 та 8,5 см. Сума площ перетинів та запас були більшими в деревостані з більшою густотою: G= 32 і 24м2/га, М=180 і 147 м3/га. Середні таксаційні показники 1000 лідируючих в насадженні дерев відповідно становили: висота – 12,3 і 12,0 м, діаметр – 13,8 і 12,8 см, сума площ перетинів – 15 і 13 м2/га, запас – 96 і 82 м3/га.

Таксаційні показники насаджень у варіанті з розміщенням садивних місць 1,5х1,5 м і з проведенням лише лінійного розріджування подібні до таких у варіанті зі схемою садіння 1,5х0,67 м і з дуже сильними лінійно-селекційними рубками. З отриманих результатів випливає, що в густих культурах слід проводити лінійно-селективні рубання (прочищення або перші проріджування) сильної та дуже сильної інтенсивності.

2. Дослід щодо визначення ефективності застосування першого проріджування сильної та дуже сильної інтенсивності закладений в кв.22 в 1989 році в типі лісорослинних умов А1-2 на площі 1 га в 23-річних широкорядних культурах чотирьох варіантів за густотою садіння при розміщенні садивних місць 2,5х0,5; 2,5х0,67; 2,5х1,0 і 2,5х1,5 м. Метою закладки досліду було встановити граничну інтенсивність розріджування, яка не загрожувала б розпаду деревостану. В віці 23 роки середня висота становила 7,3-7,8 м, а відносна висота - 72-95 в залежності від густоти. Густота в різних варіантах до рубок була 6,2; 5,0; 3,4 та 2,4 тис. шт./га, після рубок – 1-1,2 тис./га. Інтенсивність рубання складала за кількістю дерев – 83, 79, 67 і 49%, за запасом – 67, 62, 50 і 30%. Природного відпаду дерев за минулі 10 років не спостерігалось. В насадженнях, що в 33 роки мали майже однакову густоту, таксаційні показники закономірно збільшуються від густіших до проведення рубань до рідких (Н=11,1; 11,2; 11,7; 12,5 м; Д=14,1; 14,2; 15,2; 16,8 см; G= 15,8; 15,8; 18,1; 22,3 м2/га; М=92, 93, 110, 143 м3/га). Показник Н/Д в усіх варіантах становить близько 80, що вказує на високу стійкість деревостанів до механічних навантажень. Таким чином, експериментально доведено, що в культурах ІІ бонітету у свіжуватих борах (А1-2) при ранніх проріджуваннях можна застосовувати дуже сильну інтенсивність селекційних доглядових рубань – до 50-60% від запасу. При цьому показник Н/Д повинен бути нижчий за 100.

3. Дослід щодо вивчення впливу часу проведення першого інтенсивного зріджування на ріст і продуктивність культур був закладений в кв. 23 в 1966 році в 7-річних культурах сосни на площі 3,8 га в типах лісорослинних умов А1-2 і АВ2. Культури були створені за схемою 2,5х0,3 м на розкорчованому зрубі, застосовувалась суцільна оранка і проводився суцільний догляд. Перше доглядове рубання було проведено в 7- та в 18-річних культурах. У віці 7 років густота культур до рубок становила 12-13 тис./га, у 18 років – 9,5-10,8 тис./га. В обох насадженнях рубками густота доводилася приблизно до 2 тис. шт./га. Інтенсивність рубки в 7-річних культурах як за кількістю дерев, так і за запасом складала 70-80%. У 18 років інтенсивність рубки за кількістю дерев також становила близько 80%, але за запасом, в залежності від лісорослинних умов, вона коливалась від 30 до 40%. У віці 18 років деревостани в А1-2 росли за ІІ бонітетом, в АВ2 – за І. При обстеженні культур у 39 років їх густота в типі лісорослинних умов А1-2 в варіанті з рубками в 7-річних культурах, становила 1,8 тис./га, з рубками в 18 років – 2,3 тис./га. Середні висоти були відповідно 11,7 і 11,6 м, середні діаметри – 13,3 і 13,1 см, сума площ перетинів – 25,1 і 30,4 м2/га, запас – 153 і 186 м3/га. В АВ2 в 39 років в тій же послідовності (рубки догляду в 7 та 18 років) таксаційні показники деревостанів такі: густота – 1,8 і 2 тис./га, середні висоти – 14,1 і 13,6 м, середні діаметри – 15,0 13,4 см, сума площ перетинів – 32,7 і 27,5 м2/га, запас – 236 і 195 м3/га. Результати цього досліду свідчать, що в свіжуватих борах при пізніх прочищеннях, навіть у перегущених насадженнях ІІ бонітету можна застосовувати рубки догляду дуже сильної інтенсивності. У більш багатих лісорослинних умовах такого запізнення з проведенням першого прийому рубок догляду не слід допускати .

4. Дослід з вивчення впливу механічного (не селективного) доглядового рубання на ріст і стан культур закладений в кв. 19 в 1962 році в 5-річних культурах сосни на площі 2 га. Культури були створені за схемою 2,5х0,5 м, збережуваність їх в 5 років становила 95%. В досліді була залишена контрольна секція, а на трьох інших вирубувалися відповідно кожне третє дерево, кожне друге дерево, кожні два дерева підряд із залишенням третього. Другий прийом доглядових рубань був проведений в 1990 році в 26-річних культурах. Притримувались тієї ж схеми розріджувань, але на всіх секціях зрубували також сильно відсталі в рості дерева. Обстеження культур в 35-річному віці було проведене в двох типах лісорослинних умов - А2 та В2.

В А2 на контролі наявна густота становила 2,8 тис./га, в секції з видаленням кожного другого дерева – 2,0 тис./га, при вирубці двох дерев підряд – 1,3 тис./га.

У В2 густота на контролі була 2,4 тис./га, при вирубці 2 дерев підряд – 1,4 тис./га. Середні висоти і діаметри в обох типах лісорослинних умов дещо збільшувалися із зменшенням густоти. Суми площ перетинів і запаси послідовно зменшувались.

У цьому досліді в А2 вивчалася також освітленість під наметом лісу. Із зменшенням густоти деревостанів від 2,8 до 1,3 тис./га послідовно збільшуються значення середньої освітленості (на 5% рівні значущості), тобто через 11 років після проведення доглядових рубань зберігається залежність світлового режиму від інтенсивності рубань. Характерно, що таксаційні показники 1000 кращих дерев у деревостанах з різними густотами, що зростають в зазначенних типах лісорослинних умов, є подібними. З одержаних в цьому досліді даних витікає висновок, що в процесі вирощування насаджень, механічне (не селективне) розріджування соснових культур, особливо при освітленнях, є допустимим лісогосподарським заходом.

У деревостанах 40-річного віку, як свідчать результати третього і четвертого дослідів, на ріст і продуктивність насаджень найбільш істотно впливає густота, яка регулюється доглядовими рубаннями.

ВИСНОВКИ ТА РЕКОМЕНДАЦІЇ ВИРОБНИЦТВУ

В дисертації наведені результати досліджень на постійних пробних площах в 33-39-річних соснових культурах Ізюмського пристепового бору з вивчення впливу густоти садіння та інтенсивності, строків і способів проведення доглядових рубань на ріст і продуктивність насаджень. Метою роботи є встановлення раціональних режимів вирощування соснових культур. Вирішена нова для цього регіону задача, пов’язана з виявленням зміни едафічних (ґрунтових) умов під впливом особливостей агротехніки створення і вирощування культур сосни. Запропоновані режими регулювання густоти соснових культур до 40-річного їх віку.

За результатами досліджень зроблені такі висновки і рекомендації виробництву.

Висновки

1. Інтенсивна агротехніка, що застосовувалась в п’ятидесяті-восьмидесяті роки минулого сторіччя при створенні культур сосни в Ізюмському бору, викликає значні зміни в мікрорельєфі поверхні і в структурі верхнього горизонту ґрунту.

2. У культурах з міжряддями 2,5-3,0 м внаслідок багаторазових проходжень дискових знарядь при проведенні агротехнічного догляду утворюється своєрідний коритоподібний мікрорельєф поверхні, який зберігається до 30 років після припинення догляду. При ширині міжрядь 1,5 м суттєвих змін в мікрорельєфі не спостерігається.

3. В 33-39-річних культурах сосни, які були створені із застосуванням інтенсивної агротехніки, кількість підстилки в 1,5-5 рази є меншою, ніж в старому природному сосновому насадженні. У культурах з шириною міжрядь 1,5 м накопичення підстилки відбувається швидше, ніж в культурах з широкими міжряддями. Проведення доглядових рубань уповільнює процес накопичення підстилки.

4. Вивчення агрохімічних характеристик гумусованих шарів ґрунту виявило значне зменшення вмісту гумусу в культурах порівняно з природним лісом. Накопичення гумусу в вузькорядних культурах відбувається швидше, ніж в широкорядних. Проведення лінійних доглядових рубань уповільнює процес накопичення гумусу. Аналогічні тенденції простежуються в накопиченні валового фосфору.