Фучило

Ярослав Дмитрович

УДК 630*232+630*228.7

БІОЛОГО-ЕКОЛОГІЧНІ та технологічні основи плантаційного лісовирощування

в УКРАЇНі

06.03.01 – лісові культури та фітомеліорація

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

доктора сільськогосподарських наук

Київ – 2005

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Національному аграрному університеті Кабінету Міністрів України

Науковий консультант - доктор сільськогосподарських наук, професор

Ониськів Микола Ількович,

Національний аграрний університет, головний

науковий співробітник НДІ лісівництва та

декоративного садівництва

Офіційні опоненти: доктор сільськогосподарських наук, професор Ковалевський Сергій Борисович,

Національний аграрний університет,

декан лісогосподарського факультету,

професор кафедри дендрології та лісової селекції

доктор сільськогосподарських наук,

старший науковий співробітник

Шлапак Володимир Петрович,

Національний дендрологічний парк “Софіївка” НАН України, заступник директора

з наукової роботи

доктор сільськогосподарських наук,

старший науковий співробітник

Левон Федір Михайлович,

Національний ботанічний сад ім. М.М. Гришка НАН України, провідний науковий співробітник

відділу дендрології та паркознавства

Провідна установа - Український державний лісотехнічний університет, кафедра лісових культур і селекції, Міністерство освіти і науки України, м. Львів

Захист відбудеться "27" квітня 2005 р. о 12 00 годині на засіданні спе-ціалізованої вченої ради Д 26.004.09 у Національному аграрному університе-ті за адресою: 03041, м. Київ-41, вул. Героїв оборони, 15, навчальний корпус З, ауд. 65

З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці Національного аграр-ного університету за адресою: 03041, м. Київ-41, вул. Героїв оборони, 13, на-вчальний корпус 4, к. 41

Автореферат розісланий " 23” березня 2005 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Кравець П.В.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Проблема раціонального використання природного потенціалу лісових земель є однією з найважливіших народногосподарських проблем, значення якої виходить далеко за рамки окремих галузей. Обмеженість вітчизняних лісових ресурсів, недостатнє забезпечення потреб промисловості у деревній сировині та необхідність, у звязку з цим, досягти значного підвищення лісистості території країни і розширення експлуатаційних запасів деревини, вимагають переходу лісового господарства України на принципово нові форми господарювання. Однією з таких форм, широке запровадження якої дозволить вирішити більшість із поставлених перед лісовою галуззю завдань, є вирощування деревини плантаційними методами. Система плантаційного лісовирощування передбачає значне скорочення строків вирощування технічно стиглої деревини наперед запланованих параметрів за рахунок використання високопродуктивних форм деревних порід і застосування раціонального комплексу агротехнічних, лісівничих та лісозахисних заходів їх вирощування. З ряду економічних і екологічних причин, крім лісових земель, на плантаційне лісовирощування доцільно орієнтуватися на сільськогосподарських невгіддях, які передаються під заліснення. Особливості створення та вирощування плантаційних культур на одержання деревної сировини опрацьовані ще не достатньо. Відкритими залишаються ряд важливих питань екологічної і економічної ефективності плантаційного лісовирощування, агротехніки і технології створення, вирощування плантацій залежно від цільового сортименту, категорії лісокультурної площі, грунтово-кліматичних умов та інших чинників. На вирішення цих проблем і спрямована дана дисертаційна робота.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота виконана під час навчання у докторантурі НАУ (2000–2003), а також у рамках держбюджетних наукових проектів: 110/53 “Розробити біолого-екологічні та технологічні основи цільового лісовирощування та захисту лісів від шкідників і хвороб” (1994–1998), номер державної реєстрації – 0196U005222, 110/76 “Розробити наукові основи, технологію створення та вирощування плантацій швидкорослих деревних порід для забезпечення сировиною підприємств целюлозно-паперової промисловості та інших галузей” (1999–2003), номер державної реєстрації – 0199U002511 та госпрозрахункового наукового проекту: “Вивчити причини всихання лісів зони Київського Полісся на прикладі Боярської ЛДС та розробити рекомендації по їх оздоровленню” (1994–1998). Окремі розділи виконувалися автором за власною ініціативою.

Мета і завдання дослідження. Мета роботи – розробка теоретичних основ і ефективних способів створення та вирощування плантацій швидкорослих деревних порід (сосни, ялини, тополі та верби) як лісосировинної бази для підприємств деревопереробної галузі промисловості.

Для досягнення поставленої мети передбачалось вирішити такі основні завдання:

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

Об’єкт дослідження – лісові культури та плантації швидкорослих деревних порід рівнинної частини України.

Предмет дослідження – ріст, продуктивність і стійкість плантаційних культур у залежності від біоекологічних особливостей досліджуваних порід, грунтово-кліматичних умов і застосованої технології; оптимальний вік ротації плантацій; перспективні для плантаційного лісовирощування форми деревних порід.

Методи дослідження. Основними методами дослідження були: лісівничо-таксаційні – для дослідження росту і продуктивності деревостанів; порівняльної екології – для визначення типу лісорослинних умов; агрохімічні – для визначення фізико-хімічних властивостей ґрунтів; фізіолого-біохімічні – для вивчення перебігу основних фізіологічних процесів та вмісту поживних речовин у рослинах; лісової селекції – для дослідження можливості підвищення продуктивності плантацій селекцією швидкорослих форм деревних порід; математичної статистики – для обробки експериментальних даних.

Наукова новизна одержаних результатів. Поглиблено наукові уявлення про потенційну і реальну продуктивність деревостанів сосни звичайної, ялини європейської, тополі і верби та про особливості формування їх плантаційних деревостанів в умовах України. Виділено ряд перспективних форм деревних порід для прискореного вирощування деревини. Удосконалено агротехніку і технологію створення плантацій (вирощування і використання різних видів садивного матеріалу, підготовка лісокультурної площі, обробіток ґрунту, удобрення, агротехнічні та інші). Одержано ряд математичних моделей залежності між густотою деревостанів та іншими їх таксаційними характеристиками. Розроблено програми формування оптимальної густоти плантацій на баланси і пиловник, при слабкій і сильній інтенсивності доглядових рубань. Вивчено особливості формування і продуктивність другої (порослевої) генерації плантацій тополь на середню і грубу деревину. Рекомендовані додаткові ознаки оцінки життєздатності дерев при відведенні їх у доглядові рубання (розміри крони і вологість лубу). Розроблено математичні моделі ходу росту насаджень досліджуваних порід за запасом і середньою зміною запасу, з обґрунтуванням оптимальних строків головного рубання за максимальною кількістю деревини і її вартістю. Розроблено математичні моделі залежностей між основними морфометричними характеристиками вербового пруту, а також між масою кущів маточної плантації і виходом стандартних живців. Обґрунтовано місце і перспективи плантаційного лісовирощування у вирішенні екологічних проблем. Визначено економічну ефективність створення плантацій сосни з ущільнювачами.

Практичне значення одержаних результатів. Отримані результати, що стосуються садивного матеріалу, особливостей створення і вирощування плантацій сосни звичайної, ялини європейської, тополь і верб на різних категоріях земель, їх продуктивності та віку головних рубань, можна широко застосовувати у лісогосподарській практиці. Вони прийняті до впровадження у ДЛГО “Київліс”, “Черкасиліс”, “Тернопільліс”, “Чернігівліс” і Боярській ЛДС НАУ. Результати досліджень також реалізовані у методичних рекомендаціях “Плантаційне вирощування деревної сировини для потреб целюлозно-паперової та інших галузей промисловості. – К.: НАУ, 2003. – 53 с.”. Виділені в результаті реалізації програми досліджень дві швидкорослі форми деревних порід: сосна звичайна “Боярська-1” (для вирощування середньої та грубої деревини) і верба прутовидна “Тернопільська” (на дрібну ділову деревину для плетених виробів і фітомасу) на даний час внесені в реєстр сортів рослин України. Рекомендовано до впровадження у плантаційні культури маловідомі перспективні форми тополі: dorskamp, blanc de Poitou, heidemij, I-45/51.

Особистий внесок здобувача. Дисертація є особистою науковою працею автора, у якій йому належать постановка проблеми досліджень, розробка теоретичних, методологічних та методичних положень її вирішення. Весь польовий і експериментальний матеріал зібраний особисто автором, або при його безпосередній участі. Ним же була проведена обробка, аналіз, узагальнення одержаних даних і формулювання на їх основі науково обґрунтованих висновків та пропозицій. Автор висловлює щиру вдячність співробітникам наукових, навчальних закладів та підприємств лісівничого профілю за сприяння у зборі матеріалу та надання методичної допомоги.

Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертаційної роботи доповідались на науково-практичних конференціях професорсько-викладацького складу та аспірантів лісогосподарського факультету Національного аграрного університету в 1995–2003 роках, на міжнародних науково-практичних конференціях: “Проблеми індустріальних регіонів: менеджмент і екологія”, (м. Запоріжжя, 23–27 березня 1998 р.); м. Львів, УкрДЛТУ, 14–16 квітня 1999 р.; “Лісовий комплекс України на зламі тисячоліть”, (м. Київ, НАУ, 25–28 жовтня 2000 р.); “Лісівницькі дослідження в Україні на початку третього тисячоліття”, (м. Київ, НАУ, 17–19 жовтня 2001р.).

Публікації. За темою дисертації протягом 1987–2004 років одержано 2 авторських свідоцтва на сорти рослин (одне з них - у співавторстві), опубліковано монографію (10,6 д.а., у співавторстві), брошуру (3,4 д.а., у співавторстві) та 30 статей, 29 із них – у наукових провідних фахових виданнях, які внесені у перелік, затверджений ВАК України. Загальний обсяг публікацій становить 22,7 д.а.

Структура і обсяг роботи. Дисертація складається зі вступу, 5 розділів, висновків та рекомендацій, списку використаних джерел із 633 найменувань (з них – 130 латиницею, включаючи 9 Інтернет-сайтів). Матеріали дисертаційної роботи представлено на 487 сторінках компютерного тексту, у тому числі основний текст – на 303 сторінках, ілюстрований 90 таблицями і 42 рисунками. Додатки – на 100 сторінках.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

ПРОГРАМА, умови, Методологія, МЕТОДИКА ДОСЛІДЖЕНЬ

та теоретичне ОБГРУНТУВАННЯ ПРОБЛЕМИ

Програмою дисертаційної роботи передбачалося проведення досліджень за такими напрямами: вивчення лісівничих і екологічних властивостей сосни звичайної (Рinus sylvestris L.), ялини європейської (Picea abies (L.) Karst.) та перспективних форм тополь (Populus sp.) і верб (Salix sp.), які зумовлюють високу продуктивність та стійкість їх насаджень; визначення потенційної продуктивності плантаційних культур у різних грунтово-кліматичних умовах і на різних категоріях земель; дослідження можливості підвищення продуктивності плантацій методами лісової селекції; оцінити ефективність основних елементів агротехніки і технології створення та вирощування плантацій (використання різних типів садивного матеріалу, способів підготовки лісокультурних площ, обробітку ґрунту, проведення агротехнічних і лісівничих доглядів та заходів захисту плантацій; обґрунтування оптимальних строків проведення головного рубання); дослідження економічної та екологічної ефективності плантаційного лісовирощування.

Вирішенню поставлених програмних завдань передувало проведення аналізу наукових праць вітчизняних і зарубіжних авторів з проблеми плантаційного лісовирощування, а також суміжних напрямів лісової науки. В основу проведених досліджень лягли наукові положення вітчизняних і зарубіжних лісівників (Морозов Г.Ф., 1970; Висоцький Г.Н., 1950; Погребняк П.С., 1968; Мелехов І.С., 1980, 1986 та ін.) про ліс як специфічний біогеоценоз, що складається з окремих компонентів: деревостану, підліску, трав’яного покриву, ґрунтової флори, фауни, ґрунту, материнської гірської породи тощо, які розвиваються у просторі і часі під впливом кліматичних умов, впливаючи один на одного та навколишнє середовище.

При плантаційному лісовирощуванні, яке являє собою спеціалізоване лісогосподарське виробництво з вирощування певних видів деревної сировини у більшій кількості та у коротші строки, порівняно з традиційним лісовирощуванням (Шутов И.В., Маслакова Е.Л., Маркова И.А. и др., 1984, 1986) формуванню деревостану (його запасу і товарної структури), надається основна увага. Теоретичною основою дисертаційної роботи стали також праці К.Б. Лосицького і В.С. Чуєнкова (1973) (щодо оцінки максимальної продуктивності деревостанів), Б.І.Гаврилова (1957), який першим увів поняття “плантація” по відношенню до соснових деревостанів, а також ряд інших робіт з особливостей вирощування сосни, ялини, тополі та верби (Головчанский И.Н., Гавриленко А.П., Шинкаренко И.Б. и др., 1981; Гордиенко М.И., Падий Н.Н., Цилюрик А.В., 1992; Гузь М.М., 1996; Калинин М.И., 1983; Козырев Ф.М., 1931; Криницький Г.Т., 1993; Кучерявий В.П., 2000; Лавриненко Д.Д., Редько Г.И. и др., 1966; Лакида П.І., 2002; Морозов Г.Ф., 1966; Ониськив Н.И., 1967, 1986; Правдин Л.Ф., 1952, 1964; Редько Г.И., 1975; Рябокінь О.П., 1995, 1996; Савич Ю.Н., Строчинский А.А., 1991; Ткач В.П., 1995, 1999; Царев А.П., Царева Р.П., Иванников С.П., 1988; Шутов И.В., Маслакова Е.Л., Маркова И.А. и др., 1984, 1986; Ford-Robertson J.B., Mitchell C.P, Watters M.P., 1993; Hytцnen J., 1995, 1996; Kenney W.A., 1993; Souleres G., 1993, 1995; Weisgerber H., 1988 та інші).

Експериментальними дослідженнями, які проводилися протягом 1983-2004 років, були охоплені усі природно-кліматичні зони рівнинної частини України. За об’єкти досліджень слугували плантаційні та традиційні штучні деревостани різних лісорослинних умов, з різною агротехнікою їх створення та вирощування. Частина з них були спеціально створені за безпосередньої участі автора. Крім того, досліджувалися високопродуктивні деревостани як еталони, для оцінки максимальної продуктивності деревини у певних кліматичних і едафічних умовах. Частина досліджень стосувалася селекції перспективних форм деревних порід для плантаційного лісовирощування.

У процесі постановки та проведення досліджень користувалися загальноприйнятими у лісівництві, лісових культурах, фізіології рослин, лісовій селекції, лісовій таксації і математичній статистиці методиками та нормативами (Анучин Н.П., 1952; Воробьев Д.В., 1967; Гордієнко М.І., Маурер В.М., Ковалевський С.Б., 2000; Гузь М.М., 1996; Криницький Г.Т., 1993; Молотков П.И., 1991; Патлай І.М., 1989; Старова Н.В., 1980; Строчинский А.А., Швиденко А.З., Лакида П.И. и др., 1992 та ін.).

На даний час плантаційне лісовирощування досить широко використовують для одержання необхідних сортиментів деревини у таких розвинених країнах як США, Канада, Великобританія, Швеція, Фінляндія, Франція, Італія, Німеччина, Китай, Японія, Нова Зеландія, Аргентина тощо. Великий інтерес до даної проблеми проявляють також сусідні з Україною держави – Польща, Росія, Білорусь, Словаччина.

При плантаційному лісовирощуванні необхідно прагнути до одежання максимально можливої кількості деревини. Використавши дані К.Б. Лосицького (1973) про те, що на 1 ккал·см-2·рік-1 сонячної радіації у насадженнях однієї й тієї ж породи у різних кліматичних зонах при загальному забезпеченні вологою продукується однакова кількість деревного приросту на 1 га, ми розрахували для території України максимальні теоретичні показники запасу і загальної продуктивності досліджуваних порід, а також показники бонітету, яким відповідають ці характеристики за таблицями ходу росту у віці 100 років для сосни і ялини та у 50 років – для осики (табл. 1).

Досягнення одержаних показників продуктивності можливе лише за наявності ряду інших сприятливих чинників, у першу чергу зволоженості території, трофності і дренованості ґрунту, кількісному та якісному складу ґрунтової біоти.

На основі аналізу літературних джерел і результатів власних досліджень ми дійшли висновку, що за рахунок підбору відповідної агротехніки і технології вирощування плантацій можна значною мірою оптимізувати умови їх росту, включаючи нейтралізацію несприятливих кліматичних факторів.

Таблиця 1

Максимальні показники продуктивності деревостанів основних

лісоутворюючих порід в Україні, м3·га, за оптимальних едафічних умов

Порода | Показники продуктивності | Природно-кліматична зона | Полісся | Лісостеп | Степ | Сосна | Загальна продуктивність | 1590 | 1660 | 1810 | Запас | 890 | 940 | 1020 | Середня зміна запасу | 8,9 | 9,4 | 10,2 | Бонітет | IbІсId,7 | Ялина | Загальна продуктивність | 1980 | 2080 | 2270 | Запас | 1190 | 1250 | 1360 | Середня зміна запасу | 11,9 | 12,5 | 13,6 | Бонітет | IcId,5 | IdОсика | Загальна продуктивн. | 720 | 750 | 820 | Запас | 500 | 520 | 570 | Середня зміна запасу | 10,0 | 10,4 | 11,4 | Бонітет | ІaIb,5 | Ib |

Схема впливу основних абіотичних, біотичних та антропогенних чинників на процес формування плантаційного деревостану зображена на рисунку 1.

Отже, на ріст і формування плантаційних деревостанів безпосередньо впливають абіотичні чинники: кліматичні (тепло, світло, волога) і едафічні (трофність, зволоженість і аерованість ґрунту) та біотичні (ґрунтова і позаґрунтова флора й фауна). На етапі створення плантацій за рахунок лісокультурних заходів (обробіток ґрунту, догляди за ґрунтом, удобрення, гідромеліорація) відбувається оптимізація лісорослинних умов. Крім того, інтенсифікація росту плантацій досягається використанням селекційно поліпшеного садивного матеріалу.

Після зімкнення крон плантаційні деревостани самі починають дуже впливати на ґрунт, біоту і частково на клімат. З цього часу основним важелем керування процесом їх росту стають доглядові рубання, якими підтримується оптимальна для вирощування цільового сортименту густота. Оптимізація густоти деревостанів (плантації формуються, як правило, більш рідкими, ніж традиційні насадження) дозволяє забезпечити деревам сприятливі умови росту і підвищити їх біологічну і механічну стійкість. Крім того, менша кількість дерев дає можливість ретельніше виконувати догляди за стовбуром і кроною, що сприяє підвищенню якості вирощуваної на плантаціях деревини. У ряді випадків необхідна густота формується вже на етапі створення плантації і практично не змінюється до часу головного рубання.

Біолого-екологічна характеристика основних

лісоутворюючих порід для плантаційного лісовирощування

Вибір обєктом наших досліджень таких видів, як сосна звичайна, ялина європейська (родина соснових) та тополі і верби (родина вербових), зумовлений їх здатністю формувати чисті, максимально продуктивні для зони помірного клімату деревостани у різних лісорослинних умовах і наявністю певного вітчизняного й зарубіжного досвіду їх плантаційного культивування.

Біолого-екологічна характеристика сосни звичайної (Pinus sylvestris L.)

Сосна звичайна - швидкоросла деревна порода, яка має пластичну кореневу систему, відзначається високою холодо- і посухостійкістю, світло-любністю та оліготрофністю. Росте в основному на підзолистих ґрунтах легкого механічного складу. Формує достатньо високопродуктивні насадження навіть на найбідніших ґрунтах. На бідних піщаних ґрунтах Полісся сосна звичайна росте переважно за другим класом бонітету, а на Нижньодніпровських пісках – за третім, що пояснюється посушливістю степового клімату і меншою кількістю поживних речовин у ґрунті, при однаковому типі лісорослинних умов (Гордиенко И.И., 1969). Соснові культури, краще забезпечені вологою і поживними речовинами (у заплаві Дніпра), ростуть за першим класу бонітету і мають у віці 37 років запас 236 м3·га-1. Найсприятливіші умови для росту насаджень сосни звичайної складаються у південному Поліссі, на межі з Лісостепом, в умовах свіжого багатого субору та свіжої судіброви. Ростуть вони тут за Іb-Ic бонітетом і у 43-річному віці найкращі з них мають запас деревини 500 м3·га-1, а середній приріст – 11,8 м3·га-1 у рік.

Біолого-екологічна характеристика ялини європейської

(Picea abies (L.) Karst.)

Ялина європейська – вибаглива до родючості та помірного зволоження ґрунту порода. Найкраще росте на середніх за зволоженістю суглинкових добре дренованих ґрунтах. Поверхнева коренева система ялини зумовлена її високою вимогливістю до зволоженості та аерованості субстрату. Поверхнева коренева система і велика, щільна крона сприяють високій вітровальності насаджень даного виду.

У межах України ялина європейська природно росте в Карпатах, де досягає максимальних показників продуктивності, а також окремими острівцями у передгір'ях та на рівнині – у Закарпатській, Івано-Франківській, Львівській, Волинській, Рівненській, Житомирській і Чернігівській областях. Як показали дослідження особливостей росту культур ялини у Передкарпатті, спочатку вони відзначаються досить інтенсивним ростом і високою продуктивністю, але, починаючи з 30–40-річного віку, інтенсивність їх росту різко зменшується, дерева дуже уражуються шкідниками і хворобами, особливо опеньком (Armillariella mellea Q.), внаслідок утворення у ґрунтовому профілі під ними, на глибині 30–35 см, дуже щільного ілювіального горизонту, який обмежує можливість поширення ризосфери ялини у нижні горизонти ґрунту.

Високої продуктивності досягають деревостани ялини також у Лісостепу та на Поліссі. Найсприятливіші умови для росту їх плантацій створюються в умовах вологих сугрудків (С3), де вони досягають запасу 575 м3·га-1 у віці 42 роки. Основним фактором, що негативно впливає на можливість плантаційного вирощування ялини в Лісостепу, є ґрунтова посуха.

Біолого-екологічна характеристика тополь (Populus sp. L.)

Тополя – найбільш швидкоросла і високопродуктивна деревна порода помірних широт. Із трьох автохтонних для території України видів тополі лише осика (P. tremula L.) зустрічається переважно в позазаплавних лісах. Крім неї у нас природно ростутуть осокір, або тополя чорна (P. nigra L.) і тополя біла, або срібляста (P. alba L.), а також – природний гібрид осики з білою тополею – тополя сіріюча (P. canescens Sm.). У культурі зустрічається також велика кількість інтродукованих видів та форм. Серед них найбільший інтерес для плантаційного лісовирощування представляють тополя дельтовидна, або канадська (P. deltoids Marsh.), її гібриди з тополею чорною, відомі під загальною назвою тополя євроамериканська ( robusta, marilandica, serotina, gelrica, regenerata та ін.).

Високопродуктивні тополеві насадження, як правило, зустрічаються у заплавах річок. Тут, у добре зволожених і багатих на поживні елементи умовах, деревостани тополі здатні за короткі строки утворювати значну кількість деревини. Як показали наші дослідження, в умовах Нижньодніпровських плавнів, де найвищою продуктивністю відзначається тополя Торопогрицького – гібрид тополі дельтовидної та пірамідальної, навіть у відносно несприятливих умовах (С2), до 21-річного віку здатні продукувати близько 300 м3·га-1 стовбурової деревини. Середня зміна запасу при цьому становить 14,1 м3 ·га-1 у рік (табл. 2).

Таблиця 2

Вплив лісорослинних умов на ріст і продуктивність плантацій тополі Торопогрицького в умовах Нижньодніпров’я

№ п/п |

Тип лісорос-линних умов | Склад насад-ження | Вік,

ро-ків | Збереже-ність, % | Кількість дерев,

шт.·га-1Середні | Бонітет | G,

м2 ·га-1Запас,

м3·га-1Серед- ня зміна запасу,

м3 ·га-1 | h,

м | d,

см | Урочище “Степок”, Херсонська область | 1 | СВ1-210Тп | 21 | 95,2 | 392 | 19,7 | 22,2 | Id15,24 | 125 | 6,0 | 2 | С210Тп | 21 | 86,6 | 364 | 26,6 | 31,2 | Ig27,83 | 297 | 14,1 | Каховський ДЛГ, Бериславське л-во, кв. 39 | 3 | С2-310Тп | 24 | 11,7 | 354 | 30,2 | 34,9 | Ig33,86 | 480 | 20,0 | Херсонський ДЛГ, Кринківське лісництво | 4 | Д38Тп

1Тк

1Тпір | 27 | 15,9 | 476 | 30,7 | 50,8 | Ig77,73 | 994 | 36,8 |

Збільшення зволоженості і трофності ґрунтових умов викликає різке зростання усіх таксаційних показників її деревостанів. Так у віці 27 років у багатих вологих умовах запас їх стовбурової деревини досягає 994 м3·га-1 і середньої зміни запасу – 36,8 м3·га-1 у рік.

Завдяки швидкому росту, тополю Торопогрицького та інші форми тополі доцільно вирощувати у заплавах річок у плантаційному режимі із скороченим оборотом рубання як сировинну базу деревопереробних підприємств (Ткач В.П., 1999).

Біолого-екологічна характеристика верб (Salix sp. L.)

В Україні зустрічається 25 автохтонних видів верб, із них на рівнинній частині – 16 (Скворцов А.К., 1968, 1981; Фучило Я.Д., 1999). У плантаційному режимі вони, порівняно з іншими деревними породами, вирощуються найдавніше (на прут для виготовлення плетених меблів, тари та інших виробів, а також на деревну сировину більших розмірів: пиловник, будівельний ліс, баланси тощо). При цьому слід зазначити, що вербові плантації продукують ділову деревину (прут для плетіння) уже у однорічному віці.

Більшість верб відзначаються дуже інтенсивним ростом за висотою у молодому віці. За дослідженнями 2001 року, максимальний приріст молодої порослі верб відзначався у період з кінця травня до середини липня і становив у верби пурпурової 3,82 см за добу. Швидкорослість верб і тополь забезпечується інтенсивним перебігом біохімічних процесів у їх органах. У найжаркіший час вегетаційного періоду 2001 року представники родини вербових з 1 г листка транспірували від 0,80 до 2,55 г води за 1 год. Інтенсивність фотосинтезу при цьому досягала 21,7–59,2 мг·дм-2·год-1. Встановлено, що у видів родини Salicaceae відсутня пряма залежність між інтенсивністю транспірації та інтенсивністю фотосинтезу. Співвідношення між цими показниками, очевидно, є видовою ознакою.

Плантації усіх видів верб позитивно реагують на збільшення трофності і зволоженості ґрунту. Оптимальні умови їх вирощування – волога й мокра судіброва та діброва (рис. 2).

Рис. 2. Вплив лісорослинних умов на продуктивність плантацій верб

Із трьох досліджуваних видів найвищу кількість однорічної фітомаси продукувала верба прутовидна, яка також найінтенсивніше зреагувала на збільшення трофності і зволоженості ґрунту. Більш зволожені, але менш дреновані умови (D5) негативно впливають на продуктивність верб, але забезпечують високу їх збереженість.

Недостатньо вивченим є питання оцінки продуктивності мініротаційних плантацій верб. Проведені дослідження дозволили виявити ряд тісних залежностей між параметрами однорічного пруту (маса, довжина, діаметр на висоті 5 см від окоренка тощо) кількох найпоширеніших видів. Одним з основних завдань було визначення (через вищенаведені показники) об’єму пруту як традиційної характеристики, прийнятої для кількісної оцінки деревної продукції. Свіжозрізана маса може бути достатньо надійним показником продуктивності лише зразу після зрізування. Тоді вона тісно корелює з рештою основних параметрів пруту (табл. 3, рис. 3).

Таблиця 3

Основні характеристики пруту верби прутовидної

та кореляційні зв’язки між ними

Параметри пруту | Маса,

г | Довжина,

см | Діаметр на висоті 5 см | Діаметр на

Ѕ ?рута

Середні значення

М | 77,0 | 187,3 | 9,0 | 6,1

m | 5,37 | 5,61 | 0,24 | 0,15

P, % | 7,0 | 3,0 | 2,7 | 2,5

Коефіцієнт кореляції

Довжина, см | 0,8859 | 1

d на вис. 5 см | 0,9551 | 0,9576 | 1

d на Ѕ ?рута | 0,9571 | 0,9527 | 0,9866 | 1

Рис. 3. Залежність свіжозрізаної маси пруту верби прутовидної від його довжини і діаметра на висоті 5 см від окоренка

Залежність маси прута від висоти і діаметра виражається досить складними поліноміальними формулами. Щодо об’єму, то між ним і масою існує тісна прямолінійна залежність:

y=1,053 x+19,102, (1)

де: y – об’єм пруту (см3), x - маса пруту (г).

За необхідності, для визначення об’єму можна використати формули, наведені на рисунку 3, і залежність між масою та об’ємом. Для різних видів верб і умов культивування аналогічні залежності можуть значно відрізнятися.

Порослеві деревостани верби білої в умовах плавнів досягають максимальної середньої зміни запасу (21-23 м3·га-1 у рік) у період з 15 до 19 років, а насінні – зберігають високу середню зміну запасу до 35 років, коли їх запас становить близько 540 м3·га-1.

Вибір перспективних форм деревних порід та виду садивнового матеріалу для створення плантацій

Підвищення продуктивності плантацій методами лісової селекції

Основним методом лісової селекції є відбір і розмноження цінних популяцій і форм. Крім відбору, використовують і деякі інші методи: гібриди-зацію, поліплоїдію, мутагенез (Молотков П.И., Патлай И.Н., Давидова Н.И. и др., 1982; Любавская А.Я., 1982 та ін.). Лісогосподарська діяльність передбачає використання двох систем селекції: популяційної – для забезпечення існування природних популяцій деревних порід і плюсової – на одержання високо-продуктивних форм для плантаційного їх вирощування. В останньому випадку переважно застосовується вегетативне розмноження виведених форм (Криницький Г.Т., 1993; Любавская А.Я., 1982). Наведеним двом системам відповідають генетико-популяційний (груповий) та фенотиповий (індиві-дуальний) напрями генетико-селекційних робіт. Крім того, виділяють еколого-географічний (масовий) та морфофізіологічний напрями (Криницький Г.Т., 1993).

Нашими дослідженнями частково були охоплені усі вказані напрями. Так, вивчення особливостей росту географічних культур сосни звичайної у Дзвінківсь-кому л-ві Боярської ЛДС підтвердило справедливість висновку, що соснові деревостани з місцевого насіння за інтенсивністю росту і стійкістю до дії негатив-них факторів переважають іншорайонні через кращу адаптацію до місцевих кліматичних і едафічних умов (Правдин Д.Ф., 1964; Shutyaev A.M., Giertych M., 1997 та ін.).

У результаті відбору плюсових дерев сосни боярського походження і перевірки їх спадкових властивостей було виділено перспективну для плантацій-ного лісовирощування форму – “Боярська-1”, яка внесена у реєстр сортів рослин України з 2003 року. Вона відрізняється високою інтенсивністю росту, тонкими скелетними гілками, що відходять від стовбур під гострим кутом, та компактною кроною. Дані ознаки досить повно передаються нею як вегетативному, так і насінному потомству.

Дослідження клонової лісонасіннєвої плантації ялини європейської (Фастівський ДЛГ Київської області), де представлене вегетативне потомство плюсових дерев з України, Литви, Латвії та Білорусі, вказують на вищу продуктивність клонів з українських плюсових дерев, порівняно з іноземними, а також – на високу ефективність застосування індивідуального відбору дерев ялини для її плантаційного лісовирощування. Найвищими таксаційними характеристик-ками відзначається клон з плюсового дерева № 53 (Тростянецький ДЛГ Сумської області). В умовах свіжої діброви, при розміщенні дерев 5,0х5,0 м, його 37-річний деревостан має середню висоту 19,5 м, середній діаметр 37,3 см і запас 320 м3·га-1.

Завдяки легкому утворенню гібридних форм і здатності до вегетативного розмноження, на даний час виведено багато перспективних форм тополь та верб, які успішно вирощуються у плантаційному режимі. Дослідження особливостей росту 17 форм тополі у південному Поліссі і Лісостепу вказують на доцільність використання, крім давно культивованих в Україні клонів секції Aegiri (robusta, marilandica, serotina, І-214), ще ряду культиварів: blanc de Poitou, heidemij та dorskamp. Останній із них мав найбільшу середню висоту дворічних саджанців (168,07,93 см). Перспективні також клони вітчизняної селекції: Градежський, Гулівер, Зоря та інші (Старова Н.В., 1980; Патлай И.Н., Руденко В.Н., 1990). У Степу найвищою продуктивністю відзначається тополя Торопогрицького. Слід також ширше використовувати цінні форми тополі білої та осики (Цилюрик А.В., 1965).

При створенні плантацій верб, у відносно бідних і сухих умовах доцільно культивувати верби гостролисту, пурпурову, каспійську та інші; у багатих, перезволожених – ламку, тритичинкову, пйятитичинкову тощо, але найчастіше на грубі сортименти вирощують вербу білу, а у мініротаційних плантаціях – вербу прутовидну. В результаті багаторічних досліджень росту ряду клонів останньої в умовах Київського Полісся, нами була відібрана її форма, здатна в умовах свіжого субору продукувати до 40 т·га-1 свіжозрізаного однорічного пруту. Вона внесена у реєстр сортів рослин України на 2004 рік як верба прутовидна “Тернопільська”. Досліджуються два, одержаних від її схрещування з вербою пурпуровою, гібриди. Успадкування їх зовнішніх ознак від батьківських форм відбулося за змішаним типом.

Садивний матеріал для створення плантацій

При створенні плантацій хвойних порід, як правило, застосовують 4–5-річні саджанці ялини (2+2, 2+3) і 3–4-річні – сосни (1+2, 1+3). У посушливих умовах використовують і 1–2-річні сіянці сосни (Головчанский И.Н., Гавриленко А.П., Шинкаренко И.Б. и др., 1981; Шутов И.В., Маслакова Е.Л., Маркова И.А. и др., 1984, 1986). Тривалий термін вирощування дозволяє відібрати здорові і швидкорослі особини, що сприяє підвищенню інтенсивності росту плантацій (Шиманский П.С., Поджарова З.С., Усеня В.В., 1988; Беляев В.В., 1996; Fouvy P., Jeantet G., 1997 і ін.). Заслуговує на виробничу перевірку використання щеплених високопродуктивних форм даних порід. Встановлено, що вищих показників приживлюваності саджанців сосни можна досягти за умови обрізування у них бокових гілок. Через 4 роки після садіння у рослин з обрізаними гілками висота і збереженість були відповідно на 10,2% і 13,3% вищі порівняно з контролем.

Як показали дослідження особливостей вирощування саджанців сосни до 3-річного віку (1+2), 12-годинна обробка коріння рослин перед висаджуванням у шкільне відділення стимуляторами та мікродобривами, помітно вплинула на їх розміри (табл. 4).

Найбільш позитивно на розміри саджанців вплинула їх обробка гумісолом і гетероауксином. Встановлено, що при застосуванні стимуляторів збільшуються розміри саджанців сосни у цілому, із збереженням співвідношення між надземною та підземною частинами. При вирощуванні саджанців ялини, кращим варіантом обробки коріння виявився 0,01%-й розчин гетероауксину. Аналогічні варіанти обробки коріння можна застосовувати і при створенні плантацій сосни і ялини безпосередньо сіянцями.

Таблиця 4

Вплив обробки коріння сіянців сосни звичайної стимуляторами та мікродобривами на розміри 3-річних саджанців

Варіант обробки кореневих систем | Висота,

см | t-кри-терій

за ви-сотою | Маса сирого саджанця | усього,

г | у тому числі – коріння, % | разом | дрібне | 1. Контроль (вода) | 32,4±0,78 | - | 64,3±4,65 | 26,9±3,31 | 18,0±1,70 | 2. Фумар (0,01%) | 33,3±0,87 | 0,77 | 57,3±2,50 | 28,8±5,60 | 16,3±3,94 | 3. Гетероауксин (0,01%) | 35,9±0,85 | 3,04 | 100,7±21,31 | 29,7±1,58 | 17,8±2,42 | 4. Гумісол (20%) | 36,2±0,97 | 3,05 | 116,9±28,70 | 29,7±1,76 | 17,6±2,14 | 5. Екостимулін | 33,9±0,91 | 1,25 | 83,7±13,89 | 29,8±0,80 | 14,7±1,93 |

Оптимальним садивним матеріалом для створення тополевих і вербових плантацій на грубі сортименти є однорічні живцеві саджанці. У дібровних умовах північного Лісостепу (D2-3), за жаркого періоду вегетації (2002-й рік), їх приживлюваність досягала 81,8%, тоді як у інших видів посадкового матеріалу (3-річні живцеві саджанці з однорічним стовбуром і дворічні насіннєві саджанці) – від 73 до 76%. Мініротаційні плантації верб створюють однорічними зимовими живцями завдовжки від 20 до 30 см і завтовшки у верхньому зрізі – від 4 до 15 мм. При вирощуванні деревовидних верб у вогких умовах, де неможливо застосувати техніку, у якості садивного матеріалу використовують 3–5-річні живці (кілки). Встановлено, що за низької інтенсивності догляду доцільно використовувати довгі кілки (1,0 м і більше). У віці 4 роки, порівняно з короткими (0,6 м), дерева з них мають вищу збереженість і висоту відповідно на 27,5 і 18,5%.

Дослідження особливостей росту верб у маточних плантаціях густотою 66,7 тис. кущів на 1 га показали, що вони уже на третій рік досягають максималь-них показників виходу стандартних живців – 2,5-2,6 млн. шт.·га-1. Виявлено тісну залежність між масою кущів та виходом із них стандартних живців (рис. 4).

Рис. 4. Залежність виходу стандартних живців верби п’ятитичинкової

і прутовидної від свіжозрізаної маси одного куща

Отже, у верби п’ятитичинкової, зі збільшенням маси куща до 600-700 г, вихід живців зростає інтенсивно, а потім стабілізується на рівні 45-55 шт. Це пояснюється високою збіжністю прутів даного виду, внаслідок чого основна маса куща концентрується у відносно малій кількості живців з окоренкової частини прутів. Аналогічна залежність у верби прутовидної, прут якої менш збіжистий, наближається до прямолінійної.

Аналіз ефективності основних елементів Агротехніки

і технології створення та вирощування плантацій

Успішність плантаційного лісовирощування залежить від вдалого поєднання грунтово-кліматичних умов, вирощуваної деревної породи і застосованої системи агротехнічних заходів. Особливо важлива роль при цьому належить ґрунтовим умовам, які визначають доцільність використання тієї чи іншої породи і агротехніки.

Вимоги до площ і ґрунтів

В Україні плантаційне лісовирощування передбачається розвивати на експлуатаційній частині лісів державного лісового фонду, де основною категорією лісокультурних площ є зруби (Головчанский И.Н., Гавриленко А.П., Шинкаренко И.Б. и др., 1981; Шутов И.В., Маслакова Е.Л., Маркова И.А. и др., 1984, 1986; Дебринюк Ю.М., 2004). Але, у зв’язку з розкиданістю і невеликими площами зрубів налагодити на них повноцінне плантаційне господарство досить складно. Компактні плантаційні господарства можна створити на сільсько-господарських невгіддях, що передаються під заліснення (староорні землі, пустирі, сінокоси тощо). Перші покоління лісу на них нестійкі і недовговічні, тому тут спочатку доцільно створювати саме плантаційні деревостани зі скороченим обігом рубання (Вакулюк П.Г., Фучило Я.Д., Онищенко В.М., 2004).

На відносно сухих і бідних ґрунтах легкого механічного складу доцільно вирощувати плантації сосни звичайної, хоча найвищої продуктивності її деревостани досягають у свіжій судіброві. Плантаційне лісовирощування ялини, тополі і більшості верб ефективне у багатших і вологіших умовах. Плантації усіх досліджуваних видів позитивно реагують на підвищення дренованості ґрунту, що необхідно враховувати при плануванні заходів з їх створення.

Особливості обробітку ґрунту під плантації

Якісному обробітку ґрунту під плантації на зрубах перешкоджають пеньки. Для ефективного використання техніки їх видаляють або понижують. Встановлено, що корчування пеньків при вирощуванні середніх і грубих хвойних сортиментів недоцільне. Воно, при своїй значній енергоємності, не забезпечує вищої збереженості і продуктивності деревостанів порівняно з пониженням висоти пеньків. Останній захід доцільно проводити ще на етапі звалювання дерев (Ониськів М.І., Фучило Я.Д., Сбитна М.В., 1999, 2000). За необхідності, ефективним способом видалення пеньків є їх корчування одночасно зі звалюванням дерев деревовалами типу ДК-1.

Під плантації, як правило, застосовують суцільний обробіток ґрунту за системою чорного або сидерального пару, що забезпечує інтенсивний ріст саджанців і дозволяє скоротити кількість доглядів. На нелісових землях, після обробітку ґрунту, у рядах майбутніх культур необхідно проводити глибоке безполицеве розпушення ґрунту. Встановлено, що такий захід сприяє інтенсифікації росту саджанців і кращій їх збереженості. Так, створені на поляні у Боярському лісництві Боярської ЛДС 3-річні культури сосни, на глибоко розпушеному ґрунті відзначалися, порівняно зі створеними по борознах, на 10,8% більшою збереженістю і на 33,3% – висоту.

Особливості створення плантаційних культур

Оптимальні терміни садіння плантацій – рання весна і (зважаючи на потепління клімату) – пізня осінь. Кореневі системи садивного матеріалу сосни, для кращої його приживлюваності, доцільно обробляти розчином гумісолу (20%) або гетероауксину (0,01%) з 12-годинною експозицією. Останній варіант можна застосовувати також при висаджуванні ялини. Садіння проводиться садивною машиною, або у ямки (під лопату чи ямобур). Ручне садіння живців виконують під спеціальний садильний штир або меч Колесова. Посадкові щілини під садіння кілків роблять з допомогою спеціального лома.

Оптимальна густота садіння сосни – 2,5–7,5 тис. шт.·га-1, ялини – 2,2–7,5 тис. шт.·га-1, тополі та