| Короткий зміст: | Розділ 1. Досвід створення лісових насаджень на землях, які використовувались у сільському господарстві. В Україні сільськогосподарські підприємства не використовують всіх освоєних земель, а залучають до виробництва найродючіші. У складі староорних земель значна частина відноситься до поліських угідь. Загалом на сільськогосподарську ефективність цих ґрунтів впливає їхня низька природна родючість, підвищення якої потребує систематичного внесення добрив. За таких обставин деякі території засаджуються лісовими культурами, а на інших поступово відбувається природне заліснення.
Аналіз літературних джерел, присвячених вивченню стану і продуктивності лісових насаджень на староорних землях (Лавриненко Д.Д., 1956, 1977; Похітон П.П., 1956; Гордієнко М.І., 1978, 1979, 1995; Вакулюк П.Г., 1980, 1998, 2000; Генсірук С.А., 1999; Ониськів М.І., 2003, 2005 та ін.) засвідчив, що у більшості наукових робіт представлено переважно загальні системи лісовирощування.
Для розробки адекватних заходів, спрямованих на вдосконалення вирощування лісових насаджень слід враховувати особливості староорних земель, а також біологічні властивості основних деревних порід регіону. Ґрунтові умови цих земель суттєво відрізняються від лісових ґрунтів (Погребняк П.С., 1951, 1956; Ониськів М.І., 2004), що впливає на ріст і розвиток підземної частини (кореневої системи) деревних порід (Калінін М.І., 1973, 1975, 1983, 1991; Колєсніков В.А., 1972). Було вирішено більш поглиблено дослідити ґрунтові особливості та корененаселеність ґрунту сосни звичайної (Pinus sylvestris L.), берези повислої (Betula pendula Roth.) та трав’яної рослинності у переважаючих на Чернігівському Поліссі типах лісорослинних умов. Ретельно було вивчено наукові праці, які розглядають створення лісових насаджень, а саме: передпосадковий обробіток ґрунту (Головащенко В.П., 1960; Єтеревская Л.В., 1966; Лавриненко Д.Д., 1962; Стопкань В.В., 1962; Ониськів М.І., 2005; Мерзленко М.Д., 1985, 1990), видовий склад насаджень (Бузикін А.І., 1980; Василяускас А.П., 1970, 1989; Гревцова А.Т., 1968; Данулявичус Ю.А., 1981; Корецький Г.С., 1967, 1968, 1971, 1981; Гордієнко М.І., 1978, 1979, 1992, 1995, 2005;), початкову густоту лісових культур (Кальний П.Г., 1980; Мерзленко М.Д., 1981; Редько Г.І.,1978;).
На основі матеріалів розділу були визначені основні задачі дисертаційних досліджень з метою розробки заходів, направлених на створення високопродуктивних лісових насаджень, пристосованих до конкретних умов регіону, з урахуванням місцевих особливостей лісогосподарського виробництва.
Розділ 2. Програма, методика досліджень та об’єм виконаних робіт. Наведено загальну характеристику та проаналізовано дані, які використовувалися для вирішення поставлених у дисертаційній роботі завдань. Згідно з програмою робіт, для оцінки продуктивності соснових насаджень Чернігівського Полісся було закладено 70 пробних площ на території Городнянського, Щорського та Корюківського адміністративних районів. Їх закладали у найпоширеніших типах лісорослинних умов у насадженнях різного віку з метою охопити всі групи віку. Переважна частина (68%) насаджень сосни звичайної, в яких проводилися дослідження, росте у свіжих суборах. У свіжих борах та сухих суборах розміщено 27%, а решта насаджень 5%, знаходиться у вологих суборах та свіжих судібровах. Березняків у свіжих борах росте 5, у сухих суборах − 11, у свіжих та вологих суборах − 63, та у свіжих судібровах − 21%.
За віковою структурою сосняки представлені класами віку від першого до восьмого, але переважна їх частина (36%) належить до другого класу. Це пов’язано з необхідністю детальніших досліджень у насадженнях такого віку, оскільки на староорних землях вони зазнають дегресії щодо росту та розвитку.
Також було закладено пробні площі на староорних землях регіону, де відбувається природне поновлення лісу, для оцінки стану таких лісових насаджень.
Крім цього, у розділі наведено методики збору та обробки первинної дослідної інформації. Таксація лісових насаджень на пробних площах проводилась за загальноприйнятою методикою. Під час агрохімічних досліджень ґрунту вміст гумусу визначали за способом Тюріна, рН сольової витяжки − за допомогою рН-метра, вміст у ґрунті рухомих сполук фосфору і калію − за методом Кірсанова; вміст нітратного амонійного азоту − за допомогою реактиву Несслера. Насиченість ґрунту корінням вивчали за методикою М.А. Качинського, а процесу природного поновлення лісових насаджень за методикою М.М. Победінського.
Розділ 3. Загальна характеристика природних умов регіону досліджень. У розділі наведено фізико-географічні особливості Чернігівського Полісся, зокрема: рельєф, кліматичні та гідрологічні умови території. Охарактеризовано рослинність регіону. Висвітлено значення лісогосподарського виробництва для економіки останнього.
Розділ 4. Лісові культури на староорних землях Чернігівського Полісся. Сучасний стан сільськогосподарських земель у країні не відповідає їхньому продуктивному потенціалу, вимогам раціонального природокористування. Більша їх частина піддається водній та вітровій ерозії, техногенному забрудненню, дегуміфікації, руйнуванню структури ґрунту. В результаті цих та інших негативних процесів має місце порушення цілісності агроекосистеми та біопродуктивної стабільності, зниження родючості ґрунтового покриву обумовлює падіння екологічної ефективності землекористування. Наряду з цим зараз одним з основних завдань залишається підвищення продуктивності існуючих лісових насаджень, а також збільшення площі лісів за рахунок залісення неугідь і земель, які виводяться із сільськогосподарського використання.
На території регіону найпоширенішими ґрунтами є дерново-підзолисті. Встановлено, що для ґрунтів піщаного механічного складу, характерний незначний вміст гумусу в орному шарі (0,61%), а також порівняно низькі запаси поживних речовин: азоту − 5,70, фосфору − 6,90 та калію − 7,00 мг·(100 г ґрунту)-1. Дерново-підзолисті супіщані ґрунти відзначаються вищою вологоємністю, нижчою водопроникністю, що сприяє зменшенню винесення продуктів розкладу органіки. Вони містять дещо більший запас гумусу (0,79-1,10%), однак вміст рухомих форм коливається і складає для фосфору (5,27-7,80 мг·(100 г ґрунту)-1) і калію (4,80-5,70 мг·(100 г ґрунту)-1).
Як показав аналіз, верхнім генетичним горизонтам притаманна слабо- або середньокисла реакція ґрунтового розчину із загальною тенденцією до нейтралізації у міру заглиблення. Вміст гумусу в нижніх горизонтах ґрунту менший, ніж у верхніх. У гумусово-елювіальному горизонті вміст гумусу досягає 0,61-1,10%, у материнській породі становить 0,11-0,20%. Також знижується вміст елементів мінерального живлення: азоту − на 34-67%, фосфору − на 32-72 та калію − на 52-73% (табл. 1).
Одним з найважливіших факторів, які безпосередньо впливають на ріст і розвиток лісових насаджень і потребують досліджень, є щільність ґрунту. Найменша щільність характерна для піщаних та підвищено-структурних суглинистих ґрунтів, найбільша − для твердих гірських порід, ортштейнів та ущільнених глинистих ґрунтів (ілювіальні горизонти солонцюватих і підзолистих ґрунтів тощо).
У результаті дослідження ґрунтових умов було встановлено, що в метровому шарі ґрунту у лісових культурах, які створені із застосуванням глибокого розпушування ґрунту, щільність його горизонтів відрізняється від суміжних незаліснених угідь. У першому випадку щільність верхнього 10-сантиметрового шару ґрунтів досягає 1,17 г·(см3)-1, а на глибині 20, 30 і 40 см, відповідно, 1,35; 1,43 та 1,38 г·(см3)-1. На незаліснених землях цей показник у десятисантиметровому шарі ґрунту становить 1,10 г·(см3)-1, проте на глибині 30 см − 1,75 г·(см3)-1, а 40 см − 1,67 г·(см3)-1.
Ущільнені горизонти ґрунту могли сформуватися внаслідок багаторічного його механізованого обробітку на сталу глибину. Таке ущільнення змінює водно-температурний режим ґрунту, а також впливає на ріст підземної частини дерев.
Розвиток деревних рослин відбувається за безпосереднього впливу певних ґрунтово-кліматичних умов, пристосовуючись до яких вони змушені змінювати будову кореневої системи. Формування деревами кореневих систем залежить від біологічних особливостей деревних порід і комплексу ґрунтових умов. Залежно від ґрунтово-гідрологічних умов одна і та ж деревна рослина може мати принципові відмінності в будові кореневої системи. Дослідження показали, що сосна звичайна, в умовах свіжих борів, утворює комбінацію поверхневого і стрижневого типів кореневих систем. У верхніх шарах ґрунту, які відносно багаті на елементи мінерального живлення, розвинена яскраво виражена поверхнева коренева система. Стрижневий корінь поширюється в нижні горизонти ґрунтового профілю, але по всій його протяжності значного розгалуження не спостерігається. Також у цих лісорослинних умовах, крім стрижневого кореня, сосна може утворювати якірні. Після того, як коренева система сосни освоїть верхній родючий шар ґрунту, її корені поступово заглиблюються в землю внаслідок слабкого обміну повітря.
Однак, за будь-якого типу будови кореневої системи основна маса коренів сосни розташовується в поверхневому шарі ґрунту (до 60 см), причому чим ближче до поверхні, тим інтенсивнішою є корененаселеність шару ґрунту.
На відміну від сосни, береза повисла формує тільки поверхневу кореневу систему. У досліджених умовах корені берези являють собою систему 10-15 добре розвинених горизонтальних коренів 1-го порядку, що утворюють у верхніх горизонтах ґрунту густу мережу скелетних, напівскелетних і всмоктувальних коренів.
При однакових факторах росту дерев, зона поширення їхніх горизонтальних коренів є похідною від віку дерева, лісорослинних умов та його положення в насадженні. Ґрунтово-гідрологічні умови староорних земель першочергово впливають на вертикальну кореневу систему. У відповідних умовах можливе повне відмирання стрижневого кореня та існування дерева за рахунок горизонтальних коренів.
У структурі кореневих систем деревних порід на староорних землях переважають корені горизонтальної орієнтації, частка яких у сосни складає близько 92%, тоді як у берези − 94-97% (табл. 2).
Поверхневі шари ґрунту щільно заселені коренями трав’яних рослин. Останні відзначаються високою приживлюваністю і більшою конкурентною здатністю, чим ускладнюють поширення коренів сосни, змушуючи їх заглиблюватися в ґрунт. У лісових насадженнях всіх вікових груп, в яких проводилися дослідження, виявлено, що в десятисантиметровому шарі ґрунту розміщено від 6 до 33% загальної маси коренів сосни, тоді як від 60 до 78% знаходиться на глибині 10-30 см (табл. 3).
З віком у цьому шарі ґрунту як сосна, так і береза посідають панівне положення. Так, у 50-річних насадженнях маса коренів сосни (48,3 г) у 7,5 раза перевищує масу трав’яних рослин (6,7 г), а у березняках, через поверхневість коренів берези, перевага їх над травами ще більша (199,2 г та 20,0 г) (табл. 4).
На староорних землях, за наявності у профілі ґрунту ущільнених горизонтів, сосна змушена формувати поверхневу кореневу систему, яка нехарактерна для цієї деревної породи в оптимальних ґрунтових умовах. Береза ж за своєю біологією утворює поверхневу кореневу систему, тому дегресія щодо її росту та розвитку в молодому віці не спостерігається. Після досягнення ущільненого горизонту ґрунту ріст стрижневих коренів дуже сповільнюється або припиняється. Є підстави вважати, що причиною дегресії лісових насаджень, створених на староорних землях, є відсутність глибинної ризосфери, що не сприяє заглибленню в ґрунт коренів деревних порід.
Обстеження лісових культур, які були створені на староорних землях Чернігівського Полісся показало, що садіння сіянців у дно плужних борозен створює несприятливі умови для їх росту і розвитку. Це пов’язано з тим, що ці землі, в основному, представлені піщаними ґрунтами з малопотужним гумусовим горизонтом, який під час нарізання борозен переміщується у бік. Сіянці висаджуються в збіднений субстрат, позбавлений гумусу та поживних речовин. Такі лісові культури в перші роки життя ростуть повільно, доки їхні корені не досягнуть гумусового горизонту в міжрядді, де родючий шар ґрунту населяє трав’яна рослинність. Вона є головним конкурентом деревним рослинам за вологу й елементи мінерального живлення. Несвоєчасне проведення доглядів за ґрунтом чи їх відсутність у лісових культурах призводить до пригнічення саджанців, ослаблення в цілому насадження або його загибелі. В більшості випадків культури, висаджені у дно борозен на староорних землях, знаходяться у незадовільному стані або гинуть. Проте ще й тепер застосовують переважно такий спосіб обробітку ґрунту.
Для вирощування на староорних землях біологічно стійких і високопродуктивних лісових насаджень вирішальне значення має порушення щільності верхніх шарів ґрунту і розпушування його на глибину 60-80 см. Це сприяє поширенню кореневої системи в глибші горизонти ґрунту, де більше вологи і менше ентомошкідників. У чистих за складом 17-річних культурах сосни звичайної, які створені після суцільної оранки, висота дерев більша на 20%, а там, де крім того проводилось глибоке розпушування − на 36%, ніж такі ж культури, висаджені в дно плужних борозен. Двадцятирічні культури сосни звичайної також відзначалися більшою висотою за аналогічні насадження, висаджені в борозни: на ділянці, де проводилася суцільна оранка − на 27%, а з глибоким розпушуванням − на 29%.
Запас стовбурної деревини в насадженнях, де проводився суцільний обробіток ґрунту, більший на 39 та 23%, а на ділянках, де крім того проводилося безвідвальне розпушування − на 41 та 35%.
Для визначення найдоцільнішої схеми розміщення садивних місць під час створення лісових культур на староорних землях проведено порівняльний аналіз існуючих лісових культур за різними схемами розміщення. В результаті виявлено певні закономірності за лісівничо-таксаційними показниками, які, на нашу думку, пов’язані з густотою лісових культур. Порівнюючи з контрольними насадженнями, що мають початкову густоту 13,3 тис. шт.·га-1, відмічено збільшення середнього діаметра деревостану, із зменшенням густоти лісових культур. Так, середній діаметр дерев у соснових насадженнях з густотою 10 тис. шт.·га-1, у віці 27 та 32 роки більший, відповідно, на 22 і 21%, а у сосняків густотою 5,7 тис. шт.·га-1 віком 23 та 37 років − на 27 і 38%. У 44-річних лісових культурах сосни звичайної, що мають густоту 10 тис. шт.·га-1, діаметр більший на 6% у 41-річних − на 7, а в 51-річних − на 9%. Середній діаметр дерев у соснових культурах з густотою 5,7 тис. шт.·га-1 віком 41 рік більший на 8%, а 53 роки − на 9%, ніж в аналогічних контрольних насадженнях.
Під час порівняння середніх висот цих насаджень відмічено незначні розбіжності, але насадження з меншою початковою густотою (5,7 тис. шт.·га-1) часто мають дещо меншу висоту, порівняно з густими культурами (13,3 тис. шт.·га-1). За запасом густі насадження не поступаються перед рідшими. Густі культури змикаються рано й мають тонкі гілки, які швидко відмирають і опадають. Тому у таких культурах стовбури повнодеревні й добре очищені від гілок. У густих лісових культурах частка ділових дерев у середньому становить 81%, у дещо рідших насадженнях − 76, у рідких − 67%.
У густих лісових культурах (10-13 тис. шт.·га-1) дерева формують значно глибшу кореневу систему, але вони потребують обов’язкового проведення рубок догляду.
Одним з основних питань під час створення лісових культур є вибір їх видового складу. У чистих за складом насадженнях другого класу віку сосна має середню висоту 6,8 м у 17 років, 6,0 м − у 16 та 10,6 м − у 20 років. У мішаних лісостанах за умов кулісного змішування сосни і берези за схемою 7рСз1рБп, сосна звичайна досягає середньої висоти 7,8 та 7,5 м, а береза − 8,0 та 9,9 м. У культурах зі схемою змішування 7рСз3рБп висота сосни у 16 років має висоту 7,0 м, берези − 8,0 м, а при змішуванні 5рСз2рБп – у сосни 7,2 м, у берези − 8,2 м. У свіжих суборах в культурах другого класу віку береза за висотою перевищує сосну на 1-2 м, третього − на 0,5-1,0, четвертого − до 0,5 м. У сосново-березових культурах, де раніше проводили рубки догляду за лісом, різниця у висотах складових порід відсутня і взаємодія порід позитивна. Діаметри стовбурів у дерев берези переважно більші, ніж у сосни, лише при схемі змішування 5рСз5рБп вони однакові або дещо менші. У культурах сосни, де домішка берези сягає 10-20%, продуктивність насаджень на 10-35% більша, ніж чистих соснових деревостанів. Запас насаджень із значною домішкою берези менший, ніж у чистих соснових, оскільки із збільшенням домішки берези, кількість дерев і повнота насадження зменшуються. У випадку, коли частка берези у складі насадження сягає 50%, спостерігається багато пригнічених дерев сосни, що викликає загрозу заміни головної породи березою. Тому бажано не формувати лісові насадження такого складу, за винятком ділянок у вогнищах кореневої губки.
У лісових культурах, що створені за схемою 5-7 рядів сосни з 3-5 рядами листяних порід, сосна в крайніх рядах куліс утворює односторонню низькоопущену крону з товстими гілками, стовбури викривлені й збіжисті, що суттєво впливає на вихід ділової деревини. Для підвищення виходу останньої в насадженнях, змішуваних кулісами, рекомендується створювати лісові культури з міжряддями 1,5-2,0 м. Це прискорює відмирання бокових гілок і сприяє формуванню повнодеревних рівних стовбурів дерев.
Під час створення лісових культур на колишніх сільськогосподарських землях слід надавати перевагу мішаним насадженням. У свіжих суборах березу повислу рекомендується вводити в соснові культури 1-2 рядами через 5-7 рядів сосни. Щоб не допустити пригнічення березою сосни в таких культурах, першу у віці 4-6 років необхідно “садити на пень”.
Розділ 5. Природне поновлення лісових насаджень на староорних землях Чернігівського Полісся. В Україні лісівники приділяють велику увагу лісовідновленню та лісорозведенню як одному з найефективніших заходів, спрямованих на підвищення продуктивності та якості лісового фонду. В лісівничій практиці утворення нового покоління лісу, залежно від ступеня участі людини, може бути природним (стихійним), штучним (висівання насіння, садіння сіянців і саджанців) та комбінованим, коли на одній площі поєднується природне і штучне створення лісових насаджень.
Останнім часом підприємствами лісової галузі спрямовано зусилля на збільшення обсягів природного поновлення, яке щорічно складає понад 5 тис. га, або 21% від обсягів лісовідновлення (Ониськів М.І., 2005). Лісогосподарські підприємства України застосовують здебільшого штучне створення лісових культур. Проте на староорних землях, які не використовувалися тривалий час, відбувається заліснення території природним шляхом.
У регіоні дослідження серед природних насаджень переважну більшість становлять чисті березняки. Соснові лісостани сформувалися лише на територіях, поблизу яких відсутні материнські березові насадження. В сирих і мокрих типах умов місцезростання формуються чорновільхові лісостани.
На природне відновлення лісу помітно впливає віддаленість від материнського насадження. Насіння берези повислої поширюється на більшу відстань від стіни лісу, кількість її рослин на одиниці площі перевищує кількість самосіву сосни. Так, на відстані до 100 м від материнського насадження кількість дерев сосни сягає 4,4-5,6 , а берези − 8,4-9,2 тис. шт.·га-1. На більшій відстані кількість самосіву сосни різко зменшується і дорівнює 1,6-2,8 тис. шт.·га-1, на відміну від берези, де на відрізку 150-200 м цей показник становить 6,0-7,2, на відстані 250 м − 4,0 та на 300-350 м – 0,8-1,6 тис. шт.·га-1 (рис. 1).
Дерева у природних насадженнях розміщені нерівномірно, спостерігається диференціація їх за розміром і віком. У соснових природних молодняках вік дерев знаходиться в межах від 4 до 15 років. Тут наявні і дерева меншого та більшого віку, але їхня частка участі в деревостані незначна. Відповідно до шкали оцінки природного поновлення лісових насаджень за М.М. Горшеніним, встановлено, що на відстані до 150 м від стіни лісу основну частину самосіву складають дерева віком 8-15 років (57-77%), дещо менша частка належить деревам віком 4-7 років (23-43%), що зображено на рис. 2.
У природних березняках спостерігається більша диференціація за віком. Так, 4-7–річні дерева складають від 33 до 75%, дещо менша частка (30-62%) припадає на дерева віком 8-15 років. Наявність дерев останньої вікової групи відмічено до 250 м від стіни лісу. Кількість самосіву віком 2-3 роки на відстані до 200 м від материнського насадження незначна і становить 4-7%, однак з віддаленістю його частка зростає, а кількість вікових груп у молодняках зменшується (рис. 3)
Дослідження свідчать, що у природних молодняках диференціація за віком дещо вираженіша біля стіни материнського насадження. Це пояснюється тим, що тут опадає більша кількість насіння деревних порід. Із віддаленістю від стіни лісу зростає амплітуда температурних коливань, зменшується вологість ґрунту і повітря.
На основі проведених досліджень встановлено, що різний вік дерев у природних молодняках підсилює внутрішньовидову конкуренцію, збільшує термін лісовирощування, зумовлює недостатнє очищення стовбурів від гілок. Наслідком цього є занижена продуктивність стовбурової деревини і менший вихід цінних сортиментів.
На виведених із сільського господарства землях заліснення природним шляхом відбувається, в цілому, задовільно, проте в насадженнях переважають другорядні породи – береза повисла, осика, вільха клейка. Природні насадження насіннєвого походження характеризуються нерівномірною зімкнутістю крон, різним віком та висотою дерев, через, що вони не можуть повною мірою використовувати потенційну родючість ґрунту та сонячну енергію.
Для формування високопродуктивних природних лісових насаджень важлива своєчасність проведення рубок догляду за лісом, а в малоцінних молодняках – застосовування реконструктивних заходів.
Реконструкція лісових насаджень являє собою особливий вид господарської діяльності, що передбачає застосування ряду лісогосподарських заходів на вкритих лісовою рослинністю землях. Часто вони виконуються в поєднанні з лісокультурними заходами. Ці заходи направлені на докорінну зміну складу малоцінних насаджень, їх структури, підвищення якості та продуктивності лісостанів.
Господарське значення запропонованих заходів полягає в тому, що у наявних умовах можна сформувати високопродуктивне господарськоцінне лісове насадження, яке відповідає напряму ведення лісового господарства.
Найдоцільнішим є коридорний спосіб виправлення малоцінних молодняків. При цьому необхідно ретельно підбирати деревну породу, що вводиться в насадження, визначати оптимальну ширину та напрямок коридорів, відстань між ними, а також встановлювати оптимальний режим рубок догляду в міжкоридорному просторі.
Прогнозований породний склад насадження, в якому не проводилися заходи реконструкції, у віці рубки головного користування − 10Бп. Під час реконструкції та поступового видалення з насадження берези рубками догляду за лісом склад його повинен становити 10Сз.
Урахувавши витрати на застосування реконструктивних заходів (1576 грн) було встановлено, що прибуток від реалізації деревини з 1 га виправленого насадження буде понад 10 разів вищим (16790 грн), ніж у лісостані, де реконструкція не проводилася (1374 грн) (рис. 4).
Своєчасна організація комплексу запроектованих лісівничих заходів суттєво поліпшує склад деревостану, замінюючи другорядні деревні породи господарськоцінними. Реконструктивні рубки в малоцінних молодняках мають високу лісогосподарську та економічну ефективність. |
