Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Эколого-ресурсосберегающие технологии лесовосстановления и моделирование выращивания культур ели на вырубках зоны хвойно-широколиственных лесов

ВАК РФ 06.03.01, Лесные культуры, селекция, семеноводство

Автореферат диссертации по теме "Эколого-ресурсосберегающие технологии лесовосстановления и моделирование выращивания культур ели на вырубках зоны хвойно-широколиственных лесов"

На правах рукописи

Родин Сергей Анатольевич

Эколого-ресурсосберегающие технологии лесовосстановления и моделирование выращивания культур ели на вырубках зоны хвойно-широколиственных лесов

06.03.01. - лесные культуры, селекция, семеноводство 06.03.03. - лесоведение, лесоводство; лесные пожары и борьба с ними

Автореферат

диссертации на соисканиеученой степени доктора сельскохозяйственныхнаук

Москва-2004

Работа выполнена во Всероссийском научно-исследовательском институте лесоводства и механизации лесного хозяйства (ВНИИЛМ)

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук,

ведущий научный сотрудник Ерусалимский Владимир Израилиевич, доктор сельскохозяйственных наук, профессор Обыденников Виктор Иванович,

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Цыплаков Владимир Владимирович

Ведущая организация: Воронежская государственная

лесотехническая академия

Защита состоится " " апреля 2004 г. в 10 часов 30 мин. на заседании диссертационного совета Д 212.146.02 при Московском государственном университете леса, по адресу: 141005, Московская область, г. Мытищи-5, Московский государственный университет леса.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного университета леса.

Автореферат разослан "марта 2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент

Ф.А.Ник

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Концепцией развития лесного хозяйства Российской Федерации на 2003-2010 годы особое внимание уделяется возобновлению вырубаемых площадей. В связи с этим предусматривается разработка интенсивных технологий искусственного лесовосстановления на базе комплексной механизации работ путем создания лесных культур на вырубках с использованием укрупненных сеянцев хвойных пород, выращенных по эко-лого-ресурсосберегающим технологиям.

Разработанные ранее технологии лесовосстановления не в полной мере отвечают требованиям современной концепции ресурсосбережения в лесном хозяйстве и устойчивого управления лесами в условиях рыночной экономики. При производстве культур не достаточно учитывается эколго-лесокультурное состояние вырубок, степень их доступности для работы лесохозяйственной техники, а также влияние состояния лесокультурной площади на качество работы почвообрабатывающих, лесопосадочных и других машин.

Применяемые технологии создания лесных культур в значительной степени базируются на использовании тракторов повышенного класса, которые характеризуются большим энергопотреблением и не обеспечивают сохранение экологии вырубок.

Не разработаны комплексные критерии оценки качества сформировавшихся насаждений на участках лесных культур. Вопросы оптимизации лесо-культурного производства решаются медленно.

В настоящее время, в связи с обострением экологической обстановки, удорожанием энергоносителей, лесокультурное производство должно быть переведено на эколого-ресурсосберегающие технологии, охватывающие период от выращивания крупномерного посадочного материала до формирования насаждений, обеспечивающих получение планируемого целевого конечного результата искусственного лесовосстановления.

Эти и другие экологические, технические и экономические вопросы сложной многогранной проблемы выращивания культур ели на вырубках изучены недостаточно. Все это указывает на актуальность проблемы повышения результативности искусственного лесовосстановления на вырубках.

Работа выполнена в рамках научно-технической проблемы 0.53.01 "Создать и освоить новые технологические процессы и системы машин для механизации и автоматизации лесохозяйственных работ" на 1981-1985 годы (утверждена Постановлением ГКНТ и Госплана СССР от 8 декабря 1981 года, № 491/244), научно-технической программы "Создать и освоить перспективные технологические процессы и системы машин для комплекса лесохозяйственных работ" на 1986-1990 годы (утверждена постановлением ГКНТ и Госплана СССР от 21 октября 1985 г. № 543/228), государственной комплексной программы "Лес" на 1991-1995 годы "Разработать интегрированные системы ведения леснагсг^о^й^^а^,(}5й(щфя|1вающие неистогци-

тельность многоцелевого лесопользования и воспроизводство лесов, повышение их устойчивости, продуктивности и эколого-защитной роли" (одобрена научно-методической секцией НТС Госкомлеса СССР 28 сентября 1990 г), Федеральной целевой программы "Леса России" на 1997-2000 годы (утверждена Постановлением Правительства РФ от 26 сентября 1997 г. № 1240), Подпрограммы (06) "Российский лес" на 1996-2000 годы (утверждена Постановлением Правительства РФ от 23 ноября 1996 г № 1414).

Цель и задачи исследований. Основная цель заключалась в научном обосновании и развитии вопросов теории и практики искусственного лесо-восстановления на основе применения эколого-ресурсосберегающих технологий выращивания крупномерного посадочного материала и лесных культур, обеспечивающих повышение эффективности лесокультурного производства в высокопродуктивных типах леса зоны хвойно-широколиственных лесов Европейской части России.

Для достижения поставленной цели решались следующие основные проблемные вопросы:

- разработать методы и технологию оптимизации гранулометрического состава пахотного горизонта почвы лесных питомников и эколого-ресурсосберегающие технологии выращивания крупномерных сеянцев и способы, обеспечивающие продление сроков посадки;

- изучить эколого-лесокультурное состояние свежих вырубок после работы лесозаготовительной техники (в т.ч. агрегатной) с целью оценки степени их доступности для работы лесокультурной техники, установления их влияния на выбор технологии выращивания лесных культур, условия почвенного питания высаженных растений и качество работы почвообрабатывающих, лесопосадочных и других лесохозяйственных машин;

- провести комплексную оценку результативности современных технологий выращивания искусственных насаждений ели на вырубках до 80-летнего возраста, и на ее основе разработать более эффективный комплекс лесокультурных и лесоводственных мероприятий;

- разработать эколого-ресурсосберегающие технологии выращивания культур ели на свежих вырубках с учетом их состояния;

- предложить метод оптимизации лесовосстановления (искусственного или естественного) и подбора пород с использованием компьютеров.

Научная новизна. На основании теоретических и комплексных эко-лого-технических исследований: разработан эффективный метод оптимизации гранулометрического состава почв лесных питомников и параметров посевных гряд; разработаны и экологически обоснованы способы консервации и транспортировки посадочного материала, а также эколого-ресурсосберегающие технологии выращивания крупномерных сеянцев с применением нового поколения машин и механизмов, снижающих трудоемкость работ. Обоснованы критерии и системы производства культур ели на свежих вырубках. Изучены эколого-лесокультурные характеристики вы-

рубок после работы лесозаготовительной техники и разработана классификация их по степени доступности для работы лесокультурной техники. Установлено влияние лесоводственно-экологического состояния вырубок на качество выполняемых операций почвообрабатывающими машинами, а также на условия корневого питания лесных культур. Проведена комплексная оценка сформировавшихся насаждений на площадях 20...30-летних культур и проанализирована результативность существующих технологий выращивания культур на вырубках до 80-летнего возраста. Разработаны концептуальные положения эколого-ресурсосберегающих технологий создания промышленных еловых культур и шкала оценки их состояния. Разработаны алгоритм и автоматизированная система математического моделирования оптимизации выбора способа лесовосстановления и породного состава. Предложена эколого-лесокультурная система воспроизводства лесов, в которой рубка леса и производство лесных культур рассматриваются как единый процесс. Она охватывает широкий диапазон лесокультурных мероприятий тесно увязанных с технологией лесосечных работ и исходным типом леса. Научная новизна диссертации подтверждается 7 авторскими свидетельствами и патентами.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов

обеспечивается: анализом обширного репрезентативного материала, собранного в течении 20 лет с использованием научно-обоснованных методик; применением системного подхода и многомерного математического моделирования, применением современных математических методов обработки экспериментального материала; использованием компьютерной техники и пакетов прикладных программ; адекватной оценкой результатов опытно-производственной проверки разработанных нормативно-методических документов и продолжительностью их производственного применения в лесном хозяйстве.

Личный вклад автора в полученные результаты. Работа является результатом 20-летних исследований, выполненных лично автором или под его руководством во ВНИИЛМ. Все работы по разработке эколого-сберегающих технологий входили в отраслевые планы НИР. В диссертации использованы материалы, полученные при личном участии автора на всех этапах работ.

На защиту выносится научно обоснованный комплекс мероприятий по выращиванию посадочного материала и культур ели на основе эко-лого-ресурсосберегающих технологий с учетом отдельных этапов развития леса и в целом периода его жизни; математическая модель оптимального лесовосстановления и методология математического моделирования по определению состава лесных культур.

Апробация работы. Основные теоретические положения и результаты исследований опубликованы в центральной лесохозяйственной периодической печати и докладывались на научно-технических конференци-

ях МЛТИ (1981), НПО "Силава" (1983), ВНИИЛМ (1982, 1983, 1984, 1986, 1999), ВАСХНИИЛХ (1997), г. Воронеж (2000, 2001), г. Тюмень (1999), Всероссийской научно-практической конференции (Ульяновский государственный университет, 2001 г.) на Всероссийских совещаниях по выращиванию посадочного материала (г. Ижевск, 1995 г.; г. Волгоград, 1998 г.); международных конференциях (г. Воронеж, 1997, 1998 гг.); на III и IV съездах лесничих (г. Санкт-Петербург, 1994; г. Москва, 1998 г.); выездных заседаниях Коллегии Федеральной службы лесного хозяйства России (г. Серпухов, 1999 г.; г Сергиев - Посад, 1999 г.), на международном лесном форуме "Лес и человек" "Рациональное использование лесных ресурсов". "Состояние и перспективы развития лесопромышленного комплекса России в XXI веке (Москва 2002)". Опытные образцы машин и технологии по выращиванию посадочного материала и созданию лесных культур экспонировались и отмечены дипломом на международной выставке "Леспром-бизнес - 2001" (г. Москва), выставке машин, оборудования и технологий для лесного комплекса (ВЦ Сокольники - 2002), международной выставке "Машины, оборудование, инструменты и приборы для лесной, целлюлозно-бумажной, деревообрабатывающей и мебельной промышленности" Лесдревмаш - 2002 (г. Москва).

Рекомендации по хранению посадочного материала и продлению сроков посадки культур ели на вырубках отмечены серебряной медалью ВДНХ СССР.

Практическая-ценность, работы. По материалам исследований предложены и внедрены в производство:

- метод оптимизации физических свойств почв и параметров посевных гряд в лесных питомниках;

- способ длительной, физиологически обоснованной, консервации посадочного материала (авт. свид. 8 И 1395211 А1; авт. свид. 8 И 1729335 А1);

- эколого-сберегающие технологии выращивания высококачественных крупномерных сеянцев, равноценных саженцам с использованием двух технологических решений (патент ЯИ 2150189 С1, авт. свид. 8И 1715246 А1, патент ЯИ 2188528 С2);

- эколого-лесокультурная классификация свежих вырубок, позволяющая определять степень их доступности для комплексной механизации работ и качество работы почвообрабатьшающих и других лесокультурных машин, а также условия корневого питания растений;

- шкала для комплексной оценки качества сформировавшихся насаждений 20...30-летних культур ели, позволяющая планировать мероприятия, по улучшению состава насаждений и получение максимального лесоводственно-экологического эффекта;

- четыре эколого-ресурсосберегающих технологии лесовосстановления применительно к конкретным лесорастительным условиям, состоя-

нию вырубок, применяемых с учетом оснащенности лесохозяйствен-ных предприятий (патент RU 2170498 С1, патент RU 2156560 С2); - метод определения оптимального лесовосстановления (искусственного или естественного) и методика оптимизации породного состава лесных культур при их проектировании.

Внедрение результатов исследований. Все предложения оформлены в виде рекомендаций и монографий и используются на производстве. Материалы диссертации отражены в 10 учебниках и учебных пособиях, рекомендованы для использования в ВУЗах и техникумах.

В Сергиево-Посадском лесхозе с 1979 года заложено более 1,5 тыс. га культур ели с использованием разработок и непосредственным участием автора. Технология выращивания посадочного материала и создания лесных культур по эколого-ресурсосберегающим технологиям внедряются в ОЛХ "Русский лес", областях: Смоленской (Пригородный спецсемлесхоз), Пермской (Октябрьский, Лысьвенский, Чайковский и др. лесхозы), Костромской (Островский лесхоз), Калужской (Малоярославский лесхоз), Владимирской, Республике Удмуртия (Иргинском питомнике).

Публикации. По материалам исследований опубликовано 57 работ, в том числе 2 монографии. Получено 7 авторских свидетельств и патентов.

Структура и объем работы. Диссертация объемом 310 стр. состоит из введения, восьми глав, заключения и списка используемой литературы, включающего 169 наименований. Работа иллюстрирована 74 таблицами и 21 рисунком.

1. Теоретические и методические основы исследований. Объекты экспериментальных работ

Развитие искусственного лесовозобновления в России шло самобытным путем. Оно тесным образом связано с именами: Е.Ф. Зябловского, А.Е. Теплоухова, B.C. Семенова, В.Е. Граффа, А.Ф. Рудского, М.А. Тур-ского, В.Г. Собичевского, Д.М. Кравчинского, Г.Ф. Морозова, В.Д. Огиев-ского, Н.С. Нестерова, А.А. Колесова, Г.А Корнаковского, А.П. Молчанова, Э.Э. Керна, Н.Д. Суходольского, Н.К. Генко, Е.В. Алексеева, Л.И. Яш-нова, Г.А Высоцкого, К.Ф. Тюрмера, А.П. Тольского, М.Е. Ткаченко, В.П. Тимофеева и др. Отечественные лесоводы внесли значительный вклад в развитие теории и практики лесокультурного производства. Они разработали оригинальные способы выращивания лесных культур, создали большое количество уникальных искусственных насаждений. Однако повышение результативности лесокультурного производства на вырубках остается важной проблемой.

Решение этой проблемы должно идти по пути оптимизации почвенной экологии питомников, применения крупномерного посадочного материала, максимального сохранения экологических условий лесокультурных площадей, уменьшения энергоемких технологий и переход на эколого-ресур-

сосберегающие. Основой решения этой проблемы является проведение научных исследований, охватывающих период от получения высококачественного посадочного материала в оптимальных условиях почвенного питания и создания, системой агротехнических и лесоводственных приемов условий, обеспечивающих высокую приживаемость культур и их интенсивный рост. Это может быть достигнуто при эколого-лесокультурном системном подходе к технологическим приемам создания и выращивания лесных культур.

Предлагаемая эколого-лесокультурная система охватывает широкий диапазон целенаправленных мероприятий, тесно увязанных с технологией лесосечных работ, исходным типом леса и состоянием вырубки. Технология лесозаготовок и производства лесных культур рассматриваются во взаимосвязи, как единый процесс "рубка леса - производство лесных культур". В связи с этим при искусственном лесовыращивании необходимо учитывать качество древостоя до рубки и состояние вырубки, выявить возможность и результативность использования имеющейся лесокультурной техники. Эколого-лесокультурная система включает технологические, биологические и экологические процессы и явления при их совместном функционировании.

Для выполнения поставленных задач исследования должны проводиться с учетом этапов эколого-лесокультурной системы. В связи с этим выделено 5 обособленных между собой и в то же время взаимосвязанных этапов, для которых свойственны определенные экологические условия и лесохозяй-ственные мероприятия: исходный тип леса до рубки; технология лесосечных работ, состояние вырубок; выращивание высококачественного посадочного материала и лесных культур по эколого-ресурсосберегающим технологиям; формирование молодняков. Выделение этапов позволяет целенаправленно воздействовать на экологические условия искусственного лесовыращивания и достигать конечного лесохозяйственного эффекта в более ранние сроки. Исследования проводились по шести проблемным направлениям (рис. 1).

Оптимизация экологии почв лесных питомников

I -

Выращивание крупномерных сеянцев по эколого-ресурсосберегающим

технологиям;

_продление сроков посадки_

Эколого-лесокультурная характеристика вырубок, их влияние на _эффективность лесовосстановления_

Оценка современных технологий создания культур на вырубках

Разработка эколого-ресурсосберегающих технологий создания культур

Оптимизация выбора способа лесовозобновления и породного состава Рисунок 1- Направление исследований

Объекты исследования были расположены в лесохозяйствеиных предприятиях Московской, Тверской, Ярославской, Костромской, Тюменской областях, а также в Татарстане. Основным объектом экспериментальных работ был Сергиево-Посадский лесхоз ВНИИЛМа. При этом использовались опубликованные методики ВНИИЛМа, СПбНИИЛХа. Вопросы оптимизации почвенной экологии решались с применением метода математического планирования эксперимента. Выбор способа лесовосста-новления решался методом оптимизации применительно к многокритериальной детерминированной задаче (В.В. Кузьмичев, 1973).

Методика работ по оптимизации породного состава при проектировании лесных культур базировалась на учете комплекса факторов, влияющих на подбор древесных пород (биологических, климатических, почвенных, агротехнических, экономических и непроизводственных).

Диссертация базируется на большом фактическом материале. Например, оценка 20...30-летних культур произведена на площади 1673.5 га. Дня определения коэффициентов выноса минеральных элементов из почвы взято 90 модельных деревьев в возрасте кульминационного прироста. Выполнено 1200 анализов частей дерева (хвоя, корни) для определения азота, фосфора, калия и углеводов. Сделано около 300 прикопок с целью определения почв и обеспеченностью в 0,5 м слоя элементами питания лесных культур. Полевой материал обрабатывался на ЭВМ и на ПЭВМ с использованием типовых программ.

2.Эколого-рссурсос5ерегающиеагроприемы оптимизации почвенной экологии лесных питомников

2.1 Теоретические аспекты оптимизации почвенной экологии.

Повышение выхода посадочного материала в настоящее время осуществляется, применением комплексной механизации и средств химии. Но и эти мероприятия, не достаточны для существенного повышения результативности выращивания посадочного материала. Действенным рычагом решения этой проблемы является оптимизация физико-механических свойств почв лесного питомника, параметров посевных гряд, густоты размещения посадочного материала. Кроме того, необходимо разработать целенаправленные агроприемы, позволяющие управлять ростом отдельных частей растений и доводить их до оптимальных соотношений свойственных данной породе и ее возрасту. Это обеспечивает создание оптимальных экологических условий для выращиваемых сеянцев и саженцев.

Оптимизация почвенной экологии в лесном питомнике может быть осуществлена путем целенаправленного изменения гранулометрического состава пахотного горизонта и установлением оптимальных параметров посевных и посадочных гряд. В этом случае обеспечиваются оптимальные условия водного, воздушного, теплового и питательного режимов, активи-

зируются микробиологические и биохимические процессы, обуславливающие жизнедеятельность почвенного биоценоза. Основную его часть составляют микроорганизмы образующие гумус и питательные вещества, утилизируются многие токсичные соединения.

2.2 Оптимизация физических свойств почв лесных питомников. В соответствии с ОСТ 56-93-87 питомники рекомендуется организовывать на песках, супесях, легких и средних суглинках. Эти рекомендации по гранулометрическому составу не обеспечивают оптимальной почвенной экологии и требуют конкретизации. В то же время, часто по объективным причинам, не выполняются и эти примерные требования. Благоприятная почвенная экология в лесных питомниках создается на легких почвах. Еще Г.Ф. Морозов, рассматривая вопросы выращивания сеянцев, отмечал: "что касается почвы, то большее внимание должно быть обращено на хорошие физические свойства ее, чем на состав, который легче восполнить". Изучению роли физических свойств почв при выращивании посадочного материала уделяли внимание многие авторы (Д.Л. Арманд, В.П. Волобуев, Г.Ф. Палимов, И.К. Мангалис, Е.М. Романов и др.). В ряде работ даются рекомендации по содержанию физической глины в пахатном горизонте (З.С. Чургалова, И.А. Маркова, Л.И. Сухорукова и др.) и предлагается проводить пескование тяжелосуглинистных почв и глинование легких почв. Этот агроприем является весьма эффективным. Установлено, что в результате оптимизации гранулометрического состава тяжелосуглинистых почв питомников путем доведения содержания физической глины в пахотном горизонте пескованием до 20...30% микробиологическая активность почвы увеличилась в 4.. .5 раз, высота трехлетних сеянцев ели - в 1,8 раза, а их биомасса - в 3 раза (С.А. Родин, А.Й. Угаров, 1997). Однако до сих пор нет конкретных рекомендаций по определению количества вносимых грунтов, обеспечивающих оптимизацию почвенной экологии питомников.

Выявлено, что между ростом сеянцев ели и содержанием физической глины в пахотном горизонте имеется тесная корреляционная связь (0,958...0,926). Определено оптимальное содержание физической глины для ели, которое составляет 31,5...33,8%. Проведенные теоретические исследования показали, что для установления количества вносимого грунта с целью оптимизации механического состава пахотного горизонта почвы питомника, рекомендуется пользоваться следующим уравнением:

где, (1)

Н - слой грунта, вносимого на поверхность почвы питомника, см; Ъ - мощность мелиорируемого пахотного горизонта, см; g - проектируемое оптимальное содержание физической глины в преобразуемом горизонте, %;

§1 - содержание физической глины в пахотном горизонте питомника, %;

¡¡2- содержание физической глины во вносимом грунте, %.

2.3 Оптимизация пахотного горизонта путем создания посевных гряд оптимальных размеров. При выращивании посадочного материала в питомнике до сих пор не уделяли должного внимания роли микрорельефа. Вместе с тем о большой роли микрорельефа в лесу отмечали Д.К. Кравчинский, И.С. Мелехов, М.Е. Ткаченко и др. При создании лесных культур этот вопрос рассматривался в работах К.Ф. Тюрмера, М.Н. Прокопьева, В.В. Миронова, А.И. Угарова и др. В научной и учебной литературе часто упоминается о грядковых и безгрядковых посевах в лесных питомниках. Однако работ по оптимизации почвенной экологии посевных гряд за счет изменений их размеров нет.

Сцелью изучения этого вопроса были заложены опытные участки в Нелидовском (Тверская область) и Гребневском (Московская область) питомниках. Почвы относятся к дерново-подзолистому типу с содержанием в пахотном горизонте пылеватых частиц от 41% до 51%. Проведенная автором обработка экспериментального материала, собранного А. И. Угаровым, позволила получить систему уравнений в частных производных, решение которой определило оптимальные значения высоты -37,4 см, и ширины гряды - 93,5 см, которые обеспечивают максимальный рост сеянцев в высоту, в рассматриваемых условиях.

Таким образом, в лесных питомниках зоны хвойно-широколиственных лесов на почвах дерново-подзолистого типа с содержанием физической глины 41... 51 % в пахотном горизонте, оптимальная ширина посевных гряд с практической точки зрения может быть принята равной 1м, а ее высота в пределах 40 см. Однако, существующие в настоящее время машины и орудия не полностью обеспечивают на тяжелосуглинистых почвах с содержанием физической глины более 40% создание гряд с указанными размерами. Это объясняется недостаточным дорожным просветом тракторного парка и лесокультурных орудий, а также тем, что угол естественного откоса этих почв не обеспечит необходимый профиль гряды на протяжении срока выращивания посадочного материала. Следовательно, на тяжелосуглинистых почвах оптимизацию почвенной экологии следует проводить путем облегчения механического состава почв пескованием с одновременным определением рациональных параметров посевных гряд.

3. Выращивание крупномерных сеянцев ели

качественно равноценных саженцам

3.1 Концептуальные положения выращивания крупномерных сеянцев. Использование крупномерного посадочного материала для создания лесных культур является перспективным направлением. Это прежде всего относится к высокопродуктивным типам леса с почвенно-гидрологическими условиями благоприятными для роста травянистой растительности и естественного возобновления лиственных пород, отрицательно влияющих на приживаемость и рост культур. Для этой цели в настоящее время используют саженцы, выращенные первоначально в посевном отделении питомника, а затем в школьном. Эта технология выращивания саженцев ели трудоемка (выполняется 8 операций) и биологически не в полной мере оправдана.

С целью уменьшения агротехнических операций при выращивании крупномерного посадочного материала и снижения их отрицательного влияния на физиологическое состояние растений в период от выкопки сеянцев до их посадки в школу была поставлена задача разработать агротехнику выращивания крупномерных сеянцев равноценных саженцам.

Эффективная технология выращивания крупномерных сеянцев может быть в том случае, если будет найдена оптимальная густота размещения растений, предложен агроприем обеспечивающий, не снижая физиологического состояния сеянцев, усиление нарастания мочковатой корневой системы и получение гармонично развитого посадочного материала, а также сокращение трудоемких и биологически не целесообразных операций.

3.2 Оптимальная густота размещения сеянцев при выращивании > крупномерного посадочного материала в посевном отделении питомника. Исследования показали, что крупномерные сеянцы следует выращивать до 4-летнего возраста. Для получения высококачественных крупномерных сеянцев необходимо уменьшить существующие нормы высева семян и густоту размещения растений, а также обеспечить оптимальное соотношение биомасс частей растения.

Изучение влияния густоты посева сеянцев на их рост в питомниках Сергиево-Посадского (таблица 1) и Виноградовского лесхозов, Ростовского, Дмитровского и Волоколамского лесокомбинатов и ОЛХ "Русский лес" показало, что лучший рост сеянцев ели в 2-4-летнем возрасте наблюдается при густоте 15...25 растений на 1м посевной строки.

Таблица 1 - Влияние густоты на рост сеянцев ели и выход посадочного материала

Густота, шт./пог.м Размеры сеянцев Выход посадочного материала, %

высота, см прирост по высоте, см диаметр, мм стандартных сеянцев кругпюмерых сеянцев (ГОСТ 24835-81)

Двухлетние сеянцы

15-25 11,5±0,25 9,1±0,18 2,4±0,05 100 -

50-60 8,7±0,12 5,0±0,08 1,6±0,03 78 -

100-120 7,5±0,15 4,9±0,05 1,2±0,02 25 -

200 и > 6,5±0,12 3,3±0,05 1,1±0,04 7 -

Трехлетние сеянцы

15-25 24,3±0,65 12,3±0,04 6,7±0,11 100 -

50-60 20,3 ±0,42 8,3±0,16 3,8±0,08 100 -

100-120 17,2±0,40 7,8±0,14 3,0±0,06 68 -

200 и > 13,4±0,34 6,9±0,12 2,4±0,07 4 -

Четырехлетние сеянцы

15-25 41,1±1,00 10,4±0,25 5,6±0,11 - 100

50-60 30,6±0,72 9,1±0,14 4,3±0,10 - 77

100-120 27,3±0,70 6,9±0,11 3,8±0,08 - 40

200 и > 25,1±0,64 6,4±0,12 2,5±0,03 - 5

Влияние густоты 2...4-летних сеянцев на их биометрические показатели описывается линейными уравнениями с высокими значениями коэффициентов детерминации, которые изменяются от 0,804 до 0,974. Между густотой посева сеянцев и общей массой корней имеется тесная обратная связь - у 2-летних сеянцев г = -0,923, у 3-летних г = -0,780, а также между общей массой корней и массой мелких корней (г = -0,833).

Установлено, что оптимальное количество 3-летних сеянцев на 1м посевной строчки при их дальнейшем использовании как для выращивания саженцев, так и для посадки в лесные культуры должно быть 50...60 шт. При выращивании крупномерных 4-летних сеянцев равноценных саженцам густота их должна составлять 15...25 шт. на 1м посевной строки.

3.3 Агротехника выращивания крупномерных сеянцев. Четырехлетние сеянцы, выращенные в посевном отделении питомника по существующей технологии имеют слаборазвитую корневую систему и не являются гармонично развитыми растениями. С целью формирования компактной корневой системы и увеличению ее биомассы проводилась подрезка горизонтальных и вертикальных корней. Установлено, что при выращивании 4-летних сеянцев подрезку следует выполнять на третьем году их роста после окончания прироста в высоту.

В этом случае сеянцы не теряют прирост текущего года, наблюдается более активное нарастание биомассы корней, образуется большее количество мелких корешков, увеличивается микотрофность. Это ускоряет регенерацию корней, создается компактная корневая система, соотношение надземной и подземной биомасс улучшается. В результате этого на единицу надземной части растений приходится в 2...2,5 раза больше корневой биомассы, чем у неподрезанных растений. Подрезку корней следует производить: горизонтальных на расстоянии 10... 12 см от рядков сеянцев, вертикальных - на глубине 10... 15 см.

Высаженные в лесные культуры 4-летние сеянцы, выращенные по предложенной технологии, имеют приживаемость в 1-летних культурах 92...96%, в 2-летних - 90...96%. Следовательно, подрезка корневых систем у растущих в питомнике сеянцев создает биологическую предпосылку для получения высококачественного посадочного материала при значительном сокращении технологических операций.

С целью рационального использования площади питомника предложен второй способ получения высококачественного посадочного материала, заключающийся в одновременном выращивании в посевном отделении стандартных и укрупненных сеянцев (патент ЯИ 2150189 С1). В этом случае первоначально выращивают стандартные 3-летние сеянцы в посевном отделении питомника по обычной технологии, затем в начале августа или в мае производят горизонтальную подрезку корней и подкопку растений. После этого осуществляют частичную выборку сеянцев с равномерным оставлением на до-ращивание 15.. .25 растений на 1м посевной строки. Выкапывают оставленные на доращивание сеянцы через год. Материалы, исследований позволяют сделать вывод о том, что есть основание отказаться от трудоемкого дополнительного этапа выращивания саженцев в школьном отделении питомника.

4. Продление сроков посадки культур ели путем консервации, хранения, транспортировки саженцев ели

Снижение напряженности весенних лесокультурных работ может быть достигнуто продлением сроков посадки. Этот вопрос лесоводы решали установлением наиболее благоприятных сроков выкопки посадочного материала, способов и длительности его хранения в прикопках, под снегом в ледниках, холодильных камерах (Рудзский, 1847; Тольский, 1930; Шмидт, 1956; Огиевский, 1966; Суворов, 1962; Теодоронский, 1971, 1985; Тутыгин, 1977; Ершов, Романов, 1974; Новосельцева, Смирнов, 1983 и др.). Хранение посадочного материала выше перечисленными способами нарушает естественный ход развития растений, не обеспечивает им продление вынужденного покоя и значительного торможения физиологических процессов. Это объясняется тем, что весной выкапывают посадочный материал при положительных температурах воздуха и почвы. В результате этого растения вы-

ходят из состояния покоя, физиологические процессы усиливаются, происходит внутренняя перестройка организма, усиливается обмен веществ. Хранение посадочного материала существующими способами не может замедлить физиологические процессы до состояния вынужденного покоя.

Хранение посадочного материала выкопанного весной в прикопке, в леднике или в холодильной камере противоречит ходу естественных физиологических процессов. Посадочный материал продолжает интенсивно расходовать запасные питательные вещества, необходимые для приживания растений и их первоначального роста. В результате этого качество посадочного материала снижается. Оптимальное решение этого вопроса может быть достигнуто путем консервации посадочного материала, обеспечивающей продление вынужденного покоя растений, замедление физиологических процессов, уменьшение расхода влаги на транспирацию, а также агроприемами и условиями создаваемыми сеянцам и саженцам при их хранении и транспортировке. В связи с этим был предложен способ консервации посадочного материала не выкопанным в питомнике под слоем снега и опилок (авт. свид. 8И 1395211 А1).

Применение этого способа задерживает сход снега на 15...25 дней, температура почвы, по сравнению с открытым грунтом, сохраняется ниже на 5... 10%, а ее влажность выше на 5... 15%. Естественный ход физиологических процессов не нарушается, расход запасных питательных веществ замедлен. Динамика содержания основных метоболитов в хвое и корнях растений до их выкопки не изменяется, а лишь задерживается обмен веществ.

Изучение прохождения фенофаз саженцев ели показали, что предложенный способ консервации является эффективным. Закономерности развития фенофаз характерны для вегетационных периодов с различными погодными условиями.

С целью сокращения энергозатрат и значительного уменьшения технологических операций в период от выкопки посадочного материала до его посадки в культуры предложено после выкопки и сортировки посадочный материал укладывать в ящики лесопосадочных машин. Последние доставляются на лесокультурную площадь или хранятся в тени. Характер развития фенофаз и формирование текущего прироста в высоту в зависимости от способов консервации и хранения саженцев ели отображен на рисунке 2.

Успешность консервации и хранения посадочного материала также определяется прохождением фенофаз на второй и третий год после посадки культур. Наиболее благоприятным для растений является консервация предложенным способом. В 2-летних культурах прохождение фенофаз

совпадает с непересаженными саженцами, а при хранении существующими способами это происходит в 3-летнем возрасте.

Рисунок 2 - Развитие верхушечной почки 4(2+2)-летних саженцев ели в зависимости от способов их консервации и хранения (выкопка в питомнике 17 мая, 2Т=210°С; посадка 1 июня, 2Т=350°С; Сергиево-Посадский лесхоз)

1 - контроль (растения в питомнике);

2 - транспортировка растений в пучках и 15-дневное хранение на лесокуль-

турной площади в прикопке.

Транспортировка в ящиках и хранение:

3 - в тени на открытом воздухе;

4 - на снегу;

5 - с предварительной консервацией под снегом до выкопки

Фенологическое и физиологическое состояния сеянцев и саженцев находятся в тесной зависимости от суммы активных температур воздуха. В районе исследований рост корней ели начинается в 3 декаде апреля при средней температуре корнеобитаемого слоя почвы +6...9°С. В этот период в тканях растений содержится наибольшее количество основных метаболитов. При сумме активных температур воздуха (Б Т) от 50 до 300°С (май) у саженцев ели происходит набухание верхушечных почек и снижается содержание в хвое и корнях азота, фосфора, калия и углеводов на 15.-20%. Разверзание почек и умеренный рост в высоту происходит в период, когда 2 Т возрастает от 300 до 600°С (июнь). При этом в тканях растений уменыпа-

май

июнь

июль

ется содержание основных метаболитов еще на 15...20%. Период интенсивного роста в высоту и по массе у саженцев ели происходит при сумме активных температур воздуха за вегетационный период 6ОО...1ООО°С (июль), что приводит к максимальному падению содержания основных метаболитов в хвое и корнях. Одревеснение растений наступает в августе (Ь Т более 1000°С) и сопровождается повышением концентрации в тканях азота, фосфора, калия и углеводов.

Консервация посадочного материала на грядах под снегом продлевает период покоя саженцев на 20...30 дней. Более длительное торможение роста достигается сочетанием консервации посадочного материала на грядах под снегом и дальнейшем хранении на протяжении 10...20 дней в ящиках лесопосадочных машин. В этом случае рост и развитие растений задерживается на 30...45 дней.

Сохранение качества посадочного материала при удлиненных сроках посадки за счет консервации растений под снегом до выкопки, транспортировки и хранении в ящиках обеспечивает им хорошую приживаемость, интенсивный рост и лучшие физиологические показатели в культурах по сравнению с саженцами, транспортировавшимися в пучках и хранившихся в прикопке. Это проявляется в увеличении приживаемости культур на 5... 15%, прироста в высоту на 15...35%, накопления в хвое азота на 10—40%, хлорофилла на 20...50% и усиления на 1О...ЗО% расходования углеводов на рост высаженных саженцев (различия достоверны на 99% уровне значимости; 1=2,48...10,08> 1,98).

Результативность консервации и хранения посадочного материала определяли также с использованием предложенного (С.А. Родин, Н.Е. Проказин) способа оценки адаптации древесных растений (авт. свид. 8И 1729335 А1). Исследования показали, что культуры созданные саженцами прошедшими консервацию предложенным способом, имели минимальный период адаптации равный одному году. Это говорит о завершении процесса приживаемости указанных саженцев в культурах в течение первого вегетационного периода после посадки.

Положительное влияние консервации посадочного материала на грядах в питомнике под слоем снега и опилок проявляется в первый и в последующие годы после посадки. Например культуры, посаженные в день выкопки из-под снега в период с 21 мая по 10 июня практически не имели послепосадочного "шока", а высота их в 5-летнем возрасте была на 15.-25% больше, чем культур посаженных из прикопки и на 4... 13% больше, чем при посадке саженцев в день их выкопки из открытого грунта питомника (различия достоверны на 99% уровня значимости; г=3.40...6.40>2.62).

До сих пор не установлено влияние продления сроков посадки лесных культур на окончание их роста и наступление одревеснения побегов. Исследования показали, что при консервации саженцев на грядах путем

задержания снеготаяния окончание роста 1-летних культур происходит в период с 25 июля по 25 августа, а у растущих в открытом грунте без пересадки - 5... 15 июля. В 2-летних культурах начало роста саженцев, прошедших консервацию предложенным способом, задерживается на 5 дней по сравнению с невыкопанными. Следовательно, консервированные саженцы полностью приживаются в 1-летних культурах при продленных сроках посадки. Культуры, созданные саженцами ели из весенней прикопки заканчивают свой рост в первый год после посадки около 25 августа, а во второй -5... 15 июля.

При хранении посадочного материала в снежных кучах формирование прироста прекращается в 1-летних культурах на 5...25 дней позднее обычных сроков, а во второй - на 10...20 дней. На третий год роста лесных культур, окончание вегетации растений при всех существующих способах консервации и хранения происходит в период с 5 по 15 июля. Существующие способы консервации и хранения посадочного материала (в прикопке, снежных кучах) обеспечивают завершение процесса приживаемости культур только на третий год их жизни. Окончание роста лесных культур и одревеснение их побегов говорит о том, что при продлении сроков посадки наиболее биологически оправданным является применение консервации саженцев ели по предложенной технологии.

Изучение влияния способов консервации хранения и транспортировки посадочного материала на приживаемость лесных культур, их рост и продолжительность вегетации, физиологическое и фенологическое состояние показало, что наиболее эффективным и биологически обоснованным способом продления сроков весенней посадки культур ели является консервация не выкопанного посадочного материала на грядах под слоем снега и опилок. Предложенный способ продлевает период вынужденного покоя саженцев ели до схода снега. В результате этого не нарушается естественный ход физиологических процессов в растениях, замедляется расход ими запасных питательных веществ, задерживается развитие фенофаз саженцев. В зависимости от погодных условий в весенний период, срок посадки продлевается на 15...45 дней.

Транспортировка и предпосадочное хранение саженцев ели в ящиках лесопосадочных машин являются перспективными. Это позволяет хорошо сохранить качество посадочного материла, исключить ряд трудоемких ручных операций и уменьшить количество механических повреждений (табл. 2). Максимальная продолжительность хранения в ящиках зависит от суммы активных температур и не должна превышать: до начала формирования прироста в высоту - 20 дней (Е Т менее 300°С), в период умеренного роста - 15 дней (£ Т = 300...600°С), в период интенсивного роста - 10 дней (Е Т = 6ОО...1О00°С). В этом случае приживаемость 3...5-летних культур составляет 92...98%, а прирост по высоте больше на 15...35%, чем у созданных в те же сроки по существующим технологиям.

Таблица 2 - Влияние транспортировки и 7-дневного хранения 4-летних саженцев ели на механические повреждения растений и приживаемость культур (£ Т = 3 00°С)

Способы транспортировки и хранения Растения поврежденные перед посадкой, % Приживаемость культур, %

подземной части наземной части 1-летних 2-легаих

Транспортировка в пучках, хранение в прикопке 8...10 8...10 70 65

Транспортировка и хранение в пучках с обертыванием корней пленкой 5...7 8...10 96 90

Транспортировка и хранение в ящиках 1...2 1...2 100 99

Применение предложенной технологии консервации посадочного материала под снегом на грядах в питомнике, а также транспортировка и хранение растений в универсальных ящиках при удлиненных сроках посадки за счет сокращения ряда операций снижает годовые затраты труда на лесопосадочных работах на 0,51 чел. дн./га (расчет произведен по Сергиево-Посадскому лесхозу).

5. Эколого-лесокультурная характеристика вырубок, их влияние на качество работы лесокультурной техники и условия корневого питания саженцев ели

С целью определения экол ого-технологического состояния вырубок, объемов работ по корчевке пней и расчистке площади, а также выбора технологии закладки лесных культур была проведена комплексная эколого-лесокультурная оценка вырубок. Анализ материалов массового обследования вырубок показал, что заготовка древесины с помощью ЛП - 19, ЛП - 19А и ЛП - 49 не обеспечивает высоту пней менее 10 см. Даже при установленной высоте среза в 10 см ЛП - 19 не оставляет пни ниже 15...20 см. Поэтому для работы лесокультурной техники в этом случае необходима корчевка или понижение пней. Испытаны два способа понижения пней — машиной МУП - 4 и бензопилой. Установили, что МУП - 4 может понизить все пни до поверхности земли при производительности 30...50 штУч., диаметром 30...40 см. Использование бензопил позволяет уменьшить высоту у 5О...1ОО% пней до 10 см и меньше, при производительности 15...20 шт./ч., диаметром 30...40 см. Следовательно, предпочтение следует отдавать понижению пней машиной МУП - 4.

Уменьшение высоты пней трудоемкая и дорогостоящая операция. Поэтому главным направлением при обеспечении требуемого среза де-

ревьев следует считать выполнение этой операции в процессе валки леса. Исследования в лиственно-еловых древостоях показали, что при экспериментальной заготовке древесины машиной ЛП - 19А средняя высота пней составила 11...14 см, количество пней высотой меньше 10 см - 45...67%. При заготовке в производственных условиях средняя высота пней равнялась 31 см, ниже 10 см от поверхности почвы деревья вообще не срезались. Следовательно, при использовании ЛП - 19, ЛП - 19А и ЛП - 49 необходимо уменьшить нормы выработки и повысить требования к вальщикам в отношении уровня среза. В этом случае затраты труда и энергии на создание лесных культур значительно уменьшаются, что в комплексе с лесозаготовками даст значительный экономический эффект.

Качество лесокультурных работ находится в прямой зависимости от степени доступности вырубки для лесокультурной техники, условий местопроизрастания, типа леса и вырубки, степени воздействия лесозаготовительной техники на почву. Решающими факторами, влияющими на качество работы лесокультурной техники, являются количество и высота пней и степень захламленности вырубок. Установлено, что на вырубках с количеством пней до 600 штУга корчевка не требуется. Для нормальной работы лесо-культурной техники на таких вырубках необходимо при захламленности более 5 м3/га проводить расчистку полосами шириной 1,5... 1,8 м, путем сдвигания порубочных остатков в межполосное пространство.

На вырубках с количеством пней 600...800 штУга при любой степени захламленности требуется полосная расчистка вырубок с корчевкой пней диаметром до 24...28 см. При этом способе пни, валежник и лесосечные отходы сдвигаются в межполосные пространства, а ширина расчищенных полос достигает 1,5...2,5 м. При наличии на вырубках пней более 800 шт./га независимо от степени захламленности вырубок для создания лесных культур, необходима расчистка полос шириной 2,5...3 м с корчевкой на них всех пней и перемещением их и порубочных остатков в межполосные пространства. На таких вырубках в отдельных случаях целесообразна сплошная корчевка пней с удалением их, валежника и лесосечных отходов за пределы лесокультурной площади. Например, на вырубках с количеством пней 600...800 шт./га, при средней высоте 26...30 см и количестве порубочных остатков 50...70 мЗ/га, плуги ПКЛ-70 и ПЛП-135 обеспечивают нормальную обработку почвы не более, чем на 30...40% и 50...60% протяженности борозд соответственно. Плуги ПЛМ-1,3, ПЛД-1,2 и ПДМ-1,7 в таких условиях работать не могут. Однако, уменьшение высоты пней до 20...25 см и захламленности вырубок до 10 м3/га позволяет плугам ПЛ-1, ПКЛ-70, ПЛД-1,2, ПЛМ-1,3, ПЛМ-1,5, ПЛП-135 осуществлять обработку почвы не менее чем на 80% длины гона.

Таким образом, независимо от количества пней на вырубках с количеством лесосечных отходов не более 5... 7 м3/га и желательной высоте

пней до 10 см обеспечивается качественная обработка почвы, посадка и выращивание культур не менее, чем на 85% протяженности рядов.

Для детальной эколого-лесокультурной характеристики вырубок изучены условия почвенного питания саженцев ели в культурах при различных способах обработки почвы. Этому вопросу до сих пор уделяется недостаточно внимания при выращивании искусственных насаждений на вырубках. Вместе с тем в современных условиях требуется более глубокое изучение почв и их влияние на минеральное питание древесных пород (Рожков, 1989). В работе показано, что уровень почвенного питания древесных растений в значительной степени зависит от того какими почвенными горизонтами образовано посадочное место.

Комплексное изучение вырубок позволило разработать эколого-лесокультурную классификацию свежих вырубок (табл. 3). Использование этой классификации позволяет объективно оценивать эколого-технологическое состояние вырубки, обоснованно выбрать способ расчистки площади и обработки почвы, что обеспечивает наибольший лесово-дственный и экономический эффект при выращивании лесных культур.

6. Сравнительная оценка современных технологий выращивания лесных культур

6.1 Теоретические аспекты изучения современных технологий искусственного лесовыращивания. Применяемые технологии создания лесных культур оцениваются, главным образом, по приживаемости и биометрическим показателям культивируемых деревьев. Для объективной и всесторонней оценки результативности лесокультурного производства необходимо иметь комплекс показателей, характеризующих приживаемость, рост, условия почвенного и светового питания, физиологическое состояние культур, выращенных по различным технологиям. Условия почвенного и светового питания деревьев в лесных культурах в основном определяются типом почвы, применяемой системой ее обработки, интенсивностью и режимом проводимых лесокультурных и лесоводственных уходов, а также выбранным типом лесных культур. Надежно оценить эффективность технологий создания лесных культур на вырубках и предвидеть их конечный результат возможно путем количественной и качественной оценки искусственных насаждений в периоды охватывающие этапы лесокультурной системы: интенсивного роста и формирования молодняков и приспевающих насаждений. Адекватная характеристика состояния насаждений на этих этапах позволяет объективно оценить результаты лесокультурного производства с точки зрения возможности гарантированного формирования рубками ухода древостоев требуемого состава к возрасту главной рубки.

Таблица 3 - Эколого-лесокультурная классификация свежих вырубок подзоны южной тайги и зоны хвойно-широколиственных лесов европейской части России

Показатель Дренированные - сухие и свежие почвы занимают более 75% площади Временно избыточно увлажненные - влажные почвы занимают более 25%, сырые и мокрые— менее 25% площади Заболоченные - сырые и мокрые почвы занимают более 25% площади

Группы типов леса лишайноковые, вересковые, брусничные кисличные, сложные черничные долгомошные сфаговые, тра-вяно-болотые

Условия местопроизрастания Аи А2 а2) в2, с2, A3.B3.C3.D3 А4,В4,С4,04 А5,В5.С5.05

Тип вырубок (по И.С. Мелехову) лишайниковый, вересковый, вересгсово-брусничный вейниковый, кипрейный, малиннико-вый ситниковый, вейниково-ситниковый, долгомошный; реже вейниковый, кипрейный, малин-никовый долгомошный, долгомошно-вешшковый, сфаговый сфаговый, осо-ково-сфаговый

Способ обработки почвы Минерализация полос, нарезка борозд глубиной до 15 см Создание микроповыщений высотой 25...30 см Нарезка плужных пластов высотой 30...40 см с одновременным строительством дренажной сети

Количество пней, штУга Захламленность, пл. мР/га Доступность вырубок для комплексной механизации лесокулыурных работ

До 600 До 5 Доступны без расчистки и корчевки, но качество обработки почвы снижается на 50 %

Более 5 Доступны после полосной расчистки без корчевки пней

600 и более Не учитывается Доступны после полосной расчистки с частичной корчевкой или сплошной корчевкой

6.2 Обмен веществ в культурах ели при различных условиях почвенного и светового питания/ Лесорастительные свойства почв в ризосфере лесных культур определяются горизонтами почвенного профиля, находящимися в пределах посадочных мест, строение которого в значительной степени зависит от способа обработки почвы. На вырубках в кисличной и черничной группах типов леса наиболее благоприятные условия для почвенного питания лесных культур создаются при посадке растений на пласты, сложенные, в основном из горизонтов В

этом случае содержание гумуса и общего азота в слое 0...30 см в 1,5...2,0 раза, а калия и фосфора на 10...20% больше, чем при посадке растений на минерализованные полосы, где корневые системы расположены в горизонтах и В.

Физиологическое состояние ели в культурах существенно зависит от условий почвенного питания. При недостатке в зоне размещения корней азота, но при полном освещении крон содержание в 1- и 2-летней хвое хлорофилла и азота уменьшается в 1,5...2,0 раза, а количество водорастворимых углеводов и крахмала возрастает на 10...30% по сравнению с культурами, посаженными в перегнойно-аккумулятивный горизонт с включениями лесной подстилки. У культур ели, корни которых размещены в горизонтах А2 и В, замедляется синтез сложных соединений, в первую очередь белков, для которых необходим азот, а в хвое наблюдается повышенное содержание Сахаров и крахмала. Прирост культур ели в высоту и по диаметру в этих условиях уменьшается в 3... 5 раз.

Продуктивность биомассы лесных культур в значительной степени определяется количеством поступающей солнечной энергии. К.А. Тимирязев говорил: "предел плодородия данной площади земли определяется не количеством удобрения, которое мы могли бы ей доставить, не количеством влаги, которой мы ее оросим, а количеством световой энергии, которую посылает на данную поверхность солнце" (Избранные сочинения, 1948. Т.2 стр. 82). Культуры, выращиваемые на вырубках по различным технологиям, имеют в процессе их роста различную освещенность крон, что влияет на рост и физиологическое состояние растений. При недостатке энергии солнечной радиации, возникающей в результате затене-

ния культур естественным возобновлением лиственных пород, четко проявляются изменения в обмене веществ. При поступлении к кронам меньше 30% света и даже при благоприятных условиях почвенного питания у культур ели возрастает содержание хлорофилла в хвое на 30...50%, азота - на 20...30%, фосфора и калия на 10...20%, а количество Сахаров и крахмала снижается на 20...30%. Следовательно, при недостатке света синтез углеводов у ели замедляется. Увеличение в хвое фотосинтетически активных пигментов следует рассматривать, как приспособительную реакцию ели к недостатку света.

63 Формирование 20...30-летних насаждений в культурах ели, созданных по различным технологиям. С целью оценки результативности современных технологий искусственного лесовозобновления на вырубках проведены исследования образовавшихся насаждений за 20...30 -летний период роста культур на площади 1673,5 га. Объектом исследования явились все без исключения участки культур ели указанного возраста в Тимоновском лесничестве Дмитровского лесокомбината и Хомяков-ском лесничестве Сергиево-Посадского опытного лесхоза. Эффективность лесокультурного производства определялась по состоянию образовавшихся насаждений, включающих высаженные растения и естественное возобновление лиственных пород. На основании экспериментальных исследований разработана шкала комплексной оценки качества насаждений (табл. 4), которая использована при анализе собранного материала. В соответствии с этой шкалой прогнозируется формирование к возрасту спелости древостоев следующих четырех классов качества, которые характеризуют структуру насаждения: 1 - хорошее, обеспечивается формирование хвойного насаждения; 2- удовлетворительное, формируются хвойно-лиственные насаждения; 3 - неудовлетворительное, формируются лиственные насаждения с участием ели; 4 - культуры погибли, формируются лиственные малоценные изреженные насаждения, требующие реконструкции.

Таблица 4 - Шкала оценки качества насаждений, образовавшихся на участках 18...32 летних культур ели (группы типов леса - черничные, кисличные, сложные; тип условий местопроизрастания Сг, Сз)

Класс качества Состояние насаждения Показатели в возрасте, лет Возможность формирования, высокопродуктивных насаждений с преобладанием ели Хозяйственные мероприятия

18 ..24 2$...32

Лесные культуры Естественное возобновление Коэффициент влияния возобновления лиственных на культуры (X) Лесные культуры Естественное возобновление Коэффициент влияния возобновления лиственных на культуры (X)

Оценка качества насаждений по количеству де ревьев, тыс.шт/ га

1 Хор. Более 2,5 Менее 1,0 Менее 0,4 Более 2,0 Менее 1,5 Менее 0,75 Обеспечено При большой густоте изреживание культур и вырубка части лиственных.

2 Уд. 2,5... 1,5 Менее 2,0 Менее 1,3 1,0...2,0 Менее 2,5 Менее 2,5 Возможно Вырубка более 80% лиственных

3 Неуд. 0,5...1,5 Более 2,0 Менее 4,0 0,5...1,0 Более 2,5 Менее 5,0 Отсутствует Рубками ухода формировать лиственные насаждения с участием ели

4 Погибшие Менее 0,5 Более 2,0 Более 4,0 Менее 0,5 Более 2,5 Более 5,0 Отсутствует Реконструкция изреженных насаждений лесокультурными. методами

Оценка качества насаждений по высоте культу р и естественного возобновления лиственных, м

1 Хор Более 7,0 ' Не выше культур Менее 1,0 Более 9,0 Не выше культур Менее 1,0 Обеспечено Вырубка части лиственных

2 Уд. 4Д..7.0 Менее 10,0 Менее 2,5 5Д..9.0 Менее 13,0 Менее 2,6 Возможно Вырубка более 80% лиственных

3 Неуд. Менее 4,0 Более 10,0 Более 2,5 Менее 5,0 Более 13,0 Более 2,6 Отсутствует Рубками ухода формировать лиственные насаждения с участием ели

Примечание: Класс качества культур устанавливается по худшим показателям. X - коэффициент влияния возобновления лиственных на культуры выражается соотношением лиственных к культурам по количеству и высоте.

Исследовались шесть современных технологий выращивания культур ели на свежих вырубках. Установлено, что на практике наиболее часто применяется пятая (38%) и первая (34%) технологии, а повышенную результативность имеют культуры, созданные по четвертой технологии (табл. 5).

Таблица 5 - Состояние 18...32-летних культур ели в зависимости от технологии их создания

№ технологии Технологии Площадь Состояние культур, %

га % хорошее удовлетворительное неудовлетворительное погибшие

1. Ручная посадка по пластам плуга ПКЛ-70 564,0 34 11 57 29 3

2. Посадка СБН-1 в борозды плута ПКЛ-70 209,0 12 17 37 33 13

3. Ручная посадка по пластам плуга ПЛП-135 114,6 7 - 9 75 16

4. Широкополосная 30...40 м расчистка полос бульдозером, дискованием БДТ-2,2, посадка СБН-1 44,1 3 22 78 - -

5. Расчистка полос Д-513, дискованием БДТ-2,2, посадка СБН-1 639,3 38 6 65 24 5

б. Сплошная корчевка бульдозером, дискование БДТ-2,2, посадка СБН-1 1023 6 46 36 18 -

Итого 1673,5 100

В зависимости от применяемых технологий выращивания культур ели на вырубках формируются насаждения с различным породным составом и количественными характеристиками (табл. 6).

Таблица 6 - Таксационные показатели 18...32-летних насаждений, сформировавшихся на площадях культур ели, в зависимости от технологии

их создания

№ технологии Лесные культуры Естественное возобновление (Ос Б, Ол)

густота, тыс. шт7га высота, м диаметр, см запас, м3/га густота, тыс. пгг7га высота, м диаметр, см запас, м'/га

1 2,2 6,9 6,7 46,9 2,1 12,1 10,6 105$

2 1,3 7,7 6,5 44,8 1,6 11,6 9,5 68,7

3 1,7 5,6 5,1 24,5 2,8 10,4 8,0 89,9

4 2,2 8,5 9,5 87,6 1,4 13,4 12,4 95,9

5 1,2 7,5 7,8 51,4 0,8 12,6 7,2 61,2

6 2,7 11,1 и,з 16У 0,6 14,4 12,6 59,3

Одним из важных показателей, определяющих качество культур, является количество сохранившихся растений. Для формирования высокопродуктивных культур ели минимальное количество сохранившихся растений в возрасте 20...30 лет было принято 1.0... 1.5 тыс. штУга. Такое количество обеспечивается при первоначальной густоте посадки 2...6 тыс. штУга. Причем на густоту культур во многом влияет технология создания и выращивания. Так, к 20...30-летнему возрасту культур количество сохранившихся растений составляет: при посадке по широким полосам (технология № 4) и полосам, раскорчеванным Д-513А (технология № 5), - 63...65%; по сплошь обработанной почве (технология № 6) и по пластам ПКЛ-70 (технология № 1) - 44...48, по бороздам ПКЛ-70 (технология № 2) и по пластам ПЛП-135 (технология №3) - 25...35%. Отпад в основном идет за счет нарушения технологии выращивания лесных культур - отсутствие рубок ухода и завышенная густота посадки.

Влияние лиственных пород естественного возобновления сказывается не только на снижении приживаемости растений, но и на ухудшении таксационных показателей культур. Независимо от технологии создания искусственных насаждений, увеличение густоты лиственных пород с 1 до 6...7 тыс. штУга снижает средний диаметр ели в 20...30-летнем возрасте с 6... 11 до 3.5...7 см. Изменение параметров 20...30-летних культур в зависимости от густоты посадки и количества естественного возобновления лиственных пород отображается уравнениями (табл. 7).

Таблица 7 - Уравнения связи густоты и диаметра 18...32-летних культур в зависимости от технологии создания и выращивания

Номер технологии создания культур Уравнение связи Критерий Фишера - Р

расчетный | табличный, 0.05

Густота культур тыс. пгг^га (У) в зависимости от густоты посадки тыс. штУга (X)

1 У] = -0,30 + 0,52Х 29,7 3,9

2 Уг = 0,35 + 0,34Х 21,4 4Д

3 У, = 0.37 + 0.18Х 16,8 4,4

4 У« = -1,11 +0,80Х 34,4 6,0

5 У3 = -0,28 +0,71 X 18,6 4,0

б Уб — 0,33 + 0,48Х 28,4 4,6

Диаметр культур (У) в зависимости от густоты естественного возобновления лиственных пород тыс. пгг7га (X)

1 Уг= 10,10 — 0,90Х 12,8 3,9

2 У8= 6,41 - 0,46Х 16,5 4Л

3 У9=9,84-1,60Х 14,6 4,4

4 У,о= 10,81 - 0,56Х 15,5 6,0

5 Уц= 11,31 -2,21Х 26,4 4,0

б У,2= 11,35-1,52Х 18,5 4,6

Комплексная оценка 18...32-летних насаждений, сформировавшихся на объектах лесных культур, созданных по существующим технологиям, позволило выделить 4 класса их качества:

1 - чистые еловые или елово-лиственные насаждения с преобладанием в составе ели, обеспечивающие формирование высокопродуктивных

насаждений -12 %;

2 - смешанные елово-лиственные насаждения с преобладанием в составе ели, в которых необходимо удаление лиственных пород- 54%;

3 - лиственные с частично сохранившимися культурами ели неудовлетворительного состояния во втором ярусе, из которых формирование высокопродуктивных хвойных насаждений практически невозможно - 29%;

4 - лиственные насаждения с полностью погибшими культурами ели

- 5%. Следовательно, на 66% площади лесных культур к возрасту спелости будут сформированы высокопродуктивные древостой ели, на 34% площадей сформировать еловые насаждения невозможно.

6.4 Влияние способа обработки почвы и возраста посадочного материала на приживаемость и рост культур ели. В настоящее время при производстве лесных культур на вырубках на основе промышленных методов применяются три основных группы способов обработки почвы: 1

- нарезка борозд плугом ПКЛ-70, минерализация полос машиной МРП-2 или корчевателями-собирателями на глубину 7... 12 см; 2 — минерализация полос с одновременным созданием микроповышений плугом ПЛД-1,2; 3 -напашка пластов плугом ПКЛ-70 или микроповышений плугом ПЛМ-1,3. Первые два способа обработки почвы применяют на вырубках со свежими дерново-подзолистыми почвами в сложной и кисличной группах типов леса, а третий - на вырубках с влажными почвами в черничной группе типов леса.

На вырубках сложной и кисличной группах типов леса, посадка ели в борозды плуга ПКЛ-70 или в минерализованные полосы подготовленные машиной МРП-2 обеспечивает приживаемость культур в 15...20 и 30...40-летнем возрасте соответственно 60...80 и 30...50%. В этих условиях при густоте посадки 2...8 тыс. сеянцев на га, ель растет с присущей этому виду интенсивностью. При отсутствии лиственных пород на этих площадях образуются древостой, с запасом в возрасте 30...50 и 70...80 лет соответственно 210...360 и 340...480 м3/га. Благоприятные условия почвенного питания при этом создаются при нарезке борозд или минерализации полос на глубину 7... 12 см.

На вырубках с влажными почвами в черничной группе типов леса наиболее благоприятные условия для лесных культур создаются на микроповышениях высотой 20...30 см, в средней части которых имеется двойной по мощности слой лесной подстилки и перегнойно-аккумулятивного горизонта, а на поверхности - почва из подзолистого горизонта. В этом случае корни высаживаемых растений размещаются, в основном, в горизонтах А и А& что обеспе-

чивает высокую приживаемость (80.-90%) и быстрый рост культур, которые меньше зарастают травянистой растительностью, количество агротехнических уходов уменьшается. Указанные микроповышения создаются нарезкой пластов плугом ПКЛ-70 и применением плуга ПЛМ-1,3.

При посадке 4,5...4,6 тыс. 2...3-летних сеянцев на 1 га в микроповышения высотой 20...30 см приживаемость 20...24 и 30...45 летних культур ели составляет соответственно 82...97% и З8...68%, запас стволовой древесины соответственно 84...240 и 240...370 м3/га. Продуктивность насаждений определяется не только способом обработки почвы но и размещением высаженных растений. Исследования показали, что ширина 4...6 метровых междурядий обеспечивает образование к 25...30-летнему возрасту сомкнутых древо-стоев.

При создании лесных культур важное значение имеет шаг посадки, который в регионе исследований составляет 0,7...0,8 м. Однако уже в 15...20-летнем возрасте в этом случае наблюдается снижение роста по диаметру на20...30%, что объясняется наличием первого этапа торможения. Для получения большей результативности лесокультурного производства при одновременном сокращении затрат целесообразно иметь ширину междурядий 4...5 м и шаг посадки 1,2... 1,5 м. В этом случае индекс равномерности по А.И. Писаренко и М.Д. Мерзленко близок к оптимальному. Это позволяет уменьшить затраты на посадочный материал и изреживание культур в рядах при сохранении высокой продуктивности древостоев. Так. В 73... 83-летних культурах ели с междурядьями 4,5 м и шаге посадки 1,1 м сформировалось насаждение с запасом 414 м3/га, тогда как в культурах с междурядьями 2,9 м и шаге посадки 1,1м запас составил 337 м3/га.

Сравнительная оценка современных технологий позволила сделать следующие выводы.

1. Эффективность лесокультурного производства может быть объективно установлена с помощью предложенной комплексной оценки образовавшихся молодняков. Применяя такую методику оценки можно предусмотреть формирование древостоев требуемого состава к возрасту главной рубки и наметить для этого необходимые лесохозяйственные мероприятия.

2. Из шести исследованных технологий создания лесных культур наибольший удельный вес имеет ручная посадка в пласт ПКЛ-70 и по раскорчеванным полосам (72%). Из них 26% представлены культурами неудовлетворительного состояния и 4% погибшими. В сохранившихся культурах приживаемость в 20...30 летнем возрасте составила при посадке в пласт ПКЛ-70 - 46%, а в раскорчеванные полосы - 64%.

3. Формирование сомкнутых насаждений при ширине междурядий 4...6 м и шаге посадки 1,2...1,5 м заканчивается к 25...30-летнему возрасту.

4. Рост культур в значительной степени определяется физическими свойствами и наличием питательных веществ в почве посадочных мест, обу-

словленных способами и глубиной обработки почвы, а также зоной расположения корневых систем.

5. Наилучшие условия корневого питания лесных культур создаются при обработке почвы обеспечивающей расположение корневых систем в слое, образованном перегнойно-аккумулятивным горизонтом - Л! с включением лесой подстилки. Размещение корней в субстрате, образованном горизонтами подзолистым (аллювиальным) - А и иллювиальным - В приводит к замедлению синтеза белков и других элементов, что отрицательно сказывается на приросте в высоту и по диаметру.

6. При недостатке в почве азота уменьшается содержание его в хвое и возрастает количество углеводов, что является одной из причин замедления роста лесных культур.

7. С уменьшением поступления энергии солнечной радиации к кронам культур, в результате их затенения лиственными породами, замедляется синтез углеводов, а количество хлорофилла, азота, фосфора и калия увеличивается. Это следует рассматривать, как приспособительную реакцию ели к недостаткам света.

7. Эколого-ресурсосберегающие технологии создания культур ели на свежих вырубках высокопродуктивных типов

леса

7.1 Теоретические и методологические основы эколого-ресурсосберегающих технологий создания культур ели. Сравнительная оценка современных технологий создания и выращивания культур ели показала, что при их выращивании часто требуется мощная энергоемкая ле-сокультурная техника, а результативность применяемых технологий неадекватна затратам. Высокопродуктивные еловые и елово-лиственные древостой формируются лишь на 2/3 лесокультурных площадей. Обобщение массового материала исследований до 80-летнего возраста культур показало, что применяемые технологии в значительной степени ухудшают экологические условия вырубок. Они энергоемки, требуют значительных финансовых затрат и ручного труда, не создают оптимальных условий почвенного питания высаженным растениям, часто не обеспечивают выращивание чистых высокопродуктивных древостоев ели. Это говорит о необходимости разработки эколого-ресурсосберегающих технологий, обеспечивающих в значительной степени сохранение экологии вырубок, оптимизацию условий приживания и корневого питания высаженных растений, снижение энергоемкости лесокультурных мероприятий, ускорение роста растений и, соответственно, перевод лесных культур в земли покрытые лесной растительностью. Решение этого проблемного вопроса может быть достигнуто путем разработки эколого-ресурсосберегающих технологий, обеспечивающих: минимальную площадь обработки почвы; размещение

корневых систем в плодородном почвенном субстрате; использование крупномерного посадочного материала; применение тракторов класса 30...40 кН; тесную увязку лесокультурных мероприятий с экологией вырубок и их технологическим состоянием. В зависимости от состояния вырубок было предложено четыре технологии.

Первая технология названная "посадка в приваленный пласт", предусматривает сокращение лесокультурных операций путем одновременной обработки почвы и посадки. Это обеспечивает благоприятную почвенную экологию в посадочном месте. Вторая технология предложена для черничной группы типов леса и предусматривает посадку саженцев в прерывистые пласты, образованные в местах свободных от пней и порубочных остатков. Третья технология базируется на использовании почвообрабатывающего орудия ОРВ-1,5. Четвертая технология предусматривает посадку саженцев высотой до 1,2 м на свежих вырубках с одновременной локальной обработкой почвы в посадочном месте.

7.2 Технология создания культур на свежих вырубках посадкой саженцев в приваленный пласт.

Поисковые исследования были начаты в 1980 г. При этом первоначально вручную подготавливался отвальный пласт из дернового горизонта, на который укладывались саженцы, тут же заделываемые приваленным пластом. В этом случае корневые системы частично находились в плодородной почве из перегнойно-аккумулятивного горизонта. Одновременно на поверхность посадочного места выносился суглинистый слой почвы, что задерживало появление сорняков. Совмещение обработки почвы с посадкой саженцев ели в течение мая - первой половины июня и второй половины августа - сентября обеспечивает 92... 100% приживаемость культур без потери прироста в высоту. Это объясняется тем, что посадка проводилась одновременно с обработкой почвы и заделкой корней рыхлой и влажной плодородной почвой.

Исследования доказали возможность посадки культур на свежих вырубках в приваленный пласт. На основании изучения строения вертикального профиля отвальных и приваленных пластов, нарезанных механизированным способом при разных глубинах обработки и ширины борозды были установлены следующие агротехнические требования к созданию машины, обеспечивающие обработку почвы с одновременной посадкой саженцев:

- отвальный пласт должен состоять из двух пластов, нарезаемых двухотвальным плугом и создающий борозду шириной 1 м;

- толщина отвальных пластов 12... 15 см, а ширина пласта 50...70 см;

- глубина борозды при нарезке приваленного пласта должна быть равна 12... 15 см при ее ширине 60...80 см;

- приваленный пласт должен нарезаться однокорпусным плугом на расстоянии 20...30 см от стенки борозды, образующейся при нарезке отвальных пластов;

- общая ширина по верху отвального и приваленного пластов должна быть равна 70...90 см, их высота от поверхности почвы -12...15 см, а от дна борозды - 25...30 см.

Найденные агротехнические требования легли в основу создания экспериментального образца плуга-сажалки саженцев ПСС-1. Полевые испытания работы ПСС-1 в сравнении с другими почвообрабатывающими орудиями показали:

- наиболее благоприятные физические и химические свойства почв в посадочном месте создаются в том случае, когда отвальный пласт образован горизонтами Ао и Аь а приваленный — А и А^ Плотность почвы в этом случае на 20...30% меньше, а содержание азота в 2...3раза превышает аналогичные характеристики приваленных пластов, образованных горизонтами А и В;

- плотность почвы, содержание основных элементов питания, водный и температурный режимы в приваленных пластах лучше чем в полосах, образованных фрезой МЛФ-0.8 и плугом ПЛМ-1,3, а также минерализованных Д-513;

- саженцы, посаженные в приваленный пласт при глубине минерализации 7... 12 см, имеют нормальные уровни содержания в хвое хлорофилла (1,5... 1,9 мг/г), азота (1,4... 1,7%), фосфора (0,5...0,6%), калия (0,7...0,8%), водорастворимых углеводов (10... 15%), крахмала (5...9%);

- приживаемость саженцев, посаженых плугом-сажалкой ПСС-1 в весенне-летний и летне-осенний период составляет более 92%, а прирост в 1-3-летних культурах-10... 24 см;

- использование плуга-сажалки ПСС-1 обеспечивает обработку почвы и качественную заделку корневых систем 70...80% саженцев ели.

73 Технология создания культур ели в прерывистые пласты.

Теоретическое обоснование технологии создания культур в прерывистые пласты. В черничной группе типах леса благоприятные экологические условия для лесных культур могут быть созданы при: посадке саженцев в микроповышения; размещении корневых систем в посадочном месте образованном перегнойно-аккумулятивным горизонтом почвы; мульчировании поверхности посадочных мест подзолистым и иллювиальным горизонтами; сохранении экологии вырубок. Размещение корневых систем в перегнойно-аккумулятивном горизонте обеспечивается обработкой почвы путем образования сдвоепных пластов. Мульчирование поверхности посадочного места подзолистым и иллювиальным горизонтами задерживает появление травяного покрова и тем самым позволяет выращивать культуры ели без агротехнических уходов.

Технология создания культур должна базироваться на использовании тракторов средней мощности (типа ЛХТ-55) и исключении энергоемких технологических операций.

Эффективность создания культур в прерывистые пласты. Для механизированной подготовки прерывистых пластов ВНИИЛМом создан экспериментальный образец почвообрабатывающего орудия, навешиваемого на трактор ЛХТ-55 "лопата - бульдозер". Рабочим органом орудия является укороченный отвал, обеспечивающий подготовку посадочных мест размером 0,8... 1,2 х 1,0... 1,2 м при их высоте 30...50 см. Орудие позволяет нарезать 500...700 прерывистых пластов на 1 га при размещении 3,5...4,0 х 4... 5 м. Оно может работать при высоте пней до 26 см, их количестве до 1000 шт. и захламленности до 25 м3/га. На подготовку почвы затрачивается на 1 га одна машино-смена, а на руч1гую посадку 2,0...2,5 тыс. саженцев 3... 5 человеко-смен.

Исследования показали, что нарезаемые пласты отвечают предъявляемым требованиям. Они вырезаются в вертикальной и горизонтальной плоскостях и опрокидываются на необработанную почву без значительного нарушения строения генетических почвенных горизонтов.

Изучение основных экологических характеристик показало, что прерывистые пласты имеют: благоприятную влажность в течение всего вегетационного периода; хорошее прогревание, что активизирует рост корней и усиливает деятельность полезной почвенной микрофлоры; корневые системы располагаются в плодородном субстрате, образованном горизонтами А| и Ао (азот - 0,47%, фосфора и калия соответственно 0,9 и 8,5 мг/100 г).

Благоприятные экологические условия посадочного места обеспечили приживаемость в 1...4-летних культурах, посаженных 3-летними сеянцами и саженцами 2+2: по количеству прижившихся растений 78...98%, а по количеству посадочных мест 96... 100%. В 3...4-летнем возрасте эти культуры достигли высоты 60...70 см и более. Текущий прирост в 4-летнем возрасте составил 24...29 см. В пятилетнем возрасте они вступают в период быстрого роста. Культуры имеют хорошее физиологическое состояние - в хвое обнаружено повышенное содержание хлорофилла (1,54...2,89 мг/г) и общего азота (1,1...1,9%). Посадка ели в 500...700 прерывистых пластов обеспечивает формирование высокопродуктивных сомкнутых насаждений,обладающих интенсивным ростом в высоту, по диаметру и запасу.

7.4 Создание культур при узкополосном способе расчистки площади.

Была поставлена задача разработать ресурсосберегающую и экологически обоснованную технологию для создания культур ели на свежих вырубках со свежими и влажными почвами,- при минимальных энерго- и трудозатратах, сохранении экологии вырубок и использовании тракторов среднего класса (30 кН), которые обычно имеются в хозяйствах. В связи с этим ВНИИЛМом для расчистки вырубок было создано орудие ОРВ-1,5, навешиваемое на трактор ЛХТ-55М. Г 'ро({ нАЦНОйл^Ьил* I

I БИБЛИОТЕКА | I С.П«ср5ург 5 о» 300 «Ч_____\

С целью установления эффективности работы этого орудия было создано на вырубках более 100 га опытно-производственных культур по двум технологиям: - на участках со свежими почвами (Сг) посадка проводилась по полосам, образованным ОРВ-1,5, а на влажных (Сз) после работы ОРВ-1,5 создавались микроповышения высотой 25...35 см с помощью ПДМ-1,5, ПДМ-1,7, ПЛМ-1,5, ПЛМ-1,3 и ПЛ-1.

Предложенные технологии создания культур ели на свежих вырубках на базе орудия ОРВ-1,5 являются эколого - ресурсосберегающими. Они позволяют использовать трактора класса 30...40 кН. Расчистка лесокультурных полос орудием ОРВ-1,5 обеспечивает полное удаление с полос шириной 1,3...1,7 м лесосечных отходов и корчевку пней диаметром до 24 см. При расстоянии между центрами полос 4...4,5 м производительность этого агрегата за 8-ми часовой рабочий день составляет 2,5...3,5 га. Применение ОРВ-1,5 сохраняет в пределах лесокультурной полосы генетические горизонты почвы Ао и А на 70...90%, а при корчевке МРП-2 и МП-8 соответственно на 30...40%и20...30%.

На полосах, расчищенных ОРВ-1,5, а также обработанных ПЛМ-1,5, ПДМ-1,7 и ПЛ-1, лесорастительные свойства почв в слое 0...30 см обеспечивают нормальные условия для почвенного питания саженцев ели, температура выше на 1...2°С, чем на необработанных участках, влажность выше влажности завядания (28,1...32,5%), плотность почвы 1,28 г/см3, масса травы на полосах в течение первых трех лет на 20...50% меньше, чем на необработанном участке.

При посадке культур на вырубках со свежими почвами (Сг), для подготовки лесокультурных полос использовали только орудие ОРВ-1,5, с помощью которого проводили расчистку и частичную минерализацию почвы на глубину до 12 см. Высаженные саженцы имели высокую приживаемость (не менее 85...90%) и хороший рост в высоту. В 4...5-летнем возрасте культуры достигали высоты 130...180 см. Высокая результативность данной технологии подтверждается физиологическими исследованиями. Содержание в 1- и 2-летней хвое составило %: азота - 1,23...1,57, фосфора - 0,49...0,50, калия - 0,45...0,71, суммы углеводов - 21,1...25,2; в 2-летней - соответственно 1,0... 1,36, 0,32...0,45, 0,45...0,63 , 23,0...2б,9. Количество хлорофилла составило 1,44... 1,78 мг/г.

Проведенный расчет по определению допустимого превышения высоты травостоя над высотой культур с учетом работ Л.А. Иванова (1946) по физиологически активной радиации, установили допустимое превышение, обеспечивающее высаженным растениям полное освещение верхушечной точке роста при высоте стояния солнца 20°. Найдегаюе превышение является минимальным т.к. с увеличением высоты стояния солнца оно резко возрастает. Проведенные расчеты показали, что в 5-летих культурах созданных саженцами высотой 129 см, допустимая высота травостоя составляет 142 см, а при высоте культур 139 см и 143 см - соответственно - 152 и 160 см. Изуче-

ние роста ели в культурах, зарастания вырубок травянистой растительностью, а также учитывая трансформацию типов вырубок, можно утверждать, что культуры, заложенные 6...7-летними саженцами ели на полосах, подготовленных орудием ОРВ-1,5 можно выращивать без агротехнических уходов.

При создании культур на вырубках с временно переувлажненными почвами (Сз) лучшая приживаемость и усиленный рост ели наблюдается на полосах, образованных орудием ОРВ-1,5 с последующей их обработкой, путем создания микроповышений высотой 25...35 см. В этом случае приживаемость повышается на 5...7%, а рост в высоту увеличивается на 10...20%.

7.5 Технология создания культур ели крупномерными саженцами.

Ускоренное выращивание культур на вырубках по эколого-ресурсосберегающим технологиям может быть достигнуто применением крупномерных саженцев при минимальной площади обработки почвы. В этом случае культуры не будут заглушаться травой, которая к тому же будет выполнять роль подгона высаженным растениям, агротехнические уходы не потребуются, а количество лесоводственных в раннем возрасте будет меньше. Локальная обработка почвы в посадочных местах обеспечит быстрое проникновение корней в ненарушенную почву.

С целью экспериментальной проверки выдвинутой гипотезы были заложены в типах леса ельники сложные, черничниковые 6 участков опытно-производственных культур ели саженцами 8(4+4), 8(2+2+4), 9(3+6) и 10(3+7) лет. Их высота составляла от 80 до 150 см, диаметр корневого пучка- 25...35 см, а его длина 20...25 см. Посадка саженцев осуществлялась в ямки диаметром 30...40 см, глубиной 20...30 см при их размещении 4x2 м (1,2 тыс. шт. га).

Высаженные растения имели высокую приживаемость (не ниже 90%). Культуры ели, посаженные саженцами высотой до 120 см, в первый вегетационный период имели прирост в высоту 10... 15 см, во второй год 10...20 см, в третий 25...50 см. Отмечается замедленный рост саженцев высотой до 150 см в 1 и 2-летних культурах. Это объясняется ослабленной работой корневых систем растений в этот период и как следствие повышается содержание водорастворимых углеводов в однолетних культурах на 30...40%, а в двухлетних - на 2О...25% по сравнению с контролем. Содержание хлорофилла и общего азота в хвое 2-летних культур на 20...30% меньше контрольных экземпляров. Восстановление нормальной работы корней происходит на третий год после посадки.

Высаженные крупномерные растения не заглушаются интенсивно разрастающимся вейником лесным, а возобновление осины и березы на свежей вырубке не затеняет вершинную часть культур в фазе их приживания. С целью повышения эффективности роста культур, созданных крупномерным посадочным материалом, на основании проведенных исследований предложен способ обеспечивающий повышение выхода высококачественного посадочного материала, высокую его приживаемость и интенсивный

рост за счет перераспределения питательных веществ и интенсификации апикального роста (авт. свид. 8И 1715246 А1).

Следовательно создание культур саженцами высотой 80... 120 см на свежих вырубках в кисличной и черничной группах типов леса с локальной обработкой почвы подтверждает выдвинутую гипотезу о перспективности этой технологии, являясь лесоводственно - экологически и экономически оправданной.

8. Оптимизация лесовосстановления

8.1 Математическое моделирование лесовосстановления. Процесс математического моделирования оптимизации лесовосстановления состоит из шести последовательных этапов: 1 - изучение объекта моделирования (объектом являлись непокрытые лесом земли и способы лесовосстановления); 2 - изучение комплекса эколого-экономических взаимосвязей лесовосстановления (процесс лесовосстановления представлен развернутой математической моделью); 3 - постановка задачи (требовалось определить оптимальное сочетание способов лесовосстановления по областям); 4 - выбор критерия оптимальности и типов ограничений (выбор критерия оптимальности диктовался экономической сущностью решаемой задачи); 5 - выбор математического метода решения задачи; 6 - построение исходной матрицы решения задачи и результаты решения. Программу для решения задачи оптимизации составил В.А. Киташев.

Математическая модель задачи оптимизации лесовостановления такова:

^¿С^-ипах, (2)

при условии: (5)

где:

Б - максимальное лесовосстановление, га;

X] - долевое участие площадей]- категории в составе лесовосстановления в %;

Ср цена критерия оптимальности, га;

а^ - коэффициенты затрат ¡-го ресурса на восстановление ]- категории площадей;

Ь„ • количество площадей, предназначенных для восстановления, га; - наличие машин, механизмов и трудовых ресурсов, шт.; чел;

(1,- выделяемые финансовые ресурсы, руб;

п - перечень площадей по видам лесовосстановления;

т - перечень трудовых и финансовых ресурсов.

Решения задач на примере Архангельской, Вологодской и Мурманской областей показали, что в результате нехватки трудовых, материаль-

ных и финансовых ресурсов максимальная площадь лесовостановления для указанных регионов составляет 85,6% от плана.

Распределение площадей по оптимальному плану и по способам ле-совосстановления выглядит следующим образом: лесные культуры - 5,9%, содействие естественному возобновлению - 65,6% и естественное возобновлению - 28,5%.

Предложенный метод позволяет оптимизировать пропорции способов лесовосстановления и может быть использован для решения задач по отдельным областям и хозяйствам.

8.2 Оптимизация породного состава лесных культур. Определяющими факторами установления оптимального породного состава являются биологические, климатические, почвенные, агротехнические, экономические и непроизводственные функции леса.

На основании указанных факторов был определен оптимальный породный состав лесных культур с использованием экономико-математического метода линейного программирования. Математическая модель решения задачи такова:

F='£CJXJ->тazк¡ (6)

** т

при условии: 2] (7) Х^Л-й (8)С/=1>2>3..л; 1=1,2,3...т)

I I

где,

Б - • максимальный прирост лесных культур данного породного со-

з

става, м ;

Xj -- долевое участие ] породы в составе;

С) -- цена критерия оптимальности;

ац -- коэффициент выноса или расхода [ природных ресурсов ] породы;

Ь, И q, - природные и технические ресурсы 1 вида;

п - число пород, необходимых для формирования породного состава;

т - число факторов, ограничивающих получение максимального прироста.

Для определения оптимального состава лесных культур составлены задачи, где в качестве неизвестных были: сосна, лиственница, ель, береза, дуб, осина, липа. Ограничивающими прирост факторами служили: азот, фосфор, калий, вода, затраты ручного и механизированного труда. Критерием оптимальности являлся максимум текущего прироста в возрасте его кульминации. На основании перечисленных ограничивающих факторов и критерия оптимальности была составлена информационная матрица. После решения такой задачи, например, для дерново-неглубокоподзолистых суглинистых на морене почв был получен оптимальный породный состав лес-

ных культур 89С8ЛцЗБ. Прирост в возрасте кульминации составил 15,52 м3/га год, что соответствует 1а классу бонитета.

Одновременно были составлены и решены задачи по выращиванию лесов будущего для лесохозяйственной части — на получение максимального прироста в разных почвенных условиях произрастания (таблица 8).

Таблица 8 - Оптимальный породный состав лесных культур для различных почв зоны хвойно-широколиственных лесов (на примере Хотьковского лесничества Сергиево-Посадского лесхоза)

Почвы Состав

Дерново-неглубокоподзолистые супесчаные с прослойками глины на песках 68С21Лц11Б

Дерново-неглубокоподзолистые суглинистые и дерново-карбонатные на известняках ЮОЛцед. Лп

Дерново-неглубокоподзолистые суглинистые на морене 89С8ЛцЗБ

Дерново-неглубокоподзолистые среднесуглинистые на морене 92Е8С

Дерново-неглубокоподзолистые средне- и тяжелосуглинистые на морене 100Е+С

Дерново-неглубокоподзолистые супесчаные на морене 77С23Лц

Дерново-глеевые тяжелосуглинистые на аллювиальных отложениях 89Е11Лц

Торфяно-глеевые тяжелосуглинистые на аллювиальных отложениях 80С200с

Результаты оптимизации породного состава показали, что методика моделирования биологических задач позволяет находить наивысшее соответствие требований древесных пород к условиям местопроизрастания, и объективно определять степень участия пород в лесных культурах.

Заключение

В результате исследований, проведенных в зоне хвойно-широколиственных лесов европейской части Российской Федерации, разработаны основные экологически обоснованные вопросы теории и практики искусственного лесовозобновления ели на вырубках, обеспечивающие повышение результативности лесокультурного производства. Работа выполнена с учетом динамики леса и лесорастительных условий. Это позволило лучше познать закономерности искусственного лесовозобновления на свежих вырубках, развития и формирования насаждений, а также обеспечить для выращивания посадочного материала и лесных культур опти-

малыше экологические условия. Исследования охватывают основной цикл лесокультурного производства от оптимизации почвенной экологии в лесных питомниках, выращивания посадочного материала и лесных культур до формирования древостоев.

Теоретические исследования базировались на эколого-системном подходе, с учетом зонально-типологической основы. Это позволило предложить эколого-лесокультурную систему воспроизводства лесных ресурсов. Она охватывает широкий диапазон целенаправленных мероприятий тесно увязанных с технологией лесосечных работ и исходным типом леса, рассматриваемыми как единый процесс "рубка леса - производство лесных культур". Лесокультурная система включает технические, биологические и экологические элементы при их совместном функционировании. В работе научно обосновано выделение пяти основных взаимосвязанных и обуславливающих друг друга этапов экологически оптимальной лесокультурной системы: исходный тип леса до рубки и его основные показатели (состав древостоя, бонитет и др.); технология лесосечных работ, сезон рубки леса и состояние вырубки (потенциальный тип вырубки); выращивание высококачественного посадочного материала в оптимальных условиях почвенной экологии; выращивание лесных культур по эколого-ресурсосберегающим технологиям; формирование искусственных насаждений.

Выделение этапов эколого-лесокультурной системы дает новую теоретическую и практическую основу для комплекса технических приемов выращивания посадочного материала и лесных культур, осуществляемых в наиболее важные и динамичные по своей природе промежуточные этапы, от которых непосредственно зависит конечный результат искусственного лесовозобновления; позволяет целенаправленно воздействовать на экологические условия при искусственном лесовыращивании и достигать в более ранние сроки конечного лесохозяйственного эффекта.

Анализ экспериментального материала позволил сформулировать ряд выводов теоретического и прикладного характера и разработать рекомендации, обеспечивающие эффективное выращивание посадочного материала и лесных культур, а также формирование в более короткие сроки древостоев, отвечающих их целевому назначению и условиям местопроизрастания.

Теоретические положения, выдвинутые в работе, показывают, что повышение надежности искусственного лесовозобновления на свежих вырубках находится в непосредственной зависимости от совокупности технологических процессов и агроприемов, направленных на оптимизацию лесокультурного производства. Высокой надежности искусственного возобновления можно достичь на основе выдвинутых в работе теоретических положений, обеспечивающих всестороннюю оценку лесных культур и условий их выращивания на свежих вырубках, с учетом явлений и процессов эколого-биологического и технологического характера во взаимосвязи и взаимовлиянии, и направленных на оптимизацию лесокультурного произ-

водства. В связи с этим в работе приводятся результаты комплексных теоретических и экспериментальных исследований широкого круга вопросов, обеспечивающих повышение качества и эффективности лесокультурного производства. Разработанные мероприятия на основе системного подхода и с учетом динамичности леса, обеспечивают эффективное целенаправленное выращивание лесных культур.

Показано, что процесс выращивания посадочного материала и лесных культур является управляемым. Он зависит от биотопа лесного питомника и лесокультурной площади, качества посадочного материала, используемого при закладке культур, экологии вырубки и ее доступности для работы лесохозяйственной техники, агротехники и технологии выращивания искусственных насаждений, а также активного, своевременного и целенаправленного воздействия на оптимизацию лесокультурного производства и формирование насаждений.

Одним из действенных и доступных средств повышения эффективности и качества искусственного лесовозобновления является использование высококачественного посадочного материала максимально допустимых размеров и выращенного по эколого-ресурсосберегающим технологиям. В связи с этим, на основании теоретических и экспериментальных исследований показаны пути оптимизации почвенной экологии лесных питомников; установлен оптимальный срок выращивания высококачественных крупномерных сеянцев ели равноценных саженцам аналогичного биологического возраста; разработано две технологии выращивания крупномерных сеянцев (патент ЯИ 2150189 С1), значительно сокращающие количество лесокультурных операций; разработан способ продления сроков посадки (авт. свид. 8и 1395211 А1 и 8И 1729335).

Изучение качества посадочного материала и его рост в лесных культурах позволило разработать лесоводственно-биологическое обоснование создания культур ели крупномерными сеянцами, выращенными по технологии ВНИИЛМ. Эта технология исключает трудоемкие операции на этапе от выкопки сеянцев в посевном отделении до посадки их в школу.

Усиленный рост в культурах крупномерных сеянцев обеспечивает им раннее вступление в период быстрого роста и выход из-под полога лиственных пород, а также ускоряет и облегчает формирование хозяйственно-ценных хвойных молодняков.

Анализ экспериментального материала позволил разработать основные вопросы теории и практики выращивания лесных культур на свежих вырубках по эколого-ресурсосберегающим технологиям. Предложенные четыре технологии обеспечивают: минимальное воздействие почвообрабатывающих машин на естественное сложение верхнего слоя почвы; оптимальные условия почвенного питания культивируемых древесных пород; сохранение экологии вырубок; оптимизацию условий выращивания лесных культур; снижение затрат трудовых, материально-технических и финансовых ресурсов.

Повышение продуктивности лесов и затраты на их воспроизводство во многом зависят от правильности выбора метода лесовозобновления (искусственного или естественного) и подбора породного состава при создании лесных культур. В связи с этим, в диссертации изложены теоретические основы и практическая реализация всех этапов построения имитационной модели оптимизации лесовосстановления. Рассмотрен комплекс эколого-экономических факторов, определяющих способ лесовосстанов-ления. Проанализировано их поведение в различных регионах европейской части России.

Разработана математическая модель оптимального лесовосстановления на основе анализа эколого-экономических взаимосвязей. На конкретных материалах наглядно показан в динамике принцип определения оптимального способа лесовосстановления. В работе разработана и применена биолого-экономическая методология математического моделирования по определению породного состава лесных культур с применением компьютеров.

Список основных публикаций по теме диссертации

Монографии

1.Экологизация технологий и машин лесного комплекса. Пушки -но.:ВНИИЛМ.-2001.-88 с. (в соавторстве с Бартеневым И.М.).

2.Эколого-ресурсосберегающие технологии и моделирование выращивания культур ели на вырубках зоны хвойно-широколиственных лесов. Пушкино.:ВНИИЛМ.-2002.- 240 с.

Авторские свидетельства и патенты

3. А.с. № 1395211 СССР, МКИ А0Ю 23/00. Способ создания лесных культур хвойных пород / Суворов В.И. (СССР), - № 3745383/30-15; Заявл. 21.0584; Опубл. 15.05.88, Бюл. № 18.

4. Ах. № 1715246 СССР, МКИ А0Ю 23/00. Способ формирования кроны деревьев хвойных пород / Проказин Н.Е. (СССР), - № 4795454/ 15; Заявл. 28.02.90; Опубл. 29.02.92, Бюл. № 8.

5. А.с. № 1729335 СССР, МКИ А01Н 1/4. Способ оценки адаптации древесных растений / Проказин Н.Е. (СССР), - № 4811913/13. Заявл. 09.04.90; Опубл. 30.04.92, Бюл. № 16.

6. Патент № 2150189 РФ, МПК А0Ю 23/00. Способы выращивания посадочного материала - № 98122294/13; Заявл. 11.12.98; Опубл.

10.06.2000, Бюл. №16.

7. Патент № 2156560 РФ, МПК А01С 11/02. Захват к посадочному аппарату лесопосадочной машины / Казаков В.И., Матвеев СИ., Березин

А.С., Деггев В.Т. - № 97115083/13; Заявл. 20.08.97; Опубл. 27.09.2000, Бюл. №27.

8. Патент № 2170498 РФ, МПК АО 1В 59/048. Навесное устройство к лесохозяйственному трактору / Галанов В.Н., Казаков В.И., Алябьев А.Ф. -№ 99124162/13; Заявл. 16.11.99; Опубл. 20.07.2001, Бюл. № 20.

9. Патент № 2188528 РФ, МПК А01В 49/02. Орудие для подготовки почвы в лесных питомниках / Казаков В.И., Галанов В.Н., Березин А.С. -№ 99127759/13; Заявл. 28.12.99; Опубл. 10.09.2002, Бюл. № 25.

Статьи

9. Новые способы предпосадочного хранения саженцев ели и их ле-сокультурное значение// Сб. науч. тр: МЛТИ. -1981.-Вып. 137 - С. 207-211.

10. Влияние способов консервации саженцев ели на приживаемость и рост культур при увеличении продолжительности периода посадки// Пути повышения научно-технического прогресса в лесном хозяйстве: Сб. тез. НПО "Силава"Саласпилс, 1983. - С. 58.

11. Новая технология уборки-транспортировки и хранения посадочного материала при производстве лесных культур Исследование и обоснование параметров лесохозяйственных машин: // Сб. науч. тр. ВНИ-ИЛМ. Пушкино, 1985.-С.123-128.

12. Уборка, транспортировка и хранение посадочного материала хвойных пород с открытой корневой системой: Рекомендации пр-ву. -Пушкино: ВНИИЛМ, 1985. -10 с.

13. Эффективность транспортировки и хранения саженцев ели в контейнерах// Лесоводство, лесные культуры и почвоведение: Межвуз. сб. науч. тр. ЛЛТА, -1986 - С. 77-81 (в соавторстве с Липецких М.В.).

14. Сравнительная оценка приживаемости и роста лесных культур весенних и осенних сроков посадки// Новые технологии в лесокультурном производстве: Сб. науч. тр. ВНИИЛМ. М., 1988. - С. 97-103.

15. Приживаемость и рост культур, заложенных способом пнев-моподачи посадочного материала//Лесное хоз-во. - 1988. - № 10, - С.25-26 (в соавторстве с Климовым О.Г.). -

16. Уборка, транспортировка и хранение посадочного материала хвойных пород с открытой корневой системой: Метод, рекомендации. -Пушкино: ВНИИЛМ, 1988. - 10 с. (в соавторстве с Суворовым В.И. Климовым Г.Б.).

17. Интенсификация выращивания посадочного материала. М.: Агропромиздат, 1989. С. 63 - 78 (в соавторстве с Родиным А.Р., Поповой Н.Я.идр.).

18. Жизнеспособность четырехлетних саженцев ели при их консервации, хранении и транспортировке// Искусственное лесовырашивание: Сб. науч. тр. МЛТИ - 1991. - № 245 - С. 40-42.

19. Экологические проблемы рубок и лесовосстановления// Лесо-хозяйственная информация. - 1992. - № 5, - 14 с. (в соавторстве с Набато-вым Н.М.).

20. Экологические проблемы лесовосстановления в лесной зоне европейской части России// Лесное хозяйство. - 1993. - № 4 - С. 6-8 (в соавторстве с Набатовым Н.М.).

23. Оптимизация физико-механических свойств почв лесных питомников. - Саратов.: СГСХА им. Н.И.Вавилова, 1994. - 4 с.

24.Пути решения экологических проблем и лесовосстановления в лесной зоне европейской части России// Проблемы региональной экологии: Сб. науч. ст. Института экологии природных комплексов Вып. 2. Региональное природопользование. - Томск, 1994. - С.45-48 (в соавторстве с Набатовым Н.М.).

25.Основные положения по лесовосстановлению и лесоразведению в лесном фонде Российской Федерации. - М.: ВНИИЦлесресурс, 1994. -17 с. (в соавторстве с Суворовым В.И., Калякиным А.Б.).

26.Искусственное лесовосстановление в условиях арендных отношений. - Лесное хозяйство.- 1997.- № 4.- С. 12-14.

27. Нарушение почвенной экологии в лесных питомниках и основные пути ее оптимизации// Межвуз. Сб. научных трудов. Саратов, 1996. -С. 269-274.

28.Экологическая оценка технологий создания лесных культур хвойных пород на вырубках. Пушкино, 1997. - С. 68-69 (в соавторстве с Суворовым В.И.).

29.Освоение вырубок в условиях временно переувлажняемых почв ресурсосберегающей технологией// Научно-технические проблемы в развитии ресурсосберегающих технологий и оборудования лесного комплекса: Материалы международной научно-практической конференции - Воронеж, 1998. - С. 50-52 (в соавторстве с Прохоровым Л.Н.).

ЗО.Оптимизация породного состава лесных культур// Лесное хозяйство - 1998. - № 4. - С. 23-24 (в соавторстве с Лямеборшаем С.Х.).

31.Новые технологии и комплексы машин для выращивания лесных культур на вырубках// Лесное хозяйство.-1999. - № 3.- С. 35-38 (в соавторстве с Прохоровым Л.Н.).

32.Эколого-лесоводственный мониторинг лесокультурных технологий// Экологический мониторинг лесных экосистем: Тезисы док. Всероссийского совещания. Петрозаводск, 1999 - С. 95 (в соавторстве с Прокази-ным Н.Е.).

33.Приживаемость и рост культур ели, созданных посадкой различных видов посадочного материала// Сб. науч. тр. ВНИИЛМ. - Пушкино, 1999.- С. 70-75. (Сергиево-Посадский опытный лесхоз - экспериментальная база ВНИИЛМ)

34.Научные исследования по лесопользованию и лесоустройству во ВНИИЛМе в XXI веке// Многоцелевое лесопользование на рубеже XXI века: Сб. науч. статей. Пушкино, 1999. - С. 3-4.

35.Лесные культуры в опытном лесном хозяйстве "Русский лес"// Результаты опытных и научно-исследовательских работ в ОЛХ "Русский лес". - Серпухов, 1999.- С. 10-12 (в соавторстве с Володиной З.П.).

36.Улучшение почвенной экологии тяжелосуглинистых почв лесных питомников// МГУЛ "Лесной вестник". - 2000. - № 4. - С. 34-37.

37.0птимизация почвенных условий в лесных питомниках// Лесное хозяйство. - 2000. - № 5.- С. 43-44.

38.0птимизация почвенной экологии в лесных питомниках при выращивании посадочного материала без пересадки// Проблемы устойчивого функционирования лесных экосистем: Материалы Всероссийской науч.-практ. конф.- Ульяновск: - УГУ, 2001. - С. 128-130.

39.Технические указания по лесовосстановлению мерами содействия естественному лесовозобновлению и созданием лесных культур. - Пушкино: ВНИИЛМ, 2001. - 60 с. (в соавторстве с Суворовым В.И., Желдаком В.И.).

40. Влияние эколого-лесокультурной характеристики вырубок на качество работы техники и условия корневого питания культур// Лесное хозяйство - 2002. - № 2 - С.32 - 36.

41. Определение экологического ущерба лесным насаждениям при антропогенном воздействии// Лесоведение. - 2002.- № 6. - С. 36-42. (в соавторстве с Лямеборшай С.Х.).

42. Научные основы устойчивого управления лесами// Сборник материалов международного лесного форума "Лес и человек". — 2002. — С. 91-95.

Отпечатано с готового оригинала ВНИИЛМ ЛР № 021297 от 18.06.98 г.

Подписано к печати 03.03.2004 г. Формат 60х9071е Бумага 80 г/м2 Ризография Объем 2.0 п.л. Заказ № 1012 _Тираж 100 экз._

Всероссийский научно-исследовательский институт лесоводства > и механизации лесного хозяйства. 141200, г. Пушкино Московской обл., ул. Институтская, 15 тел.: (8-253) 2-46-71 факс: 993-41-91

Содержание диссертации, доктора сельскохозяйственных наук, Родин, Сергей Анатольевич

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИССЛЕДОВАНИЙ. ОБЪЕКТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ

РАБОТ.

ГЛАВА 2.

ЭКОЛОГО-РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИЕ АГРОПРИЕМЫ ОПТИМИЗАЦИИ ПОЧВЕННОЙ ЭКОЛОГИИ

ЛЕСНЫХ ПИТОМНИКОВ.

2.1. Теоретические аспекты оптимизации почвенной экологии.

2.2. Оптимизация физико-химических свойств почвы лесных питомников.

2.3. Оптимизация почвенной экологии в лесных питомниках путем создания посевных гряд оптимальных размеров.

ГЛАВА 3.

ВЫРАЩИВАНИЕ КРУПНОМЕРНЫХ СЕЯНЦЕВ ЕЛИ, РАВНОЦЕННЫХ САЖЕНЦАМ.

3.1. Концептуальпые положения выращивания крупномерных сеянцев.

3.2. Оптимальная густота размещения сеянцев в посевном отделении питомника.

3.3. Агротехника выращивания крупномерных сеянцев.

ГЛАВА 4.

ПРОДЛЕНИЕ СРОКОВ ПОСАДКИ КУЛЬТУР ЕЛИ.

4.1. Консервация, хранение, транспортировка саженцев ели, их физиологическое и фенологическое состояние.

4.2. Продление сроков посадки саженцев ели в весенний и раннелетний периоды.

4.3. Посадка культур ели в позднелетний и осенний периоды.

4.4. Сравнительная оценка весенних и осенних сроков посадки лесных культур.

4.5. Влияние способов консервации, хранения, транспортировки и сроков посадки на физиологическое состояние культур ели.

ГЛАВА 5.

ЭКОЛОГО-ЛЕСОКУЛЬТУРНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ВЫРУБОК,

ИХ ВЛИЯНИЕ НА КАЧЕСТВО РАБОТЫ ЛЕСОКУЛЬТУРНОЙ ТЕХНИКИ И УСЛОВИЯ КОРНЕВОГО ПИТАНИЯ

САЖЕНЦЕВ ЕЛИ.

5.1. Теоретическое обоснование изучения эколого-лесокультурной характеристики вырубок.

5.2. Состояние вырубок после заготовки древесины валочно-пакетирующим и вшючно-трелевочными машинами.

5.3. Качество работы лесокультурной техники на вырубках.

5.4. Условия почвенного питания саженцев ели в культурах на вырубках при различных способах расчистки и обработки почвы.

5.5. Комплексная эколого-лесокультурная оценка сплошных рубок.

ГЛАВА 6.

СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА СОВРЕМЕННЫХ

ТЕХНОЛОГИЙ СОЗДАНИЯ И ВЫРАЩИВАНИЯ КУЛЬТУР

ЕЛИ НА ВЫРУБКАХ.

6.1. Теоретические аспекты изучения современных технологий лесо выращивания.

6.2. Обмен веществу деревьев ели, растущих в культурах при различных условиях почвенного питания и освещенности.

6.3. Формирование насаждений I и II классов возраста на участках культур ели, созданных по разным технологиям.

6.4. Влияние способа обработки почвы и возраста посадочного материала на приживаемость и рост культур ели

III и IVклассов возраста.

6.5. Особенности формирования древостоев в зависимости от густоты посадки и рубок ухода в культурах ели.

6.6. Влияние естественного возобновления лиственных пород на состояние культур ели.

ГЛАВА 7.

ЭКОЛОГО-РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ СОЗДАНИЯ КУЛЬТУР ЕЛИ НА ВЫРУБКАХ ВЫСОКОПРОДУКТИВНЫХ ТИПОВ ЛЕСА ПОДЗОНЫ ХВОЙНО-ШИРОКОЛИСТВЕННЫХ ЛЕСОВ ЕВРОПЕЙСКОЙ ЧАСТИ РОССИИ.

7.1. Теоретические и методические основы экологоресурсосберегающих технологий создания культур ели.

7.2. Технология создания культур хвойных пород на свежих вырубках посадкой саженцев с открытой корневой системой в приваленный пласт.

7.2.1. Приживаемость и рост культур ели, высаженных в приваленный пласт при ручной подготовке почвы и посадке.

7.2.2. Лесорастительные условия при посадке лесных культур в приваленный пласт.

7.2.3. Физиологическое состояние культур ели, высаженных в приваленный пласт.

7.2.4. Эффективность механизированной технологии создания культур ели посадкой в приваленный пласт.

7.3. Технология создания культур ели в прерывистые пласты.

7.3.1. Теоретическое обоснование технологии создания культур ели в прерывистые пласты (площадки).

7.3.2. Эффективность создания культур ели на ceeotcux вырубках в прерывистые пласты.

7.4. Эколого-ресурсосберегающая технология создания культур ели на свежих вырубках при узкополосном способе расчистки площади.

7.4.1. Методические основы технологий создания культур.

7.4.2. Условия почвенного и светового питания ели в культурах при узко полос ном способе расчистки вырубок.

7.4.3. Приживаемость, рост и физиологическое состояние культур ели, созданных при узкополосной расчистке вырубок.

7.5. Технология создания культур ели крупномерными саженцами.

7.5.1. Теоретическое обоснование создания культур ели крупномерными саженцами при локальной обработке почвы.

7.5.2. Разработка технологии создания культур ели крупномерными саженцами.

ГЛАВА 8.

ОПТИМИЗАЦИЯ ЛЕСОВОССТАНОВЛЕНИЯ.

8.1. Имитационное моделирование лесовосстановления (на примере Архангельской, Вологодской и Мурманской областей).

8.1.1. Объект моделирования лесовосстановления.

8.1.2. Изучение комплекса эколого-экономических взаимосвязей лесовосстановления.

8.1.3. Постановка задачи.

8.1.4. Выбор критерия оптимальности, целевого назначения результата и типов ограничений.

8.1.5. Выбор математического метода решения задач.

8.1.6. Построение матрицы решения задачи и результаты решения.

8.2. Оптимизация породного состава лесных культур.

Введение Диссертация по сельскому хозяйству, на тему "Эколого-ресурсосберегающие технологии лесовосстановления и моделирование выращивания культур ели на вырубках зоны хвойно-широколиственных лесов"

Актуальность проблемы. Концепцией развития лесного хозяйства Российской Федерации на 2003-2010 годы особое внимание уделяется возобновлению вырубаемых площадей. В связи с этим предусматривается разработка интенсивных технологий искусственного лесовосстановления на базе комплексной механизации работ путем создания лесных культур на вырубках и выращивания укрупненных сеянцев хвойных пород по эколого-ресурсосберегающим технологиям.

Разработанные ранее технологии лесовосстановления не в полной мере отвечают требованиям современной концепции ресурсосбережения в лесном хозяйстве и устойчивого управления лесами в условиях рыночной экономики. При производстве культур не достаточно учитывается эколго-лесокультурное состояние вырубок, степень их доступности для работы лесохозяйственной техники, а также влияние состояния лесокультурной площади на качество работы почвообрабатывающих, лесопосадочных и других машин и условия корневого питания высаженных растений.

Применяемые технологии создания лесных культур в значительной степени базируются на использовании тракторов повышенного класса, которые характеризуются большим энергопотреблением и не обеспечивают сохранение экологии вырубок.

Не разработаны комплексные критерии оценки качества сформировавшихся насаждений на участках лесных культур. Вопросы оптимизации лесокультурного производства решаются медленно.

В настоящее время, в связи с обострением экологической обстановки, удорожанием энергоносителей, лесокультурное производство должно быть переведено на эколого-ресурсосберегающие технологии, охватывающие период от выращивания крупномерного посадочного материала до формирования насаждений, обеспечивающих получение планируемого целевого конечного результата искусственного лесовосстановления.

Эти и другие экологические, технические и экономические вопросы сложной многогранной проблемы выращивания культур ели на вырубках изучены недостаточно. Все это указывает на актуальность проблемы повышения результативности искусственного лесовосстановления на вырубках.

Работа выполнена в рамках научно-технческой проблемы 0.53.01 "Создать и освоить новые технологические процессы и системы машин для механизации и автоматизации лесохозяйственных работ" на 1981-1985 годы (утверждена Постановлением ГКНТ и Госплана СССР от 8 декабря 1981 года, № 491/244), научно-технической программы "Создать и освоить перспективные технологические процессы и системы машин для комплекса лесохозяйственных работ" на 19861990 годы (утверждена постановлением ГКНТ и Госплана СССР от 21 октября 1985 г. № 543/228), государственной комплексной программы "Лес" на 19911995 годы "Разработать интегрированные системы ведения лесного хозяйства, обеспечивающие неистощительность многоцелевого лесопользования и воспроизводство лесов, повышение их устойчивости, продуктивности и эколого-защитной роли" (одобрена научно-методической секцией НТС Госкомлеса СССР 28 сентября 1990 г), Федеральной целевой программы "Леса России" на 1997-2000 годы (утверждена Постановлением Правительства РФ от 26 сентября 1997 г. № 1240), Подпрограммы (06) "Российский лес" на 1996-2000 годы (утверждена Постановлением Правительства РФ от 23 ноября 1996 г№ 1414).

Цель исследования. Основная цель заключалась в научном обосновании и развитии вопросов теории и практики искусственного лесовосстановления на основе применения эколого-ресурсосберегающих технологий выращивания крупномерного посадочного материала и лесных культур, обеспечивающих повышение эффективности лесокультурного производства в высокопродуктивных типах леса зоны хвойно-широколиственных лесов Европейской части России.

Для достижения поставленной цели решались следующие основные проблемные вопросы:

- разработать метод и технологию оптимизации гранулометрического состава пахотного горизонта почвы лесных питомников и эколого-ресурсосберегающие технологии выращивания крупномерных сеянцев и способы, обеспечивающие продление сроков посадки;

- изучить эколого-лесокультурное состояние свежих вырубок после работы лесозаготовительной техники (в т.ч. агрегатной) с целью оценки степени их доступности для работы лесокультурной техники, установления их влияния на выбор технологии выращивания лесных культур, условия почвенного питания высаженных растений и качество работы почвообрабатывающих, лесопосадочных и других лесохозяйственных машин;

- провести комплексную оценку результативности современных технологий выращивания искусственных насаждений ели на вырубках до 80-летнего возраста, и на ее основе разработать более эффективный комплекс лесокультурных и лесо-водственных мероприятий;

- разработать эколого-ресурсосберегающие технологии выращивания культур ели на свежих вырубках с учетом их состояния;

- предложить метод оптимизации лесовосстановления (искусственного или естественного) и подбора пород с использованием компьютеров.

Научная новизна. На основании теоретических и комплексных эколого-технических исследований: разработан эффективный метод оптимизации гранулометрического состава почв лесных питомников и параметров посевных гряд; разработаны и экологически обоснованы способы консервации и транспортировки посадочного материала, а также эколого-ресурсосберегающие технологии выращивания крупномерных сеянцев с применением нового поколения машин и механизмов, снижающих трудоемкость работ. Обоснованы критерии и системы производства культур ели на свежих вырубках. Изучены эколого-лесокультурные характеристики вырубок после работы лесозаготовительной техники и разработана классификация их по степени доступности для работы лесокультурной техники. Установлено влияние лесоводственно-экологического состояния вырубок на качество выполняемых операций почвообрабатывающими машинами, а также на условия корневого питания лесных культур. Проведена комплексная оценка сформировавшихся насаждений на площадях 20-30-летних культур и проанализирована результативность существующих технологий выращивания культур на вырубках до 80-летнего возраста. Разработаны концептуальные положения эколого-ресурсосберегающих технологий создания промышленных еловых культур и шкала оценки их состояния. Разработаны алгоритм и автоматизированная система математического моделирования оптимизации выбора способа лесовосстановления и породного состава при создании лесных культур. Предложена эколого-лесокультурная система воспроизводства лесов, в которой рубка леса и производство лесных культур рассматриваются как единый процесс. Она охватывает широкий диапазон лесокультурных мероприятий тесно увязанных с технологией лесосечных работ и исходным типом леса. Научная новизна диссертации подтверждается 7 авторскими свидетельствами и патентами.

Практическая ценность и внедрение результатов исследований. По материалам исследований предложены и внедрены в производство:

- метод оптимизации физических свойств почв и параметров посевных гряд в лесных питомниках;

- способ длительной, физиологически обоснованной, консервации посадочного материала (авт. свид. Би 1395211 А1; авт. свид. Би 1729335 А1);

- эколого-сберегающие технологии выращивания высококачественных крупномерных сеянцев, равноценных саженцам с использованием двух технологических решений (патент 1Ш 2150189 С1, авт. свид. Би 1715246 А1, патент 1Ш 2188528 С2);

- эколого-лесокультурная классификация свежих вырубок, позволяющая определять степень их доступности для комплексной механизации работ и качество работы почвообрабатывающих и других лесокультурных машин, а также условия корневого питания растений;

- шкала для комплексной оценки качества сформировавшихся насаждений 20-30-летних культур ели, позволяющая планировать мероприятия, по улучшению состава насаждений и получение максимального лесоводственно-экологического эффекта;

- четыре эколого-ресурсосберегающих технологии лесовосстановле-ния применительно к конкретным лесорастительным условиям, состоянию вырубок, применяемых с учетом оснащенности лесохозяйст-венных предприятий (патент 1Ш 2170498 С1, патент 1Ш 2156560 С2);

- метод определения оптимального лесовосстановления (искусственного или естественного) и методика оптимизации породного состава лесных культур при их проектировании.

Все предложения оформлены в виде рекомендаций и монографий и используются на производстве. Материалы диссертации отражены в 10 учебниках и учебных пособиях, рекомендованы для использования в ВУЗах и техникумах.

В Сергиево-Посадском лесхозе с 1979 года заложено более 1,5 тыс. га культур ели с использованием разработок и непосредственным участием автора. Технология выращивания посадочного материала и создания лесных культур по эколого-ресурсосберегающим технологиям внедряются в ОЛХ "Русский лес", областях: Смоленской (Пригородный спецсемлесхоз), Пермской (Октябрьский, Лысьвенский, Чайковский и др. лесхозы), Костромской (Островский лесхоз), Калужской (Малоярославский лесхоз), Владимирской, Республике Удмуртия (Иргинском питомнике).

Обоснованность и достоверность научных положений, выводовобес-печивается: анализом обширного репрезентативного материала, собранного в течении 20 лет с использованием научно-обоснованных методик; применением системного подхода и многомерного математического моделирования, применением современных математических методов обработки экспериментального материала; использованием компьютерной техники и пакетов прикладных программ; адекватной оценкой результатов опытно-производственной проверки разработанных нормативно-методических документов и продолжительностью их производственного применения в лесном хозяйстве.

Личный вклад автора в полученные результаты. Работа является результатом 20-ти летних исследований, выполненных лично автором или под его руководством во ВНИИЛМ. Все работы по разработке эколого-сберегающих технологий входили в отраслевые планы НИР. В диссертации использованы материалы, полученные при личном участии автора на всех этапах работ.

На защиту выносится научно обоснованный комплекс мероприятий по выращиванию посадочного материала и культур ели на основе эколого-ресурсосберегающих технологий с учетом отдельных этапов развития леса и в целом периода его жизни; математическая модель оптимального лесовосста-новления и методология математического моделирования по определению состава лесных культур.

Апробация работы. Основные теоретические положения и результаты исследований опубликованы в центральной лесохозяйственной периодической печати и докладывались на научно-технических конференциях МЛТИ (1981), НПО "Силава" (1983), ВНИИЛМ (1982, 1983, 1984, 1986, 1999), ВАСХНИИЛХ (1997), г. Воронеж (2000, 2001), г. Тюмень (1999), Всероссийской научно-практической конференции (Ульяновский государственный университет, 2001 г.) на Всероссийских совещаниях по выращиванию посадочного материала (г. Ижевск, 1995 г.; г. Волгоград, 1998 г.); международных конференциях (г. Воронеж, 1997, 1998 гг.); на III и IV съездах лесничих (г. Санкт-Петербург, 1994; г. Москва, 1998 г.); выездных заседаниях Коллегии Федеральной службы лесного хозяйства России (г. Серпухов, 1999 г.; г Сергиев - Посад, 1999 г.), на международном лесном форуме "Лес и человек" "Рациональное использование лесных ресурсов". "Состояние и перспективы развития лесопромышленного комплекса России в XXI веке (Москва 2002)". Опытные образцы машин и технологии по выращиванию посадочного материала и созданию лесных культур экспонировались и отмечены дипломом на международной выставке "Леспромбизнес - 2001" (г. Москва), выставке машин, оборудования и технологий для лесного комплекса (ВЦ Сокольники - 2002), международной выставке "Машины, оборудование, инструменты и приборы для лесной, целлюлозно-бумажной, деревообрабатывающей и мебельной промышленности" Лесдревмаш - 2002 (г. Москва).

Рекомендации по хранению посадочного материала и продлению сроков посадки культур ели на вырубках отмечены серебряной медалью ВДНХ СССР.

Заключение Диссертация по теме "Лесные культуры, селекция, семеноводство", Родин, Сергей Анатольевич

Выводы, полученные при проведении исследований, нашли подтверждение при закладке в 1984-1986 гг. производственных культур на 7-ми участках площадью 77.3 га по предлагаемой технологии хранения и транспортировки посадочного материала. В Хотьковском лесничестве Загорского (ныне Сергие-во-Посадского) лесхоза 29 мая 1984 г. были заложены культуры посадкой 4-летних (2+2) саженцев ели машиной МЛУ-1 по полосам, расчищенным корчевателем Д-513А. Испытывали упаковки: в пучках, в металлических и пластмассовых ящиках. Продолжительность периода от выкопки растений в питомнике до посадки на лесокультурную площадь - 7 дней.

Установлено, что при использовании ящиков для транспортировки и хранения растений приживаемость 4-летних культур ели повышается на 8.9%, высота-на 10. 13, диаметр корневой шейки-на 15. .17%, по сравнению с растениями, которые перевозили в пучках и прикапывали на лесокультурной площади. Общая высота достоверно различается со второго года роста культур (I = 3.10.3.90 > 1.98).

В 1984 г. в кв. 43 Хотьковского лесничества проведена посадка лесных культур машиной ПСС-1 по полосам, расчищенным корчевателем, одновременно с обработкой почвы с использованием различных способов транспортировки и хранения 5(2+3)-летних саженцев ели: в ящиках, в пучках с обертыванием корней растений полиэтиленовой пленкой, в пучках без обертывания пленкой с прикопкой растений на лесокультурной площади. Посадку проводили 22 мая - до формирования прироста по высоте (£ Т до 300 °С), 6 июля — после формирования текущего прироста (£ Т до 600 °С) и 24 сентября - после одревеснения побегов (£ Т более 1000 °С). Использование ящиков для транспортировки и хранения саженцев, а также упаковка корней в пленку позволили лучше сохранить качество посадочного материала. Культуры, созданные таким посадочным материалом, на четвертый год имели приживаемость, независимо от сроков посадки, на 2.33% выше, чем созданные саженцами, перевезенными в пучках и хранившимися в прикопке. Высота 4-летних культур, созданных с использованием ящиков для транспортировки и хранения саженцев в мае, июле и сентябре, на 23.47%, а диаметр-до 20% больше, чем у растений, перевезенных и хранившихся по базовой технологии.

В 1985 г. производственные культуры создавали саженцами ели 4(2+2) лет в кв. 78 Хомяковского лесничества. На вырубке первоначально расчищали полосы машиной МРП-2, затем одновременно обрабатывали почву и проводили посадку с помощью плуга-сажалки ПСС-1. Посадочный материал транспортировали и хранили в ящиках, унифицированных с ящиками лесопосадочных машин (предлагаемая технология); в пучках с прикопкой растений на лесокультурной площади (базовый вариант). Для контроля растения высаживали в день выкопки в питомнике. Посадку проводили 15 мая после 7-дневного хранения растений. Результаты исследования 1.3-летних культур, созданных по предлагаемой технологии, подтвердили сделанные ранее выводы о преимуществе транспортировки и хранения посадочного материала в ящиках.

В кв. 72 Краснозаводского лесничества Загорского лесхоза посадку проводили 17 сентября 1985 г. и 20 мая 1986 г. Расчистка вырубки осуществлена корчевателем Д-513А, посадка саженцев ели 4(2+2) лет — одновременно с обработкой почвы машиной ПСС-1, транспортировка и 10-дневное хранение проводилось в унифицированных металлических ящиках. Результаты исследований приживаемости и роста 2-летних культур показали, что использование ящиков для транспортировки и хранения растений позволило создать лесные культуры саженцами ели в осенний и весенний периоды с приживаемостью 93.99%. При осенних посадках (17 сентября 1985 г.) 2-летние культуры имели высоту до 26% больше, чем при посадке одно-возрастных растений весной следующего года (20 мая 1986 г.).

Исследование способов консервации, хранения, транспортировки и сроков посадки саженцев ели позволяет сделать следующие выводы:

1. Для удлинения весеннего периода посадки целесообразно консервировать посадочный материал в питомнике до выкопки путем искусственного задержания таяния снега. В этом случае развитие саженцев затормаживается в зависимости от погодных условий на 15.45 дней, и поэтому лесные культуры можно создавать до II-III декады июня посадочным материалом, полностью не вышедшим из состояния вынужденного покоя, и в III декаде июня — растениями, у которых не началось интенсивное формирование прироста в высоту. При этом на второй год роста в культурах начало вегетации у растений не задерживается. Данный способ консервации растений, независимо от сроков посадки (май-июнь), обеспечивает приживаемость 3.5-летних культур на 92.100%, прирост по высоте - на 15.30%, массу одного растения — на 10.30% больше, чем у растений в культурах, созданных в те же сроки, но саженцами, хранившимися в прикопке.

2. Для транспортировки и хранения посадочного материала перспективный способ - использование унифицированных ящиков. Максимальная продолжительность хранения посадочного материала в ящиках, при которой не ухудшается его качество, не должна превышать: 20 дней — если саженцы не начали формировать прирост в высоту; 15 дней - в период умеренного роста и 10 дней - в период интенсивного роста. Во второй половине вегетационного периода максимальная продолжительность хранения посадочного материала — 15 дней.

При данном способе транспортировки и хранения саженцев ели приживаемость 3.5-летних культур обеспечивается на 92.98%, прирост в высоту — на 10.35%, по диаметру - на 15.23% больше, чем у культур, созданных в те же сроки по существующим технологиям.

3. При использовании посадочного материала оптимальных размеров (высота-25.30 см, соотношение массы подземной части к надземной - 1:1.7. .2.5) 4.5-летние культуры, созданные в начале вегетационного периода, имеют лучший рост по сравнению с осенними.

Создание лесных культур возможно во второй половине вегетационного периода (август - первая половина сентября) до окончания осеннего максимума роста корней у саженцев ели.

4. Растения, высаживаемые в культуры в день выкопки, следует хранить на лесокультурной площади не более 2.3 ч с соблюдением мер, предотвращающих подсыхание корней и гибель микоризы. В этом случае они приживаются в культурах на 80. 100% и имеют преимущества по росту по сравнению с саженцами из прикопки.

5. При отсутствии на предприятиях лесного хозяйства возможности увеличить период лесокультурных работ описанными выше способами (консервация невыкопанных растений на грядах в питомнике, транспортировка и хранение в ящиках или посадка в день выкопки) в весенний и раннелетний периоды допустимо хранение саженцев ели в прикопке и в снежных кучах не более 10. 15 дней. Более длительное хранение нецелесообразно, в связи с ухудшением качества посадочного материала, снижением приживаемости и ухудшением роста культур.

6. В позднелетние и осенние сроки продолжительность прикопки растений на лесокультурной площади не должна превышать 4.6 дней. Дальнейшее хранение в период интенсивного роста корней приводит к сцеплению растений с почвой и вторичным повреждениям подземной части растений при выборке их из прикопки.

4.5. Влияние способов консервации, хранения, транспортировки и сроков посадки на физиологическое состояние культур ели

В процессе хранения растений и в период приживания на лесокультурной площади у сеянцев и саженцев происходят потери запасных питательных веществ, распад нуклеиновых кислот и снижение содержания пигментов в хвое растений (Г.С. Тутыгин, 1970, а и б; 1977; J. Kleinschmit, J. Schmidt, 1974; G.A. Ritchie, 1982; G.A. Ritchie, J.R. Roden, 1985). Интенсивность этих изменений зависит от способа и продолжительности хранения посадочного материала и его транспортировки.

Материалы исследований 1981-1985 гг. по определению влияния прикопки саженцев ели на их физиологическое состояние представлены на рис. 4.11.4.14 и в табл. 4.5. Было установлено, что характер динамики азота, фосфора и калия в 1.2-летней хвое у саженцев 4(2+2) лет в прикопке (май-сентябрь) идентичен невыкопанным растениям в питомнике, при амплитуде колебаний абсолютной величины метаболитов в пределах ±15% контроля. На углеводный обмен растений существенное влияние оказало хранение посадочного материала в прикопке. Длительное хранение (более 2.3 недель) приводит к значительному сокращению запасных питательных веществ - углеводов и, в первую очередь, крахмала, что ухудшает качество саженцев ели.

Для всех уравнений связи расчетный критерий Фишера превышает табличное значение (см. табл. 4.5). о4 2"

4.50 3.00 1.50 0

1.40 1.00 ю о

0.60

0.20 \ V ч N 1 2

8 10 12 14 16 к

Ч

4--- -3 4

8 10 12 14 16

0 2 4 6 8 10 12 14 16 Сумма активных температур воздуха, в сотнях °С май июнь июль август сент.

- хранение саженцев в прикопке;

------- саженцы растут в питомнике.

Рис. 4.11. Сезонная динамика содержания общего азота, фосфора и калия в 1-летней хвое 4(2+2)-летних саженцев ели, растущих в школьном отделении питомника и хранившихся в прикопке (Загорский лесхоз, 1981-1985 гг.)

4.50

3.00

1.50 7 8

8 10 12 14 16

8 10 12 14 16

1.50

1.00 О см

0.50

12 11

0 2 4 6 8 10 12 14 16 Сумма активных температур воздуха, в сотнях °С май июнь июль август сент.

-хранение саженцев в прикопке;

-------саженцы растут в питомнике

Рис. 4.12. Сезонная динамика содержания общего азота, фосфора и калия в 2-летней хвое 4(2+2)-летних саженцев ели, растущих в школьном отделении питомника и хранившихся в прикопке (Загорский лесхоз, 1981-1985 гг.) май июнь июль август сент.

- хранение саженцев в прикопке; саженцы растут в питомнике. Рис. 4.13. Сезонная динамика содержания водорастворимых углеводов и крахмала в 1-летней хвое 4(2+2)-летних саженцев ели, растущих в школьном отделении питомника и хранившихся в прикопке (Загорский лесхоз, 1981-1985 гг.) май июнь июль август сент.

- хранение саженцев в прикопке; саженцы растут в питомнике.

Рис. 4.14. Сезонная динамика содержания углеводов, крахмала и Сахаров в 2-летней хвое 4(2+2)-летних саженцев ели, растущих в школьном отделении питомника и хранившихся в прикопке (Загорский лесхоз, 1981-1985 гг.)

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате исследований, проведенных в зоне хвойно-широколиственных лесов европейской части Российской Федерации, разработаны экологически обоснованные основные вопросы теории и практики искусственного лесовозобновления на вырубках, обеспечивающие повышение результативности лесокультурного производства. Работа выполнена с учетом динамики леса и лесорастительных условий. Это позволило лучше познать закономерности искусственного лесовозобновления свежих вырубок, развития и формирования насаждений, а также обеспечить для выращивания посадочного материала и лесных культур оптимальные экологические условия. Исследования охватывают весь основной цикл лесокультурного производства от оптимизации почвенной экологии в лесных питомниках, выращивания посадочного материала лесных культур до формирования древостоев Ш-1У классов возраста.

Теоретические исследования базировались на эколого-системном подходе, с учетом зонально-типологической основы. Это позволило предложить эко-лого-лесокультурную систему воспроизводства лесных ресурсов. Она охватывает широкий диапазон целенаправленных мероприятий тесно увязанных с технологией лесосечных работ и исходным типом леса, рассматриваемыми как единый процесс "Рубка леса - производство лесных культур". Лесокультурная система включает технические, биологические и экологические элементы при их совместном функционировании. В работе научно обосновано выделение пяти основных взаимосвязанных и обуславливающих друг друга этапов эколого-лесокультурной системы: исходный тип леса до рубки и его основные показатели (состав древостоя, бонитет и др.); технология лесосечных работ, сезон рубки леса и состояние вырубки (потенциальный тип вырубки); выращивание высококачественного посадочного материала в оптимальных условиях почвенной экологии; выращивание лесных культур по эколого-сберегающей технологии; формирование искусственных насаждений. Выделение этапов позволяет целенаправленно воздействовать на экологические условия при искусственном лесовыращивании и достигать в более ранние сроки конечного лесохозяйст-венного эффекта.

Выделение этапов эколого-лесокультурной системы дает новую теоретическую и практическую основу для комплекса технических приемов выращивания посадочного материала и лесных культур, осуществляемых в наиболее важные и динамичные по своей природе промежуточные этапы, от которых непосредственно зависит конечный результат искусственного лесовозобновления.

Анализ экспериментального материала позволил сформулировать ряд выводов теоретического и прикладного характера и разработать рекомендации, обеспечивающие эффективное выращивание посадочного материала и лесных культур, а также формирование в более короткие сроки древостоев, отвечающих их целевому назначению и условиям местопроизрастания.

Теоретические положения, выдвинутые в работе, показывают, что повышение надежности искусственного лесовозобновления на свежих вырубках находится в непосредственной зависимости от совокупности технологических процессов и агроприемов, направленных на оптимизацию лесокультурного производства. Высокой надежности искусственного возобновления можно достичь на основе выдвинутых в работе теоретических положений, обеспечивающих всестороннее изучение лесных культур и условий их выращивания на свежих вырубках, с учетом явлений и процессов эколого-биологического и технологического характера во взаимосвязи и взаимовлиянии, и направленных на оптимизацию лесокультурного производства. В связи с этим в работе приводятся результаты комплексных теоретических и экспериментальных исследований широкого круга вопросов, обеспечивающих повышение качества и эффективности лесокультурного производства. Разработанные мероприятия на основе системного подхода и с учетом динамичности леса, обеспечивают эффективное целенаправленное выращивание лесных культур.

Доказано, что процесс выращивания посадочного материала и лесных культур является управляемым. Он зависит от почвенной экологии лесного питомника и лесокультурной площади, качества посадочного материала, используемого при закладке культур, экологии вырубки и ее доступности для работы лесокуль-турной техники, агротехники и технологии выращивания искусственных насаждений, а также активного, своевременного и целенаправленного воздействия на оптимизацию лесокультурного производства и формирование насаждений.

Одним из действенных и доступных средств повышения эффективности и качества искусственного лесовозобновления является использование высококачественного посадочного материала максимально допустимых размеров и выращенного по эколого-ресурсосберегающей технологии. В связи с этим, на основании теоретических и экспериментальных исследований показаны пути оптимизации почвенной экологии лесных питомников; установлен оптимальный срок выращивания высококачественных крупномерных сеянцев ели качественно равноценных саженцам аналогичного биологического возраста; разработано две технологии выращивания крупномерных сеянцев (патент 1Ш 2150189 С 1), значительно сокращающие количество лесокультурных операций; разработан способ значительного продления сроков посадки (авторское свидетельство 8и 1395211 А 1).

Усиленный рост в культурах крупномерных сеянцев обеспечивает им раннее вступление в период быстрого роста и выход из-под полога лиственных пород, а также ускоряет и облегчает формирование хозяйственно-ценных хвойных молодняков.

Изучение качества посадочного материала и его рост в лесных культурах позволило разработать лесоводственно-биологическое и экономическое обоснование созданию культур ели крупномерными сеянцами, выращенными по технологии ВНИИЛМ. В этом случае, при создании культур сокращается шесть операций (увязка в пучки выкопанного посадочного материала, его прикопка в питомнике и выборка из нее, прикопка посадочного материала на лесокультур-ной площади и выборка из нее, развязка пучков). Это позволяет сократить трудозатраты и уменьшить расходование денежных средств.

Использование крупномерных сеянцев ели позволяет выращивать культуры без агротехнических уходов и с меньшим на 30-50 % количеством осветлений в период до перевода лесных культур в земли покрытые лесной растительностью.

Анализ экспериментального материала позволил разработать основные вопросы теории и практики выращивания лесных культур на свежих вырубках по эколого-сберегающим технологиям. Предложенные четыре технологии обеспечивают: минимальное воздействие почвообрабатывающих машин на естественное сложение почвенного горизонта; оптимальные условия почвенного питания культивируемых древесных пород; сохранение экологии вырубок; оптимизацию условий выращивания лесных культур; снижение затрат трудовых, материально-технических и финансовых ресурсов.

Повышение продуктивности лесов и затраты на их воспроизводство во многом зависят от правильности выбора способа лесовозобновления (искусственного или естественного) и подбора породного состава при создании лесных культур.

В связи с этим, в диссертации изложены теоретические основы и практическая реализация всех этапов построения имитационной модели оптимизации лесовосстановления. Рассмотрен комплекс эколого-экономических факторов, определяющих способ лесовосстановления. Проанализировано их поведение в различных зонах Европейской части России. Особое внимание уделено рассмотрению методов оптимизации применительно к многокритериальной детерминированной задачи с непрерывно изменяющимися параметрами, когда принятому критерию оптимальности соответствует единственная целевая функция.

Разработана имитационная модель оптимального лесовосстановления на основе анализа эколого-экономических взаимосвязей. На конкретных материалах наглядно показан в динамике принцип определения оптимального способа лесовосстановления.

В работе разработана и применена биолого-экономическая методология математического моделирования по определению породного состава лесных культур с применением ПЭВМ.

Библиография Диссертация по сельскому хозяйству, доктора сельскохозяйственных наук, Родин, Сергей Анатольевич, Пушкино

1. Алексеев П.М. Крупномерную ель в культуры. - Лесное хозяйство -1965.-№3.

2. Алексеев П.М. Типы насаждений и их отношение к бонитету и хозяйственным классам при лесоустройстве. — Лесной журнал, 1915. № 1-2.

3. Арманд Д.Л. Опыт математического анализа связи между типами растительности и климата. — Известие Всесоюзного географического общества. — 1950, вып.1. — с.39-47.

4. Асанова В.К. Использование дичков ели при облесении вырубок. -Лесное хозяйство.- 1961.- № 6.

5. Ахромейко А.И. Особенности роста и развития древесных растений. — Лесное хозяйство, 1953. № 2. — с.35-39.

6. Бартенев И.М., Родин С.А. Экологизация технологий и машин лесного комплекса. Пушкино.: ВНИИЛМ, 2001.- 88 с.

7. Берг Л.С. Географические зоны Советского Союза. 4.1. М., 1947.- с. 397.

8. Бородин A.M., Степин В.В. Основы расчета и проектирования производительности лесов. М.: 1966. 147 с.

9. Виноградов Б.В. Основа ландшафтной экологии. М.: 1998. - с. 418.

10. Волобуев В.Р. Почвы и климат. Баку. 1953. - 320 с.

11. Вомперский С.Э. Микрорельеф поверхности заболоченных и болотных почв и его лесоводственное значение. — В кн.:"Влияние избыточного увлажнения почв на продуктивность лесов". М.: Наука, 1996.

12. Галимов Г.Ф. Южные черноземы Башкирского Зауралья и их лесорас-тительные свойства. Автореферат дисс. на соискание ученой степени канд. биол. наук. - Уфа, 1968. - 24 с.

13. Градецкас А.И. Создание высокопродуктивных культур ели в лесах Литовской ССР.- Автореферат канд.дисс.- Минск, 1967.

14. Гродзинский A.M., Гродзинский Д.М. Краткий справочник по физиологии растений.- Киев.: наукова думка. 1973. — 591 с.

15. Грязев Е.И. Лучший способ культур ели на вырубках. Лесное хозяйство.- 1961.- № 5.

16. ГОСТ 17559-82. Лесные культуры. Термины и определения. М.: Изд-во стандартов, 1982.- 11 с.

17. Помер А. Анализ почв, как мера сохранения плодородия. М.: Колос, 1963.-c.105.

18. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. М.: Колос, 1968.

19. Ершов Л.А., Романов В.Н. О зимнем хранении сеянцев хвойных пород.: Сб. тр. Дальневост. НИИ лесн. хозяйства. 1974. Вып. 12. с. 179-182.

20. Жиганов Ю.И. Холодное хранение посадочного материала древесно-кустарниковых пород // Достижения науки и передового опыта в сельском хозяйстве. 1979. Сер. 1. с.42-47.

21. Застенский Л.С. Справочник механизатора лесного хозяйства. -Минск.: Ураджай, 1991,- 303 с.

22. Иванов JI.A. Свет и влага в жизни наших древесных пород. Изд. АН СССР. М.: 1946.-с. 365.

23. Иванов Л.А. Физиология растений.- М.-Л.: Сельхозиздат, 1931.

24. Избранные труды К.Ф. Тюрмера. М.: МГУЛ, 1999. - 242 с.

25. Интегрированная система выращивания и защиты хвойных и лиственных пород от болезней в питомниках. Рекомендации ТатЛОС ВНИИЛМ. -Чебоксары, 1996.-39 с.

26. Интенсификация выращивания лесопосадочного материала. А.Р. Родин, Н.Я. Попова, Д.С. Крестов, С.А. Родин и др. Под. ред. проф. А.Р. Родина. -М.: Агропромиздат, 1989.- 78 с.

27. Исаченко Х.М. Стандартизация посадочного материала. Лесное хозяйство. - 1941.- № 4.

28. Исаченко Х.М. Опыт лесоразведения в центральных областях европейской части СССР.-М.-Л.: Гослесбумиздат, 1957.

29. Кайла С. Справочное пособие по лесовосстановлению: Пер. с финск. -М.: Лесная промышленность, 1980. 188 с.

30. Калиниченко Н.П., Писаренко А.И., Смирнов H.A. Лесовосстановле-ние на вырубках.- 2-е изд., перераб. и доп. -М.: Экология, 1991.- 384 с.

31. Карасева Е.В. Влияние вспашки целинных земель в Северном Казахстане на образ жизни и распределение мелких грызунов. Конференция "Зоография суши". Алма-Ата, i960.- с. 66-70.

32. Картелев В.Г. Показатели качества посадочного материала. Лесное хозяйство.- 1973.-№4.

33. Киладзе Р.И. Хранение саженцев в холодильных камерах // Тр. ин-та / Моск. лесотехн. ин-т. 1980. Вып. 123. с.162-165.

34. Коротаев A.A. Формирование и рост корневых систем в культурах ели // Лесоводство, лесные культуры и почвоведение. (Повышение продуктивности лесов в Европейской части СССР). Л.: ЛТА, 1986. с. 59-65.

35. Котиков В.М. и др. Уплотнение и разуплотнение почвы после концентрированной рубки еловых насаждений. Лесное хозяйство, 1994, № 5, с. 46-49.

36. Крапивко Н. Крупномерными саженцами "Сельское хозяйство Белоруссии".-1966, № 17.

37. Кронит Я.Я. Надежный и дешевый способ закладки культур ели обыкновенной (Латв. ССР). Лесное хозяйство 1963.- № 5.

38. Кротова Н.Г. Влияние возраста посадочного материала на рост и приживаемость сосновых насаждений в лесной опытной даче ТСХА.- Доклады ТСХА, вып. 103.- М.: 1965.

39. Кротова Н.Г. Дом и лес. Наука и передовой опыт в сельском хозяйстве. М., 1958. № 1.-с. 37-38.

40. Кузмичев В.В. Детерминированный стохастический подход к изучению леса как к сложной системе. Итоги научно-исследовательских работ по лесоведению и лесной биогеоценологии. Лесная промышленность. М.: 1973. Вып. 1С. 19-20.

41. Куприянов Н.В., Веретенников С.С., Шишов В.В. Леса и лесное хозяйство Нижегородской области.- Нижний Новгород.: Волго-Вятское изд., 1995.-349 с.

42. Кураев В.Н., Бахолдина И.Б., Маврина Н.Ф. Применение местных удобрений и почвенных мелиорантов в лесном хозяйстве. Обзор.информ. М.: ВНИИЦлесресурс, 1994. 32 с.

43. Лесное законодательство Российской Федерации. Сборник нормативных правовых актов.- М.: ПАИМС, 1998.-576 с.

44. Лесной кодекс Российской Федерации. М.: ВНИИЦлесресурс, 1997.-65 с.

45. Лесной фонд России (по данным государственного учета лесного фонда по состоянию на 1 января 1998 г.) / Справочник. М.: ВНИИЦлесресурс, 1999.-649 с.

46. Лесоводственные требования к технологическим процессам лесосечных работ. М.: ВНИИЛМ, 1993. - 16 с.

47. Лямеборшай С.Х. Оптимизация воспроизводства и использования лесных ресурсов. Лесное хозяйство, 1985. № 9. - с. 24-27.

48. Лямеборшай С.Х. Оценка экологического состояния лесной среды при лесопользовании в равнинных условиях. — Лесное хозяйство. М.: 1965. № 5. С. 19-21.

49. Лямеборшай С.Х., Родин С.А. Определение экологического ущерба лесным насаждениям при антропогенном воздействии. — Лесоведение — 2002.-№6.-с. 36-42.

50. Мангалис И.К. Биолого-агротехнические основы выращивания посадочного материала ели европейской в лесных питомниках. -Автореф. дисс. на соискание уч. степени доктора с.-х. наук. М.: 1985.-31 с.

51. Маркова И.А., Матюхина З.Ф., Шалыгина Т.А., Верт A.B. Значение микроповышений при создании лесных культур. — Лесоведение, 1978. № 6. с.25-32.

52. Маркова И.А., Лютин М.Ф. Последствия интенсивных технологий ле-совыращивания в культурах I класса возраста // Экологические предпосылки и последствия лесохозяйственной деятельности. Сб. науч. тр. СПб.: ЛенНИИЛХ, 1992. с.56-66.

53. Маркова И.А., Сухорукова Л.И. Требования к плодородию почв питомников и агротехника выращивания посадочного материала на Северо-западе. В кн. III Всероссийский съезд лесничих. М.: Экология, 1995.- с.276-279.

54. Мелехов И.С. О возобновлении ели на гарях. Лесное хозяйство и лесоэксплуатация, 1933. -№ 10.

55. Мелехов И.С. Рубки главного пользования. М.: Гослесбумиздат, 1962.

56. Мелехов И.С. Лесоводство. М.: Агропромиздат, 1989- 302 с.

57. Мелехов И.С. Лесоведение. Учебник для вузов. Изд. 2-е. М.: Изд-во МГУЛ, 1999.-398 с.

58. Мелешин П.И. Некоторые особенности роста культур ели, созданных посадкой крупномерными саженцами. Сб. "Леса Урала и хозяйство в них", вып.З. Свердловск.: 1969.

59. Мерзлеико М.Д. Лесные культуры хвойных пород зоны смешанных лесов: (Обобщение полувекового лесокультурного опыта). Дис. д. с.-х. н. 06.03.01,06.03.03. М. 1990.-455 с.

60. Миронов В.В. Экология хвойных пород при искусственном лесовозобновлении. М.: Лесная промышленность, 1977. 230 с.

61. Мирцхулава Ц.Е. Об одном подходе сравнительного анализа нарушения экологической устойчивости экосистемы. Экология, 1996. № 4. с. 19-28.

62. Молчанов A.A. Гидрологическая роль леса. М.: 1960. 458 с.

63. Морозов Г.Ф. Биология наших лесных пород. — Биол.натур. С.-Пб.: 1914.- 110с.

64. Морозов Г.Ф. Очерки по лесокультурному делу. М.-Л.: Гослесбумиз-дат, 1950.

65. Морозов Г.Ф. О факторах лесовозобновления. Лесной журнал, вып.6-8, 1918.-с. 45-52.

66. Морозов Г.Ф. Учение о лесе. М.-Л.: Изд-во сельскохозяйственной и колхозно-кооперативной литературы, 1931. — 438 с.

67. Мулкиджанян Я.И., Киладзе Р.И. Холодное хранение саженцев // Экспресс информация № 18. Вып. 5 . Министерство жилищно-коммунального хозяйства РСФСР. 1982.- 18 с.

68. Мурзаев Э.М. Топоника и ландшафты прошлого.- М.: Вопросы географии, 1979. № 110 с. 11-18.

69. Мурманская Н.П., Тутыгин Г.С. Предпосадочное хранение саженцев ели различных размеров//Лесной журнал. 1981. - № 1.- с. 19-23.

70. Набатов Н.М. Сравнительная оценка создания культур сосны посевом и посадкой на концентрированных вырубках. Автореф. канд. дис. М., 1964. 28 с. (канд. с.-х. наук).

71. Набатов Н.М. Формирование леса под влиянием антропогенных факторов в зоне хвойно-широколиственных лесов: Дис. д. с.-х. н. 06.03.03, 06.03.01.-М, 1989.-446 с.

72. Набатов Н.М., Родин С.А. Экологические проблемы рубок и лесовосстановления. Лесохозяйственная информация. №5, 1992. — 14 с.

73. Набатов Н.М., Родин С.А. Экологические проблемы лесовосстановления в лесной зоне европейской части России. Лесное хозяйство — 1993.-№ 4. - с.6-8.

74. Наставление по выращиванию посадочного материала древесных и кустарниковых пород в лесных питомниках РСФСР. М.: Лесная промышленность, 1979.- 176 с.

75. Наставление по проведению лесовосстановительных работ в зоне хвойно-широколиственных лесов европейской части РСФСР.- М.: Минлесхоз РСФСР, 1987.- 76 с.

76. Нестеров В.Г. Вопросы современного лесоводства. М.: Сельхоз-гид, 1961.-384 с.

77. Новосельцева А.И., Смирнов Н.А. Справочник по лесным питомникам. М.: Лесная промышленность, 1983. - 280 с.

78. Обыденников В.И., Титов А.П., Никитин Ф.А. Лесоводственно-экологические последствия сплошных рубок и их географические особенности. Учебное пособие для студентов спец. 260400. - М.: МГУЛ, 1995. - 62 с.

79. Обыденников В.И. Оценка лесоводственно-экологических последствий использования агрегатной техники при сплошных рубках // Лесохозяйственная обзорная экспрессинформация. М.: ВНИИЦлесресурс, 2001, № 2 — с.46-63.

80. Обыденников В.И. Лесоводственно-экологические требования к работе лесозаготовительной техники на лесосеках с подростом. М.: Лесная промышленность, 2002, № 1.- с. 24-26.

81. Обыденников В.И., Кожухов Н.И. Типы вырубок и возобновление леса. М.: Лесная промышленность, 1977. - 174 с.

82. Обыденников В.И., Кожухов Н.И. Лесоводственно-географические аспекты типологии вырубок//Лесной журнал, 2000, № 4 .- с. 135-142.

83. Огиевский В.В. Лесные культуры Западной Сибири. — М.: Наука, 1966.- 187 с.

84. Ониськов Н.И. Закладка культур ели сеянцами и дичками разного возраста.//Лесное хозяйство.- 1960.-№ И.

85. Основные положения по лесовосстановлению и лесоразведению в лесном фонде Российской Федерации. М.: 1994.

86. Перевертайло И.И. Зимнее хранение сеянцев, выращенных в теплицах и приживаемость их в культурах // Тр. ин-та ДальНИИЛХ. 1974. Вып. 16. -с.97-99.

87. Пигарев Ф.Т. Производство лесных культур в связи с типами вырубок. Архангельск, 1962. — 42 с.

88. Писаренко А.И. Лесовосстановление. — М.: "Лесная промышленность", 1977.-250 с.

89. Писаренко А.И., Мерзленко М.Д. Создание искусственных лесов.- М.: Агропромиздат, 1990. 270 с.

90. Писаренко А.И., Редько Г.И., Мерзленко М.Д. Искусственные леса. В 2-х частях. М.: ВНИИЦлесресурс, 1992.

91. Питомники лесные постоянные. Технология выращивания посадочного материала в различных лесорастительных зонах СССР. ОСТ 56-93-87. 28 с.

92. Погребняк П.С. О формах взаимодействия между лесом и средой. -Лесное хозяйство, 1940. № 7.

93. Поджаров Б.К. Рационализация выращивания культур ели. -Минск.: Вып. БелНИИЛХ, 1965.

94. Прокопьев М.Н. Подрост ели и его использование для восстановления леса. М.: Гослесбумиздат, 1963. - 62 с.

95. Прянишников Д.Н. Избранные труды. М.: Наука, 1976. с. 591.

96. Рахтеенко И.Н. Рост и взаимодействие корневых систем древесных растений. Минск.: Изд. АНБССР, 1963. с. 254.

97. Редько Г.И., Родин А.Р., Трещевский И.В. Лесные культуры. М.: Лесная промышленность, 1980.-368 с.

98. Редько Г.И., Родин А.Р., Трещевский И.В. Лесные культуры: Учебник для вузов, 2-е изд., перераб. и доп. М.: Агропромиздат, 1985. - 400 с.

99. Редько Г.И., Трещевский И.В. Рукотворные леса. М.: Агропромиздат, 1986.-240 с.

100. Рекомендации по использованию новых экологически чистых биопрепаратов при выращивании посадочного материала хвойных пород в лесных питомниках. М.: Федеральная служба лесного хозяйства России, 2000.-13 с.

101. Рекомендации по использованию новых экологически чистых биопрепаратов при выращивании посадочного материала хвойных пород в лесных питомниках. М.: Министерство природных ресурсов Российской Федерации, 2001.-13 с.

102. Ремезов Н.П. О роли леса в почвообразовании. — Почвоведение, 1953.№ 12.-е. 51-61.

103. Родин А.Р. Культуры ели на вырубках. — М.: Лесная промышленность, 1977.- 168 с.

104. Родин А.Р., Калашникова Е.А., Захаров Д.А., Рысин С.Л. Использование методов математического планирования в научных экспериментах с помощью ЭВМ. Методические указания. М.: МГУЛ, 1998.- 17 с.

105. Родин А.Р., Родин С.А. Защитное лесоразведение и лесомелиорация ландшафтов.- М.: МГУЛ, 1999.- 94 с.

106. Родин А.Р., Родин С.А. Защитное лесоразведение и лесомелиорация ландшафтов.- М.: МГУЛ, 2000. 2-е изд. 94 с.

107. Родин А.Р., Родин С.А. Лесные культуры и защитное лесоразведение. Часть I Лесосеменное дело, лесные питомники, искусственное лесовос-становление.- М.: МГУЛ, 1999. - 112 с.

108. Родин А.Р., Калашникова Е.А., Родин С.А. Перспективы искусственного лесовыращивания. Текст лекций. М.: МГУЛ. 1995.- 44 с.

109. Родин А.Р., Попова Н.Я., Кандыба Е.В., Лобонюк В.Д. Использование биопрепаратов в лесных питомниках. Химия в сельском хозяйстве, 1997. № 2. - с.21-24.

110. Родин А.Р., Попова Н.Я., Шульгин Н.И. и др. Рекомендации по выращиванию сеянцев ели в открытом грунте в зоне смешанных лесов. Минлес-хоз РСФСР.- Москва.: 1989.- 33 с.

111. Родин С.А. Эффективный способ предпосадочного хранения саженцев ели // Новое в науке и технике лесного хозяйства. — М.: ЦБНТИлесхоз,1981.-№ 14. с. И.

112. Родин С.А. Влияние способов хранения посадочного материала на прохождение фенологических фаз саженцами ели в однолетних культурах. М.,1982. 7 с. - Деп. В ЦБНТИлесхоз 17.06.82, № 153 ЛХ-Д82.

113. Родин С.А. Сравнительная оценка приживаемости и роста лесных культур весенних и осенних сроков посадки // Тр. ин-та// Новые технологии в лесокультурном производстве. 1988. ВНИИЛМ. с. 97-103.

114. Родин С.А. Жизнеспособность четырехлетних саженцев ели при их консервации, хранении и транспортировке. Сб. научных трудов МЛТИ "Искусственное лесовыращивание", № 245, 1991. — с. 40-42

115. Родин С.А. Способ выращивания посадочного материала. Патент Российской Федерации. № 2150189 от 10.06.2000.

116. Родин С.А. Оптимизация почвенных условий в лесных питомниках. Лесное хозяйство, 2000 . № 5. - с. 43-44.

117. Родин С.А. Улучшение почвенной экологии тяжелосуглинистых почв лесных питомников. М.: МГУЛ. "Лесной вестник", 2000. № 4. с. 34-37.

118. Родин С.А. Влияние эколого-лесокультурной характеристики вырубок на качество работы техники и условия корневого питания. Лесное хозяйство, 2002. № 2.- с. 32-36.

119. Родин С.А., Лямеборшай С.Х. Оптимизация породного состава лесных культур. Лесное хозяйство, 1998. № 4. — с. 23-24.

120. Родин С.А., Угаров А.И. Оптимизация физико-механических свойств почв лесных питомников. Саратов.: Сарат. гос. с.-х. академия им. Н.И.Вавилова, 1974. - 4 с.

121. Рожков В.А. Почвенная информатика. — М.: Агропромиздат, 1989. — 222 с.

122. Рудзкий А.Ф. Настольная книга по лесоводству. С.-Петербург: Издание А.Ф.Девриона, 1897. - 218 с.

123. Свалов H.H. Основы организации лесного хозяйства и лесопользование в многолесных регионах. М.: 1963.-е. 209.

124. Смирнов H.A. Выращивание посадочного материала для лесовосста-новления. М.: Лесная промышленность, 1981.- 169 с.

125. Смирнов H.A. Выращивание хвойных пород в уплотненных школах //Лесное хозяйство. 1981.-№ 3. — с. 31-33.

126. Смирнов H.A. Методическое руководство проведения опытных работ по выращиванию сеянцев в питомниках и лесных культур на вырубках. Пособие для проведения полевых опытных работ.- Пушкино.: Изд. ВНИИЛМ, 2000. 42 с.

127. Смирнов H.A. Оптимальное соотношение корневой системы и надземной части у посадочного материала сосны и ели для приживаемости в культурах. В сб.: Выращивание сосны и ели в лесных культурах.- Пушкино.: 1975.

128. Стриженов А. Из истории Московского климата. М.: Наука и жизнь. 1972. №7. с. 142.

129. Суворов В.И. О влиянии срока посадки на приживаемость и рост культур сосны // Лесной журнал. — 1962. № 6. - с. 8-16.

130. Суворов В.И., Родин С.А. Способ создания лесных культур хвойных пород. Авторское свидетельство на изобретение № 1395211, выданное 15 января 1988 г.

131. Тарасенко В.П. Простой и эффективный способ создания культур ели. БелНИИЛХ, вып. 17.- Минск.: 1968.

132. Тарасенко В.П. Влияние способа подготовки почвы, возраста и размера посадочного материала на состояние и рост культур ели. БелНИИЛХ "Новое в лесоводстве", вып.19.- Минск.: изд."Урожай", 1969.

133. Теодоронский B.C. Некоторые пути расширения сроков посадочных работ//Тр. ин-та / Моск. лесотех. Ин-т, 1971. Вып. 37. с. 5-11.

134. Теодоронский B.C. К вопросу сохранения жизнеспособности пересаживаемых деревьев//Научные труды АКХим. К.Д. Памфилова. М.: 1985.-е. 8-16.

135. Технические указания по лесовосстановлению мерами содействия естественному лесовозобновлению и созданием лесных культур / В.И. Суворов, С.А.Родин, В.И. Желдак. -Пушкино.: 2001. 60 с.

136. Тимофеев В.П. Итоги экспериментальных работ в лесной опытной дачеТСХА. 1862-1962. М.: Изд. ТСХА, 1964.-е. 516.

137. Ткаченко М.Е. Общее лесоводство. М.-Л.: Гослесбумиздат, 1952. - 599 с.

138. Токин Л.П. Целебные яды растений. Изд. 2-е. М.-Л.: 1974. — с. 344.

139. Тольский А.П. Частное лесоводство: в 3 т. — Л.: Лесное хозяйство и лесная промышленность, 1930. Т. 3 — 388 с.

140. Тутыгин Г.С., Орлов Ф.Б. Технические рекомендации по срокам посадки сеянцев хвойных пород в Архангельской области. — АЛТИ, 1969.-е. 8-19.

141. Тутыгин Г.С. Новые сроки посадки леса на Севере // Лесное хозяйство.- 1970.-№ 1. —с.39-40.

142. Тутыгин Г.С. Сроки посадки сосны и ели и возможные пути их расширения в условиях Архангельской области: Автореф. дисс. канд. с.-х. наук. Л.: 1970.- 18 с.

143. Тутыгин Г.С. Хранение сеянцев сосны и ели // Методические указания к курсовому и дипломному проектированию / АЛТИ, 1977. 55 с.

144. Тутыгин Г.С. Консервация сеянцев хвойных пород. М.: Гослесхоз СССР, 1978.- 15 с.

145. Тюрин A.B. Нормальная производительность насаждений сосны, ели, березы, осины. М.: 1931.- с. 200.

146. Тюрин A.B. Основы хозяйства в сосновых лесах. М.: 1955. — с. 350.

147. Уборка, транспортировка и хранение посадочного материала хвойных пород с открытой корневой системой (Рекомендации для производственной проверки) / В.И.Суворов, Г.Б.Климов, С.А.Родин, ВНИИЛМ, 1985. 10 с.

148. Угаров А.И. Значение и использование микрорельефа при создании лесных культур на временно переувлажненных почвах зоны смешанных лесов. Автореферат дисс. На соискание ученой степени канд. с.-х. наук. — М., 1983. — 16 с.

149. Федеральная целевая программа "Леса России" на 1997-2000 го-ды.-М.: Рослесхоз, 1997.-47 с.

150. Филин А.И. Обоснование параметров расчистки вырубок под лесные культуры в подзоне южной тайги. Автореф. дис. на соиск. учен. степ. канд. с.-х. наук. М.: ВНИИЛМ, 1987. 26 с.

151. Харнаулин Г.И. Топонические свидетельства изменения природы высокогорных районов Грузии. М.: Вопросы географии. 1979. № 110.- с.28-31.

152. Хильми Г.Ф. Теоретическая биофизика леса. М.: 1957. с. 157.

153. Чмыр А.Ф., Маркова И.А., Сеннов С.Н. Методология лесоводствен-ных исследований: Учебное пособие. СПб.: ЛТА. 2000. — 96 с.

154. Чмыр А.Ф. Плавная смена поколений елового леса бореальной зоны России. СПб.: СПбНИИЛХ, 2001. - 127 с.

155. Чурагулов P.C. Экология лесов Южного Урала. — М.: Политекс, 1999.-434 с.

156. Чургапова З.С., Хазиев Ф.Х., Садыкова Ф.В., Агафарова Я.М. Влияние интенсивного использования почв лесных питомников на их лесорасти-тельные свойства. Лесное хозяйство, 2000. № 2. - с. 27-29.

157. Шмидт В.Э. Летняя посадка леса // Тр. ин-та / Сибирский лесотехнический институт 1956. Сб. 12.-Вып. 1. —с. 1-12.

158. Шумаков B.C., Кураев В.Н. Методические указания по оценке общефизических и физико-механических свойств почв на вырубках в лесной зоне, подготовленных к производству лесных культур. Пушкино, 1971.

159. Шумаков B.C., Кураев В.Н. Охрана почв при работе многооперационной лесозаготовительной техники. В кн. Изменение свойств лесных почв при хозяйственной деятельности. Сб. науч. тр. М.: ВНИИЛМ, с. 3-18.

160. Шумаков B.C., Кураев В.Н., Попова М.П. Методические рекомендации по диагностике минерального питания хвойных пород в питомниках. ВНИИЛМ. 1984.-39 с.

161. Шутов И.В., Товкач Л.Н., Минакова Н.М., Сергеева В.Г., Власов Р.В. Значение неравномерного размещения деревьев в культурах сосны. Лесной журнал, 2002. № 1.- с. 47-55.

162. Экологические проблемы поглощения углекислого газа посредством лесовосстановления и лесоразведения в России (аналитический обзор). — Исаев A.C., Коровин Г.Н., Сухих В.И. и др. M.: 1995. - с. 155.

163. Юницкий A.A. Повышение приживаемости сеянцев при посадках. "Лесное хозяйство", 1941, № 4.

164. Abou Gabal A., Abd. el-Sabour M.F., Mohamed F.A., Ragab M.A. Feasibiliti of sandy soil reclamation using local tafia as soil conditioner // Ann. Agr/ Sc., 1989, V. 34, N 2. P 1003-1011.

165. Adam M. Promjene u tlu izazvane odlaganjem rijecnog mulja // Zemljiste Biljka. 1989. V 38. N 3. S. 225-232.

166. Brown R. Cold storage of forest // Forestry Comission: Forest Record. -1973.-V. 88. P. 1-20.

167. Carlson W.C. Effect of natural chilling and storage on budbreak and root growth of Lobololly pine (Pinus taeda L.) // Canad. J. Forest Research. 1985. -V. 15. -N. 4 - H. 651-656.

168. Clauser F., Zucchi M. L, impiego de sacchi di polythene per la conservazione e il trasporto delle piantine forestali // Monti e Boschi. 1984. - V.35. -N4.-P. 10-11.

169. Cram W.H., Lindquist C.H. Overwinter and spring storage of pine and spruce seedling // Forestry Chron. 1981. - V.57. - N 4. - P. 162-164.

170. Furukava N., Oikava N. Low temperature storage for planting stocks of forest tree species: Research note // Bull. Forestry Forest Prod. Res. Inst / Ibaraki. 1982. N. 317. - P. 139-145.

171. Juracka J., Husar J. Skuesenosti s prevadzkou klimatizovaneho sklady pri centralnej vyrobe sadensove // Ved. Prace Vysk / Ustavu Lesn Hospod. Vo Zvolene. 1982. -S. 257-267.

172. Kleinschmit J., Schmidt J. Zur Ergebnisse von versuchen zur kuhlhauslagerung von forstflanzen // Forstarchiv. 1977. V. 45. -N 9. - P. 165-170.

173. Kleinschmit J., Schmidt J. Ergebnisse von versuchen zur kuhlhauslagerung von forestflanzen // Forstarchiv. 1974. V. 45. - N 9. - P. 165-170.

174. McCracken I. Packaging and cold storage of seedlings // N.Z.J. . Forestry Sei.- 1979. V. 24. - N 2. - P. 278-287.

175. Mullin R., Parker J. Provisional guidelines of fail lifting for frozen overwinter storage of nursery stock // Forestry chron. 1976. V. 52. - N 1. - P. 22-25.

176. Mullin R. Water dip ping and frozen overwinter storage of red and white pine //Tree Planters Notes / Washington. 1980. - V. 31. - N 3. - P. 25-28.

177. Nyholm I. Cold storage of plants // Acta Hortic. The Hague. 1975. - - V. 54.-P. 143-145.

178. Ritchie G.A. Carbohydrate reserves and root growth potential in Douglas-fir seedlings before and after cold storage // Can. J. Forest Res. 1982. - V. 12.-N4.-P. 905-912.

179. Ritchie G.A., Poden J.R. Physiological quality of lodgeopole pine and interior spruce seedlings: Effect of lift date and duration of freezer storage // Can. J. Forest Res. 1985.-V. 15.-N4.-P. 636-645.

180. Ritchie G.A. Effect of freeser storage on bud dormancy release in Douglasfir seedlings // Can. J. Forest Res. 1984. - V. 14. - N 2. - P. 186-190.

181. Ritchie G.A., Dunlap J. Root growth potential: its development and expression in forest tree seedlings // N.Z.J. Forestry Sei. 1980. - V. 10. - N 1. - P. 218-248.

182. Uhlig S.K. Die kaltlagerung von koniferen // Beitr. Forstwirt. 1977. -V. 11.-N l.-P. 18-19.

183. Ven Kare. Utvikling av skader pa granpianter under kjolelagring Rapp. Och uppsata // Inst. Skogegenet / Skogshogsk. 1977. - N 27. - P. 141-144.