Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Лесоводственная оценка агротехнических приемов создания и выращивания культур ели в Вологодской области

ВАК РФ 06.03.01, Лесные культуры, селекция, семеноводство

Автореферат диссертации по теме "Лесоводственная оценка агротехнических приемов создания и выращивания культур ели в Вологодской области"

Р Г Б ОД

1 в МЛР 1338

На правах рукописи

КОНЮШАТОВ Олег Алексеевич

ЛЕСОВОДСТВЕННАЯ ОЦЕНКА АГРОТЕХНИЧЕСКИХ ПРИЕМОВ СОЗДАНИЯ И ВЫРАЩИВАНИЯ КУЛЬТУР ЕМ В ВОЛОГОДСКОЙ ОБЛАСТИ

00.03.01. - Лесные культуры, селекция, семеноводство и озеленение городов

АВТОРЕФЕРАТ ДИССЕРТАЦИИ НА. СОИСКАНИЕ УЧЕНОЙ СТЕПЕНИ КАНДИДАТА СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК

Санкт-Петербург - 1998

Диссертационная работа выполнена на кафедре лесных культур и механизации лесохозяйственных работ Архангельского государственного технического университета

НАУЧНЫЙ РУКОВОДИТЕЛЬ - доктор сельскохозяйственных наук,

профессор, чл.-корр. РАЕН БАБИЧ H.A.

ОФИЦИАЛЬНЫЕ ОППОНЕНТЫ: доктор биологических наук,

профессор Ыаслаков Е.Л. кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Мельников Е.С.

Ведущая организация - Северное лесоустроительное

предприятие

Защита состоится марта 1998 г. в _ часов на заседании

диссертационного совета Д 063.50.04 при Санкт-Петербургской лесотехнической академии: 194021, С.-Петербург, Институтский пер., 5, Главное здание, зал заседаний.

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке академии. Автореферат разослан У'/ февраля 1998 г. Ученый секретарь

диссертационного совета Полубояринов О.И.

Общая характеристика работы

Актуальность теш. Вологодская область занимает южную часть Европейского Севера - региона, который по концентрации лесных ресурсов и эксплуатационным запасам древесины представляет собой один из основных лесопромышленных районов страны.

Наряду с естественным возобновлением важная роль в лесовосс-тановлении концентрированных вырубок отводится лесным культурам хвойных пород. Главной культивируемой породой на протяжении последних тридцати лет является ель, доля которой в общем объеме искусственного лесовосстановления Вологодской области достигает в отдельные годы 95%.

Опыт создания культур ели предприятиями Вологодской области в комплексном плане ранее не обобщался. В связи с этим настоящая работа посвящена определению лесоводственной оценки применяемых агротехнических приемов создания и выращивания культур этой хвойной породы, дающей наиболее ценную древесину для целлюлозно-бумажной промышленности, являющейся важной отраслью народного хозяйства области.

Диссертационная работа выполнена во время обучения в аспирантуре при кафедре лесных культур и механизации лесохозяйствен-ных работ АГТУ, частично в разрезе выполнения хоздоговорной темы 141 "Лесоводственная оценка плантационных культур ели в условиях Вологодской области."

Дель исследований. Дать лесоводственную оценку агротехническим приемам создания и выращивания культур ели на основе обобщения и анализа литературных источников, материалов отчетности лесхозов; сравнительного изучения и анализа приживаемости, сохранности, роста, формирования и продуктивности культур ели в зависимости от типа условий местопроизрастания, способа обработки почвы, метода создания, вида и возраста посадочного материала, агротехники выращивания.

Научная новизна работы. Впервые для условий Вологодской области изучен и обобщен многолетний опыт создания и выращивания культур ели. Предложены эталоны высокопродуктивных чистых и смешанных культур ели. Составлен эскиз таблиц хода роста посадок ели в кисличном типе условий местопроизрастания южной подзоны тайги. Сделан сравнительный анализ роста и продуктивности ельников ис-

кусственного и естественного происхождения. Проведены исследования по определению лесоводственной оценки промышленного выращивания культур ели в условиях Вологодской области.

Обоснованность и достоверность результатов исследований базируется на тщательном изучении материалов отчетности лесхозов, а также большом экспериментальном материале. В процессе полевых работ обследовано 52 участка лесных культур ели в возрасте от 3 до 58 лет на общей площади 1692,1 га с закладкой в них 70 пробных площадей, на которых проведен комплекс лесоводственно-таксационных, лесокультурных и почвенных исследований.

Собранный экспериментальный материал обработан на компьютере IBM PC АТ/486 с применением методов математической статистики, регрессионного и корреляционного анализов.

Личный вклад. Экспериментальный материал собран автором лично или при его непосредственном участии в течении 1995-1997 г.г. Автор был ответственным исполнителем хоздоговорной темы N141. Им сформулированы цель и программные вопросы, выбран и уточнен методический подход к их решению. Анализ результатов исследований, выводы и практические рекомендации сделаны лично автором.

Практическое значение результатов исследований. Обобщение многолетнего опыта выращивания культур ели и его научный анализ позволяют дать оценку основным лесокультурным приемам и операциям,' скорректировать некоторые мероприятия,позволяющие в дальнейшем избежать выявленнных негативных моментов в искусственном ле-совосстановлении Вологодской области.

Апробация и публикация работы. Основные положения и результаты но теме диссертационной работы доложены на международной научно-практической конференции в г.Киеве (1995 г), на международной научно-технической конференции в г.Петрозаводске (1996), на научно-технических конференциях в г.Архангельске (1996-1997). По материалам диссертации опубликовано б работ.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, 8 глав, выводов и практических рекомендаций, списка использованной литературы из 283 названий. Работа содержит 167 страниц машинописного текста, иллюстрирована 68 таблицами, 40 рисунками и фотографиями. Общий объем 275 страниц.

Автор выражает глубокую благодарность научному руководителю доктору сельскохозяйственных наук, профессору Н.А.Бабичу за активную помощь методического и организационного характера, коллек-

тиву кафедры лесных культур Архангельского государственного технического университета за помощь в работе над диссертацией, а также выражает признательность кандидатам сельскохозяйственных наук, доцентам Н.П.Гаевскому, В.П.Прохорову, студентам лесохо-зяйственного факультета АГТУ, работникам Вологодского управления лесами, за содействие и помощь в сборе и обработке полевого материала.

Содержание работы

Во введении дается обоснование темы диссертационной работы, ее актуальность и значение, а также краткая аннотация проделанной работы.

Глава 1. ЕСТЕСТВЕННО-ИСТОРИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ВОЛОГОДСКОЙ

ОБЛАСТИ

Вологодская область расположена на северо-западе Европейской части России. В пределах ее границ располагается обширная территория в 145,7 тыс. км2, что примерно равняется площади Бельгии, Нидерландов, Дании и Швейцарии вместе взятых.

Климат области характеризуется как умеренно-континентальный с продолжительной холодной многоснежной зимой, короткой весной, относительно коротким умеренно теплым летом, продолжительной и сырой осенью. Среднегодовая температура воздуха изменяется от 2,8°С на западе области до 1,4°С на востоке, и в этом же направлении увеличивается континентальность климата. Продолжительность вегетационного периода 145-160 дней. Среднегодовое количество осадков 500-600 мм, более 50% которых приходится на теплый период года.

Поверхность Вологодской области представляет собой сезерную часть русской равнины, сложенной в основном отложениями ледника. Рельеф области значительно расчленен долинами рек: Сухоны, Ваги, Юга, Суды, Вытегры и др.

Почвы отличаются большим разнообразием, но основным их типом является подзолистый (60% территории области). Под ельниками зе-леномошной группы типов леса чаще встречаются подзолистые легко-и средиесуглинистые почвы на покровных и моренных суглинках.

Основными лесообразующими породами являются береза - 36,9%,

ель - 29,5%, сосна - 24,9% и осина - 8,1%. Примерно по середине области проходит граница между средней и южной подзонами тайги. Еловые леса в Вологодской области являются основной зональной коренной формацией. Они занимают площадь 2,03 млн. га, из которых 35% приходится на молодняки. Средний класс бонитета еловых насаждений 111,6; средняя полнота 0,7; средний прирост на 1 га 3,7 м3.

Глава 2. ПРОГРАММА, МЕТОДИКА, ОБЪЕКТЫ И ОБЪЕМ ИССЛЕДОВАНИЙ

Для решения поставленной цели, программой работ предусматривалось проведение исследований по следующим основным вопросам:

1) Обобщение и анализ истории создания и современного состояния культур ели в Вологодской области.

2) Изучение и анализ приживаемости, сохранности, роста и формирования культур ели в зависимости от тина условий местопроизрастания, способа обработки почвы, метода создания, схемы смешения, вида и возраста посадочного материала и агротехники выращивания .

3) Исследования по определению лесоводственной оценки промышленного выращивания культур ели.

4) Сравнительный анализ роста и продуктивности ельников искусственного и естественного происхождения.

В основу методики изучения лесных культур положен зонально-типологический принцип и статико-динамический метод исследования по Н.П.Кобранову (1973), при котором производится изучение большого количества участков культур в разных фазах роста и развития, созданных разными методами при различных способах обработки почвы, разной густоте посевных и посадочных мест, в различных типах лесорастительных условий.

Изучение культур по намеченным программой вопросам проводилось с использованием методических указаний В.В.Огиевского, А.А.Хирова (1967); Г.К.Незабудкина (1971); Н.П.Кобранова (1973); Е.Л.Маслакова и др.(1978); А.Р.Родина, М.Д.Мерзленко (1983).

Натурному обследованию искусственных древостоев предшествовали работы по изучению истории их создания и выращивания. В отдельных случаях особенности агротехники создания лесных культур уточнялись в устных беседах с непосредственными участниками их производства.

Сбор экспериментального материала проводился методом однок-

ратных обмеров на временных пробных площадях и повторных перечетов на постоянных пробных площадях и опытных участках культур.

Пробные площади закладывали в пределах таксационного выдела с учетом основных положений ОСТа 55-59-83, а также согласно методике Н.Н.Соколова (1978) в однородных по почвенному и живому напочвенному покрову и микрорельефу условиях.

При изучении лесовосстановительных процессов на участках культур руководствовались положениями ГОСТа 18486-73 и рекомендациями И.С.Мелехова (1954) , А.В.Побединского (1952), С.В.Белова (1983).

Полевые исследования почвы выполнялись с учетом ОСТа 56-81-84, а также руководства, подготовленного А.Л.Паршевниковым (1974).

При исследовании корневых систем в культурах ели применяли метод полной раскопки всех корней растения - метод "скелета" по В.А.Колесникову (1972).

Запасы надземной фитомассы культур ели определяли по методике, разработанной кафедрой лесных культур АГТУ.

В лабораторных условиях определяли водно-физические свойства почвы: удельный вес - пикнометрическим методом, объемный вес, общую порозность, влажность почвы - термо-весовым методом, пользуясь методическими указаниями А.В.ЗЙигунова, О.Г.Растворовой, В.С.Зуева (1980) и рекомендациями И.К.Блинцова, К.Л.Забелло (1979). Химический 'анализ почвы выполнен в агрохимической лаборатории по общепринятым методикам (Аринушкина, 1970).

Математико-статистическая обработка полученной информации проводилась на ЭВМ IBM PC АТ/486 с применением стандартных программ, а также специальных программ, подготовленных сотрудниками кафедры лесной таксации и лесоустройства АГТУ. Использованы также теоретические положения Н.Н.Свалова (1975);И.И.Гусева (1980;1981).

Исследования проводились на территории Великоустюгского, Ха-ровского, Кадниковского, Грязовецкого, Череповецкого, Бабаевского и Устюженского лесхозов Вологодского управления лесами в производственных и опытных, чистых и смешанных культурах ели 3-58-летнего возраста.

Характерной особенностью изученных производственных культур ели является то, что они представляют собой в основном смешанные фитоценозы с преобладанием в первом ярусе березы и осины естественного происхождения, в малой степени затронутые рубками ухода.

При сплошных перечетах на 70-ти пробных площадях обмерено более 23 тыс. деревьев и произведено 1,7 тыс. измерений высот. На 1,1 тыс. модельных деревьях измерено около 7,5 тыс. годичных приростов по высоте и 5,2 тыс. по диаметру. Для уточнения первоначальной густоты в полевых условиях выполнено 0,7 тыс. измерений шага посадки (посева) и 0,7 тыс. расстояний между рядами. При изучении возобновительных процессов леса на участках культур измерено 5,9 тыс. высот подроста. Объем почвенных исследований заключался в следующем. Заложено 34 почвенных разреза и описано 176 генетических горизонтов, что позволило более детально уточнить тип условий местопроизрастания участков изученных культур. В лабораторных условиях выполнен физико-химический анализ 57 почвенных образцов, 6 образцов побегов и хвои ели и 2 - листьев люпина.

Глава 3. ИСТОРИЯ СОЗДАНИЯ И СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ КУЛЬТУР ЕЖ В ВОЛОГОДСКОЙ ОБЛАСТИ

Первые опыты по созданию культур ели на территории нынешней Вологодской области относятся ко второй половине прошлого столетия. В 1884-1887 годах лесничим В.В.Материнским в одной из дач Череповецкого уезда создано более 50 гектар посевов и посадок ели. Проводимые им лесокультурные работы с целью облесения вырубленных площадей принято считать началом искусственного лесовосс-тановленин в Вологодской области, и в целом на Европейском Севере.

В развитии лесокулътурного дела на Европейском Севере Г.И.Редько и Н.А.Бабичем (1991) выделено 3 периода: I - 1884-1946 г.г. - период опытных культур; II - 1947-1965 г.г. - период опытно-производственных культур III - 1966 по настоящее время - период производственных культур.

В конце I периода наряду с посевом и посадкой в области стал применятся аэросев (табл.1). Обработка почвы под лесные культуры в этот период, как правило, производилась площадками различных размеров, подготовленными вручную.

Для II периода характерно развитие теории и практики искусственного лесовосстановления. С целью разработки агротехнических приемов создания и выращивания культур ели на концентрированных вырубках в 1958 г. в Грязовецком лесхозе заложены первые опытные культуры ели, отличающиеся методом создания, видом и возрастом

посадочного материала и различными мерами' ухода (Лиогень-кий,1964). В целях создания семенного хозяйства в области на территории Устюженского лесхоза в 1963 г. создана лесосеменная плантация ели (Васильев, Ипатов, Мурашкин,1968).

Таблица 1

Объемы создания культур ели (га) в Вологодской области

Периоды Методы создания Итого

Посадка Посев Аэросев

I 537 905 1972 3414

II 3168 63041 22312 88521

III 223265 129913 10909 364087

Всего 226970 193859 35293 456022

Характерной особенностью III периода является проведение ле-сокультурных работ на значительных площадях (табл.1). Существенно повышается уровень механизации при обработке почвы. В этот период ель становится главной культивируемой породой, а посадка - основным методом создания культур.

Однако качество лесокультурных работ заметно отстает от количественного роста. Причиной этому является низкая культура производства и отсутствие своевременных уходов за посевам и посадками. По данным Е.Г.Тюрина (1995), культуры ели с 30%-ным участием хвойной породы в возрасте до 20 лет формируются на 27.4%, а в 21-40 лет лишь на 20% закультивированных в области площадей. Доминируют смешанные молодняки со значительной примесью в составе (до 60%) березы и осины.

Развитие в Вологодской области целлюлозно-бумажной и деревообрабатывающей промышленности, потребляющей огромное количество древесины обусловило создание специальных лесных культур - лесо-сырьевых плантаций. В Вологодской области первые плантационные культуры ели заложены в 1985 году в Кадниковском лесхозе. Этому вопросу посвящена глава 7.

Опыт создания и выращивания культур ели в Вологодской области подтверждает, что назрела необходимость решения проблемы резкого улучшения качества проводимых агротехнических и лесоводс-твенных мероприятий.

- 10 -

Глава 4. ЛЕСОВОДСТВЕННАЯ ОЦЕНКА АГРОТЕХНИЧЕСКИХ ПРИЕМОВ СОЗДАНИЯ И ВЫРАЩИВАНИЯ КУЛЬТУР ЕЖ

В большинстве случаев обработка почвы является решающим условием успешного выращивания лесных культур, особенно их приживаемости, . сохранности и роста в первые годы жизни (Редько, Родин, Трещевский, 1985).

На современном этапе лесокультурного производства в области доминирует частичная обработка почвы под лесные культуры в виде плужных пластов и минерализации (рыхление, перемешивание, измельчение) ее верхних горизонтов.

Критериями лесоводственной оценки того или иного способа обработки почвы в первые 2 года является приживаемость культивируемых растений. Нами проанализирован этот показатель качества производственных культур ели на 392 участках общей площадью 4561,1 га (табл.2).

Анализ показал, что между приживаемостью 2-летних посевов, созданных по площадкам, минерализованным полосам и бороздам в черничном типе условий местопроизрастания существенных различий не установлено. Согласно шкале оценки успешности лесных культур, производственные посевы ели оцениваются как удовлетворительные.

На свежих вырубках ельников черничных и кисличных посадка ели по минерализованным полосам и дну борозд оправдана. По показателю приживаемости на второй год выращивания данные культуры оцениваются как. хорошие.

При создании культур ели на вырубках с мощным развитием травостоя способ нулевой механической обработки почвы не дает положительного результата. Разница в приживаемости на второй год между посадками по целине (вар.10а - табл.2) и минерализованным полосам (вар.8а) составила 18,7% в пользу последних при достоверности различия 1=3,5.

В черничном типе условий местопроизрастания посадки ели по сравнению с посевами характеризуются повышенной приживаемостью. Так, приживаемость в первый год выращивания культур, созданных 3-летним посадочным материалом по минерализованным полосам (вар.8) составила 90,3±2,2%, что на 15,7% выше посевов (вар.2). Различие существенно (1=3,8)

Перспективным направлением следует считать создание культур ели саженцами. Например, саженцы 2+2, высаженные вручную в подго-

Прикиваемссть производственных культур оли в Вологодской области

Вариант Способ обработки - - Метод Посадочный Возраст Число Статистические показатели

созда- СТЛЬТУР, участ-

ПОЧВЫ (ТИП ЛО('.0~ РД

куль ту риог о мест а.] ния материал лот ков МД т. % СД

1' Площадка 1 105 76 9 1.5 20,3 2.0

1а О 93 74.3 1,8 23,4 3,4

о е.. Минерализованная Посев Семена { -53 74,6 3,5 36,7 4,6

2а полоса г за 70,4 4,0 30,7 5,6

3 Дно борозды ■1 22 84,0 2,3 15,4 3. 3

За _ !.....„_ 19 79,7 3,4 :!В,6 4.3

4 ... -летний 1 39 05,3 1 ,9 13,3 г 5 <7 , (■.■

1а ¡4 33,6 1,8 12.4 2,1

Б Дно борозды Посад- ''-летний 1 41 89,0 1,9 8,7 1,4

Ьа ка о 40 33,4 1.8 11,8 1,9

о 4 - летний 1 28 88.4 2,3 14.0 2,6

6а о 26 80,1 2,6 16,7 3,3

7 3~лотпий 43 8.3,1 1,4 '10,8 1,6

?а 33 31.1 1.5 ¡1,2 1,8

8 Минерализованная Посад-- 3-Л'ЗТП'ИЙ 1 '18 90,3 о О 10,2 2,4

8а полоса КЗ ^ 17 38 Л г 4 11,1 2,3

а •г-ле'лшк 1 16 91.0 1,4 6, н 1.6

9а •г 16 34,3 3,3 15,5 8,9

10 Без обработки Посад- ■1- летний 1 21 32,3 1,3 9,8 2.1

10а ка к 31 (\у, 4 4,7 31,7 6,3

11 3" Л.': ГЦ И11 л 13 86,2 1,7 V,! 2.0

11а Дно борозды Посад- о 13 8« 5 1.6 6,5 1.3

1?, ка 4-летний 13 35.7 3.0 12,8 3.5

12а 1 ___ V 13 83,6 2,6 1133 ЗД

''Варианты 1-10а - черличшй тип услоикй местэпооиграстзнкя;

•11-12а - кисличшй тип условии местопроизрдоташя.

товленяые полосы имеют более высокую приживаемость, сохранность V текущий покроет по высоте в первые годы жизни, который в 1,3-2,2 раза превышает аналогичный показатель культур, созданных 2-летними сеянцами. Это объясняется прежде ьсего способностью саженцев быстро восстанавливать поврежденную при выкопке и пересадке корневую систему, что в первую очередь определяется отношением массы активных корней к массе надземной части растения, на что указывают в своих работах А.Р.Родин (1977), Ф.Т.Пигарев, Б.А.Сенчуков, В.В.Беляев (1979), В.В.Беляев (1990) и другие исследователи.

Применение 4-летлих саженцев на два года снижает сроки перевода культур ели в покрытую лесом площадь по сравнению с 2-летними сеянцами.

Исследования А.Ф.Капкнкевича (1964). М.Н.Прокопьева (1974). Т. С. Непогодьевой (1974) и др. показали, что в условиях средней и южной подзон тайги обработанная поверхность почвы медленно зарастает травянистой растительностью к первые два года после посева или посадки, р связи с утим агротехнические* уходы в течении одного-двух лет ограничиваются лишь мероприятиями, направленными на снижение потерь от выжимания культур морозом Шалаховец, 1979).

В ре:;'./ль тате исследований ними установлено, что на суглинистых почвах, предрасположенных к быстрому зарастанию травянистой растительность®, наивысшую приживаемость и сохранность посадок ели в первые годы после их создания обеспечивает уход путем скашивания травы вокруг культивируемых растений. Проведение в культурах ели таких видов ухода, как проколка и рыхления нецелесообразно . Приживаемость и сохранность таких посадок ниже контрольного варианта (без уходов) и варианта о окаяшванием травы. В условиях таежной зоны рыхление почвы является одной из причин выжимания всходов и сеянцев морозом в первые годы создания культур нз почвах с тяжелым механическим составом (Медведева,1969). По данным Г.Л.Лиогенысого (1968), гибель посевов ели в результате частых прополок от солнечных ожогов в засушливые годы - характерное явление для южной части Вологодской области.

Опыт подтверждает, что соблюдение основных приемов и операций при создании-и выращивании культур ели обеспечивает формирование высокопродуктивных древостоев с преобладанием в составе культивируемой породы (табл.3).

Таблица 3

Таксационная характеристика культур ели в кисличном типе условий местопроизрастания

Число Средние Воз- Класс Сумма Запас

N дере- раст, бони- площа- стволо-

пр. Состав вьев. Д. см Н,м лет тета дей вой дре-

пл. шт./га сечений, м2/га весины, м3/га

II о с е в ы

7-А 4 8Е1Б1ЙВ 7ЕЗС 2712 1152 12,8 12,9 12.1 16,0 42 43 II I 29,76 17,95 195 171

П 0 с а д к к 1

111-1 111-4 о 10Е 10Е бсагси 1493 21УЗ 1078 13.5 КVI 14,4 16,3 1^,3 17. С 38 38 4и I 1 1 28,61 27,93 20,61 233 227 ! 35

Выбор метода создания определяется почвеано-груктовнми условиями и прогнозируемым типом вырубки. Ло мере повышения культуры гроивюдства роль посадок таранта*?.

Глава 5. ОСОБЕННОСТИ РОСТА. ФОРШРОВАНЙН И СТРОЕНИЯ КУЛЬТУР ЕЛИ Б СВЯЗИ С РУБКАМИ УХОДА

Вопрос о влиянии естественного возобновления лиственных, пород на рост и формирование куль-тур ели в условиях зоны хвойных и смешанных лесов подробно освещен в литературе (Родин,Иареградс-кая, 1374; Чмыр, 1377; Шкошоъ, Степанов, 1932; Беляев. 1935,- Мартынов, Красновидов. Блиев,1988; Сеннов,1997 и др.).

На преобладающей площади участков производственных культур ели в Вологодской области при отсутствии или невысокой интенсивности рубок ухода формируются, как правило, смешанные по составу лиственно-еловые фитоценоеы антропогенно-природного происхождения, в которых ель находится под подогом березы и осины, уступая им по средней высоте в 3-10 раз. Наиболее интенсивно зарастание вырубок лиственными породами происходит в кисличном и травяном типах условий местопроизрастания.

Исследования показали, что рубки ухода, проводимые лесохо-

зяйственными предприятиями в лиственно-еловых древостоях, состоящие иа одного-двух приемов невысокой степени интенсивности (до 40% по запасу) в 1,5-2,5 раза снижает густоту, полноту и запас деревьев лиственного яруса и тем самым ослабляет его негативное влияние на ель. Однако подобный режим разреживаний двухъярусных насаждений ке изменяет общего характера их формирования и не обеспечивает выхода культивируемой ели в верхний ярус древостоя. Для улучшения роста ели и ее выхода в первый ярус, необходима система рубок ухода, состоящая как минимум из двух приемов высокой степени интенсивности (до 75% по запасу).

Исследованиями установлено, что в результате разреживаний лиственно-еловых древостоев происходят изменения в строении культур ели по толщине: увеличивается процент деревьев ели по диаметру ствола близких к среднему значению; происходит перераспределение деревьев ели ?нутрн наивысших ранговых групп толщины (V к IV) в сторону увеличения количества деревьев более высоких классов роста Крафта (I- III), т.е. наиболее крупных по размерам (деревьев-лидеров) , что позволяет судить о более высокой их товарной структуре. Установлена высокая связь между диаметром деревьев ели и клаелгаи роста Крафта в культурах с рубками ухода (г-0,30-0,06;.

Глава б. РОСТ И ПРОДУКТИВНОСТЬ ЕЛИ В СМЕВШИХ КУЛЬТУРАХ

Изучению взаимоотношений ели и сосны в смешанных культурах, анализу их роста и продуктивности посвящено большое количество работ Шоджашв, Червяков ,1963; Ипатов, Овчинникова, .197"; Сирот-кик, Ануфриева,19^4; Прокопьев,1976; Поляков, Ипатов, Успенский, 1986; Мйр?лечко,]93Р; Редько, Мерзлекко,1939 и др.). Подавляющее большинство этих публикаций касается исследований, проведенных в условиях зоны смешанных лесов, где накоплен значительный опыт по созданию и выращиванию культур такого типа. В лесах таежной зоны смешение сосны и ели в культурах не получило широкого распространения (Прокопьев,1981). Поэтому вопрос совместного произрастания этих пород в древостоях искусственного происхождения в условиях Вологодской области представляет большой практический интерес.

Анализ результатов исследований сосново-еловых культур на постоянных пробных площадях в Харовском и Череповецком лесхозах

показал следующее.

На обоих участках смешанных культур к 55-58-летнему возрасту ель, имея более высокую сохранность, в целом уступает сосне по средним таксационным показателям: по высоте - на 19-31%, диаметру - на 21-452 и запасу стволовой древесины - 25-50% (табл.4). Наилучшим ростом и производительностью отличаются сосново-еловые культуры, прокзрасталшце на хорошо дренированной супесчаной почве с близким залеганием грунтовых вод в черничном типе условий местопроизрастания (участок 2), где сбе породы созданы с одинаковой

Таблица 4

Таксационная характеристика сосново-еловых культур

N Ярус Состав Сох- Число Средние Воз- Класс Отно- Запас

пр. ран- 7ТрГ>,0 — бони- сите- древе-

пл. ноТ' Т-. вьев, ш т/га Д.см Н, м лет тета льная полнота сины, м3/га

у час Гр Q 1 : 1

13 I II 8С1Б1ИВ 10Е 12.3 5о;з 394* 804 24,0 13 Л 21.1 14,6 55 55 I III 0,48 0,36 174 95

В сего 1198 - - - - 0,8-4 269

У ч а с т о к 2

16 I II 6 С 4 Е 10Е 30.4 38.5 655 316 540 20,3 ?2,5 10,9 24,2 24,0 14,0 58 58 1а la ООО SSSi 261 148 44

В с е г с 1511 - - - - 1,07 453

_ 22 I ? т я f 2 Е 10Е 33,5 35,3 745 230 464 20,7 !'Л й 11,5 23,2 22,0 14 * 0 58 58 I I 0,63 0Д9 0,26 274 77 57

В сего 1439 - ! _ i - 1 -i 1,08 408

*таксационные показатели приведены для культивируемых пород

долей участия посадочных мест. В данных условиях культивируемая ель способна образовывать не только второй ярус, но и значительней частью (до 4 единиц) входить в состав соскового. Данные культуры растут по I-1а классу бонитета и отличаются сравнительно высокой для таегаюй зоны продуктивностью, достигая в III массе Еозраста запасов древесины более 400 t.rVra.

Смешение лиственницы с елью в лесных культурах является наиболее распространенным вариантом выращивания лиственницы в зоне смешанных лесов (Тимофеев,1977). В условиях таежной зоны, и в частности в Вологодской области, лиственнично-еловые культуры создавали очень редко. Один из таких участков в Череповецком лесхозе (южная подзона тайги) изучен нами. Культуры созданы в 1939 году на гари посадкой 1-летних сеянцев под меч Колесова в дно плужных борозд. Тип условий местопроизрастания - травяный. Смещение культур проводилось двумя вариантами: ЗЛц2Е и ЗЛЦ2Е1С1Т. Первоначальная густота 5000 посадочных мест на 1 га (Ипатов,1977).

Опыт совместного выращивания ели и лиственницы в культурах на тяжелых по механическому составу почвах с периодическим избыточным увлажнением показал, что к 58-летнему возрасту от первоначального количества деревьев у лиственницы сохранилось лишь 5-8%, у ели - 42-68%. Доля лиственницы в составе насаждений не превышает 2 единиц. В условиях перегущенное™ культур, возникшей в результате обильного естественного возобновления лиственных пород, при отсутствии рубок, ухода лиственница оказалась менее конкурент-носпособна по сравнению с теневыносливой елью.

Проведенные нами исследования расширяют картину познания роста и формирования смешанных культур ели, сосны и лиственницы в условиях таежной зоны.

Глава 7. ПРОМЫШЛЕННОЕ ВЫРАЩИВАНИЕ КУЛЬТУР ЕЛИ В ВОЛОГОДСКОЙ ОБЛАСТИ

По проблеме промышленного лесовыращивания имеется целый ряд работ (Шутов, Маслаков, Маркова и др.,1984; Шутов и др.,1986; Маркова, 1989; Чевидаев, Максимов, Карцев, 1990 и др.).

В производственном масштабе плантационные культуры ели в Вологодской области создаются с 1985 года. Основной целью выращивания культур ели промышленными способами планируется в короткие сроки создание постоянной лесосырьевой базы для крупнейшего в области Сокольского целлюлозно-бумажного комбината. За 11 лет реализации программы целевого выращивания в области создано 1500 га культур такого типа. В результате накоплен определенный опыт, можно подводить первые итоги успешности, роста и формирования целевых культур ели.

Наши исследования показали, что на большинстве участков

плантационные культуры ели в возрасте перевода их в покрытую лесом площадь - 5 лет, как правило не достигают нормативных высот 0,8 и 0,7 м, установленных ОСТом 56-90-86 "Культуры плантационные лесные и площади для их закладки". По данным 18 пробных площадей культуры ели достигают требуемой высоты лишь к 7-8-летнему возрасту, то есть задержка в росте равняется двух-трехлетнему периоду. Одной из причин замедления темпов роста в высоту является побивание побегов ели заморозками. По данным 13 пробных площадей, заложенных в б-10~летних посадках, повреждению отрицательными температурами в среднем подверглось около половины культивируемых елей. В наибольшей степени от заморозков страдают боковые побеги ели (53% растений). Особенно сильно повреждаются заморозками ряды культур, находящиеся в центре широких раскорчеванных полос, а минимальное число обмерзших растений зарегистрировано в рядах, примыкающих к валам, где ель находится под пологом кулисы из лиственных пород. Повреждение молодых посадок ели заморозками в теплый период года замедляет рост культур, вызывая потерю биомассы прироста. Поэтому создавать в морозобойных местах культуры ели, рассчитанные на ускоренный рост, без разработанных средств залиты от заморозков нецелесообразно.

При сравнении роста плантационных культур ели с производственными культурами, созданными по обычным технологиям в Кадни-ковском лесхозе существенных различий до 6-летнего возраста не установлено.

При изучении влияния способа обработки почвы на формирование и рост корневых систем культур ели установлено, что плотность верхних горизонтов обработанной почвы на исследуемых участках составляет 1,35-1,41 г/см3, что превышает оптимальные показатели плотности, установленные ОСТом 56-90-86 для суглинистых почв (0,8-1,2 г/см3).

Изучение корневых систем 3-10-летних посадок ели по пластам и микроповышениям плугов ПКЛН-500, ПЖ-1,3 и ШЩ-1,2 показало, что формируется, как правило, корневая система со слабо развитым стержневым, но хорошо развитыми боковыми корнями. Ее основная часть состоит из корней горизонтальной ориентации (90-98%), осваивающих верхний (до 20 см), наиболее плодородный слой почвы. Большая часть корней развивается вдоль созданного микроповышения, и лишь незначительная часть корней увеличивает свой рост в длину в направлении борозды.

При исследовании запасов надземной фитомассы культур ели установлено, что с возрастом происходит увеличение всех ее фракций, особенно древесной зелени, доля которой в 10-летних посадках составляет около 70% от общего запаса надземной фитомассы дерева. При ведении комплексного хозяйства в плантационных культурах в результате рубок ухода возможна заготовка различных фракций фитомассы с ее последующей переработкой.

На наш взгляд, замена химической мелиорации путем внесения минеральных удобрений на биологическую - высев многолетнего люпина - очень перспективное направление улучшения условий местопроизрастания хвойных пород в первую очередь с лесоводственной и природоохранной точек зрения. В связи с этим начатые исследования биологической мелиорации должны быть продолжены для получения более широких сведений о результатах влияния многолетнего люпина на рост и продуктивность культур ели.

Глава 8. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ РОСТА И ПРОДУКТИВНОСТИ ЕЛЬНИКОВ ИСКУССТВЕННОГО И ЕСТЕСТВЕННОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ

Наиболее объективно изменение основных таксационных показателей искусственно созданных древостоев с возрастом отражают местные таблицы хода роста, составленные специально для культур. По исследованиям в более южных регионах составлены многие местные таблицы хода роста культур ели (Бородин,1972; Поляков,Ипатоь,Успенский, 1985; Разин,1988; Клочков,1991 и др.).

До настоящего времени для условий южной подзоны тайги Вологодской области, где имеется наиболее богатый и многолетний опыт создания культур ели в регионе не разработаны таблицы хода роста ельников искусственного происхождения. Однако назревшая проблема стандартизации лесокультурного производства предопределила необходимость разработки таблиц хода роста искусственно созданных мо-лодняков.

При составлении моделей хода роста нами применен наиболее надежный, так называемый исторический метод, в основе которого лежат результаты длительных повторных наблюдений за динамикой роста и развития культур, начиная с момента их создания и до 40-летнего возраста (табл.5)

Таблица 5

Эскиз таблиц хода роста посадок ели южной подзоны тайги Вологодской области (Ельник кисличный, I класс бонитета, первоначальная густота 6,0 тыс. шт/га)

Возраст, лет Средние Число стволов, тыс. шт/га Сумма площадей сечений, м2/га Запас стволовой древесины м3/га Изменение запаса м3/га

Н,м Д,см

среднее текущее

5 0.6 _ 4,51 _ „ _

10 1,8 0,8 - 3,8? 0,2 0,7 0,1 0,14

15 3,4 3,6 3,33 3.4 8,4 0,6 1,5

20 5,3 6.6 2,86 9,9 31 1,6 4,5

25 7,7 8.9 2,45 15,6 58 2,3 5,5

30 10,1 10,8 2,11 19,2 93 3,1 6,9

35 13,1 12.2 1,81 21,0 145 4,1 10,5

40 16,4 13,3 1,55 по о 186 4,7 8,1

Эффективность искусственного лесоЕыращивания во многом зависит от того, насколько созданные древостой превосходят по росту и продуктивности насаждения естественного происхождения. Сравнительный анализ хода роста культур ели до 40-летнего возраста с ходом роста естественных древостоев наиболее производительных типов условий местопроизрастания выявил преимущества культур по основным таксационным показателям (табл.6).

Таблица б

Основные таксационные показатели культур ели южной подзоны тайги и ельников естественного происхождения по таблицам хода роста

Возраст, лет Таксационные показатели

Данные наших исследований По И.И.Гусеву (1978), ельник кисличный средней подзоны тайги по П.Н.Львову, А.А.Плохову.Л.Ф. Ипатову (1980), ельник кисл. южной подзоны тайги по В.С.Моисееву (1971), ельник майни-ковый южной подзоны тайги

Средняя высота, м

20 40 5,3* ТОО 16,4 таг нет данных 9,2 5.0 12,5 4.6 -13,2 12,4

-43,9 -23,8 -24,2'

Продолжение табл.6

Возраст, лет Таксационные показатели

Данные наших исследований По И.И.Гусеву (1978), ельник кисличный средней подзоны тайги по П.Н.Львову, А. А.Плохову,Л.Ф. Ипатову (1980), ельник кисл. южной подзоны тайги по В.С.Моисееву (1971), ельник майни-ковый южной подзоны тайги

Средний диаметр, см

30 40 10.8 ТОО" 13,3 ТОТ~ 5.9 8,9 нет данных 8,5 =2Г73 11,6

Запас стволовой древесины, м3/га

30 40 93 ТТО 186 ТОО 53 94 +Т7Т 160 76

-13,0 95 -Т8.3 123

"числитель - числовое выражение показателя; знаменатель - процентное выражение по отношению к культурам

Рост ели по высоте и диаметру в посадках на протяжении двух первых классов возраста на 12,8-43,9% выше, чем в естественных насаждениях. По накоплению запаса древесины преимущество достигает 14,0-48,9% в пользу культур. Достаточно высокие различия таксационных показателей еловых молодняков южной и средней подзон тайги связаны прежде всего с влиянием зональности (Львов, Ипатов, 1976).

ВЫВОДЫ И ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

Проведенные исследования позволяют сделать следующие основные выводы и рекомендации.

1. Переход предприятий Вологодской области практически к монокультуре ели следует признать неоправданным.

2. Как посевом, так и посадкой в условиях области, можно создать высокопродуктивные насаждения ели, однако посадки в большей степени гарантируют успех и формирование целевых лесов.

3. При создании культур ели в качестве посадочного материала следует использовать саженцы, применение которых позволяет свести к минимуму количество агротехнических уходов, а также значительно

сократить сроки перевода культур в покрытую лесом площадь.

4. На вырубках кисличных и черничных типов леса с дренированными почвами высокую приживаемость и рост культур обеспечивает механическая обработка почвы путем минерализации (перемешивания, измельчения) ее верхних горизонтов.

5. Агротехнические уходы в культурах ели, созданных саженцами не требуются. Необходимость в окашивании травы вокруг культивируемых растений может возникнуть на суглинистых почвах с мощным развитием травяного покрова.

6. В целях обеспечения успешного роста ели и формирования хозяйственно-ценного состава молодняков на вырубках, интенсивно зарастающих мягколиетвенными породами, необходимо проведение интенсивных осветлений культур ели, начиная с 5-6-летнего возраста. На площадях, где молодые растения ели регулярно повреждаются заморозками лиственную поросль следует удалять только в рядах культур, на полосах, шириной до 1,5 м.

V. Исследования показали, что культуры ели в наиболее производительных типах условий местопроизрастания (кисличные, сложные) при соблюдении основных агроприемов создания и выращивания, превосходят по росту и продуктивности еловые насаждения естественного происхождения.

8. Лесокультурный опыт Вологодской области позволяет с целью повышения продуктивности и улучшения породного состава лесов таежной зоны рекомендовать в лесорастительных условиях зеленомошной группы типов леса на дренированных почвах создание смешанных культур ели и сосны, ели и лиственницы. •

9. С целью формирования оптимальной густоты древостоя в 10-11-летних плантационных культурах ели Кадниковского лесхоза уже в ближайшее время необходимо провести селекционный отбор 2,2 тыс. лучших экземпляров ели (деревьев-лидеров) на 1 га посредством рубок ухода.

10. С целью улучшения роста и состояния ели на участках плантационных культур в Кадниковском лесхозе рекомендуем введение многолетнего люпина в междурядья культур.

По материалам диссертации опубликованы следующие работы:

1. Лесоводственная оценка опытных культур ели Вологодской области // Проблемы развития лесного комплекса Северо-Западного

региона: Материалы международной научно-технической конференции. Петрозаводск: ПТУ, 14-17 октября 1996 г. С. 28-29. (в соавторстве с Н.П.Гаевским и Н.А.Бабичем).

2. Промышленное выращивание культур ели в Вологодской области // Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов: Сб. науч. тр. / АГТУ - Архангельск. Вып.1. 1996. С. 26-31.

3. Состояние старейших на Европейском Севере Харовских опытно-производственных культур ели // Вопросы лесоводства на Европейском Севере: Сб. научн. тр./ АГТУ - Архангельск, 1997. С. 87-90. (в соавторстве с В.П.Прохоровым и Р.Н.Климовым).

4. Модели роста культур - как основа стратегии формирования искусственных экологических систем // Вопросы лесоводства на Европейском Севере: Сб. науч. тр. / АГТУ - Архангельск, 1997. С. 87-90. (в соавторстве с Н.П.Гаевским и Н.А.Бабичем).

5. К методике исследования, лесных культур // Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов: Сб. науч. тр. Вып. 2 / АГТУ - Архангельск, 1996. С. 9-21. (в соавторстве с В.П.Прохоровым и Н.А.Бабичем).

6. Влияние шага посадки на некоторые показатели деревьев ели в культурах // Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов: Сб. науч. тр. Вып. 2 / АГТУ - Архангельск, 1996. С. 21-36. (в соавторстве с В.П.Прохоровым).

Отзывы на автореферат в двух экземплярах с заверенными подписями просим присылать по адресу: 194021, Санкт-Петербург, Институтский пер.,5, Лесотехническая академия, Ученый совет.

Лицензия ЛР № 020460 от 10.04.97. Сдано в произв. 05.02.98. Подписано в печать 05.02.98. Формат 60x84/16. Бумага писчая. Усл. печ. л. 1,5. Уч.-изд.л. 1,25. Заказ № 14. Тираж 100 экз.

Отпечатано в ИПЦ АГТУ.

163007, г.Архангельск, 7, наб. Северной Двины, 17