Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему
Лесоводственные основы целевого выращивания сосновых насаждений в южной подзоне тайги европейской части России
ВАК РФ 06.03.03, Лесоведение и лесоводство, лесные пожары и борьба с ними
Автореферат диссертации по теме "Лесоводственные основы целевого выращивания сосновых насаждений в южной подзоне тайги европейской части России"
На правах рукописи
СТЕПАНЕНКО ИРИНА ИВАНОВНА
ЛЕСОВОДСТВЕННЫЕ ОСНОВЫ ЦЕЛЕВОГО ВЫРАЩИВАНИЯ СОСНОВЫХ НАСАЖДЕНИЙ В ЮЖНОЙ ПОДЗОНЕ ТАЙГИ ЕВРОПЕЙСКОЙ ЧАСТИ РОССИИ
06.03.03 - Лесоведение и лесоводство, лесные пожары и борьба с ними
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук
Архангельск-2009 00347 150 1
003471501
Работа выполнена в ОГУ «Макарьевское лесничество» и ГОУ ВПО «Московский государственный университет леса»
Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук,
заместитель руководителя Федерального агентства лесного хозяйства Министерства сельского хозяйства Российской Федерации Гиряев Михаил Дмитриевич
доктор сельскохозяйственных наук, профессор Мерзленко Михаил Дмитриевич
доктор сельскохозяйственных наук, старший
научный сотрудник
Тараканов Анатолий Михайлович
Ведущая организация: Архангельский НЦ УрО РАН ГУ «Институт экологических проблем Севера».
Защита состоится 26 июня 2009 года в 1090 часов на заседании диссертационного совета Д 212.008.03 при ГОУ ВПО «Архангельский государственный технический университет», по адресу: 163002, г. Архангельск, наб. Северной Двины, 17, главный корпус, ауд. 1228; e-mail: les@agtu.ru.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Архангельского государственного технического университета.
Автореферат разослан « ¿Р » _2009 г.
Ученый секретарь
диссертационного совета •*= " \__„ Тутыгин Г.С.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы определяется возрастающей потребностью в деловой древесине сосны высокого качества. Наиболее остро эта потребность проявляется в освоенных лесах с развитой инфраструктурой, для которых, как правило, характерно снижение их продуктивности. Для обеспечения предприятий лесного комплекса деловой древесиной, прежде всего наиболее востребованным и рентабельным пиловочным сортиментом (далее пиловочником), необходимо решение проблем целевого выращивания леса сырьевого назначения и повышения его продуктивности с использованием эффективных приемов. К ним относятся применение интенсивных методов лесовыращивания с внесением минеральных удобрений и совершенствование устойчивого лесопользования путем формирования целевых хозяйств по выращиванию определенного сортимента с конкретным оборотом рубки. Они обеспечивают высокие лесоводственную и экономическую эффективности. Имеющаяся информация по данным направлениям относится, в основном, к лесосырьевым плантациям (ЛСП), и крайне мало исследований по естественным лесным насаждениям и лесным культурам, преобладающим в лесном фонде России. Хотя, как показывает научный и практический опыт, они являются потенциальным эффективным источником ускоренного получения деловой древесины. До настоящего времени указанные направления не изучены с позиции единой лесоводственной системы по ускоренному выращиванию целевых сортиментов и устойчивому пользованию лесными ресурсами на этапе сформировавшегося типа леса. Нет научной концепции, теоретической и методологической базы по применению минеральных удобрений в приспевающих и спелых сосняках для выращивания деловой древесины, в том числе пиловочника, с оптимальными для большинства ее потребителей показателями анатомического строения и физико-механических свойств. Актуальность работы заключается в необходимости обобщения вопросов теории и практики выращивания продуктивных сосновых насаждений для получения деловой древесины с заданными качественными характеристиками путем внесения минеральных удобрений и формирования целевых хозяйств с дальнейшем их развитием для разработки и совершенствования систем целевого лесовыращивания и лесопользования при ведении интенсивного лесного хозяйства. Эти системы позволят повысить продуктивность лесов, увеличить размер лесопользования и обеспечить предприятия лесного комплекса деловой древесиной сосны с определенными качественными характеристиками.
Цели и задачи исследований. Основная цель исследований - теоретическое, практическое обоснование и развитие целевого выращивания сосновых насаждений сырьевого назначения для повышения их продуктивности и получения древесины высокого качества на основе выявленных природных закономерностей, применения в лесном хозяйстве интенсивных
методов с внесением минеральных удобрений и совершенствования устойчивого лесопользования путем создания целевых хозяйств в южной подзоне тайги европейской части России на примере сосняков Унженской низменности.
Для достижения поставленной цели программой исследований решались следующие задачи:
1. Анализ современного состояния сосновых фитоценозов в преобладающих типах леса южной подзоны тайги европейской части России.
2. Лесоводственное обоснование и оценка опыта интенсивного ле-совыращивания с применением минеральных удобрений.
3. Совершенствование лесопользования путем создания целевых хозяйств.
4. Разработка научной концепции, теоретической, методологической основ и практических рекомендаций по целевому выращиванию и повышению продуктивности сосновых насаждений для получения деловой древесины высокого качества с применением минеральных удобрений.
Теоретическая значимость и научная новизна исследований. Сформулирована и обоснована научная концепция целевого выращивания и повышения продуктивности сосновых насаждений сырьевого назначения на этапе сформировавшегося типа леса с использованием минеральных удобрений. На ее основе решается проблема ускоренного выращивания деловой древесины высокого качества в естественных приспевающих и спелых сосновых насаждениях, произрастающих в условиях южной подзоны тайги европейской части России. В концепции представлены закономерности влияния минеральных удобрений на основные компоненты лесных фитоценозов и их динамику (лесную почву, живой напочвенный покров, подлесок, самосев, подрост, древостой); на текущий прирост древостоев, макро-, микроструктуру и физико-механические свойства древесины сосны в связи с лесоводственными факторами: типами леса, классами роста и размерами крон деревьев; регламентами применения туков: видами, дозами, повторностью внесения. Показаны положительное и отрицательное действие удобрений на лесные фитоценозы и строение древесины сосны. Разработаны теоретические положения применения удобрений при выращивании сосновых насаждений сырьевого назначения на основе динамической типологии леса, отдельного этапа сформировавшегося типа леса. Они опираются на системный подход, закономерности природных процессов, структурно-функциональные связи, зависимости и свойства лесных фитоценозов. Разработан метод целевого выращивания сосновых насаждений для ускоренного получения деловой древесины с применением минеральных удобрений. Предложены критерии оценки качества древесины сосны, получаемой в результате интенсивного лесовыращивания. Впервые рассчитаны математические модели прогноза влияния азотных удобрений на макроструктуру древесины сосны. Для ве-
дения интенсивного лесного хозяйства в сосновых насаждениях разработаны системы лесоводственных мероприятий по формированию целевых хозяйств по выращиванию пиловочника и применению минеральных удобрений. Дана оценка современного состояния лесов региона и процессов естественного возобновления под пологом сосновых насаждений. Изучено строение древесины сосны за период жизни древостоев в сосняках преобладающих типов леса. Разработанные теоретические положения и научное обоснование с лесоводственной позиции целевого выращивания сосновых насаждений сырьевого назначения позволят: повысить продуктивность лесов, размер лесопользования за счет сокращения срока выращивания леса на десять лет, увеличить запас деловой древесины, выход пиловочника и других целевых сортиментов с оптимальными качественными показателями древесины сосны, обеспечить быстрые и высокие ле-соводственную и экономическую эффективности при наименьших производственных затратах.
На защиту выносятся:
1. Выявленные закономерности процессов естественного возобновления леса; формирования древесины за период жизни древостоев; влияния минеральных удобрений на лесные фитоценозы, их основные компоненты; на текущий прирост древостоев, макро-, микроструктуру и физико-механические свойства древесины сосны в преобладающих типах леса южной подзоны тайги европейской части России.
2. Лесоводственное обоснование целевого выращивания леса для получения деловой древесины в результате применения интенсивных методов лесовыращивания с внесением минеральных удобрений и совершенствования устойчивого лесопользования путем формирования целевых хозяйств.
3. Научно обоснованная концепция целевого выращивания и повышения продуктивности сосновых насаждений сырьевого назначения на этапе сформировавшегося типа леса для получения деловой древесины, в том числе пиловочника, с заданными качественными характеристиками древесины с использованием минеральных удобрений.
4.Теоретические положения, методические и практические рекомендации по применению минеральных удобрений и формированию целевых хозяйств для ускоренного выращивания высокопродуктивное™ сосновых насаждений сырьевого назначения в южной подзоне тайги европейской части России на примере сосняков Унженской низменности.
Практическая значимость и реализация результатов исследований. Разработаны научно-методологические основы целевого выращивания древостоев для получения деловой древесины сосны высокого качества путем повышения эффективности применения минеральных удобрений при уходе за лесом в приспевающих и спелых сосновых насаждениях и формирования целевых хозяйств. На основании проведенных иссле-
дований сделаны выводы и разработаны практические рекомендации по целевому выращиванию и повышению продуктивности сосновых насаждений сырьевого назначения путем создания целевых хозяйств и внесения минеральных удобрений. В сосняках основных типов леса южной подзоны тайги Унженской низменности определены региональные показатели, характеризующие качество древесины по её макро-, микроструктуре, физическим и механическим свойствам. Разработаны рекомендации по целевому выращиванию сосновых насаждений с применением минеральных удобрений для получения деловой древесины и пиловочника высокого качества с определенными показателями макро- и микроструктуры. Усовершенствована технология внесения минеральных удобрений на лесные объекты с помощью вертолетов, отвечающая требованиям охраны природы. Полученные результаты исследований позволят: увеличить выход деловой древесины, пиловочника, других целевых сортиментов на 9... 12 %, сократить срок их выращивания на десять лет по сравнению с контрольными (неудобренными) древостоями; обеспечить оптимальные показатели качества древесины (анатомического строения и физико-механических свойств), отвечающие требованиям потребителей; повысить эффективность применения удобрений в лесных насаждениях. Предлагаемые рекомендации могут применяться лесопользователями на арендованных участках лесного фонда в сосновых насаждениях при организации целевых хозяйств и хозяйственных секций по ускоренному выращиванию пиловочника и других целевых сортиментов. Положения диссертации используются в учебных курсах «Лесоведение» и «Лесоводство» для студентов лесного факультета Московского государственного университета леса. Результаты исследований заложены в основу практических рекомендаций, которые прошли опытно-производственную проверку при непосредственном участии автора и внедрены в производстве.
Личный вклад. Определено научное направление, разработаны программа и методика исследований, проведены полевые работы, лабораторные опыты. Выполнена аналитическая обработка экспериментального материала с использованием математических и статистических методов, его обобщение, теоретическое и практическое обоснование. Разработана научная концепция целевого выращивания сосновых насаждений, в которую включен ряд новых принципиальных положений, существенно дополнивших знания по применению удобрений в лесных насаждениях. Разработаны практические рекомендации, осуществлено их внедрение на лесохозяйственных предприятиях.
Апробация работы. Основные результаты работы были представлены и докладывались на международной научно-технической конференции «Достижения науки и техники в области ресурсосбережения и экологии» (Гомель, 1989), конференции «Интенсификация лесного хозяйства в Западном регионе СССР» (Гомель, 1990), симпозиуме Координационного
совета по современным проблемам древесиноведения (Москва, 1990), Второй Всесоюзной научно-технической конференции «Охрана лесных экосистем и рациональное использование лесных ресурсов» (Москва, 1991), совещании Координационного совета по проблемам древесиноведения (Петрозаводск, 1992), международной конференции «Экология таежных массивов» (Сыктывкар, 1998), международных симпозиумах «Строение, свойства и качество древесины» (Петрозаводск, 2000; С.Петербург, 2004), Всероссийском совещании «Дендрохронология: достижения и перспективы» (Красноярск, 2003), международной научной конференции по проблемам лесоведения и лесоводства, посвященной 100-летию со дня рождения И. С. Мелехова (Москва, 2005), ежегодных научно-технических конференциях МГУЛ (1987-2009).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 39 научных работ, в том числе 16 по перечню ВАК.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, семи глав, заключения, списка используемой литературы из 579 наименований, в том числе 103 на иностранных языках, приложений. Работа изложена на 295 страницах, содержит 30 таблиц и 43 рисунка.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
1. Целевое выращивание лесов сырьевого назначения и пользование ими
Целевое выращивание лесов сырьевого назначения для получения древесины заданного строения, свойств и качества с определением, созданием для этого оптимальных условий и применением различных лесохо-зяйственных приемов является актуальной проблемой лесоводства, вызывающей к ней научный и практический интерес. Впервые эта проблема была поставлена и обоснована в России И.С. Мелеховым (1932, 1934). Решение её анатомических аспектов раскрыто в ряде работ отечественных и зарубежных ученых (Вихров, 1949, 1954; Косиченко, 2000, 2004; Мелехов, 1932, 1934, 1949, 1954; Мелехов, Бабич, Корчагов, 2003, 2005; Москалева 1976, 1984, 1990; Полубояринов, 1974, 1979, 1991; Серый, 1980; Сляднев, 1971, 1972; Чавчавадзе, 1979; Чибисов, 1968, 1994, 2005; Ширнин, 1990, 2004; Яценко-Хмелевский, 1954, 1961; Baas, 1976, 1982; Burley, 1963, 1982; Ewers, 1985; Klem, 1967,1968,1972; Polge, 1985; Zobel, 1961,1981 и др.).
В настоящее время выращивание леса для получения древесины заданного качества с применением лесохозяйственных приемов, в том числе минеральных удобрений, является перспективным направлением. Это вызвано двумя причинами. Первая причина - возрастание спроса на хвойную деловую древесину рентабельных сортиментов - пиловочник и балансы. Пиловочник высокого качества - наиболее универсальный лесоматериал,
удовлетворяющий требования разных потребителей древесины. Вторая причина - снижение продуктивности эксплуатационных лесов в результате интенсивных рубок (Гиряев, 2003; Исаев, Коровин, 2003; Мелехов, 1989; Моисеев, 2004; Писаренко, Страхов, 2004; Шутов, Жи1унов, 2008). Дефицит хвойной деловой древесины, в первую очередь пиловочника, наиболее остро проявляется в освоенных лесах, в которых продолжается их интенсивная эксплуатация, развиты транспортные пути, инфраструктура, сосредоточены предприятия по переработки древесины (Гиряев, 2003; Мелехов, 1989; Моисеев, 2003,2008; Шутов, Жшунов, 2008).
Одним из наиболее эффективных и быстрых приемов повышения продуктивности и целевого выращивания леса является применение минеральных удобрений. Они оказывают комплексное воздействие на лесные биогеоценозы, повышают древесную, биологическую, экологическую продуктивности лесных насаждений. Удобрения способствуют улучшению роста древостоев в лесных насаждениях и на ДСП, получению значительных запасов древесины, сокращению оборота рубки (Бу-зыкин, 1983; Паавилайнен, 1983; Победов, 1981, 1984, Цветков, Сизов, 1986; Штукин, 2004; Шумаков, 1971, 1977; Шутов и др., 1984; Cregg, 1988; Steinbeck, 1971 и др). Они увеличивают биомассу нижних ярусов леса, особенно живого напочвенного покрова (Валк, 1986; Луганский, 1994; Мельников, 1999; Пшеничникова, 1986 и др.); способствуют ускоренному разложению лесной подстилки и интенсификации биологического круговорота веществ (Кореньков, 1973; Луганский, 1994; Мельников, 1999; Орфанитская, Шестакова, 1973 и др.). Туки повышают устойчивость, улучшают рост и состояние лесных насаждений, ослабленных в результате неблагоприятных природных и антропогенных воздействий (Гримальский,1986; Паавилайнен,1983; Панкратова, Цветков, 1986; Ца-реградская, Аршинова, 1987; Derom, 1990 и др.). Целесообразность использования удобрений в лесу определяется их рентабельностью. Наиболее рентабельно и перспективно применение туков при целевом выращивании древостоев для получения деловой древесины заданных сортиментов и строения на лесосырьевых плантациях и в приспевающих и спелых насаждениях за 5... 15 лет до рубки главного пользования (Доценко, 1975; Ковалев, 1986; Козубов, Бобкова, 1990; Победов, 1975; Победов, Булавик и др.,1986; Якас, 1974; Fight, 1990; Ondro, 1990; Steinbeck, 1971 и др.).
Как показывает опыт, использование удобрений в лесу является безопасным мероприятием для окружающей среды при учете физиологической потребности растений в питательных веществах, плодородии почвы; климатических условий; соблюдении технологических требований при внесении туков (Воронкова, 1986, 1989; Паавилайнен, 1983; Победов и др.,1982; Смольянинов, 1978; Niemann, 1975 и др.).
Обзор литературных источников показывает, что по проблеме применения удобрений в лесу недостаточно исследованы вопросы: целе-
вой направленности использования туков; их комплексного воздействия на компоненты лесных фитоценозов, процессы возобновления леса; экономической эффективности; повторности, способов внесения туков. Влияние удобрений на лесные насаждения не рассматривалось с позиции динамической типологии леса, по этапам его формирования. Нет теоретической базы по применению удобрений при выращивании высокопродуктивных насаждений на этапе сформировавшегося типа леса (в возрасте приспевания и спелости древостоев) для получения древесины высокого качества.
Влияние удобрений на строение древесины сосны с позиции целевого лесовыращивания наиболее полно изучено в молодых и средневозрастных лесных плантациях и лесных культурах (Вярбила, 1983; Гелес, Шубин, Коржицкая, 1986, 1987; Левкина, 1984; Матюшкина, Коржицкая, 1986, 1987; Сляднев, 1971, 1972; Anderson, 1978; Dutilleul, 1998; Guo, 2005; Jozsa, Brix 1989; Klem, 1968; Lackner, 1990; Senft et al., 1985; Smith et a]., 1978; Zobel, 1981 и др.). В меньшей степени вопрос изучен в приспевающих и спелых сосняках (Годовалов, 1979; Звирбуль, Некрасова, Полубоя-ринов, 1976; Кищенко, 1985; Меле, 1974; Паршевников, Серый, Хабарова, 1976; Серый, 1980; Ярунов, 1979, 1986; Као Hsu, 1975; Makinen, 1992; Polge, 1985; Von Lear, 1973; Yang, 1988 и др.). В результате анализов научных источников установлено влияние удобрений на строение древесины сосны в зависимости от регламентов их применения, экологических, лесо-водственных факторов. Однако на все вопросы строения, свойств и качества древесины удобренных древостоев изучены достаточно полно. Имеется много противоречий относительно характера изменений структуры и качества древесины. Во многих исследованиях не учитывались типы леса, возраст, классы роста деревьев и другие факторы. Остается нерешенным вопрос оценки качества древесины, получаемой в результате интенсивного лесовыращивания, в зависимости от её целевого назначения и требований потребителей.
Эффективный прием повышения продуктивности леса - рациональное, устойчивое лесопользование (Гиряев, 2003, Мелехов, 1972, 1973, 1989; Моисеев, 2004, 2007). Организация целевых хозяйств по выращиванию определенного сортимента с конкретным оборотом рубки является объектом оптимизации лесопользования, перспективным методом повышения продуктивности леса и целевого лесовыращивания на арендованных участках лесного фонда (Гиряев, 2003, 2004; Шутов и др., 1984, 2008). Обзор научных исследований по данной проблеме показывает, что в отечественном лесоводстве недостаточно проработаны её практические и методические аспекты с учетом конкретных природных и экономических условий. Необходим комплексный системный подход для изучения в единстве целевых лесовыращивания и лесопользования для их широкого применения в практике лесного хозяйства.
В результате анализа состояния вопроса по проблеме целевого выращивания леса была определена цель и сформулированы задачи исследования.
2. Программа, методика, объем исследований
Программа исследований включает:
1. Изучение процессов возобновления лесообразующих пород, строения и формирования древесины сосны за период жизни древостоев в естественных сосновых насаждениях в наиболее представленных типах леса южной подзоны тайги европейской части России.
2. Оценку влияния минеральных удобрений на главные компоненты лесных фитоценозов и их динамику в преобладающих типах леса: лесную почву, живой напочвенный покров, подлесок, самосев, подрост, древостой, с учетом регламентов применения туков (видов, доз, повторности их внесения), почвенных, климатических, лесоводственных факторов.
3. Исследования влияния лесоводственных факторов: типов леса, возраста древостоев, классов роста, размеров крон деревьев; регламентов применения туков: видов, доз, повторности внесения на показатели макроструктуры древесины: ширину годичных слоев, процент поздней древесины в годичных слоях сосны, количество годичных слоев в 1 см; текущие приросты радиальный и по запасу.
4. Разработку математических моделей прогноза влияния минеральных удобрений на макроструктуру древесины сосны.
5. Определение действия удобрений на микроструктуру древесины сосны: толщину стенок, диаметры и длину трахеид.
6. Оценку физико-механических свойств древесины сосны в связи с типами леса и применением минеральных удобрений.
7. Разработку системы мероприятий по формированию целевых хозяйств по выращиванию пиловочника сосны.
8. Совершенствование авиационной технологии внесения минеральных удобрений в лесные насаждения с помощью вертолетов Ка-26 и Ми-2, отвечающей природоохранным требованиям.
9. Оценку экономической эффективности применения минеральных удобрений в связи с их регламентами (видом, дозой, повторностью, способом внесения), продолжительностью действия и типами леса.
10. Разработку научно обоснованной концепции, теоретических положений и метода целевого выращивания и повышения продуктивности сосновых насаждений с применением минеральных удобрений для получения деловой древесины, в том числе пиловочника, высокого качества.
11. Разработку практических рекомендаций для целевого выращивания и повышения продуктивности сосновых насаждений сырьевого назна-
чения путем внесение минеральных удобрений и формирования целевых хозяйств.
Основные направления исследований по проблеме представлены на рис. 1.
Рис. 1. Направления исследований целевого выращивания леса и древесины в сосняках преобладающих типов леса южной подзоны тайги европейской части России
Исследования проводились по этапам: полевые, лабораторные работы; обработка результатов исследований в соответствии с разработанными методиками.
В полевые работы входило внесение минеральных удобрений. Закладка и реконструкция пробных площадей, их таксационная и лесово-дственная характеристика. Изучение почв и нижних ярусов лесных фи-тоценозов. Подбор модельных деревьев, их разделка на кряжи и образцы для испытаний. Внесение минеральных удобрений в лесные насаждения в виде гранулированной аммиачной селитры (34 % Ы) проводилось вер-
толетами Ми-2 и Ка-26, оборудованными серийным туннельным и центробежным разбрасывателями. Закладка пробных площадей и ручное внесение минеральных удобрений (1-й, 2-й приемы) в сосняки 4-х типов леса Костромской области в бывшем Опытном лесхозе «Чернолухов-ский», в настоящее время входящем в состав Макарьевского лесничества, осуществлял ВНИИХлесхоз под руководством проф., д-ра с.-х. наук К.Д.1 Мухамедшина и канд. с.-х. наук В.И. Малыцукова. В 1-й прием (1982 г.) применялись 4 вида удобрений: азотные - карбамид (46 % N), фосфорные - гранулированный суперфосфат (20 % Р205), калийные -хлористый калий (54 % К2О), смешанные - сочетание перечисленных видов туков (NPK) по 3 дозы (100, 150, 200 кг/га) действующего вещества (д.в.). Во 2-й прием (1987 г.) был внесен карбамид в дозе 150 кг/га д.в. на опытные участки: N100, N150, (NPK)150, Р150, К150.
Лабораторные исследования включали физико-механический анализ почв; фиксацию образцов древесины, приготовление микропрепаратов, мацерацию древесины для изучения длины древесных волокон, варку древесины для получения целлюлозы, измерение анатомических элементов, отбор, изготовление образцов древесины и проведение испытаний физико-механических свойств древесины сосны. Изучение почв выполнялось в соответствии с методическими указаниями A.A. Роде (1972), И.П. Гречина (1964), A.B. Вадюниной (1986). Лесоводственные исследования осуществлялись с учетом этапов формирования лесных фитоценозов на основе динамической типологии леса, согласно методическим рекомендациям В.Н. Сукачева, C.B. Зонна (1961), И.С. Мелехова (1960, 1965, 1976, 1980), Л.П. Рысина (1969, 1982), A.B. Побединского (1965, 1966, 1972). Изучение строения древесины проводилось по методикам A.A. Яценко-Хмелевского (1954, 1961), И.С. Мелехова (1932, 1934, 1948, 1979), В.Е. Вихрова (1949), B.C. Чавчавадзе (1979), М.Н. Прозиной (1960), определение этапов онтогенеза в формировании древесины сосны за период жизни древостоев осуществлялось по методике Н.Е. Косиченко (2000, 2004). Изучались элементы макро- и микрострруктуры древесины сосны. Определение физико-механических свойств древесины проводилось по стандартным методикам с учетом рекомендаций кафедры древесиноведения МГУЛ (Б.Н. Уголев и др., 1989, 1993). Авиационно-полевые опыты выполнялись в соответствии с Инструкциями, Наставлениями, Указаниями гражданской авиации. Определение целевого назначения лесов и организация целевых хозяйств проводились с учетом рекомендаций H.A. Моисеева (2004), М.Д. Гиряева (2003, 2004), И.С. Мелехова (1966), экономическая оценка применения удобрений в лесных насаждениях - по методике H.A. Моисеева (1988). Экспериментальные данные обрабатывались методами вариационной статистики (Плохинский, 1961; Доспехов, 1968; Свалов, 1977). Текущий прирост деревьев по запасу древесины рассчитывался по методу В.В. Загреева (1981) через площадь боковой по-
верхности деревьев. Площадь и объем крон деревьев по их фактическим размерам и закартированным проекциям определялись с помощью математической программы (Чумаченко, 2006). Расчет средних таксационных показателей для 94 кварталов в Опытном лесхозе «Чернолуховский» при организации целевых хозяйств по выращиванию соснового пиловочника проводился с использованием базы данных Центрального государственного лесоустроительного предприятия.
Объем исследований. Исследования осуществлялись в течение 1985-2007 лет в трех областях: Костромской, Нижегородской, Московской, на 198 пробных площадях. Большая часть экспериментальных работ (70 %) выполнялась в Опытном лесхозе «Чернолуховский», на 162 пробных площадях в 4-х преобладающих типах леса южной подзоны тайги: сосняках брусничном, черничном, лишайниковом, долгомошном. При проведении почвенных исследований в указанных типах леса на 74 пробных площадях взято 402 смешанных образца почвы. В Почвенном институте им. В.В. Докучаева при участии автора выполнено 3230 анализов для определения физико-химических свойств почв. Исследования строения древесины проводились за период жизни древостоев, за период действия удобрений по типам леса, по классам роста (по Крафту), по размерам крон деревьев (3270 образцов древесины, 3500 микропрепаратов). Для совершенствования авиационной технологии внесения удобрений в лесные насаждения, отвечающей природоохранным требованиям, и её опытно-производственной проверки были проведены авиационные испытания с помощью вертолетов. При формировании целевого хозяйства по выращиванию пиловочника в Опытном лесхозе «Чернолуховский» было подобрано 94 квартала.
Опытно-производственная проверка и внедрение результатов исследований (в 1986, 1987, 2006 гг.) позволили отработать системы лесо-водственных мероприятий по целевому выращиванию лесов сырьевого назначения для получения деловой древесины высокого качества с применением минеральных удобрений, а также технологию внесения туков в лесные насаждения с использованием вертолетов Ка-26 и Ми-2. (Ворон-кова, Степаненко, 1989; Степаненко, 1987, 1988).
3. Характеристика объектов исследований
Основной объем исследований проводился в лесах Унженской низменности. Они являются типичным и наиболее удовлетворительным объектом хвойных лесов южной подзоны тайги европейской части России для изучения целевого выращивания сосновых насаждений сырьевого назначения для получения деловой древесины. Леса Унженской низменности произрастают в центрально-восточной части Костромской и северозападной части Нижегородской областей в бассейне рек Унжи и Ветлуги.
Климат изучаемого региона умеренно-континентальный с теплым летом и холодной зимой, основная почвообразующая порода - различной мощности песок. Район исследований занимает общую площадь более 1,5 млн га и согласно лесорастительному районированию относится к Уженско-Камскому округу южной подзоны тайги, к сосновым лесам Унженской низменности (Курнаев, 1973, 1982). На сосновые насаждения приходится 63,9 % покрытой лесом площади. Преобладающими типами леса являются сосняки зеленомошные (черничные (свежие), брусничные), вересковые, лишайниковые, травяные, долгомошные, сфагновые. В сосновых насаждениях региона доминируют дерново-подзолистые песчаные почвы, которые нуждаются в улучшении минерального питания, прежде всего азотом, а также фосфором и калием. Недостаток основных элементов питания в этих лесах является главным, лимитирующим их рост фактором.
Современное состояние и продуктивность освоенных лесов Унженской низменности — результат их длительной эксплуатации (около трех столетий), достигшей наибольших размеров в 50-е годы 20-го столетия, когда применялись сплошные концентрированные рубки на обширных площадях. В настоящее время лесные насаждения имеют неравномерную возрастную структуру с преобладанием молодых и средневозрастных сосняков простой формы. Они имеют средний запас древостоев 145 м3/га, который в 2...3 раза уступает запасу лесов до их интенсивной эксплуатации. Внесение минеральных удобрений в рентабельные, производительные типы леса: сосняки брусничные, черничные, лишайниковые, в которых ухудшение минерального питания и снижение продуктивности произошло в результате проведения сплошных концентрированных рубок, позволит улучшить их рост, продуктивность и экономическую доходность. Изучаемые насаждения представлены приспевающими и спелыми сосняками брусничными, черничными (свежими), лишайниковыми в возрасте 80... 100 л., сосняками долгомошными -70...90 л.
4. Влияние удобрений на свойства почв и нижние ярусы сосновых насаждений в связи с типами леса
Почвы в сосняках преобладающих типов леса южной подзоны тайги европейской части России, в основном, бедные с низким содержанием гумуса, валового азота, обменных оснований и подвижных соединений фосфора и калия. Сосняк черничный лучше обеспечен элементами почвенного питания, чем другие типы леса. Почвы - кислые (рН 3,0...4,0), однородные по механическому составу с преобладанием фракций мелкого или среднего песка с содержанием глины менее 3 % в сосняках брусничном, лишайниковом, долгомошном и до 5 % - в сосняке черничном, с высокой водопроницаемостью и низкой водоудерживающей способностью.
Однократное и повторное применение азотных удобрений в дозе 150 кг/га в изучаемых сосняках повышает плодородие почвы за счет увеличения содержания валового азота. Через 6 лет после 1-го и 2-го приемов внесения удобрений в лесной подстилке и верхних горизонтах почвы содержание валового азота повышается в сосняках брусничном, лишайниковым, черничном в 2,0... 2,2 раза, в сосняках долгомошном - в 1,8 раз по сравнению с контролем. Характер изменений в агрохимических свойствах почвы зависит от типа леса, вида, дозы и повторности внесения удобрений. Продолжительность действия удобрений на почвы в зависимости от типа леса составляет 6... 12 лет. Длительное действие удобрений в лесу объясняется более интенсивным биологическим круговоротом веществ в результате увеличения роста растений, опада и активной минерализацией биомассы лесных фитоценозов.
Живой надпочвенный покров и подлесок. Минеральные удобрения оказывают разное влияние на соотношение видов живого напочвенного покрова (ЖНП), их проективное покрытие и встречаемость в зависимости от вида, дозы, повторности внесения туков и типа леса. Положительное - на кустарнички: вереск, бруснику, чернику, багульник, злаки: вейники тростниковидный и наземный; большинство видов трав и папоротник орляк (сосняк черничный), увеличивая их проективное покрытие и встречаемость в среднем за 5 лет после 1-го и 6 лет после 2-го приемов внесения туков соответственно на 9,5... 61,1 и 9,0...34,0 % по сравнению с контролем. Отрицательное - на мхи: плеуроциум Шребери, дикранум многоножковый, хилокомиум блестящий, кукушкин лен, сфагнум и лишайники: кладонии лесную и альпийскую, снижая их проективное покрытие и встречаемость после 1-го и 2-го приемов внесения туков соответственно на 9,0...48,1 и 9,6...30,0 % по сравнению с контролем. Наибольшее влияние на ЖНП и подлесок оказывают удобрения, содержащие азот в дозах 150, 200 кг/га, и калий в дозе 200 кг/га. Живой напочвенный покров увеличивает период последействия удобрений в результате своевременного закрепления части питательных веществ, вносимых с ними, и его минерализации. Следовательно, ЖПП является с одной стороны, конкурентом древостою, с другой стороны, аккумулятором питательных веществ.
В изучаемых сосняках преобладает по густоте средний и редкий подлесок 1,5...3,3 тыс. шт./га из рябины обыкновенной, ракитника русского, крушины ломкой, можжевельника обыкновенного и других пород. Внесение удобрений не влияет на состав подлеска, но несколько увеличивает его количество и встречаемость в сосняках брусничном и черничном. Комбинации туков, содержащих азот в дозах 150, 200 кг/га, в указанных типах леса увеличивают количество и встречаемость подлеска соответственно после однократного удобрения на 20,6...26,8 и 12,9... 18,6 %; после повторного удобрения - на 32,7...43,1 и 17,7...21,4 %, а также во всех ти-
пах леса у подлеска повышают средний текущий прироста в высоту в 1,2...2,0 раза по сравнению с контролем. Удобрения влияют на ЖНП и подлесок в течение 5...6 лет. Изменения в живом напочвенном покрове и подлеске в удобренных насаждениях при полноте древостоев 0,6 и сомкнутости их крон 0,5...0,6 создают благоприятные условия в нижних ярусах лесных фитоценозов в сосняках брусничном и лишайниковом для успешного естественного возобновления сосны.
Естественного возобновления леса под пологом сосновых насаждений. Важными факторами, влияющими на продуктивность лесных биогеоценозов, являются процессы естественного возобновления леса и размещение подроста в насаждении и на вырубке (Мелехов, 1954, 1960, 1966, 1980, 1989; Злобин, 1970; Касимов, 1960; Мартынов, 1995; Обыден-ников, 1977, 1995; Сеннов, 2005). Исследования лесовозобновительных процессов под пологом сосновых насаждений показали, что в естественных сосняках преобладающих типов леса Унженской низменности с полнотой 0,6...0,9 количество жизнеспособного подроста главных пород недостаточно для успешного возобновления леса. В зависимости от типа леса оно составляет 0,058...1,817 тыс.шт./га, минимальное - в сосняках долгомошных, наибольшее - в сосняках брусничных. По составу древостоев под пологом леса в сосняках брусничных и лишайниковых формируются чистые сосновые молодняки (с участием сосны 90...200 %), в сосняках долгомошных - смешанные сосново-березовые молодняки с примесью ели (участие сосны - 50, березы - 36, ели - 14 %), в сосняках черничных - еловые молодняки (участие ели -78...80, сосны - 17... 18, березы - 2 %).
Внесение минеральных удобрений существенно улучшает предварительное возобновление хвойных пород в сосняках преобладающих типов леса южной подзоны тайги с полнотой и сомкнутостью крон древостоев 0,5...0,6. Наиболее эффективны туки, содержащие азот в дозах 150, 200 кг/га. В среднем за 6 лет после 1-го и 2-го приемов их внесения количество подроста главных пород всех категорий по высоте повышается соответственно в сосняках брусничных на 28,7...122,1 и 55,7...135,3 % лишайниковых - на 26,2... 105,1 и 46,7... 125,0 %, черничных - на 42,1.. .92,6 и 26,3... 100,4 %, долгомошных после однократного удобрения - на 25,9...65,5 % по сравнению с контролем. Во всех типах леса общее количество подроста по высоте увеличивается за счет мелкой и средней категорий. Максимальное количество самосева и подроста наблюдается в сосняках брусничных. В этих опытах в сосняках брусничных количество жизнеспособного подроста становится достаточным для успешного возобновления вырубок и создания лесных культур не требуется, в остальных типах леса: сосняках лишайниковых, черничных, долгомошных - недостаточное, в них необходимо проведение искусственного лесовосста-новления.
Однократное и повторное внесение азотных и смешанных туков в среднем за 6 лет их действия улучшается качество и рост самосева и подроста хвойных пород за счет повышения количества здоровых растений на 8,7...12,3 % и увеличения их среднего текущего прироста в высоту в 1,2...3,4 раза по сравнению с контролем. В изучаемых сосняках удобрения не влияют на состав древостоев.
В результате исследования процессов естественного возобновления в удобренных сосняках установлено, что изменения в количестве подроста хвойных пород зависят от типа леса, вида и дозы вносимых удобрений. Для оценки влияния этих факторов был проведены графический, двух-факторный дисперсионный анализ, который показал, что наибольшее действие на количество благонадежного подроста хвойных пород в изучаемых типах леса оказывают смешанные и азотные удобрения; они наиболее эффективны в сосняках брусничных и лишайниковых; доля влияния на количество подроста хвойных пород вида и дозы удобрений в этих опытах примерно одинакова во всех исследуемых типах леса и составляет 42,7... 49,8 (вид) и 50,2...57,5 % (доза); доля влияния на количество подроста хвойных пород дозы азотных и смешанных туков (150, 200 кг/га) и типа леса-4,8...9,5 (доза) и 91,0...95,3 % (тип леса), что свидетельствует о доминирующем влияние типа леса на количество подроста в опытах с удобрениями. Исследования в удобренных сосновых насаждениях свидетельствуют, что туки, содержащие азот в дозах 150, 200 кг/га, с учетом типов леса являются эффективным приемом в содействии естественному возобновлению сосновых насаждений. Удобрения могут существенно ускорить и улучшить процесс возобновления леса ценными хвойными породами, сократить срок и расходы на его выращивание.
5. Влияние лесоводетвенных факторов и минеральных удобрений на формирование макроструктуры древесины в естественных сосновых насаждениях
Формирование древесины сосны в зависимости от возраста и типа леса. С целью определения влияния возраста древостоев и типа леса на строение древесины сосны были проведены исследования в сосняках основных типов леса южной подзоны тайги в онтогенезе - индивидуальном развитии за весь период жизни древостоев, с разделением на 3 этапа. Исследования показали, что формирование макроструктуры древесины сосны зависит от возраста (этапа онтогенеза) и типа леса. Динамика формирования древесины сосны по этапам онтогенеза показана на примере сосняка брусничного (рис. 2).
В изучаемых сосняках 1-й этап - ювенильной древесины продолжается 5...8 лет. После 1-го этапа, когда древесина обретает типичные черты, следует 2-й этап - молодой формирующейся древесины, характе-
ризующейся формированием размеров ее элементов, он отличается своей продолжительностью в зависимости от типа леса. В начале этого этапа с 6 до 16 лет происходит увеличение ширины годичного слоя (ШГС), ширины ранней (ШРД) и поздней древесины (ШПД). Затем следует более длительный этап уменьшения и стабилизации ШГС (рис. 2). Он продолжается в сосняках черничных до 30, брусничных - до 40, лишайниковых - до 45, долгомошных - до 50 лет. 3-й этап - зрелой дефинитивной древесины, наиболее продолжительный по сравнению с другими этапами онтогенеза. В зависимости от типа леса он начинается с 30...50 лет после стабилизации ШГС и процента поздней древесины с последующим их снижением до 110 лет (наибольший возраст изучаемых сосняков). С наступлением этого этапа происходит дальнейшая редукция годичного слоя, связанная с уменьшением ШГС и увеличением (до 50...55 лет), а затем снижением процента поздней древесины (рис. 2).
Возраст, лег
Рис. 2. Формирование древесины сосны за период жизни древостоев в сосняках брусничных (обозначения:"- - радиальный прирост (ШГС), - ширина поздней древесины (ШПД), мм; — - процент поздней древесины, %
Наши исследования свидетельствуют, что в сосняках изучаемых типов леса, несмотря на снижение их продуктивности, формируется древесина, соответствующая требованиям высокого качества по показателям её макроструктуры для условий южной подзоны тайги европейской части России (Перелыгин, 1954, Яценко-Хмелевский, 1954). Спелая древесина сосны характеризуется мелкослойной - 0,8 и средней - 0,8... 1,5 мм шириной годичных слоёв, средним числом годичных слоев в 1 см - 4...21 шт./см, средним и высоким содержанием в годичных слоях доли поздней древесины - 33...45 %. Древесина сосны указанного строения может отвечать требованиям любого потребителя.
Влияние лесоводственных факторов и минеральных удобрений на формирование макроструктуры древесины в естественных сосновых насаждениях. В результате исследований установлено, что внесение минеральных удобрений в естественные приспевающие и спелые сосняки влияет на величину, динамику текущего радиального прироста и содержания поздней древесины в годичных слоях сосны в зависимости от типа леса, климатических факторов и регламентов применения туков (вида, дозы, повторности внесения). В изучаемых типах леса удобрения вносились в оптимальный срок - в начале подъема радиального прироста в дендроцикле за 2...3 года до его максимума после 1-го и за 3...4 года после 2-го приёмов их применения при благоприятных климатических условиях (температуре воздуха, количестве осадков) в первые дни, в течение года и за период действия туков (6 лет). Это существенно увеличило эффективность и продолжительность влияния туков на рост сосняков и формирование древесины. В большинстве опытов удобрения оказывают положительное действие на макроструктуру древесины сосны после 1 -го приема их внесения в течение 5...8, после 2-го приёма - 6...12 лет. Оно проявляется в повышении ШГС, доли поздней древесины и в снижении количества годичных слоев в 1 см до средних значений по сравнению с контрольными древостоями (табл.1). Отрицательное действие туков связано со снижением ШГС, доли поздней древесины и увеличением количества годичных слоев в 1 см. Оно наблюдается в сосняках лишайниковых в опытах с N200 в течение 6 лет (на 7... 12-й годы после удобрения), калийными туками - 5... 13 лет (в 1...4-Й и 7... 19-й годы после удобрения); в сосняках долгомошных в опыте с К150 - 12 лет (на 7... 18-й годы после удобрения).
Исследования показали, что удобрения наиболее эффективны в сосняках брусничных и черничных, менее эффективны - в сосняках лишайниковых, малоэффективны - в сосняках долгомошных. В сосняках брусничных, черничных все изучаемые удобрения в разной степени в зависимости от их вида, дозы, повторности внесения способствуют увеличению текущего радиального прироста за счет повышения ШГС и доли поздней древесины в годичных слоях сосны. В сосняках лишайниковых аналогичные изменения в макроструктуре древесины вызывает применение удобрений, содержащих азот (табл.1). Во всех изучаемых типах леса наиболее существенное улучшение показателей макроструктуры древесины сосны происходит при однократном внесении азотных и смешанных туков, особенно в дозах 150, 200 кг/га, и повторном внесении азотных удобрений в дозе 150 кг/га. В этих опытах удобрения в среднем за 6 лет после 1-го и за 12 лет после 2-го приемов их внесения в сосняках брусничных, черничных и лишайниковых соответственно повышают ШГС на 54,0...117,9, 40,3... 131,7, 17,7...59,7 %; долю поздней древесины - на 9,6...30,7, 11,7 ...24,5, 9,8...20,8%; снижают число слоев в 1 см на 40,4...54,1, 29,5...56,8,15,0...
Таблица 1 - Влияние удобрений на показатели макроструктуры древесины , сосны и дополнительный текущий прирост по запасу в зависимости от
типа леса
Показатели макроструктуры древесины, доп. текущ. прироста по запасу Варианты опыта
Контроль N150+ N150" (№К)150 + N150* Р150+ N150" К150+ N150"
Сосняк брусничный
Ширина годичных слоев, мм, 0,553 0,602 1,099* 1,009* 1,080* 0,993* 0,753* 0,927* 0,835* 0,947*
Процент поздней древесины, % 33.6 33,5 42,2* 39,1* 43,9* 40,1* 37,2* 37,8* 39,4* 36,7*
Число годичных слоев в 1см, пгг./см 18.1 16,6 9.1* 19,9* 9.3* 10,1* 13.3 10,8* 12.0 10,6*
Доп. текущ. прирост по запасу, м3/га - 27,1* 57,2* 27,9* 55,8* 7.1* 30,7* 11,6* 33,7*
Сосняк черничный
Ширина годичных слоев, мм, 0.968 0,968 1,711* 1,831* 1,911* 1,962* 1,164* 1,358* 1,435* 1,611*
Процент поздней древесины, % 35.9 36,4 42.9* 43,6* 43,6* 44,5* 40,1* 41,9* 40,9* 42,4*
Число годичных слоев в 1см, шт./см 10.3 10,3 5.8* 5,5* 5.2* 5,1* м 7,4* 7.0* 6,2*
Доп. текущ. прирост по запасу, м3/га - 22,0* 50,2* 27,4* 57,1* 6.1* 22,5* 13,1* 35,4*
Сосняк лишайниковый
Ширина годичных слоев, мм 0,583 0,589 0,931* 0,760* 0,785* 0,771* 0,555 0,693* 0,568 0,730*
Процент поздней древесины, % 35.6 33,1 40,3* 36,6* 32.8 36,6* 37.4 36,8* 36,7 38,5*
Число годичных слоев в 1см, шт./см 17.2 17,0 10,7* 13,2* 12,7* 13,0* 18.0 14,4* 17.6 13,7*
Доп. текущ. прирост по запасу, м3/га - 16,1* 30,0* 11,2* 25,5* М 14,4* -М. 12,6*
Сосняк долгомошный
Ширина годичных слоев, мм, 1,349 1,234 1,603* 1,276 1,487* 1,335 1,291 1,187 1,297 1,094*
Процент поздней древесины, % 40,8 37,2 41.6 38,2 33,4* 35,0 37,0* 36,4 42,5 38,8
Число годичных слоев в 1см, шт./см ТА 8,1 6.2* 7,8 6.7* 7,5 2Л 8,1 и. 8,6
Доп. текущ. прирост по запасу, м3/га - 10.1 8,0* 5.3* 7,1* -1.06 -2,8 № -2,8
Примечания: 1- Приведены средние значения на пробных площадях по деревьям II кл. роста; 2* - различие, с которым существенно с вероятностью 0,90 ^фНг, ^=1,70); 3 - числитель - абсолютное значение признака после 1-го приема внесения удобрений (в среднем за б лет), знаменатель - абсолютное значение признака после 2-го приема внесения удобрений (в среднем за 12 лет); 4х -2-й прием внесения N150; 5 - в сосняке долгомошном 2-го приема внесения N150 не было.
37.4 % по сравнению с контролем (табл. 1). Удобрения позволяют получить дополнительный текущий прирост сосны по запасу после 1-го и 2-го приемов их внесения соответственно: в сосняках брусничных - 20,1. ..31,2 и30,7...57,2,черничных-22,0...34,0 и 22,5...57,1, лишайниковых -7,4 ...16,1 и 12,6...30,0 м3/га (табл. 1). Внесение фосфорных и калийных туков в изучаемых типах леса менее эффективно, чем азотных и смешанных. В сосняках лишайниковых калийные удобрения отрицательно действуют на показатели макроструктуры древесины," особенно в опыте с К200. Калийные удобрения в дозе 200 кг/га вызывают достоверное снижение ШГС на
18.5 % и доли поздней древесины - на 9,6... 11,2 % и повышают число годичных слоев в 1 см на 22,7 % по сравнению с контролем.
В формировании макроструктуры древесины сосны после внесения удобрений имелись две противоположные тенденции: первая была связана с увеличением радиального прироста и процента поздней древесины в первые 3 года после однократного и в первые 4 года после повторного внесения туков, вторая — с их снижением в последующие 4... 12 лет после внесения удобрений. Наибольших значений показатели макроструктуры древесины достигают на 2...3-й годы после 1-го и 2...4-й годы после 2-го приемов удобрения.
В сосняках брусничных и черничных древесина равномерного строения формируется во всех опытах с однократным удобрением и в опытах с повторным удобрением на фоне азотных и смешанных туков. В сосняках лишайниковых древесина имеет равномерное строение в опытах с однократным внесением азотных, фосфорных, калийных (кроме К100) удобрений, неравномерное строение - в опытах с однократным внесением смешанных туков и во всех опытах с повторным удобрением из-за резких перепадов в показателях макроструктуры до и после повторного внесения азотных туков.
В сосняке долгомошном однократное внесение удобрений в среднем за 6 лет их действия мало влияет на ШГС и вызывает другой характер изменений в структуре древесины по сравнению с ранее рассмотренными типами леса: N150, N200, (МРК)150 увеличивают ШГС на 10,2... 24,5 %; N200, (№>К)150 снижают долю поздней древесины на 9,3...17,4 % (табл.1). Азотные и смешанные удобрения способствуют формированию неравномерных годичных слоев и продуцируют дополнительно 5,3... 11,7 м3/га древесины сосны. Для повышения эффективности применения удобрений в этом типе леса перед их внесением необходимо проводить осушительную лесомелиорацию.
В результате исследования макроструктуры годичных слоев удобренных сосняков установлено, что изменения в ШГС и проценте поздней древесины зависят от типа леса, вида и дозы вносимых удобрений. Для оценки влияния этих факторов и их взаимных сочетаний на показатели макроструктуры древесины сосны был проведён трёхфакторный диспер-
сионный анализ, который показал, что наибольшее влияние на ШГС и процент поздней древесины оказывает сочетание двух факторов: типа леса и дозы удобрений, доля их участия из всех учитываемых факторов составила соответственно 30,0 и 18,5 %. Довольно значительное и достоверное действие на изучаемые показатели оказывают вид и доза удобрений, сила их влияния составляет соответственно на ШГС 12,3 и 9,0 %, на процент поздней древесины - 13,7 и 12,5 %. Влияние других факторов менее значительно.
Некоторые удобрения повышают устойчивость сосновых древосто-ев к неблагоприятным климатическим условиям. В 1985 г. (на 4-й год после 1-го приема внесения туков) в августе наблюдались высокая температура воздуха, особенно во 2-ой декаде месяца (+32 °С), и недостаток влаги воздуха в течение декады (2,4 мм) и всего месяца (41,4 мм), значительно снизившие радиальный прирост и долю поздней древесины в годичных слоях сосны в большинстве опытов с удобрениями и в контрольных древостоях. Но в удобренных сосняках: брусничных (N150), лишайниковых, черничных (N200) и долгомошных (Р150) удобрения уменьшают отрицательное влияние засухи и способствуют формированию более равномерных, широких годичных слоев с оптимальной структурой по сравнению с контрольными и другими вариантами опыта.
В удобренных древостоях между показателями макроструктуры древесины существует различная связь в зависимости то типа леса, вариантов опыта и продолжительности действия туков. При синхронных изменениях ШГС и процента поздней древесины за период действия удобрений между ними существует прямая, тесная и средняя связь (г = 0,60... 0,96), при различных изменениях показателей макроструктуры связь между ними слабая, а в некоторых опытах - обратная (г= -0,28.. .0,46).
Изучение активности и продолжительности деятельности камбия в средневозрастных и спелых сосняках брусничных Московской области после внесения азотных удобрений (N150) свидетельствует о его более раннем пробуждении (на 7... 10 дней), более позднем окончании работы (на 8... 12 дней) и увеличении интенсивности деятельности. В результате этого формируется более широкие годичные слои за счет увеличения в них количества ранних и поздних трахеид.
Следовательно, при выращивании деловой древесины сосны, в приспевающих и спелых сосняках брусничных, черничных и лишайниковых внесение удобрений, содержащих азот в дозах 150, 200 кг/га, - однократное и повторное в сосняках брусничных и черничных, однократное -в сосняках лишайниковых, способствует получению значительных запасов древесины сосны с оптимальными показателями макроструктуры, отвечающей требованиям большинства потребителей.
Математические модели прогноза влияния минеральных удобрений на макроструктуру древесины сосны. При целевом выращива-
нии леса сырьевого назначения для получения древесины высокого качества с заданными строением и свойствами эффективным приёмом является математическое моделирование, позволяющее прогнозировать рост древостоев с учетом ведущих факторов. В наших исследованиях впервые в отечественной практике целевого выращивания древесины разработаны математические модели прогноза влияния однократного и повторного внесения минеральных удобрений на строение древесины сосны. Они предусмотрены для прогнозирования влияния азотных удобрений в разных дозах (100, 150, 200 кг/га) на формирование макроструктуры древесины сосны при их внесении в начале подъема дендроцикла радиального прироста, когда от их применения можно получить максимальный эффект. В качестве базового варианта взяты деревья преобладающего II класса роста (по Крафту), произрастающие в условиях сосняка брусничного, характерного для южной тайги типа леса. Разработанные математические модели, описывающие изменения в показателях макроструктуры древесины, рассмотрены на примере опыта с однократным и повторным внесением азотных туков в дозе 150 кг/га (рис. 3...5).
Математические модели прогноза влияния удобрений на текущий радиальный прирост состоят из двух частей. Первая часть описывает подъем ШГС в первые 3, 4 года, вторая - спад в последующие 3...8 лет. Полученные зависимости влияния 1-го и 2-го приемов внесения азотных туков в дозе 150 кг/га на текущий радиальный прирост описываются соответственно моделями 1 (рис. 3) и 2 (рис. 4).
модель-1 y2=-0,3429Ln(x-3)+0,7302; R22=0,9797 уi=0,4367Ln(x)+0,2459; R,2=0,9986 б
Рис. 3. Математическая модель влияния первого приёма внесения N150 на радиальный прирост (а - - - - - фактические значения ШГС, мм; б--теоретические
значения ШГС, мм); 1- первый этап влияния удобрений на ШГС -подъём; (у1- ШГС 1-го этапа, х—1...3 — годы 1-го этапа); 2 - второй этап влияния удобрений на ШГС -спад (у2 - ШГС 2-го этапа, х - 4... 12 - годы 2-го этапа)
Математические модели прогноза влияния азотных удобрений в разных дозах на ширину поздней древесины в годичных слоях сосны, рассчитаны по показателю динамики накопления суммы ШПД. Это связано с неравномерным характером изменения ШПД во всех опытах после внесения туков и необходимостью использования более наглядно показателя, характеризующего указанный процесс. При разработке математических моделей, описывающих влияние 2-го приема удобрения, полученные
данные за этот период были приведены к общему началу внесения и действия удобрений. Математические модели прогноза влияния 1-го (модель 3) и 2-го (модель 4) приемов удобрения на содержание поздней древесины в годичных слоях сосны показаны на рис. 5
годы
Рис.4. Математическая модель влияния второго приёма внесения N150+14150 на радиальный прирост (а-----фактические значения ШГС, мм; б--теоретические значения ШГС, мм); 1- первый этап влияния удобрений на ШГС - подъём (у] -ШГС 1-го этапа, х -1...4 - годы 1-го этапа); 2- второй этап влияния удобрений на ШГС - спад (у2 - ШГС 2-го этапа, х - 5... 12 - годы 2-го этапа)
модель-4
годы
Рис. 5. Математические модели влияния первого внесения N150 - модель-3 и второго приема внесения Ш50+Ш50 - модель - 4 на динамику накопления поздней древесины в годичных слоях сосны (теоретические значения)
Разработанные математические модели с достаточно высокой точностью (коэффициент детерминирования 112=0,8970...0,9998) описывают изменения в текущем радиальном приросте и содержании поздней древесины в годичных слоях сосны в зависимости от дозы, повторности и продолжительности действия удобрений. Они могут быть базовым вариантом в расчетах других математических моделей, описывающих влияние интенсивных методов лесовыращивания, с учетом определяющих факторов для конкретных условий.
Влияние минеральных удобрений на макроструктуру годичных слоев сосны по классу роста деревьев (по Крафту). Исследования в
удобренном сосняке брусничном макроструктуры древесины сосны по классам роста по Крафту свидетельствуют, что они по-разному реагируют на удобрения. На деревья I кл. наибольшее положительное влияние оказывают туки, содержащие азот. У них в среднем за 6 лет после 1-го и 2-го приемов внесения удобрений ШГС возрастает в 1,2... 1,9 раз, процент поздней древесины - на 10,4...25,2 %, число слоев снижается в 1,6...1,9 раз (до 7... 10 шт./см). Оптимальными из них являются азотные и смешанные туки в минимальной дозе 100 кг/га. С увеличением дозы их эффект уменьшается. Фосфорные и калийные удобрения у деревьев I кл. в среднем за 6 лет их действия повышают ШГС на 26,1...52,0 %, снижают число слоев в 1 см на 20,7...34,3 %, но не влияет на структуру годичных слоев. У фосфорных удобрений наиболее эффективна доза 200 кг/га, калийных - 100 кг/га, что, видимо, связано в данных условиях с большей потребностью деревьев лучшего роста в фосфоре, чем в калие.
Наиболее отзывчивые на удобрения деревья II и III кл. У деревьев II кл. удобрения после 1-го и 2-го приемов их внесения почти во всех вариантах опыта вызывают положительные изменения в макроструктуре древесины, но наиболее эффективны азотные и смешанные в дозах 150 и 200 кг/га (табл.1). У деревьев III кл. также самые широкие годичные слои формируются в опытах с азотными и смешанными туками, действие которых возрастает с повышением дозы азота. В этих опытах в среднем за 6 лет действия удобрений ШГС увеличивается в 1,4...2,2 раза, процент поздней древесины - на 23,2...34,7 %, число слоев в 1 см снижается в 1,4...2,0 раза (до 11... 17 шт./см) по сравнению с контрольными древо-стоями. Однократное внесение фосфорных и калийных удобрений менее эффективно, чем азотных и смешанных. Отрицательное влияние на структуру годичных слоев деревьев III кл. оказывают калийные удобрения в дозе 200 кг/га. Они в среднем за 23 года после их внесения снижают долю поздней древесины на 13,8...16,4 % (до 28,3...29,0 %) по сравнению с контролем. В среднем за 6 лет действия туков во всех вариантах опыта, кроме К200, формируется высококачественная древесина сосны со средним показателями макроструктуры: ШГС - 0,429... 1,616 мм; процентом поздней древесины - 33,6...46,0 %; числом годичных слоев в 1 см-6,0... 23,3 шт./см. У деревьев I и III кл. древесина равномерного строения формируется в опытах: N150, N200, (NPK)IOO, (NPK)150, (NPK)200, N150+ N150, (NPK)150+N150; неравномерного строения - в опытах: N100, N100 +N150, P150+N150, K150+N150.
Деревья IV-V кл. почти не реагируют на удобрения. Только внесение туков, содержащих азот, в среднем за 6 лет их действия несколько увеличивает ШГС и процент поздней древесины на 8,9... 18,8 % и снижает количество годичных слоев в 1 см на 8,6... 14,9 % по сравнению с контролем, То есть, дополнительное минеральное питание, получаемое де-
ревьями этих классов роста с удобрениями уже существенно не улучшает их рост и не влияет на строение древесины сосны.
Для оценки влияния классов роста деревьев (по Крафту), вида и дозы удобрений на показатели макроструктуры был проведен трехфактор-ный дисперсионный анализ. Он подтвердил значительное влияние естественной дифференциации деревьев в лесу (классов Крафта) на ШГС, процент поздней древесины, доля участия которой составила соответственно 31,7 и 31,9 %, довольно существенное влияние вида удобрений соответственно 13,6 и 14,0 %, а также сочетаний вида с дозой удобрений соответственно 9,4 и 10,0 %. Учитывая особенности распределения деревьев по классам Крафта (на I...III кл. приходится большая половина деревьев в древостое) для всего насаждения сосняка брусничного оптимальными являются однократное и повторное внесение азотные удобрений в дозе 150 кг/га.
Макроструктура древесины сосны в зависимости от размеров крон деревьев и минеральных удобрений.. В результате исследований установлено, что удобрения способствуют существенному повышению площади крон деревьев на 12,4. ..15,3 % и объема крон - на 10,6...17,1 %, при этом ШГС и доля поздней древесины возрастают соответственно на 12,6...146,8 и 9,5...31,3 % по сравнению с контролем. Наиболее значительное увеличение размеров крон наблюдается у деревьев I...III кл. в опытах с азотными и смешанными туками в дозе 150 кг/га. Между показателями макроструктуры и размерами крон деревьев существует различная связь в зависимости от класса роста деревьев и вариантов опыта. В опытах с удобрениями прямая, тесная и средняя связь между ШГС и объемом, ШГС и площадью кроны у деревьев I, II кл. (г=0,53...0,99), менее тесная - у деревьев III—V кл. (г=0,41...0,91), а также между процентом поздней древесины и объемом, площадью кроны (г=0,42... 0,93).
Деревья III и IV кл. Крафта по-разному реагируют на удобрения. В среднем за 6 лет действия удобрений у одной части деревьев показатели макроструктуры древесины не изменяются. У другой части деревьев происходит увеличение: ШГС III кл. - в 1,7 раз, IV кл. - в 1,6 раз, процента поздней древесины III кл. - на 8,8 % по сравнению с деревьями, не отреагировавшими на удобрения. Деревья III и IV кл., отреагировавшие на удобрения, имеют соответственно площадь кроны в 1,6 и 1,4 раза, объем кроны - в 2,2 и 1,7 раз больше, чем деревья, не отреагировавшие на удобрения. Проведенные исследования обосновывают необходимость оставления деревьев III кл. с развитыми кронами при проведении рубок ухода перед внесением туков для выращивания деловой древесины и целевых сортиментов высокого качества.
Выявленные зависимости между размерами крон деревьев и строением древесины сосны в опытах с удобрениями свидетельствуют, с одной стороны, о высокой отзывчивости кроны деревьев I.. .III кл. на улучшение
минерального питания путем внесения туков, особенно азотных и смешанных, с другой стороны, о значительном влиянии площади и объема крон деревьев на радиальный прирост (в большей степени) и содержание в нем поздней древесины (в меньшей степени).
6. Изменения микроструктуры и физико-механических свойств древесины сосны от внесения минеральных удобрений
Применение минеральных удобрений в приспевающих и спелых сосняках в зависимости от регламентов их внесения и типа леса вызывает разные изменения в микроструктуре древесины сосны. Наиболее значительные изменения происходят в количестве и соотношении ранних и поздних трахеид. В сосняках брусничных и лишайниковых 1-й и 2-й приемы внесения удобрений в основном способствуют увеличению количества трахеид на 18,7... 107,3 %, особенно поздних - на 17,8... 139,2 %, за счет этого происходит повышение ШГС на 17,7...118,3 % и доли поздней древесины - на 9,6...30,0 %. Только в сосняках лишайниковых в опытах с калийными туками происходит снижение радиального прироста и доли поздней древесины в результате уменьшения общего количества трахеид на 16,4...20,4 %, поздних трахеид - на 14,0...22,0 %. В сосняках долго-мошных N200 увеличивают общее количество рядов трахеид на 10,9 %, за счет повышения ранних трахеид на 19,4 %, в результате этого происходит снижение доли поздней древесины на 10,3 %. В опыте с N150 этого не наблюдается, так как повышение ШГС (на 15,6 %) происходит за счет ранних и поздних трахеид.
В сосняках брусничных однократное внесение удобрений в среднем за 5 лет их действия способствует утолщению стенок ранних и поздних трахеид на 8,7... 18,2 %, увеличению диаметров поздних трахеид в радиальном направлении на 9,4... 12,7 %. Повторное внесение азотных удобрений (N150) в среднем за 13 лет их действия повышает толщину стенок ранних и поздних трахеид на 8,7...10,9 %, а в опыте (NPK)150+N150 диаметры поздних трахеид в радиальном направлении - на 9,3 %. В сосняках лишайниковых способствуют увеличению диаметров и толщины стенок ранних и поздних трахеид Р200, (NPK)100, К150, К200, только поздних трахеид - однократное и повторное внесение азотных туков, (NPK)150, Р150, К100. В этих опытах в среднем за 5 лет после однократного и 13 лет после повторного внесения удобрений толщина стенок трахеид увеличивается на 8,8... 15,4 %, диаметры трахеид в радиальном направлении - на 8,8... 14,1 %. Отрицательно действует на диаметры поздних трахеид в радиальном направлении Р100, снижая их значения на 11,7 %. В сосняках долгомошных во всех опытах удобрения вызывают утолщение стенок трахеид на 8,7... 17,0 %; N150, N200 повышают диаметры ранних трахеид в радиальном направлении на9,4... 10,5 % по сравнению с контролем.
В результате внесения удобрений происходят изменения в длине трахеид. В сосняках брусничных во всех опытах с однократном и повторным удобрением наблюдается увеличение длины поздних трахеид на 2,8...13,6 %. Длина ранних трахеид в одних случаях повышается: N200, (NPK)200, К200, (NPK)150+N150 (на 6,5...8,8 %); в других остается без изменений: N100, N150, все опыты с повторным удобрением, кроме (NPK)150+N150; в третьих уменьшается - Р200 (на 3,8 %). В сосняках лишайниковых удлинению ранних и поздних трахеид способствуют Р150, Р200 (на 4,1...7,1 %), только поздних трахеид - (NPK)200 (на 3,6 %), а К150 и К200 снижают длину ранних и поздних трахеид (на 3,6...8,9 %). В сосняках долгомошных повышают длину ранних трахеид на 3,7...4,8 % N150, N200, (NPK)150. В опытах с азотными и смешанными туками, в которых значительно повышаются ШГС и процент поздней древесины, отмечена прямая, средняя и тесная связь между ШГС и длинной поздних трахеид (г=0,67...0,99). Это дает основание использовать длину поздних трахеид в качестве одного из индикаторов интенсивности роста сосны.
В изучаемых типах леса влияние однократного и повторного внесения удобрений на диаметры и толщину стенок трахеид продолжается 4...7 лет, на длину трахеид после однократного удобрения - 5...7 лет, после повторного удобрения - не более 13 лет. Максимальных размеров трахеиды достигают на 2...5-й годы после внесения минеральных удобрений. Проведенные исследования свидетельствуют, что применение минеральных удобрений в приспевающих и спелых сосняках преобладающих типов леса южной подзоны тайги положительно влияет на микроструктуру древесины и позволяет выращивать сосновые древостой с заданными размерами древесных волокон.
Физико-механические свойства древесины в сосняках Унжен-ской низменности. Исследования в контрольных и удобренных сосняках брусничных и лишайниковых Унженской низменности физических свойств древесины сосны: базисной плотности, усушки в радиальном и тангенциальном направлениях и механических свойств древесины: предела прочности при сжатии вдоль волокон и предела прочности на статическом изгибе свидетельствуют об их оптимальных значениях, характерных для высококачественной древесины сосны. Результаты исследований представлены в табл. 2.
Проведенные экспериментальные исследования показали, что в сосняках брусничных и лишайниковых тип леса и минеральные удобрения не влияют на средние значения базисной плотности деревьев на высоте 1,3 м (табл. 2). Другая тенденции на этой же высоте наблюдается в периферийной зоне стволов деревьев после внесения азотных удобрения в дозе 200 кг/га, в которой удобрения за период их действия вызывают существенное повышение ШГС, процента поздней древесины, толщины стенок и диаметров поздних трахеид. В этом опыте удобрения достоверно
увеличивают базисную плотность древесины сосны на 3...6 % в течение 6...8 лет после их внесения. Исследования изменения базисной плотности в зависимости от показателей макроструктуры древесины сосны в изучаемых древостоях показали прямую, тесную связь между базисной плотностью и процентом поздней древесины (г=0,70...0,74); прямую, среднюю и слабую связь с количеством годичных слоев в 1 см (г=0,42...0,68); обратную, среднюю и тесную связь с ШГС (г = -0,57...-0,83).
Таблица 2 - Физико-механические свойства древесины в сосновых древостоях по типам леса
Варианты опыта Физические свойства древесины Механические свойства древесины
Плотность Усушка древесины Пределы прочности
максимальная усушка коэффициент при сжатии вдоль волокон на статический изгиб
Рб, кг/м3 Р шах, % Р шах» % к'р, % % 8», МПа 8,2, МПа 5», МПа §12, МПа
С.бр. контр. 505 4,40 7,90 0,15 0,26 76,77 53,88 133,27 85,99
С.бр. N200 466 5,19* 9,25* 0,17* 0,31* 74,38 49,23 134,34 96,61*
С.бр. N150 + N150 491 5,03* 7,54 0,17* 0,25 72,18 48,61* 119,83* 79,36
С. лиш. контр. 482 4,69 7,94 0,16 0,27 70,01 49,38 139,33 100,01
С. лиш. N200 506 4,75 7,57 0,16 0,25 64,65 45,35 128.73 85,04
Примечания:!. Приведены средние значения по модельным деревьям П кл. роста на пробных площадях; 2* - различие с контролем существенно с вероятностью 0,95 и 0,90 (1ф>гг), I 0,05=1.98; I о.ю=1,67; 3. Рб- базисная плотность, кг/м3; 4. р'тц, р'тах -максимальная усушка соответственно в радиальном и тангенциальном направлениях образцов, %; 5. кгр, к'р - коэффициент усушки соответственно в радиальном и тангенциальном направлениях образцов, %; 6. 8„ - предел прочности при влажности в момент испытания, МПа; 7. 512 - предел прочности при нормализованной влажности, МПа.
В контрольных сосняках брусничных и лишайниковых тип леса не влияет на максимальную усушку, коэффициент усушки и механические свойства древесины (предел прочности). В сосняках лишайниковых удобрения также не оказывают действия на указанные показатели, а в сосняках брусничных вызывают у них разные изменения в зависимости от по-вторности внесения туков. В сосняках брусничных внесение азотных удобрений повышает максимальную усушку и коэффициент усушки: однократное (N200) - на 14,3...17,9 % (в радиальном и тангенциальном направлениях), повторное (Ш50+Ш50) соответственно - на 17,2 % и 17,1 % (в тангенциальном направлении) по сравнению с контролем (табл. 2).
Изменения в усушке, видимо, связаны с повышением общей массы и размеров клеток поздней зоны в сосняках брусничных после внесения туков.
Однократное внесение удобрений в сосняках брусничных способствует увеличению предела прочности на статический изгиб на 12,7 %, повторное удобрение - снижению предела прочности при сжатии вдоль волокон на 9,8 % по сравнению с контролем (табл. 2). Различный характер изменения предела прочности при сжатии вдоль волокон и предела прочности на статический изгиб в опытах с однократным и повторным удобрением в сосняке брусничном, видимо, связан с изменениями в этих опытах в макро- и в микроструктуре древесины. Указанные изменения не выходят за пределы допустимых значений на высококачественную древесину сосны. Таким образом, азотные удобрения не ухудшают или положительно влияют на основные физико-механические свойства древесины сосны в приспевающих и спелых сосняках брусничных и лишайниковых.
Изменения в строении древесины влияют на содержание в ней целлюлозы. В результате улучшения макро- и микроструктуры древесины после внесения удобрений (N200) в сосняках брусничных выход целлюлозы увеличивается на 2,14 %. Следовательно, применение азотных удобрений в приспевающих и спелых сосняках позволяет получать деловую древесину сосны с оптимальными качественными характеристиками.
7. Организация устойчивого лесопользования в целевом хозяйстве по выращиванию пиловочника
Организация целевых хозяйств по выращиванию определенного сортимента с конкретным оборотом рубки - является объектом оптимизации лесопользования и повышения комплексной продуктивности лесов, Проведенные нами исследования по формированию целевого хозяйства по выращиванию пиловочника (ЦХП) апробированы в Опытном лесхозе «Чернолуховский» Костромской области. Исследования были ориентированы на организацию устойчивого лесопользования в целевом хозяйстве для удовлетворения потребностей арендаторов в пиловочнике высокого качества и повышение продуктивности лесов Унженской низменности.
Характеристика лесного фонда и использование лесосырьевых ресурсов в целевом хозяйстве. Для формирования целевого хозяйства по выращиванию пиловочника в лесном фонде Опытного лесхоза «Чернолуховский» были подобраны 94 квартала, общей площадью 35608 га. Покрытые лесной растительностью земли в ЦХП занимают 31500,7 га, или 89,0 % общей площади хозяйства. Целевой породой является сосна, запас которой составляет 3833,2 тыс. м3 (85,3 % общего запаса ЦХП). Насаждения целевого хозяйства имеют удовлетворительное состояние, характеризуются средними таксационными показателями: составом -7,1 С2,2БО,ЗЕО,ЗОсО, 1 Олч+Л, Олс, Ивд, Лп, К; возрастом - 45 л.; боните-
том - в 11,1; полнотой -0,68; запасом -143 м3/га. В насаждениях преобладают производительные типы леса: сосняки брусничные и черничные, что говорит об их высокой потенциальной продуктивности. Возрастная структура насаждений имеет неравномерный характер распределения. На территории целевого хозяйства (ЦХ) преобладают молодняки (48,9 %), средневозрастные (41,7 %) и крайне мало спелых (2,8 %) и приспевающих (6,6 %) насаждений. Это объясняется интенсивной рубкой спелых и перестойных насаждений в эксплуатируемых лесах и заменой их молодняка-ми. Наличие в ЦХП значительных площадей средневозрастных насаждений дает возможность в течение ближайших 10...20 лет существенно повысить их продуктивность, запасы деловой древесины, в том числе пиловочника, доходность ведения целевого лесного хозяйства в результате внесения минеральных удобрений.
Система лесоводственных мероприятий в целевом хозяйстве. На территории целевого хозяйства образованы две секции: хвойная с преобладанием насаждений сосны - целевой породы, мягколиственная, включающая все произрастающие в ней мягколиственные породы. Возраст количественной спелости по сосне установлен 55 лет, возраст технической спелости на крупный и средний пиловочник - 81...85 лет, соответственно возраст и оборот рубки - 85 лет.
В ЦХП в результате определения ежегодного размера главного пользования по целевой породе (сосне) максимальная расчетная лесосека по площади составила 370,6 га/год, а размер фонда реконструкции, подлежащей ежегодному освоению - 47,5 га. По форме хозяйства следует проводить в хвойной секции сплошнолесосечные рубки, в мягколиствен-ной секции - реконструктивные рубки, с частичным или полным созданием лесных плантаций или культур. Для повышения эффективности ведения лесного хозяйства предлагается выделять и проводить лесоводствен-ные мероприятия в лесах целевого назначения с использованием ландшафтного подхода на водосборно-бассейновом принципе.
Теоретические положения и практическое значение применения минеральных удобрений в целевом хозяйстве при ускоренном выращивании леса. В целевом хозяйстве по выращиванию пиловочника для ускоренного получения целевого сырья - среднего и крупного пиловочника, обеспечения непрерывного и неистощительного лесопользования и повышения продуктивности леса целесообразно применение интенсивные методы лесовыращивания с внесением минеральных удобрений. В результате наших исследований установлено, что использование минеральных удобрений в сосняках преобладающих типов леса южной подзоны тайги, произрастающих на бедных песчаных почвах, оказывает комплексное воздействие на лесные фитоценозы: повышает плодородие лесных почв, количество благонадежного самосева и подроста под пологом леса, увеличивает запасы древесины, улучшает её строение и физико-
механические свойства. Исследования, проведенные в приспевающих и спелых сосняках брусничных в контрольных и удобренных вариантах опыта, показали, что внесение азотных удобрений в дозе 200 кг/га в приспевающие древостой (64 г.) способствует снижению возраста рубки на
10 лет (с 85 до 75 лет) и получению дополнительно неполного среднего прироста деловой древесины 0,43 м3/га в год и 4,3 м3/га за 10 лет, пиловочника соответственно - 0,32 м7га в год и 3,2 м3/га за 10 лет. В этом опыте удобрения (N200) за 6...21 год их действия увеличивают объем хлыста на 10,7...12,2 %, выход крупной и средней деловой древесины на 8,7... 11,6, в том числе пиловочника - на 8,8... 10,5 % по сравнению с контрольным древостоем, наибольший эффект от удобрений в 75 лет через
11 лет после их внесения.
Для повышения эффективности применения минеральных удобрений при целевом выращивании леса сырьевого назначения в результате экспериментальных и теоретических исследований на основе системного подхода разработаны системы применения минеральных удобрений на разных уровнях по этапам формирования леса (рис. 6, 7) и концепция выращивания сосновых насаждений для получения деловой древесины высокого качества с применением удобрений на этапе сформировавшегося типа леса. Они опираются на учения И.С. Мелехова по динамической типологии леса (1980), системе мероприятий по повышению древесной продуктивности (1987, 1989), разработанную им классификацию таежных сосновых лесов по наличию запасов пиловочника и других сортиментов (1966); методические рекомендации Н.А. Моисеева по классификации лесов по целевому назначению и режиму их использования (1993, 2004), М.Д. Гиряева по организации целевых хозяйств (2003).
Система использования удобрений при формировании целевых хозяйств, основанная на динамической типологии леса (Мелехов, 1980), объединяет естественные, искусственные насаждения и разные регламенты внесения удобрений, что позволяет оценить их в совокупности как единое целое по этапам возобновления и развития леса. Она включает применение удобрений в лесокультурном и плантационном производствах на ранних стадиях роста леса в условиях формирования определенных типов вырубок, а затем и типов леса; в лесовыращивании естественных насаждений на этапах, предшествующих образованию леса (типах вырубок), и этапах формирующегося леса (типов леса). На выходе системы образуется сформировавшийся тип леса с преобладанием главной породы в древостое (рис. 6). Выбор этапов и регламентов применения удобрений в целевых хозяйствах зависит от целевой направленности хозяйства и конкретных природных и экономических условий.
Основываясь на высоких лесоводственной и экономической эффек-тивностях применения туков в приспевающих и спелых сосняках, их комплексном воздействии на главные компоненты лесных фитоценозов,
предложена концепция целевого выращивания и повышения продуктивности сосновых насаждений сырьевого назначения для получения деловой древесины, в том числе пиловочника, высокого качества на этапе сформировавшегося типа леса.
Целевая направленность применения минеральных удобрений
а о Я
^ - X а, я у 6) о й & Я
Я о
я я г
и 3
8 а
в о
я 5
Э о
£ о.
« ее
>. Й
о У *
и С £
Я О и
8 4 е
| § о
й « &
О о о
■У ч я
0)
о
я
ю
о
о
а
>,
Я ее
я я о р <и с; 2
я
в
н
И
о
к
и
н
и
>К
и
Ч
О
и
Этапы формирующегося леса
Этапы исходного типа леса со спелым древостоем
Этапы сформировавшегося типа леса
Этапы, предшествующие образованию леса и типы вырубок
Содействие последующему возобновлению леса
Подготовка площади и обработка почвы под лесные культуры и плантации
Улучшение минерального питания, ускорение роста лесных культур и плантаций
Рис. 6. Система использования удобрений при формировании целевых хозяйств на основе динамической типологии леса Условные обозначения: Л - лес, В - вырубка
Рис. 7. Система применения минеральных удобрений в целевых хозяйствах в сосняках преобладающих типов леса южно-таёжного лесного района европейской части Российской Федерации
На основе данной концепции разработана система применения минеральных удобрений в целевых хозяйствах в сосняках преобладающих типов леса южно-таёжного лесного района европейской части Российской Федерации (рис. 7). Данная система позволяет в целевых хозяйствах выбрать оптимальные регламенты применения туков с учетом их целевой направленности и типов леса.
Для получения деловой древесины, в том числе пиловочника, высокого качества с применением минеральных удобрений на этапе сформировавшегося типа леса нами разработан метод, включающий комплекс факторов: почвенных; лесоводственных: типов леса, лесорастительных условий, структуры и особенностей роста насаждений, с учетом классов роста и развития деревьев, размеров их крон, дендроцикла и интенсивности формирования прироста, срока главной рубки после внесения удобрений; регламентов применения туков: видов, доз, повторности, способа внесения, продолжительности их действия (рис. 8).
Рис. 8. Схема метода целевого выращивания сосновых насаждений для получения деловой древесины высокого качества на этапе сформировавшегося типа леса
Разработанный метод может использоваться при организации целевых хозяйств или хозяйственных секций по выращиванию деловой древе-
сины, пиловочника и других ценных сортиментов древесины сосны высокого качества при интенсивном ведении лесного хозяйства.
При уходе за лесом с внесением удобрений для сосняков преобладающих типов леса южной подзоны тайги Унженской низменности в результате экспериментальных исследований установлены региональные показатели критерия качества древесины сосны по индикаторам: макроструктуре древесины - ширине годичных слоев (ШГС), проценту поздней древесины, числу годичных слоёв в 1 см; микроструктуре древесины -толщине стенок трахеид, диаметрам и длине трахеид; физическим свойствам древесины - плотности (базисной), усушке (максимальной усушке, коэффициенту усушки); механическим свойствам древесины - пределу прочности при сжатии вдоль волокон и пределу прочности на статический изгиб.
Для характеристики качества древесины сосны при интенсивном ле-совыращивании нами предлагается применять комплексный показатель, включающий основные элементы макроструктуры древесины: ширину годичных слоев, процент поздней древесины, число годичных слоев в 1 см. В зависимости от изменений в макроструктуре годичных слоев рекомендуем выделять три класса критерия качества древесины: 1 кл. - высокое: ШГС - 0,5... 1,5 мм; процент поздней древесины - 30.. .40 % и более; число годичных слоев в 1 см - 7...20 шт./см; 2 кл. - среднее: ШГС - 1,5...3,5 мм; процент поздней древесины - 20...35 % и более; число годичных слоев в 1 см - 3...7 шт./см; 3 кл. - низкое качество: ШГС - более 3,5 мм; процент поздней древесины - 25 % и менее; число годичных слоев в 1 см - менее 3 шт./см.
Региональные показатели и предлагаемые классы качества древесины сосны могут найти применение в практике лесного хозяйства и лесной промышленности при оценке качества древесины сосны, получаемой в результате интенсивного лесовыращивания, и сертификации.
Совершенствование авиационной технологи внесения минеральных удобрений в лесные насаждения. Эффективность применения минеральных удобрений в значительной степени зависит от способа их внесения. В отечественной лесоводственной практике существующие способы подкормки удобрениями лесных объектов (ручной, механизированный с использованием наземной техники, авиационный с применением самолета Ан-2) не полностью отвечают современным лесоводствен-ным, природоохранным требованиям, не обеспечивают необходимые качество и производительность работ. По программе ГКНТ (Государственного комитета по науке и технике) диссертантом с соавторами (Степа-ненко, 1987, 1988; Воронкова, Степаненко, 1989) проведены авиационные и лесоводственные исследования, на основании которых усовершенствована авиационная технология внесения удобрений с помощью вертолетов Ка-26 и Ми-2. Предложенная технология при двойном перекрытии обра-
батываемой площади обеспечивает высокое качество работ за счет своевременной отсечки и равномерного распределения удобрений по площади (коэффициент вариации: Ка-26 - 9,2; Ми-2 - 19...38 %). Использование вертолетов в 13... 15 раз повышает производительность труда по сравнению с ручным способом, обеспечивает быстрое, своевременное внесение туков, хорошее качество работ, отвечает лесоводственным, природоохранным требованиям и является эффективным способом внесения удобрений на лесных площадях 50... 100 га.
Экономическая оценка применения минеральных удобрений при интенсивном ведение целевого лесного хозяйства по выращиванию пиловочника в средневозрастных, приспевающих и спелых сосняках преобладающих типов леса южной подзоны тайги в условиях Унжен-ской низменности показала их высокую экономическую эффективность на разных уровнях: 1) от получения дополнительного запаса деловой древесины крупных, средних сортиментов, в том числе пиловочника, высокого качества; 2) от сокращения возраста и оборота рубки на 10 лет; 3) от сокращения периода естественного возобновления сосны и снижения денежных средств и производственных ресурсов на искусственное лесовос-становление. В целевом хозяйстве по выращиванию пиловочника, в хвойном хозяйственной секции наибольшую лесоводственную и экономическую доходности (по ценам на 20.03.2007 г., при механизированном способе внесения МВУ-0,5) обеспечивают в сосняках брусничных, черничных однократное и повторное применение азотных и смешанных туков в дозах 150, 200 кг/га; в сосняках лишайников - однократное внесение азотных удобрений в дозах 150, 200 кг/га с рубкой главного пользования через 6 лет, а в сосняке черничном в опыте с N200 — с главной рубкой через 12 лет после внесения удобрений, когда дополнительный экономический эффект от внесения удобрений составляет 8,7...22,0 тыс. руб./га, индекс доходности - 1,74...4,88 руб. (на 1 руб. затрат). Снижение возраста рубки за счет применения удобрений на 10 лет с 85 до 75 лет способствует выходу дополнительного сырья в год на 1 га: деловой древесины на 15,0, пиловочника - на 21,9 %. В спелом сосняке брусничном внесение азотных удобрений (N200) является эффективным приёмом для содействия естественному возобновлению под пологом леса, способствующим увеличению количества подроста до значений, когда не требуется создания лесных культур. В этом случае за счёт применения туков дополнительный экономический эффект от них составляет 28,7 тыс. руб./га, индекс доходности - 6,4 руб. (на 1 руб. затрат), экономия прямых производственных затрат - 14,0 тыс. руб./га, или 80,9 %. Следовательно, при интенсивном ведении целевого лесного хозяйства по выращиванию леса сырьевого назначения, в том числе пиловочника, применение минеральных удобрений является перспективным приемом повышения продуктив-
ности леса, ускоренного получения древесины высокого качества, и обеспечения наибольших лесоводственной и экономической доходностей.
Заключение
В результате проведенных комплексных теоретических и экспериментальных исследований сделаны выводы и рекомендации:
1. Дана оценка современного состояния лесов и лесного фонда Ун-женской низменности, свидетельствующая о снижении продуктивности лесов за последние полтора-два столетия в 2...3 раза в результате их интенсивной эксплуатации и лесных пожаров. В настоящее время в лесных насаждениях средний запас составляет 145 м3/га, они имеют неравномерную возрастную структуру с преобладанием средневозрастных древостоев простой формы; под пологом леса идет неудовлетворительно процесс естественного возобновления главными породами. В сосняках основных типов леса: черничных, брусничный, лишайниковых и долгомошных за период жизни древостоев формируется древесина высокого качества с оптимальными показателями макро- и микроструктуры. Что свидетельствует о больших потенциальных возможностях лесопользования в изучаемом регионе при повышении продуктивности лесных насаждений.
2. Разработаны и научно обоснованы новые подходы целевого выращивания и повышения продуктивности сосновых насаждений с использованием естественных природных процессов, методов интенсивного ведения лесного хозяйства с внесением минеральных удобрений и формированием целевых хозяйств (ЦХ) по выращиванию деловой древесины. На их основе разработана научная концепция целевого выращивания и повышения продуктивности сосновых насаждений сырьевого назначения для получения деловой древесины высокого качества на этапе сформировавшегося типа леса с использованием минеральных удобрений. При формировании ЦХ предложена система лесоводственных мероприятий по организации хозяйственных секций, форм хозяйства, возрастов и оборотов рубок целевых сортиментов, в ЦХ сырьевого назначения обосновано внесение туков. Разработаны системы применения минеральных удобрений при целевом выращивании сосновых насаждений сырьевого назначения на основе динамической типологии леса, отдельного этапа - сформировавшегося типа леса и завершенных лесокультурном и плантационном производствах, опирающиеся на системный подход, закономерности природных процессов, структурно-функциональные связи, зависимости и свойства лесных фитоценозов.
3. Установлено комплексное, положительное и продолжительное (5... 12 лет) влияние удобрений, содержащих азот, в приспевающих и спелых сосняках на этапе сформировавшегося типа леса на основные компоненты лесных фитоценозов и их продуктивность. Оно проявляется в улуч-
шении почвенного плодородия за счет возрастания в почве валового азота в 1,8...2,2 раза; изменении в соотношении видов растений в ЖНП, благоприятно влияющем на возобновления леса; увеличении количества жизнеспособного подроста хвойных пород в 1,2...2,3 раза. В повышении устойчивости сосновых насаждений к неблагоприятным климатическим условиям (засухе). При целевом выращивании пиловочника выявлено существенное повышение текущего радиального прироста в зависимости от типов леса в 1,3...2,3 раза; продуцирование дополнительного текущего прироста по запасу после 1-го и 2-го приемов внесения туков соответственно 7...34 и 13...57 м3/га; увеличение выхода крупной и средней деловой древесины на 8,7...11,6, в том числе пиловочника - на 8,8...10,5 %; сокращение возраста и оборота рубки на 10 лет (с 85 до 75) и получение 15...22 % дополнительного сырья.
4. Выявлено влияние минеральных удобрений в приспевающих и спелых сосняках на формирование и анатомическое строение древесины сосны в течение 5... 12 лет в зависимости от регламентов их применения, типов леса, классов роста и размеров крон деревьев. Удобрения способствуют увеличению деятельности камбия, удлинению периода его активности за счет более ранней реактивации (на 7... 10 дней) и более позднего окончания его работы (на 8... 12 дней) после их внесения. Они вызывают положительные изменениями в макроструктуре древесины в большинстве опытов с туками в результате увеличения ШГС в 1,2...2,3 раза, процента поздней древесины - на 8,6...30,7 %, снижения числа годичных слоев в 1 см на 15,0...56,8 % до средних значений; в микроструктуре древесины за счёт повышения общего количества рядов трахеид на 18,7.. .107,3, поздних трахеид - на 17,8...139,3 %, увеличения диаметров трахеид в радиальном направлении на 9,4... 12,7 %, толщины их стенок - на 8,7... 18,2 %, длины трахеид - на 2,8...13,6 %. Применение минеральных удобрений в приспевающих и спелых сосняках брусничных, черничных и лишайниковых положительно влияет на анатомическое строение древесины сосны.
5. Изменения в макро- и микроструктуре древесины сосны в сосняках брусничных и лишайниковых после внесения азотных туков в дозе 200 кг/га положительно действуют на ее базисную плотность, увеличивая ее за период действия удобрений на 3...6 %, и не ухудшают физико-механические свойства древесины. Применение азотных удобрений в приспевающих и спелых сосняках брусничных и лишайниковых позволяет получать деловую древесину сосны, в том числе пиловочник, с оптимальными качественными характеристиками.
6. Разработан научно обоснованный метод целевого выращивания сосновых насаждений для получения деловой древесины высоко качества с применением минеральных удобрений. Предложены и обоснованы критерии качества древесины сосны при интенсивном лесовыращивании по показателям макроструктуры годичных слоев. Определены региональные по-
казатели качества древесины сосны (по макро-, микроструктуре, физическим и механическим свойствам). Созданы математические модели прогноза влияния минеральных удобрений на макроструктуру древесины сосны. Установлено влияние азотных туков на выход целлюлозы. Усовершенствована авиационная технология внесения минеральных удобрений на лесные объекты вертолётами Ми-2 и Ка-26, отвечающая требованиям охраны природы. Показаны лесоводственная и экономическая эффективности применения минеральных удобрений в южной подзоне тайги европейской части России на этапе сформировавшегося типа леса. Доказана возможность целевого выращивания древесины сосны с заданными строением, качеством, свойствами и повышения продуктивности сосновых насаждений путем внесения минеральных удобрений и формированием целевых хозяйств.
7. Для организации устойчивого лесопользования, повышения продуктивности лесов и обеспечения их целевого назначения на предприятиях лесного хозяйства рекомендуется формировать ЦХ по выращиванию определенного сортимента с сокращенным оборотом рубки. В южной подзоне тайги европейской части России (на примере сосняков Унженской низменности) в лесах сырьевого назначения предлагается создание целевых хозяйств по выращиванию товарных сортиментов. При выделении лесных насаждений целевого назначения и формировании соответствующих целевых хозяйств целесообразно использовать ландшафтный подход на водо-сборно-бассейновом принципе.
8. В целевом хозяйстве по выращиванию пиловочника (ЦХП) следует использовать гибкие возрасты и обороты рубок в зависимости от методов ведения лесного хозяйства: при традиционном - возраст и оборот рубки - 85 лет; при интенсивном методе с применением удобрений (N200) в ЦХП в приспевающих сосняках для получения крупного и среднего пиловочника - 75 лет. По форме хозяйства в ЦХП в хвойной секции рекомендуется проводить сплошнолесосечные рубки, в мягколиственной - реконструктивные рубки с частичным или полным созданием лесных культур.
9. При целевом выращивании деловой древесины, пиловочника и других сортиментов для обеспечения непрерывного и неистощительного пользования лесом, повышения его продуктивности и сокращения периода выращивания в хвойной хозяйственной секции целесообразно использовать минеральных удобрения на основе системного подхода, с учетом происхождения, структуры насаждений, этапов их роста и формирования, типов леса, регламентов применения туков. В южной подзоне тайги европейской части России в сосняках преобладающих типов леса для повышения почвенного плодородия, увеличения жизнеспособного самосева и подроста хвойных пород, а в сосняке брусничном для обеспечения успешного возобновления вырубок, без создания лесных культур; для получения наибольших запасов дополнительного текущего прироста деловой древесины
высокого качества с оптимальным строением и физико-механическими свойствами целесообразно однократное внесение азотных и смешанных удобрений в дозах 150, 200 кг/га (в сосняках брусничных, черничных, лишайниковых) и повторное (через 5) внесение азотных в дозе 150 кг/га на фоне азотных и смешанных туков в дозе 150 кг/га (в сосняках брусничных, черничных) с рубкой главного пользования через 6 лет, а в сосняке черничном с применением N200 - с главной рубкой через 12 лет после внесения удобрений. В сосняке долгомошном перед внесением туков рекомендуется проведение осушительной лесомелиорации.
10. Для внесения минеральных удобрений на лесных площадях 50... 100 га целесообразно применение вертолетов Ми-2 и Ка-26, оборудованных туннельным и центробежным (ЦБР) разбрасывателями, которые при двухкратном перекрытии обрабатываемых полос обеспечивают высокую производительность, равномерный рассев туков, а также отвечают природоохранным требованиям. Применение Ка-26 с ЦБР обеспечивает более равномерный рассев и высокое качество внесения туков.
Теоретические положения и практические рекомендации, изложенные в работе, могут служить основой для разработки других систем применения минеральных удобрений для их эффективного использования при интенсивном лесовыращивании.
Таким образом, результаты исследований позволяют решить важную народнохозяйственную проблему повышения продуктивности леса путем его целевого выращивания, рационального пользования лесными ресурсами и получения от них наибольших лесоводственной и экономической до-ходностей на основе традиционных и новых подходов ведения лесного хозяйства с применением методов интенсивного лесовыращивания и совершенствованием устойчивого лесопользования.
Основные публикации по теме диссертации
В изданиях по перечню ВАК:
1. Степаненко, И. И. Влияние удобрений на строение древесины в сосняке брусничном [Текст] / И. И. Степаненко // Известия высших учебных заведений. Лесной журнал. - 1989.-№ 6.-С. 127-130.
2. Степаненко, И. И. Влияние удобрений да анатомическое строение древесины сосны в разных типах леса [Текст] / Степаненко, И. И. // Известия высших учебных заведений. Лесной журнал. - 2000. - № 4. - С. 126-134.
3. Степаненко, И. И. Радиальный прирост и его динамика в удобренных сосняках лишайниковом и долгомошном [Текст] / И. И. Степаненко // Вестник Московского государственного университета леса. Лесной вестник. - 2003. - № 3 (38). - С. 112116.
4. Степаненко, И. И. Влияние однократного внесения удобрения на радиальный прирост сосняка брусничного [Текст] / И. И. Степаненко // Вестник Московского государственного университета леса. Лесной вестник. - 2003. - № 3. - С. 8-11.
5. Степаненко, И. И. Особенности изменения микроструктуры древесины в опытах с фосфорными и калийными удобрениями в сосняке лишайниковом [Текст] / И. И. Степаненко // Вестник Московского государственного университета леса. Лесной вестник. - 2004. - № 2 (33) - С. 15-21.
6. Степаненко, И. И. Азотные удобрения и динамика микроструктуры древесины в сосняке долгомошном [Текст] / И. И.Степаненко // Вестник Московского государственного университета леса. Лесной вестник. - 2004. - № 4 (35). - С. 36-41.
7. Степаненко, И. И, Климатические факторы и эффективность действия азотных удобрений на радиальный прирост сосны в разных типах леса [Текст] / И. И. Степаненко // Вестник Московского государственного университета леса. Лесной вестник. - 2005. - № 2 (38) - С. 5-9.
8. Степаненко, И. И. Динамика радиального прироста и некоторых его анатомических показателей в результате внесения азотных удобрений в сосняк брусничный [Текст] /И. И. Степаненко // Вестник Московского государственного университета леса. Лесной вестник. -2005. -№ 2 (38). - С. 12-17.
9. Степаненко, И. И. Повышение продуктивности сосновых насаждений в результате внесения минеральных удобрений [Текст] / И. И. Степаненко // Известия высших учебных заведений. Лесной журнал. - 2005 - № 4. - С. 61-69.
10. Рожков, А. А. Повышение плодородия почв в опытах с минеральными удобрениями в сосняках Унженской низменности [Текст] / В. А. Рожков, И. И. Степаненко, О. В. Кормилицина // Вестник Московского государственного университета леса. Лесной вестник. - 2005. - № 5 (41). - С. 38^8.
11. Степаненко, И. И. Динамика макро- и микроструктуры древесины сосны в опытах с полными удобрениями в разных типах леса [Текст] / И. И. Степаненко / Вестник Московского государственного университета леса. Лесной вестник. - 2006. -№ 1 (43).-С. 11-20.
12. Степаненко, И. И. Изменения в живом напочвенном покрове в опытах с минеральными удобрениями в разных типах леса [Текст] / И. И. Степаненко // Вестник Московского государственного университета леса. Лесной вестник. - 2006. - № 6(48).-С. 4-12.
13. Степаненко, И. И. Естественное возобновление леса в удобренных сосняках Унженской низменности [Текст] / И. И. Степаненко И Вестник Московского государственного университета леса. Лесной вестник - 2007- № 1 (50) - С. 23-32.
14. Чумаченко, С. И. Влияние классов роста и размеров крон деревьев на строение древесины сосны при внесении минеральных удобрений [Текст] / С. И. Чумаченко, И. И. Степаненко // Вестник Московского государственного университета леса. Лесной вестник. - 2007. - № 6 (56). - С. 7-13.
15. Чумаченко, С. И. Использование математических моделей, прогнозирующих влияние интенсивных методов выращивания леса на строение древесины [Текст] / С. И. Чумаченко, И. И. Степаненко // Лесное хозяйство. - 2008. - № 4. - С. 36-38.
16. Степаненко, И. И. Применение математических моделей для прогнозирования влияния минеральных удобрений на формирование и строение древесины сосны [Текст] / И. И. Степаненко, С. И. Чумаченко // Вестник Московского государственного университета леса. Лесной вестник. - 2008. - № 6 (63). - С. 32-37.
Прочие:
17. Степаненко, И. И. Новая технология внесения минеральных удобрений в лесные насаждения [Текст] / И. И. Степаненко // Всесоюзная школа молодых ученых
и специалистов по современным проблемам защитного лесоразведения и охраны природы: тр., Минск, 19-25 окт. 1987. - Волгоград: ВНИАЛМИ, 1987. - С. 104-105.
18. Степаненко, И. И. Авиационное внесение минеральных удобрений в лесные насаждения на базе вертолета Ка-26 [Текст] / И. И.Степаненко - М., 1988. - С. 120. -Деп. в ЦБНТИ лесхоз 1988, № 5 (199).
19. Воронкова, А. Б. Новое в технологии авиационного внесения минеральных удобрений в лесные насаждения с применением вертолетной техники [Текст] / А Б. Воронкова, И. И. Степаненко // Повышение плодородия лесных почв: сб. науч. тр. / Всесоюзн. научно-исслед. ин-т лесоводства и механизации лесного хозяйства. - М., 1989.-С. 95-108.
20. Степаненко, И. И. Влияние азотных удобрений на структуру древесины сосны [Текст] / И. И.Степаненко // Науч. тр. Моск. гос. ун-та леса. -1989. - Вып. 210. - С. 55-58.
21. Степаненко, И. И. Макроструктура годичных слоев сосны в разных типах леса в результате внесения минеральных удобрений [Текст] / И. И. Степаненко // Науч. тр. Моск. гос. ун-та леса- 1990. - Вып. 234. - С. 38^1.
22. Степаненко, И. И. Изменения в макро- и микроструктуре годичных слоев сосны после удобрения в лишайниковом и долгомошном типах леса [Текст] / И. И. Степаненко //Науч. тр. Моск. гос. ун-та леса,- 1992. - Вып. 257. - С. 33-38.
23. Степаненко, И. И. Влияние минеральных удобрений на качество древесины сосны у деревьев разных категорий (классов Крафта) [Текст] / И. И. Степаненко // Науч. тр. Моск. гос. ун-та леса. - 1995. - Вып. 274. - С. 108-116.
24. Степаненко, И. И. Вегетационная динамика формирования годичных слоев в удобренных сосняках [Текст] / И. И. Степаненко // Науч. тр. Моск. гос. ун-та леса. -1998,-Вып. 289.-С. 116-126.
25. Степаненко, И. И. Лесная типология [Текст]: метод, пособие по проведению учебно-исслед. работы в системе дополнительного образования / И. И. Степаненко. -М.: МНЭПУ, 1998 - 96 с.
26. Степаненко, И. И. Динамика формирования древесины сосны в удобренных насаждениях разных типов леса [Текст] / Степаненко, И. И. // Строение, свойства и качество древесины - 2000: материалы III Международного симпозиума, 11-14 сент. 2000 г. - Петрозаводск: КарНЦРАН, 2000. - С. 95-98.
27. Степаненко, И. И, Влияние удобрения сосняков брусничных на динамику радиального прироста сосны [Текст] / И. И. Степаненко // Лесохозяйственная информация - 2003. - № 10.-С. 6-16.
28. Степаненко, И. И. Строение древесины сосны в результате внесения удобрений в сосняках лишайниковом и долгомошном [Текст] / И. И. Степаненко // Лесохозяйственная информация-2003. -№ 12. - С. 2-15.
29. Степаненко, И. И. Влияние азотных удобрений на радиальный прирост и размеры трахеид в сосняке лишайниковом [Текст] / И. И. Степаненко // Строение, свойства и качество древесины - 2004: тр. IV Международного симпозиума. 13-16 сент. 2004 г. -Т. 1. - С.-Петербург: СПб РЛТА, 2004.- С.138-141.
30. Степаненко, И. И. Влияние типов леса и возраста древостоев на формирование древесины в сосняках Унженской низменности [Текст] / И. И. Степаненко // Лесохозяйственная информация - 2008. - № 1-2.-С. 19-25.
31. Степаненко, И. И. Влияние минеральных удобрений на физико-механические свойства древесины сосны [Текст] / И. И. Степаненко // Лесохозяйственная информация - 2008. - № 5 - С. 3-10.
Подписано в печать 22.04.2009. Формат 70x84/16. Усл. печ. л. 2,0. Тираж 100 экз. Заказ № 81.
Отпечатано в полном соответствии с качеством предоставленного оригинал-макета в типографии ГОУ ВПО «Архангельский государственный технический университет»
163002, г. Архангельск, наб. Северной Двины, 17
-
Степаненко, Ирина Ивановна
-
доктора сельскохозяйственных наук
-
Архангельск, 2009
-
ВАК 06.03.03
- Лесоводственно-хозяйственная эффективность рубок ухода в сосновых насаждениях средней подзоны тайги Архангельской области
- Воспроизводство сосновых лесов южной и средней подзон европейской тайги
- Динамика сосновых насаждений в результате длительного последействия проходных рубок на Среднем Урале
- Лесоводственная эффективность длительного осушения сосновых вырубок начальной стадии заболачивания
- Ускоренное выращивание культур сосны обыкновенной в среднетаежной подзоне Карелии
