Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Морфология и особенности формирования корневых систем лиственницы японской в культурах в условиях северного ополья Украины

ВАК РФ 06.03.01, Лесные культуры, селекция, семеноводство

Автореферат диссертации по теме "Морфология и особенности формирования корневых систем лиственницы японской в культурах в условиях северного ополья Украины"

УКРАЇНСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ЛІСОТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

На правах рукопису

ргб од

-9СЕ|т» ,™'ЯК

1 и|1 , ІОрін Орестович

МОРФОЛОГІЯ І ОСОБЛИВОСТІ ФОРМУВАННЯ КОРЕНЕВИХ СИСТЕМ МОДРИНИ ЯПОНСЬКОЇ В КУЛЬТУРАХ В УМОВАХ ПІВНІЧНОГО ОПІЛЛЯ УКРАЇНИ

06. 03. 01 лісові культури, селекція, насінництво і озеленення міст

Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогосподарських наук

ЛЬВІВ — І П (М

Дисертацією є рукзли:-

їойота виконана на кафедрі генетик;:, дісовкх культур дереЕіікогкавотвг Українського Зержагяого Лісотехнічного :--;Кіггрсі:тет"

Науковий керівник :. доктор с і льськогосподарських наук,

осініпкі опоненти : доктор сідьськогс-споларських наук.. Процесор ГОРДІЄНКО т. І. ,

кандидат с ідьськсгосподарських наук, доцент Олійник І. я.

на васідаккі спеціалізованої вченої ради К 055. 29.02 Українського Лгркавного Лісотехнічного Університету по адресу : 25X57, Львів. Еуд. Пушкіна, 103. кім. 27.

5 гисертааіев можна ознайомитись е бібліотеці Українсі-кого З&риагнэгс- Лісотехнічного Університету.

професор Кахінік К. І.

Ведуча сргакізазіЕ : 7&ъ-.ъськъ обласне виробниче дісзгос-псдзгсік? об’егнаннл ” Лівівдіо". ■

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради професор

Актуальність теми

В умовах економічної і екологічної кризи, ідо склалася в Україні, гостро відчувається значний дефіцит деревини. При щорічній потребі 40-42 млн. мЗ деревини, аа рахунок власних резервів можна заготовити лише 12-14 мли. мЗ. Провідні галузі господарства’ держави, такі як целюлозно-паперова, меблева, вугільна та будівельна промисловість, не мають можливості одержати необхідної кількості деревини, шр негативно відбивається на їх розвитку та функціонуванню. Проблема вадовільнення потреби в деревині може вирішуватись шляхом інтенсифікації лісовирощування, впровадженням . в лісові культури високопродуктивних швидкорослих порід В І, ч. • інтродуцентів. Однією а таких порід є модрина японська, яка у . віці 20-25 років формує аапас стовбурної деревини до 360-430 мЗ/га і є надзвичайно перспективною для промислового, лісовирощув'ання з коротким оборотом рубки.. Однак,до останнього часу лісівничо-біологічні особливості модрини японської в умовах інтродукції вивчені недостатньо. Подальше впровадження в культури цієї надзвичайно цінної породи вимагає більш глибокого вивчення її лісівничо-біологічних особливостей. Зовсім не досліджені закономірності, будови і розвитку кореневих систем модрини японської в різних лісорослинних умовах, що призводить до помилок при вирощуванні змішаних культур за участю модрини. Такі дослідження в природному ареалі і в умовах її інтродукції до останнього часу не проводились. Це свідчить про актуальносте даної роботи та її значення у вирішенні загальнодержавного завдання підвищення продуктивності лісів України. . • •

Наукова новизна. Еперше в умовах .інтродукції на Опіллі проведені комплексні дослідження біометричних і стереометричних особливостей її кореневих-систем з застосуванням повного . відмивання від грунту в.чистих і змішаних культурах. Визначені особливості будови і структури кореневих систем та закономірності їх трансформації в найбільш активні періоди росту і розвитку, у віковому діапазоні 2-40-річного йіку. ’

В динаміці вивчені закономірності розподілу органічної маси дерев модрини японської по морфологічних частинах. '

• Еперше- вивчені особливості корененаселеності грунту в вмішаних культурах модрини японської з.дубом північним та"кленом гоетро-лиетним в умовах західного Лісостепу України. • •

Мета і завдання досліджень. Основною метою було вивчення' комплексних характеристик будови і структури кореневих систем модрини японської в умовах сірих лісових грунтів західного Лісостепу України, встановлення ролі модрини у підвищенні продуктивності лісів. На підставі літературних джерел охарактеризовані біологічні і екологічні особливості найбільш поширених в даному регіоні видів модрин. . ■ ; ■

Основними програмними питаннями роботи були: дослідження біометричної і стереометричної характеристик кореневих систем модрини японської В різні ВІКОВІ періоди. • '

Вивчення закономірностей розподілу органічної, маси з віком по морфологічних частинах дерев модрини японської.•

Виявлення і визначення кореляційних залежностей між основними морфологічними характеристиками'кореневих систем і надземною частішою дерев за допомогою математичних методів з застосуванням еом. : ; . ■

На захист виносяться наступні положення; будова і структура кореневих систем модрини японської в уЙзвах сірих.л'ісових грунтів Північного Опілля України, її,основні біометричні і стереомет- ’ ричні характеристики та закономірності розподілу органічної маси по морфологічних частинах дерев. • .

Особливості корененаселеності грунту в культурах модрини японської з швидкорослим дубом ПІВНІЧНИМ. '. .

Це дозволило моделювати первинний склад культур за участю модрини японської в врахуванням особливостей будови її кореневих систем. . . . .

Апробація матеріалів. Основні матеріали досліджень доповідались на науково-технічних конференціях в ЛЛГІ (1987), ШНІ (1989), ' конференції молодих вчених Західного відділення ВАСГНІЛ ( Гомель, 1990 ).опубліковані в трьох наукових статтях та ввійшли в звіти по науково-дослідній роботі кафедри генетики, лісових культур і деревинознавства. Розроблені, рекомендації по вирощуванню модрини японської доповідались на виробничих нарадах БродіЕського ДЛГ та об’єднання "Льеіеліс" і послужили основою створення експериментальних культур на площі 35 га в ЕроДівському, Лешівському та Підкамінському лісництвах. . -

Дисертаційна робота в завершеному стані доповідалась на засіданні кафедри генетики, лісових культур і деревинознавства укрД.'Пі-.

Об’єм роботи.Зміст дисертації викладено на 173 сторінках наїишопіісного тексту, ілюстровано 22 рисунками і таблицями. Дисертація складається з вступу, восьми розділів, висновків,

рекомендацій виробництву.Список використаної літератури включав 148 назв,в тому'числі 17 закордонних. . ' ■. .

• S1JICT РОБОТИ . .

В першому розділі приведена еколого-біологічна характеристика модрини японської ( L'arix leptolepis Gord.). \

■ - Природно модрина японська зростав на о. Хондо (Хонсю )в Японії, де вена займає відносно невеличку територію, обмежену на пів- • ночі 28” і на півдні 25" північної широтіі, на заході приблизно 173"

і на сході- 140" східної довготи. Тут вона займає в основному схи-

ли погаслих вулканів на висоті над рівнем моря'1300-2900 м (Крюсман, 1986; Дітмар, •1978 ). В мелах природного ареалу вона’характеризується як г'ірська. деревна порода холодного клімату ( 'Стефан та інш. , 1984,-Ейзенрейх, 1959; -Schenk, -1939;Schober, 1953 ). В умовах природного.ареалу ця порода стійка проти кліматичних аномалій '

( сильних вітрів, надмірних спаді в, низьких температур та in.) (Tsuneo, 1985; Katsuju, 1984 ). Також відзначається позитивним впливом на довкілля ( Takeo, .1973;Erikson,. 1989 ). В умовах інтродуїсції в Європі і Північній Америці модрина японська ■ ха-рактерпзуеться більш високою продуктивністю і СТІЙКІСТЮ, НІЖ ІНШІ види модрин ( Древесные лордиШра, 1982; Fovler, Simpson, Park,

1988; Dittmar іінш., 1978; Bacycng, Liying, Shiging, 1989 ).

E умовах України кращій ріст і висока продуктивність модрини японської спостерігається на*багатих грунтах з добрими водно-фізичними властивостями ( Одійник, 1977'). Тут їй притаманні висока продуктивність, технічна цінність деревини, висока біологічна стійкість і швидка адаптація до умов зовнішнього середовищ ( Ситник, '1980; Олійник,. 1977, 1990; Швиденко, Страмец, 1990; Пешко, 1959; Гончар, 1933 ). Можливість та перспективність інтродукції модрини в Україні Відмічають. В. ПТімофосв ( 1977 .), К. Е. Ні кіт і її ( ;196б ),

Е М. Ррегшев ( /1993 ),. П. Г. Епкулюк ( 1993 ), її Г. Кальной , U. І. Гордієнко, Г. С. Карецшьі ( 1SC6 ) та інші. ' .

Аналіз літературних джерел с-відчить про те, що відповідна увага ірпді далась - РПВЧС'Нию кореневих систем модрини сибірської,. модрини >Л-"чоеп, модрвви даурсікої та шдршш європейської. Більшість дослідників в і пні чають, ар кореневим системам цих видів модрин при-

- б -

таманна-потужна коренева система з добре розвішеним стержневим коренем і численними горизонтальними і косо-вертикальними відгалуженнями ( Погребняк, 1968; КозПег, Вгикпег, ЕіЬеІгїеиіег, 1968; Еро-дович, 1973; Огієвський, 1974 та інші ). Підкреслюється,шр тільки в екстремальних умовах (на малопотужних грунтах, в районі зічно'і мерзлоти та на заболочених територіях ) модрині властива доверхнева коренева система ( Саввінов, Дохунаєв,1972; Растительный .мир Земли,1982; Рязанцева, Обиденков, Томчук, 1978 ).Кореневі системи модрини японської до останнього часу комплексно майже не вивчались, наявні літературні джерела мають фрагментарний та іноді' заперечливий характер ( Ковиег,. Вгикпег, БіЬеІгіеЬіїег, 1968; Яворський, 1988;Олійник, 1977; Калііин, 1991; Гузь,4980 ).. Відсут- ' ність достовірних даних про будову кореневої системи модрини японської звужує її лісіёничо-0іологічну характеристику та .утруднює опти- . мізацію технології її вирощування в культурах. .

В третьому розділі викладена програма,методика і об’єкти досліджень. .. . . • . . ■

На підставі матеріалів лісовпорядкування та рекогносцировочного обстеження насаджень за участю$іодрини японської, в натурі закладено чотири пробні площі. Пробні площі закладались ' згідно вимог ОСТ - 56-69-83. • . ‘ .

Дослідження кореневих систем виконувались за методикою Е І.Ка-лініна ( 1975, 1978, І991 ), з повною відмивкою кореневих систем ' від грунту ( Гузь, 1981 ), з нашою деякою модифікацією окремих аспектів відповідно специфіки об'єктів дослідження. Вивчення фітомаси надземних частин модельних дерев (стовбура,гілок,хвої) проводилось за методикою Л. Е. Родіна, - Н. П. Ремезова, К І. Базилевича (1968 ). Для відмивки кореневих систем застосовувалась мотопомпа Ш1-800Б. Характер взаємовідносин коренів модрини японської та і шиїх порід вивчалася методом монолітів за методикою І. Н. Рахтеєнка ( 1952 ), з врахуванням модифікацій Е С. ПогреОняка• ( 1961 ).

Об'єктами досліджень обрано культури з участю модрини японської в умовах Північного Опілля (в лісництвах Бродівського держліс- ‘ госпу). Для вивчення продуктивності лісів регіону проаналізований стан культур на площі 5710 та, з яких 163 га - культури з участю модрини японської в різних типах лісу. Повністю'відмито і досліджено коренеЕі системи модрини японської 12 модельних дерев в культурах 3; 18; 28 і 40-річного віку. Модельні дерева відібрані в опти-

мальних умовах для росту шдрики японської в типі лісу ПЯ - ДГЕк на сірих лісгви:: грунта:-:. Умовно во дерева на пробнії:-: площа:-:

розділялись на три групи: кращого, середнього і. відстаючого в

рості. До групи кращих дерев відносились дерева 2 класу за класифікацією Крафта, до середніх-З і відстаючих-4 і 5 класу. На пробних площах э кожної групи вибиралось одне модельне дерево для повного відмивання. Закладено 5 монолітів на всю глибину, проникнення кореневих систем в 28-річних культурах. .

Показник коренезабезпеченості асиміляційного апарату визначався як відношення маси або поверхні всмоктуючої частини коренів до маси шпильок. ' .

. Проведені дослідження кореневих систем дозволили встановити відповідні математичні залежності між діаметром материнського кореня і його довжиною; між діаметром материнського кореня і сумарною його довжиною з всіма відгалуженнями; коефіцієнти форми кореня на відносних довжинах; видове число кореня; коефійієнт розгалуженості коренів. •

Ці показники мають наукове і практичне значення при обгрунтуванні впрошування високопродуктивних і стійких насаджень за участю модрини японської. '

В четвертому . розділі на підставі пробних площ показана роль модрини японської в підвищенні продуктивності Місцевих ЛІСІВ І CKO-:, роченні обороту рубки. Так, у віці 28 років модрина японська формує ■запас стовбурної деревини 405 ыЗ/га, при пересічному діаметрі 32 см і висоті S3 м.. Такої продуктивное і аборигенні деревні породи досягають у віці 80-100 років.

Внаслідок швидкого росту і високої продуктивності вона значно інтенсивніше, ніж інші види модрини в змішаних культурах витісняє ялину, сосну, глей, дуб звичайний, бук лісовий і більш швидкорослий дуб північній. Пси неоЕоечасному проведенні рубок догляду на користь корінних порід утворюються ПОХІДНІ', нівькоповнотні модрпнники. ■

' В п'ятому розділі наведені результати досліджень кореневих систем МОДРИНІ! ЯПОНСЬКОг з 3- та 18- Річному ВІЦІ. ■ ' -

Sri дно досліджень U. І. Кал і ні на ( 1975, 1978, 1902, 1991 ), процес Формування коренені:” систем деревних порід найбільш інтенсивно відбувається до і річного віку. Тому'відповідну увагу приділено вивчен- • ню особливосте:!' кореневих систем в цьсіу Еіці.Дта більш повного виявлення га:со:о;,!ірксдтоЛ трансбермоці ї' кореневих систем 'з віком доелідаугзліііі і культур’.’. ’ ' .

Дс-слідленваш вяяьл'зиа.а» Судова-і структура гарез'ес:::: систем' в

значній-мірі- заломіть' від росту і розвитку надземної частини дерева.

Так, загальна маса моделі групи кращого росту модрини японської в культурах,'3- рі чного віку мала масу. 63.0 г, що на 70% більш проти моделі середнього росту і в'5.6 разів перевищує масу моделі відстаючої в рості. Шса надземної частини рослин складає від загальної маси 87.3-78.6 X. Маса коренів займає 12.7-21.4' % від загальної маси моделів. . . - ■

. Загальна довміна коренів дер«в кращого росту досягав Б. 2 м. Це на 77% Більше, ніж у моделі середнього-росту і в 5.4 раза більше, ніж у відстаючих в рості дерев. 1 '

.Відносна участь стержневого кореня складає 2.4 - 20.4 Z> Бона майже в 10 разів більша у .відстаючих в. рості дерев в порівнянні з деревами кращого росту. . Відповідно участь коренів горизонтальної орієнтації .- 79. 6 97.6 %. Будова кореневих систем дерев кращого

росту більш складна е порівнянні в кореневими системами дерев інших груп росту ( табл. 1 . ..

У моделі кращого росту зг4>іксовано 12 коренів першого, сім .коренів 2-го'і два корені .3-го порядку галуження) тоді як у моделі середнього росту відповідно шість, три $'один корінь,а у моделі слабкого росту - тільки два корені першого порядку;

Коефіцієнт розгалуженості коренів складає відповідно 3.3; 2.9 і І.о. . ■■ , ■- ■ .' ' : ■ ■

. Стереометрична характеристика кореневих систем модрини японсь-' К.ОЇ в 3-річному віці характеризується такими даними. ■

Плошз горизонтальної/проекції кореневих систем у дерев кращого росту склздеіє 1028 cm2,' що у 1.9 разів, ніж у дерева відстаючого в

рОСТ і. •. ' . ■ . ■-

'Об'єм грунту, зайнятого кореневими системами, у дерева кращого росту складає 24466. смЗ, щр у 1.1 рази більше,'ніж у дерева середнього росту і у 3.0 рази більше, ніж у дерева відстаючого в рості.

Уже в такому віці спостерігаються суттєва диференціація дерев ва розмірами коренево if системи та надземної' частини. Яв правило, екземпляри, відстаючі в рості,не є стійкими і вони до віку змикання лісових культур масово відпадають. . Це. ..свідчить ' про доцільність створення густих ; культур модрини японської е метою більш повного використання потенціалу лісових грунтів та природного відбору більш швидкорослих екземплярів. ' - .

Шяі' дан: узгоджуйся 'а дослідженнями .'і І. Кал і ні на, що процес ст білізації розвитку стерзометрглисі структури кореневих систем у модрини японської завершується до 13-річного віку. В цьому. Віці дерева

кращого росту по загальній масі в 1.9 рази переважає масу середнього дерева і в 7. 4 рази більше,ніж маса відстаючого дерева.

Найбільшу відносну участь в загальній масі у всіх модельних дерев займав стовбур ( 47. 2 - 58.7 X ). 19. 5-29. 4 % маси сконцентровано в гіллі, ,10.7-16.7 X - в кореневих системах і 0. 3-1.2 %-в шпильках. • . '

Якщо в 3-річному віці відносна маса надземної частини по деревах кращого, середнього, слабкого росту складала 78.6-87.3 Х,то в культурах 18-ти річного віку- 89.-3793. З 7Ч тобто збільшилась на 6.0-10.7 %. Зменшилась також відносна маса кореневих систем зі". 7 - 21.4 X до 16.710. 7 І. .

Відносна участь маси стовбуру підвищилась з 29. 4 - 17.0 X. в 3-Річному до 47.2 - 58. 7 % у 18 - річному Віці. ■

Найбільш істотні зміни відбулись в зміні відносної участі маси шпильок. На початку періоду вона складала 46.0 - 58.0 Х,в кінці періоду -всього 1.2 - 0.3

Загальна довжина коренів в кореневих системах у дерев 18-річ-ного віку досягала 0. 2-4. З тис. м. Істотньо збільшилась розгалуженість коренів ( табл. 1 ).

У модельного дерева групи слабкого росту вищім порядком галуження зафіксовано 6-й,у модельного дерева середнього росту - 7-й, у дерева кращого росту - 8-й порядок галуження. Відносна участь коренів нивціх порядків галуження більша у дерев більш слабкого росту.

У дерев всіх груп росту сумарна відносна участь коренів 1-го і 2-го порядків в загальній масі знаходиться в межах 90.2 - 93.9 Корені більш високих порядків галуження, займаючи високу відносну участь в загальній довжині коренів ( '62.2-91.0 % ), в загальній масі коренів займають лрше 6.1 - 9.8 %.

За період з 3-до 18-річного віку в культурах модрини японської відбулись кількісні і якісні зміни. Якщо на пробній площі N2 початковий склад культур був 1.6 Мнп. 2. 8 Дп. Б. 6 Кл. г. ,то у віці 18 років в деревсотані переважає модрина японська ( 9 Млп. 1 Дп. + Кл. г.). Дуб північний і клен гостролистій внаслідок несвоєчасного проведення рубок доі'ляд/ майже випали з насадження. Аналогічні зміни відбулись і в. ризосфері. Проведені дослідження підтверджують доцільність критично ТпДНЄОТПЄЬ до проектів ЛІСОВИХ культур за участю 'модрини японської, Тому що,- навіть при кількості модрини японської Е0-70 їм', гуі відбувається швидке гмикання її кореневих систем,що прпаподш'ь до прип;і‘і<-іш'л ристуц і і;ш»х порід. Ос кілі ки ні одна абори-іч/Ш!а чл і іі'і ролуі.'о.-'о.’іп порода не розпиває такої потужної кореневої

системи,- заслуґовує уваги вирощування чистих плантаційних культур модрини японської в коротким обігом рубки.

. . - ТАБЛИЦЯ 1

Будова кореневих систем модельних дерев модрини японської у ' 3-,18- і 28-річних культурах . ■

1 І Група іросту Ідерев — Заг. . довж. коре ів см, м" Заг. маса коренів г,кг" Г" ■ Основ, кор і І % -Т"-- - — І Е т. ч. по порядках галуження, і і * 1

і і і «> 1 1 І 11.12 |3 4 Б 6 . 1 7-8 |

1 1 1 3-річні культури

ІКращі 631 2.4 |29.0|46. 0|22.6

ІСеред 349 6. 5 132. 2 148. 0ЦЗ.З

ІВідст 116 20. 4 179.61 1

ІКращі 8.0 ' 48.8 І25.0Ц5. 0|11.2

| Серед 4.9 38. 8 |28.6 |26.5| 6.1

|ВіДСТ 2. 4 70. 8 129,21 $,• | 4

. 18~ річні культури

ІКращі 4845 0. 2 Ц.О 17. 8 |24.0 27.3 15.1 11.9 12.8|

І Серед 1379 0.3 |2. 8 |23.3|35.6 12. 4 9.9 8.8 6.9 |

ІВідст 231 - 15. 6 |32. 3|41.0 11. 4 7.2 2. 5

ІКращі 59. 2 2. 9 |66. 8122. 6|5.2 1.4 0. 5 0.3 0.3|

ІСеред 28.7. 1. 4 |65. 3| 23. 5| 7.3 1.1 0.9 0. 4 О.Ц

ІВідст 5.1 - |72. 8|21.Ц 4.5 0. 9 0.6 0.1

28- річні культури

ІКращі 0470 - | 1.1 | 8.0|25.0 28. 4 16.0 12. 4 9.11

І Серед 3816 - .1 2. 7 |23.7 |36. S 14.1 10.2 9.0- 5.0|

ІВідст 970 - ■ 1 5. 3|30. 0|40.8 13.5 7.4 3.0

|Кращі 149. 9 - |76. 2 |17. 0| 5.0 1.0 0. 3 0.3 0.2|

І Серед 81.5 - 172.3118.3| 6.8 1.7 0. 5 0.3 0.1|

|Еідст 1 1 21.8 _ - |77. Б|18. 0| 4.3 і і і 0. 8 ‘ 0.2 0.1 t і

Примітка для 3-річних культур - CM І г, для 18- 28-ріЧних

м і кг.

Загальна довжина коренів модрини .японської за період від 3-х до 18-річного збільшилась у моделей відстаючого росту у 193 рази, а у моделей кращего росту - у 000 рззіЕ. Середній річний приріст загальної довмінп ксіх коренів в період до 3-річного віку складав-1.24-

0.25 м, а в період від З- до 18-річного віку - 372-176М.

В кінці цього періоду в кореневих системах кращих дерев мали місце відгалуження 8-го порядку, у середніх дерев - 7-го і у відстаючих в рості - 6-го порядку. Найбільшу відносну участь по довжині . стали займати у кращого дерева корені четвертого порядку (.27.3 X ), у середнього і відстаючого в рості-третього порядку ( 35.6 і 41.0 X ).

Доля стержневого кореня в загальній масі коренів в 3-річному віці складала 33.8 - 70.8 7., а в кінці періоду цей показник зменшився до 0.0 - 1. 4 - 2. 9 Відповідно участь горизонтальних коренів в загальній масі була на початку періоду 51.2 - 29.2, а в кінці періоду -91.1-100.0 %. Це свідчить про те, щр в аналізовоному періоді формування кореневих систем їх розвиток відбувався, в основному, за рахунок інтенсивного росту і галуження коренів горизонтальної орієнтації, що істотно вплинуло на зміну1 структури кореневих систем. '

В структурі кореневих систем модрини японської у 18-річних культурах в загальній довжині і загальній масі коренів абсолютну більшість займають корені горизонтальної орієнтації. Відносна їх участь складає відповідно 99.1 - 100 і 91.1 - 100 %. Участь основного'

( стержневого ) кореня у дерев кращого і середнього росту по довжині складає всього 0.2 і 0.3 %, а по масі відповідно 2.9 і 1.4 %.

У моделі кращого росту зафіксовано шість вертикальних відгалужень від коренів горизонтальної орієнтації, які досягли глибини 150;

97; ,107; 53; 156; 115 см. Глибина проникнення основного кореня -135 см, загальна довжина основного кореня і глибинних відгалужень, ідо відходять від нього косовертикально, становить у моделі кращого росту 9.7 м.

На кінець 10- річного періоду, в порівнянні а його початком,' спостерігаються істотні зміни в структурі кореневих систем. Так, в 3-річному віці структура кореневих систем характеризувалась участю стержневого і горизонтальних коренів в загальній їх довжині на рівні 2.4 - 20.4 і 97.6 -79.65, а в загальній масі відповідно 48.8 - 70..З і 51.2 - 29.2 %. Вертикальні відгалуження від коренів горизонтальної орієнтації були відсутні. ' .

В кінці періоду - в культурах 18-ти річного віку довжина стержневого кореня в загальній- довжині складала лита до 0.3 %, а тез. - до 2.9 % від загальної маси. Відповідно, домінують корені горизонтальної орієнтації'- 99.1 - 100 7, від загальної довжини і 91.1 - 100 X від загальної маси. - -

Дослідмзвна .особливостей розподілу дсвжшш і маси коренів за Фракціями тоЕвуїни пс-когалп, що основну участь в загальній довжині

коренів у модельних дерев всіх груп займають найбільш тонкі корені діаметром менше 2 мм ( 52.9 - 66.3 % ). Корені фракції діаметром більше 10 мм займають, всього від 3. 8 до 4. 9 % від загальної довжини.

В розподілі маси коренів за фракціями товшдаи спостерігається протилежна закономірність. Тонкі корені діаметром менше 2 мм зай-' мають всього 1.5 - 3.4 7. від загальної маси, в той час як корені діаметром більше 10 мм - 72.8 - 93.1 %. ( рис. 1 ).

Найбільш розвинені корені горизонтальної орієнтації модрини японської у 18-річному віці досягають 7.8 м,що зафіксовано у дерев крашрго росту. У модельних дерев середнього росту довжина найбільш розвиненого кореня досягла 5.9 м, у відстаючого дерева - 2. 7 м, Середній приріст'по довжині горизонтальній коренів складає відповідно 43.3; 32.8; 14.9 . см. Таким чином, до цього Ьіку при такій схемі

змішування відбувається зімкнення не тільки крон модрини японської, але й горизонтальних коренів, шр. значно утруднює умови росту супутніх порід.Отже, для формування змішаних насаджень до цього віку слід проводити рубки догляду на користь дуба. Такі рубки доцільні і з метою одержання модринової деревини і підвищеннядохідності лісових підприємств. ■ . . '

Коефіцієнти розгалуженості коренів'Склали у дерева крашрго рост ту 84.1; у дерева середньої інтенсивності росту-32.6; у дерева відстаючого в рості-17.9. . \

Між діаметрами і довжинами материнських коренів встановлено наявність тісного кореляційного зв’язку. Характер залежності між цими' елементами виражається рівнянням поліному 2-го порядку: у=ах2+Ьх+с.. Числове значення цього рівняння мав вигляд: .

1 = -0.0038 аг + 4.25 а + 65.58,

' І = -0.0094 СІ2 + 34.15СІ + 161.97,

де Ь - загальна довжина кореня першого порядку, з всіма відгалу-. женкями,см ;

1 - довжина материнського кореня, см ; сі -діаметр кореня біля основи, мм. '

Площа горизонтальної проекції кореневих систем у дерев кращого

росту 18-річного віку досягає 64 м2, що у 1.8 рази більше, ніж у

дерева середнього росту і у 8. 6 рази більше, ніж у дерева відста- . ючого в рості. . .

Об’єм грунту, зайнятого кореневою системо» дерева кращого росту, складам 62.48 м2, № у 4.8 рази більше, ніж у дерева середнього рссіу і У 18. 9 рази більше, ніж у дерева відстаючого в рості.

Вюносиа учать яврешб ,

Фракцій товщини а загальній дав*иш . коренів. “А ■■

90

80

70

БО

50

40

ЗО!

£о|

10

Bwnoo.ua участь кореній Фракцій товщини 6 хкапь-нш масі коренів, %

90

Ю

70

60

ЗО

40

30

20

»

$<-<Л <160 61100 >Ю лекція товщини, , . «орвніамм.

оерёоо /іращоео росту

’ ‘ Ьередтго рости '

відстаюче в рості

----------дере5о

------— ■ дерево

Ліс.! Ро:иіод,л довжини Он маси (її) коренів за фракціями тобщири у 18 річному біт '

При гмиканні кореневих систем і крон модрини японської загострюється внутрівидова конкуренція і посилюється відпад відсталих в рості, екземплярів. Тому зріджування модринових насаджень слід починати з 11-15 років і продовжувати до віку головної рубки. Вони зводяться до видалення відсталих в рості, викривлених, уражених грибними захворюваннями, дерев типу "вовк" і інших мінусових дерев. На збереження дерев майбутнього (600-800 шт. га), які будуть вирубані у віці головної рубки, повинні спрямовуватись рубки догляду. .

Біологічна напруженність грунтового простору, який засвоєний кореневими системами дерев, складає наступні значення: дерево кращого росту - 77. 5 м/мЗ; у дерева середнього росту - 107.1 м/мЗ і у відстаючого в рості дерева-102.7м/мЗ. Ці показники відповідно в 3.2; 1.4; 1.3 рази менше в порівнянні з 3-річними культурами. .

У шостому розділі аналізується зміна показників кореневих • систем модрини японської за період від 18 до 28 років, .

Об'єктом дослідження послужили 28-річні культури, створені за такою, ж схемою змішування, як і 13-річні.Іїа період дослідження це практично чистий модриновий деревостан з незначною домішкою дуба

північного і ;клена гостролистного,які займають другий ярус і вже суттєвого впливу на характер вваємовідносин не.мають.

За період в 18-28-річного віку в загальній масі дерев збільшилась відносна участь маси стовбура, з 47. 2 - 55.8 % до 56.5 - 72.4 %. Відносна участь маси коренів у всіх модельних дерев зменшилась, але неістотньо: 15.5 - 9. 7 X проти 16.7 - 10.7 % у 18 - річному ВІЦІ.

. Наведені порівняння свідчать про те, що в період 18-28-річного віку відбувся істотній-перерозподіл фітомаси за рахунок зменшення фітомаси гілок.

■Характер розподілу дожини і маси коренів по порядках галуження представлено у таб. 1. ■ .

Наведені дані свідчать про те, шр за період 18-28-річного віку особливих змін в будові горизонтальної частини кореневих систем не відбулось.

Горизонтальна частина .кореневої системи модрини представлена 10 - 25 коренями 1-го порядку з розгалуженнями до 5 - 6 порядків. Загальна протяжність горизонтальних коренів одного дерева модрини японської групи кращого росту досягає більше 6940 м.

Вертикальна частина кореневої системи модрини японської складається з вертикальних коренів 1-го порядку з відгалуженнями до 45 порядків. . •

За період 18-28-ріЧНОГО Віку ЗМІНИ в структурі кореневих систем зводяться до того, що участь вертикальних’Відгалужень від горизонтальних коренів в загальній довжині зросла до 24.6 %.

В загальній масі коренів тонкі корені в 18 -річному віці займали 1. 5 - 3.4 %, а в 28 -річному - 1.1 - 8. 6 %. Основна доля маси сконцентрована у фракції товщиною більше 10 ш : відповідно 72. 8 - 93. 1 і 73. 4 - 85. З ■

Ці дані свідчать про те, що структура розподілу доежіши і маси коренів за фракціями їх товщини сформувалась вке до 1&-річного віку дерев. _

Узагальнені коефіцієнти розгалуженості коренів горизонтальної орієнтації склали у дерев кращого росту 91.1; у дерс-ва середньої інтенсивності росту - 37.0; у дерева відстаючого в рості - їй. а.

Площа горизонтальної проекції кореневих систем у дерев кращого росту досягає 56.5 м2, шр у 1.7 рази більше, ніж у дерева середнього' росту і у 3.8 рази більше, ніж у дерева відстаючого в рості. ‘

Об’єм грунту, що займають кореневі системи, У дерен кращого росту складає 70.1 м3, тобто він у 1.8 рази білі тій, ні* у дерева'

середнього росту і у 12.5 разів більший, ніж у дерева відстаючого в рості. . .

. Вивчення корененаселеності культур модрини японської одержані на основі аналізу п’ятй монолітів, які було закладено в культурах складу 10 ВД. яп. + Дп + Кл.

Корененаселений горизонт використовується в основному корінням модрини японської, які проникають'до глибини 120 см. Максимальна глибина проникнення дуба північного досягає лише 70 см. Корені клена гостролистного проникають- до глибини БО см. В горизонтах грун- ’ ту 11 - 20 см і.21 - ЗО см коренів клена гостролистного більше, ніж коренів дуба. Маса коренів модрини перевищує масу коренів дуба в 5.5 рази; клена -4.9 рази, а довжина відповідно - в 5.1 і 3.8 рази.

В усіх горизонтах грунту тонких коренів модрини в декілька . разів більше, ніж тонких коренів клена і дуба. Звідси випливає,шр модрина японська і в 28-річному віці характеризується більшою конкурентоздатні стю, НІЖ дуб ПІВНІЧНИЙ і клен гостролистний. Вірогідно, що причиною відпаду супутніх порід (дуба,бука,клена,ясеня) не в конкуренція.за світло, а взаємовідносини в ризосфері. .

Цікавою особливістю розміщення тонких коренів модрини японської є те, що на глибині 40 - 50 см їх кількість більша, ніж в попередньому шарі грунту. (20-40 см). Це пояснюється характером будови кореневої системи (рис. 2). В цьому віці значну питому вагу займають коріння вертикальної орієнтації, фізіологічно активні корені яких проникають в більш глибокі горизонти. Завдяки тому модрина японська, характеризується високою конкурентноздатністю. ' ,

В сьомому розділі аналізуються результати досліджень кореневих системв культурах модрини японської в 40-рі.чному віці і дається порівняльна характеристика .їх з попередніми віковими періодами. 1

В порівнянні з початком періоду ( 28 років ), в 40 - річному віці загальна маса модельних дерев по групі кращого,- середнього і відстаючого росту збільшилась на 174; 135' і 260 %. ■

У всіх модельних дерев 40 - річного віку продовжує зростати кількість вертнг-альних відгалужень. У кращого дерева в 21 вертикальне відгалуження, які досягають глибини 168 см. .

У модрини японської в 40 - річному віці основну роль в життєза-5езпеченні дерев відіграють корені горизонтальної орієнтації (табл.2).

Кореневі системи модельних дерев дуже розгалужені., У всіх трьох лоделей присутні корені сьомого і восьмого порядків, але у кращого і середнього дерева їх більие, н-іж у відстаючого. Найбільш;/ віднос- ’

Рис. 2, Вертикальну прєктя кореневих систем ,ІЇепев кращого ристц модрини японської: Т-ів. //■ 28- і ш '40річного Ьік\)

Відносна участь коренів в" натільній до&щині ічцсептцк масі (знаменник).

а - стерЖнерии корінь,- д-горизонтальні корені; о ■ І ер/пиха/іоні дідгсмуж^ння Ь/д горимнтояьічп Коренії

ну участь у дерева кращого росту.займать корені .4 - го порядку галуження ( £7.9 Z ), у середніх і відстаючих дерев - 3 -го порядку, галуження ( відповідно 35.6 і 41.0 X ). . ■ , ■

За період а 23- до' 40-річігаго віку загальна довжина коренів у моделей кращого- і середнього росту збільшилась відповідно на 32.2 і PS.3 Z, а у моделі з групи відстаючого росту біліше ніж у. 5 разів.

Ллє в будові горизонтальноіг частішії кореневій систем зіііші не- . істотні. Так само, як і ка початку періоду, найбільш високий порядок галуження кореневих систем залишився сьомій ( у відставних дер® в ) і восьмій ( у дерев середнього, і кращого росту ). ’ ■ ■

За період-28-40-річного віку гбідьгаеішя довівши і маси кореневих систем дерев відбувалось дше-га рахунок більш інтенсивного росту

; . ' ' . . ' - : ' Таблиця 2

. Структура кореневих систем модельних дереВ ' '

. ,-----1-------1--1----:------:-:-----1— -------1 ' 1 ' --- --------------- - і

ІГрупа |Загальна|Із них корені в,Х|Загальна| Із них корені в,« ' . |

Іросту І довжина (-----------г-—І маса |—-------------------——г~----------:-1

Ідерев [коренів,|гориз. Івертик. ікоренів,Ігоризонталь- вертикаль-| І ■ І м Іорієнт. (відгал.. | кг |пої оріент. іні відгал. |

І—------1---:------і----------І------1—--------І------------і—--------^---1

(Кращі І 12527 | 94.5 | 5.5 | 269. 4 | 89.3 | 10.7 І

(Серед. І 7110 І 95.8 І 4.2 | 115.2 | 92.1 | 7.9 І

ІВіДСТ. І 4948 , | . 98. 2 | 1. 8 | 70.3 | 96.8 | 3.2 |

1_______.1______ І І . ______________!____ І ' . ___________І______________|

корея і в горизонтально if орієнтації. -

В порівнянні, з початком періоду.( 28 років.), в віці .40 років характер розподілу довжини і маси за Фракціями тсвщіни не змінився. Стабільність загального характеру розподілу довжини і маси коренів' за фракціями товиинп підтверджує те, що основні процеси формування цього аспекту морфолог і ї кореневої системи йідбулясь в попередні вікові періоди. . •

За період з 23 до 40 років'продовжується накопичення загальної фітомасп і об"єму кореневих систем. З структурі фітоиаси збільшується питома вага стовбура і коренів за рахунок зменшення долі гілок і епильок.Проте, участь гілок у дер'ев кращого .і середнього росту зменшилась відповідно на 41 Г ОС*, а у дерева відстаючого рос-ту-гбш-вклась па SO". ■ / ■' - "

■ Слід відмітити, ~л в 40 років спостерігається інтенсивний,

приріст фітомаси у дерев зідотаї~::::: в гості. Ие погон:с~тісгг тпу.ео

процес диференціації дерев і інтенсивного відпаду завершився до даного віку. Наведені дані дозволяють зробити висновок про необхідність диференціації інтенсивності рубок догляду в модринових дере-востанах з віком. Якщо у віці 18 років відстаючі в рості дерева становили по масі частку в 7.4 рази меншу,ніж кращі,а по кількості де-рев-Ь 1.7 рази більшу,то у 28 років відповідно-4.3 і 0.37,а в 40 років- 2.8 і 0.6 рази.Виходячи з цього,необхідно інтенсивність рубок догляду в насадженнях модрини японської з віком поступово зменшувати. ' ' ;

Площа горизонтальної проекції кореневих систем у дерев кращого росту досягла 48. 8 м2, що У 1.6 рази більше, ніж у дерева середнього росту і в 2.2 рази більше, ніж у дереЕа.відстаючого росту.

Об’єм грунту, що займають кореневі системи, у дерева кращого росту складає 82.0 м3, що в 2.1 рази більше, ніж у дереЕа середнього росту і в 4.6 рази більше, ніж у дерева відстаючого в рості.

Збільшення загальної довжини коренів і особливості зміни об'єму грунту, що займають кореневі системи інтегровано обумовили зміни в корекенаселеності грунту. Для модельних дерев, які досліджено, біологічна напруженість в 40-річному віці складає наступне значення: дерево крашрго росту - 152. 8 м/мЗ; у дерева середнього росту - ,

180.9 м/мЗ і у відстаючого в рості дерева - 276.4 и/мЗ. Ці показ-шіки свідчать1 про збільшення рівня біологічної напруженості", як в попередній період, так і в період 28-40-річного віку, '

. ,У восьмому розділі дано економічне та екологічне обгрунтування, необхідності широкого впровадження модрини японської в лісові насадження регіону. • 1 ■ ’

На підставі проведених досліджені можна гробити нас:'- ; ■' ' новий і рекомендації гс. с6і.::цл.г- '■

. Висновки: ■ . . - • .

• 1. В умовах Північного Опілля інтродуі;ована модрина японська є швидкорослою і ст.ійков породою. В змішати насадженнях вона інте-н- • сивно витісняє корінні породи (дуб звичайний,. Сук,клен та ін. ).Не видержує конкуренції а нею і. більш швидкорослий іитродукошашп дуб північний. . . .

2. У віт ’ 23 років вона формує запас стовбурної деревшш до 40Є м: та при пересічному діаметрі :?■’ сі,і, висоті'?3 м та середньому приросту 15.4 мЗ/га. . ■ ■

3. В порівнянні з іншими видами модрин, щр культивуються в даному регіоні. (модрина сибірська і модрина європейська),вона різко відрізняється за біологічними і екологічними властивостями. Найбільш придатними умовами для її вирощування в свіжі і вологі груди.

4. Морфологія і особливості формування кореневих систем модрини японської в значній мірі залежать від віку лісових культур. В 3-річному віці коренева система характеризується ще незначною інтенсивністю розвитку. Найбільш інтенсивний процес росту і формування її кореневої системи спостерігається до 18-річного віку. В цьому ВІЦІ вона .має слабо розвинений стержневий корінь (0.2-0.3% від загальної довжини і 1.4-2.9% від загальної маси), але добре розвинені корені горизонтальної орієнтації, які утворюють розгалуження аж до 8-го порядку з значною кількістю вертикальних відгалужень. Де забезпечує їй, в порівнянні з ялиною звичайною,більшу вітростійкість.

б. Стержневий корінь має місце лише в З- І 18-ріЧНОМу ВІЦІ, глибша його проникнення в грунт відповідно 24 і 97 см. До 28-річ-ного віку він майже повністю поглинається органічною масою горизонтальних коренів. . - • .

6. З віком ступінь участі, коренів різних порядків галуження

в загальній довжині суттєво змінюється лише вперіод до 18-ріЧного віку: в 3-річному віці найбільшу відносну участь в загальній довжині займають корені 2-го порядку галуження; у 18-річному віці і в наступних періодах - корені 3-4-го_порядків галуження. Найбільшу відносну участь в загальній масі коренів'у всіх вікових періодах займають корені 1-го порядку галуження. . ‘ •

7. В розподілі фітомаси по морфологічних частинах дерева з ві-

ком відбуваються істотні зміни. В 3-річному віці найбільш високу Відносну участь від загальної маси займають: шпильки - 46-58; корені - 13-21; стовбур - 17-29 і.гілки - 4-12 %. В наступних досліджених вікових періодах найбільшу відносну участь займає деревина стовбура ( бід 54-64 % у 18-річному віці до 68-74 X в 40-річному ) Маса шпильок при цьому зменшується до 1.1-2.2 %, а відносна участь коренів стабілізується на рівні 12-16 %. . •

.8. Ступінь корене населеності об’єму грунту, зайнятого кореневими системами ( біологічна напруженії і сть ),з віком змінюється і й 3-рїчному віці у дерев кращого росту має найбільш високе значення-250н/мЗ, р і віте зменшується до 18-річного віку ( 77 м/мЗ ) і в наступні вікові періоди поступово збільшується до 153 м/м2.

. 9.' Між діаметрами коренів біля'їх основи ( сі ), доЕдашаиіі материнських коренів ( 1 ), сумарними довжинами материнських коренів та їх відгшіулнннями ( и) існує тісний кореляційний зв'язок, який досить точко алроксішуетьса рівнянням поліному 2-го порядку,

10. Огідно класифікації професора М. І.Калініна біометрична формула кореневої системи модрини японської має значення: проникнення в грунт.середньо-глибоке (.188 с 1.1 ), іненснвність розвитку вертикальних -відгалужень від коренів горизонтальної орієнтації - середня ( 5,5 % ), бОіжіотість скелетних коренів - сильна ( 0.08 ), компактність корекееоі системи - сильна ( 1Б2. О м/мЗ ). ■

... Г'екошндзці ї виробництву ; '

' 1. Модрина японська в перспективною породою для промислового лі-сошіросрьаїшя з коротшім обігом рубки. У віці 13-23 років в її культурах .юша гаготовляти.цінні промислові сортименти (пиловник, будівельний ліс,рудниковий стояк юзр).. , ■

2. Внаслідок інтенсивного росту в молодому віці надземної частини вона успішно витримує конкуренція порослі м"яколпстякт: порід та ' трав'янистої рослинності .тому .відпадає потреба у проведенні агротехнічних доглядів за грунтом. Це вагомім резерв економі ї витрат на лісокультурпі роботи. . , . , ' . .

2. При створенні лісових культур за участю иодриші японської .а метою більш повного використання Природної РОДЮЧОСТІ ЛІСОВИХ*грунтів доцільно ' її вводити чистими рядами в використанням міжрядь для вироцуаання новорічних ялинок,деревних, порід для озеленення,сільськогосподарського користування ' та іц. .оскільки в молодому віц (3-7 _ років) вена має слаборсгЕинену кореневу систему. -

,4. В модринових насаджЕШіях відпадає потреба у проведенні трудомістких і дорогих освітлень, так як процес формування кореневої системи знаходиться «а початковій стадії. . . •

£). Прочистки СЛІД Проводити а великов ІНТеНСНЕНІСТЮ з інтервалом через 3-4 роки, .низовим методом. При цьому можна заготовляти дрібнотоварну модринову деревину,яка мав цеобме^ний попит в різних галузях народного государства. - ; .

6.Особливу увагу слід приділити своєчасному проведению прочисток у змішаних культурах за участю модруни японської. внаслідок інтенсивного росту і;она до Іл!-річного ыку пригнічує кориш і породи і інтенсивно витісняє їх. у ііас'адлїіпіз. Еліпігне-гат з проьі-деїш.ш рубок догляду призводить до ^ормуіаці!:! ши-ькопоЕкотшп похідних модриншїків.

7. При проведенні прочисток доцільно намічати в натурі дерева майбутнього (600-800 шт.га), які будуть вирубані у віці головно і' рубки. - • ' ' .

В. У віці проріджень (21-40 років) стабілізується формування будови і структури кореневих систем і завершується диференціація де-ревостану, тому інтенсивність рубок Догляду слід знижувати.

9. Вирощування чистих ■ і змішаних насаджень з участю модрини б високоефективним заходом в економічному і екологічному аспектах. '

■ СПИСОК РОБІТ, ОПУБЛІКОВАНИХ ПО ТЕМІ ДИСЕРТАЦІЇ.

' 1. • Гром’як Юі 0., Гузь К М., Данчук 0. Т. Особливості будови ' • - ' ' • ’ . - * кореневих систем модрини японської в умовах вологої грабової судіброви // Лісове госп-во, лісова, паперова та деревообробна промисловість: К. 1991 р.- Бот. 22.- С. І87 21. - .

2. Гузь Н. М., Громяк Ю. О. Особенности строения корневьи систем лиственницы японской.- В кн. : Материалы 36 науч.-техн. конф.

ЛОТ / л/х секция /. Львов. 1984, С. 76-78. Рукопись деп. в ЦБНГИлесзоз 26.02.85, N 352 ЛХ-85 Деп. - Деп. науч. работы, 1985,N 9.

3. Громяк К1 0., Гузь а М., Данчук 0.Т.. Особенности строения корневых систем некоторых хвойных зкзотов в условиях Запада УССР // Интенсификация лесн. хоз-ва в Западном регионе СССР. Тез. докл.

( Гомель, 15-16 марта 1990 г.).- Гомель, 1990.- С. 64-66.

Відпжсано до хруху 3I.07.9itp. Формат 60х8»)/і6. 0dev Ідрук.л»ст. Эам. 390. Тжр. 120. ІЬяігдатко. Жіїі*.' ІпахІвсьха.З. ?рук.УПІ їм.І».Фв^орв^а.