Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Семенная продуктивность сосны обыкновенной в Центральном Полесье Украины и методы ее определения.

ВАК РФ 06.03.01, Лесные культуры, селекция, семеноводство

Автореферат диссертации по теме "Семенная продуктивность сосны обыкновенной в Центральном Полесье Украины и методы ее определения."

НАЦІОНАЛЬНИЙ АГРАРНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

Решетник Людмила Леонідівна

УДК630*17:562.475.4:630*165.6[477.42]

НАСІННЄВА ПРОДУКТИВНІСТЬ СОСНИ ЗВИЧАЙНОЇ У ЦЕНТРАЛЬНОМУ ПОЛІССІ УКРАЇНИ ТА МЕТОДИ її ВИЗНАЧЕННЯ

06.03.01 — лісові культури, селекція, насінництво

Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогосподарських наук

Київ - 2000

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Національному аграрному університеті Кабінету Міністрів України

Науковий керівник доктор біологічних наук, професор Гордієнко Михайло Іванович, Національний аграрний університет, професор кафедри лісових культур та лісової фітопатології

Офіційні опоненти: доктор сільськогосподарських наук, професор Ониськів

Микола Ількович, Боярська лісова дослідна станція, заступник директора з наукової роботи

кандидат сільськогосподарських наук Шлончак Григорій Андрійович, Київська лісова науково-дослідна станція, завідуючий лабораторією селекції

Провідна установа Український державний лісотехнічний університет, Міністерства освіти і науки України, кафедра лісових культур і лісової селекції, м. Львів

Захист відбудеться ,■> /^^//^/^¿<^¿-2000 р. о дині на

засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.00^09 в Національному аграрному університеті за адресою: 03041, м. Київ-41, вул. Героїв оборони, 15, навчальний корпус 3, ауд. 65.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Національного аграрного університету за адресою: 03041, м. Київ-41, вул. Героїв оборони, 15, навчальний корпус 10.

Автореферат розісланий “Л ” фє&кіи./&-Г 2000 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради

Маніта О.Г.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Протягом останнього сторіччя вченими різних країн запропоновано ряд методів визначення урожайності деревних порід, які поділяються на дві групи: методи відносного та методи абсолютного обліку урожайності. До першої належать морфологічні, метеорологічні, біохімічні методи спостереження за окремими фізіологічними процесами розвитку дерев і насаджень, а також найбільш відомий і вживаний на виробництві окомірно-статистичний метод В.Г. Каппера (1930). Усі ці методи, на нашу думку та за твердженнями багатьох дослідників (Нестеров, 1914; Старченко, 1951; Войчаль, Барабин, 1980), мають значний недолік - суб’єктивно оцінюють урожай, і на їх основі не може базуватися планування лісокультурних робіт.

До абсолютного (кількісного) обліку насіння належать методи суцільного обліку, модельних дерев, середнього дерева, графічний, розрахунковий, пробних гілок, насіннємірів тощо. При застосуванні цих методів урожайність визначається з більшою або меншою точністю у конкретних числових величинах, але вони, як правило, вимагають великих матеріальних і трудових витрат, пов’язаних із щорічною рубкою модельних дерев, а також багато часу на обробку результатів досліджень. Тому всі ці методи застосовуються у науково-дослідних роботах, а для практичного використання важливо мати точний і дешевий метод визначення урожайності насаджень.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Проблемні питання, висвітлені в дисертації, є складовою частиною держбюджетного наукового проекту 110/53 “Розробити біолого-екологічні та технологічні основи інтенсифікації цільового лісовирощування та комплексної системи захисту лісу від шкідників і збудників хвороб” кафедри лісових культур та лісової фітопатології лісогосподарського факультету Національного аграрного університету.

Мета і задачі дослідження. Мета дослідження - розробити простий і достатньо точний метод кількісної оцінки урожайності насаджень сосни звичайної.

Об 'єкт дослідження — насіннєва продуктивність.

Предмет дослідження - методи визначення урожайності сосни звичайної.

Методи дослідження: аналіз літературних джерел, закладка пробних площ, теоретичний аналіз та синтез залежностей урожайності насаджень сосни звичайної від основних таксаційних показників, статистичний аналіз результатів досліджень, моделювання урожайності насаджень, формулювання висновків.

Основними завданнями дисертаційної роботи є: виявити найбільш

ефективний метод визначення урожайності соснових насаджень; встановити залежності урожайності насаджень від основних лісівничо-таксаційних показників; запропонувати виробництву точний і дешевий метод визначення урожайності насаджень сосни звичайної; визначити фактори, які впливають на

урожайність та якість насіння; дати економічну оцінку методам визначення урожайності соснових насаджень.

Наукова новизна одержаних результатів. Розроблений новий метод визначення середнього за урожайністю дерева. Уперше в Україні за результатами досліджень та на основі узагальнення 100-річного досвіду українських і зарубіжних дослідників виявлені залежності та розраховані моделі урожайності насаджень сосни звичайної від основних лісівничо-таксаційних показників. На основі принципово нових методів моделювання кількісної оцінки насіннєвої продуктивності побудовані ’‘Таблиці урожайності насаджень сосни звичайної для Полісся України”, які нараховують 1920 значень у тис. шт. насіння на 1 га і стільки ж - у кг/га і мають сприяти плануванню робіт по лісорозведенню та лісовідновленню.

Практичне значення одержаних результатів. “Таблиці урожайності насаджень сосни звичайної для Полісся України” рекомендовані Українською державною лісонасіннєвою станцією і включені Державним комітетом лісового господарства України у план впровадження науково-дослідних робіт у ДЛГО “Волиньліс”, “Рівнеліс”, “Житомирліс”, “Київліс”, “Чернігівліс”, “Сумиліс”, “Львівліс”.

Особистий внесок здобувача. Дисертація є особистою працею здобувана. Польовий та експериментальний матеріал зібраний автором протягом 19961999 років. Розроблена програма та визначені методики експерименту. Опрацьований та проаналізований експериментальний матеріал: встановлені залежності та побудовані моделі урожайності соснових насаджень залежно від віку, повноти, бонітету та шкали В.Г.Каппера; розроблений метод пропорційної залежності для визначення середнього за урожайністю дерева; побудовані “Таблиці урожайності насаджень сосни звичайної для Полісся України”. Підготовлені висновки та пропозиції виробництву.

Апробація результатів дисертації. Результати досліджень доповідалися на науково-технічних конференціях професорсько-викладацького складу лісогосподарського факультету Національного аграрного університету (Київ, 1996-1999), та міжнародних науково-практичних конференціях (Йошкар-Ола, 1996; Київ, 1997, 1998; Красноярськ, 1999). У повному обсязі результати досліджень викладені на розширеному засіданні кафедри лісових культур та лісової фітопатології лісогосподарського факультету НАУ (2000).

Публікації. За матеріалами дисертації опубліковано 8 наукових праць (усі -одноосібні).

Структура і обсяг роботи. Матеріал дисертаційної роботи викладено на 156 сторінках комп’ютерного тексту, в т.ч. основний текст - на 146 сторінках. Дисертація складається із вступу, 7 розділів, висновків та пропозицій виробництву, списку використаних джерел і додатків. Текст ілюстрований 41 таблицею, 10 рисунками і схемами. Список літератури містить 164 джерела. Додатки містять 124 рисунки і таблиці, відповідні акти впровадження результатів досліджень.

ОСНОВНА ЧАСТИНА

1. КОРОТКА ХАРАКТЕРИСТИКА ЛІСІВНИЧИХ УМОВ ЦЕНТРАЛЬНОГО ПОЛІССЯ УКРАЇНИ

Біологічна різноманітність лісового ценозу, ріст та розвиток деревних порід значною мірою залежить від грунтово-кліматичних умов. Клімат району досліджень відноситься до помірно-континентального. Середня річна температура варіює у межах 0,1 °С, різниця температур досягає 70°С, тривалість вегетаційного періоду - 190-202 дні. Деяка різниця спостерігається у вологості повітря: у районі розташування Боярської лісової досліднї станції відносна вологість повітря змінюється від 65 до 70%, Коростишівського ДЛГ - від 67 до 77%, Словечанського ДЛГ - від 80 до 85%. Найбільшу частину земель регіону займають низькопродуктивні дерново-підзолисті грунти та їхні оглеєні види. Вони кислі, малородючі, глибина гумусного горизонту близько 14 см, вміст гумусу - 0,5-1%. Переважають: соснові - 65%, сосново-дубові і дубові - 12% лісостани. У Житомирській області сосна звичайна займає 52,3%, у Київській -56,0% від земель лісового фонду. У свіжих суборах сосна звичайна росте за І-Г бонітетом, дуб звичайний - за ІІІ-ІУ, а у свіжій судіброві, відповідно, за 1-1° і за ІІ-ІІІ бонітетами. Середній вік насаджень Центрального Полісся - 43-57 років. Молодняки займають 45%, середньовікові насадження - 31%, пристигаючі -13%, стиглі й перестійні - 11% земель лісового фонду (Короткий довідник по лісовому фонду України, 1998). Обсяги створення лісових культур регіону досліджень щорічно становлять 5,0 тис. га, у т.ч. сосни звичайної - 4,0 тис.га. Для їх створення необхідно заготовляти 4,8-5,0 тонн насіння сосни, тобто, близько 500 тонн шишок.

2. ПРОГРАМА І МЕТОДИКА ДОСЛІДЖЕНЬ

Програмою досліджень передбачене проведення порівняльного аналізу і виявлення найефективніших методів з метою збільшення точності та введення кількісних показників при визначенні урожайності насаджень сосни звичайної, а також встановлення залежності урожайності від основних лісівничо-таксаційних показників.

Пробні площі закладалися за загальноприйнятими методиками (Захаров, 1967; Гордиенко, 1979; Анучин, 1982). У Дзвінківському та Смолівському лісництвах закладалися пробні площі з метою вивчення залежностей урожайності за віком насаджень, у Межигірському лісництві у 26-річних насадженнях - за бонітетами, у Нагорянському, Сирницькому та Червоноармійському лісництвах - залежно від повноти насаджень. У 8-25-річних насадженнях урожайність визначали методом суцільного обліку (підняттям у крони дерев), у старших за віком насадженнях - шляхом рубки модельних дерев за методами О.М. Соболева (1906, 1908), Л.Ф. Правдіна (1936), Л.М. Мушкетика (1954), В.Г. Каппера (1930), Б.К. Термена, (1984), І.Д.

Юркевича, П.Д. Червякова (1939). Урожайність лісонасіннєвих плантацій визначали за методами суцільного обліку та модельних дерев. Для встановлення залежності урожайності насаджень від основних лісівничо-таксаційних показників використовували статистичні матеріали Л.Ф. Правдіна (1936), В.Г. Каппера (1930), І.Д. Юркевича, М.М. Лубяко, Г.Г. Кругликова (1940), В.П. Разумова (1940), Т.П. Некрасової (1955, 1960), а також інші літературні джерела та довідники. Для обробки первинного матеріалу застосовували статистико-математичі та графічні методи з використанням електронно-обчислювальної техніки. Визначали параметри здорових та пошкоджених шкідниками шишок. Якість насіння визначали за Державними Стандартами (1967, 1968, 1975, 1986). Економічну ефективність розраховували за даними Галузевих норм виробітку (1992).

3. СУЧАСНИЙ СТАН ВИЗНАЧЕННЯ УРОЖАЙНОСТІ НАСАДЖЕНЬ СОСНИ ЗВИЧАЙНОЇ (аналітичний огляд літератури)

Стабільне і повне задоволення потреб лісового господарства високоякісним насінням лісових порід, зокрема сосни звичайної (Pinus sylvestris L.), неможливе без глибокого вивчення біології їх насіннєвої продуктивності, а також прогнозування та кількісної оцінки урожайності. Початок насіннєношення відмічають з 5-7 років (Молотков, 1989), 8-річного віку (Бедрицкая, 1995), з 10-15 років (Корчагин, 1960; Справочник лесовода, 1990), а в лісостанах - з 20-25 річного віку (Молотков, Патлай, Давидова, 1989) і навіть 30-50 років (Корчагин, 1960). В умовах України перші шишки на деревах сосни звичайної з'являються у віці 5-6 років (Гордієнко, Корецький, Маурер, 1995), що підтверджується проведеними дослідженнями (Решетник, 1999). Середня багаторічна урожайність за класами віку: II клас - 0,32; III - 0,95; IV - 1,32; V -1,66; VI - 1,89; VII - 2,02 кг/га (Юрре, 1939). Зрідження насаджень поліпшує освітленість крон дерев і стимулює насіннєву продуктивність (Свириденко, Швиденко, 1995), проте не призводить до підвищення урожаю насіння, хоча дещо збільшує їх кількість на 1 дерево (Бережной, 1978). Суттєве значення для визначення урожайності насаджень мають методи обліку насіння. Усі методи можна поділити на дві групи: методи відносного та методи кількісного обліку урожайності. Одні методи дають лише суб’єктивну оцінку, інші - трудомісткі і їх, як правило, використовують з науково-дослідною метою.

На Україні цвітіння поодиноких дерев на плантації починається вже на 3-й рік після її створення. Середній урожай насіння з 1 га плантації у 10-

річному віці (1986 р.) становив 1,6 кг, у 1987 - 2,0 кг, 1988 - 2,4 кг, 1989 - 2,9 кг і в 1990 році - 4,6 кілограмів (Ірклієнко, 1993). У старих дерев (більше 100 років) зменшується маса шишок і насіння. Сходи з насіння молодих сосен краще розвиваються і більше їх зберігається у порівнянні зі сходами з насіння, зібраного із старих дерев (Білокінь, 1975).

Шишки сосни пошкоджують шишкова вогнівка (Dioryctria abietella Schiff.) та сосновий' шишковий смолюх (Pissodes validirostris Gyll.). У сухих борах пошкодження досягає 30%, а в неурожайні роки — і більше. Аналогічні пошкодження виявлені на клонових насіннєвих плантаціях (Гордиенко, Падий, Цилюрик, 1992).

4. КІЛЬКІСНА ОЦІНКА НАСІННЄВОЇ ПРОДУКТИВНОСТІ НАСАДЖЕНЬ СОСНИ ЗВИЧАЙНОЇ

Для планування робіт по лісовирощуванню та лісорозведенню важливо знати, скільки насіння можна заготувати у даному регіоні і чи доцільно проводити заготівлю у той чи інший рік. На виробництві, з усіх відомих методів визначення урожайності, найпоширенішим є окомірно-статистичний метод В.Г. Каппера (1930). Проте, цей метод дає тільки загальну уяву про урожай насадження (добрий урожай, неврожай і т.і.). Тому довгий час вчені намагалися надати балам окомірної оцінки конкретних числових значень.

Аналіз проведених досліджень показав значну розбіжність в урожайності насаджень, визначеної різними методами, що свідчить про потребу їх вдосконалення у напрямі вибору модельних дерев. Найбільш достовірні результати були отримані при визначенні урожайності за методом суцільного обліку та методом О.М. Соболева (1908), тобто при великій кількості модельних дерев. При обчисленні урожайності за методами Л.Ф. Правдіна (1936) та Л.М. Мушкетика (1954) визначення урожайності насаджень ускладнюється. За цими методами може бути стільки варіацій, скільки комбінацій можна побудувати за модельними деревами:

Ов = ——— = 171, С,39 = = 969

19 1-2 19 1-2-3

Тому встановити, які з узятих у насадженні модельних дерев дозволяють визначити середнє за урожайність дерево, практично неможливо.

Дослідження, проведені на пробних площах за методом пробних ділянок (Юркевич, Червяков, 1939, 1940), дали надто завищені результати. Метод пробних гілок (Нестеров, 1914; Рац, 1938) теж не може використовуватися для визначення урожайності сосни звичайної у зв’язку з її біологічними особливостями.

Отже, усі перераховані методи застосовуються у науково-дослідних роботах, а для використання у виробничих цілях вони не придатні, адже вимагають рубки модельних дерев, а також досить трудоємкі.

У літературі нерідко зустрічаються протилежні твердження відносно залежності урожайності насаджень від таксаційних показників. Одні автори стверджують, що між таксаційними показниками і, перш за все, діаметрами дерев та їхньою урожайністю, існує безпосередня залежність: прямолінійна; середнє за діаметром дерево є середнім і за урожайністю тощо (Правдин, 1936; Seki Takeshi, 1994; Арефьев, Попов, 1996). Інші (Тимофеев, 1939; Мушкетик,

1954; Некрасова, 1955; Корчагин, 1960; Костенко, 1965; Шлончак, 1986) стверджують, що між таксаційними показниками і урожайністю окремо узятих дерев тісної залежності немає. Останнє твердження, на основі проведених досліджень, поділяємо і ми. Так, результати суцільного обліку показали, що з 214 обстежених дерев лише 5 мали кількість шишок близьку до середньої (15,3 шт.). При цьому, у середньому ступені товщини не було жодного дерева, яке б мало 15 шишок. У ступені 16 см два дерева мали по 15 шишок, у ступенях 18 і

20 см - по одному дереву мали 16 шишок і в ступені 22 см - одне дерево мато 15 шишок. Усі інші дерева значно відрізнялися за урожайністю від середнього. Результати розташування статистичних даних у матриці і коефіцієнт кореляції теж вказують на відсутність тісної залежності урожайності дерев від їхніх діаметрів.

Але цей висновок справедливий лише для окремо узятих дерев. У насадженні, при великій кількості модельних дерев, закономірності набувають зовсім іншого характеру. Так, результати проведених досліджень показали, що у кожному ступені товщини між найбільшою, найменшою та середньою кількістю шишок на деревах існує велика різниця (табл.1).

Таблиця 1 - Кількість шишок на деревах сосни звичайної

Ступені товщини, см. Кількість дерев, шт. Кількість шиШок на дереві, шт. Кількість дерев 3 шишками більше середньої

всьо- го з них 3 шишками найбіль ша наймен ша серед- ня абсо- лютна %

6 2 0 0 0 0 0 0

8 8 3 6 0 1,9 3 37,5

10 19 9 39 0 5,8 8 42,1

12 33 19 53 0 9,8 10 30,3

14 46 40 57 0 13,7 17 37,0

16 42 32 87 0 16,3 14 33,3

18 34 26 74 0 20,8 12 35,3

20 21 21 118 3 34,3 9 42,9

22 6 6 123 5 27,7 1 16,7

24 2 2 45 5 27,0 1 50,0

Якщо результати суцільного обліку 214 дерев нанести на систему Декартових координат і з’єднати точки, які характеризують дерева з найбільшою, найменшою та середньою кількістю шишок, то отримаємо певну геометричну фігуру, в середині якої будуть розміщуватися дерева з проміжною кількістю шишок (рис. 1).

150 135 -120 3 105 І 90

I 75

.§ 60 -х

А

.S 45 X

30 ■

15

O - -

4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24

Ступені ТОВЩИНИ, CM

Рис. 1. Залежність урожайності дерев сосни звичайної від діаметрів стовбурів

Отже, із зростанням діаметрів дерев збільшується кількість шишок на найбільш урожайних та середніх за урожайністю деревах. Кількість дерев, що мають шишок більше за середню, за ступенями товщини становить близько 33%. У той же час, відстань від середньої до верхньої лінії складає близько 2/3. Отже, менша кількість дерев у кожному ступені- товщини на графіку розташовується на більшій відстані.

Середня кількість шишок за ступенями товщини наближається до параболи і характеризується рівнянням:

у = ax2+bx+c (1)

де у - кількість шишок на дереві, штук; х - діаметри дерев (ступені товщини, см.); а, Ь, с — параметри рівняння.

На основі рівняння (1) можна встановити урожайність насадження, модель якої виглядає таким чином:

у = 0,17х:- 2,42х+14,56 (2)

при д: = 15,0; у = 16,5.

Недоліком даного методу є те, що навіть для одного насадження щорічно, залежно від зміни урожайності, необхідно будувати нову модель.

Аналіз досліджень показав, що між діаметрами дерев та їхньою найвищою урожайністю існує певна залежність. Моделі, розраховані за допомогою комп’ютерної програми Excel 97, мають вигляд: параболи -

у=0, 0564х2+0,5025х-5, 4992, (3)

а верхньої лінії, що наближається до прямої-

у=8,1364х-45,545 (4)

На рисунку 2 показана модель розподілу найвищої і середньої кількості шишок за фактичними даними та розрахованими за даними програми Excel 97. При цьому, вирівняні за комп’ютерною програмою показники майже не відрізняються від фактичних, але останні зростають більш послідовно.

Ступені товшинцсм Рис.2. Урожайність насадження за даними власних досліджень та розрахованих за моделями

Аналіз досліджень показав, що між діаметрами дерев та їхньою найвищою урожайністю існує залежність. Тобто, фактичній (Л'ф) та середній (Л'с) кількості шишок на дереві відповідає певний відсоток (Рф) і (Рс) кількості шишок. Оскільки між найбільшою і середньою кількістю шишок існує безпосередня залежність, то ми можемо записати її так:

Иф-Рф

Ис — Рс (5)

На основі цих залежностей виведене рівняння для визначення середнього за урожайністю дерева:

.. Nф■Pc

Л'С = —2---- С6Ї

Рф ^

Для розрахунку урожайності насадження потрібно знати найбільш урожайне дерево і середній діаметр насадження.

Тоді модель урожайності даного насадження буде такою:

№ = Иф-10/58 (7)

Модель дає можливість визначати урожайність цього насадження і в найближчі наступні роки. Для цього необхідно у середньому ступені товщини узяти дерево з найбільшою кількістю шишок (у даному випадку - 87 шт.) і підставити у рівняння:

N0 = 87-10/58 = 15,0 шишок (8)

Якщо найбільш урожайне дерево узяти з іншого ступеня товщини, наприклад, з 20, а його урожайність становить 118 шишок, то модель урожайності насадження буде такою:

N0 = Лф -10/78,4 (9)

Звідси

N0=118-10/78,4=15,1 шишки (10)

Тобто, середня кількість шишок залишається майже без зміни.

Але запропонований метод, як і усі інші методи визначення урожайності насаджень, досить трудомісткий і може використовуватись лише у науково-дослідних роботах. На виробництві ж потрібно мати не урожайність середнього дерева, а урожайність насадження, враховуючи його вік, повноту, бонітет і характеристику величини урожайності за шкалою В.Г. Каппера. На основі власних досліджень та аналізу значного літературного матеріалу встановлено, що урожайність в насадженні за балами шкали В.Г. Каппера змінюється за параболою, модель якої у відносних величинах така:

Я = 2гг+9г + 5 (11)

де Л - кількість насіння (% на 1 га); г - бал урожайності.

На основі моделі та середніх даних дуже доброго врожаю розрахована середня урожайність за балами окомірної шкали В.Г. Каппера (табл.2).

Таблиця 2 - Урожайність 20-річного насадження Дзвінківського л-ва (Київська обл.) за балами

Бал урожайності Характеристика бала Кількість насіння на 1 га

тис.штук %

5 Дуже добрий урожай 530 100

4 Добрий урожай 387 73

3 Середній урожай 265 50

2 Слабкий урожай 164 31

1 Дуже поганий урожай 85 16

0 Неврожай 27 5

Проведений аналіз показав, що найбільш точні результати визначення урожайності насаджень отримані за методами суцільного обліку та

О.М.Соболєва; у кожному ступені товщини існують дерева з різною кількістю шишок на них; при нанесенні на систему Декартових координат даних урожайності насадження, останні розміщуються у певній геометричній фігурі, яка обмежена кривими, що плавно зростають; середня кількість шишок за ступенями товщини зростає за кривою, яка характеризується рівнянням параболи; на основі фактичного матеріалу побудована модель для визначення середнього за урожайністю дерева; за допомогою моделі урожайності розраховані конкретні числові значення балів окомірної шкали В.Г.Каппера для 20-річного насадження Дзвінківського лісництва (Київська обл.).

У процесі досліджень було проведене обстеження лісонасіннєвих плантацій з метою визначення їхньої урожайності та виявлення впливу шкідників і збудників хвороб на якість насіння. Встановлено, що урожайність, визначена різними методами, на плантаціях більш рівномірна, ніж в лісостанах (табл. 3).

Таблиця 3 - Урожайність сосни звичайної у лісостанах і на плантаціях

Характер насадження Вік, років Визначення урожайності за методами

середньо- зваженої величини серед- нього дерева рівняння у=ах+Ь графіч ним В.Г. Кап- пера

Дзвінківське л-во, Київська обл.

Штучне насадження 13 660,0 150,0 450,0 705,0 5

Плантація 14 356,7 250,8 514,8 242,2 4

Штучне насадження 18 760,5 98,0 215,6 196,0 5

Штучне насадження 21 621,9 596,2 772,8 640,3 5

Київська лісова науково-дослідна станція, Київська обл.

Плантація 14 983,2 680,0 1136,0 584,0 5

Станишівське л-во, Житомирська обл.

Плантація 14 282,9 530,0 210,0 228,0 3

Плантація 18 864,0 690,0 786,6 543,0 5

Це пояснюється тим, що на плантаціях менша диференціація дерев за кількістю шишок. Найвищий урожай мала 18-річна плантація Станишівського лісництва і 14-річна плантація Київської лісової науково-дослідної станції, на яких урожай насіння не поступається урожайності штучних насаджень аналогічного віку. 14-річні плантації Дзвінківського та Станишівського лісництв за урожайністю дещо поступаються 13-річним штучним насадженням, які зростають у Дзвінківському лісництві. У 13-річних культурах на одне дерево припадає, в середньому, 4,4 шишки, а на плантації - 54,5. Але, якщо врахувати кількість дерев, то виходить, що майже однаковий урожай у штучному насадженні розміщується на 7500, а на плантації - на 330 і навіть 150 деревах. Крім того, завдяки значній загущеності збір насіння в насадженнях дещо складніший. Проте вирощування насіння в лісостанах практично не вимагає матеріальних і трудових витрат, окрім витрат на збір шишок, тоді як на плантаціях усі витрати на вирощування, догляд та збір насіння лягають на собівартість останнього.

5. ПОБУДОВА ТАБЛИЦЬ УРОЖАЙНОСТІ НАСАДЖЕНЬ СОСНИ ЗВИЧАЙНОЇ

Основною передумовою визначення впливу різних факторів на урожайність є дослідження одного фактора за умови сталості інших. Аналіз літературних джерел, підтверджених результатами власних досліджень, свідчить, що між віком та урожайністю насаджень існує прямолінійна залежність:

Я=ац+Ь (12)

де q - вік насаджень (років); а, Ь - параметри рівняння.

Розрахована модель залежності урожайності насаджень від віку така:

К = 1,12д+21,8 ' (13)

За допомогою моделі розрахована урожайність насаджень сосни звичайної залежно від їхнього віку:

Вік насаджень 20 ЗО 40 50 60 70 | 80 90 100

Урожайність, % 44,2 55,4 і 66,6 77,8 89,0 100,0 111,4 111,2 111,0

Залежність урожайності насаджень від повноти має майже прямолінійний характер. Модель урожайності складається з двох прямих: висхідної — від -1,0 до 0,7 та спадної - від 0,7 до 0,4, які записуються так:

• Я=-250,7в+275,5 (14)

Я = ]30,5в+17,8 (15)

де в- повнота. .

Наведена модель дає змогу розрахувати значення зміни урожайності насаджень від їхньої повноти:

Повнота | 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4

Урожайність, % 1 24,8 49,9 74,9 100 96,1 83,1 70,0

Урожайність насаджень також суттєво змінюється за бонітетами і описується рівнянням гіперболи, розрахована модель якої виглядає так:

„ 100

* = — <16> де в - коефіцієнти бонітетної шкали.

На основі моделі обчислені значення урожайності соснових насаджень залежно від бонітетів:

Бонітети насаджень | Iа 1 І 11 III IV

Урожайність, % | 100 75,2 1 50,0 33,3 | 25,0

Урожайність насаджень також не однакова у різні роки її визначення. Основні положення, методика та модель для розрахунків урожайності насаджень за балами окомірної шкали В.Г. Каппера викладені у попередньому розділі.

На основі приведених моделей залежності урожайності соснових насаджень від віку, повноти, бонітету та відповідно до 6-бальної шкали В.Г.Каппера розраховані показники і складені “Таблиці урожайності соснових насаджень для Полісся України”, фрагменти яких наведені нижче (табл. 4 і 5). “Таблиці урожайності соснових насаджень для Полісся України” є результатом

поєднання 6-бальної шкали окомірної оцінки В.Г. Каппера та кількісної характеристики урожаїв.

Таблиця 4 - Урожайність 70-річного насадження сосни звичайної Г бонітету,

тис.шт.насіння на 1 га

Бали урожайності Повнота

1,0 0,9 0,8 Н 0,7 0,6 0,5 0,4

5 - Дуже добрий ] 199 2413 3621 4835 4646 4018 3385

4 - Добрий 875 1761 2643 3530 3392 2933 2471

3 - Середній 600 1207 1811 2418 2323 2009 1693

2 - Слабкий 372 748 1123 1499 1440 1246 1049

1 - Дуже поганий 192 386 579 774 743 643 542

0 - Неврожай 60 121 181 242 232 201 169

Таблиця 5 - Урожайність 70-річного насадження сосни звичайної Iа бонітету,

кг/га

Бали урожайності Повнота

1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4

5 - Дуже добрий 9,5 19,1 28,6 38,2 36,7 31,7 26,7

4 - Добрий 6,9 13,9 20,9 27,9 26,8 23,2 19,5

3 - Середній 4,7 9,5 14,3 19,1 18,4 15,9 13,4

2 - Слабкий 2,9 5,9 8,9 11,8 11,4 9,8 8,3

1 - Дуже поганий 1,5 3,1 4,6 6,1 5,9 5,1 4,3

0 - Неврожай 0,5 1,0 1,4 1,9 1,8 1,6 1,3

Таблиці розраховані для десяти 10-річних груп, 7 повнот, 5 бонітетів та б балів окомірної шкали В.Г. Каппера.

6. ЯКІСНА ХАРАКТЕРИСТИКА УРОЖАЙНОСТІ СОСНИ ЗВИЧАЙНОЇ

Проведені дослідження дали можливість простежити розташування шишок у кронах дерев, а також встановити залежність величини шишок і якості насіння від їхнього розміщення у кронах. Встановлено, що на одному дереві спостерігаються різні за величиною шишки. їхня величина перебуває у прямій залежності від приросту гілок (табл.6). У кроні дерева шишки розташовуються так: величина шишок за порядками гілок збільшується від стовбура (гілки ІІ-го і ІІІ-го порядків) до периферії крони (гілки І порядку) і від нижньої її частини до верхівки дерева. Тому найбільше шишок з крупним і високоякісним насінням розташовано у верхній частині крони на гілках першого порядку.

Таблиця 6 - Залежність розміру шишок і маси насіння від місцеположення та довжини гілок

- Параметри Кіль- кість

Поря центральних гілок бокових гілок шишок Маса 1000

док гілок довжи на, см кількість пар хвоїнок, шт. довжи на, см кількість пар хвоїнок, шт. довжи на, см діа- метр, см лусок у шишці, шт. насі- нин, г

І 24,7 133 11,0 15,5 73 93 5,7 6,1 2,8 2,9 75 79 6,03

II 15,0 68 7,9 7,0 45 51 5,3 2,5 70

10,0 60 5,6 2,7 72 5,87

II 18,1 110 7,5 53 - - -

9,2 65 5,1 2,6 70

III 12,6 77 - - 4,3 2,2 68

III 11,1 77 7,2 4,7 48 33 4,5 4,3 2,2 2,0 58 51 4,00

Відомо, що молоді насадження мають насіння, яке за якістю не поступається насінню з насаджень старшого віку (О.Г. Каппер, 1926, 1926; Антонов, 1938; Фомин, 1940; В.В. Огиевский, 1952; Білокінь, 1975). Наші дослідження, проведені у насадженнях різного віку, підтверджують цей висновок. Встановлено, що в умовах Центрального Полісся репродуктивна здатність дерев сосни звичайної починається з 5-річного віку. Так, у період цвітіння на одному дереві можна бачити усі чотири генерації шишок, а також чоловічі колоски. У 8-річному насадженні шишки відмічені на 18% дерев. Середня довжина шишок становила 48,1 мм, діаметр - 21,9 мм, маса 1000 насінин - 7,3 г. В 11-річному - молоді шишки були на 30% дерев при їх довжині і діаметрі 43,1 і 20,3 мм, відповідно; маса 1000 насінин становила 6,8 г.

Великий вплив на розмір шишок має продуктивність лісостанів (табл.7).

Таблиця 7 - Залежність розміру шишок від продуктивності насаджень

Боні- тет 1997 рік 1998 рік 1999 рік Середні Середня кількість насінин в шишці, шт

і, мм сі, мм і 5 ММ сі, мм мм СІ, мм мм СІ, мм

1° 43,6 21,0 40,0 21,0 46,1 22,5 43,2 21,5 18,7

II 39,8 20,1 34,1 17,5 31,1 17,7 35,0 18,4 13,8

V 29,2 15,3 33,9 17,3 29,9 16,0 00 о" 16,2 11,4

Отже, навіть незважаючи на те. що по роках шишки збиралися з різних дерев, що не виключає впливу індивідуальних особливостей дерев, все ж чітко простежується вплив бонітету на величину шишок.

Найбільшої шкоди шишкам завдають шишкова вогнівка та сосновий шишковий смолюх. Насіння з пошкоджених шишок на 15-20% легше, ніж із здорових, його енергія проростання і схожість майже у 2 рази нижчі. Чим краще освітлене дерево, тим більше шишок пошкоджується шкідниками. Так, у 25-річному насадженні Смолівського лісництва (Житомирська обл.) на добре освітленому дереві пошкоджених шишок було 23,7%, тоді як на дереві в насадженні - лише 5,1%. Найменша кількість пошкоджених шишок спостерігалась у 16-річному насадженні Дзвінківського лісництва (Київська обл.) - 10%, яке має густий підлісок з ліщини звичайної (Corylus avellana L.). У 56-річному насадженні Смолівського лісництва (Житомирська обл.), де спостерігається сильне ураження дерев (біля 29%) кореневою губкою (Heterobasidion annosum (Fr.) Bref.), пошкодження шишок було найбільше -63,5%. На плантації у Дзвінківському лісництві (Київська обл.) пошкодження шишок варіює в межах 27,5-61,5%. У Київській лісовій науково-дослідній станції (Київська обл.) на гілках III порядку виявлено, в середньому, 36,8%, а на гілках II порядку - 30% пошкоджених шишок. На 18-ти і 14-річних плантаціях Станишівського лісництва (Житомирська обл.) було, відповідно, 45,8 і 18,2% шишок з пошкодженнями різної інтенсивності.

Інфікування насіння збудниками хвороб відбувається при транспортуванні шишок, вилученні з них насіння та при порушенні режимів зберігання. У своїх дослідженнях ми намагалися дотримуватися оптимальних строків збирання шишок, їх просушування і вилучення насіння, а також способів та режимів зберігання останнього, що дозволило мінімізувати вплив епіфітної мікофлори при його пророщуванні.

7. ЕКОНОМІЧНЕ ОБГРУНТУВАННЯ МЕТОДІВ ВИЗНАЧЕННЯ УРОЖАЙНОСТІ СОСНОВИХ НАСАДЖЕНЬ

Основні витрати на збір шишок і подальше визначення урожайності насаджень залежить від того методу, який застосовується для даних робіт. У молодих насадженнях (8-15 років) збір шишок і визначення урожайності проводили без рубки модельних дерев. Згідно з Галузевими нормами виробітку (1992), з дерев висотою до 5 метрів шишки збираються зі стоячих дерев за нормою 14,5 кг при середньому врожаї. За цих умов оплата заготівельнику проводиться за IV розрядом - 3,68 грн. Отже, з 200 дерев при суцільному обліку можна зібрати 400 штук або 5,6 кг шишок. На збирання такої кількості шишок потрібно витратити 0,39 людино-днів і 1,44 грн. В насадженнях 25-30 років цілком можливо збирати шишки та визначати урожайність підняттям у крони дерев. На рубку 200 модельних дерев і збирання шишок необхідно витратити 5,44 людино-днів, 23,54 грн. заробітної плати та 20,97 грн. вартість пального, тобто 44,54 грн., тоді як при піднятті у крони дерев, відповідно, 3,26

людино-дні і 13,56 грн. Отже, при піднятті у крони дерев витрати праці зменшуються в 1,7 разів і коштів — у 3,3 рази. При взятті 20 модельних дерев витрати зменшуються до 4,02 грн., а із стоячих дерев - до 1,33 грн. При 5-ти модельних деревах витрати зменшуються у 4 рази. Зі збільшенням віку насаджень матеріальні витрати на збирання шишок збільшуються.

Визначення урожайності за окомірною шкалою В.Г.Каппера надто суб’єктивне. Так, у 20-річному насадженні Iа бонітету урожайність при повноті

1.0 у 4 рази менша, ніж при повноті 0,7. У 20-річному насадженні при повноті

1.0 урожайність більш ніж у 9 разів менша порівняно з 80-річним насадженням при повноті 0,7. У насадженнях Iа бонітету, порівняно з насадженнями IV бонітету, урожайність вища у 4 рази. Тобто, за шкалою В.Г.Каппера при одному й тому ж балі в насадженні може бути як 500 тис.шт. насіння на 1 га, так і 5,0 млн., залежно від величини урожаю, віку, повноти і бонітету насадження. Розроблені нами таблиці надають балам окомірної шкали В.Г. Каппера кількісних показників і дають змогу підбирати найбільш урожайні насадження, в результаті чого знизяться виробничі витрати на заготівлю в них насіння.

ВИСНОВКИ ТА ПРОПОЗИЦІЇ ВИРОБНИЦТВУ

1. Аналіз результатів досліджень показав значну розбіжність в урожайності насаджень, визначеної різними методами, що свідчить про потребу їх вдосконалення у напрямі вибору модельних дерев. Найточніші результати отримані при визначенні урожайності за методами суцільного обліку та

О.М.Соболева. Невелика кількість (3-5) модельних дерев не може бути гарантом для точного визначення середнього за урожайністю дерева.

2. У результаті досліджень підтвердилися дані ряду дослідників про те, що між таксаційними показниками й урожайністю окремо взятих дерев відсутня тісна залежність, оскільки у кожному ступені товщини існують дерева однакових діаметрів, але з різною кількістю шишок на них. Середнє за урожайністю дерево може бути у будь-якому або у кількох ступенях товщини. Коефіцієнти кореляції також вказують на відсутність тісної залежності урожайності дерев від їхніх діаметрів.

3. Математичний аналіз даних суцільного обліку шишок в системі Декартових координат дозволив виявити закономірності розміщення урожайності за ступенями товщини, які полягають у тому, що дерева з шишками розміщуються не по прямій, а в певній геометричній фігурі, яка окреслена лініями, що характеризують дерева з найбільшою, найменшою та середньою кількістю шишок. Середня кількість шишок за ступенями товщини характеризується рівнянням параболи. Кількість дерев, які мають шишок більше за середню, становить біля 33%. Відстань від середньої до верхньої лінії на графіку - близько 2/3. Менша кількість дерев у кожному ступені товщини на графіку розташовується на більшій відстані. Отже, ці дані вказують на наявність закономірності розміщення урожайності в насадженні.

4. Енергія проростання, схожість та маса насіння зростають прямо пропорційно до величини шишок. Найбільші шишки з крупнішим насінням на кожному дереві розташовані на гілках першого порядку і ближче до верхньої частини дерева.

5. Насадження І-ІІ класу віку мають добру урожайність, і насіння в них не поступається за масою, енергією проростання та схожістю насінню із старших насаджень.

6. Порівняльна характеристика насіннєвої продуктивності показала, що насіннєві плантації за урожайністю не мають суттєвих переваг над урожайністю штучних насаджень аналогічного віку.

7. Трудозатрати на визначення урожайності найменші у насадженнях віком до 15 років, де збір шишок проводиться без валки дерев. Витрати при визначенні урожайності за запропонованими таблицями не перевищують витрат при визначенні урожайності за окомірною шкалою В.Г.Каппера, але дають величину насіннєвої продуктивності у конкретних числових одиницях.

У результаті проведених досліджень вирішені основні наукові завдання, передбачені програмою:

а) запропонований новий метод пропорційної залежності, який полягає у тому, що найбільшій та середній кількості шишок на графіку відповідає конкретний відсоток кількості шишок на верхній і середній кривих. Це забезпечує більш точне і простіше знаходження середнього за урожайністю дерева, а отже, і кількості насіння в насадженні;

б) вперше за результатами власних досліджень та на основі узагальнення 100-річного досвіду українських та зарубіжних дослідників простежені залежності та розраховані моделі урожайності насаджень сосни звичайної від їхнього віку, повноти, бонітету та відносно 6-бальної шкали В.Г.Каппера.

в) використовуючи принципово нові методи моделювання кількісної оцінки насіннєвої продуктивності та на основі розроблених моделей побудовані “Таблиці урожайності насаджень сосни звичайної для Полісся України”, за якими можна визначати урожайність у кількісних показниках без значних трудових витрат.

Впровадження “Таблиць урожайності насаджень сосни звичайної для Полісся України” у господарства лісової галузі забезпечить щорічне визначення урожайності соснових насаджень у конкретних числових величинах (кг/га), в результаті чого знизяться виробничі витрати на заготівлю насіння, а отже, і вирощування садивного матеріалу та створення лісових культур.

Запропоновані таблиці характеризують динаміку насіннєвої продуктивності деревостанів і дають змогу визначати найбільш урожайні насадження.

Список наукових праць, опублікованих за темою дисертації:

1. Решетник Л.Л. Таблиці урожайності насаджень сосни звичайної (Pinus sylvestris L.) для Полісся України - К: Наукметодцентр Мінагропрому України, 2000. - 13 с.

2. Решетник Л.Л. Методи визначення врожайності насаджень сосни звичайної в Поліссі України // Науковий вісник НАУ. - К: НАУ, 1998. № 8. - С. 55-59.

3. Решетник Л.Л. Урожайність насаджень сосни звичайної в залежності від лісівничо-таксаційних показників // Науковий вісник НАУ. - К: НАУ, 1999. № 17.-С. 186-190.

4. Решетник Л.Л. Якість насіння сосни звичайної в Центральному Поліссі України. Науковий вісник: Сучасна екологія і проблеми сталого розвитку суспільства // Збірник науково-технічних праць. - Львів: УкрДЛТУ. - 1999. -Вип. 9.12. - С. 70-74.

5. Решетник Л.Л. Принципи побудови таблиць урожайності насаджень сосни звичайної // Науковий вісник НАУ. - К: НАУ, 1999. № 20. - С. 94-99.

6. Решетник Л.Л. Учет и прогнозирование урожайности сосны обыкновенной // Интенсификация выращивания лесопосадочного материала: Материалы Всероссийской научно-практической конференции. - Йошкар-Ола, 1996. - С. 77-78.

7. Решетник Л.Л. Оцінка методів визначення врожайності сосни звичайної // Лісівнича наука та освіта: стан та перспективи розвитку. Матеріали Міжнародної ювілейної науково-практичної конференції НАУ. — К: НАУ, 1997. -С. 110-111.

8. Решетник Л.Л. Урожайность насаждений сосны обыкновенной (Pinus

silvestris L.) в Центральном Полесье Украины // Плодоводство, семеноводство, интродукция древесных растений: Материалы Всероссийской (с

международным участием) научно-практической конференции. - Красноярск: СибГТУ, 1999.-С. 49-50.

Решетник Л.Л. Насіннєва продуктивність сосни звичайної у Центральному Поліссі України та методи її визначення. - Рукопис.

Дисертація на здобуття вченого ступеня кандидата сільськогосподарських наук за спеціальністю 06.03.01 - лісові культури, селекція, насінництво. -Національний аграрний університет, м. Київ, 2000.

У дисертації запропонований новий напрям визначення насіннєвої продуктивності соснових деревостанів. Детально вивчені та проаналізовані методи визначення урожайності. Вперше в Україні виведені залежності та розраховані моделі урожайності насаджень сосни звичайної від основних таксаційних показників. Запропоновані виробництву принципово нові “Таблиці урожайності насаджень сосни звичайної для Полісся України”. Встановлена залежність розміру шишок і маси насіння від місцеположення та довжини

гілок, а також впливу продуктивності насаджень на розмір шишок. Вивчений вплив шкідників на величину урожайності насаджень, параметри шишок та якість насіння. Основні результати досліджень знайшли впровадження у лісогосподарській практиці при визначенні урожайності насіннєвої продуктивності соснових насаджень.

Ключові слова: прогнозування урожайності, бал урожайності, насіннєва продуктивність, методи визначення урожайності, таблиці урожайності, середнє дерево, моделювання урожайності.

Решетник Л.Л. Семенная продуктивность сосны обыкновенной в Центральном Полесье Украины и методы ее определения. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук по специальности 06.03.01 - лесные культуры, селекция, семеноводство. -Национальный аграрный университет, г. Киев, 2000.

В диссертации предложено новое направление в определении семенной продуктивности сосновых древостоев. Дан анализ методов определения урожайности насаждений сосны обыкновенной. Все известные методы определения урожайности насаждений делятся на две группы: методы относительного и методы количественного учета. Методы количественного учета определяют урожай в конкретных числовых единицах, но при этом являются трудоемкими и используются только в научно-исследовательских работах. Методы относительного учета не требуют больших материальных затрат, но дают только общее представление о величине урожая. Поэтому производству нужен точный, простой и дешевый метод определения урожайности сосновых древостоев. Проведенные исследования дали возможность проанализировать семенную продуктивность отдельных деревьев сосны обыкновенной и сосновых древостоев и выявить математические зависимости урожайности от их таксационных показателей. Впервые в Украине на основании результатов исследований и обобщения данных литературных источников выведены зависимости и рассчитаны модели урожайности в зависимости от возраста, полноты и бонитета насаждений сосны обыкновенной. Основываясь на выведенных моделях зависимости урожайности сосновых насаждений от возраста, полноты и бонитета и в соответствии с 6-бальной шкалой В.Г. Каппера рассчитаны количественные показатели и разработаны “Таблицы урожайности сосновых насаждений для Полесья Украины”, которые являются результатом объединения 6-бальной глазомерной шкалы В.Г. Каппера и количественной характеристики урожаев. Установлена зависимость размера шишек и массы семян от положения и длины веток в кроне дерева, а также влияние продуктивности насаждений на размер шишек. Изучено влияние вредителей на величину урожайности насаждений, параметры шишек, и качество семян. Дана экономическая оценка эффективности методов

определения урожайности насаждений сосны обыкновенной. Основные результаты исследований нашли применение в лесохозяйственной практике при определении урожайности семенной продуктивности сосновых насаждений.

Ключевые слова: прогнозирование урожайности, балл урожайности,

семенная продуктивность, методы определения урожайности, таблицы урожайности, среднее дерево, моделирование урожайности.

Reshetnik L.L. Seed Productivity of Pinus Sylvestris L. in Central Polessia of Ukraine and Methods of its Determination. - The manuscript.

Dissertation for awarding a scientific degree as Candidate of Agricultural Sciences on the specialty 06.03.01 - forest plantations, selection, seeds. National agricultural University, Kiev, 2000.

It was proposed a new direction in the determination of seed productivity of pine stands. The methods of crop were researched and analyzed in details. It was the first the relationships were done and the models of pine seeds productions of their main taxation indices were calculated. The principally new “Tables of Pinus Sylvestris L. seed production for Polessia region in Ukraine” were proposed for practical implementation. It was researched the dependence of cones dimensions and seeds mass from site location and branch length and the influence of stands productivity on cones dimensions. The influence of insects and stimulus’s of damages on seeds crop of stands were researched and it was established the parameters of cones and quality of seeds. The main results of researches were implemented into forestry under determination of seed production of pine stands.

Key words: prediction of seed productivity, harvest scale, seed productivity, method of crop determination, tables of crops, average tree, and modeling of seed production.

Підписано до друку 17.10.2000 Папір тип N21.,

Фіз. друк, аркушів.0.95 умов. друк, аркуш. 1.05, Тираж 100 прим. Замовлення № 126

© Науково-методичний центр аграрної освіти Міністерства аграрної політики України 03151, Київ - 151, вул. Смілянська, 11 тел.: 242-35-68, 24І-35-66, 242-35-65

© Видавнича дільниця Наукметодцентру всі права захищені не підлягає копіюванню 03151, Київ - 151, вул. Смілянська, 11