Лісівничо-екологічна роль трав’яного покриву в культурах сосни звичайної Східного Полісся

6. Продуктивність культур сосни звичайної за умов різного ступеня розвитку трав'яних рослин

Інтенсивність росту сосни і трав'яних рослин при різній підготовці ґрунту та густоті культур. Інтенсивність появи та розростання трав'яних рослин залежить від способу підготовки ґрунту. На ділянках із суцільною оранкою спочатку поселяються світлолюбні види (пирій повзучий). Через 2-3 роки після створення лісових культур з'являється куничник наземний, в стадії зімкнення крон - конвалія. В стадії хащі, коли спостерігається повне зімкнення крон і під намет культур проникає мало світла, а ґрунт вкритий суцільним шаром підстилки товщиною 4-5 см, трав'яних рослин немає або майже немає (зустрічаються лише мохи). Повторно з'являються трав'яні рослини тільки на початку третього десятиріччя, коли крона сосни дещо зріджується і зменшується шар підстилки. У цей період з'являються трав'яні види - індикатори типів лісу (орляк, вероніка лікарська, грушанка мала, суниця лісова, осоки, буквиця лікарська та інші).

У разі створення культур нарізкою плужних борізд, трав'яні рослини інтенсивно розвиваються у необроблених міжряддях. Проведення догляду за ґрунтом супроводжується регулярним знищенням трав у бороздах. Завдяки цьому нарізка плужних борізд дозволяє поліпшити приживленість саджанців і отримати штучні насадження з кращою енергією росту, біологічною стійкістю та продуктивністю. Корчування пеньків на зрубах з подальшим їх трелюванням, плануванням ділянки, вичісуванням коріння і суцільною оранкою невиправдане ні з лісогосподарської, ні з економічної точок зору.

Створюючи лісові культури, потрібно враховувати умови місцезростання, категорію лісокультурних площ і створювати культури такої густоти, щоб змикання їх відбувалось якомога раніше. Створювати рідкі культури з широкими міжряддями недоцільно, оскільки в них інтенсивно розростаються трав'яні рослини, а під час догляду за ґрунтом у саджанців пошкоджується коренева система, що знижує біологічну стійкість й інтенсивність їх росту. З припиненням догляду за ґрунтом до змикання крон саджанців у міжряддях продовжує розвиватись трав'яна, переважно злакова, рослинність, яка негативно впливає на їх ріст навіть у забезпечених вологою умовах.

Із збільшенням ширини міжрядь з двох до трьох метрів втрачається трирічний приріст дерев сосни у висоту. Крім цього, дослідження показали, що в рідких культурах навіть до середини другого десятиріччя спостерігається великий відпад дерев сосни. Відбувається задерніння галявин, зімкнутість крон стає нерівномірною. У результаті не тільки висота, але і діаметр дерев в таких культурах менший, а в деяких випадках навіть істотно менший, ніж в густих культурах. Слід наголосити також на складності виправлення таких зріджених культур лісівничими методами. Наші дослідження показали, що штучні насадження більшої початкової густоти у стиглому віці мають більшу продуктивність, ніж деревостани, створені рідкою посадкою. Так, 90-річні соснові насадження, вирощені з культур оптимальної густоти (8,0 тис. сіянців на 1 га) мали запас стовбурової деревини 378 м3/га, а з рідких культур (6,5 тис. на 1 га) - 322 м3/га.

Вплив господарських заходів на продуктивність культур сосни. Результати досліджень показали, що культури з низькою повнотою характеризуються меншим бонітетом і мають удвічі менший середній поточний приріст у висоту. За більшої повноти культур трав'яні рослини розростаються значно слабше. Це позначається на підвищенні інтенсивності росту дерев сосни та збільшенні запасу стовбурової деревини.

Для забезпечення високої біологічної стійкості і продуктивності насаджень доглядові рубання мають бути помірними. Дослідження показали, що у культурах сосни, створених у свіжих суборах, зниження повноти за зімкнутістю крон на 0,1 в жердняковому віці зменшує запас деревини на 7,5-11 м3, а в середньовікових насадженнях - на 43-78 м3. Одночасно в них збільшується маса трав'яних рослин, відповідно на 48-50 і 57-60 кг/га. У разі інтенсивних доглядових рубаннях (з вирубкою до 40% стовбурів) приріст кращих дерев знижується від 5 до 15% як за діаметром, так і за об'ємом. Слабкий приріст дерев після інтенсивних рубань обумовлений багатьма чинниками, до яких, в першу чергу, відносять розростання трав'яних рослин.

Для вирощування високопродуктивних деревостанів у чистих культурах сосни звичайної після проведення освітлення, прочищення та проріджування зімкнутість крон повинна бути не нижче 0,8-0,9, після прохідних рубок - 0,8. Така інтенсивність доглядових рубань забезпечить високий вихід деревини і цінних сортиментів у віці рубань головного користування, попередить поселення і розростання світлолюбних злакових видів, які конкурують з деревними рослинами за вологу та елементи мінерального живлення.

Густота початкової посадки сіянців повинна бути вищою від необхідної густоти культур на величину очікуваного відпаду. У зв'язку з цим, густота початкової посадки суцільних соснових культур у свіжих суборах і борах повинна становити в середньому від 10 до 15 тис. шт. на 1 га відповідно. Чим густіші посадки, тим раніше настає змикання крон дерев, їх диференціація за ростом дерев, а також природне зрідження, яке з віком культур призводить до вирівнювання кількості дерев на одиницю площі за рахунок збільшення відпаду в густих культурах. Рідкі культури в умовах Східного Полісся не повністю використовують природну родючість ґрунту, а розростання трав'яних рослин у них суттєво зменшує надходження вологи та поживних речовин до дерев.

Товарна структура та вартість деревини в культурах при різній повноті та інтенсивності розростання трав'яних рослин. Зімкнутість крон у культурах істотно впливає на товарну структуру штучних деревостанів внаслідок впливу на інтенсивність росту дерев у висоту, очищення стовбурів від сучків, формування повнодеревних стовбурів. У 50-річних культурах свіжих суборів Боярської ЛДС вихід крупної та середньої деревини у штучних насадженнях сосни із зімкнутістю крон 0,6 становив 37,2 і 136,8 м3, із зімкнутістю крон 0,8 - 49,4 і 193,3 м3. У 90-річних культурах свіжих суборів Шосткинського ДЛГ при зімкнутості крон деревостанів сосни 0,59 запас крупної деревини становив 183,4 м3/га, а в культурах із зімкнутістю 0,64 - 205,1 м3/га.

Від реалізації деревини з 1 га 90-річних культур із зімкнутістю крон 0,59 господарство може отримати 32753 грн., а із зімкнутістю крон 0,64 - 36061 грн., що становить 110% порівняно з першою ділянкою. Підвищення повноти до оптимальної в середньовікових, пристигаючих і стиглих культурах сосни дозволяє збільшити запас стовбурової деревини в середньому на 40-55 м3/га.

сукцесійний онтогенетичний сосновий хвоя

Висновки

У дисертації наведено теоретичні узагальнення та аналіз експериментальних даних щодо лісівничо-екологічної ролі трав'яних рослин у вирощуванні біологічно стійких, високопродуктивних культур сосни звичайної на Східному Поліссі. В процесі досліджень виявлено екологічні особливості штучних соснових насаджень, взаємовплив деревних рослин і трав'яного покриву в них, описано сукцесійний розвиток трав'яних асоціацій в онтогенезі культур сосни звичайної, створених в умовах свіжих борів і суборів, досліджено вплив розростання трав на фізико-хімічні властивості підстилки і ґрунту, поширення в них безхребетних, а також на проходження фізіолого-біохімічних процесів у дерев сосни, природне насіннєве поновлення, інтенсивність росту і продуктивність соснових лісостанів, охарактеризовано особливості мікрокліматичного режиму в соснових культурах за різних зімкнутості намету та інтенсивності розвитку трав'яного покриву. В кінцевому підсумку оговорено концептуальні засади відтворення соснових лісостанів Східного Полісся та розроблено низку лісогосподарських заходів щодо вирощування високопродуктивних чистих і мішаних насаджень сосни звичайної в різних типах лісорослинних умов.

1. Критерієм ступеня освітленості ґрунту є поява та розростання трав'яних рослин, зокрема світлолюбних видів. Між збільшенням інтенсивності доглядових рубань та ступенем освітленості ґрунту, його температурою, а також температурою повітря під наметом культур і розростанням трав'яних рослин існує пряма залежність, а вологістю повітря та ґрунту - зворотна. Найменша інтенсивність освітлення ґрунту, його температура та температура повітря спостерігаються під наметом 10-річних культур. Водночас відносна вологість повітря та вологість ґрунту тут є найбільшими. На зрубах ці показники характеризуються протилежною залежністю. До зрубів за інтенсивністю освітлення ґрунту, його температури та температури повітря наближаються стиглі культури, особливо при проведенні доглядових рубань значної інтенсивності.

2. У молодому віці (до 10 років) вміст мінеральних елементів у загальній масі наземної частини і кореневих систем трав'яних рослин більший, ніж у масі деревних рослин. З віком це співвідношення змінюється на користь деревних рослин, головним чином за рахунок значного збільшення розмірів останніх. Чим інтенсивніше проводять зрідження лісових культур, тим активніше розростаються трав'яні рослини і тим більше вони перехоплюють елементи мінерального живлення у деревних рослин, що в кінцевому результаті позначається на інтенсивності росту дерев.

3. Розростання трав'яного покриву при проведенні доглядових рубань відбувається не лише за рахунок освітлення ґрунту, але і в зв'язку з трелюванням і вивезенням зрубаних дерев. Ці лісосічні операції порушують суцільний шар підстилки і сприяють проростанню насіння трав.

4. У зріджених соснових культурах трав'яне вкриття приблизно в 10 раз витрачає вологи більше, ніж сосна звичайна. Масове розростання трав'яних рослин у культурах 4-8-річного віку призводить до висушування верхнього горизонту ґрунту та зниження транспірації і обводнення хвої саджанців сосни. У культурах жерднякового віку трав'яні рослини слабко конкурують за вологу з сосною, оскільки в їх складі домінують тіневитривалі широколистяні види. З кінця жерднякового періоду і в старшому віці внаслідок зрідження крони дерев сосни спостерігається масове розростання трав'яних рослин, зокрема злакових видів. Трави впливають на зменшення запасів вологи у ґрунті і в кінцевому підсумку на зменшення обводнення заболонної деревини і хвої сосни, що позначається на всіх фізіологічних процесах у деревних рослин, їх біологічній стійкості та продуктивності. Загалом вологість заболонної деревини і хвої сосни знаходиться в прямій залежності від зімкнутості крон. За умов меншої зімкнутості крон і буйного розвитку трав, особливо злакових видів, обводнення заболонної деревини і хвої нижча, ніж в культурах високої зімкнутості крон і слабкого розростання трав'яної рослинності.

5. Домішка трав'яних рослин сприяє значному розпушуванню підстилки. Водночас запас і стан підстилки суттєво впливають на інтенсивність розростання та склад трав'яних рослин. Значна кількість насіння трав зависає на підстилці і не проростає, але трав'яні рослини, які вже розрослись і мають добре розвинені кореневища, краще зберігають свою життєздатність під захистом підстилки. Починаючи з 50-річного віку насаджень, половина легкогідролізованого азоту підстилки знаходиться у відмерлих рештках трав'яних рослин. З віком культур азот у підстилці збільшується за рахунок трав'яних рослин.

6. Трав'яна рослинність у молодих культурах сосни звичайної виконує подвійну роль. З одного боку, вона висушує ґрунт, що несприятливо впливає на діяльність ґрунтових безхребетних тварин, які знаходяться у верхньому шарі ґрунту, а з другого - зменшує прогрівання ґрунту що позитивно позначається на їх життєдіяльності. Помірне зрідження культур (вирубування до 20-30% дерев) сприяє збільшенню чисельності дощових черв'яків, геофілід, павуків, інтенсивне (вирубування до 40-70% дерев) - викликає незначне збільшення дощових черв'яків, павуків, мурашок, жужелиць і різке збільшення личинок хруща.

7. Розростання трав'яного покриву негативно впливає на процеси фотосинтезу деревних рослин. Однак цей вплив у лісових культурах виявляється опосередковано через зміну водного режиму і мінерального живлення дерев. Буйніший розвиток трав призводить також до різкого збільшення транспіраційних витрат вологи та осушення верхніх горизонтів ґрунту.

8. Виділені трав'яним покривом у грунт екзометаболіти гальмують проростання насіння та ріст дерев сосни в культурах. Негативно позначаються на рості молодих культур сосни також леткі речовини трав. Алелопатична активність лісової підстилки зростає із збільшенням у її складі рештків трав'яних рослин і особливо пирію та куничника. Зі зменшенням виділення високотоксичних колінів і негативного впливу на ріст деревних рослин поширені у соснових культурах види трав розташовуються у такій послідовності: куничник наземний, пирій повзучий, тонконіг вузьколистий, медунка вузьколиста, звіробій звичайний.

9. Сукцесійний розвиток трав'яного покриву в штучних соснових насадженнях протягом періоду їх вирощування характеризується чітко вираженими змінами трав'яних ценозів і залежить від типу лісорослинних умов.

В умовах свіжих борів онтогенез соснових культур представлений такими трав'яними асоціаціями: різнотравно-куничниковою (до зімкнення крон), зеленомоховою (стадія хащі), зеленомохово-різнотравною (стадія жердняка), різнотравною (стадія середньовіковості, пристигання і стиглості деревостанів), злаковою (зруби). В умовах свіжих суборів - широколисто-пирійною (одно-дворічні культури на свіжих зрубах до зімкнення крон), куничниково-пирійно-різнотравною (перед повним зімкненням крон), різнотравною (стадія хащі), широколистотравною (стадія жердняка і середньовіковості), пирійно-різнотравною (стадія пристигання і стиглості), пирійно-злаковою (зруби).

10. Розростання кореневих систем трав у верхньому найбільш родючому шарі ґрунту призводить до витіснення фізіологічно активних коренів деревних рослин у глибші горизонти ґрунту. З урахуванням інтенсивності розростання трав'яних рослин у культурах різного віку в умовах свіжих борів і суборів Східного Полісся виділено такі вікові періоди формування кореневої системи сосни:

1-10 років - у сосни спостерігається інтенсивний ріст у довжину горизонтальних коренів першого порядку. Міжряддя культур інтенсивно заростають трав'яними рослинами з участю злакових видів;

10-25 років - у сосни спостерігається інтенсивний ріст горизонтальних і вертикальних коренів, приріст горизонтальних коренів у довжину перевищує приріст стрижневого кореня. Наґрунтовий живий покрив розвинений слабо і представлений поодинокими екземплярами трав і мохами;

25-40 років - приріст стрижневого кореня сосни у глибину припиняється, відмічається інтенсивний ріст у глибину вертикальних розгалужень. Характерним є розростання спочатку тіневитривалих, а потім і світлолюбних видів трав, які зумовлюють витіснення коренів сосни з верхнього шару ґрунту;

40-60 років - приріст вертикальних розгалужень коренів сосни у глибину припиняється, спостерігається посилене розгалуження стрижневого кореня по всій його довжині. Трав'яний покрив з перевагою у складі світлолюбних злакових видів інтенсивно розростається;

60 і більше років - спостерігається інтенсивне розгалуження коренів сосни. В добре розвиненому трав'яному покриві переважають злакові види з потужною кореневою системою.

Моделі динаміки збільшення маси фізіологічно активних коренів сосни і трав'яних рослин подано рівнянням параболи другого порядку і розроблені з урахуванням зімкнутості крон деревостану, початкової густоти та віку культур і маси трав'яного покриву.

11. Ефективним способом запобігання інтенсивному розвитку трав'яного покриву, який не потребує додаткових затрат, є введення в культури сосни деревних видів з густо облистяною кроною. Домішка до культур сосни берези та дуба (15-20%) запобігає інтенсивному розростанню трав і забезпечує збільшення вмісту мінеральних елементів та фізіологічно активних коренів дерев у верхньому шарі ґрунту.

12. Із збільшенням ширини міжрядь і зменшенням густоти посадки зростає фітоценотична напруженість між деревними і трав'яними рослинами, що призводить до пригнічення росту саджанців і збільшення термінів змикання культур. Від ширини міжрядь залежить також склад трав'яних рослин. У рідких культурах внаслідок кращого освітлення ґрунту довше (на 3-4 роки) в складі трав зростають світлолюбні злакові види, зокрема пирій і куничник, а вже потім поселяються широколистяні трав'яні рослини.

13. Інтенсивність доглядових рубань з вибіркою до 40% стовбурів і 35% запасу та зменшення повноти до 0,5-0,6 сприяють буйному розвитку живого наґрунтового покриву і зумовлюють зниження життєвості деревних рослин. Для забезпечення високої біологічної стійкості і значної продуктивності соснових культур у віці головного рубання зімкнутість намету після проведення освітлень, прочищень і проріджування не повинна бути нижче 0,8, прохідних рубань - 0,7-0,8.

14. Збільшення повноти стиглих штучних насаджень сосни звичайної на 0,1 забезпечує зростання запасу стовбурової деревини на 17-18% і підвищує ефективність лісовирощування на 18-21%. Водночас зменшення повноти деревостанів на 0,1 нижче повноти 0,7 призводить у середньовікових культурах сосни до збільшення маси трав'яних рослин до 300 кг/га, а в пристигаючих і стиглих лісостанах до 500-750 кг/га. Причому у складі трав'яного покриву значно збільшується частка таких злакових видів, як пирій повзучий і куничник наземний.

15. Природне насіннєве поновлення в соснових насадженнях Східного Полісся є незадовільним. Невеликі куртини самосіву і підросту розміщені по площі нерівномірно і характеризуються значною диференціацією деревець за розмірами. Дерева в біогрупах насіннєвого походження погано очищаються від сучків, відзначаються малими запасами деревини та низькою товарною структурою. Зважаючи на переваги штучного лісовідновлення в умовах Східного Полісся, рекомендується заліснювати зруби, в основному, шляхом створення суцільних і часткових культур.

16. Підготовляючи ґрунт під лісові культури, слід надавати перевагу суцільній оранці, оскільки при цьому менше розростаються трав'яні рослини, які негативно впливають на ріст саджанців сосни. З метою зменшення затрат на боротьбу з трав'яними рослинами та витіснення їх з культур, доцільно створювати більш густі культури (11-13 тис. шт./га), в яких раніше настає зімкнення крон і які є більш біологічно стійкими.

Література

1. Гордиенко М.И., Савицкий Э.А., Ковалевский С.Б. Культуры сосны обыкновенной и радиоактивное загрязнение. - К., 1996. - 196с.

2. Гордієнко М.І., Шлапак В.П., Гойчук А.Ф., Рибак В.О., Маурер В.М., Гордієнко Н.М., Ковалевський С.Б. Культури сосни звичайної в Україні. - К., 2002. - 872с.

3. Гордієнко М.І., Маурер В.М., Ковалевський С.Б. Методичні вказівки до вивчення та дослідження лісових культур. - К., 2000. - 103с.

4. Ковалевський С.Б. Фізичні властивості та вологість ґрунту в 1-4-річних культурах сосни звичайної // Науковий вісник Національного аграрного університету. Зб. наукових праць. - Вип. 4. - Лісівництво. - 1998. - С.210-214.

5. Ковалевський С.Б. Особливості розвитку кореневої системи сосни в 1-4-річних культурах // Науковий вісник Національного аграрного університету. Зб. наукових праць. - Вип. 10. - Лісівництво. - 1998. - С.242-246.

6. Ковалевський С.Б. Вплив токсичних виділень трав'яних рослин на ріст саджанців сосни // Науковий вісник Національного аграрного університету. Зб. наукових праць. - Вип. 13. - Лісівництво. - 1999. - С.267-271.

7. Ковалевський С.Б. Розповсюдження коренів сосни в культурах до зімкнення крон // Науковий вісник Національного аграрного університету. Зб. наукових праць. - Вип. 17. - Лісівництво. - 1999. - С.336-339.

8. Ковалевський С.Б. Взаємодія сосни з березою в культурах // Науковий вісник Національного аграрного університету. Зб. наукових праць. - Вип. 19. - Лісівництво. - 1999. - С.253-255.

Размещено на Allbest.ru