Сосна обыкновенная (Pinus silvestris L.) на материке Евразии имеет обширную территорию. Сосна обыкновенная - это одна из лессообразующих древесных пород, которой в лесном хозяйстве принадлежит одно из первых мест.[Правдин. С3]

Сосна обыкновенная не требовательна к плодородию почвы, но тяжело переносит её уплотненность. Это дерево может успешно произрастать как на болотах, так и на сухих песках, на меловых склонах, гранитных скалах, над оврaгами. По отношению к свету является светолюбивым растением. Сосна обыкновенная переносит переизбыток влаги и не боится заморозков, засухи, а также устойчива к ветрам.

В первые годы жизни сосна стремится развить мощный ассимиляционный аппарат, поэтому именно в этот период отмечается быстрый прирост по высоте. В отличие от других видов лесных культур сосна наиболее быстро приспосабливается к окружающим условиям среды.

В Брянской области, которая располагается в основном в зоне широколиственных лесов и лишь немногим более ј - в зоне смешанных лесов, культуры сосны занимают около 70%, хотя доля сосновых насаждений не превышает 43% покрытой лесом площади.[Писаренко]

Высота ствола у сосны достигает 35-40 м, в связи с этим она относится к деревьям первой величины. Окружность ствола достигает 1 м. Ствол покрыт красновато-бурой, с бороздками, отслаивающейся корой. Кора у основания толще той, которая расположена вверху. Всё это несет в себе защитную функцию, защищая дерево от перегрева и низового пожара. Хвоя сосны обыкновенной имеет сизо-зеленый цвет. Она достаточно плотная, изогнутая, собранная в пучки по 2 иголки длиной 4-7 см. Продолжительность жизни хвои составляет 3 года.

Лес используется человеком как источник различных ресурсов, в том числе и в качестве средообразующего и поэтому требует улучшения его воспроизводства. Всё это достигается с помощью естесственного, искусственного и комбинированного возобновления.

Вересин М.М. установил, что наследственные признаки лесных древесных пород формируются под влиянием не только почвенных или любых других условий, а всего комплекса климатических, почвенных, гидрологических факторов, определяющих боровой, суборевый, сугрудковый биологические круговороты веществ в биоценозах.

Автор разделил сосняки на пять групп: сложные сосняки (субори), свежие боры, лишайниковые и лишайниково-травяно-степные боры, боры сфагновые и долгомошниковые, травяно-болотно-пойменные сосняки. Это разделение было выполнено с целью установления влияния условий местопроизрастания на рост культур сосны. [правдин, с 164].

Я.Д. Фучило , М.В. Сбитная, В.Ю. Кайдык, А.Ю. Рябухин, С.В. Левин изучали особенности создания лесных культур сосны обыкновенной посадкой и посевом. В качестве объекта исследований были взяты лесные культуры, созданные весной 2004 г. в квартале 65 Боярского лесничества в свежих суборях Киевского Полесья. Исследования показали, что в этих условиях, при создании лесных культур сосны обыкновенной семенами, удовлетворительные результаты можно получить при применении посевов семян в лунки через 35-70 см в ряду и посевом в каждую из них по 3-5 семян.[Я.Д.Фучило, М.В.Сбитная, В.Ю.Кайдык и др]

В своих трудах Малаховец П.М. отмечает, что посадка имеет ряд преимуществ по сравнению с посевом. Саженцы и сеянцы в первые годы жизни растут быстрее, чем всходы. Они менее подвержены заглушению травянистой растительностью и более устойчивы к неблагоприятным факторам.

Также автор отмечает, что глубина посадки играет немаловажную роль в лесокультурном деле. Так, сосна обыкновенная легче переносит заглублённую посадку по сравнению с другими древесными породами. Придержкой по глубине посадки является размещение шейки корня высаживаемых растений относительно поверхности почвы. Малаховец рекомендует заглубление корневой шейки при посадке в зависимости от лесорастительных зон. Так, в лесной зоне глубина составит 2 см, в лесостепной 3-4см и в степной 5-7 см, а в засушливых районах 8-10 см. [Малаховец п.м. с.102-104]

Е.А. Перевалова, М.Д. Мерзленко, Ю.Б. Глазунов изучали динамику роста и состояния сосны обыкновенной для условий свежих простых суборей в экспериментальных лесных культурах Серебряноборского опытного лесничества Института лесоведения РАН. Исследования показали, что по мере увеличения возраста лучший рост и производительность перемещаются от наиболее густых культур к культурам с пониженной густотой посадки. В результате выполненных исследований была рекомендована оптимальная густота посадки в пределах 2-8 тыс. шт. сеянцев на 1 га. Это связано с тем, что с увеличением возраста насаждений рост сосны будет в большей степени зависеть от густоты стояния, а не от густоты первоначальной посадки

Е.М. Романов, Т.В. Нуреева, Н.В. Еремин рассматривали результаты искусственного способа воспроизводства леса и роль лесных культур в повышении производительности лесов Среднего Поволжья. Целью исследований являлось повышение результативности лесовосстановления в Среднем Поволжье на основе изучения результатов использования на практике технологий искусственного лесовосстановления, обеспечивающих ускоренное лесовыращивание и повышение продуктивности насаждений. Учеными были изучены закономерностей формирования насаждений сосны в зависимости от способа лесовосстановления.

По итогам исследований сделан вывод о том, что произрастающие в лесном фонде искусственные древостои по сравнению с естественными характеризуются более высокими темпами роста, накопления стволового запаса, внося существенный вклад в повышение производительности сосновых лесов Среднего Поволжья. Также отмечено, что данные преимущества учитываются и используются для интенсификации прироста древостоев с целью выращивания древесины целевого назначения за более короткий срок не в полной мере.

По мнению учёных, состояние и лесоводственно-таксационные характеристики искусственно созданных сосновых древостоев отражают результаты действующей в различные периоды управления воспроизводством леса нормативно-технической документации. Снижение требований к первоначальной густоте приводит к уменьшению полноты, недостаточному участию культивируемой породы в составе насаждения, снижению его бонитета.

Результативность искусственного лесовосстановления может быть повышена за счет совершенствования системы мониторинга за состоянием лесных культур в течение цикла завершенного лесокультурного производства, который характеризуется установлением господства культивируемой породы в верхнем ярусе и наступает, как правило, во втором классе возраста. Авторы считают, что большое внимание при этом

должно уделяться уходам за молодняками, снижая риски их зарастания лиственными породами. Первоочередное проведение рубок ухода за ними и проведение прореживаний необходимо считать главным критерием при оценке эффективности деятельности арендаторов. Для повышения заинтересованности

арендаторов в своевременном выполнении неотложных мероприятий по воспроизводству лесных насаждений хозяйственно ценных древесных пород до периода прохождения стадии молодняков 1 и 2 класса возраста необходимо разработать систему их материального стимулирования[Е. М. Романов, Т. В. Нуреева, Н. В. Еремин ИСКУССТВЕННОЕ ЛЕСОВОССТАНОВЛЕНИЕ В СРЕДНЕМ ПОВОЛЖЬЕ: СОСТОЯНИЕ И ЗАДАЧИПО СОВЕРШЕНСТВОВАНИЮ].

К.Т. Абаева, А.Т.Серикбаева проводили исследования в ленточных борах Прииртышья. Были изучены опытные культуры сосны разной густоты. Анализ позволил установить, что каждому типу условий местопроизрастания, каждому возрасту соответствует своя определенная текущая густота или определенное количество деревьев на одном гектаре, имеющие только те диаметры, предназначенные природой.

Учёными были установлены следующие закономерности:

1. Чем гуще посадки, тем раньше наступает смыкание крон деревьев и образование полога, дифференциация и отставание их в росте, а также естественное изреживание, которое с возрастом приводит к выравниванию меньшего количества деревьев на единицу площади. Отпад в первые годы жизни культур - примерно до 10 лет - зависит от качества посадки и сеянцев, а не от густоты культур.

2. Средний диаметр насаждения с увеличением густоты во всех случаях уменьшается.

3. Средняя высота насаждения с увеличением густоты вначале увеличивается, а затем уменьшается. Таким образом, чем больше возраст культур, тем в более редких культурах больше средние диаметры стволов.

4. Запас древесины сначала увеличивается с увеличением густоты, затем падает. В более редких посадках запас древесины все время увеличивается и, как правило, после 40-50 лет, а иногда и раньше, значительно превышает запас в более густых насаждениях.

5. При всех прочих равных условиях, оптимальная густота насаждений, при которой продуцируется максимум органической массы и, в первую очередь, древесины, не остается постоянной с возрастом древостоя. Чем он старше, тем меньше оптимальная густота[Абаева К. Т., Серикбаева А. Т. Методы оптимизации густоты посадки сосновых культур // Молодой ученый. -- 2014. -- №2. -- С. 394-397.] .

Е.Е. Борисова изучала роль применения сидератов в различных климатических зонах России и других странах. В результате научных исследований было установлено, что предшественники и сидерация могут оказывать значительное влияние на пищевой режим почвы, хотя единого мнения о роли сидерации в накоплении доступных питательных веществ в почве нет. Это объясняется большим разнообразием почвенно-климатических условий регионов, другими условиями возделывания культур, технологией заделки в почву зеленых удобрений, приемами и сроками обработки почвы. На основании проведённых расчетов автор утверждает: если расширить площади под клевером и сидеральным паром в 1,5 раза, то дефицит гумуса можно сократить вдвое.

На основе проведенного исследования автором предлагается использовать сидераты для повышения плодородия почв [Е. Е. Борисова, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент кафедры «Технические и биологические системы» Нижегородский государственный инженерно-экономический университет, Княгинино (Россия)].

Также изучением влияния люпина на сосновые насаждения занимался Б. Д. Жилкин. Вместе со своими учениками в Белоруссии за период с 1965 по 1979 год люпин был введен в лесные культуры на площади 17,4 тыс. га, а в 1983 г объем работ по биологической мелиорации лесов составил 3 тыс. га. На основании проведённых исследований были сделаны выводы о положительном влиянии люпина на рост сосновых культур. В частности было отмечено, что введение данного фитомелиоранта увеличивает прирост по высоте и запасу на 20 %. Однако, чтобы избежать отрицательных последствий, мероприятия по биологической мелиорации лесов должны разрабатываться на зонально-типологической основе [Биологическая мелиорация сосновых, еловых и дубовых молодняков культурой многолетнего люпина [Текст] : проспект темы широкого показа на ВДНХ / Ю. Н. Азниев, Б. Д. Жилкин, М. А. Егоренков, Л. И. Лахтанова, И. П. Мухуров, М. Э. Рихтер. - Москва : ВДНХ СССР, 1967. - 8 с. ].

Т.Н. Миндеева считает, что конкуренция в жизни растений вызывает до 60-80% всех изменений [Миндеева, Т.Н. Факторы изменчивости радиального прироста в одновозрастных сосняках: автореф. дисс. … канд. с.-х. наук [Текст] / Т.Н. Миндеева.- Красноярск: ИЛиД СО АН СССР, 1995.- 20 с.]. На мутуализм, комменсализм, паразитизм, аллелопатию, хищничество и другие процессы приходится лишь 20-40%. По мнению А.С. Касаткина, А.А. Бойко и А.И Колтунова большая их часть (в некоторых случаях до 90%) - это конкуренция за световые ресурсы (aboveground), которая обеспечивает растения физиологическими процессами. Главным из них является фотосинтез. Незначительная доля приходится на подземную (underground) конкуренцию за почвенное питание и влагу [Касаткин, А.С.Конкуренция за свет в естественных сосновых насаждениях с учетом доминантного положения деревьев [Текст] / А.С.Касаткин, А.А.Бойко, А.И.Колтунова // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2012. -Т. 3. -№ 35-1.- С. 17-21. ].

А.Р. Родин в своих трудах отмечает, что одним из реальных путей повышения надежности искусственного лесовозобновления и эффективного использования земель лесного фонда является создание агролесокультур. Способ уникален тем, что в междурядьях лесных культур выращивают сельскохозяйственные культуры или ягодные кустарники. Эти культуры создают в районах интенсивного ведения лесного хозяйства при наличии достаточно плодородных дренированных почв. Автор отмечает, что хорошие результаты дает выращивание агролесокультур на вырубках. Это объясняется тем, что в лесных почвах вслед за рубкой леса интенсивно происходит мобилизация питательных веществ, быстрое разложение органических остатков и образование легко подвижных соединений в форме, доступной для усвоения растениями.

Родин А.Р. утверждает, что типология вырубок, разработанная академиком И.С. Мелеховым, как важнейшая составная часть динамической типологии леса может рассматриваться как современная научная основа выращивания лесных культур. В связи с этим лесокультурные и лесоводственные мероприятия необходимо проводить с учетом динамичности трех взаимосвязанных и взаимообусловленных процессов: формирование типа вырубки, естественное возобновление лиственных пород и искусственное лесовосстановление.

Также в своей работе автор рекомендует в условиях свежих и влажных суборей (С₂, С₃) стремиться к созданию многоярусных насаждений. На открытых площадях рекомендуется создавать сплошные многоярусные насаждения по сплошной обработанной почве с густотой посадки сеянцев 5-7 тыс. шт./га, саженцев 2,5-3 тыс. шт/га. При создании культур в условиях С₂ следует применять нулевой тип обработки почвы, то есть вровень с окружающей поверхностью (вспашка сплошная, полосная), а в условиях С₃ посадку нужно проводить в микроповышения (пласты, гряды, опрокинутая дернина площадок).. [262-263]

Согласно правилам лесовосстановления (2016) на вырубках зоны хвойно-широколиственных лесов на свежих, влажных и переувлажненных почвах первоначальная густота культур, создаваемых посадкой сеянцев, должна быть не менее трёх тысяч на одном гектаре, на сухих почвах и в лесостепной зоне не менее четырёх тысяч штук на одном гектаре. При создании лесных культур посевом семян число посевных мест по сравнению с указанными нормами густоты культур при посадке сеянцев увеличивается на 20%. При посадке лесных культур сеянцами, саженцами с закрытой корневой системой допускается снижение количества высаживаемых растений до двух тысяч штук на одном гектаре [правила лесовосстановления].

М.Ю. Смирновой проведено исследование типов лесных культур в Брянской области. Исследования показали, что сосна в свежей субoри имеет наивысшую производительность (I клacc бонитета и выше), во влажной субори условия роста несколько хуже. В ходе исследований выяснилось, что сосна в чистых культурах растет по I классу бонитета, в смешанных - по I^a.

Установлено, что в перегущенных культурах усиливаются конкретные взаимоотношения деревьев, тормозится рост главной породы, чего допускать нельзя, так как понижается продуктивность создаваемых искусственных насаждений. В одновозрастных культурах с увеличением густоты стояния деревьев уменьшается и величина среднего диаметра [Смирнова, М.Ю. Типы лесных культур в простых суборях [Текст] / М.Ю.Смирнова // Брянщина у истоков лесной науки славянских народов: Материалы междунар. науч.-произв. конф. - Брянск, 1999. - С. 139-142.].

И.И. Дроздов, А.А. Приставко, И.А. Приставко изучали особенности роста лесных культур сосны обыкновенной в зоне широколиственных лесов. Исследования проводились на десяти пробных площадях, заложенных в лесных культурах сосны обыкновенной, созданных на землях, вышедших из-под сельскохозяйственного пользования. В результате было установлено: чем больше в схемах смешения пород присутствие лиственных пород, тем выше средняя высота и средний диаметр сосны в культурах одного возраста, средняя высота и средний диаметр оказался меньше в объектах исследования, в которых лесные культуры создавались механизированным способом, и в результате почвенного анализа было выявлено меньшее содержание гумуса. При более плотной посадке культур усиливаются конкурентные взаимоотношения деревьев, и сохранность деревьев сосны оказывается ниже, в смешанных культурах усиливается положительное влияние лиственных пород и сохранность деревьев сосны выше [ОСОБЕННОСТИ РОСТА ЛЕСНЫХ КУЛЬТУР СОСНЫ В ЗОНЕ ШИРОКОЛИСТВЕННЫХ ЛЕСОВ НА ПРИМЕРЕ БРЯНСКОЙ ОБЛАСТИ лесной вестник 4/2014 с.45-50].

Обаналогичном явлении говорит и А.И. Писаренко отмечая, что в перегущенных культурах усиливаются конкурентные взаимоотношения деревьев, тормозится рост главной породы. Допускать эти конкурентные отношения нельзя, так как они понижают продуктивность создаваемых искусственных лесонасаждений[Писаренко, А.И. Создание искусственных лесов /A.И. Писаренко, М.Д. Мерзленко. - М.: Агропро-миздат, 1990. - 270 с.],

Л.Н. Пак, В.П. Бобринев занимались изучением опытных лесных культур сосны обыкновенной, созданных на территории Читинского лесхоза в 1972 году. Было выявлено, что культуры сосны, имеющие прямоугольную площадь питания, расстояние между растениями в ряду 1,0 м, густота посадки от 3 до 5 тыс. шт./га, направление посадки север-юг отличались лучшей продуктивностью, нежели культуры других вариантов опыта. Высота и диаметр в этих вариантах была на 30-40% выше, чем в контроле, продуктивность выше на 1-2 класса бонитета. Наибольший рост в высоту у опытных культур наблюдался в возрасте 20-35 лет, в дальнейшем отмечалось постепенное снижение биометрических показателей [СПОСОБЫ ПОВЫШЕНИЯ ПРОДУКТИВНОСТИ ЛЕСНЫХ КУЛЬТУРСОСНЫ ОБЫКНОВЕННОЙ В ВОСТОЧНОМ ЗАБАЙКАЛЬЕ2012 Л.Н. Пак, В.П. Бобринев].

2.1.1 Патентный поиск

Нами был выполнен патентный поиск по лесокультурной тематике. В результате выявлено 7 патентных разработок, касающихся темы бакалаврской работы. Результаты патентного поиска представлены в таблице 2.

Таблица 2 - Результаты патентного поиска

В результате патентного поиска выявлен способ выращивания насаждений сосны в свежем сугрудке, включающий посадку сосны с примесью лещины с шагом посадки 0,75 м и шириной междурядий 1,5 м, линейную вырубку каждого четного ряда, формирование с помощью рубок ухода оптимальной густоты насаждений в возрасте от 6 до 30 лет. Также характерной чертой данного способа является то, что с целью комплексного использования создаваемых насаждений, повышения качества выращиваемой древесины и получения пищевого продукта - ореха, каждый сосново-лещиновый ряд чередуется с тремя чистыми рядами сосны. Описанный выше способ можно применить в Опытном отделе УОЛ БГИТУ, что позволит получать как древесину сосны, так и пищевые продукты в виде лесных орехов.

Предлагаемый по патенту № 2438296 способ выращивания посадочного материала, включающий выращивание саженцев и горизонтальную подрезку его корней, отличающийся тем, что осуществляют последовательную подрезку корней саженцев в вертикальной и горизонтальной плоскостях прикорневого объема почвы со сроком между подрезками корней в 10-15 дней может применяться в Опытном отделе УОЛ БГИТУ, но следует отметить, что он трудоёмок, а также недостатком существующего способа является то, что при несоблюдении сроков подрезки вещества, которые могли бы пойти на формирование развитой корневой системы, идут на рост надземной части, которая срезается.

Лесопосадочную машину для посадки сеянцев и меч для посадки лесных культур рекомендуем использовать в Опытном отделе, так как их применение увеличивает приживаемость посадочного материала, а механизированная посадка позволяет в меньшие сроки выполнить больший объём работ.

Способ удаления пней и их корней из почвы на лесосеке, запатентованный по номеру 2410868 также рекомендуем применять в УОЛ БГИТУ, так как описанный способ позволяет решить сразу две задачи: очистить лесосеку от таких видов отходов лесозаготовок как пни и их боковые корни и одновременно заготовить измельченную древесину отходов для дальнейшей утилизации и заготовки сырья для получения топливных элементов в виде брикетов и другой полезной продукции.

В ходе выполнения патентного поиска нами был обнаружен способ определения площади листовой поверхности растений, в частности хвои сосны обыкновенной. Данный способ нами был подтверждён экспериментально.

2.2 Программа, методика и объем работ