Интенсификация целевого выращивания сосновых насаждений в южно-таёжном лесном районе таёжной зоны европейской части России (06.09.2010)

Автор: Степаненко Ирина Ивановна

Российской Федерации

Система применения минеральных удобрений в целевых хозяйствах в приспевающих и спелых сосняках преобладающих типов леса южно-таёжного лесного района таёжной зоны европейской части Российской Федерации (рис. 6) позволяет в целевых хозяйствах выбрать оптимальные регламенты применения туков с учетом их целевой направленности и типов леса на завершающем этапе лесовыращивания.

Для получения деловой древесины, в том числе пиловочника, высокого качества с применением минеральных удобрений на этапе сформировавшегося типа леса нами разработан метод, включающий комплекс факторов: почвенных; лесоводственных: типов леса, лесорастительных условий, структуры и особенностей роста насаждений, с учетом классов роста и развития деревьев, размеров их крон, дендроцикла и интенсивности формирования прироста, срока главной рубки после внесения удобрений; регламентов применения туков: видов, доз, повторности, способа внесения, продолжительности их действия (рис. 7).

Рис.7. Схема метода целевого выращивания сосновых насаждений для получения древесины высокого качества на этапе сформировавшегося типа леса

Разработанный метод может использоваться при организации целевых хозяйств или хозяйственных секций по выращиванию деловой древесины, пиловочника и других целевых сортиментов древесины сосны высокого качества при интенсивном ведении лесного хозяйства.

При уходе за лесом с внесением удобрений для сосняков преобладающих типов леса Унженской низменности в результате экспериментальных исследований установлены региональные показатели критерия оценки качества древесины сосны по индикаторам: макроструктуре древесины – ширине годичных слоёв (ШГС), проценту поздней древесины, числу годичных слоёв в 1 см; микроструктуре древесины – толщине стенок трахеид, диаметрам и длине трахеид; физическим свойствам древесины – плотности (базисной), усушке (максимальной усушке, коэффициенту усушки); механическим свойствам древесины – пределу прочности при сжатии вдоль волокон и пределу прочности на статический изгиб.

Для характеристики качества древесины сосны при интенсивном лесовыращивании нами предлагается применять комплексный показатель, включающий основные элементы макроструктуры древесины: ширину годичных слоев, процент поздней древесины, число годичных слоев в 1 см. В зависимости от изменений в макроструктуре годичных слоев рекомендуем выделять три класса критерия качества древесины: 1 кл. – высокое: ШГС – 0,5…1,5 мм; процент поздней древесины – 30…40 % и более; число годичных слоев в 1 см – 7…20 шт./см; 2 кл. – среднее: ШГС – 1,5…3,5 мм; процент поздней древесины – 20…35 % и более; число годичных слоев в 1 см – 3…7 шт./см; 3 кл. – низкое качество: ШГС – более 3,5 мм; процент поздней древесины – 25 % и менее; число годичных слоев в 1 см – менее 3 шт./см.

Региональные показатели и предлагаемые классы качества древесины сосны могут найти применение в практике лесного хозяйства и лесной промышленности при оценке качества древесины сосны, получаемой в результате интенсивного лесовыращивания, и сертификации.

Совершенствование авиационной технологи внесения минеральных удобрений в лесные насаждения. Эффективность применения минеральных удобрений в значительной степени зависит от способа их внесения. В отечественной лесоводственной практике существующие способы подкормки удобрениями лесных объектов (ручной, механизированный с использованием наземной техники, авиационный с применением самолета Ан-2) не полностью отвечают современным лесоводственным, природоохранным требованиям, не обеспечивают необходимые качество и производительность работ. По программе ГКНТ (Государственного комитета по науке и технике) диссертантом с соавторами (Степаненко, 1987, 1988; Воронкова, Степаненко, 1989) проведены авиационные и лесоводственные исследования, на основании которых усовершенствована авиационная технология внесения удобрений с помощью вертолетов Ка-26 и Ми-2. Предложенная технология при двойном перекрытии обрабатываемой площади обеспечивает высокое качество работ за счет своевременной отсечки и равномерного распределения удобрений по площади (коэффициент вариации: Ка-26 – 9,2, Ми-2 – 19…38 %). Использование вертолетов в 13…15 раз повышает производительность труда по сравнению с ручным способом, обеспечивает быстрое, своевременное внесение туков, качественное выполнение работ, отвечает лесоводственным, природоохранным требованиям и является эффективным способом внесения удобрений на лесных площадях 50…100 и более га.

Экономическая оценка применения минеральных удобрений в целевом хозяйстве в средневозрастных, приспевающих и спелых сосняках преобладающих типов леса Унженской низменности показала их эффективность на разных уровнях: 1) от получения дополнительного запаса деловой древесины крупных, средних сортиментов, в том числе, пиловочника высокого качества; 2) от сокращения возраста и оборота рубки на 10 лет; 3) от сокращения периода естественного возобновления сосны и снижения денежных средств и производственных ресурсов на искусственное лесовосстановление. В целевом хозяйстве по выращиванию сосновых насаждений на пиловочник в хвойном хозяйственной секции наибольшую лесоводственную и экономическую доходности (по ценам на 25.03.2010 г., при механизированном способе внесения МВУ-0,5) обеспечивают в сосняках брусничных, черничных однократное и повторное при-менение азотных и смешанных туков во всех дозах с рубкой главного пользования через 6 и 12 лет после их внесения; в сосняках лишайниковых – однократное и повторное применение азотных туков во всех дозах с рубкой главного пользования через 6 лет, азотных удобрений в дозе 200 кг/га с главной рубкой через 12 лет после их внесения. В указанных вариантах опыта дополнительный экономический эффект от внесения удобрений составляет 8,62…41,41 тыс. руб./га, индекс доходности – 1,84…7,36 руб. (на 1 руб. затрат). Снижение возраста рубки за счет применения удобрений на 10 лет с 85 до 75 лет способствует выходу дополнительного сырья в год на 1 га: деловой древесины на 15,0, пиловочника – на 21,9 %. В спелых сосняках брусничных внесение азотных удобрений (N200) является эффективным приёмом для содействия естественному возобновлению под пологом леса, способствующим увеличению количества подроста до значений, когда не требуется создания лесных культур. В этом случае за счёт применения туков дополнительный экономический эффект от них составляет 24,21 тыс. руб./га, индекс доходности – 8,39 руб. (на 1 руб. затрат), экономия прямых производственных затрат – 13,87 тыс. руб./га, или 79,9 %. Следовательно, при интенсивном ведении целевого лесного хозяйства по выращиванию леса сырьевого назначения, в том числе на пиловочник, применение минеральных удобрений является перспективным приемом повышения продуктивности леса, ускоренного получения древесины высокого качества, и обеспечения наибольших лесоводственной и экономической доходностей.

Заключение

В результате проведенных комплексных теоретических и экспериментальных исследований сделаны выводы и рекомендации:

1. Для интенсификации целевого выращивания и повышения продуктивности сосновых насаждений разработаны и научно обоснованы инновационные подходы с учётом естественных природных процессов, применением минеральных удобрений и формированием целевых хозяйств (ЦХ) по выращиванию древостоев на товарные сортименты. На этой основе разработана научная концепция целевого выращивания и повышения продуктивности сосновых насаждений сырьевого назначения для получения деловой древесины высокого качества на этапе сформировавшегося типа леса, совмещающая интенсивную и экстенсивную формы ведения лесного хозяйства. Для ЦХ предложена система лесоводственных мероприятий по организации хозяйственных секций, форм хозяйства, возрастов и оборотов рубок целевых сортиментов, обосновано внесение туков. Разработаны системы применения минеральных удобрений в целевых хозяйствах на основе динамической типологии леса и отдельного этапа – сформировавшегося типа леса, опирающиеся на системный подход, учитывающие закономерности природных процессов, структурно-функциональные связи, зависимости и свойства лесных фитоценозов.

2. Продуктивность в лесах Унженской низменности за последние полтора-два столетия снизилась в 2…3 раза в результате их интенсивной эксплуатации и лесных пожаров. В настоящее время в лесных насаждениях неравномерная возрастная структура с преобладанием средневозрастных древостоев простой формы, средний запас – 145 м3/га; естественное возобновление главными породами под пологом леса идет неудовлетворительно. В сосняках основных типов леса: черничных, брусничный, лишайниковых и долгомошных за период жизни древостоев формируется древесина высокого качества с оптимальными показателями макро- и микроструктуры, что свидетельствует о больших потенциальных возможностях лесопользования в изучаемом регионе при повышении их продуктивности.

3. В приспевающих и спелых сосняках удобрения, содержащие азот, оказывают комплексное, положительное и продолжительное (5…12 лет) влияние на основные компоненты лесных фитоценозов и их продуктивность. Оно проявляется в улучшении почвенного плодородия за счет возрастания в почве валового азота в 1,8…2,2 раза; изменении в соотношении видов растений в ЖНП, благоприятно влияющем на возобновление леса; увеличении количества жизнеспособного подроста хвойных пород в 1,2 …2,3 раза; повышении устойчивости сосновых насаждений к неблагоприятным климатическим условиям (засухе). При целевом выращивании сосняков на пиловочник выявлено существенное повышение текущего радиального прироста в зависимости от типов леса в 1,3…2,3 раза; продуцирование дополнительного текущего прироста по запасу после 1-го и 2-го приемов внесения туков соответственно 7…34 и 13…57 м3/га; увеличение выхода крупной и средней деловой древесины на 8,7…11,6, в том числе пиловочника – на 8,8…10,5 %; сокращение возраста и оборота рубки на 10 лет (с 85 до 75) и получение 15…22 % дополнительного сырья.

4. Минеральные удобрения в приспевающих и спелых сосняках влияют на формирование и анатомическое строение древесины сосны в течение 5…12 лет в зависимости от регламентов их применения, типов леса, классов роста и размеров крон деревьев. Удобрения способствуют увеличению деятельности камбия и удлинению периода его активности за счет более ранней реактивации (на 7…10 дней) и более позднего окончания его работы (на 8…12 дней) после внесения азотных туков. Они вызывают положительные изменениями в макроструктуре древесины в большинстве опытов с туками в результате увеличения ШГС в 1,2…2,3 раза, процента поздней древесины – на 8,6…30,7 %, снижения числа годичных слоев в 1 см на 15,0…56,8 % до средних значений; в микроструктуре древесины за счёт повышения общего количества рядов трахеид на 18,7…107,3, увеличения радиальных диаметров трахеид на 9,4…12,7 %, толщины их стенок – на 8,7…18,2 %, длины трахеид – на 2,8…13,6 %. Применение удобрений в приспевающих и спелых сосняках брусничных, черничных и лишайниковых способствует формированию древесины высокого качества.

5. Базисная плотность древесины в сосняках брусничных и лишайниковых увеличивается на 3…6 % после внесения азотных туков в дозе 200 кг/га.

6. Разработан научно обоснованный метод целевого выращивания сосновых насаждений для получения деловой древесины высоко качества с применением минеральных удобрений. Предложены и обоснованы критерии оценки качества древесины сосны при интенсивном лесовыращивании. Определены региональные показатели качества древесины сосны в южно-таежном лесном районе таежной зоны европейской части России. Созданы математические модели прогноза влияния минеральных удобрений на макроструктуру древесины сосны. Для повышения эффективности применения туков на лесных объектах усовершенствована авиационная технология их внесения вертолётами Ми-2 и Ка-26, отвечающая требованиям охраны природы.

7. Доказана возможность целевого выращивания древесины сосны с

заданными строением, качеством, свойствами и повышения продуктивности сосновых насаждений путем внесения минеральных удобрений и формированием целевых хозяйств. Показаны лесоводственная и экономическая эффективности применения минеральных удобрений в сосновых насаждениях на этапе сформировавшегося типа леса.

8. Для организации устойчивого лесопользования, повышения продуктивности лесов и обеспечения их целевого назначения на предприятиях лесного хозяйства рекомендуется формировать ЦХ по выращиванию сосняков на товарные сортименты с сокращенным оборотом рубки, совмещающие экстенсивную и интенсивную формы ведения лесного хозяйства.

9. В целевом хозяйстве по выращиванию сосновых насаждений на пиловочник (ЦХП) следует использовать гибкие возрасты и обороты рубок в зависимости от формы ведения лесного хозяйства: при экстенсивной – возраст и оборот рубки – 85 лет; при интенсивной форме с применением удобрений (N200) в ЦХП в приспевающих сосняках для получения крупного и среднего пиловочника – 75 лет. По форме хозяйства в ЦХП в хвойной секции рекомендуется проводить сплошнолесосечные рубки, в мягколиственной – реконструктивные рубки с частичным или полным созданием лесных культур.

10. В сосняках преобладающих типов леса южно-таёжного лесного района таёжной зоны при их целевом выращивании на деловую древесину высокого качества для повышения продуктивности, сокращения возраста и оборота рубки, обеспечения непрерывного, неистощительного пользования лесом в хвойной хозяйственной секции целесообразно однократное внесение азотных и смешанных удобрений в дозах 150, 200 кг/га (в сосняках брусничных, черничных, лишайниковых) и повторное (через 5) внесение азотных в дозе 150 кг/га на фоне азотных и смешанных туков в дозе 150 кг/га (в сосняках брусничных, черничных) с рубкой главного пользования через 6 лет, а в сосняках лишайниковых с применением N200 – с главной рубкой через 12 лет после внесения удобрений. В сосняках долгомошных перед внесением туков рекомендуется проведение осушительной лесомелиорации.

11. Для внесения минеральных удобрений на лесных площадях 50…

100 га целесообразно применение вертолетов Ми-2 и Ка-26, оборудованных туннельным и центробежным разбрасывателями.

Результаты исследований интенсификации целевого выращивания сосновых насаждений в южно-таёжном лесном районе таёжной зоны европейской части России позволили решить важную народнохозяйственную проблему повышения продуктивности сосняков и получения деловой древесины высокого качества на основе традиционных и инновационных подходов ведения лесного хозяйства с применением минеральных удобрений в лесных насаждениях и совершенствованием устойчивого лесопользования путем формирования целевых хозяйств.

Теоретические положения и практические рекомендации, представленные в работе, могут служить основой для разработки аналогичных лесоводственных систем по интенсификации целевого выращивания и лесопользования с учетом региональных особенностей лесных объектов.

Основные публикации по теме диссертации

В изданиях по перечню ВАК:

1. Степаненко, И.И. Влияние удобрений на строение древесины в сосняке брусничном [Текст] / И.И. Степаненко // Известия высших учебных заведений. Лесной журнал. – 1989. – № 6. – С. 127–130.

2. Степаненко И.И. Влияние удобрений на анатомическое строение древесины сосны в разных типах леса [Текст] / Степаненко, И.И. // Известия высших учебных заведений. Лесной журнал – 2000. – № 4. – С. 126–134.

3. Степаненко, И.И. Радиальный прирост и его динамика в удобренных сосняках лишайниковом и долгомошном [Текст] / И.И. Степаненко // Вестник Московского государственного университета леса – Лесной вестник. – 2003. – № 3 (38). – С. 112–116.

4. Степаненко, И.И. Влияние однократного внесения удобрения на радиальный прирост сосняка брусничного [Текст] / И.И. Степаненко // Вестник Московского го-

сударственного университета леса – Лесной вестник. – 2003. – № 3. – С. 8–11.

5. Степаненко, И.И. Особенности изменения микроструктуры древесины в опытах с фосфорными и калийными удобрениями в сосняке лишайниковом [Текст] / И.И. Степаненко // Вестник Московского государственного университета леса – Лесной вестник. – 2004. – № 2 (33) – С. 15–21.

6. Степаненко, И.И. Азотные удобрения и динамика микроструктуры древесины в сосняке долгомошном [Текст] / И.И.Степаненко // Вестник Московского государственного университета леса – Лесной вестник. – 2004. – № 4 (35). – С. 36–41.

7. Степаненко, И.И. Климатические факторы и эффективность действия азотных удобрений на радиальный прирост сосны в разных типах леса [Текст] / И.И.Степаненко // Вестник Московского государственного университета леса – Лесной вестник. – 2005. – № 2 (38) – С. 5–9.

8. Степаненко, И.И. Динамика радиального прироста и некоторых его анатомических показателей в результате внесения азотных удобрений в сосняк брусничный [Текст] / И.И. Степаненко // Вестник Московского государственного университета леса – Лесной вестник. – 2005. – № 2 (38). – С. 12–17.

9. Степаненко, И.И. Повышение продуктивности сосновых насаждений в результате внесения минеральных удобрений [Текст] / И.И. Степаненко // Известия высших учебных заведений. Лесной журнал. – 2005 – № 4. – С. 61–69.

10. Рожков, А.А. Повышение плодородия почв в опытах с минеральными удобрениями в сосняках Унженской низменности [Текст] / В.А Рожков, И.И Степаненко, О.В Кормилицина // Вестник Московского государственного университета леса – Лесной вестник.– 2005. – № 5 (41). – С. 38–48.


загрузка...