Спосіб екологізованої системи вирощування у свіжому субору культур сосни поліфункціонального призначення

Реферат: Винахід належить до способу вирощування сосни поліфункціонального призначення на основі 61-річних групових і рядових культур сосни у Тростянецькому лісовому господарстві (Гетьманський національний природний парк, Сумська область), який передбачає посадку 5 саджанців "конвертом" у заздалегідь підготовлені площадки 1х1 м, розташованих через 60 см, в ряду - 1250 площадок/га, що чергуються з 4-метровими перспективними технологічними коридорами, по середині яких одночасно висаджують допоміжні ряди берези з поступовою наступною вирубкою до 31-річного віку для сприяння росту сусідніх куліс сосни. Разом з періодичними і інтенсивними рубками догляду даний спосіб дозволяє при технічній стиглості сосни в 61 рік відтворювати деревину для 8 сортиментів: суднобудівельного лісу або паль для гідротехнічних споруд, пиловника, будівельних колод, шпальника, рудникового стояку або балансів та жердин. UA 100482 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до лісового господарства та екології і охорони навколишнього середовища і може використовуватися у свіжому субору при вирощуванні сосняків. Відомий спосіб вирощування соснових насаджень в індустріальних плантаційних культурах при відтворенні пиловника зі схемою посадки 1,51 м із вирубкою у 5-6 років кожного другого ряду до густоти 1500 дерев/га у 15 років - 800-1000 шт./га, у 25-30 років - 400-500 стовбурів/га [3]. Але встановлені тут не експериментальним, а суб'єктивним експертним шляхом режими густоти потребують додаткової дослідно-виробничої перевірки протягом задекларованого оберту рубки (50-60 років), підведення підсумків якої слід очікувати лише у 2041 році з визначенням віку технічної стиглості і якості лісо-рослинного ефекту. В цьому способі невідомий причинно-наслідковий зв'язок між режимами густоти, якістю лісо-рослинного ефекту: технічної (економічної) стиглості насадження, якістю деревини, матеріально-грошовою оцінкою вирощеної продукції. В основі плантаційних культур лежить ленінградський комплекс лісокультурних методів інтенсифікації росту рослин: макро- і мікродобрива, гербіциди, арборициди, агротехнічні догляди [13]. Але як показав час (1975-2005 pp.) цей комплекс інтенсифікації росту рослин підтвердив висновок Г.Р. Ейтингена [9], що у справі підвищення продуктивності лісів шляхом механічного або хімічного впливу на ґрунт лісо-рослинної ділянки є нерентабельним. Хімічний комплекс методів і інтенсифікації росту плантаційних культур виявився обтяжувальним баластом, що привів до нетехнологічності лісовирощування: подорожчання культур в 25-50 разів у порівнянні з природними насадженнями [1]. У 2008 році ідеологи плантаційних культур [14] відмовилися від застосування основного способу ленінградського комплексу лісокультурних методів інтенсифікації росту рослин витратних та енергоємних мінеральних добрив (товарна продукція "Сумихімпрому" у 2011 році коштує - 4450 грн./га, a NPK "Суперагро-8-24-24" - 5700 грн./га). Таким чином, розглянуті тимчасові методичні рекомендації [3] не витримали випробовування часом і самозруйнувалися, виявилися непридатними для практичного застосування у виробничих умовах. Для відтворення лісів в Україні потрібні не індустріальні, а експериментально обґрунтовані технології більш високого рівня: природо- та енергозберігаючі [8], з максимальним використанням деревними породами природних закономірностей росту і розвитку дерев, розкриттям їх біологічного потенціалу і збереженням біорізноманіття в екосистемах. Відомий спосіб вирощування культур сосни [6] зі схемою посадки 10,3÷0,5 і вирубкою певних рядів при лісогосподарських доглядах. Але представлена вихідна схема посадки не дозволяє механізувати процес садіння (мінімальний габарит у міжряддях для сучасних -1 тракторів дорівнює 1,5 м), а густота посадки 20-30 шт.га передбачає надзвичайно великий обсяг нерентабельних рубок догляду в молодняках при значній кількості чинників ризику (сніголам, сніговал, ураження свіжих пеньків спорами кореневої губки, руйнація структури деревостанів тощо). Термін віку технічної (економічної) стиглості при цьому способі лісовирощування невідомий і його неможливо (через вищезгадані недоліки та енергоємність) використовувати у лісовому господарстві України. При цьому способі вирощування невідомі також показники лісогосподарського ефекту на основі яких можна отримати матеріальногрошову оцінку лісостанів (оцінювати продукцію лісовирощування). Найбільш близький за технічною суттю спосіб вирощування насаджень такими видами рубок догляду за лісом [7]: освітлення, прочищення, проріджування, прохідна рубка. Інтенсивність зрідження: слабка - вирубування до 15 % запасу деревостану, помірна - 16-25 %, сильна - 2634 %, дуже сильна - більш як 35 % запасу деревостану. Згадані види рубок догляду за лісом не пов'язані між собою єдиною метою лісовирощування, а відсоток вибірки запасу забезпечує догляд власне за запасом деревостану і є неефективним чинником рубок догляду. Більш ефективними є рубки догляду з використанням густоти деревостанів, яка враховує зімкнутість намету, диференціацію дерев, розвиток асиміляційного апарату у дерев головної рубки (де акумулюється сонячна енергія в органічну деревну масу). Відсутність взаємозв'язку процесу лісовирощування і якістю лісорослинного ефекту не в повній мірі враховує інтереси потенційних споживачів деревини. Останнім часом в рубку головного користування все більше надходить вирощених за цим способом насаджень штучного походження, але моніторинг динаміки росту і їх розвитку, якісна характеристика кінцевого продукту для лісових культур невідома. Відсутні також дані щодо віків технічної (економічної) стиглості лісостанів для різних умов місцезростання і способів посадки із урахуванням мети лісовирощування. В основі винаходу поставлена задача, яка вирішується вихованням сосни у свіжому субору шляхом створення культур "конвертом" із 5 саджанців у заздалегідь підготовлені площадки: 11 м розташованих через 60 см в ряду - 1250 площадок/га, що чергуються з 4-метровими перспективними технологічними коридорами, посередині яких одночасно висаджують допоміжні ряди берези з поступовою наступною рубкою до 31-річного віку для сприяння росту сусідніх 1 UA 100482 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 куліс сосни, реалізацією динаміки густоти її культур в часі: 1 рік - 6,3 тис. шт./га, 10 років - 6 тис. шт./га, 17 років - 2,9 тис. шт./га, 24-31 рік - 1,9-2,0 тис. шт./га, 39-45 років - 1,2 тис. шт./га, 50-61 рік - 0,8 тис. шт./га, з формуванням модифікаційною мінливістю енергії росту рослин - 4,3 м, 3 середнього приросту - 8 м /га, технічної стиглості в 61 рік при відтворенні середньої деревини 3 для 8 сортиментів: суднобудівельного лісу або паль для гідротехнічних споруд - 6 м /га, 3 3 3 пиловника - 223 м /га, будівельних колод - 88 м /га, шпальника - 23 м /га, рудникового стояку 3 3 3 або балансів - 72 м /га, жердин - 1 м /га із загальним запасом - 486 м /га. Вирощування насаджень за цим способом дозволяє отримати наступну сукупність лісівничих, екологічних і економічних переваг: 1. Введення рядів берези в культури сосни сприяє швидкому змиканню намету крон, підвищує концентрацію лісового середовища, подавляє розростання небажаної бур'янистої рослинності, в тому числі у перспективних технологічних коридорах. Поступова вирубка рядів берези до 31-річного віку культур забезпечує в майбутньому доступ робочих органів машин і механізмів до кожної сосни при комплексній механізації технологічних процесів (зокрема для використання механізму типу фінського харвестера, що зрізує дерево при рубках догляду, обрізує сучки, розкряжовує і штабелює сортименти [9]). 2. Відкривається можливість заготівлі у березових рядах бруньок (1 кг - 219 грн. у 2011 p.), віників для саун (25 грн.), підкормки для диких тварин у зимовий період, для тваринницьких комплексів. 3. При реалізації густоти деревостанів на рубках догляду за лісом як головного чинника росту і розвитку насадження ефективніше переключається відкладення приросту з вирубаних у процесі лісогосподарського догляду дерев на залишену для подальшого росту частину деревостану. 4. Освоєння кронами дерев із куліс сосни міжрядного приросту вільних технологічних явних коридорів сприяє ефективному акумулюванні сонячного світла в деревну органічну масу. 5. До 61-річного віку у дійсно стиглому деревостані накопичується середньої деревини 486 3 м /га з можливістю заготівлі 8 сортиментів. 6. Таксова вартість вирощеної деревини (13323 грн./га на 13-60 %) перевищує складові порівняльні варіанти досліду. 7. Сформована сортиментна структура дозволяє отримати 17 % крупної деревини, 64 % середньої, 11 % - дрібної з можливістю заготівлі суднобудівельного лісу або паль для 3 3 3 гідротехнічних споруд - 5,5 м /га, пиловника - 223 м /га, будівельних колод - 88 м /га, шпальника 3 3 - 23 м /га, рудникового стояку або балансів - 72 м /га. 8. Досягається депонування вуглецю і виділення кисню за 61 рік - по 243 т/га. 9. Рубками догляду за рахунок фітонцидів сосни лісове середовище в сосняках максимально наближується до стану стерильності [4]. 10. Реалізують спосіб екологічно чистими (без хімізації) рубками догляду протягом оберту рубки. 11. Укріплюють тісноту зв'язку між процесом вирощування і утилізацією деревини за рахунок врахування інтересів потенційних споживачів. 12. Перевірені часом норми густоти лісостанів на різних вікових етапах можуть застосовуватись виробництвом без проведення дослідно-виробничої перевірки системи рубок догляду. Приклад конкретного виконання Дослідні культури, створені у 1950 році Б.В. Ткаченком у ДП "Тростянецьке ЛГ" - зараз у Гетьманському національному природному парку [12], в яких задіяний комплекс різних чинників: а) спосіб садіння; б) різна густота посадки в площадку; в) різна загальна густота посадки; г) різна інтенсивність лісогосподарських доглядів: у варіантах з рубками догляду використана середня інтенсивність розріджень, а в контрольних варіантах - вибірка сухостою (таблиця 1). У даних культурах ряди площадок 11 м чергувалися з 4-метровими технологічними коридорами, в які були висаджені ряди берези повислої. В подальшому вона була поступово вирубана або випала з насадження в процесі росту (окремі екземпляри берези збереглися в момент обстеження культур в 31-річному віці). Вже в культурах старших 10-річного віку [12] через лімітуючий ріст сосни світлового фактору частина рослин виходить кронами за межі рядів у простір над 4-метровими технологічними коридорами. Це призводить до додаткового накопичення приросту у групових культурах сосни. До 31-річного віку у групових культурах присутній значний "розвал" рядів і зниження стійкості дерев IV-V класів росту до сніголаму. Загострення конкуренції з підвищенням густоти посадки у варіантах без рубок догляду погіршує стан і структуру насаджень. Групові культури мають певні елементи організованого насадження: куліси дерев, що чергувалися з 4-метровими 2 UA 100482 C2 5 10 15 20 25 30 перспективними технологічними коридорами. Загострення в процесі кореневої конкуренції в площадках негативно вплинуло на якість стовбурів через викривлення у окремих дерев окоренка в нижній найбільш цінній частині стовбурів. Гостра конкуренція всередині гнізд привела до збереження дерев, переважно, розташованих по периферії "конвертів". В 31-річному віці групові культури утворили в кожній кулісі 2 спарених ряди в межах 1метрових площадок. Подальші спостереження за гніздовими культурами показали, що в режимі нормального деревостану вирощувалися контрольні варіанти без рубок догляду з посадкою в площадку 10-20 сіянців. Ці варіанти мають гірші таксаційні показники (таблиця 2). Решту варіантів зі стану нормальності виводили виробничими рубками догляду. Рубки догляду у рядових культурах в останній період не проводилися і тому цей деревостан 3 3 має вищі показники запасу (370 м /га), ніж гніздові варіанти досліду (282-304 м /га) у 50-річному 3 віці (таблиця 3). Провідні сортименти - це пиловник (117-155 м /га), будівельні колоди (48-62 3 3 м /га), рудниковий стояк (67-84 м /га). При відсутності рубок догляду у рядових культурах виявилася (таблиця 4) найвища таксова вартість деревини (8849 грн./га), на другій позиції найбільш рідкий варіант групової посадки - 1 гніздо - 5 сіянців (7362 грн./га). В решті дослідних варіантів загущеність негативно відобразилася на таксовій вартості деревини за усіма 4 3 вивченими показниками (вартість усієї деревини, середнього приросту 1 м , 1 стовбура). За 61-річний період спостережень (див. табл. 2) кращими складовими досліду були групові культури (5 шт. в площадку) і рядові (20,5 м). В 61 рік практично за всіма показниками чільне місце займає варіант з густотою 6,3 тис. шт./га. В процесі рубок догляду окремі дерева з викривленим окоренком вирубані, крони дерев зімкнуті над технологічними коридорами, останні створюють необхідні умови для працюючих на лісогосподарських роботах. Енергія росту 3 культур (4,3 м) і запас деревини (485,7 м /га) є найкращими в досліді. За останні 11 років суттєво покращилась сортиментна структура (див. табл. 3). В значній кількості можна 3 заготовляти суднобудівельний ліс або палі для гідротехнічних споруд (5,5 м /га), пиловник (до 3 3 3 3 223 м /га), будівельні колоди (88 м /га), шпальник (23 м /га), рудняковий стояк (72 м /га). За останній 11-річний період суттєво зросла таксова вартість деревини (на 81 % до 13324 грн/га), що на 13-60 % більше інших складових варіантів досліду (див. табл. 4). Вік технічної (економічної) стиглості наступає при тотожності відсотків всієї деревини і певного сортименту (групи сортиментів) в деревостані [10, 11]. В таблиці № 5 розраховані за формулою складних процентів Пресслера відсотки приросту деревини [2, 10]: P 35 40 45 50 Ma  Ma n 200  Ma  Ma n n , де: Р - відсоток поточного приросту; Ма - запас деревостану у віці а; Ма-n - запас деревостану у віці а-n; n - кількість років. У віці технічної (економічної) стиглості лідируючим є варіант з густотою 6,3 тис. шт./га при вирощуванні середньої (Рв=4,2≈Рc=43) та середньої та дрібної (Рв=4,2>Рс+д=34) деревини. Інші складові досліду досягли технічної стиглості при вирощування середньої і дрібної деревини(Рв>Рс+д). В найближче десятиліття можна очікувати настання технічної стиглості для найбільш рідкого варіанту (6,3 тис. шт./га) при вирощування крупної і середньої деревини. В 61 рік тут Рв=4,2 13323 грн./га. Вартість 1 61 рік, крупної > 61 рік. Відносна повнота 6,3 середнього приросту 10 - 0,9. Клас бонітету Ів. Енергія росту - 4,3 6,0 деревини - 218 грн./га. 3 17 м. Ефективна продуктивність - 486 м /га, 3 2,9 Вартість 1 м деревини 27 24-31 у тому числі (%): крупна - 17; середня 1,9-2,0 грн., вартість 1 стовбура 16 39-45 64, дрібна - 11… 1,2 Різниця у вартості 3 грн. 50-61 Середній об'єм стовбура 0,59 м . 0,8 вирощеної продукції з >61 Середній приріст ефективної контролем (густота 25 тис. 3 продуктивності - 8,0 м /га*. Депонування шт./га) - 5 029 грн./га. вуглецю і виділення кисню за 61 рік - по 243 т/га**. 3 3 * Середній приріст у лісах планети в помірній кліматичній зоні 3-5 м /га, а в середньому 1-2 м /га [15], в 3 сосняках України - 4,3-4,6 м /гa [5]. ** Україна входить в першу двадцятку країн за обсягами викидів в атмосферу СО 2. 7 UA 100482 C2 5 10 15 20 25 30 Джерела інформації: 1. Алексеев И.А. Оценка качества продукции лесной промышленности / И.А. Алексеев, О.И. Полубояринов. - Йошкар-Ола: Издание МарГУ, 1986. - 108 с. 2. Анучин Н.П. Лесная таксация / Н.П. Анучин. - М.: Леси, пром-сть, 1977. - 512 с. 3. Головчанский И.Н. Технология ускоренного выращивания древесины сосны в культурах плантационного типа на Украине. (Временные методические рекомендации) / И.Н. Головчанский, А.П. Гавриленко, И.Б. Шинкаренко, Т.Т. Говорова, В.Н. Угаров. - Харьков: УкрМИИЛХА, 1981. - 46 с. 4. Набатов Н.М. Зависимость фитонцидности искусственных сосняков от рубок ухода / Н.М. Набатов, Т.В. Бондаренко // Лесн. хоз-во. - 1991. - № 6. С. 23-25. 5. Нормативно-справочные материалы для таксации лесов Украины и Молдавии / Под ред. А.З. Швиденко, А.А. Строчинского, Ю.Н. Савича, С.Н. Кашпора. - К.: Урожай, 1987.-560 с. 6. Пат.: 2054243 Российская федерация: МКИ A01G 23/00. Способ выращивания лесной культуры сосны / Попов В.К., Журихин А.И. - Заявитель и патентообладатель: Воронежский лесотехнический институт. -№ 5066076. Заявл. 13.10.1992; опубл. 20.02.1996. Изобретения. Бюл. № 5. 7. Правила поліпшення якісного складу лісів / Постанова Кабінету Міністрів від 12 травня 2007 p. № 724 // Офіційний вісник України.-2007. - № 37. - С. 140-144. 8. Програма дій: "Порядок денний на XXI століття" (AGENDA-21). - К.: Інтелсфера, 2000. 360 с. 9. Рябоконь О.П. Лісова кваліметрія / О.П. Рябокоиь. - Харків: Нове слово, 2010. - 543 с. 10. Судачков Е.Я. Спелость леса / Е.Я. Судачков. - М.-Л.: Гослесбумиздат, 1957. - 52 с. 11. Судачков Е.Я. Экономическая спелость леса / Е.Я. Судачков // Леси, хоз-во. - 1969. - № 4. - С. 5-9. 12. Ткаченко Б.В. Влияние густоты на рост и продуктивность рядовых и групповых культур сосны обыкновенной / Б.В. Ткаченко // Лесоводство и агролесомелиорация. - К.: Урожай, 1970. № 22. - С. 34-41. 13. Шутов И.В. Перспективы ускоренного выращивания древесины в таежной зоне / И.В. Шутов, В.П. Бельков, А.Н. Мартынов // Леси, хоз-во. - 1972. - № 7. - С. 62-66. 14. Шутов И.В., О производстве древесины на лесосырьевых плантациях / И.В. Шутов, А.В. Жигунов // Лесн. хоз-во. - 2008. - № 4. - С. 31-33. 15. Фенгел Д. Древесина (Пер. с англ) / Д. Фенгел, Г. Вегенер. - М.: Лесн. пром-сть, 1988.512 с. 35 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 40 45 50 Спосіб екологізованої системи вирощування у свіжому субору культур сосни поліфункціонального призначення, що включає періодичність та інтенсивність рубок догляду за лісом, який відрізняється тим, що культури саджають "конвертом" з 5 саджанців у заздалегідь підготовлені площадки 1×1 м, розташовані через 60 см в ряду - 1250 площадок/га, що чергуються з 4-метровими перспективними технологічними коридорами, по середині яких одночасно висаджують допоміжні ряди берези з поступовою наступною вирубкою до 31-річного віку для сприяння росту сусідніх куліс сосни, реалізацією динаміки густоти її культур в часі: 1 рік - 6,3 тис. шт./га, 10 років - 6 тис. шт./га, 17 років - 2,9 тис. шт./га, 24-31 рік - 1,9-2,0 тис. шт./га, 3945 років - 1,2 тис. шт./га, 50-61 рік - 0,8 тис. шт./га, з формуванням модифікаційною мінливістю 3 дерев енергії росту сосни - 4,3 м, середнього приросту - 8 м /га, технічної стиглості в 61 рік при відтворенні деревини для 8 сортиментів: суднобудівельного лісу або паль для гідротехнічних 3 3 3 3 споруд - 6 м /га, пиловника - 223 м /га, будівельних колод - 88 м /га, шпальника - 23 м /га, 3 3 3 рудникового стояку або балансів - 72 м /га, жердин - 1 м /га із загальним запасом - 486 м /га. 8 UA 100482 C2 Комп’ютерна верстка Шеверун Д.М. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 9