Способ порослевого возобновления лесных насаждений

Способ порослевого возобновления лесных насаждений

Реферат

Предлагаемое изобретение относится к области лесного хозяйства, в частности к агролесомелиорации, и может быть использовано при порослевом возобновлении защитных лесных насаждений.

Известен способ порослевого возобновления лесных полос продольными, поперечными и жалюзными лесосеками (Ключников Ю.В. Рубки возобновления в лесных полосах в связи с полезащитным влиянием. Труды Каменно-Степной государственной селекционной станции. - Воронежское областное книгоиздательство. - 1940 г. С.50-104).

Способ заключается в посадке материнского насаждения и постепенной вырубке древостоя различными по форме и ориентации лесосеками со сроком их примыкания, продолжительность которого дает возможность набрать порослевому древостою достаточную высоту для сохранения непрерывного полезащитного (мелиоративного) эффекта при вырубке оставшейся части насаждения. В этом решении задачи порослевое насаждение образуется из «проснувшихся» в результате рубки деревьев спящих почек, которые находятся на пнях срубленных деревьев. Возобновительную рубку (порослевозобновительную) начинают в возрасте порослевой способности деревьев.

Недостатком известного решения является недостаточная продолжительность мелиоративной эффективности материнского насаждения и низкая мелиоративная эффективность и долговечность порослевого (возобновленного порослью) насаждения.

Низкая продолжительность мелиоративной эффективности материнского насаждения происходит по причине возобновительных рубок в возрасте порослевой способности древесных пород (до 35-70-летнего возраста, в зависимости от породного состава).

Хотя в этом случае рубки возобновления проводят лесосеками (по частям), но тем не менее все семенные деревья материнского насаждения вырубают в возрасте порослевой способности, заменяя их порослевым древостоем. Порослевое насаждение имеет меньшую максимальную высоту и небольшую долговечность (в возрасте 35-45 лет порослевое насаждение необходимо возобновлять вновь). Поэтому наиболее выгодным является продление сроков мелиоративной эффективности материнского (семенного) насаждения при увеличении возраста возобновительных рубок. Потенциально материнское насаждение имеет высокие показатели мелиоративной эффективности вплоть до наступления возраста естественной спелости, то есть до 70-120 лет и выше (в зависимости от породного состава), что гораздо выше возраста порослевой способности.

Низкие мелиоративные показатели порослевого насаждения, обусловленные низкой высотой древостоя и его небольшая долговечность, происходят из-за роста и развития порослевых деревьев на старой корневой системе пней срубленных семенных деревьев материнского насаждения.

Известен способ порослевого возобновления лесных полос (Высоцкий Г.Н. Как садить лес в наших степях и как за ним ухаживать. / Защитное лесоразведение. Избр. тр. Киев: Наукова думка, 1983. С.140-157.) - прототип, который заключается в посадке материнского насаждения и сплошной рубке деревьев (древостоя) в возрасте порослевой способности. Образование порослевого насаждения происходит из почек, расположенных в коре пней срубленных деревьев.

Возрастом порослевой способности считают такой возраст, при котором древесные породы сохраняют способность давать хорошую (жизнеспособную) поросль.

Недостатком известного технического решения является низкая продолжительность мелиоративной эффективности материнского насаждения (материнское насаждение - семенное насаждение, которое возобновляется порослью после рубки). Этот недостаток проявляет себя прежде всего из-за того, что материнское насаждение возобновляют рубкой всех деревьев в возрасте их порослевой способности, по окончании которого деревья не дают поросли или дают нежизнеспособную поросль. Этот возраст, как правило, заканчивается (в зависимости от породы) в 35-70 лет (у березы в 35 лет, у дуба черешчатого в 60-70 лет). Поэтому рубки порослевого возобновления проводят до 35-70-летнего возраста. В то же время после окончания возраста порослевой способности насаждение может еще значительное время (в течение 30-60 лет, в зависимости от породы) быть высокоэффективным в мелиоративном отношении, вплоть до наступления возраста естественной спелости.

Возрастом естественной спелости считается такой возраст, когда начинают наблюдаться признаки деградации и распада (резкое снижение роста, суховершинность, появление сухих сучьев, слабая облиственность), (Павловский Е.С., Карган А.В. Временные указания по агролесомелиоративному устройству защитных лесонасаждений на землях сельскохозяйственных предприятий. Москва. «Колос». - 1974 г. С.26-27).

Таким образом, при порослевом возобновлении по известному техническому решению мелиоративная эффективность материнского насаждения прерывается возобновительной рубкой в возрасте порослевой способности древесных пород насаждения (до 35-70 лет) и поэтому имеет низкую продолжительность.

В то же время насаждение, возобновленное порослью по известному способу, обладает недостаточной мелиоративной эффективностью и долговечностью, так как порослевые деревья имеют небольшую максимальную высоту и долговечность по причине их роста и развития на старой корневой системе пней срубленных деревьев.

Таким образом, заявляемое техническое решение задачи направлено на увеличение продолжительности мелиоративной эффективности материнского насаждения при улучшении долговечности и мелиоративной эффективности порослевого насаждения.

Технический результат заявляемого решения задачи достигается тем, что посадку материнского насаждения осуществляют однопородными рядами, при этом в междурядья сажают породы-ингибиторы, а после срастания корневых систем в рядах породы-ингибиторы удаляют и по окончании возраста порослевой способности за 10-15 лет до наступления возраста естественной спелости деревья в рядах разделяют на маточные и деревья-доноры, причем маточные деревья вырубают, а возобновительную рубку оставшихся в рядах деревьев-доноров проводят при наступлении возраста естественной спелости после разрушения надземной части пней срубленных маточных деревьев и образования на припневой части корневых лап каллюса со спящими почками.

Посадку материнского насаждения осуществляют однопородными рядами, при этом в междурядья сажают породы-ингибиторы. Этот признак позволяет получить ряды деревьев в материнском насаждении со сросшимися корневыми системами. Ингибиторами в данном случае являются те породы, корневые системы которых являются ограничителями роста корней других пород в своем направлении. То есть породы-ингибиторы, посаженные в междурядьях материнского насаждения, способствуют тому, что корни древесных пород, посаженных в рядах, значительно ограничивают свой рост в направлении ингибиторов. Они развиваются в направлении своего ряда, увеличивая при этом множественные механические контакты с корнями соседних деревьев. Так как каждый ряд материнского насаждения сажают одной породой, то корневые системы деревьев срастаются между собой в местах тесного соприкосновения.

Таким образом, без посадки пород-ингибиторов в междурядьях материнского насаждения корни деревьев, находящихся в рядах, произрастают свободно в стороны других рядов насаждения, не имеют множественных механических контактов друг с другом и практически не срастаются между собой.

Породы-ингибиторы необходимо сажать в междурядья материнского насаждения только при его посадке. В это время корни посаженных в рядах деревьев еще не начали своего роста в сторону междурядий. Уже через несколько лет после посадки их корневые системы полностью занимают междурядья и посадка ингибиторов в занятые корнями междурядья уже не дает желаемого результата.

После срастания корневых систем в рядах породы-ингибиторы удаляют. Этот признак позволяет достичь оптимального роста и развития деревьев материнского насаждения. Породы-ингибиторы с возрастом начинают мешать нормальному произрастанию деревьев в рядах материнского насаждения, которое ввиду этого может несколько потерять в мелиоративной эффективности.

По окончании возраста порослевой способности за 10-15 лет до наступления возраста естественной спелости деревья в рядах разделяют на маточные и деревья-доноры, причем маточные деревья вырубают. Эти признаки позволяют в период утраченной возобновительной способности образовать в припневой части корневых лап срубленных маточных деревьев каллюс с молодыми спящими почками, из которых в дальнейшем образуется поросль, используемая для возобновления материнского насаждения: (маточными деревьями считают те деревья материнского насаждения, которые срубают для образования поросли на припневой части их корневых лап, из которой вырастают новые деревья порослевого (возобновленного) насаждения). Деревья-доноры - это деревья, которые предназначены для питания корневых систем пней срубленных маточных деревьев.

Верхняя часть пней срубленных маточных деревьев со временем разрушается (выгнивает), а каллюс с молодыми спящими почками образуется с внутренней (припневой) части корневых лап. Весь этот процесс в зависимости от древесной породы занимает 10-15 лет (табл.3). Причем рубку маточных деревьев необходимо проводить после окончания возраста порослевой способности до наступления возраста естественной спелости. В возрасте естественной спелости процесс каллюсообразования идет плохо и не на всех пнях. Поросль, полученная впоследствии из спящих почек такого каллюса, развивается и растет плохо, что отрицательно сказывается на долговечности порослевых деревьев и мелиоративной эффективности порослевого насаждения. Более ранняя рубка маточных деревьев снижает продолжительность мелиоративной эффективности материнского насаждения. Поэтому рубку маточных деревьев необходимо осуществлять по окончании возраста порослевой способности за 10-15 лет до наступления возраста естественной спелости.

Образование же каллюса в припневой части корневых лап дает возможность будущим порослевым деревьям иметь дополнительную молодую корневую систему, образующуюся из части «разбуженных» спящих почек каллюса. Молодая корневая система необходима для увеличения долговечности и улучшения мелиоративной эффективности возобновленного порослью (порослевого) насаждения, так как в этом случае деревья, выросшие из порослевин, имеющих частично старую и частично молодую корневые системы, обладают более высоким ростом и большей долговечностью, чем порослевые деревья, выросшие только на старой корневой системе пней маточных деревьев (табл.1).

Образование на припневой части корневых лап каллюса со спящими почками и сохранение корневых систем пней срубленных маточных деревьев в живом состоянии становится возможным благодаря сросшейся корневой системе каждого ряда в насаждении. Из-за чего питание корней срубленных маточных деревьев не прекращается, осуществляясь за счет оставшихся (несрубленных), питающих ряды деревьев-доноров.

За счет того, что каждый ряд насаждения, сросшийся корнями, живет как один организм, корневые системы срубленных маточных деревьев после разрушения надземной части пней и образования на припневой части корневых лап каллюса со спящими почками способны жить и сохранять порослеобразовательную способность еще длительное время (в зависимости от породы от 35 до 70 лет).

Сигналом для пробуждения спящих почек каллюса, находящегося на припневой части корневых лап срубленных маточных деревьев, является «возобновительная рубка оставшихся в рядах деревьев-доноров, проводимая при наступлении возраста естественной спелости после разрушения надземной части пней срубленных маточных деревьев и образования на припневой части корневых лап каллюса со спящими почками».

Возрастом естественной спелости является возраст, во время которого наблюдаются признаки деградации и распада (снижение роста, суховершинность и т.д.), что резко снижает уровень мелиоративной эффективности насаждения. Его использование становится неэффективным, и насаждение требует мероприятий по реконструкции и возобновлению. Поэтому при наступлении возраста естественной спелости проводят рубку оставшихся в рядах питающих деревьев-доноров. Эта рубка является порослевозобновительной, так как дает толчок к началу образования поросли из спящих почек каллюса, находящегося на припневой части корневых лап срубленных маточных деревьев.

Ряды деревьев со сросшимися корнями являются едиными организмами и пока в рядах остаются несрубленные, питающие деревья-доноры, корни срубленных маточных деревьев питаются за их счет, образуя на корневых лапах каллюс со спящими почками. При прекращении питания рядов деревьями-донорами спящие почки пробуждаются и образуют поросль и зачатки молодых корневых систем.

В известных технических решениях возобновительные (порослевозобновительные) рубки проводят в возрасте порослевой спелости древесных пород, составляющих насаждение. Этот возраст у различных пород длится недолго, например у березы повислой только первые 30-35 лет жизни, тогда как эта порода способна образовывать высокомелиоративные насаждения до 70-80 лет (только в это время у нее наступает период естественной спелости), а иногда и до 85-90-летнего возраста.

Проводить возобновительные рубки материнского насаждения по известным техническим решениям по окончании возраста порослевой спелости нельзя, так как в этом случае поросль либо не образуется вообще, либо образуется, но при этом является нежизнеспособной и погибает в течение 3-5 лет. В заявляемом техническом решении задачи рубки, дающие толчок к порослевому возобновлению, проводят лишь при наступлении возраста естественной спелости. Поэтому материнское насаждение в этом случае произрастает дольше, и продолжительность его мелиоративной эффективности увеличивается (табл.1).

К тому же возобновленное порослью (порослевое), по известным способам, насаждение имеет худшую мелиоративную эффективность, так как в этом случае порослевые насаждения имеют меньшую высоту и долговечность (табл.1). Объясняется это наличием у них только старой корневой системы срубленных маточных деревьев. В заявляемом техническом решении задачи порослевины образуются из спящих почек каллюса, который находится на припневой части корневых лап, ниже уровня земли. Это дает возможность образовывать из части спящих почек молодую корневую систему, что способствует лучшему росту и развитию поросли по сравнению с порослевинами, образующимися по аналогичным техническим решениям.

Таблица 1Мелиоративная эффективность насаждений, состоящих из березы повислой и возобновленных порослью по заявляемому и известным способам (в условиях Юго-Востока ЦЧЗ)
	По прототипу	По аналогу	Заявляемое решение
Длительность мелиоративной эффективности материнского насаждения, лет	30-35	20-25	70-80
Долговечность возобновленного порослью насаждения, лет	30-35	30-35	60-70
Высота порослевого древостоя в 10-летнем возрасте, м	4-4,5	4-4,5	5,5-6,5
Высота порослевого древостоя в 35-летнем возрасте, м	15-16	15-16	20-22

Максимальная высота, более быстрый рост и долговечность определяют более лучшую мелиоративную эффективность возобновленного насаждения по заявляемому техническому решению (табл.1).

Таким образом, заявляемое техническое решение задачи заключается в том, что посадку материнского насаждения осуществляют однопородными рядами, при этом в междурядья сажают породы-ингибиторы, что позволяет корневым системам древесных пород, находящихся в рядах материнского насаждения, срастись в максимально возможном количестве случаев. Когда максимальное срастание корней достигнуто, породы - ингибиторы удаляют из насаждения, так как в противном случае с возрастом они будут мешать оптимальному росту и развитию деревьев насаждения.

По окончании возраста порослевой способности, за 10-15 лет до наступления возраста естественной спелости, деревья в рядах материнского насаждения разделяют на маточные и деревья-доноры, причем маточные деревья вырубают. В результате этой рубки остаются пни срубленных маточных деревьев. Так как они имеют сращенную корневую систему с оставшимися и питающими их деревьями-донорами, то их корневые системы не погибают. Со временем, в зависимости от породы от 10 до 15 лет, надземная часть этих пней разрушается (выгнивает), а на припневой части корневых лап, ниже поверхности земли, образуется каллюсный наплыв со спящими почками (табл.3).

Толчок к «пробуждению» спящих почек дают возобновительные рубки оставшихся, питающих деревьев-доноров, которые проводят при наступлении возраста естественной спелости, после разрушения надземной части пней срубленных маточных деревьев и образования на припневой части корневых лап каллюса со спящими почками. Проведение возобновительных рубок при наступлении возраста естественной спелости позволяет материнскому насаждению существенно увеличить продолжительность мелиоративного эффекта при его дальнейшем возобновлении порослью.

Таким образом, совокупность существенных признаков заявляемого решения позволяет достичь технического результата.

Заявляемое техническое решение выполняют следующим образом.

Пример 1. Материнское насаждение сажают однопородной рядовой посадкой сеянцев березы повислой. Размещение посадочных мест в ряду через 0,7 м, а между рядами 2,5 м. Одновременно с посадкой березы повислой в междурядья высаживают породу-ингибитор. Для корневых систем березы повислой ингибиторами являются ясень пушистый, клен остролистный и вяз мелколистный. В данном конкретном случае в междурядья высаживают клен остролистный (стандартными сеянцами). Сеянцы клена сажают в междурядья на равном удалении от соседних рядов березы повислой с расстоянием между посадочными местами 1,5 м. Посадку проводят с помощью лесопосадочной машины СЛН-1 в агрегате с трактором ДТ-75. Высаживают посадочный материал весной в апреле месяце, а посадочную площадь готовят предварительно по системе черного пара.

До смыкания крон в междурядьях проводят уход за почвой и насаждением (культивации, прополки, прореживания) по общепринятой технологии.

Под влиянием пород-ингибиторов корневые системы в рядах березы повислой уже к 15-16-летнему возрасту (после смыкания крон) срастаются в максимальном количестве случаев (табл.2). Влияние пород-ингибиторов выражается в том, что они препятствуют разрастанию корней березы в стороны соседних рядов. Поэтому корни березы концентрируются вдоль своего ряда, происходит более тесный и более множественный механический контакт между ними, что и способствует срастанию корневых систем рядом стоящих в ряду берез. Без влияния пород-ингибиторов такое срастание практически не возможно и может носить лишь случайный, единичный характер (табл.2).

После срастания корней в рядах с березой повислой (15-16 лет) породы - ингибиторы удаляют из насаждения рубкой с помощью бензопил.

Порослевую способность (способность образовывать жизнеспособную поросль) береза повислая в насаждении потеряла в возрасте 30-35 лет.

По окончании возраста порослевой способности, за 10-11 лет (для березы повислой) до наступления возраста естественной спелости, деревья в рядах насаждения разделяют на маточные и деревья-доноры. В данном конкретном случае в условиях густой посадки материнского насаждения маточные деревья и деревья-доноры выбирают простым чередованием их друг с другом, то есть по схеме: маточное дерево - дерево-донор - маточное дерево и т.д.

Таблица 2Срастание корневых систем у березы повислой, посаженой с породами-ингибиторами и без них (количество сросшихся мест у корней соседних берез, в среднем из 5 случаев)
Возраст насаждений, лет	с ингибитором в междурядьях	без ингибиторов в междурядьях
5	0	0
10	4-5	0
15	10-14	0
20	11-14	0
25	11-14	0

После этого маточные деревья вырубают с оставлением пней высотой не более 5 см. При такой высоте разрушение надземной части пней у березы повислой наступает на 7-8 год после рубки. После разрушения надземных частей пней, через 10-11 лет после рубки (табл.3), в местах соединения корневых лап образуются каллюсные наплывы. Чаще всего их форма копирует контур разрушенных пней (по кольцу). В каллюсных наплывах образуются молодые спящие почки.

Таблица 3Сроки естественного разрушения пней высотой до 5 см и образование каллюса со спящими почками в зависимости от вида древесных пород после рубки маточных деревьев по заявляемому решению (для условий Юго-Востока ЦЧЗ)
№ п/п	Породы	Диаметр пня, см	Время разрушения пня и образования каллюса со спящими почками, лет
1	Дуб	30-36	12-15
2	Береза	30-36	10-11
3	Клен остролистный	34-38	11-12
4	Тополь	50-60	10-11
5	Ясень пушистый	24-34	10-14

Возобновительную рубку оставшихся в рядах питающих деревьев-доноров осуществляют при наступлении возраста естественной спелости, что увеличивает продолжительность мелиоративной эффективности материнского насаждения (табл.1). Эта рубка дает толчок к пробуждению спящих почек каллюса на припневой части корневых лап.

Порослевые побеги появляются на следующий после рубки год и вырастают за первый же год на 45-55 см в высоту, имея диаметр 6-7 мм. Преимущество таких побегов перед пневой порослью (по аналогичным техническим решениям) состоит в том, что они более интенсивно растут (на 25-30% быстрее, чем пневая поросль) ввиду того, что имеют сросшуюся старую корневую систему всего ряда. Так же на 2-3 год после образования побегов из части спящих почек каллюса образуется молодая корневая система, которая в 10-15-летнем возрасте составляет 30-35% от общего веса корней ряда, то есть в этом возрасте молодые порослевые деревья имеют в ряду 65-70% старой и 30-35% молодой корневой системы.

Пример 2. При необходимости возобновления порослью смешанных насаждений, посаженных, к примеру, по схеме: Береза - Дуб - Дуб - Дуб - Береза, выбирают для посадки в междурядья материнского насаждения такие породы-ингибиторы, которые являются ингибиторами как для березы, так и для дуба. Если же такую породу-ингибитор подобрать невозможно, то в междурядья высаживают 2 породы, которые являются ингибиторами для дуба и березы. В этом случае породы-ингибиторы сажают в междурядьях сдвоенной строчкой либо через один с расстоянием в ряду от 70 см до 1 м, либо пучком, состоящим сразу из двух пород-ингибиторов с расстоянием 70 см между посадочными местами.

Рубки же маточных деревьев и возобновительные рубки деревьев-доноров в смешанном насаждении осуществляют для рядов каждой породы отдельно, руководствуясь их возрастом.

Способ порослевого возобновления лесных насаждений, включающий посадку материнского насаждения и возобновительную рубку древостоя, отличающийся тем, что посадку материнского насаждения осуществляют однопородными рядами, при этом в междурядья сажают породы-ингибиторы, а после срастания корневых систем в рядах породы-ингибиторы удаляют и по окончании возраста порослевой способности за 10-15 лет до наступления возраста естественной спелости деревья в рядах разделяют на маточные и деревья-доноры, причем маточные деревья вырубают, а возобновительную рубку оставшихся в рядах деревьев-доноров проводят при наступлении возраста естественной спелости после разрушения надземной части пней срубленных маточных деревьев и образования на припневой части корневых лап каллюса со спящими почками.