Підвищення продуктивності насаджень дуба звичайного (Quercus robur L.) лісокультурними методами в Західній частині Правобережного Байрачного Степу Україн

Abstract

У дисертаційній роботі обґрунтовано лісівничі і екологічні процеси формування середовища сухих та свіжих дібров та перспективи підвищення їхньої продуктивності лісокультурними методами в умовах Північного Степу України. Корінні деревостани сухих та свіжих дібров регіону проведення досліджень представлені дубом звичайним І-ІІІ класів бонітету, однак, здебільшого - ІІІ. Домішка переважно представлена ясеном звичайним (Fraxinus excelsior L.), кленом гостролистим (Acer platanoides L.), кленом татарським (Acer tataricum L.), липою серцелистою (Tilia cordata Mill.), акацією білою (Robinia pseudoacacia L.), берестом (Ulmus carpinifolia G.Sukov), поодиноко берекою лікарською (Sorbus torminalis (L.) Crantz.). У підрості переважають ясен звичайний, граб, клени татарський і гостролистий, липа, подекуди – в’яз шершавий (Ulmus scabra Mill.), яблуня лісова (Malus sylvestris Mill.), груша звичайна (Pyrus communis L.). Така різноманітність складу природного відновлення свідчить про те, що в повному обсязі не можна розраховувати на природне відновлення цінними лісовими породами. Підлісок присутній але не завжди чітко виражений. Його рясність залежить від віку, а також лісогосподарських заходів і доглядів. У якості об’єктів досліджень виступали попередні, часткові та суцільні лісові культури дуба звичайного, закладені на різних категоріях лісокультурних площ садінням сіянців, саджанців чи висіванням жолудів. У якості порівняння продуктивності дубових деревостанів, у об’єкти досліджень було включено природні насадження дуба звичайного. Охарактеризовано особливості розподілу насаджень Байрачного Степу за лісорослинним районуванням, типом лісу, головними лісоутворювальними породами. Досліджено фракційний склад лісової підстилки, проведено її хімічний аналіз, встановлено інтенсивність ґрунтоутворення. Встановлено, що ґрунти відносяться до чорноземів звичайних, де кількість мулуватих частинок у фракції за діаметром менше 0,01 мм є найбільшою і знаходиться в межах від 50,89 до 64,92 %. Ступінь забезпечення рухомим фосфором в основному середній, калію – середній та низький. Порівняно багаті чорноземи азотом, що пов’язано зі значним вмістом гумусу і добре вираженими процесами нітрифікації. Найбільш доступним для рослини є калій, а фосфор практично недоступний для рослин. Азот накопичується у ґрунті завдяки гумусу, він є основним його джерелом. Також чорноземи звичайні характеризуються середньою та підвищеною забезпеченістю фосфором. Виявлено, що найбільша кількість лісової підстилки формується у насадженні сосни кримської – 19,6 т/га та у культурах з дуба звичайного – 14,07 т/га і ясена звичайного – 14,67 т/га. Результати дослідження фракційного та хімічного складу лісової підстилки мають вагоме практичне значення для розробки рекомендацій щодо внесення хімічних мікроелементів при вирощуванні високопродуктивних лісових насаджень. Встановлено, що зі збільшенням зімкненості верхніх ярусів у 10-11-річних угрупованнях сухих та свіжих дібров зменшується проективне покриття трав’яного ярусу – до 60 %, а його видова насиченість – з 51 до 43 видів. Починаючи з 40–50- річного віку, як у сухих так і свіжих дібровах, у більшості своїй, відновлюється флористичний склад та ценотична будова рослинних угруповань, зокрема, починають відновлюватись червонокнижні види, цей процес відбувається протягом усього періоду росту та практично завершується до віку стиглості. Результати досліджень розвитку природного поновлення у незімкнутих дубових культурах Північного Степу України дозволяють зробити висновки, що найбільша загальна сума природного поновлення спостерігалась у 8-річних культурах – 58,19 тис. шт.·га-1. У семирічних культурах цей показник був дещо меншим і становив 40,26 тис. шт.·га-1. У шести- та дев’ятирічних культурах загальна кількість природного поновлення була приблизно однаковою – 24,1 тис. шт.·га-1 та 24,19 тис. шт.·га-1, відповідно. При розподілі підросту за висотними групами було встановлено наступні градації: у межах висот 0–0,25 м збережено 10,6– 15,1 тис. шт.·га-1 (49 %) підросту; в межах 0,26–0,50 м – 4,4–11,6 тис. шт.·га-1 (27 %); в межах 0,51–1,00 м – 0,4–7,6 тис. шт.·га-1 (19 %); в межах 1,01–1,50 м – 0–4,8 тис. шт.·га-1 (8 %) підросту. Видовий склад чагарників на свіжих зрубах аналогічний материнському насадженню, в ньому переважають тіневитривалі види – клен татарський, бузина чорна, бруслина бородавчаста та європейська. Їхнє розміщення на площі нерівномірне, висота 0,4–0,6 м, трапляння 40–50%, зімкнутість 0,2–0,5. Зі збільшенням віку зрубу, окрім тіневитривалих, з’являються кущові і узлісні види – свидина звичайна, глід одноматочковий, калина-гордовина, шипшина повстиста, терен, ліщина. Їхня густота становить 3,1–8,9 тис. шт.·га-1 із зімкнутістю чагарникового намету 0,6–1,0. При дослідженні кореневмісного шару ґрунту виявлено, що основна маса як великих, так і дрібних коренів у 40-річних дубово-ясеневих культурах концентрується у верхньому 0-80 сантиметровому шарі ґрунту. Максимум великих коренів - 62,8 % знаходиться в шарі 20-40 см. Глибше 80 см їх кількість не перевищує 5 %, поступово зменшуючись з глибиною. Максимум фізіологічно активних дрібних коренів дуба черешчатого і ясена звичайного зосереджений у самому верхньому, 0-20 сантиметровому шарі – 22,5 % загальної маси. Загалом кількість дрібних коренів дуба черешчатого і ясена звичайного до загальної маси всієї кореневої системи становить лише – 7,5 %. При оцінці агротехнічних прийомів створення і вирощування культур дуба виявлено, що ширина міжрядь має суттєвий вплив на продуктивність культур – при її зменшенні дерева дуба ростуть вищими. Запас дуба за 2- метрових міжрядь становить 212–269, за 3-метрових – 321, за 6-метрових – 198–270 м3·га-1. Спостерігається залежність середнього приросту дуба від ширини міжряддя: за ширини 2 м він становив 3,6 м3 ·га-1, за 3 м – 4,4 м·га-1 і за 6 м – 2,7 м3 ·га-1. Аналізом сортиментної структури 80–89-річних культур виявлено, що за ширини міжряддя 4 м найбільший відсоток (41 %) ділових дерев дуба знаходиться у ступені товщини 32–36 см. У дубово-акацієвих культурах у віці 28 років висота дуба становить 13,7 м, акації – 15,2 м, діаметр дуба – 9,6 м, акації – 12,3 м. Це вказує на швидший ріст акації, проте ця порода починає всихати. До 49 років акація повністю випадає зі складу насадження. Внаслідок вибирання рядів акації, повнота насадження зменшується до 0,56–0,72, а загальний запас становить 162–184 м3 ·га-1. Таким чином, використання лісівничого потенціалу дібров зменшується до 60–70 %. Суцільні дубово-липові культури у віці 32 та 74 роки ростуть за Іб бонітетом, мають повноту 0,91–1,03 та середній приріст 5,3–5,4 м3 ·га-1. Липа серцелиста формує високопродуктивний перший ярус нарівні з дубом. Насадження дуба віком 57–63 роки, створені за деревно-чагарниковим способом змішування, мають запас у межах 299–302 м3 ·га-1, приріст 6,0–6,9 м3·га-1. Порівняно з чистими культурами дуба, їхня висота більша на 6 %, діаметр – на 11 %, запас – на 15 % і приріст – на 12 %. У дубово-кленових культурах, які створені змішуванням чистих рядів, дерева клена мають більшу висоту й середній діаметр, порівняно з дубом, і займають домінантне положення у верхньому ярусі змішаних деревостанів. Дубово-ясеневі культури у віці 85– 89 років мають запас 439–503 м3 ·га-1 та приріст 4,5–5,7 м3 ·га-1. Середня висота дуба 27,1–29,1 м, ясена 28,1–29,3 м. За домішки ясена у складі насадження 30 % спостерігається конкурентна боротьба двох головних порід, а за домішки понад 50 % – витіснення дуба з верхнього ярусу. Спосіб створення культур дуба має вплив на їхню середню висоту. Культури, що створені висіванням, у ІІ–VІІ класах віку мають на 10–15 % більшу висоту, в порівнянні з висадженими культурами. За діаметрами значної статистичної різниці не виявлено. Запас дубових насаджень залежить від способу створення культур. Середній запас дуба на 45 обстежених пробних площах віком 10–64 роки становив 171,5 м3 га-1 за висіванні та 118,3 м·га-1 – за садінні, що на 32 % менше.