Вплив методу створення насаджень дуба звичайного на їхню продуктивність в умовах свіжої грабової діброви правобережного лісостепу України

Uman National University of Horticulture, Uman, Ukraine Berezhany Agrotechnical Institute of National University of Life and Environmental Sciences of Ukraine, Berezhany, Ukraine National University of Life and Environmental Sciences of Ukraine, Kyiv, Ukraine

INFLUENCE OF THE METHOD OF OAK (QUERCUS ROBUR L.) STANDS FORMATION ON THEIR PRODUCTIVITY UNDER THE CONDITIONS OF HORNBEAM-OAK FOREST IN THE FOREST-STEPPE ZONE OF RIGHT-BANK UKRAINE

The methods of creation forest stands are the sets of techniques for the formation of artificial stands, the main of which are sowing and planting. The purpose of the research is determined by the definition of the productivity of artificial oak stands in the D2 condition of oak forest according to the method of their creation. The task of the study was to establish a number of test areas and determine the silvicultural and forest stands parameters of uneven-aged oak stands at the age of 10-68 years which were created by the method of planting the seedlings and sowing the acorn in areas of fresh logging areas. General laboratory selection of forest stands and their review in nature was conducted during the research. The establishment of test areas and the determination of forest stands parameters were carried out in accordance with generally accepted methods in forestry mensuration and forestry. It was determined that in stands created by sowing oak acorns in all classes of age the oak seedlings had a higher height. It was found out that the oak trees are cleaned from knots and branches, have more full-tree trunks. Oak stands created by sowing in the II - VII age classes have 6-19 % higher average height of the main stand. Comparing the dependence of the diameter of oak trees to the method of creation, we found that till the age of 35-40 the average diameter of oak trees was bigger than in the stands created by planting seedlings. There is no significant divergence in the diameter after this age. Unlike the average diameter, the difference in oak stock volumes under different methods of creation is found on all studied areas. Meanwhile, there is no significant difference between stock volumes of 10-20-year-old stands. With the increase of the age of stands, the difference in stock volume between oak stands created by sowing acorns and planting seedling increases. The research determined that the average stock volume of oak trees at the age of 10-68 years was 118 m³ha^-1 under the condition of sowing acorns and 71 m³ha^{- 1} - of planting seedlings, which is 48 m³ha^-1 (39 %) less. Regarding the overall productivity of oak stands, it was found that the average total stock volume of stands was 158 m³ ha^-1 when sowing acorns and 131 m³ ha^-1 when planting seedlings which is 27 m³ ha^-1 less (17 %). By means of the study of 10-68-year-old artificial stands it was found that the method of creation significantly influences the forest stands parameters, condition, quality and, ultimately, the productivity of oak stands. The change of the average diameter by age of oak stands, depending on the method of creation, makes it possible to argue that in the oak stands at the age of 10-68 years the differences in tree diameter were not detected and the method of creation does not affect this forest stands parameters. The age-related change in the volume stock of oak trees planted by sowing acorns and planting seedlings indicates on more intense growth of oak stands created by sowing acorns. Comparing the overall productivity of mixed oak stands, it is determined that it has a logarithmic dependence on the method of creating stands. The overall productivity of oak stands is influenced by the average height and diameter of the oak trees, their conservation in the stand, the stock volume of the oak trees. Based on the principles of ecologically oriented forestry in fresh hornbeam oak forests on bare logging areas, we recommend creating young forests by sowing acorns.

Keywords: oak; stand composition; taxation indicators; acorns sowing; seedling planting.

Вступ

Метод створення штучних насаджень залежить від типу лісорослинних умов, біологічних особливостей деревних і кущових видів рослин, стану лісо- культурної площі та низки інших чинників.

Ефективність створення культур висівом залежить, передусім, від оптимального поєднання екологічних факторів - тепла, вологи та аерації грунту, терміну та норм висіву, глибини та способів висівання насіння, а також ретельності доглядів за грунтом і сходами (Yur- kevich, 1960; Hordiienko et al., 1999; Bondar & Hordiien- ko, 2006). Після появи сходів важлива наявність двох екологічних факторів - світла і поживних речовин у грунті (West, 2006). Забезпечення зазначених факторів є складним завданням. Культури, які створені висіванням, у перші роки життя погано витримують несприятливі погодно-кліматичні умови, потерпають від конкуренції трав'яної рослинності, а тому потребують довготривалого й ретельного догляду (Soldatov, 1961; Borchert & Tyler, 2010; Maiboroda, 2010). Метод висіву відповідає самій природі лісовідтворення - ліс, що створений висіванням, довговічніший, ніж той, що створений садінням (Clark & Schweitzerb, 2016; Dey & Kabrick, 2016; Dey, Kabrick & Schweitzer, 2017). Насамперед, це пояснюють відсутністю деформації кореневої системи та інших пошкоджень сіянців, які неминуче виникають під час викопування, транспортування та садіння. Так, Г. Ф. Морозов (Morozov, 1950) зазначив, що, передусім, успіх висіву залежить від того, чи відповідає цей метод культури лісу типу лісорослинних умов, способу висіву, обробітку ґрунту, часу висівання, якості насіння тощо. Під час висівання жолудів на постійне місце автори (Lositskiy, 1963; Lohhinov, 1968; Tihonov, 1970) констатували, що молоді дубки у стадії сходів та однорічних сіянців краще пристосовуються до умов середовища та є продуктивнішими, ніж сіянці, що вирощені у розсаднику і пересаджені у віці декількох років на лісокуль- турну площу. На думку К. Б. Лосицького, за наявності жолудів у відповідних лісорослинних умовах перевагу потрібно надавати виключно висіванню. М. І. Гордієнко зазначав, що за умов створення культур дуба з обмеженою кількістю атмосферних опадів, доцільно віддавати перевагу висіванню жолудів на постійне місце. За умови способу створення лісових культур можна сформувати біологічно стійкі насадження.

Садіння лісу має певні переваги над висівом, серед яких 5-7-кратне скорочення витрат насіння, сіянці майже не пошкоджують гризуни і птахи, забезпечується їхнє рівномірне розміщення, вони меншою мірою пригнічуються трав'яною рослинністю та поростю інших видів деревних рослин, зменшується кількість доглядів за культурами та скорочується термін їхнього зімкнення (Hordiienko, 1999; Bondar & Hordiienko, 2006). Водночас, насадження, що створені садінням, змикаються пізніше, ніж створені висівом, повільніше і гірше очищуються від сучків, дають менш повнодерев- ні стовбури, а деревина дуже часто має гіршу технічну якість (Rudnev & Ryibachok, 1975; Thompson, 2017). Культури дуба, створені садінням, ослаблені ще й тому, що після пересаджування з розсадника сильно пошкоджується стрижневий корінь, який інтенсивно формується у перші роки. Як наслідок, коренева система стає більш поверхневою, а дубові деревостани - менш стійкими (Yurkevich, 1960; Hordiienko et al., 1999). На думку Г. Ф. Морозова, ні садіння, ні висів не є універсальними способами створення лісу, потрібно користуватися ними обома залежно від багатьох обставин, головними з яких є тип лісорослинних умов, вид та економічна доцільність (Morozov, 1950).

Метод створення має відповідний вплив на продуктивність майбутніх насаджень (Krinard & Johnson, 1988; Brudvig & Asbjornsen, 2007). На цей час в науковому колі лісівників існують різні погляди щодо створення культур дуба звичайного, особливо чистих культур у різноманітних лісорослинних умовах України. Тема методу створення культур залишається дискусійною.

Мета дослідження - визначення продуктивності штучних дубових насаджень свіжих грабових дібров, які створені різними методами. Завдання дослідження полягало у закладанні низки пробних площ з визначенням лісівничо-таксаційних показників різновікових культур дуба звичайного у віці 10-68 років, створених методом садіння сіянців і висіву жолудів на свіжих зрубах. Залежно від методу створення необхідно було провести лісівничо-таксаційну характеристику дубових де- ревостанів, зробити відповідні висновки і подати рекомендації.

Матеріал і методи дослідження. Дослідження культур дуба звичайного проведено в умовах свіжих грабових дібров ДП "Уманське лісове господарство" і ДП "Звенигородське лісове господарство". Було закладено 32 тимчасові пробні площі (далі - ТІ II І). Ґрунт - сірий лісовий середньо-суглинковий свіжий. Схема розміщення садивних місць - 4,0*0,6 (0,7) м і 6,0*0,6 (0,7) м. Схема розміщення посівних місць - 4,0*0,4 (0,5) м і 6,0*0,4 (0,5) м. Для визначення методу створення насаджень використано "Книгу обліку лісових культур" низки лісництв Уманського і Звенигородського лісових господарств. У книгах обліку лісових культур наявна інформація, починаючи з 1948 р. Під час дослідження проводили загальний камеральний відбір лісових культур і їхнє обстеження в натурі. ТІ IIІ відбирали згідно з загальноприйнятими у лісовій таксації та лісівництві методиками, таксаційні показники насаджень визначали на основі нормативно-довідникових матеріалів для таксації лісів України і Молдавії ^ЬуМепко et аі., 1987). Для отримання об'єктивних таксаційних і лісівничих показників насаджень, вивчення динаміки їхнього росту та розвитку на кожній ТПП брали не менше 200 дерев головної породи, розміри якої встановлювали з цього ж розрахунку. Висоти дерев вимірювали за допомогою екліметра-висотоміра. Таксацію деревостанів проводили за ярусами, а в різновікових насадженнях - за поколіннями. Клас бонітету визначали за середнім віком і середньою висотою основного елемента лісу. Відносну повноту кожної складової визначали за даними площ поперечних перерізів і таблиць ходу росту (Нгот, 2002).

Результати дослідження

У віці 10 років дубові насадження повністю сформовані. У культурах, створених з розміщенням садивних місць 6,0*0,6 м, проведено смуговий обробіток ґрунту культиватором КЛБ-1,7. Культури дуба на ТПП 7 створено висівом жолудів. За умови складу насадження 9Дз1Гз+Яз воно має такі таксаційні показники: середня висота - 3,6 м, середній діаметр - 6,6 см, запас - 11 м³ га^-1 і збереженість 2446 шт.га^-1 дерев дуба. Відносна повнота - 0,46, клас бонітету - І^ь. Культури на ТПП 8 створено садінням однорічок дуба. На цей час склад насадження такий: 7Дз2Яз1Гз+Клг, Брс. Таксаційні показники такі: середня висота - 5,1 м, середній діаметр - 7,2 см, запас - м³га^-1, відносна повнота - 0,48, клас бонітету насадження - І^ь У даному насадженні збереглося 1504 шт.га^-1 дерев дуба, що на 942 дерева менше.

За однакової агротехніки обробітку ґрунту в культурах віком 13-15 років, створених висівом (ТПП 9), дерева дуба мають середню висоту 10,0 м, а створених садінням (ТПП 45, ТПП 46) - 7,3-7,4 м, що менше на %. Клас бонітету насаджень - І^ь, розходження в середніх діаметрах відсутні. У культурах, що створені висівом, збереглося 1601 шт. га^-1 дерев дуба, що на 1002 дерева більше, ніж на ТПП 45.

Аналізуючи насадження дуба у віці 21-22 роки, що створені на розкорчованих смугах корчувачем ДП-8А висівом жолудя на них (ТПП 11, ТПП 12) та садінням дуба на таких же смугах (ТПП 13), продовжуємо спостерігати відмінність таксаційних показників. На цей час культури дуба на ТПП 11 і ТПП 12 мають такі таксаційні показники: середня висота - 13,5-13,6 м; середній діаметр - 9,5-9,6 см; запас дерев дуба - 50-55 м³га^-1; повнота - 0,78-0,80; клас бонітету насадження - І^ь. Збережено 1047-888 шт.га^-1 дерев дуба. За умови садіння культур (ТПП 13) середні показники такі: висота - 13,1 м; діаметр - 10,0 см; клас бонітету - І^ь; повнота - 0,77. За збереженості 497 шт.га^-1 дерев дуба, його запас становить 27 м³га^-1, що в середньому на 48 % менше. Так, склад насадження становить 4Дз4Гз1Яз1Клг+Брс і потребує термінового поліпшення використовуючи рубки догляду.

Порівнюючи 28-30-річні культури на ТПП 17 і ТПП 66, які створені висівом жолудів, і культури на ТПП 15, ТПП 16, ТПП 18, ТПП 19 і ТПП 32, які створені садінням, доцільно вказати на подальшу відмінність у продуктивності між цими насадженнями. Насадження, що створені висівом, мають середню висоту 14,2-15,8 м, а висоту. У віці 100-120 років приріст у висоту знижується, а після 120 років закінчується взагалі.

Рис. 1 Висота дерев дуба залежно від методу їхнього створення

створені садінням - 13,7-14,5 м, що в середньому на 0,9 м менше. Середні діаметри культур, які створені висівом, знаходяться в межах 10,1-13,1 м, а створені садінням, мають середній діаметр 12,4-13,9 см. За бонітетом і повнотою розбіжностей немає. Треба зазначити, що за умови висівання жолудів у середньому збереглося 708, а садіння дуба - 526 шт.га^-1, що на 25,1 % менше. У загальному запасі значних розбіжностей не виявлено. Встановлено вагому різницю за запасом дуба. Так, насадження, що створені висівом, мають в середньому запас дуба 54, а садінням - 43 м³га^-1, що на 11 м³га^-1 (20,3 %) менше.

Проаналізовано культури віком 48-50 років. Насадження, які створені висівом на ТПП 22, ТПП 24, ТПП 25 і ТПП 26, мають середню висоту 20,7-24,3 м, а культури на ТІ IIІ 21, ТІ IIІ 23, які створені садінням, мають висоту 19,8-20,5 м, що в середньому на 2,1 м (9,4 %) менше. Щодо середніх діаметрів, то істотних розходжень між ними не виявлено. Вони знаходяться в межах 20,5-24,2 см. У насадженнях, які створені висівом, виявлено в середньому 1107 шт.га^-1, а за садіння сіянцями - 896 дерев, що на 211 дерев (19,1 %) менше. Встановлено, що запас дуба за висіву знаходиться в межах 139-182, а за садіння - 109-113 м³га^-1, що в середньому на 43 м³га^-1 (28,5 %) менше.

У насадженнях віком 56-57 років спостерігається подальша розбіжність у таксаційних показниках насаджень. Так, на ТІ IIІ 27 і ТІ IIІ 29 за умови створення культур висівом, середня висота знаходиться в межах 24,5-25,5 м, а на ТІМ 28 і ТІМ 34 за умови садіння сіянців дуба - в межах 21,9-22,6 м, що в середньому на м (9,6 %) менше. У величинах середніх діаметрів істотних розбіжностей не виявлено, вони знаходяться в межах 25,4-25,5 см. Класи бонітету, повноти і поточні прирости розбіжностей не мають. Встановлено відмінність у кількості збережених дерев дуба. За умови висівання збережено 273-408, а за садіння - 210-354 шт.га^- \ що в середньому на 59 дерев (17,3 %) менше. Відповідно, запаси збережених дерев дуба також відрізняються. За умови створення насаджень висівом запас дуба знаходиться в межах 176-245 м³га^-1, а за створення лісових культур садінням - 114-127 м³га^-1.

Встановлено, що в 67-68-річних штучних дубових насаджень продовжується тенденція до збільшення розбіжності в середніх висотах, діаметрах, запасах та збереженості головної породи. Лодальші дослідження за віком і методом створення в насадженнях старшого віку не проводили, оскільки в лісництвах документацію зі створення й обліку лісових культур ведуть тільки з 1948 р.

Результати дослідження зміни висоти дерев дуба з віком, залежно від методу створення, підтверджуються логарифмічною залежністю між ними (рис. 1) і відображаються такими формулами:

у = 11,453Zw(x) - 22,043; (1)

у = 9,9291Zw(x) - 17,9, (2)

де: у - середня висота, м; х - вік насадження, років.

Аналізуючи рис. 1, помітно, що в насадженнях, які створені висівом жолудів, культури дуба у всіх класах віку мають більшу висоту. Виявлено, що дерева дуба більше очищені від сучків і гілля, мають більш повно- деревні стовбури. За літературними даними (Bondar & Hordiienko, 2006) відомо, що максимальний ріст дуба в висоту відбувається до 80-90-річного віку. Осля цього віку метод створення насаджень менше впливає на їхню

Зміна середнього діаметра дубових насаджень з віком залежно від методу їхнього створення (формула (3) і (4), рис. 2), дає підстави стверджувати, що в дубових насадженнях у віці 10-68 років істотної відмінності за діаметром не виявлено, а метод створення не впливає на цей таксаційний показник:

у = 13,0^п(х) - 29,298; (3)

у = U,045Ln(x) - 25,364, (4)

На відміну від середнього діаметра, на всіх досліджених пробних площах (рис. 3) виявлено різницю в запасах дуба за різних методів створення. Однак вагомої різниці між запасом 10-20-річних культур не встановлено. Зі збільшенням віку культур зростає різниця за запасом у насадженнях дуба, які створені висівом і садінням. Основним чинником, що впливає на запас дуба,

вважаємо більшу середню висоту та більшу кількість збережених дерев.

Рис. 4 Загальний запас дубових насаджень залежно від методу їх створення

Зміна запасу дерев дуба з віком штучних насаджень, створених висівом та садінням (формули (5) і (6)) свідчать про інтенсивніший ріст дубових насаджень, створених висівом жолудів. Також метод створення істотно впливає на їхню продуктивність:

у =115,68Јн(х) - 298,31; (5)

у =87^п(х) - 218,78, (6)

де: у - запас, м га ; х - вік насадження, років.

Дослідженнями виявлено, що середній запас дерев дуба у віці 10-68 років становить 118 м³га^-1 за умови висівання жолудів і 71 м³га^-1 - за садіння сіянців, що на 48 м³га^-1 (39 %) більше.

Порівнюючи загальну продуктивність змішаних дубових насаджень, встановлено, що вона також має логарифмічну залежність від методу створення культур (формули (7) і (8), рис. 4). На загальну продуктивність дубових насаджень впливає середня висота і діаметр дерев дуба, їхня збереженість у насадженні з віком і запас самих дерев дуба:

у = 172^п(х) - 427,48; (7)

у = 148^п(х) - 361,25, (8)

де: у - загальний запас насадження, м га ; х - вік насадження, років.

Щодо загальної продуктивності дубових насаджень у досліджуваному віковому періоді, встановлено, що середній загальний запас насаджень становив 158 м³га^{- 1} за висівання культур і 131 м³га^-1 - за садіння, що на 27 м³-га^-1 (17 %) менше.

Висновки

За результатами дослідження 10-68-річ- них насаджень штучного походження встановлено, що метод їхнього створення істотно впливає на таксаційні показники, стан, якість, а в кінцевому результаті - на продуктивність дубових насаджень. Культури дуба, створені висівом, у ІІ-УП класах віку мають на 6-19 % більшу середню висоту основного ярусу. Переважання за величиною середнього діаметра дубових насаджень, створених садінням, помітно до 35-40 років. У подальшому ця розбіжність вирівнюється і відхилення середніх діаметрів між культурами, що створені висівом жолудів і садінням сіянців, не виявлено. Запас дерев дуба істотно залежить від методу створення культур. Встановлено, що насадження, створені висівом, мають середній запас дерев дуба 118, а створені садінням - 71 м³га^-1, що на 39 % менше. Середній запас дубових насаджень на 32 обстежених тимчасових пробних площах віком 10-68 роки становить 158 м³ га^-1 за їхнього створення висівом і 131 м³га^-1 - за садіння сіянцями, що на 17 % менше.

Отже, метод висіву жолудів під час створення насаджень із дуба звичайного на незарослих зрубах у свіжих грабових дібровах забезпечує збільшення поруч з іншими лісівничо-таксаційними показниками такого важливого показника, як їхня продуктивність, що є надзвичайно актуальним для цілей сучасного лісогосподарського виробництва. Отже, притримуючись засад екологічно орієнтованого лісівництва, під час відтворення дубових насаджень на зрубах у свіжих грабових дібровах перевагу доцільно віддавати методу висіву жолудів на постійне місце їхнього зростання, що забезпечить створюваним насадженням, окрім інших критеріїв, високу продуктивність та біологічну стійкість.

Перелік використаних джерел