Размещено на http://www.allbest.ru/

НАЦІОНАЛЬНИЙ ЛІСОТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ УКРАЇНИ

СКРОБАЧ Тарас Богданович

УДК 630*174.754:630*12:630.18 (477.8)

Сосна чорна (Pinus nigra Arn.) в лісових насадженнях західного регіону України

06.03.01 - лісові культури та фітомеліорація

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогосподарських наук

Робота виконана на кафедрі лісових культур і лісової селекції Національного лісотехнічного університету України Міністерства освіти і науки України.

Науковий керівник - доктор сільськогосподарських наук, професор Гузь Микола Михайлович Національний лісотехнічний університет України Міністерства освіти і науки України, завідувач кафедри лісових культур і лісової селекції.

Офіційні опоненти: - доктор сільськогосподарських наук, старший науковий співробітник Шлапак Володимир Петрович, Дендрологічний парк “Софіївка” НАН України, заступник директора з наукової роботи;

- кадидат сільськогосподарських наук, старший науковий співробітник Бродович Роман Іларіонович, Український науково-дослідний інститут гірського лісівництва ім. П.С. Пастернака Держкомлісгоспу України, заступник директора з наукової роботи.

Провідна установа - Інститут екології Карпат НАН України, відділ охорони природних екосистем.

Захист відбудеться “ 26 ” травня 2006 р. о 14 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 35.072.02 у Національному лісотехнічному університеті України Міністерства освіти і науки України за адресою: 79057, м. Львів, вул. Ген. Чупринки, 103, зал засідань.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Національного лісотехнічного університету України за адресою: 79057, м. Львів, вул. Ген. Чупринки, 101.

Автореферат розісланий “ 25 ” квітня 2006 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради І.Є. Кульчицький-Жигайло

Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. Вивчення питань, пов'язаних з особливостями росту інтродуцентів, їх репродуктивною здатністю, стійкістю до різного роду негативних факторів, взаємодією з аборигенними породами є неодмінною складовою оцінки ефективності інтродукції. Відомості про особливості росту, характер природного поновлення, фітомеліоративні якості та продуктивність насаджень за участю сосни чорної (Pinus nigra Arn.) в Україні представлені лише в окремих роботах (А.О Тшук., В.І. Білоус, В.І.Порва, 1966; І.І. Гордієнко та ін., 1971; М.Л.Рева, 1965). Обмежені літературні дані свідчать про добрий ріст культур сосни чорної в умовах Поділля на малопотужних вапнякових ґрунтах, однак майже відсутні відомості про особливості росту чорнососнових насаджень в Українських Карпатах. Детальне дослідження лісових культур, в яких представлена сосна чорна, дає відповідь на питання доцільності використання її у лісогосподарській практиці. Особливо це стосується створення фітомеліоративних лісових насаджень на непридатних для сільського господарства землях, площі яких зростають.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота виконана в рамках наукового напрямку "Підвищення продуктивності та біологічної стійкості лісових і урбанізованих екосистем" при виконанні планових держбюджетних завдань кафедри лісових культур і лісової селекції НЛТУ України: "Генетико-селекційні основи формування лісових насаджень високої продуктивності та господарської цінності в умовах західного регіону України" (шифр ДБ 9.02-2000) та "Генетико-селекційні основи вирощування лісового садивного матеріалу високопродуктивних та швидкоростучих деревних порід" (шифр ДБ 08.10.- 08-03).

Мета і завдання дослідження - вивчити поширення сосни чорної в умовах західного регіону України; дослідити біоекологічні, лісівничі та таксаційні характеристики породи та насаджень за її участю; вивчити питання насінництва та природного поновлення виду, оцінити ефективність інтродукції породи та доцільність її подальшого впровадження в лісокультурне виробництво.

Для досягнення мети досліджень були намічені такі завдання:

ь вивчити поширення сосни чорної в регіоні досліджень шляхом опрацювання матеріалів лісовпорядкування та натурного обстеження насаджень;

ь виявити лісівничо-таксаційні показники насаджень за участю сосни чорної;

ь дослідити кореневі системи дерев сосни чорної;

ь вивчити особливості природного поновлення породи;

ь встановити видовий склад ентомошкідників, збудників захворювань та характер пошкоджень сосни чорної;

ь вивчити особливості росту і розвитку садивного матеріалу сосни чорної та його якісні характеристики;

ь розробити рекомендації щодо вирощування садивного матеріалу та створення лісових культур за участю сосни чорної.

Об'єкт дослідження - штучні лісові насадження за участю сосни чорної у рівнинній та гірській частині західного регіону України.

Предмет дослідження - особливості росту, плодоношення, природного поновлення та вирощування садивного матеріалу і культур сосни чорної в різних грунтово-кліматичних умовах західного регіону України.

Методи дослідження. Основними методами дослідження були: лісівничо-таксаційні - для закладання пробних площ, визначення біометричних показників деревостанів та оцінки їх продуктивності, вивчення особливостей природного поновлення, розвитку підліску і трав'яного покриву; фітопатологічні - для дослідження хвороб та шкідників; скелета - для дослідження кореневих систем; порівняльної екології - для встановлення типу лісорослинних умов, типу лісу; математичної статистики - для опрацювання отриманих експериментальних даних.

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше здійснено комплексні дослідження стану та продуктивності насаджень за участю сосни чорної в умовах західного регіону України. Дослідження включають лісівничо-таксаційні, біоекологічні та господарські характеристики виду. Дано оцінку ефективності інтродукції сосни чорної в регіоні досліджень, узагальнено відомості щодо поширення виду, доцільності та перспективності використання його в лісогосподарській практиці.

Практичне значення одержаних результатів. Одержані результати досліджень дозволяють рекомендувати сосну чорну для створення лісових та фітомеліоративних насаджень у різних типах лісорослинних умов західного регіону України. Розроблені практичні рекомендації щодо створення штучних лісових насаджень за участю сосни чорної використовуються лісогосподарськими підприємствами Львівського та Тернопільського обласних управлінь лісового господарства.

Особистий внесок здобувача. Дисертація базується на матеріалах досліджень, здійснених та опрацьованих особисто автором на кафедрі лісових культур і лісової селекції Національного лісотехнічного університету України. Дослідження виконані протягом 2003-2005 року під час стаціонарного навчання в аспірантурі НЛТУ України.

Достовірність результатів і висновків роботи обумовлюється значним обсягом зібраного експериментального матеріалу, опрацьованого з використанням нових методичних підходів за допомогою стандартних та модернізованих автором комп'ютерних програм.

Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертаційної роботи виголошено на трьох міжнародних наукових конференціях (Гомель, 2003; Архангельськ, 2005; Івано-Франківськ, 2005) та науково-практичній конференції НЛТУ України (Львів, 2005).

Публікації. За матеріалами дисертації опубліковано 6 наукових праць, з них 3 - у фахових виданнях.

Структура та обсяг дисертації. Дисертація складається зі вступу, шести розділів, висновків та рекомендацій виробництву, бібліографічного списку, який містить 175 джерел, додатків загальним обсягом 63 сторінки. Робота викладена на 148 сторінках машинописного тексту, включає 15 таблиць, 64 рисунки.

зміст роботи

Систематична, ареалогічна, дендролого-екологічна та господарська характеристика сосни чорної. Досвід створення лісових культур

Сосна чорна (Pinus nigra Arn.) - вид європейського походження, що багатьма вченими (Х. Эйзенрейх, 1959; V. Blecic, 1967; Г. Крюссман, 1986; М. Holubиik, 1968) розглядається як сукупність підвидів чи кліматипів, що мають різне географічне поширення. О.Г.Каппер (1954) та А.Л. Тахтаджян (1956) розглядають Pinus nigra Arn. як окремий вид - сосну чорну австрійську, дуже близький морфологічно до P. pallasiana D.Don in Lamb. За географічним поширенням сосну чорну також поділяють на дві великі групи - східну (Австрія, Балкани, Греція, Туреччина, Кіпр и Крим) для якої характерна товста, жорстка хвоя (3-6 шарова гіподерма) та західну (Італія, Франція, Корсика, Північна Африка) - з м'якою прямою хвоєю. Східні популяції формують типовий підвид subsp. Nigra, західні - subsp. Salzmannі.

В межах свого ареалу сосна чорна - дерево висотою 20-30 (51) м та діаметром 80-150 см, здатне доживати віку 600 років. Порода еврибіонтна, добре росте на вапнякових ґрунтах, задовільно зростає на приморських дюнах в Прибалтиці та Голландії, в Чехії використовується при залісенні девастованих земель, в Болгарії добре росте на гнейсах та сланцях, в Албанії існують продуктивні насадження породи на багатих гіпсами ґрунтах. Сосна чорна стійка до вивалювання, добре переносить брак вологи, сильне освітлення, газостійка, здатна витримувати морози до - 30 С (В.В. Циртаутас, 1981; О.Л. Липа, 1993; О. Г. Каппер, 1954; А.М. Мауринь,1957 та ін.). У гірських лісах Нижньої Австрії зімкнуті насадження сосни чорної зустрічаються на висоті від 300 до 800 м. На висоті 1460 м н.р.м. порода утворює криволісся, а окремі дерева здатні зростати навіть на висоті 1600 м н.р.м. (Х. Эйзенрейх, 1959; М. Holubиik, 1968).

Чорна сосна за анатомічною будовою та властивостями є породою-ксерофітом. Потребує теплих і сухих місцезростань, власне тому часто поселяється на схилах південної експозиції. Меліоративна здатність значно вища, ніж у сосни звичайної. Плодоносити починає з 15 - літнього віку, а в насадженнях - з 30 років. Найбільш інтенсивний ріст, як у породи-піонера, спостерігається до віку 30-40 років. Дереву властивий добре розвинутий верхівковий пагін, стовбури малозбіжисті (О. Г. Каппер, 1954; Х. Эйзенрейх, 1959).

В даний час сосна чорна успішно культивується в Європі та Північній Америці. В США завезена в 1759 (А. Rehder, 1940), де вирощується у більш, ніж у двадцяти північних та центральних штатах. На значних площах чорнососнові насадження зростають у Франції (понад 1 млн. га), де вони створюються переважно садінням саджанців у кількості 1600 шт./га (В.Couchert, 1990). В Німеччині (Тюрінгія), значна частина чорнососнових насаджень зосереджена на схилах, вкритих бідними вапняковими ракушняками, на сході країни її культивують на пісках та супісках, що добре прогріваються (Х. Эйзенрейх, 1959). В Чехії вона культивується з 1795 року. При залісенні малопридатних земель та відвалів створюють чорнососнові насадження 2 річними сіянцями (10 тис.шт./га) або 2-3 річними саджанцями (1,6 - 4,5 тис.шт./га) (К. Dimitrovsky, 1985).

Історія інтродукції сосни чорної в Україні сягає початку XIX століття. В дендропарку “Софіївка” (М.Л. Рева, 1978) майже повсюдно зустрічаються дерева віком понад 150 років. Існуючі донині лісові насадження за участю інтродуцента на теренах західного регіону України, створювались садінням переважно на вапнякових ґрунтах у часи Австро-Угорщини та Польщі. Дані насадження характеризуються високими таксаційними показниками, стійкістю до несприятливих факторів середовища. В Європі та США сосна чорна може пошкоджуватись шестизубчастим або короїдом-стенографом, в Франції хвою сосни чорної може пошкоджувати рудий пильщик, на плантаціях новорічних ялинок звичайне шютте здатне викликати опад хвої (G. Peterson, 1975; T. Nicholls, 1971; O.Г. Каппер, 1954). Х. Ейзенрейх (1968) вказує на сосну чорну як на породу найбільш стійку до гнилей, що спричиняють гриби. У сосни чорної майже завжди розвивається прямий і стрункий стовбур, що за повнодеревністю наближається до сосни звичайної. Деревина більш важка і смолиста, ніж сосни звичайної, з більшою заболонню. Смолопродуктивність сосни чорної у порівнянні з сосною звичайною в Прибалтиці, за даними В. Циртаутаса (1984), удвічі вища, а частка ядрової деревини становить від 14,7 до 25,5 %, що значно менше, ніж у сосни звичайної. Щільність деревини в повітряно-сухому стані сосни чорної становить від 0,44 до 0,8 г/см3, в середньому 0,67 г/см3 (Х. Эйзенрейх, 1959). В Україні, в умовах Малого Полісся, за даними Т.В. Юськевича (2000) смолопродуктивність сосни чорної становить 107 % у порівнянні з сосною звичайною і є найвищою серед хвойних інтродуцентів даного регіону.

В західному регіоні України сосна чорна залишається маловивченою породою. Відкритими залишаються питання походження чорнососнових насаджень, видового різноманіття, біологічної стійкості насаджень, особливостей будови кореневої системи та доцільності використання сосни чорної в лісогосподарській практиці регіону досліджень.

Об'єкти та методика дослідження

Об'єктами досліджень виступають штучні лісові насадження за участю сосни чорної у рівнинній та гірській частині західного регіону України. Детально досліджувались чисті та змішані насадження віком 12-115 років, що підпорядковані Львівському (ДП “Дрогобицький лісгосп”, ДП “Радехівське ЛМГ”, ДП “Сколівський лісгосп”, ДП “Золочівський лісгосп”), Тернопільському (ДП “Чортківський лісгосп”, ДП “Бучацький лісгосп”, ДП “Тернопільський лісгосп”, ДП “Кременецький лісгосп”, Природний заповідник “Медобори”), та Івано-Франківському обласним управлінням лісового господарства (Болехівський держлісгосп). Змішані та чисті насадження за участю сосни чорної нами досліджувались у 19 лісництвах як рівнинної так і гірської частини регіону досліджень.

Характеристика природних умов регіону досліджень. На підставі огляду літератури описано гідрографічні та гідрологічні умови, рельєф, ґрунти, клімат, лісову рослинність району досліджень. Відзначається подібність клімату регіону досліджень з кліматом ареалу сосни чорної (Австрія).

Методика досліджень. Вивчення штучних насаджень за участю сосни чорної здійснювали згідно методичних рекомендацій, які стосуються інтродукованих порід (И.И. Дроздов, А.И.Янгутов, 1984).

Пробні площі в насадженнях сосни чорної закладались згідно ОСТ - 56-69-83, з використанням загальноприйнятих методів (Н.П. Анучин, 1982; Є.І. Цурик, 2001) для розрахунку лісівничо-таксаційних показників насаджень. Загалом закладено 30 тимчасових пробних площ у 12 типах лісу.

Вивчення особливостей накопичення фітомаси за органами дерев сосни чорної проводили з використанням напрацювань А.А. Молчанова (1971), М.Г. Семечкиной (1978), В.А. Усольцева (1988), П. І. Лакиди (2001).

Тип лісорослинних умов (ТЛУ) та типи лісу визначались за методиками типологічних досліджень Д.В.Воробйова (1967), Д.Д. Лавриненка (1954), М.М. Горшеніна, О. І. Бутейка (1962), з використанням праць З.Ю. Герушинського (1996).

Видовий склад хвороб та шкідників насаджень сосни чорної досліджували, використовуючи методики, ілюстрації та рекомендації В.І. Гусєва (1962), М.М. Падія (1973, 1993), А.И. Воронцова (1982), С.В. Шевченка, А.В. Цилюрика (1986).

Для вивчення характеру природного поновлення сосни чорної на схилах закладались пробні площі за методикою М.М. Горшеніна (1977).

При дослідженні кореневих систем сосни чорної використовували метод скелета (П. К. Красильников, 1983), з використанням практичних рекомендацій М.М. Гузя (1996) та М.І. Калініна (1998).

Фенологічні спостереження виконували згідно практичних рекомендацій та методик И.Н. Бейдемана (1954), Н.Е. Булигіна (1974).

Експериментальні матеріали досліджень були статистично опрацьовані з використанням рекомендацій А.К.Митропольського (1965), М.Л.Дворецького (1971), М.П.Горошка, С.І.Миклуша, П.Г. Хом'юка (1999), за допомогою персонального комп'ютера.

Біоекологічні особливості сосни чорної в лісових культурах західного регіону України

Різноманітність, габітус дерев та особливості сезонного розвитку породи. У результаті досліджень чорнососнових насаджень відмічено ряд відмінностей, що стосуються форми крони дерев, стовбура, забарвлення насінних лусок та насінин, розмірів стовбурів. Наприклад, у насадженнях сосни чорної в Тернопільському лісгоспі та заповіднику “Медобори” зустрічаються дерева з характерними потовщеннями в місцях кріплення гілок. Такі дерева вирізняються більш збіжистим стовбуром та сучкуватістю, тоді коли в інших насадженнях, в аналогічних типах лісорослинних умов стовбури прямі та малозбіжисті.

При дослідженні шишок та насінин сосни чорної відзначено відмінності в забарвленні насінин та насінних лусок окремих дерев, колір яких змінюється від світло-піщаного до темно-бурого. Вони часто мають смугасте забарвлення різної інтенсивності. Колір насіння змінюється від світло-сірого до майже чорного. Не спостерігається залежності забарвлення насіння від ґрунтово-кліматичних умов. Порожні насінини мають світло-коричневий колір.

На потужних ґрунтах у типах лісорослинних умов D2, C2, у дерев сосни чорної у віці близько 80 років і більше спостерігаються специфічні напливи в місцях кореневої шийки (Дрогобицький та Бучацький лісгоспи). Мінливість розмірів стовбурів сосни чорної на території західного регіону України в значній мірі обумовлена ґрунтово-кліматичними умовами. В умовах Поділля та Опілля, переважно на неглибоких вапнякових ґрунтах сосна чорна, у віці 90-100 років, в лісових насадженнях досягає висоти не більше 26 м, тоді коли на Прикарпатті та в Карпатах вона здатна досягати висоти понад 30 м (34 м - Трускавецьке л-во).

Зазвичай сосна чорна формує велику крону з потужним асиміляційним апаратом. У молодому віці крона грушоподібна, з віком стає вузько- до широкопірамідальної. В дерев віком понад 100 років на відкритих місцях крона набуває зонтичної форми, з майже горизонтальними боковими гілками та плоскою вершиною, тоді коли в лісових насадженнях породі властива більш компактна пірамідальна крона з тоншими гілками та добре очищеним стовбуром. В умовах частих карпатських вітрів дерева сосни чорної можуть формувати прапороподібну крону. Небажаною лісівничою властивістю сосни чорної є здатність формувати стовбури-двійчатки і подекуди трійчатки.

Ядро у деревині сосни чорної починає формуватись у віці 30-40 років. У віці стиглості частка ядрової деревини змінюється від 4,9 до 24,7 %. В умовах Чортківського лісгоспу у віці 110 років частка ядрової деревини складає близько 20 %. Деревина сосни чорної в умовах Карпат (Сколівський лісгосп) вирізняється незначною часткою ядра - близько 6 %, у віці 90 років.

В умовах Прикарпаття розпускання бруньок починається в кінці квітня - на початку травня. “Цвітіння” починається в третій декаді травня і триває до середини червня. Чоловічі колоски опадають до середини липня. З розпусканням бруньок починається і ріст мегастробіл, колір яких змінюється від червонувато-коричневого до зеленого. Достигають насінини у жовтні-листопаді, наступного року після запилення.

Біометричні показники шишок та посівні якості насіння. На теренах західного регіону України сосна чорна добре плодоносить і дає життєздатне насіння. У репродуктивний період порода вступає рано. В паркових посадках шишки з'являються у віці 7-8 років, однак схожого насіння не несуть. Рясні насіннєношення починаються з 15-20 літнього віку. В лісових культурах життєздатне насіння здатні продукувати вже 12-річні особини сосни чорної, а в насадженнях природного походження - навіть 8-річні. Максимальний вихід насіння спостерігається в насадженнях, що свідчить про кращі умови запилення шишок (табл. 1).

Таблиця 1. Біометричні показники шишок та насіння сосни чорної

Дерева, що зростають поодиноко, продукують більше шишок і більшої маси, однак характеризуються меншим виходом насіння. Вихід повнозернистих насінин з шишки характеризується значною варіацією (V= 34,3 - 50,32 %). Свіжозібране насіння сосни чорної характеризується високими посівними якостями, про що свідчать наступні показники: технічна схожість - 93-98 %, ґрунтова схожість - 62-77 %, енергія проростання - 81-88 %, середній насінний спокій 5,5 днів.

Природне поновлення сосни чорної не завжди можливе через ряд причин. У високоповнотних насадженнях за рахунок формування потужного і щільного шару підстилки насіння не попадає в ґрунт, а якщо і проростає, то рослини гинуть через брак вологи. Ймовірно іншим негативним фактором може бути нестача світла у складних насадженнях, другий ярус яких формує граб звичайний, в'яз шорсткий, бук лісовий. Однак, часто природне поновлення сосни чорної спостерігається на схилах, нижче самого насадження. Природне поновлення такого типу спостерігається на Поділлі та Опіллі, переважно на виходах материнських вапнякових порід. Рідко спостерігається природне поновлення куртинного характеру, переважно у низькоповнотних насадженнях у місцях перегону худоби та помітної мінералізації підстилки. У Карпатах поновлення сосни чорної майже відсутнє.

При детальному дослідженні природного поновлення сосни чорної на вапнякових схилах в Золочівському лісгоспі, кількість життєздатного підросту віком 2-16 років в середньому становила 5,3 тис. шт./га, з яких сосни чорної - 3,5 тис.шт. / га, сосни звичайної -1,8 тис. шт./га. У нижній частині схилу кількість дерев сосни чорної значно перевищує кількість дерев сосни звичайної, тоді коли у верхній частині цей показник близький до 50 %. Це дає підстави вважати сосну чорну більш пристосованою до складних ґрунтових умов. Сосна чорна першою поселяється на вапнякових схилах, створюючи сприятливе середовище для сосни звичайної. Основну масу підросту складають екземпляри віком 6-9 років 37,5%, віком 3-5 років - 23,2 %, старші 9 років 25,4 %, а наявність 2 річних екземплярів (13,9 %) підтверджує факт, що засівання схилу відбувається поступово, створюючи передумови для формування різновікового насадження. Для забезпечення природного поновлення сосни чорної достатньо сприяння, що полягає в мінералізації підстилки, приурочуючи її до насінних років.

Хвороби та шкідники. В умовах західного регіону України сосна чорна досить стійка до різного роду пошкоджень. За період досліджень (2003-2005 рр.) фітопошкодження, виявлені в чорнососнових насадженнях, носили фрагментарний характер, спостерігалось ураження окремих повалених чи всихаючих дерев. Масове розмноження ентомошкідників не спостерігалось також. Рідко зустрічаються збудники стовбурових гнилей - соснова губка (Phellinus pini Thore et Fr.) та облямований трутовик (Fomitopsis pinicola Karst.). У регіоні досліджень сосна чорна не уражується опеньком осіннім та кореневою губкою. Значної шкоди посівам сосни чорної можуть завдавати гриби роду Fusarium та Botrytis, що спричиняють вилягання сіянців (фузаріоз). В умовах контрольованого середовища при недотриманні агротехніки втрати від фузаріозу можуть сягати 60-70 %. З ентомошкідників, що заселяють і аборигенну сосну звичайну, зустрічаються лише вторинні шкідники з родини Вусачі (Cerambycidae). Досить часто на порубкових рештках зустрічаються личинки рагія ребристого (Rhagium inquisitor L.), зрідка сірого довговусого вусача (Acanthocinus aedilis L.), що не приносять шкоди здоровим деревам. На Прикарпатті шишки сосни чорної (близько 6 %) можуть пошкоджуватись сосновим шишковим смолюхом (Pissodes validirostris Gyll.), що утруднює розкривання шишок та зменшує вихід повнозернистого насіння.

Особливості будови кореневої системи сосни чорної. В результаті проведених досліджень в Білокамінському л-ві Золочівського лісгоспу (ТЛУ - С2, ґрунт - сірий дерново-карбонатний на елювії крейдових порід) встановлено, що сосна чорна у віці 92 роки має потужну кореневу систему, яка включає підсистеми горизонтальних, вертикальних та косовертикальних коренів. Розподіл фітомаси кореневої системи сосни чорної за підсистемами коренів наведено в табл.2.

Таблиця 2. Розподіл фітомаси кореневої системи сосни чорної

Корені горизонтальної орієнтації розвиваються як в верхніх шарах ґрунту (на глибині 5-30 см), так і в найглибших горизонтах проникнення коренів (120-145 см). Головний (стрижневий) корінь не є чітко вираженим. Він, як правило складається з кількох зрослих між собою вертикальних коренів. Площа кореневого живлення середнього дерева сосни чорної у віці 92 роки при абсолютній повноті насадження 39 м2/га становить 66 м2, частка кореневої системи у загальній фітомасі дерева становить 18,1 %, тоді коли для сосни звичайної у віці 90 років цей показник становить 13,4 % (М.І. Калінін, М.М.Гузь, Ю. М. Дебринюк, 1998).

Макроскопічна будова деревини сосни чорної. Показники макроскопічної будови деревини сосни чорної, в залежності від ТЛУ та ґрунтів характеризують дані табл. 3.

Таблиця 3. Показники макроскопічної будови деревини сосни чорної

Кількість річних шарів та достатньо високий вміст пізнього шару деревини свідчить про високі механічні якості деревини в цілому та її придатність до використання в народному господарстві.

Таксаційна будова і продуктивність штучних насаджень за участю сосни чорної.

Лісівничо-таксаційна характеристика та аналіз продуктивності чорнососнових деревостанів. В регіоні досліджень серед типів лісорослинних умов, де зростають чорнососнові насадження, переважають С2 - С3, D2 - D3.

Насадження за участю сосни чорної в умовах свіжого субору зустрічаються в Тернопільському лісгоспі (12,5 га), де вони були створені на піщаних ґрунтах, що мають острівне поширення. В цих властивих для сосни звичайної умовах (свіжий дубовий субір) сосна чорна характеризується другим класом бонітету, накопичуючи стовбуровий запас у віці 43 роки 156 м3/га. Загалом можна відзначити невисокі таксаційні показники даних насаджень, досить низьку збереженість (10 %) та поганий санітарний стан деревостанів.

В умовах свіжих сугрудів на дерново-підзолистих супіщаних ґрунтах сосна чорна характеризується дещо нижчими таксаційними показниками у порівнянні з аборигенними хвойними породами. Зростаючи за I-II класами бонітету, у віці 42-47 років сосна чорна за діаметром відстає на 26,3 % від сосни звичайної та на 25,2 % від ялини європейської. Середня висота у сосни чорної на 9,8 % менше, ніж у сосни звичайної. Поточний об'ємний приріст стовбурів сосни чорної нижчий, ніж у культур сосни звичайної на 21-62 %. Стовбури сосни чорної характеризуються дещо більшою повнодеревністю (видові числа 0,523-0,551), в порівнянні з сосною звичайною. Загалом, можна відзначити, що на супіщаних та піщаних ґрунтах насадження сосни чорної мають невисокі лісівничо-таксаційні показники. Аборигенна сосна звичайна тут характеризується кращим ростом та санітарним станом.

На відміну від супіщаних, на суглинистих дерново-карбонатних ґрунтах сосна чорна росте досить добре. Тут в умовах свіжих грабово-дубових субучин та свіжих грабових судібров деревостани екзота ростуть за Іа - ІІІ класами бонітету. Найбільшими поточними приростами за об'ємом на цих ґрунтах дерева виду характеризуються у віці 80-90 років (табл.4). Чорнососнові культури характеризуються високими стовбуровими запасами. Наприклад, 30 річне насадження складом 8Сч2С, що характеризується ростом за Іа бонітетом, має стовбуровий запас 272 м3/га.

Більшості стиглих та перестійних деревостанів за участю сосни чорної властива складна будова (другий ярус формується з аборигенних граба звичайного, бука лісового, клена-явора та клена гостролистого). Запас таких насаджень може сягати 363 м3/га у віці 94 роки.

В умовах вологої грабової субучини на світло-бурих гірсько-лісових ґрунтах продуктивність сосни чорної суттєво зростає. Досліджувана порода дещо переважає сосну звичайну за висотою та бук лісовий за діаметром. Зростаючи за І класом бонітету, насадження з переважанням сосни чорної у віці 92 роки характеризуються стовбуровим запасом 562 м3/га.

Чорнососнові насадження, створені в умовах свіжого груду, характеризуються інтенсивним ростом за діаметром у віці 10-30 років. Максимальний поточний приріст за запасом настає дещо швидше, ніж у сугрудах - у віці 60 років. В багатих трофотопах кращі лісові культури сосни чорної мають стовбуровий запас у віці 38 років близько 340 м3/га (заповідник “Медобори”, доглядові рубання не проводились), а запас у віці 97 років може сягати 680 м3/га (Теребовлянське л-во Тернопільського лісгоспу). Існуючі культури екзота в дібровних типах лісу відзначаються добрим санітарним станом, стовбури малозбіжисті та добре очищаються від сучків (часто за рахунок другого ярусу з листяних порід), крони високо підняті.

Таблиця 4. Хід росту модельних дерев сосни чорної в найпоширеніших типах лісорослинних умов та на різних ґрунтах

Примітка: d - середній діаметр, Дd- середній приріст за діаметром, Zd - поточний приріст за діаметром , h - середня висота, Дh - середній приріст за висотою, Zh - поточний приріст за висотою, v- середній об'єм, Дv - середній приріст за об'ємом, Zv - поточний приріст за об'мом, Zv, % - відсоток поточного приросту за об'ємом, f - видове число

Культури сосни чорної в умовах вологого груду (D3) характеризуються чи не найвищою продуктивністю, однак площі їх насаджень є незначними. В умовах вологих бучин та ялицевих дібров інтродуцент росте за І бонітетом, продукуючи значну стовбурову масу. На дерново-підзолистих суглинистих ґрунтах насадження сосни чорної у віці 104 роки досягає середньої висоти 30,2 м (деякі дерева 34 м), при середньому діаметрі 49,7 см, та стовбуровому запасі 661 м3/га. На світло-бурих гірсько-лісових ґрунтах загальний запас насадження у віці 91 р. становить 651 м3/га, при абсолютній повноті 45,2 м2/га. В цих умовах сосна чорна характеризується інтенсивним приростом за діаметром, починаючи з 20-річного віку. З віку 70 років спостерігається помітне зниження поточного та середнього приростів, що свідчить про настання технічної та господарської стиглості насаджень.

Біометричні показники будови насаджень сосни чорної. Аналізуючи біометричні показники будови штучних насаджень за участю сосни чорної, можна відзначити значну варіацію дерев за діаметрами на більшості пробних площ. Найвища варіабельність діаметрів спостерігається у насаджень віком 40-50 років. Так, чисті культури сосни чорної, за відсутності доглядових рубань у віці 38 років характеризуються теж значною варіацією діаметрів - 26%. У стиглих та перестійних насаджень показник варіації змінюється від середнього - 14,7 до сильного - 28 %, з тенденцією до зменшення показника з віком. У більшості насаджень вісь симетрії кривої розподілу за діаметрами зміщена вправо. За абсолютною величиною асиметрія помірна. Значний діапазон мінливості асиметрії рядів розподілу (від - 0,422 до +1,28) свідчить про порушення нормальності розподілу дерев за ступенями товщини на пробних площах внаслідок господарської діяльності. Показники ексцесу свідчать про те, що більшості кривих розподілу чорнососнових насаджень за діаметром властива незначна та помірна туповершинність. Помічено також, що у чистих середньовікових культурах сосни чорної показники асиметрії і ексцесу однакові за знаком, тоді коли у стиглих та перестійних складних насадженнях ці показники різні. При дослідженні тісноти зв'язку коефіцієнтів варіації діаметрів дерев на пробних площах із їх середнім діаметром, останній виявився зворотнім значним (r = - 0,69±0,213, t = 4,06, t5%= 2,07), тобто зі збільшенням середнього діаметра насадження коефіцієнт мінливості зменшується.

Особливості нагромадження надземної фітомаси за органами дерев. В умовах свіжого сугруду на карбонатних ґрунтах, сосна чорна продукує значну стовбурову масу, відсоток якої у загальній масі надземної частини дерева може сягати 88,4 %. За умов присутності другого ярусу з листяних порід, в чорнососнових насадженнях формуються дерева з компактною кроною, відсоток якої становить 11,2 - 15,15 %. Зі збільшенням повноти насадження частка крони у надземній фітомасі дерева зменшується. У чистих середньовікових культурах сосни чорної частка крони становить 14,1 %. Частка мертвих гілок у дерев віком 83-115 років становить 0,50-0,64 %. Зменшення повноти насадження сприяє доброму росту гілок крони та незначному їх відпаду.

На потужніших ґрунтах (чорноземи опідзолені) дерева породи накопичують більшу фітомасу у порівнянні з неглибокими карбонатними ґрунтами (сірий дерново-карбонатний на елювії вапняків). Проте така перевага стосується в більшій мірі маси крони, а не стовбура.

В умовах свіжих грудів і за присутності в насадженні другого ярусу з листяних порід сосна чорна накопичує значну стовбурову масу, відсоток якої сягає 92 % загальної надземної фітомаси дерев.

В умовах Карпат, у вологих грудах (D3) лісові культури сосни чорної у віці 91 року характеризуються чи не найбільшою надземною фітомасою дерев. Маса надземної частини середніх модельних дерев насадження сягає 1233 кг, що в середньому на 40 % більше, ніж на Поділлі. Відсоток маси стовбура в даних умовах складає близько 85 %. Асиміляційний апарат дерев сосни чорної в умовах українських Карпат розвинутий добре, частка його в загальній фітомасі надземної частини дерева становить 3,6 %.

Агротехніка створення та вирощування лісових культур сосни чорної

Організація насінництва сосни чорної. Для збереження існуючих насаджень сосни чорної з господарсько-цінними властивостями та отримання насіння доцільним є виключення кращих насаджень з розрахунків головного користування і створення на їх основі лісонасінних об'єктів (Сколівський, Дрогобицький, Тернопільський лісгоспи). Вивчено особливості насіннєношення екзота на теренах регіону досліджень, що включають періодичність плодоношення та врожайність виду (у віці 94 р. врожайність шишок чорнососнового насадження становить 402 кг/га). Вивчено терміни і способи заготівлі лісонасінної сировини сосни чорної, способи її зберігання, переробки та підготовки насіння до сівби.

Агротехніка вирощування садивного матеріалу. Описано агротехніку вирощування сіянців сосни чорної в умовах відкритого ґрунту та контрольованого середовища. Встановлено, що для виробництва доцільно використовувати дворічні сіянці сосни чорної, які краще приживлюються та переносять умови зрубів. Стандартних розмірів сіянці сосни чорної досягають в дворічному віці і характеризуються більш розвинутою кореневою системою, маса якої майже в чотири рази перевищує масу коренів однорічних сіянців. Сіянці сосни чорної, вирощені в умовах контрольованого середовища, характеризуються більшою на 35 % фітомасою у порівнянні з сіянцями відкритого ґрунту, однак даний садивний матеріал дещо гірше адаптується на лісокультурних площах. За однакових умов вирощування однорічні сіянці сосни звичайної характеризуються більшою надземною фітомасою (на 22 %), ніж сіянці сосни звичайної, при майже однаковій масі кореневої системи.

Агротехніка створення лісових культур. Описана технологія створення лісових культур в розрізі типів лісорослинних умов та категорій лісокультурних площ. Обґрунтовано доцільність створення насаджень сосни чорної на вапнякових різновидах ґрунтів в західному регіоні України.

Висновки та рекомендації

У дисертаційній роботі представлено теоретичні узагальнення й аналіз експериментальних даних щодо біоекологічних та лісівничо-таксаційних особливостей сосни чорної у лісових насадженнях західного регіону України. Отримані результати досліджень дають змогу виявити основні лісівничо-господарські характеристики інтродуцента в позаареальних умовах, включаючи таксаційні та біометричні показники насаджень, стійкість до хвороб та ентомошкідників, характер плодоношення та природного поновлення. Вивчено особливості вирощування садивного матеріалу сосни чорної та специфіку створення лісових культур за її участю. Обґрунтовано доцільність використання сосни чорної в штучних лісових насадженнях регіону досліджень.

1. В регіоні досліджень виявлені насадження сосни чорної поширені на площі понад 450 га, найбільшу частку складають стиглі і перестійні (34,7 %) та середньовікові деревостани (28,2 %); частка чистих чорнососнових насаджень становить 17 %.

2. На теренах західного регіону України сосна чорна за більш як 150-річну історію інтродукції досягла рівня натуралізації, підтвердженням чого є здатність породи поновлюватись природнім шляхом (на узліссях насаджень з переважанням сосни чорної кількість самосіву і підросту в окремих випадках досягає 5,3 тис. шт./га).

3. Найвищою продуктивністю характеризуються чорнососнові насадження в умовах Карпат та Прикарпаття (вологі бучини та ялицеві діброви), де інтродуцент формує змішані насадження за участю бука лісового в другому ярусі, накопичуючи стовбуровий запас у 90-річному віці до 650 м3/га. Це дозволяє рекомендувати сосну чорну для створення лісових культур у зоні ялицево-букових лісів до висоти 700 м н.р.м.

4. В умовах Поділля та Опілля чорнососнові насадження виконують важливу фітомеліоративну функцію, при цьому запаси насаджень у віці близько 100 років можуть становити від 360 - 680 м3/га.

5. Лісові культури слід створювати саджанцями або дворічними сіянцями, які характеризуються добре розвинутою кореневою системою та краще адаптуються до умов лісокультурних площ. Для забезпечення швидкого змикання насаджень кількість садивних місць сосни чорної не повинна бути нижчою 5000 шт./га.

6. Інтродуцент успішно росте з аборигенними лісовими породами, характеризується високою стійкістю до сніголамів та вітровалів, а також до вивалювання, оскільки формує потужну кореневу систему навіть на малопотужних ґрунтах.

7. Стовбури сосни чорної, за умови високої повноти чистих насаджень, або присутності ярусу листяних порід є прямими та малозбіжистими, а деревостани - високотоварними.

8. За рахунок добре розвинутого асиміляційного апарату сосна чорна здатна накопичувати значну фітомасу. У низькоповнотних насадженнях, особливо на багатих ґрунтах сосна чорна формує потужну крону з товстими гілками, частка якої може сягати 27 % від надземної фітомаси дерева, а за присутності домішки листяних порід частка крони не перевищує 15,5 %.

9. Сосна чорна рано вступає в репродуктивний період. При цьому насадження природного походження здатні продукувати якісне насіння вже з 8-річного віку. Періодичність плодоношення становить 2-3 роки, врожайність шишок в насадженнях становить близько 400 кг/га.

10. Інтродуцент мало пошкоджується хворобами та ентомошкідниками, лісові культури стійкі до кореневої губки та стовбурових гнилей, ентомошкідниками заселяється переважно зрубана деревина.

11. Деревина сосни чорної характеризується значним відсотком пізньої зони річного шару та достатньо великою кількістю річних шарів деревини в 1 см, що в залежності від ґрунтово-кліматичних умов коливається в межах 6,5-14,5 шт/см.

12. Завдяки високій екологічній стійкості до несприятливих техногенних впливів та високій декоративності як насаджень, так і окремих дерев, сосна чорна придатна для садово-паркового будівництва.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ НАУКОВИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Скробач Т.Б. Гузь Н.Н. Юськевич Т.В. Сосна черная (Pinus nigra Arn.) в лесных культурах Львовщины // Сб. науч. трудов ИЛ НАН Беларуси - Гомель: ИЛ НАН Беларуси. - 2003, вып. 59. - С. 306_310.

2. Скробач Т.Б. Юськевич Т.В. Особливості будови кореневої системи сосни чорної австрійської (Pinus nigra Arn.) в умовах Малого Полісся // Наук. вісник НЛТУ України: Зб. наук.-техн. праць. - Львів: НЛТУ України. - 2005, вип. 15.4. - С. 67_70.

3. Скробач Т.Б. Сосна чорна (Pinus nigra Arn.) в лісових насадженнях західного регіону України// Наук. вісник НАУ: Лісові культури. - К.: НАУ. - 2004, вип. 70.- С. 307_309.

4. Гузь Н.Н., Скробач Т.Б. Сосна черная (Pinus nigra Arn.) - ценный интродуцент лесных насаждений западного региона Украины // Сб. Плодоводство, семеноводство, интродукция древесных растений. Мат. VII Международ. научной конференции. - Красноярск: СибГТУ. - 2004. - С. 44_47.

5. Скробач Т.Б. Особенности роста и "плодоношення" сосны чёрной (Pinus nigra Arn.) в условиях западного региона Украины // Проблемы лесоведения и лесоводства: материалы Третьих Малеховских чтений, посвященных 100-летию со дня рождения И.С. Мелехова. - Архангельськ: Изд-во АГТУ. - 2005. - С. 169_174.

6. Скробач Т.Б. Особливості росту сосни чорної австрійської (Pinus nigra Arn.) в українських Карпатах // Наукові основи ведення сталого лісового господарства: матеріали міжнародної науково-практичної конференції, присвяченої 80-річчю з дня народження П.С. Пастернака: - Івано-Франківськ. 2005. - С. 231_234.

АНОТАЦІЇ

Скробач Т.Б. Сосна чорна (Pinus nigra Arn.) в лісових насадженнях західного регіону України. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогосподарських наук за спеціальністю 06.03.01.- лісові культури та фітомеліорація. - Національний лісотехнічний університет України, Львів, 2006.

Дисертація присвячена вивченню особливостей росту і розвитку насаджень за участю сосни чорної в західному регіоні України. Вперше проведено комплексні дослідження, що включають лісівничо-таксаційні характеристики породи та насаджень за її участю на різних ґрунтах та у різних типах лісорослинних умов, особливості розподілу надземної фітомаси за органами дерев, біометричні показники будови чорнососнових насаджень, питання насінництва та природного поновлення виду в умовах інтродукції, особливості будови кореневої системи, макроскопічну будову деревини. Описано особливості сезонного розвитку та фенотипічну різноманітність екзота. Вивчено видовий склад хвороб та ентомошкідників, що уражують сосну чорну в регіоні досліджень. Науково обґрунтовано агротехніку створення та вирощування лісових культур за участю сосни чорної. В результаті досліджень встановлено, що сосна чорна на території західного регіону України близька аборигенній сосні звичайній за таксаційними показниками, однак вирізняється кращою формою стовбура та біологічною стійкістю, особливо на мілких вапнякових ґрунтах. На піщаних ґрунтах сосна чорна поступається сосні звичайній за збереженістю та продуктивністю. В умовах Карпат чорнососнові насадження, за участю аборигенних порід, характеризуються високою продуктивністю (запас у віці 90 р. складає 650 м3/га) та стійкістю до різного роду несприятливих впливів.