На сьогодні цілком не визначені оптимальні режими вирощування цільових деревостанів сосни звичайної. Постійний інтерес до оптимізації режимів вирощування обумовлений зміною з часом у кон'юнктурі ринку на потребу певного сортименту, технологій створення та вирощування насаджень, а зараз і вирішенням проблем, пов'язаних із глобальними змінами клімату, збереження біорізноманіття, соціально-економічними та екологічними умовами, вимогами до кінцевого продукту та самого процесу вирощування. Одними з перших в Україні досліди з визначення оптимальних режимів вирощування одновікових насаджень сосни з широким діапазоном густоти, які регулярно обстежуються, були закладені професором Б.І. Гавриловим у 1932 році в Балаклійському лісгоспі Харківської області в 7-річних культурах сосни звичайної на межі степової та лісостепової зон у типі умов місцезростання свіжий субір. Тому питання формування сортиментної структури в насадженнях різної густоти, час проведення доглядових рубань та багато інших лісівничих питань на сьогодні повніше вирішено саме для умов Лісостепу і пристепових борів.

Основна увага дослідників та виробничників у Поліссі була сконцентрована на підвищенні продуктивності деревостанів сосни і отриманні максимальних результатів за запасом та якістю деревини у віці стиглості. Питання вирощування цільової деревини, відпрацювання режимів вирощування культур сосни з різною густотою та сортиментною структурою відходило на задній план, оскільки існувала і існує можливість отримувати деревину необхідного сортименту і в достатній кількості від доглядових рубань та головного користування.

Цією обставиною можна пояснити і те, що культури сосни звичайної з різною густотою у Поліссі були закладені дещо пізніше і їм приділялося менше уваги, ніж у лісостеповій і степовій зонах. Зараз у лісовому фонді держлісгоспів об'єднання "Житомирліс" є 30-, 40і 50-річні чисті дослідні та виробничі культури сосни з широким діапазоном густоти садіння.

Широкомасштабні роботи у цьому напрямку були започатковані в 1977 році в рамках міжнародного співробітництва в галузі лісового господарства. УкрНДІЛГА разом з Ленінградським і Білоруським НДІЛГ почали розробку комплексу заходів, технологій і рекомендацій з прискореного вирощування деревини хвойних порід у насадженнях плантаційного типу поблизу індустріальних центрів крупних споживачів деревини. У цей час була створена серія багатофакторних дослідних об'єктів у Лісостепу, Степу і Поліссі України з метою оптимізації вирощування деревостанів сосни в різних режимах густоти, визначення впливу на інтенсивність росту культур хімічного і традиційного догляду, застосування мінеральних добрив та ін. Основним напрямком плантаційного лісовирощування було прискорене отримання, перш за все, балансової деревини та пиловника.

З метою вивчення впливу початкової густоти культур сосни та густоти вирощування на їх ріст та сортиментну структуру були обстежені дослідні насадження різної густоти в Кримокському лісництві Радомишльського держлісгоспу. Даний базовий дослід №1 був закладений в 15 виділі 51 кварталу Кримокського лісництва у 1977 р. в п'ятирічних культурах сосни з метою вивчення впливу гербіцидів та мінеральних добрив на інтенсивність її росту за різної густоти. Самі культури були висадженні в 1972 р. механізованим способом у борозни по нерозкорчованій лісосіці з шириною міжрядь 1,5 м після суцільного рубання 1971 р. 90-річного насадження, яке мало склад 10СЗ+БП, ДЗ, І бонітет та повноту 0,7. Тип лісорослинних умов свіжий субір. У 1976 р. культури були переведені в покриту лісом площу. Санітарний стан культур у 1976 р. цілком задовільний. Спостерігалося всихання окремих екземплярів сосни від завороту кореневої системи при садінні, фітопатологічних хвороб та пошкодження дикими тваринами.

Підготовчі роботи для закладки постійного стаціонарного досліду були проведені в 1976 р. Чисті соснові культури зрідили до густоти 4,2 і 1 тис. дерев на 1 га. При 2,5-3,0 м міжряддях вибірку дерев проводили рівномірно в усіх рядах. У культурах з 2-1,5 м міжряддями вирубувався 2 ряд, а з 1 м міжряддям 2 ряди вирубались, третій залишався. У залишених рядах насадження рівномірно зріджувалося до запланованої густоти. На виділеній площі закладено 13 варіантів. Площа кожного варіанту близько 0,5 га. Схема дослідів включає 3 варіанти густоти зрідження: до 4000 шт. на 1 га (секції 1-4), до 2000 шт. на 1 га (секції 5-8) і 1000 шт. на 1 га (секції 9-12). На контролі (секція 13) залишено 10000 шт. /га. На секціях 1,5,9 в 1978 і 1979 рр. вносили гербіциди (зеазін в дозі 7,5 кг/га.) На секціях 2,6,10, окрім гербіцидів, були внесені і мінеральні добрива в формі гранульованої аміачної селітри в дозі 200 кг/га. На секціях 3,7,11 по фону механізованого догляду за ґрунтом в міжряддя була також внесена гранульована аміачна селітра 200 кг/га. На секціях 4,8,12 проводився тільки механізований догляд за ґрунтом в міжряддях. Секція 13 служить, як контроль з густотою культур 10000 тис. /шт. І зріджування культур не було. Загальна характеристика досліду щодо площі варіантів та росту культур наведена в табл. 1. Майже всі секції істотно не відрізняються від контролю за діаметром та висотою. Незначна тенденція до збільшення середніх значень цих показників із зменшенням густоти пояснюється тим, що при зрідженні культур вирубувалися гірші дерева, тобто ті, що відстали в рості та пошкоджені. Істотно різняться від контролю лише діаметри на 9 і 10 секціях, що також обумовлено згаданими причинами.

Детальні обстеження цих культур було проведено після 25-річної перерви у 2002 р. Результати обстеження та обмірів лісових культур свідчать про наявність істотних відмінностей у рості насаджень з різної початковою густотою. Кількість дерев, що залишилися на варіанті з густотою 4000 шт. /га, становить 38,3 % від початкової, у варіанті з 2000 шт. /га 50,8 %, у варіанті з 1000 шт. /га 63,7 % і на контролі з стандартною початковою кількістю у 10000 шт. /га 26,4 %.

Закономірно, що кількість дерев, які відпали чи були вибрані під час рубань, залежить від початкової густоти. Чим густіші культури були на початку, тим більший відпад та об'єм вибірки під час рубок мали місце в процесі їх вирощування.

Насадження, які формуються на різних за густотою варіантах, різняться за всіма показниками, крім повноти, висоти і, відповідно, бонітету. Із збільшенням густоти закономірно зменшується об'єм стовбура середнього дерева, діаметр, протяжність крон та збільшується висота початку живої крони. Різниця в запасах на варіантах незначна, вона не перевищує 10 %. Порівнюючи варіанти за густотою зі стандартним контролем, бачимо, що об'єм стовбура на контролі найменший і стосовно до початкового варіанту з 1000 дерев на гектарі становить 49 %.

Загальний відсоток у запасі дерев з діаметром більше 16 см, тобто коли починається вихід середніх ділових круглих лісоматеріалів у насадженнях з густотою 1000 шт. /га, становить 96 %, з густотою 2000 шт. /га 86 %, 4000 шт. /га 70 % і контролю 58 %. Крупні ділові круглі лісоматеріали є лише у варіантах з густотою 2000 і 1000 шт. /га і за запасом становлять 2 і 5 % відповідно. Для комплексної оцінки лісових культур різної густоти та віку однієї таксаційної характеристики насаджень недостатньо. Тому відповідно до програми та методики робіт при проведенні переліку в культурах визначалися клас росту за Крафтом, категорія санітарного стану та категорія технічної придатності (ділові, напівділові та дров'яні стовбури) для кожного дерева зокрема на всіх дослідних ділянках.

Вивчення структури насаджень за класами Крафта показало, що в усіх випадках частка дерев вищих класів завжди більша у рідших культурах. Ця особливість розподілу дерев за класами росту чітко проявляється в дослідних культурах. У базовому досліді №1 відсоток дерев І класу Крафта у секціях з початковою густотою в 4000 шт. /га, секції 1-4, в середньому становить 23,4 % (від 20,3 до 29,7 %). При початковій густоті у 2000 шт. /га, секції 5-8, середнє значення цього показника дорівнює 32,9 % (від 30,9 до 36,5 %). На секціях 9-12, з плановою початковою густотою 1000 шт. /га дерева І класу Крафта становлять 45,1 % (від 40,6 до 48,7). Паралельно відбувається зменшення частки дерев ІІ ІІІ і IV класів Крафта у насадженні. Так, зі зниженням початкової густоти культур від 4000 до 1000 шт. /га участь дерев ІІ класу Крафта в базовому досліді №1 знижується в середньому від 45,5 % до 32,9 %, дерев ІІІ класу від 25,1 % до 18,9 % і VI класу від 6,0 % до 3,1 %. Частка дерев майбутнього, а це дерева І та ІІ класів росту, в загальному із зменшенням густоти зростає. Їхня участь на секціях зі стартовою густотою 4000 шт. /га перебуває в межах 64,7-75,8 %, з 2000 шт. /га 70,5-73,2 % і з 1000 шт. /га 73,0-80,8 % в середньому 68,9 %, 71,9 % і 78,0 % відповідно. На контрольному варіанті структура деревостану за класами Крафта істотно відрізняється від дослідних секцій. А саме, тут найменша частка в насадженні дерев І класу (14,3 %) і найбільша ІІІ і VI класів (33,6 і 12,3 %). Дерева майбутнього становлять у насаджені 54,1 %.

Згідно з індексом санітарного стану, який не перевищує 1,5, культури на 11 секціях досліду здорові. Ослаблені насадження на секції №3 та контролі. Погіршення санітарного стану культур на 3 секції, яке проявилося у частковому зрідженні хвої, спричинив локальний низовий пожар. На контролі, причиною є наявність значної кількості дерев ІІІ та VI класів росту (45,9 %), частина яких мають досить ажурну крону.

Величина протяжності крон у насадженнях є опосередкованим показником швидкості його змикання і відповідно густоти. Чим густіші культури, тим швидше відбувається процес змикання і інтенсивніше іде очищення від сучків, збільшується висота початку крони та як наслідок зменшується її протяжність, як в абсолютних, так і у відносних показниках (L/H). У базовому досліді №1 між загальною густотою культур та протяжністю крон існує пряма пропорційна залежність. На секціях досліду з початковою густотою в 4000 шт. /га протяжність крони в середньому 5,1 м і вона займає 35,3 % від загальної висоти дерева, на секціях з початковою густотою 2000 шт. /га протяжність 5,8 м та 42,3 % від висоти, у культурах з початковою густотою 1000 шт. /га 6,6 м та 46,1 % відповідно. Довжина крони є показником величини асиміляційного апарату дерева, від якого залежить швидкість росту. Існує пряма пропорційна залежність між середніми значеннями протяжності крони та середніми діаметрами на секціях базового досліду № 1.

Структура протяжності крон на секціях із різною густотою виразно демонструється графіками висот, які побудовані для кожної секції та контролю зокрема. Залежність між діаметром та висотою описувалася логарифмічним рівнянням виду Y=a ln (x) +b, що вважається найбільш придатним для цих цілей у молодих та середньовікових культурах, де Y висота дерева або початку крони в м; x діаметр дерева с см; a та b коефіцієнти. Оскільки істотної різниці між висотами, початком кріплення крон та протяжністю крон у секціях досліду з однаковою густотою виявлено не було, то після об'єднання результатів обмірів у них, будувалися спільні графіки для варіантів, які мали однакову планову початкову густоту 4000, 2000, 1000 шт. /га та контроль 10000 шт. /га (див. рис.).

Логарифмічні криві, що апроксимують залежність загальної висоти дерева та початку крони від діаметра демонструють наявність різниці між різними за густотою варіантами за згаданими показниками. Між діаметрами і висотою існують середні і тісні кореляційні зв'язки коефіцієнт детермінації 0,6-0,9. Необхідно зазначити, що ця різниця на усіх варіантах властива для дерев як малих, так і великих діаметрів. Тобто різниця у висоті дерев одного діаметра, які ростуть у різних за густотою варіантах, однакова.

Результати обстежень свідчать, що вже у молодих, 30-річних чистих культурах сосни з різною густотою відбувається своєрідне формування насаджень, яке відображається у таксаційних показниках, розподілі дерев за класами Крафта та протяжності крон.

2. Стійкість штучних соснових лісів на аренах степу України