41-5824754 ЛІСІВНИЧОЕКОЛОГІЧНА РОЛЬ ТРАВ~ЯНОГО ПОКРИВУ В КУЛЬТУРАХ СОСНИ ЗВИЧАЙНОЇ СХІДНОГО

Работа добавлена на сайт samzan.net:

УКРАЇНСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ЛІСОТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

КОВАЛЕВСЬКИЙ

СЕРГІЙ БОРИСОВИЧ

УДК 63017/.181.41:582.475.4

ЛІСІВНИЧО-ЕКОЛОГІЧНА РОЛЬ

ТРАВ’ЯНОГО ПОКРИВУ В КУЛЬТУРАХ

СОСНИ ЗВИЧАЙНОЇ СХІДНОГО ПОЛІССЯ

06.03.01 –лісові культури та фітомеліорація

А В Т О Р Е Ф Е Р А Т

дисертації на здобуття наукового ступеня

доктора сільськогосподарських наук

Львів –

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Національному аграрному університеті Кабінету Міністрів України.

Науковий консультант: доктор біологічних наук, професор

Гордієнко Михайло Іванович

Національний аграрний університет,

професор кафедри лісових культур

Офіційні опоненти:–доктор сільськогосподарських наук, професор,

Кучерявий Володимир Панасович,

Український державний лісотехнічний університет, завідувач кафедри екології та ландшафтної архітектури

–доктор сільськогосподарських наук, професор,

Білоус Василь Іванович,

Уманська державна аграрна академія, професор кафедри екології, декоративного садівництва і лісівництва

доктор біологічних наук, професор,

Кузнєцов Сергій Іванович,

Національний ботанічний сад ім. М.М. Гришка Національної академії наук України, завідуючий відділом дендрології та паркознавства

Провідна установа–Український науково-дослідний інститут лісового господарства і агролісомеліорації ім. Г.М.Висоцького, лабораторія лісівництва, м. Харків.

Захист відбудеться “ 10 “ липня 2003 р. о 10 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 35.072.02 в Українському державному лісотехнічному університеті за адресою: 79057, Львів, вул. Ген. Чупринки, 103, зал засідань.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Українського державного лісотехнічного університету за адресою: 79057, Львів, вул. Ген. Чупринки, 101.

Автореферат розісланий “7” червня 2003 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради П.Р.Третяк

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Однією із зон найбільш інтенсивного ведення лісового господарства в Україні є Полісся. Головною породою в культурах цієї зони є сосна звичайна, яка залежно від умов місцезростання утворює чисті та змішані лісові насадження. Найпоширенішими на території Східного Полісся є свіжі бори і субори. Інтенсивність росту сосни звичайної в них обумовлена не лише ґрунтово-гідрологічними та кліматичними умовами, але і трав’яними рослинами. Останні інтенсивно розростаються на зрубах, де не своєчасно створюються лісові культури, спричиняючи суцільне задерніння ґрунту, що в подальшому ускладнює можливість відновлення лісу. За умов створення культур трав’яні рослини продовжують в них розвиватись і лише після зімкнення лісових культур у рядах і міжряддях відбувається їх витіснення. Однак після закінчення фази ”хащі”, внаслідок самозрідження соснових деревостанів та проведення доглядових рубань, підвищується освітленість ґрунту, що зумовлює поступове відновлення та розростання трав у насадженнях. Із збільшенням віку культур та їх зрідженням з’являється дедалі більше світлолюбних злакових видів.

Трав’яні рослини є постійним компонентом лісових насаджень. Їх розростання може суттєво впливати на мінеральне, водне, світлове і вуглецеве живлення деревних видів. Трав’яний покрив змінює фізико-хімічні властивості ґрунту, мікрокліматичні умови, впливає на процеси природного поновлення, склад лісової підстилки, розвиток грибної біоти, безхребетних і хребетних тварин, проходження мікробіологічних процесів і в кінцевому підсумку на біологічну стійкість і продуктивність лісостанів (В. П. Бельков, А. Д. Омельяненко, А. М. Мартинов (1974); В. П. Бельков, А. К. Семенова (1973); М. М. Глухов, А. А. Федякова (1938); В. М. Голубєв (1965); М. І. Гордієнко Ковалевський С.Б. (1996); М. М. Горшенін, А. І. Швиденко (1977); Л. С. Єрмолова (1981); М. Є. Ткаченко (1955); С. А. Уайльд (1969) та інші). Водночас закономірності розвитку трав’яного покриву в насадженнях, його вплив на ріст і розвиток самосіву, підросту, підлісового ярусу та дерево стану, технологію закладки лісових культур і догляду за ними, роль трав’яних рослин у структурно-функціональній організації лісового біогеоценозу, в обміні енергією і речовинами вивчені недостатньо.

Аналіз літературних джерел про трав’яний покрив як компонент лісу свідчить про те, що ці проблеми лісознавства можуть бути вирішені лише за умови проведення комплексних лісівничо-таксаційних, фізіолого-біохімічних, грунтово-гідрологічних, ботанічних, порівняльно-екологічних досліджень.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Напрям дослідження дисертаційної роботи узгоджується і є складовою частиною державного бюджетного наукового проекту 110/53 “Розробити біолого-екологічні та технологічні основи інтенсифікації цільового лісовирощування та комплексної системи захисту лісів від шкідників і збудників хвороб” (номер держреєстрації 0196U005222) кафедри лісових культур і лісової фітопатології НАУ та 110/56 “Розробити наукові основи раціонального використання, охорони і збереження дендрофлори і фауни рівнинних лісів України” (номер держреєстрації 0196U001912).

Мета і задачі дослідження. Мета роботи –виявити закономірності розвитку трав’яного покриву та виявити екологічні особливості його впливу на ріст і продуктивність штучних насаджень сосни звичайної в умовах Східного Полісся, розробити рекомендації щодо вирощування високобонітетних, біологічно стійких деревостанів з урахуванням конкурентної взаємодії деревних і трав’яних видів.

Основні задачі досліджень:

Вивчити інтенсивність поселення та розвитку трав’яних рослин; їх видовий склад у культурах сосни різного віку та складу в умовах свіжих борів і суборів.
Встановити сукцесійний ряд розвитку трав’яних рослин протягом всього циклу онтогенетичного розвитку соснових насаджень (від зрубів до віку головних рубань).
Виявити вплив трав’яних рослин на ріст і розвиток штучних насаджень сосни звичайної різного складу і віку, вологість та фізико-хімічні властивості лісової підстилки та ґрунту, розповсюдження безхребетних тварин.
Дослідити особливості мікроклімату в культурах сосни звичайної за різного ступеня зімкнення крон та інтенсивності розвитку трав’яних рослин.
Вивчити особливості проходження основних фізіолого-біохімічних процесів у хвої сосни звичайної залежно від ступеня зімкнутості крон і розвитку трав’яних рослин.
З’ясувати біохімічну взаємодію між деревними і трав’яними рослинами в штучних соснових насадженнях.
Виявити розповсюдження коренів сосни звичайної і трав’яних рослин у культурах різного віку і за різної зімкнутості крон.
Визначити вплив трав’яних рослин на природне поновлення сосни звичайної в умовах свіжих суборів.
Вивчити вплив початкової густоти культур та зімкнутості крон, проведення доглядових рубань різної інтенсивності на розростання трав’яних рослин і продуктивність штучних насаджень.

10. Проаналізувати економічну ефективність культур сосни за різної зімкнутості крон і розростання трав’яних рослин.

Об’єкт дослідження –трав’яний покрив у штучних насадженнях сосни звичайної, зростаючих в умовах Східного Полісся..

Предмет дослідження –розвиток трав’яної рослинності в культурах сосни звичайної, її вплив на ріст і розвиток деревостану, природне поновлення, фізико-хімічні властивості лісової підстилки і ґрунту, розповсюдження безхребетних тварин.

Методи дослідження. Теоретичну та методологічну основу досліджень складає діалектико-системний метод пізнання природних явищ і процесів, досягнення вітчизняних і зарубіжних вчених у галузі лісівництва та лісорозведення, лісокористування, екології лісу. Основними методами дослідження були: лісівничо-таксаційні –для закладання пробних площ і визначення параметричних показників культур у процесі їх росту та розвитку; геоботанічні –для характеристики, визначення динаміки та інтенсивності розростання трав’яних рослин; порівняльної екології –для визначення типу лісорослинних умов; ґрунтових аналізів –для визначення фізико-хімічних властивостей ґрунту; фізіолого-біохімічні –для вивчення основних фізіологічних процесів і визначення вмісту поживних речовин та біохімічних виділень рослин; зоолого-мікробіологічні –для вивчення розповсюдження безхребетних тварин; математичної статистики –для обробки експериментальних даних.

Наукова новизна одержаних результатів. Наукова новизна результатів дисертаційної роботи полягає у розробленні нових теоретико-методологічних і методичних засад формування біологічно-стійких високопродуктивних штучних насаджень сосни звичайної на різних етапах їх росту та розвитку. Наукову новизну дисертації складають такі теоретичні, методологічні та методичні положення:

–вперше досліджено видовий склад та інтенсивність розростання трав’яних рослин у культурах сосни звичайної різного віку, зростаючих в умовах свіжих борів і суборів Східного Полісся;

–вперше встановлено сукцесійний ряд розвитку трав’яних рослин в онтогенезі штучних соснових насаджень та на зрубах;

–вперше обґрунтовано виділення низки асоціацій трав’яних рослин у свіжих борах і суборах, в межах яких формується водне та мінеральне живлення культур сосни різного віку;

–виявлено особливості мікрокліматичного режиму в штучних соснових насадженнях за різних зімкнутості намету та інтенсивності розвитку і видового складу трав’яних рослин;

–визначено вплив трав’яного покриву на вологість і фізико-хімічні властивості лісової підстилки та ґрунту, а також вплив лісової підстилки на розростання трав’яних рослин;

–вперше вивчено вплив трав’яного покриву на вміст поживних речовин (мінеральних елементів і цукрів) та інтенсивність проходження основних фізіологічних процесів у хвої сосни й вологість заболонної деревини за різної зімкнутості крон в культурах;

–визначено сутність і особливості біохімічної взаємодії деревних і трав’яних рослин у культурах, на підставі яких формуються концептуальні засади вирощування чистих і змішаних насаджень сосни за різної зімкнутості намету;

–поглиблено уявлення про вплив трав’яних рослин на розповсюдження кореневої системи сосни в культурах різного віку і складу та розповсюдження безхребетних в ризосфері;

–виявлено вплив початкової густоти чистих і змішаних культур сосни на продуктивність насаджень та зменшення розростання в них трав’яних рослин, що на відміну від існуючих лісівничих уявлень забезпечує більш обґрунтоване проведення доглядових рубань різної інтенсивності;

–визначено і теоретично обґрунтовано залежність між інтенсивністю доглядових рубань, розростанням трав’яних рослин і приростом дерев за діаметром;

розроблено і науково обґрунтовано комплексну систему лісівничих заходів щодо підвищення продуктивності та біологічної стійкості чистих і мішаних соснових насаджень в умовах Східного Полісся України.

Практичне значення одержаних результатів. Опрацьовано заходи, спрямовані на формування насаджень сосни з метою запобігання посиленому розростанню в них трав’яних рослин протягом всього онтогенезу. Удосконалено методи проведення доглядових рубань, їх способи, обґрунтовано інтенсивність і повторюваність рубань та початкову густоту культур, які забезпечують вирощування високопродуктивних біологічно стійких штучних насаджень сосни звичайної.

Основні практичні рекомендації дисертаційної роботи рекомендовані до впровадження у лісогосподарське виробництво Державним комітетом лісового господарства України і використовуються у вирощуванні соснових культур у Клавдієвському, Київському, Вище-Дубечанському, Макарівському (ДЛГО “Київліс”), Остерському (ДЛГО “Чернігівліс”), Шосткинському (ДЛГО “Сумиліс”) та в інших держлісгоспах. У проектах лісових культур враховуються пропозиції щодо початкової густоти посадки, схем змішування з урахуванням типу лісорослинних умов, інтенсивності та термінів проведення доглядових рубань.

Особистий внесок здобувача. Дисертація є завершеною науковою працею, в якій особисто автор виклав теоретичні та методологічні підходи до вирішення проблеми досліджень, удосконалив методику досліджень, зібрав польовий матеріал, провів його аналіз та обробку і сформулював науково обґрунтовані висновки та пропозиції. Дисертант вперше дослідив динаміку появи, розвиток та ріст трав’яних рослин у культурах сосни звичайної від моменту їх створення до рубань головного користування, вивчив взаємовплив рослин ценозів. Він розробив моделі динаміки росту трав’яних рослин в культурах і наростання фізіологічно-активних коренів сосни та трав, встановив залежність розростання трав’яних рослин від зімкнутості намету деревостану та ширини міжрядь.

Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертаційної роботи доповідались на науково-практичних конференціях професорсько-викладацького складу та аспірантів лісогосподарського факультету НАУ в 1997-2002 рр., ювілейній конференції до 160-річчя заснування лісогосподарського факультету НАУ в 2000 р., міжнародній конференції “Концепція розвитку лісової типології в Україні в контексті лісової освіти і підвищення продуктивності лісових насаджень (Харків, 2000 р.), на V-х, VI-х (Львів, 1999 р., 2000 р.) та VII-х (Київ, 2001 р.) Погребняківських читаннях, науково-технічній раді Державного комітету лісового господарства України (2002 р.).

Публікації. За матеріалами дисертаційної роботи опубліковано дві монографії (у співавторстві), 22 наукові роботи у фахових виданнях, одна брошура.

Структура та обсяг роботи. Матеріал дисертаційної роботи викладено на 469 сторінках комп’ютерного тексту, в тому числі основний текст –на 294 сторінках. Дисертація складається зі вступу, шести розділів, висновків, списку використаних джерел і додатків. Цифровий матеріал систематизовано у 145 таблицях, ілюстровано 39 рисунками. Список літератури містить 698 джерел, у тому числі 29 –іноземних авторів, додаток складається з 12 таблиць.

ОСНОВНА ЧАСТИНА

ТЕОРЕТИКО-МЕТОДОЛОГІЧНІ ЗАСАДИ ДОСЛІДЖЕННЯ СУКЦЕСІЙ ТРАВ’ЯНИХ РОСЛИН У КУЛЬТУРАХ

Взаємодія рослин належить до ряду найважливіших факторів, які визначають і регулюють видовий склад, чисельність популяцій, будову, продуктивність і біологічну стійкість лісових фітоценозів. Відкриття суті зв’язків між окремими життєвими формами та видами рослин дозволяє також встановити їх роль і місце в рослинному угрупуванні.

У процесі філогенезу формування рослинності на різних ділянках Землі, пов’язано з біологічною конкурентною здатністю рослин. У рослинах одних життєвих форм, наприклад у дерев, ця здатність виявляється у тому, що вони завдяки більшій висоті перехоплюють більше світла і мають більш розвинуту і глибоку кореневу систему, що забезпечує не тільки високу індивідуальну, а і високу ценотичну конкурентну здатність. Інші рослини, наприклад трави, мають менші розміри, більша частина їх зростає під наметом дерев, але їм властива ширша екологічна амплітуда. Трав’яні рослини можуть рости на абсолютно сухих і надмірно зволожених субстратах, на відкритому місці і під наметом зімкнутих насаджень. Наступна для більшості видів трав’яних рослин специфічна особливість полягає в тому, що за масою наземної частини трав у 4–разів менша, ніж коренева система. Для деревних рослин це співвідношення знаходиться у межах 1:2. Щоб вижити, деякі види трав виділяють у ґрунт протягом життя і після відмирання інгібітори, які затримують проростання насіння і ріст кореневих систем деревних і трав’яних видів.

Вивченню росту насаджень сосни та їх продуктивності в різних умовах місцезростання присвячено дослідження А. І. Ахромейка (1950, 1965), М. І. Гордієнка (1979), М. Є. Ткаченка (1955), Д. Д. Лавриненка (1954, 1960, 1965), Б. І. Логгінова 91966), І. С. Мєлєхова (1968, 1980), В. В. Огієвського (1960), А. М. Радченка (1981), А. Р. Родіна (1975), П. С. Погребняка (1968), М. І. Калініна (1975) та ін. Культури сосни під наметом насаджень вивчали М. І. Ониськів (1978, 1979), А. Ф. Чмир (1987) та ін. Проте інтенсивність розвитку трав’яних рослин у лісових насадженнях у літературі висвітлено дуже слабо. Роботи, присвячені цьому питанню, стосуються до того чи іншого аспекту росту, розвитку трав’яних і деревних рослин (С. А. Уайльд, 1969; В. П. Бєльков, 1957, 1964; В. І. Рубцов, 1960), охоплюють якийсь певний період функціонування лісостанів (Горшенін, Криницький, Савич, 1972; М. І. Гордієнко, С. Б. Ковалевський, 1996; М. І. Гордієнко, М. М. Падій, А. В. Цилюрик, 1992; М. І. Гордієнко, І. В. Шаблій, В. П. Шлапак, 1995) або приурочені до окремого регіону без урахування взаємовпливу цих двох життєвих форм рослин. Вивченню біохімічного впливу деревних і трав’яних рослин присвячено лише окремі роботи Г. Грюмера (1957), А. М. Гродзінського (1965, 1973, 1983, 1991), які проводили дослідження здебільшого з степовими та сільськогосподарськими рослинами.

Критичний аналіз робіт вітчизняних та зарубіжних дослідників і результати власних досліджень свідчать, що живий наґрунтовий покрив по-різному впливає на продуктивність лісових культур. Цей вплив може бутибезпосереднім та опосередкованим. Цікавим і маловивченим на сьогодні є питання біохімічного впливу трав’яних рослин на деревні, не лише в перші роки після створення культур, але і протягом всього періоду росту штучних деревостанів. Тому, створюючи лісові культури, потрібно враховувати як позитивний, так і негативний вплив деревних і трав’яних видів на інші і дуже ретельно та уважно підходити до підбору порід, складу лісових культурі схем їх змішування.

ОБ’ЄКТИ І МЕТОДИКА ДОСЛІДЖЕНЬ

На основі матеріалів лісовпорядкування та обліку лісового фонду визначено найбільш характерні ділянки культур сосни звичайної в умовах свіжих борів і суборів Київської, Чернігівської та Сумської областей. Як об’єкти дослідження використовували культури сосни звичайної різного віку і повноти та асоціації трав’яних рослин у них і на свіжих зрубах:

Свіжі зруби, що відповідають умовам свіжих борів на території Остерського й Козинського ДЛГ та у свіжих суборах Шосткинського ДЛГ і Боярської ЛДС.
Чисті культури сосни звичайної 1-, 5-, 10-річного віку в свіжих борах Козинського й Остерського ДЛГ та у свіжих суборах Шосткинського ДЛГ і Боярської ЛДС.
Чисті культури сосни звичайної різного віку (від 15 до 90 років) з різною повнотою та інтенсивністю проведення доглядових рубань у свіжих борах Козинського й Остерського ДЛГ та у свіжих суборах Шосткинського ДЛГ і Боярської ЛДС.
Змішані 30-річні культури сосни звичайної з березою повислою (різного складу) у свіжих борах Козинського та Остерського ДЛГ.

5. Змішані 11- і 18-річні культури сосни звичайної з дубом звичайним (різного складу), різної повноти у свіжих суборах Боярської ЛДС і 20-річні у Шосткинському ДЛГ. Згідно з проектами лісових культур на цих ділянках встановлювались: вік лісосік, способи підготовки ділянки та обробітку ґрунту. Пробні площі закладали у відповідності до методичних вказівок щодо вивчення лісових культур (М. І. Гордієнко, В. М. Маурер, С. Б. Ковалевський, 2000). Причому для закладення пробних площ відбирали культури сосни, які не вражені збудниками хвороб та не пошкоджені шкідливими комахами.

Температуру ґрунту визначали ґрунтовим термометром-щупом на глибині 0, 5, 15, 25, 35 см на початку (травень), в середині (липень) і в кінці (вересень) вегетаційного періоду. Освітленість на зрубах і під наметом лісових культур вимірювали люксметром Ю-16. Динаміку опаду органічної маси вивчали на облікових площадках розміром 1 м. Розповсюдження коренів сосни і трав’яної рослинності вивчали шляхом розкопування. Біохімічні дослідження проводили за методикою А. М. Гродзінського (1973) в лабораторних та польових умовах. Вплив летких сполук трав'яних і деревних рослин на проростання насіння сосни визначали за методикою Інституту фізіології рослин НАН України, використовуючи модельні суміші, що імітує фітоорганічні виділення сосни. Інтенсивність транспірації хвої вивчали за методикою Л. А. Іванова та ін. (1956), а дефіцит вологи, обводнення та водоутримуючу здатність –за методикою М.Д.Кушніренко, Е. А. Гончарової та Є. М. Бондарь (1972). Вологість деревини та хвої сосни визначали за методикою Л. А. Іванова (1956). У лабораторних умовах визначали інтенсивність дихання одно- та дворічної хвої у закритих посудинах та інтенсивність фотосинтезу на приладі Варбурга. Вміст азоту, фосфору та калію у хвої визначали за методикою К. Гінзбурга, а в грунті –полум’яним фотометром. Поглинання мінеральних елементів коріннями вивчали за методикою М. Г. Зайцева (1959) з використанням поживної суміші Прянишникова. Для спостережень за температурою і вологістю повітря використовували аспіраційний психрометр Ассмана. Активність каталази визначали в повітряно-сухих зразках газометричним методом, кількість вуглекислого газу –за методом І. С. Вострова (1961).

ЕКОЛОГІЧНІ ОСОБЛИВОСТІ ШТУЧНИХ НАСАДЖЕНЬ

СОСНИ ЗВИЧАЙНОЇ

Життєдіяльність сосни звичайної залежить від багатьох факторів. Серед них: регіональні кліматичні умови, мікроклімат культур, їх склад, зімкнутість крон, лісорослинні умови та інші фактори, які впливають на інтенсивність основних фізіологічних процесів. На окрему увагу заслуговує взаємовплив деревних і трав’яних рослин.

Мікроклімат у культурах різного віку і на зрубах. Одним з екологічних факторів, який впливає на ріст і розвиток лісових культур і який можна регулювати проведенням господарських заходів, є світло. Світловий режим у лісі залежить від складу, повноти та віку культур, але головним при цьому залишається зімкнутість їх корн. У молодих незімкнутих культурах створюються умови освітлення та температурного режиму, які цілком відмінні від умов у високозімкнутих штучних насадженнях жерднякового віку. Різний ступінь освітлення ґрунту і в результаті цього температура його верхніх шарів визначають інтенсивність росту деревних і розростання трав’яних рослин, а також всі процеси, які відбуваються у підстилці та ґрунті. Внаслідок більшого проникнення світла у міжряддя культур спостерігається і більш інтенсивне розростання трав’яних рослин. Але вже під наметом 10-річних культур кількість злакових світлолюбних видів різко зменшується і залишаються переважно широколисті види. Зокрема, у свіжих суборах у міжряддях поодиноко трапляються суниці лісові, орляк звичайний, сон широколистий, невеличкі куртини пирію повзучого. У живому наґрунтовому покриві свіжих борів у міжряддях залишаються: плевроцій Шребера, дікранум війчастий, поодиноко чаполоч пахуча. Обмежувальним фактором у розвитку трав’яних рослин у культурах в цей період (стадія хащі) є не лише наявність підстилки, а переважно мала кількість світла, яке проникає до поверхні ґрунту через щільно зімкнуті крони деревних рослин. У культурах 80–-річного віку спостерігається зовсім інша картина. У зв’язку з невисокою зімкнутістю крон (0,6–,7) у штучних насадженнях цього віку на поверхню ґрунту проникає значна кількість світла. Це, в свою чергу, призводить до розростання значної кількості трав’яних рослин, насіння яких знаходилось у підстилці. Найбільш інтенсивно з’являються злакові види, які швидко розростаються вегетативним шляхом, створюючи суцільні зарості.

Найбільша інтенсивність освітлення ґрунту спостерігається на зрубах. Відповідно на них нагромаджується і найбільша маса трав’яних рослин. У 10–-річних культурах внаслідок зімкнення крон сосни в рядах і міжряддях інтенсивність освітлення ґрунту зменшується до мінімуму, зі складу трав повністю випадають світлолюбні види, а ґрунт вкривається підстилкою та мохами. Маса рослин наґрунтового покриву в культурах цього вікового періоду є найменшою.

З проведенням доглядових рубань і вирубкою частини дерев зменшується зімкнутість намету і відповідно збільшується інтенсивність освітлення ґрунту. Так, за нашими спостереженнями у липні після проведення рубань слабкої інтенсивності освітленість ґрунту в 30-річних культурах о 12-й годині становила 30 тис. лк, у 50-річних –тис. лк, у 70-річних –тис. лк. Після доглядових рубань середньої інтенсивності освітленість під наметом культур зростає ще на 15–%. Збільшення інтенсивності освітлення ґрунту спричиняє збільшення кількості трав’яних рослин. Причому встановлено таку закономірність: із збільшенням віку культур у складі трав’яного покриву зростає кількість світлолюбних злакових видів, які згодом стають домінантами.

Установлено також, що в умовах Східного Полісся інтенсивність освітлення під наметом низькоповнотних штучних насаджень (зімкнутість крон 0,5 і нижче) у 2,8–,5 разів вища, ніж у середньоповнотних (зімкнутість крон 0,7) і у 8–разів вища, ніж у високоповнотних культурах (0,9–,0).

Вивчення денної динаміки температури ґрунту на зрубах, у 5-, 10-річних культурах, а також у 30-, 50- і 70-річних культурах на ділянках з доглядовими рубаннями різної інтенсивності показало, що у всіх досліджуваних варіантах температура ґрунту була вищою на поверхні і поступово знижувалась із збільшенням глибини. Протягом дня особливо різкі коливання температури поверхні ґрунту спостерігалися на зрубах. Із ростом культур і їх зімкненням температура ґрунту, особливо його верхніх шарів, поступово знижувалась.

Проведення доглядових рубань призводить до збільшення освітлення ґрунту, а отже до підвищення його температури передусім верхнього шару. Це, в свою чергу, сприяє збільшенню інтенсивності розростання трав’яних рослин. Причому в результаті проведення доглядових рубань більшої інтенсивності відповідно підвищуються і температура ґрунту, і маса трав’яних рослин.

Трав’яний покрив, який розростається в лісових культурах, внаслідок затінення ґрунту та інтенсивної транспірації вологи суттєво впливає на температуру верхніх шарів ґрунту. Літом, у жаркі дні, цей вплив виявляється в зниженні температури верхніх шарів ґрунту порівняно з голими пісками, а в зимовий період навпаки –шар дернини з відмерлих залишків трав’яних рослин запобігає промерзанню ґрунту. Вологість ґрунту, особливо верхнього шару, на зрубах є значно меншою, ніж в культурах, оскільки тут зосереджені корені трав’яних рослин, які інтенсивно поглинають і транспірують вологу. Крім того, в культурах вологість верхнього шару ґрунту порівнянно із зрубами характеризується більшою стабільністю, завдяки суцільному шару підстилки, що його вкриває, і трав’яний покрив представлений лише поодинокими екземплярами широколистих видів і мохів. Зменшення вологості глибших шарів ґрунту під культурами спричинено розповсюдженням коренів сосни. Вивчення температури та вологості повітря показало, що найбільш різкі коливання температури (підвищення до 14-ї години і зниження до 18-ї години) спостерігається на зрубах. Водночас відбувається і різке зменшення відносної вологості повітря до 14-ї години і досить повільне, незначне її підвищення до 18-ї години.

Фізико-хімічні властивості ґрунту в культурах.Завдяки більш інтенсивному розростанню трав’яних рослин, особливо злакових видів, які поглинають велику кількість азотних сполук, у зріджених культурах порівняно із зімкнутими, спостерігається менший вміст азоту у верхніх шарах ґрунту. Розростання злакових трав, у першу чергу, куничника, призводить і до збільшення винесення азоту з більш глибоких горизонтів ґрунту внаслідок значного заглиблення їх коренів. У ґрунті під найбільш зімкнутими 30-річними культурами азоту міститься більше, ніж у всіх досліджуваних культурах, оскільки трав’яний покрив представлений в них незначною кількістю широколистих видів. З поступовим зрідженням культур і розвитком трав’яних рослин, зокрема злаків (50-річні і старші насадження) зменшується вміст азоту у ґрунті, особливо у верхніх його горизонтах.

Дослідження також показали, що домішка берези до складу чистих культур сосни значно підвищує вміст азоту, фосфору та калію. Кислотність ґрунту найбільша у чистих соснових культурах, змішані культури займають проміжне місце. Тобто домішка листяних порід у цьому випадку берези повислої позитивно впливає на фізико-хімічні властивості ґрунтів.

Трав’яний покрив, який розвивається відразу після проведення доглядових рубань, містить незначну кількість зольних елементів: фосфору ––кг/га, калію –,3–,6 кг/га, кальцію ––кг/га, що суттєво не впливає на мінеральне живлення деревних порід. Більш істотно цей вплив виявляється через 2–роки після проведення рубань. На ґрунтах з низьким вмістом розчинних сполук азоту розвиток трав’яного покриву може суттєво впливати на забезпеченість азотом деревних рослин.

Запаси вологи у верхньому 25-сантиметровому шарі ґрунту поступово збільшуються з віком культур. Найменші вони у незімкнутих 4–-річних культурах, але вже в період жерднякового віку починають підвищуватись. Зі збільшенням підстилки та зменшенням розростання трав’яних рослин запаси вологи у ґрунті продовжують збільшуватися. Із збільшенням культур і розповсюдження кореневих систем сосни у глибину запаси вологи у глибших шарах ґрунту поступово зменшуються. Видалення лісової підстилки призводить до масового розростання трав’яних рослин і висушення верхніх горизонтів.

Втрати вологи з ґрунту в культурах сосни повнотою 0,9 становлять: без урахування опадів 133 мм, з урахуванням опадів –мм; при повноті насадження 0,5 – 131 і 416 мм; при наявності під наметом куничника –і 447 мм; на лісосіці, де розростається куничник, –і 494 мм відповідно.

Після проведення доглядових рубань, особливо більшої інтенсивності, спостерігається певне підвищення вологості більш глибоких горизонтів ґрунту за рахунок зменшення кількості дерев на площі (рис. 1).

Інша закономірність характерна для верхніх горизонтів ґрунту. Оскільки після рубань насадження зріджується і збільшується освітлення ґрунту, то збільшується і кількість трав’яних рослин, особливо злакових видів, які є активними споживачами вологи ґрунту і вагомими конкурентами за вологу з деревними рослинами. У результаті вологість верхніх шарів ґрунту зменшується. Це саме спостерігається і в межах одного віку культур у міру проведення та збільшення інтенсивності доглядових рубань (рис. 1).

Вміст поживних речовин у деревних і трав’яних рослинах. Збільшення вмісту елементів мінерального живлення у різних частинах сосни пов’язане не лише із збільшенням віку культур і розростанням кореневих систем сосни, а передусім різким зменшенням кількості трав’яних рослин у зімкнутих культурах та зміною їх видового складу –від злакових і широколистих видів у 5-річних культурах до мохів у 15-річних.

З метою більш детального вивчення мінерального живлення деревних і трав’яних рослин досліджувався вміст азоту та зольних елементів у хвої, гілках, стовбурі, крупних і дрібних коренях сосни та в наземній частині і коренях трав. Загальний вміст поживних елементів як у наземній частині трав, так і в їх коренях з віком культур зменшується, оскільки у міру змикання крон дерев зменшується кількість трав’яних рослин і відбувається зміна світлолюбних видів на тіневитривалі. Це добре помітно вже у 10-річних, а особливо 15-річних культурах. Так, у 10-річних культурах трави виносять з 1га 118,4 кг азоту в той час, як сосна лише 10,5 кг, фосфору відповідно –,4 і 3,6 кг, калію –,9 і 4,8 кг, кальцію –,5 і 5,4 кг. Дослідження показують, що у 5–-річних культурах трав’яні рослини виносять майже у 10 раз більше поживних речовин, ніж дерева сосни (рис. 2). У 15-річних культурах, як було зазначено, внаслідок витіснення трав’яних рослин спостерігається збільшення виносу мінеральних речовин деревними рослинами порівняно з травами. Так, дерева сосни і трави в цей період виносять з 1 га відповідно: азоту –,3 і 85, 2 кг; калію –,6 і 38,7; фосфору –,7 і 12,4; кальцію –,4 і 42,0 кг. Найменше мінеральних елементів повертається в грунт у 90-річних культурах, де в результаті проведення доглядових рубань і зрідження культур спостерігається найбільше розростання трав’яних рослин, які за ступенем розвитку трав поступаються лише зрубам. Найбільше всіх елементів містять листки (хвоя), потім (у порядку зменшення)

дрібні гілки, великі гілки та стовбур, деревина якого містить найменшу кількість азоту та зольних елементів. Дрібні корені за вмістом азоту та зольних елементів близькі до дрібних гілок, а великі корені –до великих гілок.

Дослідженнями у 50-річних культурах сосни свіжого субору Боярського лісництва встановлено, що з ґрунту виноситься більше поживних речовин, ніж їх повертається. Так, кальцію виноситься 29 кг/га за рік, а повертається –кг/га, азоту відповідно –і 35 кг/га, калію –і 6 кг/га, фосфору –і 4 кг/га за рік. Тобто, із ростом культур спостерігається постійний дисбаланс між поглиненням і поверненням поживних речовин. Особливо це відчувається в тих культурах, де масово розростаються трав’яні рослини, які перехоплюють значну частину елементів живлення.

Вивчення вмісту мінеральних елементів у листках дуба звичайного і берези повислої та хвої сосни звичайної, зростаючих у стиглих змішаних лісових культурах, свідчить, що за вмістом більшості елементів переважають листки дуба. Лише вміст алюмінію, марганцю, кальцію, фосфору та азоту є більшим у листках берези. Найменший вміст азоту та всіх зольних елементів зафіксовано у хвої сосни. Причому одне дерево сосни в 50-річних культурах у свіжих суборах накопичує значно більшу кількість поживних елементів, ніж у свіжих борах.

Вологість деревини та хвої сосни. Вологість деревини залежить від виду, віку, фази розвитку, стану дерев, сезону, кліматичних і метеорологічних умов, а також від умов місцезростання, інтенсивності розростання трав’яних рослин тощо. Трав’яна рослинність не тільки перехоплює значну кількість поживних речовин, але є сильним конкурентом деревних рослин за вологу. Отримані результати свідчать про те, що з ростом і розвитком лісових культур збільшуються витрати вологи як деревними, так і трав’яними рослинами. Однак трав’яна рослинність витрачає вологи майже у 10 разів, а в деяких випадках і більше, ніж деревна. Причому ці витрати корелюють із збільшенням кількості і розмірів трав’яних рослин, а також наявністю у трав’яному покриві світлолюбних злакових видів. У зімкнутих культурах спостерігається збільшення витрат вологи деревними рослинами внаслідок витіснення трав’яної рослинності. Після проведення доглядових рубань спостерігається обернена закономірність –трав’яні рослини, які інтенсивно розвиваються, витрачають значно більше ґрунтової вологи, ніж сосна. Водночас експерименти показали, що 21-річні культури сосни за умови відсутності трав’яного покриву витратили на порядок більше вологи, що позитивно позначилося на рості та розвитку дерев. Проведені дослідження також показали, що на ділянках лісових культур з меншою повнотою і більшою кількістю трав’яних рослин у ґрунтовому покриві вологість деревини сосни по всій висоті стовбура є меншою, ніж на ділянках з більшою повнотою. Причому ця закономірність характерна для дерев усіх діаметрів.

Таблиця 1

Середньомісячні витрати вологи 100 г листків і хвої

у культурах сосни в умовах свіжого субору, кг

Місяці	Кількість сонячних днів	Сума трихвилинних показів за день	Транспірація
за день, %	за місяць 100 г листків
свіжих	сухих
Сосна
Червень	29	,45		,92	,14
Липень	24	,85		,69	,81
Серпень	26	,11		,25	,94
Вересень	30	,03		,82	,84
Береза
Червень	29	,55		,86	,31
Липень	24	,05		,42	,05
Серпень	26	,53		,74	,96
Вересень	30	,97		,94	,10
Трав’яні рослини
Червень	29	,14	,8	,18	-
Липень	24	,24	,8	,08	-
Серпень	26	39,10	,0	,33	-

Загалом у всіх випадках дерева сосни у культурах з меншою повнотою містять меншу кількість вологи. Отже, трав’яна рослинність, яка інтенсивно розвивається у більш рідких культурах, перехоплює частину вологи у деревних рослин, що негативно позначається на рості останніх і в кінцевому результаті на продуктивності лісових культур в цілому. Встановлено, що найменша вологість заболонної деревини спостерігається при створенні рідких культур, найбільша –у культурах з середньою започаткованою густотою. Причому зменшення вологості заболонної деревини призводить до зменшення кількості вологи в асиміляційному апараті дерев (хвої, листках). Отримані результати також свідчать, що протягом всього вегетаційного періоду витрати вологи трав’яними рослинами значно перевищують витрати вологи не тільки сосною, але і березою (табл. 1).

Транспіраційні витрати сосни та трав’яних рослин у культурах. Різні види трав’яних рослин по-різному витрачають вологу з ґрунту (табл. 2). Витрати вологи куничником протягом всього вегетаційного періоду майже вдвічі більші, ніж у сосни. Найбільша різниця припадає на червень і становить відповідно 21,0 і 11,2 мм. Пирій повзучий витрачає вологи дещо менше, ніж куничник, але більше, ніж сосна, і займає середнє місце між ними.

Таблиця 2

Витрати вологи з ґрунту в 5-річних культурах сосни в умовах

свіжого бору Остерського держлісгоспу

Види рослин

Витрати вологи, мм/м

травень	червень	липень	серпень	сума
Куничник наземний	17,3	,0	,2	,5	,0
Пирій повзучий	14,0	,2	,8	,6	,6
Сосна звичайна	9,6	,2	,7	,4	,9

Сосна звичайна у 5-річних культурах свіжого бору (крони між рядами ще не зімкнені, догляди за ґрунтом вже не проводяться і масово розростаються злакові трави) перебуває у найгірших умовах водозабезпечення, що позначається на її енергії росту та біологічній стійкості, а в подальшому і на продуктивності насаджень. У результаті вивчення інтенсивності транспірації дерев сосни у 35-річних культурах свіжого субору встановлено, що при доглядових рубаннях на контрольних ділянках та ділянках з вирубкою 24 % дерев від їх початкової кількості транспіраційні витрати вологи зменшуються. Транспіраційні витрати трав’яних рослин у більш зріджених культурах різко зростають транспіраційні витрати трав.

Вплив зімкнутості крон на фізіологічні процеси хвої та приріст деревини сосни в культурах жерднякового віку. Коефіцієнти продуктивності роботи хвої змінюються пропорційно збільшенню або зменшенню повноти культур. Проте найвищі показники продуктивності властиві 20–-річним культурам оптимальної зімкнутості і повноти (0,75–,85). Поточний приріст у них досягає 11,3 м/га. Найменш продуктивні культури з повнотою нижче 0,65, а культури з повнотою 1,0–,15 займають проміжне місце. Висока інтенсивність фотосинтезу сосни спостерігалась вже в ранкові години. До 13-ї години відбувалося її збільшення, а потім до вечора –спадання.

У перший рік після доглядових рубань інтенсивність фотосинтезу хвої як верхньої, так і середньої частини крони більш енергійно зростає на ділянках з більшою інтенсивністю рубань. Через 7 років після проведення рубань ситуація змінилась наступним чином: найбільша інтенсивність фотосинтезу протягом року спостерігалась на ділянках із середньою інтенсивністю рубань, до неї наближалась ділянка без рубань і найменші показники фотосинтезу спостерігались на ділянці, де проводили слабкі рубання.

Вміст цукрів у хвої або в листках дерев зумовлений, основним чином, екологічними чинниками –мінливістю освітлення і характером водяного режиму рослин. У зв’язку з цим він не характеризує ступінь розвитку дерев або їх життєвість.

Варто зазначити, що трав’яні рослини не можуть безпосередньо впливати на процеси фотосинтезу та дихання деревних рослин у культурах після їх зімкнення. Однак цей вплив проявляється опосередковано через мінеральне та водне живлення дерев.

СУКЦЕСІЯ ТРАВ’ЯНИХ РОСЛИН У КУЛЬТУРАХ

СОСНИ ТА НА ЗРУБАХ

Зміна видового складу трав’яних рослин у свіжих борах. В умовах свіжих борів регіону досліджень в перший рік після посадки культур за спостереженнями у кінці травня було виявлено у складі трав’яного покриву поодинокі екземпляри костриці овечої, очитку їдкого, смовді гірської та брусниці, висота яких досягала 3–см. До середини липня їх кількість і розміри збільшуються. Разом з тим, з’являються нові види – цмин пісковий і чебрець повзучий.

У 5-річних культурах з попереднього складу трав’яного покриву випали майже всі види, залишились лише поодинокі екземпляри костриці овечої. Одночасно з’явились нові види трав’яних рослин –чаполоч пахуча, нечуйвітер волохатенький, полин звичайний, верес звичайний. В кінці вегетаційного періоду у складі трав’яного покриву вже переважають чаполоч пахуча та нечуйвітер волохатенький, яких в середньому нараховується по 7 екземплярів на 1 м культур. Важливим в цей період є те, що в культурах з’являється куничник наземний, який починає особливо інтенсивно розростатись і до кінця вересня нараховує 6 кущів на 1 м висотою 42–см і конкурує з іншими рослинами та витісняє їх з ділянок. У 10-річних культурах внаслідок суцільного зімкнення крон та утворення шару підстилки з опавшої хвої трав’яні види поступово витісняються, а на їх місці з’являються мохи.

У наґрунтовому живому покриві 30-річних культур крім трав’яних видів зустрічаються ще й мохи. На контролі і ділянках із слабкою інтенсивністю рубань вони на початку вегетації (травень) представлені мікросинузіями плевроцію Шребера та дібрану війчастого, а на ділянках з рубаннями середньої інтенсивності, крім них, трапляються також поодинокі екземпляри чебрецю пахучого. До середини липня на ділянках із рубаннями середньої інтенсивності з’являються котячі лапки дводомні та сон широколистий, збільшується кількість чебрецю. До кінця вегетаційного періоду кількість цих трав’яних рослин на всіх ділянках продовжує збільшуватись. Особливо це помітно на ділянках із більшою інтенсивністю доглядових рубань. Так, у середині вересня на ділянках, де проводили доглядові рубання середньої інтенсивності, кількість мохів і трав’яних видів вдвічі більша, ніж на ділянках із слабкими рубаннями.

Порівняно з 30-річними культурами у 50-річних зі складу наґрунтового живого покриву зникають мохи та чебрець повзучий. Внаслідок проведення доглядових рубань у трав’яному покриві з’являються нові види трав’яних рослин, здебільшого це широколисті види. Так, за спостереженнями у травні в 50-річних штучних насадженнях на контрольних ділянках та на ділянках із рубаннями слабкої інтенсивності трав’яних рослини немає або зустрічаються поодинокі екземпляри сону широколистого, котячих лапок, вероніки лікарської, нечуй-вітру волохатенького. На ділянках із середньою інтенсивністю рубань на початку вегетації з’являються вероніка лікарська та нечуй-вітер волохатенький, в середині вегетаційного періоду –герань кров’яно-червона та келерія сиза. Всі ці види трав’яних рослин збільшуються у розмірах і кількісно до кінця вегетаційного періоду. На ділянках із доглядовими рубаннями середньої інтенсивності їх у 2 рази більше, ніж на ділянках із слабкою інтенсивністю.

У 70-річних культурахза рахунок подальшого їх зрідження та більшого освітлення поверхні ґрунту у трав’яному покриві збільшується кількість світлолюбних видів, з’являються злаки. Із широколистих видів зустрічається лише вероніка лікарська, яка росте на затінених місцях. Починаючи з травня, у насадженнях зустрічаються: зіновать руська, золотушник звичайний і мучниця звичайна. Ці види інтенсивно розростаються протягом вегетаційного періоду, особливо на ділянках, де проводяться доглядові рубання середньої інтенсивності. Починаючи з липня, на цих ділянках у складі трав’яного покриву з’являються цмин пісковий, костриця овеча, очиток їдкий і перші кущі куничника наземного на добре освітлених місцях. Останній особливо інтенсивно росте у висоту до кінця вегетаційного періоду і затінює інші види. Однак у 70-річних культурах він ще не є значним конкурентом деревних рослин, оскільки не встигає масово розростись.

Під час проведення рубань головного користування, різкого освітлення поверхні ґрунту та збільшення температури його верхніх шарів із трав’яного покриву повністю випадають типові широколисті трави, різко зменшується кількість трав’яних видів. Так, на однорічних зрубах Козинського лісництва Київського держлісгоспу зустрічалися лише костриця овеча, чебрець повзучий і куничник наземний. Причому кількість цих видів на зрубах корелює з їх кількістю на ділянках з різною інтенсивністю доглядових рубань. Після рубання деревостану особливо сильно розвивається куничник наземний. Він протягом всього вегетаційного періоду інтенсивно росте у висоту, швидко поширюється по площі та активно конкурує з іншими злаковими видами. Загалом на однорічних зрубах в умовах свіжого бору в складі трав’яного покриву нами виявлено: верес звичайний, цмин пісковий, чаполоч пахуча, очиток їдкий, костриця овеча, чебрець повзучий і куничник наземний. Переважають світлолюбні злаки і, в першу чергу, куничник наземний.

Зміна видового складу трав’яних рослин у свіжих суборах.Дослідження показали, що видовий склад трав’яоного покриву в однорічних культурах, створених на свіжих зрубах, представлений поодинокими екземплярами буквиці лікарської, медунки вузьколистої, суниці лісової, конвалії звичайної, орляку звичайного та такими видами злаків, як тонконіг звичайний і пирій повзучий. Останні розростаються більш інтенсивно, ніж широколисті види, і до кінця вегетаційного періоду домінують за кількістю та розмірами над іншими видами. За розмірами до них наближаються лише екземпляри орляку звичайного.

У 5-річних культурах спостерігається витіснення широколистих типових лісових рослин (конвалії звичайної, буквиці лікарської, медунки вузьколистої) світлолюбними злаковими та осоковими видами (куничником наземним, перлівкою пониклою, осокою пальчастою).

У 10-річних культурах та в культурах жерднякового віку спостерігається повне зімкнення крон сосни як у рядах, так і в міжряддях. Внаслідок цього із трав’яного покриву повністю витісняються світлолюбні злакові види. Зникнення останніх пояснюється затіненням ґрунту та утворенням шару підстилки, яка перешкоджає проростанню насіння трав’яних рослин. В цей період в культурах зростають лише поодинокі екземпляри широколистих лісових рослин, таких як суниця лісова, орляк звичайний, сон широколистий, а в більш освітлених місцях –пирій повзучий.

У 50-річних більш зріджених у процесі доглядових рубань культурах сосни трав’яний покрив знову розростається. В його складі зустрічаються і панують широколисті види: суниця лісова, купина лікарська, орляк звичайний, костяниця, буквиця лікарська, підмаренник весняний, фіалка польова.

У 70-річних штучних насадженнях спостерігається подальше збільшення видового різноманіття та маси трав. Розростаються такі тіньовитривалі види, як орляк звичайний, буквиця лікарська, купина лікарська. На ділянках, де проводяться доглядові рубання середньої інтенсивності з’являється грушанка мала та більш світлолюбні види: дрік красильний, перлівка поникла, келерія сиза, тонконіг звичайний. Ще одна особливість штучних насаджень цього періоду –це поява в складі трав’яного покриву пирію повзучого, який особливо посилено розростається на ділянках середньої і більшої інтенсивності доглядових рубань, де утворює куртини.

Зруби у свіжих суборах вкриваються суцільними заростями куничника наземного та пирію повзучого з поодинокими екземплярами інших світлолюбних злакових видів.

На підставі проведених досліджень можна констатувати, що протягом всього періоду вирощування лісових культур –від посадки і до проведення рубань головного користування –постійно змінюється видовий склад трав’яних рослин. Це пов’язано насамперед зі зміною режиму освітлення, інтенсивності прогрівання ґрунту, надходження до його поверхні опадів і з наявністю шару підстилки.

Моделі розростання трав’яних рослин у культурах сосни. На підставі фактичного матеріалу та узагальнення матеріалів дослідження нами розроблено моделі динаміки розростання трав’яних рослин у культурах сосни звичайної в умовах свіжих борів і суборів з урахуванням початкової густоти та віку культур, інтенсивності доглядових рубань, маси трав’яних рослин і фізіологічно активних коренів сосни, зімкнутості намету деревостану. Для культур з доглядовими рубаннями середньої інтенсивності вони представлені рівняннями параболи другого порядку і мають вигляд:

а) для свіжих борів:

MA= 0,0373a–,7066a + 69,376

R= 0,8834;

б) для свіжих суборів:

MB = 0,0472a –,5905a + 160,62

R= 0,6989,

де M–маса трав, кг/га; а –вік культур, років.

ВЗАЄМОВПЛИВ ДЕРЕВНИХ І ТРАВ’ЯНИХ РОСЛИН

У ЧИСТИХ І ЗМІШАНИХ КУЛЬТУРАХ

Лісова підстилки і трав’яні рослини в культурах. Маса та видовий склад трав’яних рослин безпосередньо впливає на потужність, склад і мінералізацію лісової підстилки. Водночас лісова підстилка виступає одним із обмежуючих факторів поширення та розмноження трав. Найбільше розростання трав’яних рослин спостерігається в молодих незімкнутих культурах віком до 5–років. У цій фазі росту культурпідстилка виражено слабо. Шар відмерлих решток трав’яних рослин і невеликої кількості опавшої хвої є нестійким і повністю розкладається за зимовий період. На ділянках, де не проводили догляди за ґрунтом, внаслідок інтенсивного розростання трав, особливо злакових видів, таких як пирій повзучий, куничник наземний, тонконіг, утворюється суцільний шар дернини з відмерлих решток трав’яних рослин. Розростання трав небезпечне в перші 2–роки після створення культур, коли під їх масою і масою снігу ламаються саджанці сосни. Загалом можна вважати, що до повного зімкнення культур підстилка в них представлена переважно з відмерлих частин трав’яних рослин.

У фазі хащі, коли спостерігається найвища зімкнутість крон спостерігається утворення найбільшої кількості органічного опаду, і як наслідок –найбільшої маси підстилки. Потужний її шар, а також мала кількість світла є сильною перешкодою для появи і розвитку трав’яних рослин у насадженнях цього віку.

Починаючи з 50-річних культур, внаслідок проведення доглядових рубань спостерігається значне заселення та розростання трав’яних рослин, відмерлі рештки яких стають вагомою часткою лісової підстилки. Причому, у результаті проведення рубань більшої інтенсивності і вирубки більшої кількості дерев збільшується і кількість трав’яних рослин, особливо злаків. Останні, розростаючись в освітлених місцях, утворюють суцільні зарості у вигляді куртин. Таким чином, маса трав’яних рослин у складі лісової підстилки значно збільшується. Їх домішка сприяє значному розпушенню підстилки. Водночас запас і стан підстилки також суттєво впливають на інтенсивність розростання та склад трав’яних рослин. Значна кількість насіння трав зависає на підстилці і не досягає мінеральної частини ґрунту. В цьому випадку підстилка відіграє позитивну роль в обмеженні розростання трав’яних рослин. Але ті види трав, які вже розрослись і мають добре розвинені кореневища, краще зберігають свою життєздатність під захистом підстилки. Отже, лісова підстилка відносно трав’яних рослин відіграє подвійну роль: в одних випадках вона стримує розростання трав, а в інших навпаки –захищає вже зростаючі види і сприяє їх розмноженню кореневищами.

Домішка листяних порід в культурах сосни сприяє більшому розпушуванню лісової підстилки і прискорює її розкладання, а відмерлі рештки трав’яних рослин, які тут поселяються, ще більше каналізують ці процеси. Розкладанню підстилки в змішаних культурах сприяють також дощові черв’яки і кліщі, для яких опад листяних порід і відпад трав є сприятливим продуктом споживання.

Кількість відмерлих решток трав’яних рослин в підстилці культур збільшується від їх 30-річного до 85-річного віку. Так, у підстилці 30-річних культур було виявлено 48 кг/га рослинних залишків, що становить 2,0 % від усієї її маси; у 50-річних –,0 кг/га; у 75-річних –кг/га (2,1 %) і у 85-річних –кг/га (1,8 %). Отже, маса залишків трав’яних рослин у річному опаді збільшується, а частка їх у загальному опаді –зменшується. Це пояснюється збільшенням у річному опаді культурсосни хвої. Розкладання лісової підстилки посилюється із збільшенням віку культурі найбільша його інтенсивність спостерігається у стиглих штучних насадженнях. Однією з причин цього явища є зрідження культур, яке сприяє освітленню і прогріванню поверхні ґрунту та збільшенню у підстилці кількості залишків трав’яних рослин, що робить підстилку більш пухкою.

Дослідження впливу вилучення підстилки на розростання трав’яних рослин у культурах сосни різного віку в умовах свіжих суборів показало, що це позитивно впливає на розвиток трав (табл. 3).

Таблиця 3

Вплив підстилки на інтенсивність розростання трав’яних рослин у

культурах сосни в умовах свіжих суборів Шосткинського ДЛГ

Вік культур, років	Повнота	Маса трав’яних рослин у свіжому стані, г/м
без підстилки	з підстилкою
30	,91
,72
50	,80
,70
70	,85
,68
90	,74
,59

Маса їх зростає в середньому в 1,4 раза. Особливо інтенсивно розростаються злакові види. Водночас спостерігається швидке висихання поверхневого ґрунтового горизонту (різниця порівняно з контролем становить 5–%) і вимивання з нього елементів мінерального живлення.

Підстилка чистих соснових культур виділяє менше СО, ніж сосново-дубових, тобто дуб в соснових штучних насадженнях позитивно впливає на виділення СО. Позитивного впливу домішки опаду дуба на каталазну активність підстилки не виявлено. Трав’яна рослинність у молодих соснових культурах відносно ґрунтових безхребетних тварин відіграє суперечливу роль: з одного боку, вона, висушуючи ґрунт, несприятливо впливає на їх життєдіяльність, з другого зменшуючи прогрівання ґрунту, сприяє їх розвитку.

Дворічні вегетаційні досліди з висівом насіння сосни в стерилізований від мікоризних грибів грунт свідчать про слабкий розвиток сіянців і їх відмирання на другому році. Контрольні (мікоризні) сіянці розвивалися значно інтенсивніше, їх хвоя міститла більшу кількість азоту, калію і, особливо, фосфору.

Розповсюдження коренів деревних і трав’яних рослин у культурах сосни. Дослідження показали, що в молодих не зімкнутих культурах спостерігається поступове збільшення кількості коренів трав’яних рослин, особливо у верхньому 10-сантиметровому шарі ґрунту (табл. 4). Так, у 5-річних культурах у цьому шарі коренів трав’яних рослин у 15 раз більше, ніж коренів сосни, але на глибині 10–см кількість останніх наближається до кількості коренів трав’яних рослин. У 10-річних культурах, зімкнутих як у рядах, так і в міжряддях і витіснення внаслідок цього трав’яних рослин, спостерігається перевага кількості коренів сосни над коренями трав. Особливо це помітно на глибині 10–см.

З віком культур і розрідженням їх крон, особливо на ділянках, де проводяться доглядові рубання, знову, як і в молодих незімкнутих насадженнях, спостерігається інтенсивне розростання трав’яних рослин, зокрема світлолюбних злакових видів. Їх кореневі системи поступово охоплюють верхній (до 25 см) шар ґрунту і витісняють з нього фізіологічно активні корені сосни. Так, у зріджених 55-річних культурах сосни (зімкнутість крон 0,7), створених у свіжих суборах Шосткинського ДЛГ, маса коренів трав’яних рослин була у 3 рази більшою, ніж маса дрібних коренів сосни.

Варто зазначити, що підвищення повноти і зімкнутості крон середньовікових культур сосни від 0,7 до 0,9 різко ( в 4–разів) зменшує розвиток кореневищ трав. Це сприяє освоєнню фізіологічно активними коренями сосни всіх горизонтів ґрунту і в кінцевому підсумку підвищенню продуктивності насаджень.

Вивчення інтенсивності росту фізіологічно активних коренів сосни дозволяє зробити висновок, що в умовах свіжого бору і свіжого субору максимальний приріст бічних коренів дерев у соснових культурах спостерігається у віці 4–років. У наступний період річний приріст бічного коріння в довжину зменшується. Загалом інтенсивний ріст фізіологічно активних коренів сосни в умовах свіжих борів спостерігається до 15-річного віку, максимальний –з 16 до 35 років.

Таблиця 4

Розповсюдження коренів сосни та трав’яних рослин у верхніх шарах ґрунту в культурах різного віку в умовах свіжого субору Шосткинського ДЛГ

Культури	Горизонти ґрунту, см	Маса коренів за різної інтенсивності доглядових рубань, г
трав’яних рослин	сосни
контроль	середня інтенсивність	середня інтенсивність	контроль
1-річні	0-10	,72	-	-	-
10-25	,45	-	-	-
5-річні	0-10	,08	-	-	,67
-25	,54	-	-	,19
10-річні	0-10	,03	-	-	,81
10-25	,94	-	-	,76
30-річні	0-10	,85	,28	,15	,24
10-25	,62	,95	,23	,98
50-річні	0-10	,09	,54	,21	,31
10-25	,18	,59	,03	,25
70-річні	0-10	13,82	,07	,11	,24
-25	,87	,49	,97	,92
Зруб	0-10	,79	,37	,81	,54
-25	,08	,69	,37	,84

Під час проведення досліджень у змішаних дубово-соснових і березово-соснових культурах встановлено, що в дубових коридорах розростається густа трав’янапереважно злакова рослинність, яка витісняє коріння дуба з верхніх шарів ґрунту, створюючи несприятливі умови для його росту. У центрі соснової куліси за рахунок збільшення шару підстилки з хвої та листя берези розвиток

трав’яних рослин послаблюється і кількість їх коріння зменшується. У центрі березової куліси, де освітлення ґрунту є високим, кількість трав’яних рослин, особливо злакових видів (куничника та пирію) значно збільшується і відповідно зростає маса коренів трав’яних рослин. Загалом в онтогенезі дубово-березово-соснових культур маса коріння трав у 25-сантиметровому шарі ґрунту переважає кількість дрібних коренів деревних рослин.

Слід зауважити, що домішка берези (до 30 %) до складу культур за умови рівномірного розташування її по площі, не лише сприяє збільшенню вмісту поживних елементів у різних частинах сосни, але і зменшує інтенсивність розростання трав’яних рослин внаслідок утворення суцільного шару підстилки. Але при введені берези більше 30 %, збільшення прямого та бокового освітлення ґрунту кількість трав’яних рослин зростає не лише в середині куліс берези, але і на стиках куліс берези і сосни та в середині куліс сосни, що, в свою чергу, позначається і на мінеральному живленні деревних порід.

Біохімічна взаємодія деревних і трав’яних рослин у культурах. Визначення нами вмісту колінів у культурах сосни показали, що в підстилці та ґрунті лісових штучних насаджень накопичується значна кількість екзаметаболітів. Їх вміст найбільший у верхньому горизонті ґрунту і зменшується з глибиною. Рівень колінів, починаючи з весни, постійно збільшується до середини літа, а потім зменшується. Нагромадження екзаметаболітів у культурах залежить також від типу лісорослинних умов. У змішаних культурах з участю двох і більше порід активність колінів нижча, ніж у чистих насадженнях. Алелопатична активність підстилки з домішкою відмерлих решток трав’яних рослин значно вища, ніж чистої підстилки і опаду деревних порід, особливо у культурах із зімкнутістю крон до 0,7, де інтенсивно розростаються злакові трав’яні рослини.

У результаті лабораторних дослідів нами встановлено, що водні витяжки із наземних частин і коренів трав зменшують енергію проростання насіння сосни. Значне пригнічення спостерігалось у варіанті із витяжкою з коренів куничника. Ці витяжки суттєво зменшували також ріст корінців. Варто зазначити, що в цьому випадку витяжки з коренів теж виявились більш токсичними.

Вивчення впливу водних витяжок із хвої сосни на розвиток окремих видів трав’яних рослин свідчить про пригнічення сходів їх насіння екзаметаболітами хвої (табл. 5).

Таблиця 5

Вплив водної витяжки із хвої сосни на розвиток трав’яних видів, %

Види трав

Відхилення від середнього контрольного значення

схожість насіння	довжина стебла	довжина кореня
Тонконіг вузьколистий	-18,4	+26,3	+6,6
Куничник наземний	-19,9	-9,4	-24,8
Пирій повзучий	-17,9	-5,2	-16,4

Особливо сильний негативний вплив водні витяжки із хвої справляли на проростання насіння куничника та пирію. У останніх під їх дією зменшувалась також довжина коренів і стебел.

Крім лабораторних дослідів, в польових умовах вивчали вплив екстрактів з підстилки, опаду деревних порід та верхнього шару дубових культур на схожість насіння і ріст трав’яних рослин. Усі досліджувані екстракти затримують проростання насіння та пригнічують ріст всіх трав’яних рослин.

За результатами проведених досліджень нами виділено три групи трав’яних рослин лісових ценозів за інтенсивністю їх алелопатичної дії на деревні породи в культурах:

група пирію повзучого –трав’яні рослини, що виділяють високотоксичні коліни;

група куничника наземного –трав’яні рослини, що виділяють серебньотоксичні коліни;

група трав-домінантів стиглих фітоценозів (медунка вузьколиста, підмаренник справжній, тонконіг та інші) –трав’яні рослини, що виділяють слаботоксичні коліни.

З підвищенням температури навколишнього середовища інтенсивність виділення трав'яних рослин зростає. Найбільш чітко ця закономірність спостерігається навесні упирію повзучого, куничника наземногоі моху Шребера. З підвищенням температури від 15 до 30 С кількість виділених ними речовин зростає в 3–разів, у той час як у звіробою збільшується лише в 1,2–рази.

Отже, трав’яні рослини через біохімічний вплив пригнічують схожість насіння і ріст сосни. Їх виділення накопичуються у ґрунті, що призводить до явища ґрунтовтоми і погіршення росту деревних порід. Леткі речовини, як і виділені у грунт екзаметаболіти, також негативно позначаються на рості культур сосни.

Природне поновлення сосни при різній інтенсивності розростання трав’яних рослин. Дослідження показали, що на ділянках, де проводяться доглядові рубання великої інтенсивності, природне поновлення повністю відсутнє, оскільки внаслідок зменшення повноти культур та зімкнутості крон трав’яні рослини масово розростаються і утворюють суцільні зарості. Незадовільне природне поновлення деревних рослин спостерігається також на зрубах, де інтенсивно проходить задерніння ґрунту. Сходи частини насіння, яке проростає в цих умовах, зависають у дернині і гинуть, не досягаючи мінеральної частини ґрунту. Сходи, які укоренилися, в більшості випадків не витримують конкуренції з трав’яними рослинами і відпадають до середини літа. Самосів, який зберігся тривалий час, зазнає негативного впливу трав і розвивається слабо. У сприятливіших умовах підріст деревних порід з’являється куртинами, він має велику диференціацію за віком і розмірами і не може утворювати зімкнутого високопродуктивного деревостану.

ПРОДУКТИВНІСТЬ КУЛЬТУР СОСНИ ЗВИЧАЙНОЇ ЗА УМОВ

РІЗНОГО СТУПЕНЯ РОЗВИТКУ ТРАВ’ЯНИХ РОСЛИН

Інтенсивність росту сосни і трав’яних рослин при різній підготовці ґрунту та густоті культур. Інтенсивність появи та розростання трав’яних рослин залежить від способу підготовки ґрунту. На ділянках із суцільною оранкою спочатку поселяються світлолюбні види (пирій повзучий). Через 2–роки після створення лісових культур з’являється куничник наземний, в стадії зімкнення крон –конвалія. В стадії хащі, коли спостерігається повне зімкнення крон і під намет культур проникає мало світла, а ґрунт вкритий суцільним шаром підстилки товщиною 4–см, трав’яних рослин немає або майже немає (зустрічаються лише мохи). Повторно з’являються трав’яні рослини тільки на початку третього десятиріччя, коли крона сосни дещо зріджується і зменшується шар підстилки. У цей період з’являються трав’яні види –індикатори типів лісу (орляк, вероніка лікарська, грушанка мала, суниця лісова, осоки, буквиця лікарська та інші).

У разі створення культур нарізкою плужних борізд, трав’яні рослини інтенсивно розвиваються у необроблених міжряддях. Проведення догляду за ґрунтом супроводжується регулярним знищенням трав у бороздах. Завдяки цьому нарізка плужних борізд дозволяє поліпшити приживленість саджанців і отримати штучні насадження з кращою енергією росту, біологічною стійкістю та продуктивністю. Корчування пеньків на зрубах з подальшим їх трелюванням, плануванням ділянки, вичісуванням коріння і суцільною оранкою невиправдане ні з лісогосподарської, ні з економічної точок зору.

Створюючи лісові культури, потрібно враховувати умови місцезростання, категорію лісокультурних площ і створювати культури такої густоти, щоб змикання їх відбувалось якомога раніше. Створювати рідкі культури з широкими міжряддями недоцільно, оскільки в них інтенсивно розростаються трав’яні рослини, а під час догляду за ґрунтом у саджанців пошкоджується коренева система, що знижує біологічну стійкість й інтенсивність їх росту. З припиненням догляду за ґрунтом до змикання крон саджанців у міжряддях продовжує розвиватись трав'яна, переважно злакова, рослинність, яка негативно впливає на їх ріст навіть у забезпечених вологою умовах.

Із збільшенням ширини міжрядь з двох до трьох метрів втрачається трирічний приріст дерев сосни у висоту. Крім цього, дослідження показали, що в рідких культурах навіть до середини другого десятиріччя спостерігається великий відпад дерев сосни. Відбувається задерніння галявин, зімкнутість крон стає нерівномірною. У результаті не тільки висота, але і діаметр дерев в таких культурах менший, а в деяких випадках навіть істотно менший, ніж в густих культурах. Слід наголосити також на складності виправлення таких зріджених культур лісівничими методами. Наші дослідження показали, що штучні насадження більшої початкової густоти у стиглому віці мають більшу продуктивність, ніж деревостани, створені рідкою посадкою. Так, 90-річні соснові насадження, вирощені з культур оптимальної густоти (8,0 тис. сіянців на 1 га) мали запас стовбурової деревини 378 м/га, а з рідких культур (6,5 тис. на 1 га) –м/га.

Вплив господарських заходів на продуктивність культур сосни.Результати досліджень показали, що культури з низькою повнотою характеризуються меншим бонітетом і мають удвічі менший середній поточний приріст у висоту. За більшої повноти культур трав’яні рослини розростаються значно слабше. Це позначається на підвищенні інтенсивності росту дерев сосни та збільшенні запасу стовбурової деревини.

Для забезпечення високої біологічної стійкості і продуктивності насаджень доглядові рубання мають бути помірними. Дослідження показали, що у культурах сосни, створених у свіжих суборах, зниження повноти за зімкнутістю крон на 0,1 в жердняковому віці зменшує запас деревини на 7,5–м, а в середньовікових насадженнях –на 43–м. Одночасно в них збільшується маса трав’яних рослин, відповідно на 48–і 57–кг/га. У разі інтенсивних доглядових рубаннях ( з вирубкою до 40% стовбурів) приріст кращих дерев знижується від 5 до 15% як за діаметром, так і за об’ємом. Слабкий приріст дерев після інтенсивних рубань обумовлений багатьма чинниками, до яких, в першу чергу, відносять розростання трав’яних рослин.

Для вирощування високопродуктивних деревостанів у чистих культурах сосни звичайної після проведення освітлення, прочищення та проріджування зімкнутість крон повинна бути не нижче 0,8–,9, після прохідних рубок –,8. Така інтенсивність доглядових рубань забезпечить високий вихід деревини і цінних сортиментів у віці рубань головного користування, попередить поселення і розростання світлолюбних злакових видів, які конкурують з деревними рослинами за вологу та елементи мінерального живлення.

Густота початкової посадки сіянців повинна бути вищою від необхідної густоти культур на величину очікуваного відпаду. У зв’язку з цим, густота початкової посадки суцільних соснових культур у свіжих суборах і борах повинна становити в середньому від 10 до 15 тис. шт. на 1 га відповідно. Чим густіші посадки, тим раніше настає змикання крон дерев, їх диференціація за ростом дерев, а також природне зрідження, яке з віком культур призводить до вирівнювання кількості дерев на одиницю площі за рахунок збільшення відпаду в густих культурах. Рідкі культури в умовах Східного Полісся не повністю використовують природну родючість ґрунту, а розростання трав’яних рослин у них суттєво зменшує надходження вологи та поживних речовин до дерев.

Товарна структура та вартість деревини в культурах при різній повноті та інтенсивності розростання трав’яних рослин. Зімкнутість крон у культурах істотно впливає на товарну структуру штучних деревостанів внаслідок впливу на інтенсивність росту дерев у висоту, очищення стовбурів від сучків, формування повнодеревних стовбурів. У 50-річних культурах свіжих суборів Боярської ЛДС вихід крупної та середньої деревини у штучних насадженнях сосни із зімкнутістю крон 0,6 становив 37,2 і 136,8 м, із зімкнутістю крон 0,8 –,4 і 193,3 м. У 90-річних культурах свіжих суборів Шосткинського ДЛГ при зімкнутості крон деревостанів сосни 0,59 запас крупної деревини становив 183,4 м/га, а в культурах із зімкнутістю 0,64 –,1 м/га.

Від реалізації деревини з 1 га 90-річних культур із зімкнутістю крон 0,59 господарство може отримати 32753 грн, а із зімкнутістю крон 0,64 –грн, що становить 110% порівняно з першою ділянкою. Підвищення повноти до оптимальної в середньовікових, пристигаючих і стиглих культурах сосни дозволяє збільшити запас стовбурової деревини в середньому на 40–м/га.

ВИСНОВКИ

У дисертації наведено теоретичні узагальнення та аналіз експериментальних даних щодо лісівничо-екологічної ролі трав’яних рослин у вирощуванні біологічно стійких, високопродуктивних культур сосни звичайної на Східному Поліссі. В процесі досліджень виявлено екологічні особливості штучних соснових насаджень, взаємовплив деревних рослин і трав’яного покриву в них, описано сукцесійний розвиток трав’яних асоціацій в онтогенезі культур сосни звичайної, створених в умовах свіжих борів і суборів, досліджено вплив розростання трав на фізико-хімічні властивості підстилки і ґрунту, поширення в них безхребетних, а також на проходження фізіолого-біохімічних процесів у дерев сосни, природне насіннєве поновлення, інтенсивність росту і продуктивність соснових лісостанів, охарактеризовано особливості мікрокліматичного режиму в соснових культурах за різних зімкнутості намету та інтенсивності розвитку трав’яного покриву. В кінцевому підсумку оговорено концептуальні засади відтворення соснових лісостанів Східного Полісся та розроблено низку лісогосподарських заходів щодо вирощування високопродуктивних чистих і мішаних насаджень сосни звичайної в різних типах лісорослинних умов.

1. Критерієм ступеня освітленості ґрунту є поява та розростання трав’яних рослин, зокрема світлолюбних видів. Між збільшенням інтенсивності доглядових рубань та ступенем освітленості ґрунту, його температурою, а також температурою повітря під наметом культур і розростанням трав’яних рослин існує пряма залежність, а вологістю повітря та ґрунту –зворотна. Найменша інтенсивність освітлення ґрунту, його температура та температура повітря спостерігаються під наметом 10-річних культур. Водночас відносна вологість повітря та вологість ґрунту тут є найбільшими. На зрубах ці показники характеризуються протилежною залежністю. До зрубів за інтенсивністю освітлення ґрунту, його температури та температури повітря наближаються стиглі культури, особливо при проведенні доглядових рубань значної інтенсивності.

2. У молодому віці (до 10 років) вміст мінеральних елементів у загальній масі наземної частини і кореневих систем трав’яних рослин більший, ніж у масі деревних рослин. З віком це співвідношення змінюється на користь деревних рослин, головним чином за рахунок значного збільшення розмірів останніх. Чим інтенсивніше проводять зрідження лісових культур, тим активніше розростаються трав’яні рослини і тим більше вони перехоплюють елементи мінерального живлення у деревних рослин, що в кінцевому результаті позначається на інтенсивності росту дерев.

3. Розростання трав’яного покриву при проведенні доглядових рубань відбувається не лише за рахунок освітлення ґрунту, але і в зв’язку з трелюванням і вивезенням зрубаних дерев. Ці лісосічні операції порушують суцільний шар підстилки і сприяють проростанню насіння трав.

4. У зріджених соснових культурах трав’яне вкриття приблизно в 10 раз витрачає вологи більше, ніж сосна звичайна. Масове розростання трав’яних рослин у культурах 4–-річного віку призводить до висушування верхнього горизонту ґрунту та зниження транспірації і обводнення хвої саджанців сосни. У культурах жерднякового віку трав’яні рослини слабко конкурують за вологу з сосною, оскільки в їх складі домінують тіневитривалі широколистяні види. З кінця жерднякового періоду і в старшому віці внаслідок зрідження крони дерев сосни спостерігається масове розростання трав’яних рослин, зокрема злакових видів. Трави впливають на зменшення запасів вологи у ґрунті і в кінцевому підсумку на зменшення обводнення заболонної деревини і хвої сосни, що позначається на всіх фізіологічних процесах у деревних рослин, їх біологічній стійкості та продуктивності. Загалом вологість заболонної деревини і хвої сосни знаходиться в прямій залежності від зімкнутості крон. За умов меншої зімкнутості крон і буйного розвитку трав, особливо злакових видів, обводнення заболонної деревини і хвої нижча, ніж в культурах високої зімкнутості крон і слабкого розростання трав’яної рослинності.

5. Домішка трав’яних рослин сприяє значному розпушуванню підстилки. Водночас запас і стан підстилки суттєво впливають на інтенсивність розростання та склад трав’яних рослин. Значна кількість насіння трав зависає на підстилці і не проростає, але трав’яні рослини, які вже розрослись і мають добре розвинені кореневища, краще зберігають свою життєздатність під захистом підстилки. Починаючи з 50-річного віку насаджень, половина легкогідролізованого азоту підстилки знаходиться у відмерлих рештках трав’яних рослин. З віком культур азот у підстилці збільшується за рахунок трав’яних рослин.

. Трав’яна рослинність у молодих культурах сосни звичайної виконує подвійну роль. З одного боку, вона висушує ґрунт, що несприятливо впливає на діяльність ґрунтових безхребетних тварин, які знаходяться у верхньому шарі ґрунту, а з другого –зменшує прогрівання ґрунту що позитивно позначається на їх життєдіяльності. Помірне зрідження культур (вирубування до 20–% дерев) сприяє збільшенню чисельності дощових черв’яків, геофілід, павуків, інтенсивне (вирубування до 40–% дерев) –викликає незначне збільшення дощових черв’яків, павуків, мурашок, жужелиць і різке збільшення личинок хруща.

. Розростання трав’яного покриву негативно впливає на процеси фотосинтезу деревних рослин. Однак цей вплив у лісових культурах виявляється опосередковано через зміну водного режиму і мінерального живлення дерев. Буйніший розвиток трав призводить також до різкого збільшення транспіраційних витрат вологи та осушення верхніх горизонтів ґрунту.

. Виділені трав’яним покривом у грунт екзометаболіти гальмують проростання насіння та ріст дерев сосни в культурах. Негативно позначаються на рості молодих культур сосни також леткі речовини трав. Алелопатична активність лісової підстилки зростає із збільшенням у її складі рештків трав’яних рослин і особливо пирію та куничника. Зі зменшенням виділення високотоксичних колінів і негативного впливу на ріст деревних рослин поширені у соснових культурах види трав розташовуються у такій послідовності: куничник наземний, пирій повзучий, тонконіг вузьколистий, медунка вузьколиста, звіробій звичайний.

. Сукцесійний розвиток трав’яного покриву в штучних соснових насадженнях протягом періоду їх вирощування характеризується чітко вираженими змінами трав’яних ценозів і залежить від типу лісорослинних умов.

В умовах свіжих борів онтогенез соснових культур представлений такими трав’яними асоціаціями: різнотравно-куничниковою (до зімкнення крон), зеленомоховою (стадія хащі), зеленомохово-різнотравною (стадія жердняка), різнотравною (стадія середньовіковості, пристигання і стиглості деревостанів), злаковою (зруби). В умовах свіжих суборів –широколисто-пирійною (одно-дворічні культури на свіжих зрубах до зімкнення крон), куничниково-пирійно-різнотравною (перед повним зімкненням крон), різнотравною (стадія хащі), широколистотравною (стадія жердняка і середньовіковості), пирійно-різнотравною (стадія пристигання і стиглості), пирійно-злаковою (зруби).

. Розростання кореневих систем трав у верхньому найбільш родючому шарі ґрунту призводить до витіснення фізіологічно активних коренів деревних рослин у глибші горизонти ґрунту. З урахуванням інтенсивності розростання трав’яних рослин у культурах різного віку в умовах свіжих борів і суборів Східного Полісся виділено такі вікові періоди формування кореневої системи сосни:

1–років –у сосни спостерігається інтенсивний ріст у довжину горизонтальних коренів першого порядку. Міжряддя культур інтенсивно заростають трав’яними рослинами з участю злакових видів;

10–років –у сосни спостерігається інтенсивний ріст горизонтальних і вертикальних коренів, приріст горизонтальних коренів у довжину перевищує приріст стрижневого кореня. Наґрунтовий живий покрив розвинений слабо і представлений поодинокими екземплярами трав і мохами;

25–років –приріст стрижневого кореня сосни у глибину припиняється, відмічається інтенсивний ріст у глибину вертикальних розгалужень. Характерним є розростання спочатку тіневитривалих, а потім і світлолюбних видів трав, які зумовлюють витіснення коренів сосни з верхнього шару ґрунту;

40–років –приріст вертикальних розгалужень коренів сосни у глибину припиняється, спостерігається посилене розгалуження стрижневого кореня по всій його довжині. Трав’яний покрив з перевагою у складі світлолюбних злакових видів інтенсивно розростається;

60 і більше років –спостерігається інтенсивне розгалуження коренів сосни. В добре розвиненому трав’яному покриві переважають злакові види з потужною кореневою системою.

Моделі динаміки збільшення маси фізіологічно активних коренів сосни і трав’яних рослин подано рівнянням параболи другого порядку і розроблені з урахуванням зімкнутості крон деревостану, початкової густоти та віку культур і маси трав’яного покриву.

. Ефективним способом запобігання інтенсивному розвитку трав’яного покриву, який не потребує додаткових затрат, є введення в культури сосни деревних видів з густо облистяною кроною. Домішка до культур сосни берези та дуба (15–%) запобігає інтенсивному розростанню трав і забезпечує збільшення вмісту мінеральних елементів та фізіологічно активних коренів дерев у верхньому шарі ґрунту.

. Із збільшенням ширини міжрядь і зменшенням густоти посадки зростає фітоценотична напруженість між деревними і трав’яними рослинами, що призводить до пригнічення росту саджанців і збільшення термінів змикання культур. Від ширини міжрядь залежить також склад трав’яних рослин. У рідких культурах внаслідок кращого освітлення ґрунту довше (на 3–роки) в складі трав зростають світлолюбні злакові види, зокрема пирій і куничник, а вже потім поселяються широколистяні трав’яні рослини.

. Інтенсивність доглядових рубань з вибіркою до 40% стовбурів і 35% запасу та зменшення повноти до 0,5–,6 сприяють буйному розвитку живого наґрунтового покриву і зумовлюють зниження життєвості деревних рослин. Для забезпечення високої біологічної стійкості і значної продуктивності соснових культур у віці головного рубання зімкнутість намету після проведення освітлень, прочищень і проріджування не повинна бути нижче 0,8, прохідних рубань –,7-0,8.

. Збільшення повноти стиглих штучних насаджень сосни звичайної на 0,1 забезпечує зростання запасу стовбурової деревини на 17–% і підвищує ефективність лісовирощування на 18–%. Водночас зменшення повноти деревостанів на 0,1 нижче повноти 0,7 призводить у середньовікових культурах сосни до збільшення маси трав’яних рослин до 300 кг/га, а в пристигаючих і стиглих лісостанах до 500-750 кг/га. Причому у складі трав’яного покриву значно збільшується частка таких злакових видів, як пирій повзучий і куничник наземний.

. Природне насіннєве поновлення в соснових насадженнях Східного Полісся є незадовільним. Невеликі куртини самосіву і підросту розміщені по площі нерівномірно і характеризуються значною диференціацією деревець за розмірами. Дерева в біогрупах насіннєвого походження погано очищаються від сучків, відзначаються малими запасами деревини та низькою товарною структурою. Зважаючи на переваги штучного лісовідновлення в умовах Східного Полісся, рекомендується заліснювати зруби, в основному, шляхом створення суцільних і часткових культур.

16. Підготовляючи ґрунт під лісові культури, слід надавати перевагу суцільній оранці, оскільки при цьому менше розростаються трав’яні рослини, які негативно впливають на ріст саджанців сосни. З метою зменшення затрат на боротьбу з трав’яними рослинами та витіснення їх з культур, доцільно створювати більш густі культури (11–тис. шт./га), в яких раніше настає зімкнення крон і які є більш біологічно стійкими.

Список опублікованих праць за темою дисертації

Монографії:

Гордиенко М.И., Савицкий Э.А., Ковалевский С.Б. Культуры сосны обыкновенной и радиоактивное загрязнение. –К., 1996. –с.

Дисертанту належить IV розділ, а при підготовці III і V розділів автор дисертації брав участь у зборі польового матеріалу, відпрацюванні методики досліджень, аналізі експериментальних матеріалів та їх описанні.

Гордієнко М.І., Шлапак В.П., Гойчук А.Ф., Рибак В.О., Маурер В.М., Гордієнко Н.М., Ковалевський С.Б. Культури сосни звичайної в Україні. –К., 2002. –с.

Дисертант написав ІVрозділ, окремі підрозділи І, ІІ, ІІІ і V розділів.

Брошури:

3. Гордієнко М.І., Маурер В.М., Ковалевський С.Б. Методичні вказівки до вивчення та дослідження лісових культур. –К., 2000. – 103 с.

Дисертант написав I і III розділ та приймав участь у розробці методик по II розділу .

Статті у наукових виданнях:

Ковалевський С.Б. Фізичні властивості та вологість ґрунту в 1-4-річних культурах сосни звичайної // Науковий вісник Національного аграрного університету. Зб. наукових праць. –Вип. 4. –Лісівництво. –. –С.210-214.
Ковалевський С.Б. Особливості розвитку кореневої системи сосни в 1-4-річних культурах // Науковий вісник Національного аграрного університету. Зб. наукових праць. –Вип. 10. –Лісівництво. –. –С.242-246.

6. Ковалевський С.Б. Вплив токсичних виділень трав’яних рослин на ріст саджанців сосни // Науковий вісник Національного аграрного університету. Зб. наукових праць. –Вип. 13. –Лісівництво. –. –С.267-271.

. Ковалевський С.Б. Розповсюдження коренів сосни в культурах до зімкнення крон // Науковий вісник Національного аграрного університету. Зб. наукових праць. –Вип. 17. –Лісівництво. –. –С.336-339.

. Ковалевський С.Б. Взаємодія сосни з березою в культурах // Науковий вісник Національного аграрного університету. Зб. наукових праць. –Вип. 19. –Лісівництво. –. –С.253-255.

. Ковалевський С.Б. Поглинення поживних речовин у насадженнях сосни звичайної в умовах свіжого бору // Науковий вісник Національного аграрного університету. Зб. наукових праць. –Вип. 20. –Лісівництво. –. –С.39-46.

. Гордієнко М.І., Ковалевський С.Б. Мікроклімат у насадженнях сосни та на зрубах // Науковий вісник. Зб. наук.-техн. праць УкрДЛТУ: лісівницькі дослідження в Україні. –Львів, 1999. –Вип. 9.12. –С. 186-192.

Дисертанту належить основна частина досліджень, обробіток польових матеріалів і їх опис.

11. Ковалевський С.Б. Заростання свіжих зрубів трав’яною рослинністю // Науковий вісник Національного аграрного університету. Зб. наукових праць. –Вип. 24. –Лісівництво. –. –С. 239-242.

. Ковалевський С.Б. Вивчення впливу трав’яної рослинності на ґрунт на зрубах // Науковий вісник Національного аграрного університету. Зб. наукових праць. –Вип. 29. –Лісівництво. –. –С. 284-288.

13. Ковалевський С.Б. Сосна звичайна. Вплив гербіцидів на ріст трав’яних рослин в 1-4-річних культурах сосни звичайної // Захист рослин. –. –№ 9 (51). –С. 19-21.

. Ковалевський С.Б., Кочерга М.М. Повнота соснових деревостанів Київського Полісся // Науковий вісник Національного аграрного університету. Зб. наукових праць. –Вип. 34. –Лісівництво. –. –С. 232-238.

15. Гордієнко М.І., Ковалевський С.Б. Вплив доглядових рубань в культурах сосни звичайної на фізіологічні процеси та розвиток трав’янистих рослин // Науковий вісник УкрДЛТУ. Лісівницькі дослідження в України. –Львів, 2000. –Вип. 10.4 –С. 120-125.

Дисертант провів польові дослідження, обробіток польових матеріалів, приймав участь в описі результатів.

. Ковалевський С.Б. Динаміка лісового опаду й підстилки в соснових насадженнях в умовах свіжих борів // Науковий вісник Національного аграрного університету. Зб. наукових праць. –Вип. 39. –Лісівництво. –. –С. 127-133.

17. Ковалевський С.Б. Особливості впливу трав’яної рослинності на ріст і розвиток молодих насаджень сосни // Науковий вісник Національного аграрного університету. Зб. наукових праць. –Вип. 41. –Лісівництво. –. –С. 292-296.

18. Ковалевський С.Б. Вплив трав’яних рослин на вологість деревини та хвої сосни в насадженнях // Науковий вісник Національного аграрного університету. Зб. наукових праць. –Вип. 46. –Лісівництво. –. –С. 51-60.

. Ковалевський С.Б. Вплив лісової підстилки на розростання трав’яних рослин // Науковий вісник Національного аграрного університету. Зб. наукових праць. –Вип. 50. –Лісівництво. –. –С. 264-269.

20. Гордієнко М.І., Ковалевський С.Б. Природне поновлення сосни звичайної в умовах свіжих свіжих суборів при різній інтенсивності розростання трав’яних рослин // Науковий вісник. Зб. наук.-техн. праць УкрДЛТУ. –Львів, 2002. –Вип. 12.3. –С. 8-13.

Дисертант провів польові дослідження, лабораторний аналіз, приймав участь у розробці методики та описі матеріалів.

. Ковалевський С.Б. Вплив підготовки ґрунту на інтенсивність росту сосни та трав’яних рослин у культурах // Науковий вісник Національного аграрного університету. Зб. наукових праць. –Вип. 54. –Лісівництво. –. –С. 162-168.

22. Ковалевський С.Б. Розповсюдження кореневої системи сосни в умовах свіжих борів і суборів // Науковий вісник Національного аграрного університету. Зб. наукових праць. –Вип. 58. –Лісівництво. –. –С. 192-197.

23. Ковалевський С.Б. Вплив трав’яних рослин на товарну структуру різноповнотних культур сосни звичайної // Науковий вісник Національного аграрного університету. Зб. наукових праць. –Вип. 63. –Лісівництво. –. –С. 232-238.

Тези і матеріали доповідей:

24. Гордієнко М.І., Ковалевський С.Б. Вплив розростання трав’яних рослин на розповсюдження коренів сосни до зімкнення крон // Лісівнича наука та освіта: стан та перспективи розвитку. Мат. міжнар. наук.-практ. конф. до 155-річчя лісогосподарського факультету. 17-20 жовтня 1995 року. –К., 1997. –С.113-115.

25. Ковалевський С.Б. Вплив трав’яної рослинності на грунт зрубів свіжих борів і суборів // Тези допов. Міжнар. наук. конф. Концепція розвитку лісової тинаметії в Україні в контексті лісової освіти і підвищення продуктивності лісових насаджень. 15-19 травня 2000 р. –Харків, вид-во ХДАУ, 2000. –С. 163-166.

Ковалевський С.Б. Лісівничо-екологічна роль трав’яного покриву в культурах сосни звичайної Східного Полісся. –Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора сільськогосподарських наук за спеціальністю 06.03.01 –лісові культури та фітомеліорація. –Український державний лісотехнічний університет, м. Львів, 2003.

У дисертації запропоновано новий напрям вирішення проблеми формування високопродуктивних соснових деревостанів. Виявлено інтенсивність поселення та розвитку трав’яних рослин у культурах сосни різного віку та складу в умовах свіжих борів і суборів. Визначено вплив трав’яного покриву на ріст штучних насаджень сосни, вологість і фізико-хімічні властивості підстилки і ґрунту, мікроклімат, а також розповсюдження в них безхребетних. Вивчено транспіраційні витрати вологи різними видами трав і деревами сосни, вплив зімкнутості крон насаджень і розвитку трав’яного покриву на інтенсивність транспірації, фотосинтезу, дихання сосни, вміст пігментів у хвої. Вивчені особливості біохімічного взаємовпливу між деревними і трав’яними видами в штучних насадженнях. Досліджено розповсюдження коренів сосни і трав у культурах різного віку і різній зімкнутості крон, виявлено вплив трав’яного покриву на природне поновлення сосни в умовах свіжого субору. Вперше встановлено сукцесійний розвиток трав’яних рослин за весь період вирощування насаджень –від їх створення до рубань головного користування та на зрубах. Показано, що розростання трав’яних рослин в культурах впливає на продуктивність соснових насаджень і вихід ділових сортиментів, особливо за умови інтенсивного зрідження деревостанів. Основні результати досліджень знайшли впровадження в лісогосподарській практиці при створенні насаджень та плануванні рубок догляду за ними.

Ключові слова: тип лісу, ґрунт, склад насаджень, трав’яні рослини, сукцесія, біологічна стійкість, продуктивність.

Ковалевский С.Б. Лесоводственно-экологическая роль травяного покрова в культурах сосны обыкновенной Восточного Полесья. –Рукопись.

Диссертация на соискание учёной степени доктора сельскохозяйственных наук по специальности 06.03.01 –лесные культуры и фитомелиорация. –Украинский государственный лесотехнический университет, г. Львов, 2003.

В диссертации предложено новое направление решения проблемы формирования высокопродуктивных сосновых насаждений. Впервые установлены этапы разрастания травянистых растений, их сукцессии с момента создания лесных культур до проведения рубок главного пользования, а также на свежих вырубках. Установлено, что сукцессия трав в искусственных сосновых насаждениях в течение периода их выращивания характеризуется чётко выраженными изменениями ценозов трав и зависит от типа лесорастительных условий. Показано влияние травянистых растений на физико-химические свойства почвы и лесной подстилки, на образование и степень разложения последней, содержание питательных элементов в почве и подстилке чистых и смешанных культур сосны. Установлено, что в низкополнотных насаждениях сосны травяной покров в 10 раз больше расходует влаги, чем сосна. Увеличение количества трав в составе лесной подстилки способствует ёё разпушиванию и лучшему разложению.

Вместе с тем и подстилка влияет на видовой состав траввяного покрова. Установлено влияние лесной подстилки на распространение и разрастание травянистых растений в разновозрастных и разнополнотных насаждениях сосны, а также изучена аллелопатическая активность подстилки в зависимости от количества в ней отмерших остатков трав. Показано, в какой степени травянистые растения поглощают, сколько выносят из почвы и возвращают питательных элементов, как влияет разрастание травяного покрова на режим питания деревьев сосны при проведении рубок ухода разной интенсивности. Изучены особенности микроклимата на вырубках и в 1-, 5-, 10-летних культурах, а также 30-, 50- и 70-летних культурах при разной интенсивности рубок ухода. Отмечено, что критерием оценки степени освещённости почвы есть появление и разрастание разных видов травянистых растений. Выявлено изменение температуры и влажности воздуха и почвы в культурах с разной степенью развития травяного покрова. Между увеличением интенсивности рубок ухода и степенью освещения почвы, её температурой, а также температурой воздуха под пологом насаждений и разрастанием травянистых насаждений существует прямая зависимость, а между влажностью воздуха и почвы –обратная. Установлено негативное влияние массового разрастания травянистых растений на содержание элементов питания в разных частях сосны.

Выяснено влияние трав на поглощение и содержание влаги в древесине и других частях сосны. Влажность заболонной древесины и хвои сосны находится в прямой зависимости от сомкнутости крон. При меньшей сомкнутости и интенсивном развитии трав, особенно злаков, оводнённость заболонной древесины и хвои ниже, чем у культурах с большей сомкнутостью крон и меньшим количеством травянистых растений. Изучены транспирационные потери влаги разными видами травянистых растений и деревьями сосны, влияние сомкнутости полога насаждений на интенсивность транспирации, фотосинтеза и дыхания сосны. Показаны особенности биохимического влияния травянистых растений на прорастание семян и рост саженцев сосны, а также вытяжек с хвои сосны на прорастание семян и рост некоторых видов трав. Выделенные травянистым покровом в почву экзаметаболиты затормаживают прорастание семян и рост деревьев сосны в культурах. Изучено распространение корней травянистых растений и их влияние на распространение и формирование корневой системы сосны, а также влияние разной степени сомкнутости полога на развитие корней сосны и трав. Распространение корневых систем травянистых растений в верхнем наиболее плодородном слое почвы приводить к вытеснению физиологически активных корней сосны в более глубокие и менее плодородные слои почвы. На основании проведённых исследований выделено возрастные периоды формирования корневой системы сосны в условиях свежих боров и суборей Восточного Полесся. Показано влияние разных способов подготовки почвы и разной начальной густоты культур на разрастание травяного покрова и рост культур. Изучено влияние трав на естественное возобновление под пологом насаждений и на вырубках. Показано влияние полноты древостоев на разрастание травянистых растений, рост и производительность насаждений сосны, выход деловых сортиментов. На основании материалов исследований разработаны модели разрастания травянистых растений в культурах сосны обыкновенной разного возраста, модели динамики нарастания корней сосны и трав, представленные уравнением параболы второй степени, с учётом сомкнутости крон, начальной густоты, возраста культур. В целом показано отрицательное влияние травянистых растений на рост чистых и смешанных культур сосны обыкновенной в разные возрастные периоды и на их производительность. Основные результаты исследований нашли применение в лесохозяйственной практике при создании насаждений и планировании проведения рубок ухода за ними.

Ключевые слова: тип леса, почва, состав насаждений, травянистые растения, сукцессия, биологическая устойчивость, производительность.

Kovalevskii S.B. Silvicultural-ecologycal role of grass cover in pine artificial stands of Eastern Polessya. –The manuscript.

Dissertation for award a scientific degree of doctor of agricultural sciences on specialty 06.03.01 –forest plantation and phytomelioration. –Ukrainian State University of Forestry and Wood Technology, Lviv, 2003.

The new way for decision of the problem of high-productivity pine stands formation is developed in the dissertation. It has been researched influence of methods cultivation of soil, thick of young pine stands, grass on the spreading roots of pine in the other old wood with various density branches of trees, felling care and various density branches of trees on the growth grass, allelopatic interaction plants, grass on the natural renewal of trees, on the mix forest plantations, various density branches of trees and growth grass on the productivity pine stands formation. It’s the first establish successions of grass during growth pine stands formation before fell trees and on the wastelands. It’s shown influence of the growth grass in the forest plantations on the productivity pine stands formation in the special conditions sparse woods. The main results of the researches have been implemented into forestry for creation and formation of the high-productivity pine stands.

Key words: forest site, soil, composition of stands, grass, successions, biological resistance, productivity.

1. Тепловой расчет паровой турбины Т-100-130
2. ЛЕКЦИЯ 1 ОРГАНИЗАЦИЯ ПОМОЩИ РАНЕНЫМ И ПОСТРАДАВШИМ ВО ВРЕМЯ ВОЙНЫ В ДЕЙСТВУЮЩЕЙ АРМИИ
3. Создание и продвижение брэндов на российском рынке позволяет сделать как минимум два вывода
4. Российская академия государственной службы при Президенте РФ Северо
5. Начинайте изучать иностранный язык с учителем
6. .1 Актуальность темы дипломного проекта 7 1.
7. В предлагаемой статье мы попытаемся проанализировать как трактуются в реальной жизни сформулированные в н
8. Контрольная работа- Оборотный капитал
9. Самоуважение, удовлетворение, внутренняя свобода и уверенность в себе
10. Индивидуальное прогнозирование спортивной специализации студентов на основе имитационного моделирования
11. Девиантное поведение подростков
12. Статья- Проблемы эффективности внешнеэкономической деятельности
13. Экономическая оценка сельскохозяйственных угодий
14. это любое юридическое или физическое лицо поставляющие товары заказчикам
15. Реферат на тему- Експлуатаційні властивості повітряних суден
16. Поколение за поколением бедная деревушка Ле Салан и зажиточный городок Ла Уссиньер вели борьбу за единств
17. Петербург Берлин обрели свой характерный облик; в их архитектурных ансамблях усилилась роль общественных
18. СанктПетербургский институт управления персоналом Дисциплина- Коммерческое право Билет 1
19. Генерация идей Личные показатели Табл
20. Антиинфляционная политика и ее особенности в Республике Беларусь

Материалы собраны группой SamZan и находятся в свободном доступе