Бiолого-екологiчнi та технологiчнi основи плантацiйного лiсовирощування в Украiyi

ФУЧИЛО

Ярослав Дмитрович 
 
 

УДК 630*232+630*228.7 
 
 
 

БІОЛОГО-ЕКОЛОГІЧНІ ТА ТЕХНОЛОГІЧНІ ОСНОВИ ПЛАНТАЦІЙНОГО ЛІСОВИРОЩУВАННЯ

В УКРАЇНІ  

06.03.01 – лісові культури та фітомеліорація 

Автореферат

дисертації  на здобуття наукового ступеня

доктора сільськогосподарських наук 
 

Київ – 2005

       Дисертацією є рукопис 

       Робота  виконана в Національному аграрному  університеті Кабінету Міністрів України 

Науковий  консультант -    доктор сільськогосподарських наук, професор

                            Ониськів Микола Ількович,

                            Національний аграрний університет, головний

                            науковий співробітник НДІ лісівництва та

                            декоративного садівництва 

Офіційні  опоненти:             доктор сільськогосподарських наук, професор Ковалевський Сергій Борисович,

Національний  аграрний університет,

декан лісогосподарського факультету,

професор  кафедри дендрології та лісової  селекції 

доктор  сільськогосподарських наук,

старший науковий співробітник

Шлапак  Володимир Петрович,

Національний  дендрологічний парк “Софіївка” НАН  України, заступник директора

з наукової роботи 

доктор  сільськогосподарських наук,

старший науковий співробітник

Левон Федір Михайлович,

Національний  ботанічний сад ім. М.М. Гришка НАН  України, провідний науковий співробітник

відділу дендрології та паркознавства

Провідна  установа -        Український державний лісотехнічний університет, кафедра лісових культур і селекції, Міністерство освіти і науки України, м. Львів 

    Захист  відбудеться "27" квітня 2005 р. о 12 ⁰⁰ годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.004.09 у Національному аграрному університеті за адресою: 03041, м. Київ-41, вул. Героїв оборони, 15, навчальний корпус З, ауд. 65 

    З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці Національного аграрного  університету за адресою: 03041, м. Київ-41, вул. Героїв оборони, 13, навчальний корпус 4, к. 41 

    Автореферат розісланий " 23” березня 2005 р. 

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради                                                Кравець П.В.

ЗАГАЛЬНА  ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

       Актуальність  теми. Проблема раціонального використання природного потенціалу лісових земель є однією з найважливіших народногосподарських проблем, значення якої виходить далеко за рамки окремих галузей.  Обмеженість вітчизняних лісових ресурсів, недостатнє забезпечення потреб промисловості у деревній сировині та необхідність, у зв’язку з цим, досягти значного підвищення лісистості території країни і розширення експлуатаційних запасів деревини, вимагають переходу лісового господарства України на принципово нові форми господарювання.  Однією з таких форм, широке запровадження якої дозволить вирішити більшість із поставлених перед лісовою галуззю завдань, є вирощування деревини плантаційними методами. Система плантаційного лісовирощування передбачає значне скорочення строків вирощування технічно стиглої деревини наперед запланованих параметрів за рахунок використання високопродуктивних форм деревних порід і застосування раціонального комплексу агротехнічних, лісівничих та лісозахисних заходів їх вирощування. З ряду економічних і екологічних причин, крім лісових земель, на плантаційне лісовирощування доцільно орієнтуватися на сільськогосподарських невгіддях, які передаються під заліснення. Особливості створення та вирощування плантаційних культур на одержання деревної сировини опрацьовані ще не достатньо. Відкритими залишаються ряд важливих питань екологічної і економічної ефективності плантаційного лісовирощування, агротехніки і технології створення, вирощування плантацій  залежно від цільового сортименту, категорії лісокультурної площі, грунтово-кліматичних умов та інших чинників. На вирішення цих проблем і спрямована дана дисертаційна робота.

       Зв’язок роботи з науковими  програмами, планами, темами.  Робота виконана під час навчання у докторантурі НАУ (2000–2003), а також у рамках  держбюджетних наукових проектів: 110/53 “Розробити біолого-екологічні та технологічні основи цільового лісовирощування та захисту лісів від шкідників і хвороб” (1994–1998), номер державної реєстрації – 0196U005222, 110/76 “Розробити наукові основи, технологію створення та вирощування плантацій швидкорослих деревних порід для  забезпечення сировиною підприємств целюлозно-паперової промисловості та інших галузей” (1999–2003), номер державної реєстрації – 0199U002511 та госпрозрахункового наукового проекту: “Вивчити причини всихання лісів зони Київського Полісся на прикладі Боярської ЛДС та розробити рекомендації по їх оздоровленню” (1994–1998). Окремі розділи виконувалися автором за власною ініціативою.

       Мета  і завдання дослідження. Мета роботи – розробка теоретичних основ і ефективних  способів створення та вирощування  плантацій швидкорослих деревних порід (сосни, ялини, тополі та верби) як лісосировинної бази для підприємств деревопереробної галузі промисловості.

       Для досягнення поставленої мети передбачалось  вирішити такі основні завдання:

1. Вивчити лісівничо-екологічні та біологічні властивості сосни звичайної, ялини європейської та перспективних форм тополь і верб, які зумовлюють високу продуктивність та стійкість їх насаджень.
2. Визначити потенційну продуктивність плантаційних культур у різних грунтово-кліматичних умовах і на різних категоріях земель.
3. Дослідити ефективність  господарських заходів на підвищення продуктивності та стійкості плантаційних культур.
4. Розробити агротехніку і технологію створення та вирощування плантацій.
5. Визначити оптимальні строки проведення головного рубання плантацій.
6. Дослідити можливість підвищення продуктивності плантацій методами лісової селекції.
7. Дослідити економічну та екологічну доцільність плантаційного лісовирощування.

       Об’єкт  дослідження – лісові культури та плантації швидкорослих деревних порід рівнинної частини України.

       Предмет дослідження – ріст, продуктивність і стійкість плантаційних культур у залежності від біоекологічних особливостей досліджуваних порід,  грунтово-кліматичних умов і застосованої технології; оптимальний вік ротації плантацій; перспективні для плантаційного лісовирощування форми  деревних порід.

       Методи  дослідження. Основними методами дослідження були: лісівничо-таксаційні – для дослідження росту і продуктивності деревостанів; порівняльної екології – для визначення типу лісорослинних умов; агрохімічні– для визначення фізико-хімічних властивостей ґрунтів; фізіолого-біохімічні – для вивчення перебігу основних фізіологічних процесів та вмісту поживних речовин у рослинах; лісової селекції – для дослідження можливості підвищення продуктивності плантацій селекцією швидкорослих форм деревних порід; математичної статистики –для обробки експериментальних даних.

       Наукова новизна одержаних  результатів. Поглиблено наукові уявлення про потенційну і реальну продуктивність деревостанів сосни звичайної, ялини європейської, тополі і верби та про особливості формування їх плантаційних деревостанів в умовах України. Виділено ряд перспективних форм деревних порід для прискореного вирощування деревини. Удосконалено агротехніку і технологію створення плантацій (вирощування і використання різних видів садивного матеріалу, підготовка лісокультурної площі, обробіток ґрунту, удобрення, агротехнічні та інші). Одержано ряд математичних моделей залежності між густотою деревостанів та іншими їх таксаційними характеристиками. Розроблено програми формування оптимальної густоти плантацій на баланси і пиловник, при слабкій і сильній інтенсивності доглядових рубань. Вивчено особливості формування і продуктивність другої (порослевої) генерації плантацій тополь на середню і грубу деревину. Рекомендовані додаткові ознаки оцінки життєздатності дерев при відведенні їх у доглядові рубання  (розміри крони і вологість лубу). Розроблено математичні моделі ходу росту насаджень досліджуваних порід за запасом і середньою зміною запасу, з обґрунтуванням оптимальних строків головного рубання за максимальною кількістю деревини і її вартістю. Розроблено математичні моделі залежностей між основними морфометричними характеристиками вербового пруту, а також між масою кущів маточної плантації і виходом стандартних живців. Обґрунтовано місце і перспективи плантаційного лісовирощування у вирішенні екологічних проблем. Визначено економічну ефективність створення плантацій сосни з ущільнювачами.

       Практичне значення одержаних  результатів. Отримані результати, що стосуються садивного матеріалу, особливостей створення і вирощування плантацій сосни звичайної, ялини європейської, тополь і верб на різних категоріях земель, їх продуктивності та віку головних рубань, можна широко застосовувати у лісогосподарській практиці. Вони прийняті до впровадження у ДЛГО “Київліс”, “Черкасиліс”, “Тернопільліс”, “Чернігівліс” і Боярській ЛДС НАУ. Результати досліджень також реалізовані у методичних рекомендаціях “Плантаційне вирощування деревної сировини для потреб целюлозно-паперової та інших галузей промисловості. – К.: НАУ, 2003. – 53 с.”. Виділені в результаті реалізації програми досліджень дві швидкорослі форми деревних порід: сосна звичайна “Боярська-1” (для вирощування середньої та грубої деревини) і верба прутовидна “Тернопільська” (на дрібну ділову деревину для  плетених виробів і фітомасу) на даний час внесені в реєстр сортів рослин України. Рекомендовано до впровадження у плантаційні культури маловідомі перспективні форми тополі: dorskamp, blanc de Poitou, heidemij, I-45/51.

       Особистий внесок здобувача. Дисертація є особистою науковою працею автора, у якій йому належать постановка проблеми досліджень, розробка теоретичних, методологічних та методичних положень її вирішення. Весь польовий  і експериментальний матеріал зібраний особисто автором, або при його безпосередній участі. Ним же була проведена обробка, аналіз, узагальнення одержаних даних і формулювання на їх основі науково обґрунтованих висновків та пропозицій. Автор висловлює щиру вдячність співробітникам наукових, навчальних закладів та підприємств лісівничого профілю за сприяння у зборі матеріалу та надання методичної допомоги.

       Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертаційної роботи доповідались на науково-практичних конференціях професорсько-викладацького складу та аспірантів лісогосподарського факультету Національного аграрного університету в 1995–2003 роках, на міжнародних науково-практичних конференціях: “Проблеми індустріальних регіонів: менеджмент і екологія”, (м. Запоріжжя, 23–27 березня 1998 р.); м. Львів, УкрДЛТУ, 14–16 квітня 1999 р.; “Лісовий комплекс України на зламі тисячоліть”, (м. Київ, НАУ, 25–28 жовтня 2000 р.); “Лісівницькі дослідження в Україні на початку третього тисячоліття”, (м. Київ, НАУ, 17–19 жовтня 2001р.).

       Публікації. За темою дисертації протягом 1987–2004 років одержано 2 авторських свідоцтва на сорти рослин (одне з них - у співавторстві), опубліковано монографію (10,6 д.а., у співавторстві), брошуру  (3,4 д.а., у співавторстві) та 30 статей, 29 із них – у наукових провідних фахових виданнях, які внесені у перелік, затверджений ВАК України. Загальний обсяг публікацій становить  22,7 д.а.

       Структура і обсяг роботи. Дисертація складається зі вступу, 5 розділів, висновків та рекомендацій, списку використаних джерел із 633 найменувань (з них – 130 латиницею, включаючи 9 Інтернет-сайтів).  Матеріали дисертаційної роботи представлено на 487 сторінках комп’ютерного тексту, у тому числі основний текст – на 303 сторінках, ілюстрований 90 таблицями і  42  рисунками. Додатки – на  100 сторінках. 

ОСНОВНИЙ  ЗМІСТ РОБОТИ 

ПРОГРАМА, УМОВИ, МЕТОДОЛОГІЯ, МЕТОДИКА ДОСЛІДЖЕНЬ

ТА  ТЕОРЕТИЧНЕ ОБГРУНТУВАННЯ  ПРОБЛЕМИ

       Програмою дисертаційної роботи передбачалося  проведення досліджень за такими напрямами: вивчення лісівничих і екологічних  властивостей сосни звичайної (Рinus sylvestris L.), ялини європейської (Picea abies (L.) Karst.) та перспективних форм тополь (Populus sp.) і верб (Salix sp.), які зумовлюють високу продуктивність та стійкість їх насаджень; визначення потенційної продуктивності плантаційних культур у різних грунтово-кліматичних умовах і на різних категоріях земель; дослідження можливості підвищення продуктивності плантацій методами лісової селекції; оцінити ефективність основних елементів агротехніки і технології створення та вирощування плантацій (використання різних типів садивного матеріалу,  способів підготовки лісокультурних площ, обробітку ґрунту, проведення агротехнічних і лісівничих доглядів та заходів захисту плантацій; обґрунтування оптимальних строків проведення головного рубання); дослідження економічної та екологічної ефективності плантаційного лісовирощування.

       Вирішенню поставлених програмних завдань  передувало проведення аналізу наукових праць вітчизняних і зарубіжних авторів з проблеми плантаційного  лісовирощування, а також суміжних напрямів лісової науки. В основу проведених досліджень лягли наукові положення вітчизняних і зарубіжних лісівників (Морозов Г.Ф., 1970; Висоцький Г.Н., 1950; Погребняк П.С., 1968; Мелехов І.С., 1980, 1986 та ін.) про ліс як специфічний біогеоценоз, що складається з окремих компонентів: деревостану, підліску, трав’яного покриву, ґрунтової  флори, фауни, ґрунту, материнської гірської породи тощо, які розвиваються у просторі і часі під впливом кліматичних умов, впливаючи один на одного та навколишнє середовище.

       При плантаційному лісовирощуванні, яке  являє собою спеціалізоване лісогосподарське виробництво з вирощування певних видів  деревної сировини у більшій кількості та у коротші строки, порівняно з традиційним лісовирощуванням (Шутов И.В., Маслакова Е.Л., Маркова И.А. и др., 1984, 1986) формуванню деревостану (його запасу і товарної структури), надається основна увага. Теоретичною основою дисертаційної роботи стали також праці К.Б. Лосицького і В.С. Чуєнкова (1973) (щодо оцінки максимальної продуктивності деревостанів), Б.І.Гаврилова (1957), який першим увів поняття “плантація” по відношенню до соснових деревостанів, а також ряд інших робіт з особливостей вирощування сосни, ялини, тополі та верби (Головчанский И.Н., Гавриленко А.П., Шинкаренко И.Б. и др., 1981; Гордиенко М.И., Падий Н.Н., Цилюрик А.В., 1992; Гузь М.М., 1996; Калинин М.И., 1983; Козырев Ф.М., 1931; Криницький Г.Т., 1993; Кучерявий В.П., 2000; Лавриненко Д.Д., Редько Г.И. и др., 1966; Лакида П.І., 2002; Морозов Г.Ф., 1966; Ониськив Н.И., 1967, 1986;  Правдин Л.Ф., 1952, 1964; Редько Г.И., 1975; Рябокінь О.П., 1995, 1996; Савич Ю.Н., Строчинский А.А., 1991; Ткач В.П., 1995, 1999; Царев А.П., Царева Р.П., Иванников С.П., 1988; Шутов И.В., Маслакова Е.Л., Маркова И.А. и др., 1984, 1986; Ford-Robertson J.B., Mitchell C.P, Watters M.P., 1993; Hytцnen J., 1995, 1996; Kenney W.A., 1993; Souleres G., 1993, 1995; Weisgerber H., 1988 та інші).

       Експериментальними  дослідженнями, які проводилися  протягом 1983-2004 років, були охоплені усі  природно-кліматичні зони рівнинної  частини України. За об’єкти досліджень слугували плантаційні та традиційні штучні деревостани різних лісорослинних  умов, з різною агротехнікою їх створення  та вирощування. Частина з них були спеціально створені за безпосередньої участі автора. Крім того, досліджувалися високопродуктивні деревостани як еталони,  для оцінки максимальної продуктивності деревини у певних кліматичних і едафічних умовах. Частина досліджень стосувалася селекції перспективних форм деревних порід для плантаційного лісовирощування.

       У процесі постановки та проведення досліджень користувалися загальноприйнятими у лісівництві, лісових культурах, фізіології рослин, лісовій селекції, лісовій таксації і математичній статистиці методиками та нормативами (Анучин Н.П., 1952; Воробьев Д.В., 1967; Гордієнко  М.І., Маурер В.М., Ковалевський С.Б., 2000; Гузь М.М., 1996; Криницький Г.Т., 1993; Молотков П.И., 1991; Патлай І.М., 1989; Старова Н.В., 1980; Строчинский А.А., Швиденко А.З., Лакида П.И. и др., 1992 та ін.). 

       На  даний час плантаційне лісовирощування  досить широко використовують для одержання  необхідних сортиментів деревини у  таких розвинених країнах як США, Канада, Великобританія, Швеція, Фінляндія, Франція, Італія, Німеччина, Китай, Японія, Нова Зеландія, Аргентина тощо. Великий  інтерес до даної проблеми проявляють також сусідні з Україною держави – Польща, Росія, Білорусь, Словаччина.

       При плантаційному лісовирощуванні  необхідно прагнути до одежання максимально  можливої кількості деревини. Використавши дані К.Б. Лосицького (1973) про те, що на 1 ккал·см^-2·рік^-1 сонячної радіації у насадженнях однієї й тієї ж породи у різних кліматичних зонах при загальному забезпеченні вологою продукується однакова кількість деревного приросту на 1 га, ми розрахували для території України максимальні теоретичні показники запасу і загальної продуктивності досліджуваних порід, а також показники бонітету, яким відповідають ці характеристики за таблицями ходу росту у віці 100 років для сосни і ялини та у 50 років – для осики (табл. 1).

       Досягнення  одержаних показників продуктивності можливе лише за наявності ряду інших  сприятливих чинників, у першу  чергу зволоженості території, трофності  і дренованості ґрунту, кількісному  та якісному складу ґрунтової біоти.

       На  основі аналізу літературних джерел і результатів власних досліджень ми дійшли висновку, що за рахунок підбору відповідної агротехніки і технології вирощування плантацій можна значною мірою оптимізувати умови їх росту, включаючи нейтралізацію несприятливих кліматичних факторів.

Таблиця 1 

Максимальні показники продуктивності деревостанів основних

лісоутворюючих  порід в Україні, м³·га, за оптимальних едафічних умов 
 

       Схема впливу основних абіотичних, біотичних  та антропогенних чинників на процес формування плантаційного деревостану  зображена на рисунку 1.

       Отже, на ріст і формування плантаційних деревостанів безпосередньо впливають  абіотичні чинники: кліматичні (тепло, світло, волога) і едафічні (трофність, зволоженість і аерованість ґрунту) та біотичні (ґрунтова і позаґрунтова флора й фауна). На етапі створення  плантацій за рахунок лісокультурних заходів (обробіток ґрунту, догляди  за ґрунтом, удобрення, гідромеліорація) відбувається оптимізація лісорослинних  умов. Крім того, інтенсифікація росту  плантацій досягається використанням  селекційно поліпшеного садивного  матеріалу.

       Після зімкнення крон плантаційні деревостани  самі починають дуже впливати на ґрунт, біоту і частково на клімат. З  цього часу основним важелем керування  процесом їх росту стають доглядові  рубання, якими підтримується оптимальна для вирощування цільового сортименту густота. Оптимізація густоти деревостанів (плантації формуються, як правило, більш рідкими, ніж традиційні насадження) дозволяє забезпечити деревам сприятливі умови росту і підвищити їх біологічну і механічну стійкість. Крім того, менша кількість дерев  дає можливість ретельніше виконувати догляди за стовбуром і кроною, що сприяє підвищенню якості вирощуваної  на плантаціях деревини. У ряді випадків необхідна густота формується вже  на етапі створення плантації  і практично не змінюється до часу головного рубання.

       БІОЛОГО-ЕКОЛОГІЧНА ХАРАКТЕРИСТИКА ОСНОВНИХ

       ЛІСОУТВОРЮЮЧИХ  ПОРІД   ДЛЯ ПЛАНТАЦІЙНОГО ЛІСОВИРОЩУВАННЯ

       Вибір обйєктом наших досліджень таких  видів, як сосна звичайна, ялина європейська (родина соснових)  та тополі і верби (родина вербових), зумовлений їх здатністю формувати чисті, максимально продуктивні для зони помірного клімату деревостани у різних лісорослинних умовах і  наявністю певного вітчизняного й зарубіжного досвіду  їх плантаційного культивування.

       Біолого-екологічна характеристика сосни  звичайної (Pinus sylvestris L.)

       Сосна звичайна - швидкоросла деревна порода, яка має пластичну кореневу систему, відзначається високою холодо- і  посухостійкістю, світло-любністю та оліготрофністю. Росте в основному на підзолистих  ґрунтах легкого механічного  складу. Формує достатньо високопродуктивні  насадження навіть на найбідніших ґрунтах. На бідних піщаних ґрунтах Полісся  сосна звичайна росте переважно  за другим класом бонітету, а на Нижньодніпровських пісках – за третім, що пояснюється посушливістю степового клімату і меншою кількістю поживних речовин у ґрунті, при однаковому типі лісорослинних умов  (Гордиенко И.И., 1969). Соснові культури, краще забезпечені вологою і поживними речовинами (у заплаві Дніпра), ростуть за першим класу бонітету і мають у віці 37 років запас 236 м³·га^-1. Найсприятливіші умови для росту насаджень сосни звичайної складаються у південному Поліссі, на межі з Лісостепом, в умовах свіжого багатого субору та свіжої судіброви. Ростуть вони тут за  І^b-I^c бонітетом і у 43-річному віці найкращі з них мають запас деревини 500 м³·га^-1, а середній приріст – 11,8 м³·га^-1 у рік.

Біолого-екологічна характеристика ялини  європейської         

(Picea abies (L.) Karst.)

       Ялина європейська – вибаглива до родючості та помірного зволоження ґрунту порода. Найкраще росте на середніх за зволоженістю суглинкових добре дренованих ґрунтах. Поверхнева коренева система ялини зумовлена її високою вимогливістю до зволоженості та аерованості субстрату. Поверхнева коренева система і велика, щільна крона сприяють високій вітровальності насаджень даного виду.

       У межах України  ялина європейська  природно росте в Карпатах, де досягає максимальних показників продуктивності, а також окремими острівцями у передгір'ях та на рівнині – у Закарпатській, Івано-Франківській, Львівській, Волинській, Рівненській, Житомирській  і  Чернігівській областях. Як показали дослідження особливостей росту культур ялини у Передкарпатті, спочатку вони відзначаються досить інтенсивним ростом і високою продуктивністю, але, починаючи з 30–40-річного віку, інтенсивність їх росту різко зменшується, дерева дуже уражуються шкідниками і хворобами, особливо опеньком (Armillariella mellea Q.), внаслідок утворення у ґрунтовому профілі під ними, на глибині 30–35 см, дуже щільного ілювіального горизонту, який обмежує можливість поширення ризосфери ялини у нижні горизонти ґрунту.

       Високої продуктивності досягають деревостани  ялини також у Лісостепу та на Поліссі. Найсприятливіші умови  для росту їх плантацій створюються  в умовах вологих сугрудків (С₃), де вони досягають запасу 575 м³·га^-1 у віці 42 роки. Основним фактором, що негативно впливає на можливість плантаційного вирощування ялини в Лісостепу, є ґрунтова посуха. 

       Біолого-екологічна характеристика тополь (Populus sp. L.)

       Тополя – найбільш швидкоросла і високопродуктивна деревна порода помірних широт. Із трьох автохтонних для території України видів тополі лише осика (P. tremula L.) зустрічається переважно в позазаплавних лісах. Крім неї у нас  природно ростутуть осокір, або тополя чорна (P. nigra L.) і тополя біла, або срібляста (P. alba L.), а також – природний гібрид осики з білою тополею – тополя сіріюча (P. canescens Sm.). У культурі зустрічається також велика кількість інтродукованих видів та форм. Серед них найбільший інтерес для плантаційного лісовирощування представляють тополя дельтовидна, або канадська (P. deltoids Marsh.), її гібриди з тополею чорною, відомі під загальною назвою тополя євроамериканська ( robusta, marilandica, serotina, gelrica, regenerata та ін.).

       Високопродуктивні тополеві насадження, як правило, зустрічаються  у заплавах річок. Тут, у добре  зволожених і багатих на поживні  елементи умовах, деревостани тополі здатні за короткі строки утворювати значну кількість деревини. Як показали наші дослідження, в умовах Нижньодніпровських плавнів, де найвищою продуктивністю відзначається  тополя Торопогрицького – гібрид тополі дельтовидної та пірамідальної,  навіть у відносно несприятливих умовах (С₂), до 21-річного віку здатні продукувати близько 300 м³·га^-1 стовбурової деревини. Середня зміна запасу при цьому становить 14,1 м³ ·га^-1  у рік (табл. 2).

Таблиця 2

Вплив  лісорослинних умов на ріст і продуктивність плантацій тополі Торопогрицького в умовах Нижньодніпров’я 
 

       Збільшення  зволоженості і трофності ґрунтових  умов викликає різке зростання усіх таксаційних показників її деревостанів. Так у віці 27 років  у багатих вологих умовах запас їх стовбурової деревини досягає 994 м³·га^-1 і середньої зміни запасу – 36,8 м³·га^-1  у рік.

       Завдяки швидкому росту, тополю Торопогрицького  та інші форми тополі доцільно вирощувати у заплавах річок у плантаційному  режимі із скороченим оборотом рубання  як сировинну базу деревопереробних підприємств (Ткач В.П., 1999).

       Біолого-екологічна характеристика верб (Salix sp. L.)

       В Україні зустрічається 25 автохтонних  видів верб, із них на рівнинній  частині – 16 (Скворцов А.К., 1968, 1981; Фучило Я.Д., 1999). У плантаційному режимі вони, порівняно з іншими деревними породами, вирощуються найдавніше (на прут для виготовлення плетених меблів, тари та  інших виробів, а також на деревну сировину більших розмірів: пиловник, будівельний ліс, баланси тощо). При цьому слід зазначити, що вербові плантації продукують ділову деревину (прут для плетіння) уже у однорічному віці.

       Більшість верб відзначаються дуже інтенсивним  ростом за висотою у молодому віці. За дослідженнями 2001 року, максимальний приріст молодої порослі верб відзначався у період з кінця  травня до середини липня і становив у верби пурпурової 3,82 см за добу. Швидкорослість верб і тополь забезпечується інтенсивним перебігом біохімічних процесів у їх органах. У найжаркіший час вегетаційного періоду 2001 року представники родини вербових з 1 г листка транспірували від 0,80 до 2,55 г води за 1 год. Інтенсивність фотосинтезу при цьому досягала 21,7–59,2 мг·дм^-2·год^-1. Встановлено, що у видів родини Salicaceae відсутня пряма залежність між інтенсивністю транспірації та інтенсивністю фотосинтезу. Співвідношення між цими показниками, очевидно, є видовою  ознакою.

       Плантації усіх видів верб позитивно реагують на збільшення трофності і зволоженості ґрунту. Оптимальні умови їх вирощування – волога й мокра судіброва та діброва (рис. 2). 
 
 
 
 
 

Рис. 2. Вплив лісорослинних умов на продуктивність плантацій верб 

       Із  трьох досліджуваних видів найвищу  кількість однорічної фітомаси продукувала  верба прутовидна, яка також найінтенсивніше  зреагувала на збільшення трофності  і зволоженості ґрунту. Більш зволожені, але менш дреновані умови (D₅) негативно впливають на продуктивність верб, але забезпечують високу їх збереженість.

       Недостатньо вивченим є питання оцінки продуктивності мініротаційних плантацій верб. Проведені  дослідження дозволили виявити  ряд тісних залежностей між параметрами  однорічного пруту (маса, довжина, діаметр  на висоті 5 см від окоренка тощо) кількох  найпоширеніших видів. Одним з основних завдань було визначення (через вищенаведені показники) об’єму пруту як традиційної  характеристики, прийнятої для  кількісної оцінки деревної продукції. Свіжозрізана маса може бути достатньо надійним показником продуктивності лише зразу після зрізування. Тоді вона тісно корелює з рештою основних параметрів пруту (табл. 3, рис. 3).

       Таблиця 3

Основні характеристики пруту верби прутовидної

та кореляційні  зв’язки між ними 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Рис. 3. Залежність свіжозрізаної маси пруту  верби прутовидної від його довжини  і діаметра на висоті 5 см від окоренка 

       Залежність  маси прута від висоти і діаметра виражається досить складними поліноміальними  формулами. Щодо об’єму, то між ним  і масою існує тісна прямолінійна залежність:

       y=1,053 x+19,102,                                                                       (1)

       де:  y – об’єм пруту (см³), x -  маса пруту (г). 

       За  необхідності, для визначення об’єму можна використати  формули, наведені на рисунку 3, і залежність між масою та об’ємом. Для різних видів верб і умов культивування аналогічні залежності можуть значно відрізнятися.

       Порослеві деревостани верби білої в  умовах плавнів досягають максимальної середньої зміни запасу (21-23 м³·га^-1 у рік) у період з 15 до 19 років, а насінні – зберігають високу середню зміну запасу до 35 років, коли їх запас становить близько 540 м³·га^-1. 

ВИБІР ПЕРСПЕКТИВНИХ ФОРМ ДЕРЕВНИХ ПОРІД ТА ВИДУ САДИВНОВОГО  МАТЕРІАЛУ ДЛЯ  СТВОРЕННЯ ПЛАНТАЦІЙ

       Підвищення  продуктивності плантацій  методами лісової  селекції

       Основним  методом лісової селекції є відбір і розмноження цінних популяцій  і форм. Крім відбору, використовують і деякі інші методи: гібриди-зацію, поліплоїдію, мутагенез (Молотков П.И., Патлай И.Н., Давидова Н.И. и др., 1982; Любавская  А.Я., 1982 та ін.). Лісогосподарська діяльність передбачає використання двох систем селекції: популяційної – для забезпечення існування природних популяцій деревних порід і плюсової– на одержання високо-продуктивних форм для плантаційного їх вирощування. В останньому випадку переважно застосовується вегетативне розмноження виведених форм (Криницький Г.Т., 1993; Любавская А.Я., 1982). Наведеним двом системам відповідають генетико-популяційний (груповий) та фенотиповий (індиві-дуальний) напрями генетико-селекційних робіт. Крім того, виділяють еколого-географічний (масовий) та морфофізіологічний напрями (Криницький Г.Т., 1993).

       Нашими  дослідженнями частково були охоплені усі вказані напрями. Так, вивчення особливостей росту географічних культур  сосни звичайної у Дзвінківсь-кому л-ві Боярської ЛДС підтвердило  справедливість висновку, що соснові  деревостани з місцевого насіння  за інтенсивністю росту і стійкістю  до дії негатив-них факторів переважають  іншорайонні через кращу адаптацію  до місцевих кліматичних і едафічних  умов (Правдин Д.Ф., 1964; Shutyaev A.M., Giertych M., 1997 та ін.).

       У результаті відбору плюсових дерев  сосни боярського походження і перевірки  їх спадкових властивостей було виділено перспективну для плантацій-ного лісовирощування  форму – “Боярська-1”, яка внесена у реєстр сортів рослин України з 2003 року. Вона відрізняється високою інтенсивністю росту, тонкими скелетними гілками, що відходять від стовбур під гострим кутом, та компактною кроною. Дані ознаки досить повно передаються нею як вегетативному, так і насінному потомству.

       Дослідження клонової лісонасіннєвої плантації  ялини європейської (Фастівський  ДЛГ Київської області), де представлене вегетативне потомство плюсових дерев з України, Литви, Латвії та Білорусі, вказують на вищу продуктивність клонів з українських плюсових дерев, порівняно з іноземними, а також – на високу ефективність застосування індивідуального відбору дерев ялини для її плантаційного лісовирощування. Найвищими таксаційними характеристик-ками відзначається клон з плюсового дерева № 53 (Тростянецький ДЛГ Сумської області). В умовах свіжої діброви, при розміщенні дерев 5,0х5,0 м, його 37-річний деревостан має середню висоту 19,5 м, середній діаметр 37,3 см і запас 320 м³·га^-1.

       Завдяки легкому утворенню гібридних  форм і здатності до вегетативного  розмноження, на даний час виведено багато перспективних форм тополь та верб, які успішно вирощуються  у плантаційному режимі. Дослідження  особливостей росту 17 форм тополі у  південному Поліссі і Лісостепу  вказують на доцільність використання, крім давно культивованих в Україні  клонів секції Aegiri (robusta, marilandica, serotina, І-214), ще ряду культиварів: blanc de Poitou, heidemij та dorskamp. Останній із них мав найбільшу середню висоту дворічних саджанців (168,0±7,93 см). Перспективні також клони вітчизняної селекції: Градежський, Гулівер, Зоря та інші (Старова Н.В., 1980; Патлай И.Н., Руденко В.Н., 1990). У Степу найвищою продуктивністю відзначається тополя Торопогрицького. Слід також ширше використовувати цінні форми тополі білої та осики (Цилюрик А.В., 1965).

       При створенні плантацій верб, у відносно бідних і сухих умовах доцільно культивувати верби гостролисту, пурпурову, каспійську та інші; у багатих, перезволожених – ламку, тритичинкову, пйятитичинкову тощо, але найчастіше на грубі сортименти вирощують вербу білу, а у мініротаційних плантаціях – вербу прутовидну. В результаті багаторічних досліджень росту ряду клонів останньої в умовах Київського Полісся, нами була відібрана її форма, здатна в умовах свіжого субору продукувати до 40 т·га^-1 свіжозрізаного однорічного пруту. Вона внесена у реєстр сортів рослин України на 2004 рік як верба прутовидна “Тернопільська”. Досліджуються два, одержаних від її схрещування з вербою пурпуровою, гібриди. Успадкування їх зовнішніх ознак від батьківських форм відбулося за змішаним типом.

       Садивний  матеріал для створення  плантацій

       При створенні плантацій хвойних  порід, як правило, застосовують 4–5-річні  саджанці ялини (2+2, 2+3) і 3–4-річні – сосни (1+2, 1+3). У посушливих умовах використовують і 1–2-річні сіянці сосни (Головчанский И.Н., Гавриленко А.П., Шинкаренко И.Б. и др., 1981; Шутов И.В., Маслакова Е.Л., Маркова И.А. и др., 1984, 1986). Тривалий термін вирощування дозволяє відібрати здорові і швидкорослі особини, що сприяє підвищенню інтенсивності росту плантацій (Шиманский П.С., Поджарова З.С., Усеня В.В., 1988; Беляев В.В., 1996; Fouvy P., Jeantet G., 1997 і ін.). Заслуговує на виробничу перевірку використання щеплених високопродуктивних форм даних порід. Встановлено, що вищих показників приживлюваності саджанців сосни можна досягти за умови обрізування у них бокових гілок. Через 4 роки після садіння у рослин з обрізаними гілками висота і збереженість були відповідно на 10,2% і 13,3% вищі порівняно з контролем.

       Як  показали дослідження особливостей вирощування саджанців сосни  до 3-річного віку (1+2), 12-годинна обробка  коріння рослин перед висаджуванням  у шкільне відділення стимуляторами  та мікродобривами, помітно вплинула на їх розміри (табл. 4).

       Найбільш  позитивно на розміри саджанців  вплинула їх обробка гумісолом і  гетероауксином. Встановлено, що при  застосуванні стимуляторів збільшуються розміри саджанців сосни у  цілому, із збереженням співвідношення між надземною та підземною частинами. При вирощуванні саджанців ялини, кращим варіантом обробки коріння  виявився 0,01%-й розчин гетероауксину. Аналогічні варіанти обробки коріння  можна застосовувати і при  створенні плантацій сосни і  ялини  безпосередньо сіянцями.

       Таблиця 4

Вплив обробки  коріння сіянців сосни звичайної  стимуляторами та мікродобривами на розміри 3-річних саджанців 
 

       Оптимальним садивним матеріалом для створення  тополевих і вербових плантацій  на грубі сортименти є однорічні  живцеві саджанці. У дібровних  умовах північного Лісостепу (D_2-3), за жаркого періоду вегетації (2002-й рік), їх приживлюваність досягала 81,8%, тоді як у інших видів посадкового матеріалу (3-річні живцеві саджанці з однорічним стовбуром і дворічні насіннєві саджанці) – від 73 до 76%. Мініротаційні плантації верб створюють однорічними зимовими живцями завдовжки від 20 до 30 см і завтовшки у верхньому зрізі – від 4 до 15 мм. При вирощуванні деревовидних верб у вогких умовах, де неможливо застосувати техніку, у якості садивного матеріалу використовують 3–5-річні живці (кілки). Встановлено, що за низької інтенсивності догляду доцільно використовувати довгі кілки (1,0 м і більше). У віці 4 роки, порівняно з короткими (0,6 м), дерева з них мають вищу збереженість і висоту відповідно на 27,5 і 18,5%.

       Дослідження особливостей росту верб у маточних плантаціях густотою 66,7 тис. кущів на 1 га показали, що вони уже на третій рік досягають максималь-них показників виходу стандартних живців – 2,5-2,6 млн. шт.·га^-1. Виявлено тісну залежність між масою кущів та виходом із них стандартних живців (рис. 4).

Рис. 4. Залежність виходу стандартних живців верби  п’ятитичинкової

і прутовидної від свіжозрізаної  маси одного куща 

       Отже, у верби п’ятитичинкової, зі збільшенням  маси куща до 600-700 г, вихід живців зростає  інтенсивно, а потім стабілізується на рівні 45-55 шт. Це пояснюється високою  збіжністю прутів даного виду, внаслідок  чого основна маса куща концентрується у відносно малій кількості живців з окоренкової частини прутів. Аналогічна залежність у верби прутовидної, прут якої менш збіжистий, наближається до прямолінійної. 

АНАЛІЗ  ЕФЕКТИВНОСТІ ОСНОВНИХ ЕЛЕМЕНТІВ АГРОТЕХНІКИ

І ТЕХНОЛОГІЇ СТВОРЕННЯ  ТА ВИРОЩУВАННЯ ПЛАНТАЦІЙ

       Успішність  плантаційного лісовирощування  залежить від вдалого поєднання  грунтово-кліматичних умов, вирощуваної деревної породи і застосованої системи агротехнічних заходів. Особливо важлива роль при цьому належить ґрунтовим умовам, які визначають доцільність використання тієї чи іншої породи і агротехніки.

       Вимоги  до площ і ґрунтів

       В Україні плантаційне лісовирощування  передбачається розвивати на експлуатаційній  частині лісів державного лісового фонду, де основною категорією лісокультурних площ є зруби (Головчанский И.Н., Гавриленко А.П., Шинкаренко И.Б. и др., 1981; Шутов  И.В., Маслакова Е.Л., Маркова И.А. и др., 1984, 1986; Дебринюк Ю.М., 2004). Але, у зв’язку з розкиданістю і невеликими площами зрубів налагодити на них повноцінне плантаційне господарство досить складно. Компактні плантаційні господарства можна створити на сільсько-господарських невгіддях, що передаються під заліснення (староорні землі, пустирі, сінокоси тощо). Перші покоління лісу на них нестійкі і недовговічні, тому тут спочатку доцільно створювати саме плантаційні деревостани зі скороченим обігом рубання (Вакулюк П.Г., Фучило Я.Д., Онищенко В.М., 2004).

       На  відносно сухих і бідних ґрунтах  легкого механічного складу доцільно вирощувати плантації сосни звичайної, хоча найвищої продуктивності її деревостани  досягають у свіжій судіброві. Плантаційне  лісовирощування ялини, тополі і  більшості верб ефективне у багатших і вологіших умовах. Плантації  усіх досліджуваних видів позитивно  реагують на підвищення дренованості ґрунту, що необхідно враховувати  при плануванні заходів з їх створення.

       Особливості обробітку ґрунту під плантації

       Якісному  обробітку ґрунту під плантації  на зрубах перешкоджають пеньки. Для  ефективного використання техніки  їх видаляють або понижують. Встановлено, що корчування пеньків при вирощуванні  середніх і грубих хвойних сортиментів  недоцільне. Воно, при своїй значній  енергоємності, не забезпечує вищої  збереженості і продуктивності деревостанів порівняно з пониженням висоти пеньків. Останній захід доцільно проводити  ще на етапі звалювання дерев (Ониськів М.І., Фучило Я.Д., Сбитна М.В., 1999, 2000). За необхідності, ефективним способом видалення  пеньків є їх корчування одночасно  зі звалюванням дерев деревовалами типу ДК-1.

       Під плантації, як правило, застосовують суцільний  обробіток ґрунту за системою чорного  або сидерального пару, що забезпечує інтенсивний ріст саджанців і  дозволяє скоротити кількість доглядів. На нелісових землях, після обробітку  ґрунту, у рядах майбутніх культур  необхідно проводити глибоке  безполицеве розпушення ґрунту. Встановлено, що такий захід сприяє інтенсифікації росту саджанців і кращій їх збереженості.Так, створені на поляні у Боярському лісництві  Боярської ЛДС 3-річні культури сосни, на глибоко розпушеному ґрунті відзначалися, порівняно зі створеними по борознах, на 10,8% більшою збереженістю і на 33,3% – висоту.

       Особливості створення плантаційних культур

       Оптимальні  терміни садіння плантацій – рання весна і (зважаючи на потепління клімату) – пізня осінь.  Кореневі системи садивного матеріалу сосни, для кращої його приживлюваності, доцільно обробляти розчином гумісолу (20%) або гетероауксину (0,01%) з 12-годинною експозицією. Останній варіант можна застосовувати також при висаджуванні ялини. Садіння проводиться садивною машиною, або у ямки (під лопату чи ямобур). Ручне садіння живців виконують під спеціальний садильний штир або меч Колесова. Посадкові щілини під садіння кілків роблять з допомогою спеціального лома.

       Оптимальна  густота садіння сосни – 2,5–7,5 тис. шт.·га^-1,  ялини – 2,2–7,5 тис. шт.·га^-1, тополі та верби на середні та грубі сортименти – 0,6–3,0 тис. шт.·га^-1,  і мініротаційних плантацій останніх – більше 10,0 тис. шт.·га^-1.

       Догляд  за ґрунтом плантацій

       Для запобігання пошкодженню кореневих  систем саджанців, агротехнічні догляди  за ґрунтом плантацій слід проводити  лише перші 3 роки. Встановлено, що високий  лісівничий ефект у культурах  сосни на зрубах Полісся забезпечує мінімальна кількість доглядів (3–5 за 3 роки), що підтверджує висновки, зроблені М.І. Гордієнком і С.Б. Ковалевським (1996).

       За  необхідності проведення доглядів у  наступні роки доцільно застосовувати  гербіциди. Встановлено, що необережне застосування даного заходу може призвести  до значного відпаду саджанців. Так, одночасне внесення симазину (2 кг·га^-1) і атразину (4 кг·га^-1) в умовах свіжого субору спричинило значний  відпад культур сосни, внаслідок чого навіть у віці 26 років вони мають на 19,6% меншу кількість дерев порівняно з контролем.

       Вирощування у міжряддях плантацій  сільськогосподарських  культур

       Проведення  догляду за ґрунтом у міжряддях  плантацій можна замінити на вирощування  у них сільськогосподарських  культур. Як показало вивчення даного питання на спеціально створених  експериментальних об’єктах у соснових культурах Боярського л-ва Боярської  ЛДС, вирощування у їх міжряддях  протягом перших трьох років с.-г. культур  економічно доцільне і не має негативного впливу на збереженість дерев (Бровко Ф.М., Ониськив Н.И., Данильчук А.Ю., 1988). За нашими даними, на варіантах з вирощуванням міжрядних культур до 22-річного віку збереглося більше дерев і кращий з них має на 16,6% більший запас порівняно з контролем (5 доглядів за 3 роки). Значно вищий економічний ефект, завдяки багатшим ґрунтовим умовам, можна одержати при вирощуванні сільськогосподарських культур (особливо – просапних) у міжряддях плантацій тополі, верби і ялини. 

       Удобрення плантацій

       Багатьма  вітчизняними та зарубіжними дослідниками відзначається позитивний вплив  добрив на лісові екосостеми. Вважається, що за рахунок добрив можна підвищити  поточний приріст лісових порід  на 10-70% (Пастернак П.С. и др., 1980). За потребою в удобренні різні деревні  породи дуже відрізняються.

       Результати  наших досліджень вказують на низьку ефективність стартового удобрення  плантацій сосни у багатих  суборових та судібровних умовах і негативні наслідки внесення мінеральних  добрив у перший рік у борах  та бідних суборах. У останніх ефективне  стартове внесення торфу у дозі до 80 т·га^-1. Доведена доцільність внесення тут (одночасно з доглядовими рубаннями) калій-них і фосфорних добрив, оскільки вони, на відміну від азоту і кальцію, не повер-таються у ґрунт з опадом до часу їх рубання у 50-60 років (Погребняк П.С., 1969). Ялинові, тополеві і вербові плантації, порівняно з сосновими, поглинають значно більше елементів живлення, ніж повертають з опадом, тому потребують стартового удобрення органічними і мінеральними добривами (NPK), а також – внесення NPK одночасно з доглядовими рубаннями. Кращому засвоєнню поживних речовин на кислих ґрунтах сприяє вапнування останніх.

       Кількість поживних речовин, необхідних для відновлення  родючості ґрунту мініротаційних плантацій, можна визначити виходячи з вмісту елементів живлення у заготовленій деревній масі. Нами встановлено, що хімічний склад пруту різних видів верб між собою відрізняється незначно. Так, вміст азоту у абсолютно  сухій масі різних видів змінюється від 0,51 до 1,09%, фосфору – від 0,18 до 0,32%, калію – від 0,36 до 0,50% і попелу – від 1,32 до 1,61%.

       Початкова густота плантацій

       Дослідження культур сосни різної початкової густоти, які можуть слугувати прообразом плантаційних деревостанів, вирощуваних  у режимі мінімального догляду (Савич  Ю.Н., Строчинский А.А,, 1991), вказують на значний вплив початкової густоти  на їх таксаційні показники (табл. 5). При  її складанні використано також  результати попередніх досліджень (Савич  Ю.М., Строчинський А.А., Фучило Я.Д., 2001). За наведеними даними, різні варіанти густоти поступово вирівнюються за кількістю дерев, а перевага за запасом переходить до найрідших  із них. Між густотою деревостанів і  їх середнім діаметром існує тісний зворотній зв’язок  (рис. 5). 
 
 
 
 

Рис. 5. Залежність між густотою соснових деревостанів і їх середнім діаметром (Боярська ЛДС, Боярське л-во, кв.80, В₂) 

       Схожу залежність від густоти мають  також середня висота, об’ємом  середнього дерева і запас, що можна  використати при розробці програм  формування цільових деревостанів. 
 

       Таблиця 5

Хід росту  соснових культур різної початкової густоти 

(Боярська  ЛДС, Боярське лісництво, кв. 80, В₂) 

       У разі створення у свіжих суборах  рідких соснових плантацій (2,5 тис. шт.·га^-1), до 60-ти років з них формуються деревостани густотою 900–1000 дерев на 1 га і запасом 580–620 м³·га^-1, а при садінні 5,0 тис. сіянців на 1 га, у 45 років їх запас становитиме близько 500 м³·га^-1 дрібної та середньої деревини (балансів).

       У 51-річних соснових культурах різної початкової густоти, створених в  умовах сухого бору (Дослідне л-во Степового  філіалу УкрНДІЛГА), як і у свіжому  суборі, спостерігається тісна обернена залежність між густотою деревостанів і середніми розмірами їх дерев. За запасом рідші варіанти (3,3 і 4,8 тис. шт.·га^-1) на час досліджень уже переважали густі (11,1 і 13,3 тис. шт.·га^-1). Також у них була краща товарна структура, що вказує на доцільність створювати в умовах сухого бору плантації сосни з початковою густотою 3,3–5,0 тис. шт.·га^-1. У 51-річному віці їх запас становить 288–299 м³·га^-1. Густіші культури необхідно розрідити до 3,0–4,0 тис. шт.·га^-1 – у 10-річному і 1,1–1,8 тис. шт.·га^-1 – у 50-річному віці. Одержані результати ставлять під сумнів твердження ряду відомих лісівників (Морозов Г.Ф., 1970; Погребняк П.С., 1955 та ін.) про необхідність створення у сухих борах загущених соснових культур (13 тис. шт.·га^-1 і більше).

       Зважаючи  на існуючі літературні дані (Шутов  И.В., Маслакова Е.Л., Маркова И.А. и  др., 1984, 1986; Петропавловский В.С., 1970; Питикин А.И., 1984 та ін.) і результати наших досліджень, аналогічну з сосною початкову густоту плантацій  на баланси і пиловник можна застосовувати  і для ялини. За необхідності одержання  грубих соснових і ялинових сортиментів  уже у віці 40–45 років, слід створювати дуже рідкі (400–700 шт.·га^-1) деревостани з регулярним обрізуванням нижніх гілок їх дерев.

       При плантаційному вирощуванні тополь і верб на середню і грубу деревину, застосовують значно меншу початкову  густоту. Так, згідно з матеріала-ми міжнародної тополевої комісії  ФАО ООН, тополеві плантації з  площею живлення одного дерева менше 10 м²  вважаються дуже густими, 10–25 м² – густими, 25–35 м² –середньої густоти, 35–45 м² – нормальної густоти, 45–60 м² – рідкими і більше 60 м² – дуже рідкими (Царев А.П., Царева Р.П., Иванников С.П., 1988). Г.І. Редьком (1975) встановлено, що у сприятливих для росту тополі умовах (D₃), найбільший запас деревини у 25 років (467 м³·га^-1) досягається за початкової густоти 625 шт.·га^-1, а у бідніших (С₃) – 364 м³·га^-1 – при 3,3 тис. шт.·га^-1. За нашими даними, запас деревостану тополі Торопогрицького в умовах С₃, за початкової густоти 3,0 тис. шт.·га^-1, у 24 роки становив 480 м³·га^-1. Друга генерація її плантацій уже у 12 років, при густоті від 461 до 1523 шт.·га^-1, мала запас від 343 до 584 м³·га^-1. Усе це вказує на доцільність вирощування її у більш рідкому режимі. Мініротаційні плантації тополь і верб, як уже відзначалось, створюють з початковою густотою від 20 до 100 тис. шт.·га^-1.

       Встановлено високу ефективність введення у рідкі  плантаційні деревостани  деревних і чагарникових ущільнювачів, здатних сприяти кращому росту головної породи, швидшому зімкненню насаджень, підвищенню їх стійкості, зменшенню кількості доглядів та одержанню додаткових прибутків від їх реалізації. У якості ущільнювачів для плантацій сосни доцільно використовувати клен татарський, ялину європейську і сосну звичайну (за умови вирубування останніх до 10 років на новорічні ялинки). Міжряддя також можна використовувати для вирощування декоративного садивного матеріалу.

       Регулювання густоти плантацій  рубками догляду

       Вирубування рядів-ущільнювачів, по своїй суті, є лінійними доглядовими рубаннями. Наші дослідження 38-річних культур  сосни звичайної з різною інтенсивністю  доглядових рубань у кв. 27 Дзвінківського л-ва Боярської ЛДС (дослідний об’єкт професора В.Є. Свириденка) показали, що видалення 50% рядів за два прийоми (у 12 і 16 років), порівняно з одноразовим  у 12 років, сприяє вищій збереженості і продуктивності деревостанів. Кращі результати має останній варіант при його застосуванні у молодшому віці, коли саджанці лише закінчили період індивідуального росту.

       Класичним прикладом успішного застосування інтенсивних рубань при формуванні плантаційних деревостанів сосни є  дослід професора Б.І. Гаврилова, закладений у Балакліївському л-ві Балакліївського  ДЛГ Харківської області. У 1932 році 7-річні культури сосни густотою 8,3 тис. шт.·га^-1 були розріджені до 4, 2, 1 і 0,5 тис. шт.·га^-1. Результати досліджень їх росту неодноразово публікувались (Гаврилов Б.И., 1957; Головчанский И.Н.,  Рябоконь А.П., 1979; Рябоконь А.П., 1977, 1978; Шинкаренко И.Б. и др., 1988 та ін.). Вони вказують, що при інтенсивному зрідженні соснових молодняків із залишенням до 20–30 річного віку 1,0-1,5 тис. дерев на гектарі, можна суттєво змінити структуру і будову насаджень, сприяючи вирощуванню більшої кількості грубої деревини без значного зниження загальної продуктивності та наявного запасу. Як показали наші дослідження, у трьох найрідших варіантах середні діаметри у 75 років відповідно у 1,3; 1,6 та 1,9 разів перевищують діаметр дерев контролю. Кількість дерев з переважанням грубої деревини (d ≥ 32 см) на контролі становить 3%, а на решті варіантів відповідно 13%, 47%, 85% і 100%. Найбільшим запасом (558 і 540 м³·га^-1) відзначалися варіанти з залишенням у 7 років 4,0 і 2,0 тис. дерев на 1 га.

       Вирощуючи рідкі плантації, як уже згадувалося, слід систематично обрізують нижні  гілки з метою запобігання  надмірній сучкуватості деревини. Нами встановлено, що цей захід позитивно  впливає на запас деревини.

       Проведені дослідження та критичний аналіз спеціальної літератури дали нам  можливість скласти приблизну програму формування густоти плантаційних деревостанів сосни  і ялини (табл. 6).

       Таблиця 6

Програма  формування густоти плантаційних культур

сосни звичайної  і ялини європейської

       Плантації тополі, у зв’язку з їх інтенсивним  ростом, за відносно високої початкової густоти (1000 шт.·га^-1і більше), потребують частіших і інтенсивніших доглядових рубань, ніж сосна та ялина. За даними Д.Д. Лавриненка, Г.І. Редька та ін., (1966), при головному рубанні тополі у віці 25-30 років перше зріджування здійснюють у 5 років, друге – 10, третє – 15  і четверте – у 20 років. Коли плантації створюються рідкими (400-500 шт.·га^-1), доглядові рубання у них зводяться до видалення хворих екземплярів та догляду за стовбурами.

       Інтенсивність рубань вербових плантацій на середні та грубі сортименти залежить від початкової густоти і оптимальної кількості дерев на момент закінчення періоду ротації. У разі вирощування пиловника (у 20-30 років) остання становить 550-600 шт.·га^-1, а балансів (у 15-20 років) – 1300-1500 шт.·га^-1. На мініротаційних плантаціях лісогосподарський догляд полягає у виконанні “виховного” зрізання надземної частини, яке забезпечує формування у саджанців кущоподібної крони. Інші необхідні заходи проводяться одночасно із заготівлею деревної маси.

       Вегетативне поновлення на зрубах плантацій тополь і верб на середню і грубу деревину доцільно використовувати для формування ще однієї-двох генерацій. Недостатньо  вивченими залишаються питання  формування, росту і продуктивності таких деревостанів. Ця проблема вивчалась  нами на дослідній ділянці у Степовому  філіалі УкрНДІЛГА (Дослідне л-во, кв. 12 , С₂), де у 1981 році було створено плантацію тополі Торопогрицького густотою 1,11тис. шт.·га^-1 (3,0х3,0 м). У 1992 році її зрубали, а поросль, що виросла з пеньків, розрідили з залишенням 1, 2, 3 і 5 пагонів на 1 пеньок. Ще один варіант (контроль) не розріджувався. Як показали наші дослідження, за 10 років такі деревостани здатні продукувати значну кількість деревини: від 251 до 461 м³·га^-1. У 12 років запаси зросли до 343–584 м³·га^-1 при середній зміні запасу 28,6–48,7 м³·га^-1 у рік. Зважаючи на високі показники поточної зміни запасу, кількісна стиглість цих деревостанів наступить у 16–18 років.

       На  час досліджень найвищі показники  продуктивності відзначено у варіанту із залишенням 5 пагонів (584 м³·га^-1). Але існуюча тенденція зміни поточного приросту вказує, що перевага за запасом у найближчі роки перейде до рідких деревостанів. Варіант із залишенням одного пагона на пеньок відрізняється помітно більшим середнім діаметром і дуже низькою збереженістю. Останній факт свідчить про недоцільність застосування цього варіанта у виробничих умовах. За таких умов необхідно залишати по 2–4 пагони на один пеньок з подальшим розрідженням до одного при вирощуванні грубої і 2–3 – середньої деревини. Подібні заходи доцільно також застосовувати при формуванні порослевих плантацій деревоподібних верб.

       Оцінка  життєздатності дерев, при відведенні деревостанів у доглядові рубання, проводиться окомірно. Основними ознаками, за якими можна оцінювати фізіологічний стан дерева, є форма і розміри стовбура, крони, зовнішній вигляд листя (хвої), наявність пошкоджень та ін.. Великі розміри стовбура і крони (її діаметр і протяжність) у більшості випадків вказують на високу життєздатність дерев, тому при доглядових рубаннях (за інших рівних показників) доцільно залишати дерева з більшою кроною. Але, як показали наші дослідження у різних регіонах Полісся України, розміри крон дерев (зокрема сосни) тісно корелюють з діаметрами їх стовбурів (рис. 6). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Рис. 6. Залежність між розмірами крон і діаметрами стовбурів у  31-річних   культурах сосни (Олевський ДЛГ, Журжевицьке л-во, А₃).

       Схожа залежність спостерігається також  між аналогічними середніми показниками  соснових деревостанів.

       Тісна пряма залежність існує також  між діаметром дерев і протяжністю  їх крон (Ткачук, Струтинський, 2003, Рибак, 2004). Тобто, фізіологічний стан дерева значною мірою може характеризувати  його діаметр. Але з різних причин ослабленими можуть бути і зовнішньо  добре розвинуті екземпляри, тому необхідно мати надійніші критерії оцінки життєздатності дерев, ніж зовнішні ознаки (Криницький Г.Т., 1993, 1997, 1999). Ми пропонуємо у якості одного з таких критеріїв  використовувати вологість лубу, яку легко визначити за допомогою  спеціальних приладів. Наші дослідження, проведені у Городянському ДЛГ  Чернігівської області та Тетерівському  ДВДЛГ Київської області за допомогою  вологоміра WHT-770 показали, що між вологістю лубу зовнішньо здорових дерев сосни і ялини та їх діаметром, який, у свою чергу, теж є показни-ком життєздатності, існує досить тісна (r= 0,633– 0,972) залежність (табл. 7).

                               Таблиця 7

Залежність  між діаметром дерев ялини  та сосни і вологістю їх лубу 

       Таким чином, при відведенні деревостанів у доглядові рубання, крім відсталих  у рості дерев, до частини, що видаляється  можна відносити і дерева, вологість  лубу яких нижча за вологість лубу середнього дерева. У випадку із сосною – з вологістю 72% і нижче. У ослаблених і дуже ослаблених дерев сосни  вологість лубу знаходиться на рівні 67–68 %. Вологість лубу здорових дерев ялини вища, ніж у сосни, і становить 86-90%, а ослаблених – 81% і менше. Близькі до ялини показники вологості луба має також осики. Простежується тенденція, що вологість лубу дерев ялини  зростає  із збільшенням віку (діаметру).

       Отже, спосіб визначення життєздатності дерев  за вологістю їх лубу, при його удосконаленні, може знайти застосування як у практиці лісівництва, так і в лісівничій науці.

       Вік рубання плантацій

       На  основі аналізу ходу росту нормальних деревостанів досліджуваних порід  з високою початковою густотою (10  тис. шт·га^-1 для хвойних порід і 5 тис. шт.·га^-1 для листяних) і розроблених математичних моделей їх росту, встановлено, що оптимальний вік головного рубання  на одержання максимальної кількості балансової деревини і пиловника, у залежності від класів бонітету,  складає за цими сортиментами відповідно: для сосни –36–49 і 54–90 років, ялини 37–43 і 73–83 роки, тополь – 13–25 і  17–27 років, для деревоподібних верб – 20–30 і 28–38 років.

       Вік кількісної стиглості і технічної  стиглості можна регулювати  густотою деревостанів, що підтверджують результати наших досліджень соснових культур різної початкової густоти у кв. 80 Боярського л-ва Боярської ЛДС (табл. 8).

       Таблиця 8

Оптимальний вік проведення головного рубання  плантацій

сосни звичайної  різної початкової густоти 
 

       Отже, вік технічної стиглості рідших деревостанів настає раніше. Кількісна  стиглість для більшості варіантів  становить 46 років. Вік рубань при  вирощуванні балансів для усіх варіантів  відповідає віку кількісної стиглості. Рідші варіанти, за меншого віку головного рубання, відзначаються  вищими показниками запасу.

       Вік рубання плантацій чагарникових верб на фітомасу для хімічної пере-робки  становить 4–6 років, одержання пруту – 1 рік і меблевої палиці – 1–3 роки.

       З метою ефективного використання відведеної під плантації площі  протягом значного періоду часу, необхідно  організувати ротаційну схему зміни  порід з листяних на хвойні і навпаки, що дуже важливо з екологічної  точки зору і сприяє високій продуктивності та біологічній стійкості плантаційних насаджень.

       Особливості ведення лісового господарства на староорних землях

       Специфічні  ґрунтові умови, які сформувались на староорних землях, не сприяють росту  на них довговічних лісових насаджень. Тут коріння дерев зосереджується, в основному, у верхньому, орному шарі ґрунту і не проникає глибше 30–40 см. У посушливі періоди цей  шар швидко втрачає вологу, внаслідок  чого деревостани дуже ослаблюються і пошкоджуються кореневими хворобами, зокрема кореневою губкою (Heterobazidion annosum (Fr.) Bref.) та пов’язаним з нею комплексом ентомошкідників.

       Для успішного заліснення таких земель, на них спочатку доцільно вирощувати кілька поколінь плантацій сосни  з оборотом рубань 35–40 років і  подальшим переходом (після формування повноцінного лісового середовища) до традиційних методів ведення  лісового господарства. При проведенні у 35–40 років головного рубання таких деревостанів, можна одержати  200–370 м³·га^-1 дрібної та середньої деревини. Вирощування соснових плантацій у рідкому режимі (1,25–2,0 тис. шт.·га^-1) дозволяє до 45-50 років отримати деревостани, що практично не відрізняються від стиглих (80-річних) за товарною структурою і мають запас 340–370 м³·га^-1. Кількісної стиглості (9 м³·га^-1 на рік) такі насадження досягають у віці 40–45 років, після чого середня зміна запасу починає інтенсивно знижуватися внаслідок їх ослаблення і ураження кореневою губкою.

       На  багатих відмінах староорних земель можливе також вирощування тополі, коріння якої інтенсивніше руйнує тверді горизонти ґрунту і сприяє зменшенню  його щільності.

       Підвищенню  продуктивності і стійкості плантаційних деревостанів на староорних землях сприяє внесення у ґрунт подрібненої  деревини гілок (ПДГ), яка значно поліпшує агрохімічні характеристики таких  ґрунтів (Lemieux G., 1995; Червонний А.Є., Фучило Я.Д. та ін., 2001). Як засвідчили наші дослідження особливостей росту саджанців сосни на площі, де за рік до їх садіння у ґрунт було внесено 300 м³ (нещільних) суміші ПДГ листяних порід (дуба, осики, клена та ін.), позитивний вплив ПДГ починає проявлятися з другого вегетаційного періоду: середня висота саджанців, при вищій збереженості (на 14,5%), виявилася на 17,4% більшою (t=3,85), ніж на контролі (рис. 7). 
 
 
 
 
 
 
 
 

Рис. 7. Вплив внесення у ґрунт ПДГ  на ріст саджанців сосни звичайної 

       Після третього року вирощування середня  висота цих саджанців переважала контроль на 12,6 см, або на 23,5% (t=10,49).

       Внесення  у ґрунт подрібненої деревини гілок, особливо при додаванні лісового ґрунту (150 кг на 1 га), дозволяє швидше трансформувати ґрунт староорних земель у характерний  для лісового середовища і зменшити таким чином ймовірність виникнення тут вогнищ кореневих хвороб.

       Проведені нами дослідження підтвердили високу ефективність застосу-вання при  створенні культур сосни на староорних землях глибокого безполице-вого розпушування ґрунту, рідкого розміщення посадкових місць головної породи і удобрення  ґрунту. Для швидшого зімкнення насаджень  і підвищення їх стійкості до кореневої  губки, слід вводити чагарники (Фучило Я.Д., 2004; Фучило Я.Д., Онищенко В.М., 2004; Вакулюк  П.Г., Фучило Я.Д., Онищенко В.М., 2004). 

       Охорона і захист плантацій

       Охорона плантацій від пожеж – один із найважливіших заходів для забезпечення ефективності плантаційного вирощування хвойних порід. Для листяних, особливо за інтенсивного догляду за ґрунтом, пожежі не являють великої загрози. Протипожежні заходи у плантаційних насадженнях проектуються з метою зменшення ризику виникнення пожеж, своєчасного їх виявлення і гасіння у найкоротші строки. Для цього, у межах плантаційних лісових підприємств має бути налагоджена густа сітка доріг і проїздів до кожного дендрополя. Останні повинні бути відділені одне від одного протипожежними розривами з кулісами із листяних деревних порід (Шутов И.В., Маслакова Е.Л., Маркова И.А. и др., 1986).

       Основою системи захисту плантаційних лісових  насаджень від шкідників та збудників  хвороб є лісогосподарські заходи. У разі необхідності передбачається також застосування біологічних, хімічних та інших заходів. Успішний захист плантаційних насаджень можливий лише за своєчасного  виявлення вогнищ шкідників і  хвороб (Падий Н.Н., Цилюрик А.В., 1980; Червоний А.Є., Рибак В.О., Фучило Я.Д., 1998).

       ЕКОНОМІЧНІ  ТА  ЕКОЛОГІЧНІ ОСНОВИ ПЛАНТАЦІЙНОГО ЛІСОВИРОЩУВАННЯ В УКРАЇНІ

       Економічні  основи плантаційного  лісовирощування

       Україна – малолісна, лісодефіцитна держава. Загальна площа земель, наданих для ведення лісового господарства становить 10,78 млн. га, з яких  лісовою рослинністю вкрито 9,40 млн. га, або 15,6% території країни. За своїм призначенням ліси України виконують переважно водоохоронні, ґрунтозахисні, санітарно-гігієнічні та оздоровчі функції і мають обмежене експлуатаційне значення. У той же час, потреба у деревині з року в рік зростає і вирішення її  стає проблемою не лише економічною, а й політичною. Тому плантаційне лісовирощу-вання, за умови його широкого впровадження, може забезпечити значний економічний ефект. Особливо важливе значення може мати вирощена на плантаціях деревина для целюлозно-паперової, вугільної, меблевої та інших галузей промисловості. Аналогічна продукція (баланси) користується високим попитом на міжнародному ринку деревини і  її доцільно експортувати.

       Плантаційні деревостани можна створювати не тільки на отримання цільових сортиментів, а й для реалізації вирощеної  деревини на корені, після досягнення максимальної її вартості. Нами встановлено, що за різної початкової густоти соснових деревостанів і слабкої інтенсивності  рубок догляду, оптимальний вік  рубки за вартістю деревини на корені настає: за початкової густоти 11,5 тис. шт·га^-1 – у 51 рік (7,5 тис. грн·га^-1), 7,5 – у 52 роки (9,2 тис. грн·га^-1), 5,0 - у 58 років (10,8 тис. грн·га^-1) і за 2,5 тис. шт.·га^-1 – у 60 років (12,9 тис. грн·га^-1). Це вказує на економічну доцільність вирощування рідких плантацій сосни.

       У період вирощування плантацій, враховуючи ряд організаційних і агротехнічних  аспектів, можна досягти зниження собівартості вирощуваної деревини. Основними факторами, що сприяють підвищенню економічної ефективності плантаційних культур, є їх розміщення поблизу  центрів переробки деревини і  транспортних шляхів, максимальна механізація  усіх виробничих процесів, проведення рубок головного користування у  економічно доцільні строки і реалізація продукції проміжного користування та міжрядних культур. Найефективнішим  з останніх заходів є вирощування  у міжряддях плантацій хвойних  ущільнювачів на новорічні ялинки. Встановлено, що кошти від їх реалізації у 6-річному віці перекривають витрати  на створення і вирощування плантацій  сосни до цього віку на 173,8 %.

       Екологічні  основи плантаційного  лісовирощування

       Двома важливими, взаємопов’язаними між  собою, негативними моментами у екологічній ситуації, що склалася в Україні, на фоні високого промислового забруднення (Левон Ф.М., 2004; Юхновський В.Ю., 2003 та ін.) є дуже висока розораність території і низька лісистість. Дані проблеми можуть бути вирішені за рахунок заліснення сільськогосподарських невгідь (ярів, пісків, крутосхилів тощо) та еродованих угідь, площа яких в Україні становить відповідно 1,5 і 3,0 млн. га. З них під заліснення заплановано понад 180 тис. га (Постанова Кабінету Міністрів України № 189 від 28.02.2001 р.). На переважній більшості таких земель, як уже згадувалося, на перших етапах  доцільно вирощувати саме плантаційні насадження, до формування на них лісового середовища і подальшим переходом до традиційного лісового господарства.

       Плантаційне лісовирощування дозволить зняти  значну частину промисло-вого навантаження з решти лісових насаджень, які  зможуть більш повно виконувати ряд інших, не менш важливих функцій, властивих лісу (захисних, соціальних, кліматорегулюючих та інших), що є  важливою умовою виконання  принципів міжнародних систем сертифікації лісів (Кравець П.В., 1999).

       Крім  того, ми вважаємо, що екологічна ефективність плантаційного лісовирощування  може бути значно підвищена при його застосуванні для пом’якшення екологічного навантаження на довкілля з боку шкідливих  виробництв (рекультивація, заліснення територій, що зазнають впливу шкідливих  викидів, очищення стічних вод, зупинення  ерозії ґрунтів, поглинання шкідливих  сполук тощо). Інтенсивний ріст плантаційних деревостанів супроводжується поглинанням  і депонуванням у органічній масі великої кількості атмосферного вуглецю та виділенням кисню, що може стати важливим чинником у реалізації положень Кіотського протоколу про  зміну клімату. 

       Загальне  уявлення про місце плантаційного  лісовирощування у народно-господарському комплексі України дає схема, зображена на рис. 8 

ВИСНОВКИ  І РЕКОМЕНДАЦІЇ

       У дисертації наведені теоретичні узагальнення та експериментальні обґрунтування  проблеми плантаційного лісовирощування  сосни звичайної, ялини європейської та ряду видів тополь і верб. Визначено  потенційну продуктивність плантаційних деревостанів у різних грунтово-кліматичних  умовах і основні чинники, що визначають їх ріст, розвиток і товарну структуру. Досліджені можливості підвищення продуктивності плантацій методами лісової селекції. Виділено кілька перспективних форм. Оцінено ефективність основних елементів  агротехніки і технології створення  та вирощування плантацій. Виявлено ряд залежностей між густотою деревостанів і їх морфометричними  показниками, а також між основними  параметрами  вербового пруту. Одержано математичні моделі росту деревостанів досліджуваних порід за запасом і середньою зміною останнього. Обґрунтовано вік проведення рубок головного користування. Проаналізована економічна і екологічна ефективність плантаційного лісовирощування.

       1. Плантаційне лісовирощування – це  спеціалізоване   лісогосподарське виробництво, спрямоване на одержання певного виду деревної сировини у більшій кількості та у коротші строки, ніж при традиційному лісовирощуванні, за рахунок застосування спеціального садивного матеріалу та раціональної системи агротехнічних, лісівничих і лісозахисних заходів.

       2. Грунтово-кліматичні умови України  сприятливі для плантаційного  лісовирощування. Встановлено, що  теоретичний запас деревостанів  сосни і ялини (у 100 років)  становить відповідно  890–1200 і 1190–1360 м³·га^-1, а осики (у 50 років) – 490–570 м³·га^-1. Модальні штучні деревостани сосни звичайної в умовах свіжої судіброви досягають у 43-річному віці запасу 500 м³·га^-1, ялинові – у вологій судіброві – 575 м³·га^-1 у віці 42 роки, деревостани чорних тополь – у заплавах річок – до 990 м³·га^-1 у віці 27 років, верба біла – 292 м³·га^-1 у віці 18 років, а чагарникові верби – 40 т·га^-1  свіжозрізаної маси щорічно. Максимальної продуктивності плантаційні деревостани можуть досягти лише за оптимального поєднання комплексу кліматичних та едафічних чинників. Невідповідність реальних умов оптимальним необхідно нівелювати застосуванням меліоративних, агротехнічних та інших заходів. 

       3. При селекції деревних порід  на швидкість росту ефективний  індивідуальний відбір цінних  форм з подальшим їх вегетативним (рідше насінним) розмноженням. Для  створення плантацій доцільно  використовувати виділені за  нашою участю перспективні форми,  такі як: сосна звичайна “Боярська-1”  і верба прутовидна “Тернопільська”,  що внесені у реєстр сортів  рослин України, а також – високопродуктивний клон ялини європейської (№ 53). Як показали дослідження 18-ти форм тополь, крім відомих культиварів, таких якrobusta, marilandica, serotina, І-214, перспективними для плантаційного вирощування в Україні є dorskamp, blanc de Poitou, heidemij, I-45/51. Особливої уваги заслуговує тополя Торопогрицького – вітчизняний гібрид тополь дельтовидної і пірамідальної.

       4.        Кращим садивним матеріалом при вирощуванні середньої і грубої деревини є: 4–5-річні саджанці (2+2, 2+3) для ялини, 3–4-річні (1+2, 1+3) для сосни і 1–2-річні (живцеві) – для тополь і верб. Досить часто застосовують також 1–2-річні сіянці сосни. Виявлено позитивний вплив 12-годинної обробки коріння сіянців сосни і ялини перед садінням 20%-м розчином гумісолу та 0,01%-м  гетероауксину на розміри їх трирічних саджанців. Встановлено, що вищої приживлюваності останніх можна досягти при обрізуванні у них бокових гілок. Мініротаційні плантації верб доцільно створювати однорічними зимовими живцями завдовжки 20–30 см.

       5. Встановлено, що маточні плантації  верб при густоті 66,7 тис. кущів  на 1 га, уже на третій рік досягають  максимального виходу стандартних  живців – 2,5–2,6 млн. шт.·га^-1. Виявлено наявність тісних кореляційних зв’язків між  виходом живців і свіжозрізаною масою кущів, а також між масою прутів, їх довжиною і діаметром. Одержано відповідні математичні моделі.

       6. Лісокультурний фонд під плантаційне  лісовирощування, як правило,  пов’язаний зі зрубами лісів  другої групи. Важливий резерв  для цього являють собою також  сільськогосподарські невгіддя. Підготовка  зрубів під  плантації полягає у пониженні висоти пеньків до 10–13 см, що дозволяє ефективно застосувати засоби механізації. Досягається це шляхом звалювання дерев з мінімальною висотою пеньків або їх пониження. Встановлено, що корчування зрубів під плантації хвойних порід недоцільне. Оптимальний обробіток ґрунту під плантації – суцільний, на глибину гумусового горизонту, за системою чорного або сидерального пару. На площах без пнів необхідно проводити глибоке безполицеве розпушення ґрунту в рядах культур.

       7. Сприятливі строки для створення  плантацій – рання весна і пізня осінь. Оптимальна густота садіння сосни – 2,5–7,5 тис. шт.·га^-1,  ялини – 2,2–7,5 тис. шт.·га^-1, тополі та верби на середні та грубі сортименти –0,6–3,0 тис. шт.·га^-1,  і мініротаційних плантацій останніх – більше 10,0 тис. шт.·га^-1. Встановлено високу ефективність введення у рідкі плантаційні деревостани  деревних ущільнювачів, здатних сприяти кращому росту головної породи, швидшому зімкненню насаджень, підвищенню їх стійкості, зменшенню кількості доглядів та одержанню додаткових прибутків від їх реалізації. У якості ущільнювачів для плантацій сосни доцільно використовувати клен татарський, ялину європейську і сосну звичайну (за умови вирубування останніх до 10 років на новорічні ялинки). Міжряддя також можна використовувати у перші роки для вирощування сільсько-господарських культур, садивного матеріалу декоративних деревних порід тощо.

       8. Для запобігання пошкодженню  кореневих систем саджанців, агро-технічні  догляди за ґрунтом плантацій  слід проводити лише перші  3 роки. Виявлено, що високий лісівничий  ефект у культурах сосни на  зрубах має мінімальна кількість  доглядів (3–5 протягом 3-х років). За необхідності проведен-ня доглядів  у наступні роки, слід застосовувати  гербіциди. Встановлено, що пору-шення  технології їх застосування може  призвести до значного відпаду  саджанців.

       9.        Виявлено низьку ефективність стартового удобрення плантацій сосни у багатих суборових і судібровних умовах і негативні наслідки внесення мінеральних добрив у перший рік в борах і бідних суборах. У останніх ефективне стартове внесення торфу у дозі до 80 т·га^-1 і підживлення калійними та фосфорними добривами одночасно з проведенням доглядових рубань. Ялинові, тополеві і вербові плантації, порівняно з сосновими, поглинають значно більше елементів живлення, ніж повертають з опадом, тому потребують стартового удобрення органічними і мінеральними добривами (NPK), а також – внесення NPK одночасно з доглядовими рубаннями. Кращому засвоєнню поживних речовин на кислих ґрунтах сприяє вапнування останніх.

       10. Дослідження деревостанів різної  густоти показують, що спочатку  перевага за запасом і загальною  продуктивністю належить густішим  варіантам, але з часом вона  переходить до рідких. Це відбувається  завдяки тенденції до вирівнювання  з віком кількості дерев на 1 га і більшим розмірам дерев  у рідких варіантах. Для певного  віку і деревної породи існують  максимальні показники запасу, в  межах якого, змінюючи густоту  деревостанів, можна істотно змінювати  їх товарну структуру.

       11. На основі одержаних математичних  залежностей таксаційних показників  деревостанів сосни від їхньої  густоти і літературних даних,  розроблені програми формування  плантацій сосни і ялини на  баланси і пиловник за різної  інтенсивності розріджень. За слабкої  інтенсивності, ще на етапі  створення плантацій формують  рідкі деревостани: близько 2,5 тис. шт.·га^-1 – на пиловник і 5,0 тис. шт.·га^-1 – на баланси. Доведена можливість формування соснових і ялинових плантацій з початковою густотою 400 шт.·га^-1 і одержанням грубої деревини уже у 35–40 років. При інтенсивних доглядових рубаннях густота сосни і ялини підтримується на рівні 1,5–3,5 тис. шт.·га^-1 – у віці 12–15 років, 1,0–2,5 тис. шт.·га^-1 – у 25 років і 0,7–1,5 тис. шт.·га^-1 – у 37–40 років.

       12. Плантації тополь і деревовидних  верб створюють переважно низької  густоти (400–600 шт.·га^-1), тому лісівничі заходи у них зводяться до видалення хворих екземплярів і догляду за формою стовбурів. З вегетативного поновлення на зрубах плантацій тополь і верб на грубу деревину доцільно формувати наступні їх покоління. Середня зміна запасу таких дерево- станів тополі Торопогрицького у 12 років досягає 48,7 м³·га^-1. Лісівничі догляди у мініротаційних плантаціях верб проводяться одночасно із заготівлею пруту.

       13. Встановлено, що ознаками вищої  життєздатності дерев, при відведенні  їх у доглядові рубання та  при селекційних дослідженнях, можуть  слугувати більші розміри крони  і  вища вологість лубу. Виявлено тісну прямолінійну залежність між діаметрами стовбура і крони середньовікових і стиглих соснових деревостанів Полісся ІІІ–І^b бонітетів.

       14. Оптимальний вік головного рубання  на одержання балансової деревини  і пиловника, залежно від класу  бонітету, становить відповідно: для  сосни – 36–49 і 54–90 років, ялини – 37–43 і 73–83 роки, тополь – 13–25 і  17–27 років, для деревоподібних верб – 20–30 і 28–38 років.  Вік настання кількісної і технічної стиглості можна регулювати густотою деревостанів. Період ротації плантацій чагарникових верб на фітомасу для хімічної переробки становить 4–6 років, одержання пруту – 1 рік і меблевої палиці – 1–3 роки.

       15. Специфічні ґрунтові умови староорних  земель не сприяють формуван-ню  на них довговічних лісових  насаджень. Тут доцільно вирощувати  спочатку 1–2 покоління соснових  плантацій з ротаційним періодом 35–40 років і наступним переходом  до традиційних методів ведення  лісового господарства. Вирощування  соснових плантацій у рідкому  режимі (1,25–2,0 тис. шт.·га^-1) дозволяє до 45–50 років отримати деревостани, що за товарною структурою і запасом не відрізняються від стиглих. На багатих відмінах староорних земель можливе також вирощування тополі, коріння якої інтенсивніше руйнує тверді горизонти ґрунту і сприяє зменшенню його щільності. Підвищенню продуктивності та стійкості плантаційних деревостанів на староорних землях сприяє внесення у ґрунт подрібненої деревини гілок, глибоке безполицеве розпушення ґрунту, рідке розміщення дерев головної породи, введення ущільнювачів тощо.

       16. Плантаційне лісовирощування, за  умови його широкого запровадження  в Україні, може стати важливим  засобом вирішення ряду екологічних  і економічних проблем. Воно  дозволить зняти значну частину  промислового навантаження з  решти лісових насаджень, які  зможуть більш повно виконувати  захисні, рекреаційні та інші  функції. Вагоме місце плантаційні  деревостани можуть зайняти у  вирішенні проблеми ефективного  використання земель, порушених  промисловістю і сільським господарством  (рекультивація, заліснення зон  шкідливих викидів, використання  плантацій в системі лісоаграр-них  ландшафтів, біологічна консервація  земель тощо). Інтенсивний ріст  плантаційних деревостанів супроводжується  депонуванням у їх деревині  великої кількості атмосферного  вуглецю і виділенням кисню,  а їх масове вирощування може  стати важливим чинником у  реалізації положень Кіотського  протоколу.

       17. Основними факторами, які сприяють  підвищенню економічної ефективності  плантаційних культур, є їх  розміщення поблизу центрів переробки  деревини і транспортних шляхів, максимальна механізація усіх  виробничих процесів, своєчасне  проведення рубок головного користування  і реалізація продукції проміжного  користування та міжрядних культур.  Найефективнішим з останніх заходів  є вирощування у міжряддях  плантацій хвойних ущільнювачів  на новорічні ялинки.

       Список  основних праць, опублікованих  за темою дисертації:

       Монографія:

       1. Гордієнко М.І., Фучило Я.Д., Гойчук А.Ф. Чагарникові верби рівнинної частини України. – К.: ІАЕ УААН, 2002. – 174 с. (автором проведені польові дослідження та написано 60% монографії).

Брошура:

       2. Ониськів М.І., Фучило Я.Д., Сбитна М.В., Логгінов В.Б., Бобко А.М.  Плантаційне вирощування деревної сировини для потреб целюлозно-паперової та інших галузей промисловості. Методичні рекомендації. –К.: ВЦ НАУ, 2003. – 53 с. (автором проведені 40% польових досліджень та написано 50% брошури). 

Статті  у збірниках наукових праць:

       3.        Бабенко В.В., Фучило Я.Д. Влияние чистых и смешанных насаждений на почву в свежих суборях Восточного Полесья УССР //Науч. тр. УСХА. – К.: Изд-во УСХА, 1987. – С. 73–76 (автором проведені польові дослідження та написано 50% статті).

       4.        Фучило Я.Д. Вплив умов місцезростання на ріст чагарникових верб у культурі //Наук. вісн. УкрДЛТУ. – 1996. – Вип. 5. – С. 270–272.

       5.        Фучило Я.Д. Цвітуть верби //Лісове і мисливське господарство. – 1997. – № 1. – С. 29.

       6.        Фучило Я.Д., Рибак В.О., Радчук М.Ф., Червонний А.Є., Свириденко В.І. Природне поновлення лісів Київського Полісся // Вісн. аграрн. науки. – 1997. – № 11. – С. 46–49 (автором зібрано польовий матеріал та написано 50% статті).

       7.        Фучило Я.Д. Без верби та калини нема України //Лісове і мисливське господарство. – 1998. – № 1. – С. 27.

       8.        Червоний А.Є., Рибак В.О., Фучило Я.Д. Всихання лісів Боярської ЛДС та його причини //Наук. вісн. НАУ. – 1998. – Вип. 8. – С. 162–167 (автором проведено 30% польових досліджень та написано 30% статті).

       9.        Червонний А.Є, Рибак В.О., Фучило Я.Д. Сосновий ліс. Роль патологічних факторів у всиханні на Київському Поліссі //Захист рослин. – 1998. – № 12. – С. 21–23 (автором проведено 40% польових досліджень та написано 40% статті).

       10.        Ониськів М.І., Фучило Я.Д., Сбитна М.В. Боротьба з кореневою губкою в культурах сосни звичайної Полісся //Наук. вісн. НАУ. – 1999. – Вип. 13. – С. 281–287 (автором написано 40% статті).

       11.        Фучило Я.Д. Верба – важливий ранньовесняний медонос // Пасіка. – 1999. – № 3. – С. 24–25.

       12.         Фучило Я.Д. Види роду Salix L. в Україні та їхнє використання   //Наук. вісн. НАУ. – 1999. –Вип. 17. – С. 348–351.

       13.         Гордієнко М.І., Фучило Я.Д. Морфометричні параметри та посівні якості насіння деяких представників роду Salix L. в умовах Полісся України //Наук. вісн. УкрДЛТУ. – 1999. – Вип. 9,10. – С. 56–58 (автором проведені польові дослідження та написано 50% статті).

       14.         Фучило Я.Д. Особливості заготівлі і посадки зимових живців верб (Salix L.) //Наук. вісн. НАУ. –1999. – Вип. 19. – С. 249–252.

       15.        Ониськів М.І., Фучило Я.Д., Сбитна М.В. Особливості створення плантацій швидкорослих деревних порід //Наук. вісн. НАУ. – 1999. – Вип. 20. – С. 81–87 (автором проведено 40% польових досліджень та написано 40% статті).

       16.        Ониськів М.І., Рибак В.О., Фучило Я.Д., Сбитна М.В. Селекція сосни звичайної на стійкість проти ураження кореневою губкою //Наук. вісн. НАУ. – 1999. – Вип. 24. – С. 242–247 (автором написано 30% статті).

       17.        Ониськів М.І., Рибак В.О., Фучило Я.Д., Сбитна М.В. Підвищення продуктивності та біологічної стійкості лісових насаджень (75-річний досвід Боярської ЛДС) //Наук. вісн. НАУ. – 2000. – Вип. 25. – С. 188–196 (автором написано 30% статті).

       18.        Ониськів М.І., Фучило Я.Д., Сбитна М.В. Плантаційне вирощування деревини для потреб целюлозно-паперової промисловості //Наук. вісн. УкрДЛТУ. – 2000. – Вип. 10.1. – С.147–153 (автором проведено 40% польових досліджень та написано 40% статті).

       19.        Савич Ю.М., Строчинський А.А., Фучило Я.Д. Особливості росту соснових культур різної початкової густоти //Наук. вісн. НАУ. – 2001. – Вип. 39. – С. 245–252 (автором проведені польові дослідження та написано 40% статті).

       20.        Червонний А.Є., Фучило Я.Д., Радчук М.Ф., Танцюра Б.Ф. Вплив внесення в ґрунт подрібненої деревини гілок з листям на його агрохімічні властивості //Аграрна наука і освіта. – 2001. – № 3,4. – Т. 2. – С. 93–97 (автором проведено 30% польових досліджень та написано 30% статті).

       21.        Ониськів М.І., Мусієнко С.І., Фучило Я.Д., Сбитна М.В. Ялина звичайна у південній частині Лівобережного Лісостепу України //Наук. вісн. НАУ. – 2002. – Вип. 50. – С. 247–255 (автором написано 30% статті).

       22.        Ониськів М.І., Фучило Я.Д., Сбитна М.В. Ялинові насадження Прикарпаття і їх господарське використання //Наук. пр. ЛАНУ. – Л.: Львівська політехніка, 2002. – Вип. 1. - С. 96–98 (автором  написано 40% статті).

       23. Фучило Я.Д., Бабенко В.В., Ониськів М.І., Червонний А.Є., Сбитна М.В. Верба козяча та її господарське значення //Аграрна наука і освіта. – 2002. – № 1–2. – Т. 3. – С. 79–82 (автором зібрано матеріал та написано 30% статті).

       24. Фучило Я.Д., Сбитна М.В., Пилипенко І.О., Ониськів М.І. Особливості росту географічних культур сосни звичайної у Боярській ЛДС //Наук. вісн. НАУ. - 2003. – Вип. 63. – С. 249–253 (автором проведено 50% польових досліджень та написано 50% статті)

1. Пилипенко І.О., Сбитна М.В., Чендей В.Д., Фучило Я.Д.   Вплив гумісолу та біогумусу на схожість поліпшеного селекцією насіння сосни звичайної та ріст її сіянців // Аграрна наука і освіта. – 2003. – № 1,2. – Т. 4. –С. 99–103 (автором проведено 20% польових досліджень та написано 30% статті). 
2. Ониськів М.І., Сандул Т.Р., Сбитна М.В., Фучило Я.Д.  До проблеми залісення піщаних неугідь Полісся // Наук. вісн. УкрДЛТУ. – 2003. – Вип. 13.3. – С. 183–190 (автором здійснено 30% польових досліджень та написано 30% статті).
3. Ониськів М.І., Рибак В.О., Фучило Я.Д., Сбитна М.В. Досвід підвищення продуктивності і якості лісів //Наук. пр. ЛАНУ. – Л.: Львівська політехніка, 2003. – Вип. 2. – С. 53–57 (автором  написано 25 % статті).
4. Фучило Я.Д. Деякі аспекти плантаційного вирощування сосни звичайної // Наук. вісн. НАУ. – 2004.– Вип. 70. – С. 193–203.
5. Фучило Я.Д., Онищенко В.М. Вплив добрив на ріст культур сосни звичайної на староорних землях // Наук. вісн. НАУ. – 2004. – Вип. 71. – С. 176–180 (автором проведено 50% польових досліджень та написано 50% статті).
6. Фучило Я.Д., Онищенко В.М., Сбитна М.В. До проблеми підвищення ефективності ведення лісового господарства на староорних землях // Наук. вісн. НАУ. – 2004. – Вип. 72. – С. 261–267 (автором проведено 50% польових досліджень та написано 50% статті).
7. Ониськів М.І., Сандул Т.Р., Сбитна М.В., Фучило Я.Д.     Особливості заліснення староорних земель Полісся // Аграрна наука і освіта. – 2004. – № 3–4 –Т. 5. – С. 137–141 (автором зібрано 30% матеріалів та написано 30% статті).

       Авторські свідоцтва:

1. А.с. на сорт рослин № 0341. Україна. Назва сорту: Боярська-1, ботанічний таксон: сосна звичайна (Pіnus sylvestris L.) /  М.І. Ониськів, М.В. Сбитна, Я.Д. Фучило, Г.А. Шлончак (Україна). Заявка № 01277001. Дата держ. реєстрації:  12.02.2003 р., № 043.
2. А.с. на сорт рослин № 04194. Україна. Назва сорту: Тернопільська, ботанічний таксон: верба прутовидна (Salix viminalis L.) / Я.Д. Фучило (Україна). Заявка № 03404001. Дата держ. реєстрації: 26.12.2003 р., № 04308.

Матеріали (доповіді, тези) конгресів, конференцій:

       34.        Фучило Я.Д. Вплив едафічних умов на ріст живцевих саджанців верб в умовах посиленого радіаційного контролю //Проблеми індустріальних регіонів: менеджмент і екологія: Матер. міжн. конф., м. Запоріжжя 23–27 березня 1998 р. – Запоріжжя, 1998. – С. 103–105.

1. Ониськів М.І., Рибак В.О., Юр М.В., Фучило Я.Д., Сбитна М.В. Біологічно-екологічні та технологічні основи вирощування соснових насаджень з оптимальним поживним режимом // Тези доп. міжн. наук.-пр. конф., м. Львів 14–16 квітня 1999 р. – Львів, 1999. – С. 94–95 (автором написано 20% тез).