Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Природные и лесорастительные условия района исследований
1.1. Географическое положение 8
1.2. Климат 9
1.3. Рельеф и гидрология 12
1.4. Почвенные условия 14
1.5. Растительность и лесной фонд 17
Глава 2. Состояние вопроса 20
2.1. Лесоводственно-биологические особенности кедра сибирского 20
2.2. Лесоводственно-технологические особенности создания и выращивания лесных культур и семенных объектов кедра сибирского 34
2.2.1. Типы культур 39
2.2.2. Обработка почвы 41
2.2.3. Методы и способы создания культур 43
2.2.4. Агротехнические уходы 45
2.2.5. Лесоводственные уходы при формировании кедровых насаждений . 46
2.2.6. Особенности роста искусственных насаждений кедра сибирского... 51
Глава 3. Программа, методика, объекты исследований и объем выполненных работ 55
3.1. Программа исследований 55
3.2. Методика работ и объекты исследований 55
3.3. Объем выполненных работ 61
Глава 4. Лесоводственно-биологические основы выращивания искусственных насаждений кедра сибирского 62
4.1. Рост, состояние и продуктивность искусственных насаждений кедра сибирского 62
4.2. Репродуктивная способность искусственных насаждений кедра сибирского 88
Глава 5. Лесовод ственное обоснование приемов создания и выращивания искусственных насаждений кедра сибирского 96
5.1. Лесоводственная эффективность приемов создания культур 96
5.2. Особенности формирования искусственных насаждений кедра сибирского 103
Глава 6. Лесоводственная эффективность создания культур кедра сибирского привитым посадочным материалом 115
6.1. Опыт внедрения метода прививок кедра сибирского в Чебаркульском опытном лесхозе 115
6.2. Рост и приживаемость прививок 120
Выводы и рекомендации 126
Заключение 130
Литература 131
Приложения
- Почвенные условия
- Лесоводственно-технологические особенности создания и выращивания лесных культур и семенных объектов кедра сибирского
- Лесоводственные уходы при формировании кедровых насаждений
- Репродуктивная способность искусственных насаждений кедра сибирского
Введение к работе
Актуальность темы. Для лесостепи Южного Урала актуальны способы лесовосстановления, способствующие повышению лесистости территории, продуктивности лесов, их качественного состава и многоцелевого функционирования. Лесовосстановление в районе исследования предполагает повышение, прежде всего, социальных и экологических функций леса и лишь в последнюю очередь — лесосырьевых. В лесорастительных условиях островных боров района исследований в результате рубок происходит смена хвойных пород мягколиственными. При возобновлении лесов важное значение придается созданию искусственных насаждений. При искусственном лесовосстановлении важно уделить внимание расширению породного состава лесов как за счет более широкого внедрения аборигенных видов (лиственница сибирская), так и интроду центов, в их числе кедр сибирский. Поэтом у первоочередное значение имеет изучение опыта создания искусственных насаждений кедра сибирского в районе исследований и разработка на этой основе научно обоснованных рекомендаций по его выращиванию.
Благодаря многогранным полезным свойствам кедровые леса могут быть объектом прижизненного использования в течение длительного времени. Кедр сибирский необходимо внедрять, в первую очередь, в пригородных лесах, в курортных зонах, в городских скверах, садах и парках, тем более что он устойчив (по сравнению с другими хвойными породами) против воздействия дыма и газов в городских условиях. Введение кедра сибирского в насаждения зеленых зон и лесов I группы повысит их рекреационные возможности и водоохранные свойства.
Коренные кедровые насаждения лесной зоны в настоящее время довольно сильно деформированы пожарами и интенсивными рубками. Это привело к сокращению размеров природных популяций, создало угрозу сохранности ценного генофонда этой уникальной породы. Существенным вкладом в
решение современной кедровой проблемы является расширение ареала этого вида интродукцией его на запад и юг, в более обжитые районы с достаточно развитым лесным хозяйством.
Кедр сибирский в условиях северной части восточноуральской лесостепи естественно не произрастает, но учитывая опыт его искусственного разведения и достаточно широкую эколого-географическую приспособленность вида, необходимы исследования для расширения области островных культур. Недостаточная изученность вопросов искусственного разведения кедра сибирского к югу от современных границ естественного распространения, особенно в зоне Южного Урала, обуславливают актуальность темы диссертации.
Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы является выявление лесоводственной эффективности разведения кедра сибирского в лесорастительных условиях восточно-уральской лесостепи и лесоводственных приемов выращивания кедровых насаждений.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
1. Анализ и обобщение опыта разведения кедра сибирского в районе
исследований на примере Чебаркульского опытного лесхоза.
2. Изучение особенностей роста, развития, продуктивности и
репродуктивной способности кедра сибирского.
3. Разработка рекомендаций по использованию лесоводственных приемов
выращивания искусственных насаждений кедра сибирского.
Обоснованность результатов исследований. Сформулированные в диссертационной работе научные положения, выводы и рекомендации обоснованы теоретическими решениями и экспериментальными данными, которые получены в ходе работы. Они не противоречат известным положениям лесной науки. Достоверность результатов обеспечивается применением
апробированных методик при сборе полевого материала, а также современных математических методов обработки, анализа и оценки достоверности полученных результатов с применением компьютерной техники и прикладных программ при их обработке.
Научная новизна. Впервые за пределами ареала в восточно-уральской лесостепи Южного Урала проанализирована лесоводственная эффективность выращивания культур кедра сибирского. Получены экспериментальные данные о структуре и состоянии, выявлены особенности роста, формирования и семеноношения искусственных насаждений кедра. На основе изучения многолетнего опыта разведения кедра сибирского разработаны научно обоснованные рекомендации по выращиванию его искусственных насаждений и семенных объектов.
На защиту выносятся следующие положения:
Обоснование лесоводственной эффективности разведения кедра сибирского в лесостепи восточного макросклона Южного Урала.
Особенности роста, продуктивности, и семеноношения кедра сибирского.
Рекомендации по выращиванию и формированию искусственных насаждений и семенных объектов кедра сибирского.
Практическая полезность и реализация результатов. Результаты исследований позволили разработать практические рекомендации, которые частично реализованы автором при проведении лесовосстановительных мероприятий в Чебаркульском опытном лесхозе, а также при закладке лесосеменных объектов кедра. В ходе выполнения исследований подготовлено к посеву различными способами стратификации 30 кг кедровых семян,
выращено 6 тысяч сеянцев для закладки постоянного лесосеменного участка и лесных культур, дополнена прививочная постоянная лесосеменная плантация кедра, проведен отвод участка лесных культур под рубки ухода за лесом.
Апробация работы и публикации. Основные результаты исследований представлялись и докладывались на региональной научно-производственной конференции «Теоретические и практические проблемы лесовосстановления на Урале» (Екатеринбург, 2002), научно-технической конференции «Проблемы озеленения городов и развития лесного комплекса» (Пермь, 2005), II Всероссийской научно-технической конференции студентов и аспирантов (Екатеринбург, 2006), V Международной конференции молодых ученых «Леса Евразии - Уральские горы» (Москва, 2005) и VI Международной конференции молодых ученых «Леса Евразии - Венгерский лес» (Москва - Шопрон, 2006). Основные положения диссертации изложены в 6 печатных работах.
Личный вклад автора заключается в определении цели и основных направлений программы и методики исследований, подборе объектов исследований, сборе полевого экспериментального материала, его обработке, анализе результатов исследований, формулировании выводов и рекомендаций производству, а также при подготовке и написании диссертационной работы.
В закладке искусственных насаждений кедра сибирского и проведении опытов в период до 1998 г. принимали участие специалисты Чебаркульского опытного лесхоза Г.А. Балбарин, В.А. Аникаев, А.Е. Рыжков, В.Е. Лицова и другие сотрудники. Всем им автор выносит признательность.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 6 глав, выводов и рекомендаций, заключения, списка использованной литературы, включающего 199 работ. Диссертация изложена на 163 страницах, иллюстрирована 21 рисунком, содержит 34 таблицы и 3 приложения.
Почвенные условия
В условиях Восточноуральского пенеплена почвенный покров развивался на флювиальных, реже элювиальных отложениях коренных пород, свободных от легко растворимых солей, поэтому здесь мало солонцеватых почв (Кирин, 1964). Специфичны черты почвообразующих пород, среди которых широко распространены плотные коренные породы, а также древние коры выветривания; они дают основание рассматривать почвы этой территории особо, сближая их с почвами Горного Урала (Погодина, Розов, 1968).
В зоне исследования преобладают пологие склоны низин и равнин с глубокими свежими серыми лесными и дерново-подзолистыми почвами на делювиальных отложениях (Летков, 1954; Погодина, Розов, 1968; Ситдиков, 1997; Чернов, 2005). Северо-западная и центральная части зоны исследования представлены сильно выветрившимися коренными породами, в основном гнейсами. В этих зонах, под травянистыми березовыми лесами, особенно и западной части, преобладают серые лесные почвы, реже оподзоленные черноземы. Часто они бывают щебенчатыми. Под лугово-степной растительностью на выровненных участках и пологих склонах развиваются выщелоченные тучные среднемощные черноземы с пятнами темно-серы.: лесных почв. На юге лесостепной зоны зональные выщелоченные и оподзоленные черноземы уступают место обыкновенным черноземам (Оленев, 1965; Погодина, Розов, 1968; Кирин, 1969; Краткий географический справочник, 1995).
На территории Чебаркульского опытного лесхоза северо-западная часть также представлена сильно выветрившимися коренными горными породами, в основном гнейсами. В этой части преобладают щебенчатые серые лесные почвы, а также подзолистые на аллювиальных песках.
Центральная и восточная части представлены углисто-кремнистыми сланцами, иногда известняками. Местами наблюдается выход коренных пород на поверхность. Здесь преобладают серые и темно-серые лесные суглинистые, лугово-черноземные почвы и черноземы (обыкновенные и тучные), частично выщелоченные, супесчаные и суглинистые.
Южная часть лесхоза имеет небольшую расчлененность и волнистую поверхность, более повышенную и с частыми выходами гранитов на поверхность. На этой территории преобладают лесные почвы (темно-серые лесные суглинистые и серые лесные суглинистые), отдельными участками встречаются дерново-луговые почвы.
Эрозионные процессы в лесах лесхоза не имеют сколько-нибудь значительного распространения (Проект организации и ведения лесного хозяйства Чебаркульского опытного лесхоза, 1996).
В поверхностных горизонтах серых и темно-серых лесных почв содержится довольно большое количество гумуса (11 - 15 %), постепенно уменьшающееся с глубиной; на глубине 25 - 30 см отмечается 2,5 - 3 % гумуса. Обладая высоким эффективным плодородием, эти почвы благоприятны для выращивания высокопродуктивных древостоев.
Выщелоченные черноземы обладают высоким естественным плодородием. Они как правило, среднемощные, мощность гумусового горизонта составляет 20 - 25 см, а горизонтов А + В-50-60см они содержат 8 - 12 % гумуса, реакция почвенного раствора близка к нейтральной (Погодина, Розов, 1968).
Классификацию лесорастительных условий разработали Е.М. Фильрозе (Институт экологии растений и животных) и И.А. Фрейберг (Уральская ЛОС) на основе лесотипологических подходов географо-генетической классификации Б.П. Колесникова (1967). Генетическая классификация типов леса включает характеристику типов насаждений и типов условий местопроизрастания. Последние устанавливаются с учетом особенностей гидрологического режима (дренированные, слабодренированные и заболоченные) и положения участка в рельефе местности.
Преобладающим типом леса является сосняк разнотравный, встречаются также сосняки ягодниковые, злаково-широкотравные, разнотравно-злаковые и широкотравные, характеризующиеся высокопроизводительными условиями местопроизрастания. В районе исследования преобладают основные лесообразующие породы: сосна обыкновенная, береза бородавчатая (Сысоев, 1959; Глумов, 1960; Кирин, 1964, 1969; Краткий географический справочник, 1995). Хозяйственно ценными породами в лесах считаются сосна, береза, осина, а также ель, лиственница и кедр (произрастающие в лесных культурах). В насаждениях возобновление удовлетворительное или слабое, подрост сосны обычно мелкий, ниже полога трав. Преобладает естественное возобновление березы и осины, которое в росте в высоту опережает сосну. В подлеске средней и низкой густоты распространены ива, ракитник степной, вишня кустарниковая, жимолость, шиповник, волчье лыко, кизильник высотой 0,6 - 0,7 м. Под пологом развита лесостепная растительность: злаки и широколиственные травы, черника, брусника, костяника, коротконожка, вейник лесной, вероника, чина, купена, саранка, герань лесная, полынь.
Зона исследований представляет собой лесостепные пространства, где чередуются березовые и осиновые колки, сосновые боры и степные участки. Последние почти полностью превращены в пахотные угодья. Березовые леса светлые малосомкнутые, часто страдают от пожаров и выпаса скота (Горчаковский, 1968). К этой зоне принадлежат так называемые «ленточные боры», к которым относятся Варламовский, Травниковский и Чебаркульский боры Чебаркульского опытного лесхоза.
Лесоводственно-технологические особенности создания и выращивания лесных культур и семенных объектов кедра сибирского
В России кедр сибирский издавна и охотно разводят. История разведения кедра сибирского уходит в глубь веков (Шаталов, 1982; Дроздов, 1999), попытки его разведения известны в России с XVI в. (Игнатенко, 1988). Наиболее полно история разведения кедра сибирского на Урале отражена в работах М.Ф. Петрова (1961) и А.В. Хохрина (1965). А.В. Хохрин (1965) выделил 4 периода, различающиеся по целям и методам разведения кедра сибирского: 1 - период ритуально-декоративных ограниченных культур - с XVI в. до 40-х годов XIX в; 2 - период декоративно-плодовых массовых культур - с 40-х годов XIX в. до 1917 г; 3 - период лесных опытно-производственных культур - с 1917 г. до 1959 г; 4 - период промышленных культур - с 1959 г. В первый период культуры кедра сибирского создавали монахи на территориях монастырей: Кириллово-Белозерского в Новгородской губернигт, Соловецкого на о. Соловки в Белом море, Валаамского на о. Валаам на Ладожском озере (Гиргидов, 1955), Коряжемского, Сийского и Соозерного в Архангельской губернии (Орлов, 1972). Кроме того, на северо-западе России старые кедры встречаются вокруг церквей и на кладбищах (Гиргидов, 1955). До наших дней сохранились посадки на монастырских землях под г. Устюг Вологодской губернии (Хохрин, 1965). Монахи продавали кедровые шишки, преподносили корзины с шишками в качестве подарков высокопоставленным лицам, посещающим монастыри.
Разведение кедра на первом этапе, по целевому назначению, имело, религиозно-эстетическое направление. Масштабы разведения были незначительными. На Урале это кедровые рощи в Верхотурском монастыре (роща была вырублена в 1947 г.), в монастырских усадьбах городов Челябинска и Белорецка. Культуры закладывались посадкой саженцев высотой до 0,5 м с комом земли, выращенных монахами на «аптекарских огородах». За посадками кедра проводился тщательный уход, как в саду. К этому же времени относятся окультуренные кедровые рощи вокруг многих населенных пунктов Урала и Западной Сибири, в которых наряду с рубками ухода проводилась посадка дичков кедра сибирского (Петров, 1961; Хохрин, 1965; Чернов, 1995).
Для второго периода характерно создание владельцами заводов и фабрик роскошных кедровых садов и парков, имевших декоративно-плодовое назначение. В этот период кедр в культуре был известен, главным образом, как парковое и садовое дерево.
Одной из особенностей второго периода развития является то обстоятельство, что предпринимались первые попытки создания искусственных древостоев кедра сибирского по типу лесных культур. Основоположником создания лесных культур кедра сибирского на Урале является Н.Г. Мальгин, который в 1842 г. указывал на низкую эффективность посева вследствие поедания семян мышами и птицами. При этом он пришел к выводу, «что искусственное разведение кедра сибирского довольно затруднительно и сопряжено с многоразличными условиями» (Хохрин, 1965). В 1897 г. На Урале культуры кедра сибирского созданы посадкой саженцев вблизи г. Талица (Свердловская область). Старые культуры кедра сибирского имеются в Новолялинском районе (Чернов, 1995). В начале XIX столетия создана кедровая роща посадкой дичков в Серовском районе. Сохранились куртины кедра сибирского в г. Челябинске на территории плодово-ягодной станции, которые были созданы посадкой дичков. В Бузулукском бору были созданы культуры кедра методом посева (Петров, 1961). В 1957 г. К.Г. Малютин обнаружил посадки кедра сибирского на площади 5,0 га у подножия г. Таганай. Возраст их был 58 лет, значит это посадки конца XIX в. (Виногорова, 1960). В начале XIX столетия создана кедровая роща в Игринском районе Удмуртии из сеянцев, выращенных на личном огороде А.А. Смирновым из семян, полученных из Томской губернии. Посадкой дичков в 1906 г. создана кедровая роща в Камбарском лесничестве под г. Сарапулом. Сохранились куртины старых культур вблизи г. Глазова (Петров, 1961; Чернов, 1995). М.Ф. Петровым (1961) и В.В. Рябчинской (1961) отмечены посадки кедра сибирского того периода в Белорецком лесхозе в Башкирии на площади 2,0 га. В Оренбургской области в Бузулукском бору в 1913 - 1914 гг. А.П. Тольским заложен дендропарк, где наряду с другими породами был и кедр сибирский. М.Ф. Петров считает, что все культуры того периода на Урале были созданы посадкой.
В этот период методы разведения кедра сибирского были разработаны лишь для его культивирования как паркового и садового дерева, а основы лесокультурного начала кедра сибирского только зарождаются.
В третий период кедр сибирский впервые был внедрен в лесные культуры в значительных количествах. После социалистической революции леса и земли стали общенародной собственностью, появилась объективная предпосылка для рационального использования кедровых богатств и их воспроизводства.
В первые годы советской власти, когда ощущался недостаток продовольствия, в качестве основной проблемы кедра была выдвинута задача освоения и промышленного использования естественных кедровых насаждений для производства ореха, масла, халвы и муки для кондитерских изделий (Бех, Таран, 1979).
Примеры окультуренных припоселковых кедровников, которые плодоносили ежегодно и средний урожай в них составлял 300 - 400 кг/га (Петров, 1961), показывают, что создание кедровых садов - наиболее верный путь эксплуатации кедра на орех.
Главной особенностью третьего периода является широкое распространение кедра сибирского в лесных культурах Урала и Сибири. На первых порах были сделаны лишь попытки, но с организацией в 1936 г. райлесхозов масштабы искусственного разведения кедра сибирского, главным образом его посевы, приняли опытно-производственный характер. В этот период в стране было создано 300 га культур кедра сибирского. На Среднем Урале культуры кедра сибирского были созданы в Махневском районе, в Ботаническом саду Института биологии УФ АН СССР, в Нижне-Сергинском, Талицком, Сухоложском, Камышловском и других лесхозах на небольших площадях (Петров, 1961).
Таким образом, можно считать, что начало производства лесных культур кедра сибирского было положено в советский период. В первые два периода кедр разводился главным образом в Европейской части России, а на третьем этапе его культура получила распространение на Урале и в Сибири. При этом создание культур служило накоплению опыта разведения кедра; площади культур были ограничены. Как положительное явление необходимо отметить уделение значительного внимания к концу третьего периода, в учебниках по лесным культурам, вопросам разведения кедра, при этом особо подчеркивается актуальность этой проблемы (Хохрин,1965).
По данным В.В. Рябчинской (1961), в этот период в Башкирии создано 170 га кедра сибирского, но культуры создавались до 1955 г. только энтузиастами, а позднее создание культур приняло более широкие масштабы. Культуры кедра сибирского в этот период создавались и в Челябинской области. Опытные культуры создавались в Златоустовском лесхозе посевом семян в 1938 г. (Чернов, 1995). В том же году опытные культуры были созданы посевом семян в Чебаркульском опытном лесхозе. Площадь посева составила 0,3 га; по состоянию на 2004 г. в культурах насчитывалось 340 экземпляров кедра сибирского. Диаметр ствола отдельных кедров достигает 30 см, высота 17,0 м. (Митрофанов, 2005).
Лесоводственные уходы при формировании кедровых насаждений
В лесных культурах кедра сибирского при интенсивном росте других древесных пород, угнетающих его и с целью формирования породного состава и оптимальной густоты насаждений различного целевого назначения следует проводить лесоводственные уходы.
В чистых и смешанных с елью культурах кедра осветление Наставлением по рубкам ухода в лесах Урала (1994) не рекомендуется. По мнению И.И. Дроздова и Ю.И. Дроздова (2000), лесоводственные уходы (осветления) в чистых культурах кедра при необходимости следует проводить с 3 - 5-летнего возраста, повторяя их через 3-4 года. В сплошных смешанных культурах рубки ухода надо начинать с 10 - 15 лет в зависимости от компонентов смешения и густоты культур.
Н.А. Луганский, СВ. Залесов и В.А. Азаренок (2001) считают, что в лесных культурах при интенсивном росте других пород, угнетающих кедр сибирский, необходимо проводить осветление, снижая сомкнутость крон древостоя до 0,3 - 0,4. Осветление назначается через 7-10 лет после посадки культур (Луганский и др., 1993), при сомкнутости крон 0,7 и выше с интенсивностью рубки 30-60 %. При этом вырубаются деревья всех пород, затеняющие кедр. Из экземпляров кедра удаляются только сухостойные, больные, поврежденные и сильно отставшие в росте (Наставление по рубкам ухода в лесах Урала, 1994).
Прочистки являются основным и важнейшим видом рубок ухода при формировании насаждений и заключаются в полном освещении кедра. Прочистки высокой интенсивности (20 - 50%) обязательны в возрасте культур 10-25 лет, при сомкнутости крон 0,6 и выше. Сомкнутость полога при этом должна снижаться до 0,4 - 0,5, а иногда и ниже. После ухода количество деревьев кедра с хорошо развитой кроной должно быть не менее 800 - 1000 шт. / га при их равномерном распределении по площади (Луганский и др., 1993). В чистых и смешанных с елью культурах кедра удаляются сопутствующие породы, затеняющие кедр, а также сухостойные, больные, поврежденные и сильно отставшие в росте экземпляры кедра (Наставление по рубкам ухода в лесах Урала, 1994).
Прореживание лесных культур в возрасте 41-80 лет проводят при полноте 0,7 и выше. Метод ухода верховой. При проведении прореживания удаляется примесь наиболее развитых сопутствующих пород с целью осветления у кедра верхней части кроны. Из кедровой части древостоя вырубаются явно угнетенные деревья с редкой кроной, искривленными и поврежденными стволами. После проведения прореживаний к возрасту проходных рубок (60 лет) количество деревьев кедра должно оставаться не менее 400 - 600 шт. / га при сомкнутости крон 0,5 - 0,6. В возрасте прореживаний насаждения с участием кедра рубками ухода должны быть переведены в кедровые (Луганский и др., 1993; Наставление по рубкам ухода в лесах Урала, 1994).
Проходные рубки в культурах рекомендуется назначать с 61 года при полноте насаждений 0,7 и выше. До 100 - 120-летнего возраста продолжается уход за кедром с целью его дальнейшего осветления, формирования кроны и равномерного размещения деревьев по площади. Рубка ухода проводится преимущественно путем изреживания или удаления верхнего полога сопутствующих древесных пород и угнетенных деревьев кедра. При этом в насаждениях с полнотой 0,8 и выше за один прием полнота может быть снижена не более чем на 0,2 единицы (Луганский и др., 1993). При проведении проходных рубок следует оставлять на дальнейшее выращивание хорошо развитые экземпляры кедра с сильнотрещиноватой формой коры, имеющие хорошо развитую темно-зеленую крону булавовидного типа, толстые окончания ветвей, обеспечивающие образование большого количества шишек (Наставление по рубкам ухода в лесах Урала, 1994).
С возраста 100 - 120 до 180 - 200 лет проходные рубки рекомендуются с целью повышения урожайности (рубки ухода за плодоношением). В этот период уход проводят через 15-20 лет с интенсивностью изреживания 15-20 % путем уборки слабоплодоносящих кедров. В дальнейшем по мере необходимости проводятся санитарные выборочные рубки (Луганский и др., 1993).
Формирование насаждений рекреационного назначения осуществляется рубками формирования ландшафта, направленными на создание лесопарковых ландшафтов, повышение эстетической и оздоровительной ценности лесов и их устойчивости. Общая декоративность ландшафтов достигается за счет отбора лучших деревьев по признаку декоративности, а также подбором пород, характером их смешения и строением древостоев (Наставление по рубкам ухода в лесах Урала, 1994).
Процесс формирования лесосеменных участков и кедросадов должен начинаться с 10-20 летнего возраста (Пинаев, Зеленский, 1999).
Формирование кедросадов производится путем систематического интенсивного изреживания верхнего полога насаждений с целью осветления кедра и формирования у него развитой кроны, обеспечивающей раннее обильное и постоянное плодоношение. Кедросады формируют из лесных культур кедра высоких классов бонитета, произрастающих на выровненных формах рельефа, позволяющих в дальнейшем механизировать сбор шишек. При формировании орехоносных кедровых насаждений лесоводственные уходы проводятся несколько иначе, чем в лесных культурах кедра сырьевого и ландшафтообразующего назначения.
В кедросадах, одновременно с проведением прочисток, через 12 - 20 м прорубаются постоянные технологические коридоры шириной 5 - 6 м, которые используются в качестве волоков, а в дальнейшем - для прохода механизмов при сборе шишек (Луганский и др., 1993; Наставление по рубкам ухода в лесах Урала, 1994). После проведения прореживания количество деревьев кедра должно оставаться не менее 300 - 400 шт. / га при сомкнутости крон 0,4 - 0,5 (Луганский и др., 1993).
При начале формирования орехоносных насаждений с возраста прореживания, если ранее уход не проводился, количество деревьев кедра в верхнем пологе, должно быть не менее 300 - 400 шт. / га. В этом случае уход за кедром следует проводить путем удаления деревьев других древесных пород в радиусе не менее половины средней высоты древостоя. Во всех случаях крона кедра не должна испытывать затенение в ближайшие 10-15 лет после ухода (Наставление по рубкам ухода в лесах Урала, 1994).
К концу периода проходных рубок (120 лет) на 1 га должно быть 180 -220 хорошо развитых и плодоносящих деревьев кедра сибирского. При проведении прореживания и проходных рубок следует оставлять на дальнейшее выращивание экземпляры кедра, имеющие развитую крону, рано вступившие в стадию плодоношения и дающие обильный урожай крупных шишек с крупными орехами. Как правило, это деревья со светлой груботрещиноватой корой (соснововиднокорые) как более орехоносные; вырубают деревья, имеющие мелкочешуйчатую темно-серую кору (елововиднокорые). В дальнейшем в кедросадах проводятся санитарные выборочные рубки (Луганский, Залесов, Теринов, Щавровский, 1993).
Репродуктивная способность искусственных насаждений кедра сибирского
Важнейшим показателем акклиматизации древесных пород, в том числе и кедра сибирского, в новых условиях произрастания являются особенности их цветения и плодоношения. Для изучения плодоношения кедра сибирского за пределами его ареала в восточноуральской лесостепи были исследованы особенности семеноношения в искусственных насаждениях кедра сибирского в лесорастительных условиях Чебаркульского опытного лесхоза.
На момент исследования из шестнадцати участков культур кедра на восьми наблюдалось плодоношение. Биологический возраст культур с наличием плодоносящих кедров находится в пределах от 36 до 67 лет. В более молодых культурах (22 - 25 лет) плодоношение отсутствует. Такое сравнительно позднее вступление кедра в стадию семеноношения объясняется высокой полнотой культур и угнетением кедров сопутствующими и второстепенными породами. Плодоношение кедров наблюдается только в чистых культурах или с незначительной примесью сопутствующих пород. В культурах, где кедр испытывает ингибирующее действие ели, сосны, березы и осины, плодоношение отсутствует.
Установлено, что плодоносящие экземпляры кедра обладают лучшим ростом и развитием. Средние таксационные показатели плодоносящих деревьев превышают средние показатели роста и развития древостоя, в котором они произрастают (табл. 4.2.1). Так, среднее превышение показателей роста плодоносящих деревьев по всем участкам по диаметру ствола составляет 81,0 %, по высоте ствола 16,1%, по ширине кроны 46,4 % и по протяженности кроны 34,4 %. Наибольшее превышение наблюдается по диаметру ствола и размерам кроны, следовательно, эти показатели роста, особенно степень развития кроны, в первую очередь влияют на интенсивность плодоношения. Общеизвестно, что диаметр ствола и развитие кроны изменяются с полнотой древостоя. Полнота плодоносящих культур (по отдельным участкам) находится в пределах от 0,55 до 2,03, в них плодоносят деревья, находящиеся в верхнем пологе древостоя. Участие этих деревьев в сложении древостоев изменяется от 0,9 до 14,0 %, от их общего количества. Шишки на них расположены лишь в самых верхних частях кроны, где имеется достаточная освещенность. При этом количество шишек на дереве сильно варьирует и находится в пределах от 1 до 38 штук на дереве в возрастной амплитуде деревьев 34 - 67 лет (табл. 4.2.2). Коэффициент вариации числа шишек на дереве изменяется в пределах 26 - 75 %.
Как отмечалось в литературном обзоре, орехопродуктивность кедра сибирского находится в прямой зависимости от равномерности размещения деревьев по площади, густоты древостоя, особенностей светового и водоминерального питания и интенсивности конкуренции со стороны других древесных пород и др. факторов.
В нашем опыте рассмотрена зависимость плодоношения от возраста культур и их полноты. В лесных культурах в возрасте 67 лет (ПП 4) при полноте плодоносящей группы кедров 0,55 наблюдается наиболее высокий процент плодоносящих деревьев (91,2 % от общего числа деревьев в группе) в сравнении с другими участками культур, находящимися в стадии плодоношения, количество шишек на них также наибольшее и достигает 38 шт. на одном дереве (табл. 4.2.2).
В лесных культурах одного возраста (36 лет) (ПП 2, 3) при полноте древостоя 1,26 плодоносят 0,9 % числа кедров, количество шишек на них 2-3 шт. При полноте культур 0,73 количество плодоносящих кедров увеличивается до 5,5 %, а число шишек на отдельных экземплярах достигает 15 шт. Близкие данные получены в культурах 41-летнего возраста (ПП 9, 11, 12, 13 и 16). Увеличение полноты древостоев с 0,99 до 2,03 влечет за собой снижение числа плодоносящих кедров с 3,6 % до 2,0 % и среднего количества шишек на дереве с 8,2 до 4,7 шт. (табл. 4.2.2), что указывает на наличие слабой отрицательной корреляционной связи. Коэффициент корреляции количества плодоносящих кедров и полноты древостоя составляет - 0,38, а количества шишек на деревьях и полноты древостоя - 0,25. Следовательно, чем ниже сомкнутость крон, тем раньше деревья начинают плодоносить и тем выше семенная продуктивность культур.
Все исследуемые культуры густые, полнота их находится в пределах 0,73 - 2,03. Повысить урожайность в них можно за счет разреживания с целью улучшения светового и почвенного питания. Доступ света в нижние и средние части кроны будет способствовать созданию благоприятных условий для закладки генеративных органов. Изреживание или уход за составом и густотой древостоя следует начинать в молодняках в возрасте 10 - 15 лет, когда начинается дифференциация деревьев. Полноту в культурах следует поддерживать в пределах 0,4 - 0,6, так как в более густых культурах наблюдается напряжение роста, его дифференциация у отдельных деревьев с последующим самоизреживанием, которое сопровождается снижением интенсивности роста культур, отпадом и деформацией кроны деревьев.
Для изучения качественных показателей семеноношения кедра сибирского в условиях северной части восточно-уральской лесостепи и для последующего сравнения их с данными семеноношения спелых кедровников в пределах ареала были обследованы 3 участка культур кедра сибирского, в которых наблюдается стабильное плодоношение. Первый из изучаемых участков был создан посевом семян в 1938 году на площади 0,2 га (ПП 4). Второй участок создан посадкой трехлетних сеянцев кедра в 1968 году на площади 2,1 га (ПП 9). Третий участок культур создан посадкой двулетних сеянцев в 1967 году на площади 0,6 га (ПП 11). Древостой произрастают в лесорастительных условиях сосняка разнотравного.
Плодоношение наблюдается у лидирующих по таксационным показателям деревьев, выходящих в верхний полог древостоя. На опытных участках были собраны партии шишек. Для оценки семеноношения кедра сибирского были определены размеры шишек и семян, их вес, выход семян, и полнозернистость. Данные таблицы показывают, что среди изученных древостоев затруднительно выделить участок, который лидировал бы по всем показателям репродуктивной способности. Можно утверждать, что чем старше древостой ч ниже его полнота, тем крупнее и тяжелее шишки и выше выход из них семян. Выход семян в зависимости от веса шишки показан на рис. 4.2.1. Так, в лесных культурах 1938 года создания (полнота плодоносящей группы кедров 0,55) длина шишек составляет 6,8 см при средней длине на всех участках - 6,3 см; вес одной шишки 26,5 г при среднем весе - 19,8 г; выход сырого ореха в этих культурах составил 39,7 % от массы свежесобранных шишек.
