CC BY
1
Научная статья УДК 630.32
https://doi.Org/10.25686/2306-2827.2023.l.88
Сравнительные результаты производства лесных культур сосны
на задернённых вырубках
О. И. Гаврилова113, А. В. Грязькин2, М.Д. Молостовкин1, К. А. Пак 2
'Петрозаводский государственный университет,
Российская Федерация, 185960, Петрозаводск, пр. Ленина, 33 2Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет им. С.М. Кирова, Российская Федерация, 194021, Санкт-Петербург, Институтский пер. 5., Литер У
ogavril@mail.ruH
Введение. Лесовосстановление — важнейший элемент ведения хозяйства. Создание лесных культур — это интенсификация производства и внедрение новейших достижений науки. Наиболее перспективным способом создания искусственных лесов является использование посадочного материала с закрытой корневой системой, что позволяет внедрять лесообразующие породы с улучшенными свойствами. Цель исследования — установить особенности роста и развития лесных культур сосны при разных вариантах их создания. Объекты и методы. Объектами исследования послужили участки лесных культур сосны, созданных с обработкой и без обработки почвы по двум вариантам. Первый вариант — по обработанной почве с посадкой в дно борозды, два опытных участка. Второй вариант — без обработки почвы с посадкой рядами и биогруппами. Объект исследования расположен в лесном фонде Пряжинского лесничества Республики Карелия. Лесные культуры созданы на задернённой вырубке 10-летней давности. Использованы общепринятые в лесоведении и лесоводстве методы исследования. Результаты и обсуждение. Представлены материалы по оценке приживаемости и сохранности лесных культур сосны. Приживаемость лесных культур в вариантах с обработкой почвы — 100%, на опытном участке без обработки почвы при рядовой посадке 68 %, на опытном участке без обработки почвы при создании культур биогруппами — 72 %. Сохранность лесных культур через 22 года после их создания составила от 48 до 79 %, в зависимости от варианта. На опытных участках сформировались молодняки смешанного состава с долей участия сосны 39—61 %. Общая численность молодняков 5,7 — 9,9 тыс./га. В составе молодняков присутствует сосна естественного происхождения в количестве 1 — 4 %. Средняя высота сосны по вариантам опыта варьирует от 6,2 до 9,3 м. На опытных участках с обработкой почвы средний диаметр стволов сосны оказался максимальным — 9,9 см, а наименьший — на участке без подготовки почвы в лесных культурах, созданных биогруппами, —5,9 см. Размах варьирования величины среднего общего прироста в высоту составляет 26,9—40,4 см/год. На опытных участках встречаются и подлесочные породы общей численностью не более 400 экз./га. Преобладает рябина обыкновенная. Преобладающие виды в составе живого напочвенного покрова — черника, брусника, иван-чай. Почва супесчаная среднеподзолистая иллювиально-железистая на валунной супеси. Заключение. В зависимости от технологии создания, схемы размещения посадочных мест и густоты молодняков зависят основные таксационные характеристики лесных культур. Обработка почвы — важный элемент технологии создания лесных культур, особенно в условиях сильного задернения. Полученные результаты могут быть использованы при составлении проекта лесных культур в аналогичных условиях места произрастания, а также вучебном процессе.
Ключевые слова: сосна; посадочный материал; закрытая корневая система; обработка почвы; Республика Карелия
© Гаврилова О. И., Грязькин А. В., Молостовкин М. Д., Пак К. А., 2023.
Для цитирования: Гаврилова О. И., Грязькин А. В., Молостовкин М. Д., Пак К. А. Сравнительные результаты производства лесных культур сосны на задернённых вырубках II Вестник Поволжского государственного технологического университета. Сер.: Лес. Экология. Природопользование. 2023. № 1 (57).
С. 88-98. https://doi.Org/10.25686/2306-2827.2023.l.88
Введение. Действующие нормативные документы и стратегия развития лесного комплекса страны нацеливают работников отрасли на создание устойчивых высоко продуктивных лесов. В первую очередь создание лесных насаждений целесообразно из хозяйственно ценных пород. В условиях Северо-Запада до настоящего времени к таким породам относят хвойные -сосну и ель [1, 2, 3]. Одним из наиболее перспективных способов интенсификации лесовосстановительных работ является создание лесных культур из посадочного материала с закрытой корневой системой. Это связано с возможностью автоматизации процесса выращивания посадочного материала, использования передовых достижений лесной науки [4 - 6, 7, 8]. Кроме этого, применение высококачественных семян, современной техники и технологии позволяет добиться высокой приживаемости и сохранности созданных культур и ускоренного перевода их в покрытую лесом площадь [9-11, 12-15]. Интенсификация процессов роста на начальном этапе развития сеянцев и саженцев возможна за счёт строгого соблюдения агротехники выращивания и применения эффективных приёмов хозяйствования [16, 17]. Необходимым условием получения высококачественных культур является соответствующая условиям обработка почвы [18, 19, 20]. Это особенно важно в лесокультурном
фонде, представленном сильно задернён-ными и захламлёнными старыми вырубками. Применение комплекса лесохозяйственных мероприятий позволяет снизить возраст технической спелости древостоев, снизить потери от отпада [9, 19]. Строгое соблюдение технологии лесовыращивания позволяет получать древесину с высокими физико-механическими свойствами [22].
Цель проведённого исследования -установить особенности роста и развития лесных культур сосны при разных вариантах их создания.
Объекты и методика. Исследования проведены на территории Пряжинского центрального лесничества, Матросского участкового лесничества. Объекты исследования расположены на юге Республики Карелия на территории Пряжинского административного района. Опытные культуры были заложены в рамках международного проекта «Тайга - модельный лес» сотрудниками Петрозаводского государственного университета и Института леса КарНЦ РАН. Сеянцы сосны с закрытой корневой системой были высажены на старой заросшей вырубке. До рубки на объекте исследований произрастал сосняк брусничный. Рубка проведена в 1991 году. Условия произрастания характеризуются супесчаными сильно завалуненными среднеподзолистыми иллю виально-железисты-ми почвами (рис.1).
Рис. 1. Строение почвы наопытныхучастках — среднеподзолистые иллювиально-железистые
на завалуненном песке
Fig. 1. Soil structure in the experimental plots - medium podzolic illuvial-ferruginous on boulder sand
Молодняки на опытных участках представлены смешанными древостоями. Кроме сосны искусственного и естественного происхождения (Pinus syl-vestris L), в состав молодняков входят берёза (Betula verrucosa Ehrh.), осина (Populus tremula L.), ольха серая (Alnus incana L) и ель (Picea abies L.), рис. 2.
Из подлесочных пород на вырубке встречаются ива (Salix sp. L), можжевельник (Juniperus communis L), рябина (Sorbus aucuparia L.),), крушина (Frangu-la alnus Mill.). Общая численность подлеска не достигает 400 экз./га.
Перед созданием лесных культур на вырубке была проведена реконструкция малоценных насаждений методом сплошного удаления лиственных пород, после чего проведена обработка почвы покровосдирателем ПДН-1. Лесные культуры созданы в 1999 году. Общая площадь опытных участков составляет 2,33 га. Из них 0,33 га - с обработкой почвы, а на 2,00 га - без обработки почвы по двум вариантам размещения посадочных мест - рядами и биогруппами. Общая характеристика объектов представлена в табл. 1
Рис. 2. Лесные культуры сосны по обработанной (справа) и не обработанной почве (слева) Fig. 2. Pine plantations on tilled (right) and untilled (left) soil
Таблица 1. Основныехарактеристикиобъектовисследования
Table 1. Key characteristics of the study objects
Номер опытного участка Площадь, га Вариант создания культур Схема посадки Количество посадочных мест, шт./га
1 0,165 с обработкой почвы рядами - 3x0,9 м 3 600
2* 0,165 с обработкой почвы рядами - 3x0,9 м 3 600
3 1,00 без обработки почвы рядами - 3x0,9 м 3 600
4 1,00 без обработки почвы Биогруппами по 5 шт. на площадках 1,5х1,5 м, посадкой "конвертом" 4 000
*Опытный участок расположен вдоль стены леса.
В качестве посадочного материала использовали однолетние сеянцы с закрытой корневой системой, выращенные в тепличном комплексе из семян улучшенной категории, собранных на лесосеменной плантации. Посадка осуществлялась по двум вариантам. Первый вариант - по обработанной почве, второй - без обработки почвы с применением в обоих вариантах финской посадочной трубы Potti-putki. Во втором варианте посадка осуществлялась по двум схемам - рядовая и посадка биогруппами. Вариант с посадкой культур биогруппами использован для сравнения результатов по приживаемости и сохранности лесных культур.
При рядовой посадке посадочные места размещались по следующей схеме: в ряду - 0,9 м, между рядами 3 м. Густота посадки, таким образом, составляла 3 600 экз./га. При посадке биогруппами высаживали до 4 000 экз./га, посадкой «конвертом» на площадках размером 1,5*1,5м также с помощью посадочной трубы.
Биометрические характеристики лесных культур устанавливали общепринятыми в лесоводстве методами. Пробную площадь закладывали в наиболее характерном месте таким образом, чтобы на пробе было не менее 200 деревьев главной породы. Измеряли высоту растений, диаметр ствола на высоте 1,3 ми численность на 1 га. Средний общий прирост опреде-
ляли делением средней высоты на возраст культур. Кроме этого, фиксировали видовой состав подлеска и живого напочвенного покрова. На всех опытных участках с использованием прикопок определён гранулометрический состав и морфология почвы.
Результаты и их обсуждение. На
момент обследования сохранность лесных культур сосны к 22-летнему возрасту составила 48-79 % в зависимости от варианта создания. Состав сформировавшихся молодняков представлен культурами сосны и естественно поселившимися растениями, в том числе берёзой, численностью от 1 720 до 5 400 экз./га, осиной - от 72 до 420 экз./га, ольхой серой - от 66 до 280 экз./га. Хозяйственно ценные породы сосна и ель представлены в соотношении от 10:1 до 40:1 в зависимости от варианта (табл. 2).
Состав молодняка спустя 22 года после создания культур выглядит следующим образом: лесных культур сосны - от 29 до 51 %, сосны естественного происхождения - от12 до 16 %, подроста ели -от 1 до 4%. Доля лиственных пород в составе молодняков варьирует от 33 до 56%. Подлесочные породы представлены несколькими видами кустарниковой ивы (Salix sp. L.), рябиной обыкновенной (Sor-bus aucuparia L.), крушиной ломкой (Frangula alnus Mill.), можжевельником обыкновенным (Juniperus communis L.).
Таблица 2. Сохранность лесных культур и состав сформировавшихся молодняков на опытных участках
Table 2. Preservation of forest crops and composition of young stands formed in the experimental plots
Номер опытного участка Сохранность, % Состав молодняков по числу растений, % Численность по породам, экз./га Итого экз./га
сосна ель береза осина ольха серая
1 76,8 44Слк14Сев41Б 1Е 5 544 134 4 240 0 0 9 918
2* 79,2 42Слк13Сев 43БЗЕ10с10лс 5 688 264 4 720 136 66 10 896
3 48,1 51Слк12Сев30Б 4Е20лс Юс 3 456 286 1 720 72 156 5 690
4 50,6 24Слк16Сев 50Б40с4Е20лс 4 080 400 5 400 2 420 280 10 580
*Опытный участок расположен вдоль стены леса.
В составе живого напочвенного покрова на момент обследования доминируют черника (Vaccinium myrtillus L.) и брусника (Vaccinium vitis-idaea L.). Присутствие других видов выражено небольшой долей участия в формировании нижних ярусов. Доля зелёных мхов в моховолишайниковом ярусе достигает 90%. Такая особенность структуры живого напочвенного покрова объясняется значительной густотой сформировавшегося молодняка, более 10 тыс. экз./га (табл. 2).
Как видно из материалов, представленных на рис. 3 и представляющих усреднённые данные по участкам с обработкой почвы и без обработки, сохранность лесных культур оказалась максимальной в вариантах с предварительной обработкой почвы. При этом доля сосны в составе сформировавшихся молодняков оказалась наивысшей (51 %) в варианте без обработки почвы при создании лесных культур рядами. По сравнению с лесными культурами, исследуемыми в
14-летнем возрасте, сохранность снизилась на 3-5 %[3]. Это свидетельствует о стабилизации структуры формирующегося древостоя.
За прошедшие 22 года сохранность лесных культур динамично изменялась (рис. 3). Особенно интенсивно отпад высаженных растений происходил в первые годы после создания культур. Это можно объяснить прямым воздействием быстро сформировавшейся дернины на участках без обработки почвы. На этих участках живой напочвенный покров представлен преимущественно злаками: луговиком
извилистым (Avenella flexuosa (L.) Drejer), вейником наземным (Cala-magrostis arundinacea (L.) Roth ), полевицей тонкой (Agrostis capillaris L), ожикой волосистой (Luzula pilosa (L.) Willd.) и мелкими осоками (Carex sp. L.). В живом напочвенном покрове, кроме указанных видов злаков, встречаются иван-чай и черника - обильно, а брусника, вереск, лишайники, зелёные мхи - спорадически.
Рис. 3. Приживаемость культур сосны с момента создания до 22-летнего возраста по вариантам
опыта, % от прижившихся в 1999 году
Fig. 3. Survival capacity of pineplantations 22years after establishment depending on experiment options,
% of crops that took root in 1999
Из представленных данных видно, что сохранность лесных культур значительным образом зависит от исходных почвенно-грунтовых условий. Через 14 лет после создания лесные культуры по обработанной почве имели сохранность 81 %, без обработки - 55 %, что на 26 % меньше, в возрасте 22 лет - соответственно 78 и 49,5 %, при этом разница составила уже 28,5 %. Различие в сохранности культур сосны, созданных биогруппами и в рядах без обработки почвы, существенно не отличалось, и в 22 года составило 3 % (табл. 3).
Сохранность лесных культур к 22 годам снизилась незначительно, по сравнению с 14-летним возрастом - на 3-5 %.
Однако при этом возникла опасность резкого увеличения отпада сосны в лесных культурах. Это связано с избыточной густотой сопутствующих пород, появившихся за счёт естественного возобновления.
Распределение деревьев по ступеням толщины по опытным объектам различается. Главная причина таких различий -наличие сосны предварительного возобновления численностью до 400 экз./га и влияние лиственных пород. Диаметр наибольшего количества деревьев (28 % от общего количества) составляет 14 см.
Усреднённые таксационные характеристики молодняков на опытных участках представлены в табл. 4.
Таблица 3. Средний диаметр, средняя высота и средний прирост лесообразующих пород в составе молодняков на опытных участках культур сосны 22 лет
Table 3. Average diameter, average height and average growth increment of forest-forming species in the composition of young stands in experimental plots of the 22-year-old pine plantations
Лесообразующая порода Номер опытного участка
1 2 3 4
Средний диаметр, см
Сосна 9,9±0,68 9,0±0,69 7,4±0,37 5,9±0,41
Береза 8,0 ±0,34 8,4±0,28 6,2±0,26 5,0±049
Ель 3,2±0,36 2,9±0,62 2,8±0,56 2,0±0,49
Осина - 5,5±0,85 4,9±0,58 5,3±0,52
Ольха серая - 3,8±0,38 3,6±0,38 3,0±0,63
Средняя высота, м
Сосна 9,1±0,42 9,3±0,48 8,0±0,35 6,2±0,37
Береза 8,8±0,81 8,3±0,74 6,2±0,38 6,1±0,41
Ель 3,0±0,12 2,4±0,11 3,1±0,15 3,2±0,13
Осина - 5,5±0,51 4,2±0,30 4,0±0,28
Ольха серая - 5,0±0,45 4,0±0,22 3,2±0,18
Средний общий прирост, см/год
Сосна 39,6 40,4 34,7 26,9
Береза 40,0 37,7 28,2 27,7
Ель 15,0 12,0 15,5 16,0
Осина - 25,0 19,0 18,2
Ольха серая - 22,7 18,2 14,5
Таблица 4. Критерий различия основных таксационных показателей лесных культур сосны 22 лет, созданных по разным вариантам
Table 4. Criterion of difference of the main taxation indicators of the 22-year-old pine plantations established through various options
№ опытного участка Диаметр, см Высота, см
1 2 3 4 1 2 3 4
1 - 0,96 3,24 4,76 - 0,31 2,00 5,18
2 0,96 - 2,05 3,60 0,31 - 2,20 5,41
3 3,24 2,05 - 2,71 2,00 2,20 - 3,52
4 4,76 3,60 2,71 - 5,18 5,41 3,52 -
Сравнение средних значений диаметров стволов на опытных объектах показывает, что при загущённой посадке (культуры, созданные биогруппами) средний диаметр стволов минимальный - 7,9 см, что на 31-91 % меньше, чем в других вариантах опытных посадок.
Средняя высота культур сосны на опытных участках изменяется значительным образом - от 6,2 до 9,1 м. Для других древесных пород естественного происхождения средняя высота по опытным объектам изменяется по-разному. Средняя высота ели на участке вдоль стены леса (2,4 м), а максимальная - на участке лесных культур, созданных биогруппами. Максимальная высота ольхи серой - на участке № 2. Средняя высота деревьев берёзы на всех опытных участках близка к размерам средней высоты сосны.
Из представленного материалов вытекает необходимость в срочном проведении рубок ухода - изреживания мо-лодняков с формированием древостоя с преобладанием хвойных пород. Опытные участки в зависимости от вариантов и схем создания лесных культур характеризуются разной густотой, разным составом. Сравнивая показатели стандартного значения t-критерия по высоте и диаметру разных вариантов создания, было выявлено, что наиболее существенны различия на 1 % уровне значи-
мости (t-критерий >3) по высоте и диаметру между вариантами с обработкой почвы и посадкой биогруппами без обработки почвы. На уровне 5 % значимости достоверны различия между вариантами с обработкой почвы и посадкой рядами без обработки почвы. Различия по высоте и диаметру между вариантами посадки вдоль стены леса и по центру вырубки несущественны (t-критерий <1).
Заключение. Таким образом, в зависимости от технологии создания, схемы размещения посадочных мест и густоты молодняков зависят основные таксационные характеристики лесных культур. Средний диаметр стволов оказался максимальным на опытных участках с обработкой почвы, а наименьший - на участке без обработки почвы в лесных культурах, созданных биогруппами. Средняя высота лесных культур оказалась минимальной также на участке лесных культур, созданных биогруппами.
Сохранность лесных культур сосны, созданных посадочным материалом с закрытой корневой системой, к 22-летнему возрасту составила: на участке с подготовкой почвы 77-79 %, а на участках без обработки почвы - 48-51 %. Из этого следует, что обработка почвы - важный элемент технологии создания лесных культур, особенно в условиях сильного задернения.
СПИСОК источников
1. Воронова В.С. О типах вырубок Карелии // Вопросы лесоведения и лесной энтомологии в Карелии. М.: Л.: Изд-во АН СССРД962. С. 5-21.
2. Колстрем Т., Лейнонен Т. Модельный лес "Тайга". Модельные леса в России: Опыт и перспективы будущего: Материалы международного семинара, состоявшегося в Петрозаводске, Россия, июнь 1999 г. Иоэнсуу: Университет Иоэнсуу, Финляндия, 1999. С. 123-134.
3. Burdett A.N. New methods of measuring root growth capacity: their value in assessing lodge pole pine stock quality // Canadian Journal of Forest Research. 1979. Vol. 9. P. 63-67
4. Жигунов A.B., Козлова Т.И. О хемотропизме корневых систем при создании лесных
культур саженцами "Брикет" // Роль науки в создании лесов будущего. Л.: ЛенНИИЛХ, 1981. С. 77.
5. Извекова И.М. О развитии корневой системы контейнеризированных сеянцев сосны и ели в культурах // Восстановление и мелиорация лесов Карелии. Л.: ЛенНИИЛХ, 1982. С. 61-63.
6. Извекова И.М. Особенности развития корневой системы сосны в культурах, созданных сеянцами с закрытой корневой состемой // Технология создания и экономические аспекты выращивания лесных культур. СПб.: СПбНИИЛХ, 1992. С. 139-143.
7. Маслаков Е.Л., Мелешин П.И, Извекова И.М. Посадочный материал с закрытой корне-
вой системой. M.: Лесная промышленность, 1981. 143 с.
8. Heiskanen J., Rikala R. Influence of different nursery container media on rooting of Scots pine and silver birch seedling after transplanting // New Forests. 1998. Vol. 16, №1.C. 27-42.
9. Гаврилова О.И., Леонтьева Э.А. О соотношении средних высот культур сосны и примеси березы на вырубках Карелии II Ученые записки Петрозаводского государственного университета. Серия: Естественные и технические науки. 2011. №4 (117). С. 64-67.
10. Формирование искусственных сосновых древостоев в условиях карельской таежной зоны /
О.И. Гаврилова, К.А. Пак, И.В. Морозова и др. II Изв. вузов. Лесной журнал. 2017. № 4. С. 23-33 http://lesnoizhumal.rU/upload/iblock/b55/gavrilova.p df.
11. Естественная смена ели сосной на участках лесных культур / А.В. Грязькин, Н.В. Беляева, В.Г. Шахов и др. //Лесотехнический журнал. 2019. Т. 9,№ 1 (33). С. 54-61.
12. Хлюстов В.К., Гаврилова О.И., Морозова И.В. Лесные культуры Карелии (Этапы раннего возраста). М.: ФГОУ ВПО РНАУ - МСХА им. Тимирязева, 2007. 223 с.
13. Хлюстов В.К., Гаврилова О.И., Морозова И.В. Рост культур сосны в конкурентных отношениях с живым напочвенным покровом вырубок II Известия Тимирязевской сельскохозяйственной академии. 2010. Вып. 2. С. 27-34.
14. Юрьева А.Л. Влияние подготовки почвы и вида посадочного материала на рост и развитие лесных культур сосны II Известия вузов. Лесной журнал. 2006. № 3. С. 13-19.
15. Юрьева А.Л., Гаврилова О.И., Хлю-стовВ.К. Динамика формирования надземной части культур сосны в период ранней диагностики II
Resources and Technology. 2008. № 7. С. 149-151. -До2012 г. загл. Труды лесоинженерного факультета ПетрГУ.
16. Маслаков Е.Л. Формирование сосновых молодняков. М.: Лесная промышленность, 1984. 165 с.
17. Морозова И.В., Гаврилова О.И. Закономерности роста лесных культур сосны на начальных стадиях роста (1-5 год) на вырубках южной Карелии II Ученые записки Петрозаводского государственного университета. Серия: Естественные и технические науки. 2011. № 2 (115). С. 75-78.
18. Mattsson A. Root Growth Capacity and Field Performance of Pinus sylvestris and Picea abies Seedlings II Scandinavian Journal of Forest Research. 1991. Vol. 6. № 1-4. C. 105-112.
19. Набатов Я.МЭгапы формирования соснового леса после сплошных рубок и лесовосстановления II Динамическая типология леса: Сб. научн. тр. I ВАСХНИЛ; под ред. И.С. Мелехова. М.: Агропромиздат, 1989. С. 144-156.
20. Естественное возобновление хвойных пород на площадях лесных культур / В.З. Нгуен, А.В. Грязькин, Н.В. Беляева и др. //Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2018. №223. С.6-15.
21. Gavrilova О., Yurjeva A. Prospects for artificial regeneration in Karelia II Social suitability of forestry in northern Europe: research and education. Copenhagen, 2001. P. 17-24.
22. Антонов О.И., Малышева О.И, Анто-новЕ.И. Базисная плотность древесины ели европейской, сформировавшейся под влиянием обрезки ветвей различной интенсивности II Леса России: политика, промышленность, наука, образование / Мат. VI Всероссийской научно-технической конференции; под ред. А. А. Добровольского. Санкт-Петербург: СПбГЛТУ, 2021. Т. 1. С. 33-36.
Статья поступила в редакцию 02.02.2023; одобрена после рецензирования 14.03.2023;
принята к публикации 19.03.2023
Информация об авторах
ГАВРИЛОВА Ольга Ивановна - доктор сельскохозяйственных наук, профессор кафедры технологии и организации лесного комплекса, Петрозаводский государственный университет. Область научных интересов - лесные культуры, естественное лесовосстановление, выращивание посадочного материала, рекультивация нарушенных земель Автор 108 научных публикаций. ORCID: https://orcid.org/0000-0002-1717-3085
ГРЯЗЬКИН Анатолий Васильевич - доктор биологических наук, профессор кафедры лесоводства, Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет им. С.М. Кирова. Область научных интересов - лесоводство, лесовосстановление, ресурсы леса. Автор более 360 научныхпубликаций. ORCID: https://orcid.org/0000-0002-3497-9312
МОЛОСТОВКИН Максим Дмитриевич - магистр кафедры технологии и организации лесного комплекса, Петрозаводский государственный университет.
ПАК Карина Аркадьевна - аспирант кафедры технологии и организации лесного комплекса технологии и организации лесного комплекса, Петрозаводский государственный университет. Область научных интересов - лесные культуры, лесовосстановление. Автор 10 научных публикаций.
Вклад авторов: все авторы сделали эквивалентный вклад в подготовку публикации. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Все авторы прочитали и одобрили окончательный вариант рукописи
Scientific article UDC 630.32
https://doi.Org/10.25686/2306-2827.2023.l.88
Comparative Results of Pine Plantation Production on Grassy Clearings
О. I Gavrilova1 я, A. V. Gryazkin2, M. D. Molostovkin1, K. A. Pak1 'Petrozavodsk State University,
33, Lenin Ave., Petrozavodsk, 185960, Russian Federation 2St. Petersburg State Forestry Engineering University named after S.M. Kirov,
LetterU, 5, Institutsky Per., St. Petersburg, 194021, Russian Federation ogavril@mail.ruH
ABSTRACT
Introduction. Reforestation is an essential element of forestry. The establishment of forest plantations means intensification of production and introduction of the latest achievements of science. The most promising 'way to create artificial forests is to use ball-rooted planting material, 'which allows the introduction offorest-forming species 'with improved properties. The objective of the study 'was to identify the features of growth and development ofpine forest plantations, 'with different options for their establishing taken into account. Objects and methods. The objects of the study 'were plots of pine forest plantations created 'with and 'without tillage, in compliance 'with two options. The first involved planting into soil subjected to tillage, at the bottom of the furrow, on two experimental plots. The second was a по-tillage option 'with planting in rows and by biogroups. The study object is located in the forest fund of the Pryazhinsky Forestry of the Republic ofKarelia. The forest plantations 'were established on a 10-year-old soddy clearing. Research methods generally accepted in forest science and forestry 'were utilized. Results and discussion. Materials 'were presented on the assessment of the survival and preservation of pine forest plantations. The survival ability of the forest crops for the options involving tillage was 100%, for the untilled experimental plot 'with row planting 68%, and for the untilled experimental plot 'with stands planted by biogroups 72%. The conservation rates of the forest plantations 22 years after their creation ranged from 48% to 79%, depending on the plantation establishment option. On the experimental plots, young forests of mixed composition 'were formed with the pine proportion of 39%-61%. The total number of the young stands is 5.7—9.9 thousand / ha. Pines of natural origin (12%-16%) are present in the composition of the young stands. The average height ofpines, 'with respect to the experiment options, varies between 6.2 m and 9.3 m. On the experimental plots subjected to tillage, the average diameter of pine trunks appeared be maximum (9.9 cm), while the smallest (5.9 cm) 'was recorded in the stands created though planting by biogroups on the untilled plot. The range of1variation in the average total height increment is between 26.9 cm /year and 40.4 cm /year. Undergrowth species also occur on the experimental plots, their total number not exceeding 400 specimens/ha. Mountain ash predominates. The dominant species in the composition of the live ground cover are blueberries, lin-gonberries, and willow herb. The soil is sabulous, medium podzolic, illuvial-ferruginous, on boulder sandy loam. Conclusion. The technology of creation, plant spatial arrangement, and the density of young stands determine the key taxation characteristics offorest plantations. Tillage is an important element of creating forest plantations, especially under the conditions of strong turfing. The results obtained can be used in preparing a project of establishing forest plantations under similar conditions in terms of the site quality, as 'well as in the educational process.
Keywords: pine; planting material; root-balled tree system; tillage; the Republic of Karelia
REFERENCES
1. Voronova V.S. О tipakh vyrubok Karelii [On the types of felling areas in Karelia], Voprosy lesovedeniya i lesnoy entomologii v Karelii [Problems of Forest Science and Forest Entomology in Karelia],
Moscow; Leningrad: Publishing House of the Academy of Sciences of the USSR, 1962. Pp. 5-21. (InRuss.).
2. Kolstrom T., Leinonen T., eds. Model'nyy les "Tayga" [Model Forest "Taiga"]. Model’nyye lesa v
Rossii: Opyt i perspektivy budushchego: Materialy mezhdunarodnogo seminara, Petrozavodsk, Rossiya, iyun’ 1999 g. [Model forests in Russia: Experience and prospects for the future: Proc. Int. Workshop, Petrozavodsk, Russia, June 1999]. Joensuu: University of Joensuu, Finland, 1999. Pp. 123-134. (In Russ.).
3. Burdett A. N. New methods of measuring root growth capacity: their value in assessing lodge pole pine stock quality. Canadian Journal of Forest Research. 1979. Vol. 9. Pp. 63-67.
4. Zhigunov A.V., Kozlova T.I. О khemo-tropizme komevykh sistem pri sozdanii lesnykh kul'tur sazhentsami "Briket" [On the chemotropism of root systems during the creation of forest crops with seedlings "Briquet"]. Rol' nauki v sozdanii lesov budushchego [The role of science in creating forests of the future], - Leningrad: LenNIILKh, 1981. P. 77. (In Russ.).
5. Izvekova I.M. О razvitii kornevoy sistemy konteynerizirovannykh seyantsev sosny i yeli v kul'turakh [On the development of the root system of containerized seedlings of pine and spruce in cultures], Vosstanovleniye i melioratsiya lesov Karelii [Restoration and melioration of forests of Karelia], Leningrad: LenNIILKh, 1982. Pp. 61-63. (In Russ.).
6. Izvekova I.M. Osobennosti razvitiya korne-voy sistemy sosny v kul'turakh, sozdannykh seyant-sami s zakrytoy kornevoy sostemoy [Features of the development of the pine root system in cultures created by seedlings with a closed root system], Tekhnologiya sozdaniya i ekonomicheskiye aspekty vyrashchivaniya lesnykh kul’tur [Technology of creation and economic aspects of growing forest crops], St. Petersburg: SPbNIILKh, 1992. Pp. 139-143. (In Russ.).
7. Maslakov E.L., Meleshin P.I., Izvekova I.M. et al. Posadochnyy material s zakrytoy kornevoy sis-temoy [Ball-rooted planting material], Moscow: Le-snaya promyshlennost, 1981.143 p. (In Russ).
8. Heiskanen J., Rikala R. Influence of different nursery container media on rooting of Scots pine and silver birch seedling after transplanting. New Forests. 1998. Vol. 16. No. 1. Pp. 27-42.
9. Gavrilova O.I., Leontieva E.A. О soot-noshenii srednikh vysot kul'tur sosny i primesi be-rezy na vyrubkakh Karelii [On the ratio of average heights of pine crops and birch admixture in clearings in Karelia], Uchenyye zapiski Petrozavodskogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya: Yestestven-nyye i tekhnicheskiye nauki [Proceedings of Petrozavodsk State University. Series: Natural and technical sciences], 2011. No. 4 (117). Pp. 64-67. (In Russ.).
10. Gavrilova O.I., Рак K.A., Morozova I.V. et al. Formirovaniye iskusstvennykh sosnovykh drevostoyev v usloviyakh karel'skoy tayezhnoy zony [Formation of artificial pine stands in the Karelian taiga zone], Izvestiya vuzov. Lesnoy zhurnal [Russian
Forestry Journal], 2017. No. 4. Pp. 23-33. (In Russ.), http: //lesnoizhurnal. ru/upload/i ck/b 55/gavrilova. pdf.
11. Gryaz’kin A.V., Beliaeva N.V., Shahov V.G. et al. Yestestvennaya smena yeli sosnoy na uchastkakh lesnykh kul'tur [Natural replacement of spruce by pine on the areas of forest plantations], Lesotekhnicheskiy zhurnal [Forestry Engineering Journal], 2019. Vol. 9. No. 1 (33). Pp. 54-61. (In Russ.).
12. Khlyustov V.K., Gavrilova O.I., Morozova I.V. Lesnye kul’tury Karelii (etapy rannego voz-rasta) [Forest plantations of Karelia (stages of the early age)]. Moscow: Russian State Agrarian University - Moscow Timiryazev Agricultural Academy, 2007. 223 p. (In Russ.).
13. Khlyustov V.K., Gavrilova O.I., Morozova I.V. Rost kul'tur sosny v konkurentnykh otnosheniyakh s zhivym napochvennym pokrovom vyrubok [The pine growth in competitive relations with the live ground cover of cuttings], Izvestiya Timiryazevskoy sel'skokhozyaystvennoy akademii [Izvestiya of Timiryazev Agricultural Academy], 2010, Issue 2. Pp. 27-34. (In Russ.).
14. Yur'eva A.L. Rost i razvitie lesnykh kul'tur sosny v ekosisteme veynikovo-lugovikovykh vyrubok Karelii: avtoref. dis. ... kand. biol. nauk [The growth and development of pine forest plantations in the ecosystem of reed-grass meadow cuttings in Karelia: Cand. Biol. Sci. Diss. Abs.]. Petrozavodsk: Petrozavodsk State. University, 2007. 16 p. (In Russ.).
15. Yureva A.L., Gavrilova O.I., Hlyustov V.K. Dinamika formirovaniya nadzemnoy chasti kul'tur sosny v period ranney diagnostiki [Dynamics of the aboveground part formation of Scots pine during the early periods of diagnosis], Trudy lesoinzhenernogo fakuV'teta PETRGU [Research Reports of Forest Engineering Faculty of Petrozavodsk State University] (since 2012, Resources and Technology). 2008. No. 7. Pp. 149-151. (In Russ.).
16. Maslakov E.L. Formirovaniye sosnovykh molodnyakov [Formation of young pine forests], Moscow: Lesnaya promyshlennost', 1984. 165 p. (In Russ.).
17. Morozova I.V., Gavrilova O.I. Zakonomer-
nosti rosta lesnykh kul'tur sosny v techenie pervykh pyati let posle poseva semyan i posadki seyantsev na vyrubkakh yuzhnoy Karelii [Growth regularities of pine forest plantations during the first five years after sowing and seedlings planting in felling in Southern Karelia], Uchenyye zapiski Petrozavodskogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya: Yestestvennyye i
tekhnicheskiye nauki [Proceedings of Petrozavodsk State University. Series: Natural and technical sciences], 2011. No. 2 (115). Pp. 75-78. (InRuss.).
18. Mattsson A. Root growth capacity and field performance of Pinus sylvestris and Picea abies seedlings. Scandinavian Journal of Forest Research. 1991. Vol. 6. No. 1-4. Pp. 105-112.
19. Nabatov N.M. Etapy formirovaniya sosno-
vogo lesa posle sploshnykh rubok i lesovosstanovleni-ya [[Formation stages of a pine forest after clear-cutting and reforestation], Dinamicheskaya tipologiya lesa [Dynamic forest typology], Moscow: Ag-
ropromizdat, 1989. Pp. 144-156. (In Russ.).
20. Nguyen V.D., Gryazkin A.V., Belyaeva N.V. etal. Yestestvennoye vozobnovleniye khvoynykh porod na ploshchadyakh lesnykh kul'tur [Natural regeneration of conifers on the area of forest plantations], Izvestia Sankt-Peterburgskoj lesotehniceskoy akademii. 2018. No. 223. Pp.6-15. (InRuss.).
21. Gavrilova O., Yurjeva A. Prospects for artificial regeneration in Karelia. Social suitability of for-
estry in Northern Europe: research and education. -Denmark, Copenhagen, 2001. Pp. 17-24.
22. Antonov O.I., Malysheva O.N., Antonov E.I. Bazisnaya plotnost' drevesiny yeli yevropeyskoy, sformirovavsheysya pod vliyaniyem obrezki vetvey razlichnoy intensivnosti [The basic density of European spruce wood, formed under the influence of pruning of branches of various intensity], Lesa Rossii: politika, promyshlennost’, nauka, obrazovaniye: Mat. VI Vserossiyskoy nauchno-tekhnicheskoy konferentsii. T. 1. [Forests of Russia: politics, industry, science, education. Mat. VI All-Russian Scientific and Technical Conference. Vol. 1]. - St. Petersburg: SPbFTU Publ., 2021. Pp. 33-36. (InRuss.).
The article was submitted 02.02.2023; approved after reviewing 14.03.2023
accepted for publication 19.03.2023
For citation: Gavriloval O.I, Gryazkin A.V, Molostovkin, Рак K.A. Comparative results of pine plantation production on grassy clearings. Vestnik of Volga State University of Technology. Ser.: Forest. Ecology. Nature Management. 2023. № 1 (57). Pp. 88-98. (InRuss.). https://doi.Org/10.25686/2306-2827.2023.l.88
Information about the authors
Olga I. Gavrilova - Doctor of Agricultural Sciences, Professor of the Department of Technology and Organization of the Forest Complex, Petrozavodsk State University. Research interests - forest plantations, natural reforestation, cultivation of planting material, reclamation of disturbed lands. Author of 108 scientific publications. ORCID: https://orcid.org/0000-0002-1717-3085
Anatoliy 'V. Gryazkin - Doctor of Biological Sciences, Professor of the Department of Forestry, St. Petersburg State Forestry University named after S.M. Kirov. Research interests - forestry, reforestation, forest resources. Author of more than 360 scientific publications. ORCID: https://orcid.org/ 0000-0002-3497-9312
Maksim D. Molostovkin - Graduate student of the Department of Technology and Organization of the Forest Complex, Petrozavodsk State University.
Karina A. Pak - Postgraduate student of the Department of Technology and Organization of the Forestry Complex, Petrozavodsk State University. Scientific interests: forest plantations, reforestation. Author of 10 scientific publications.
Availability of data and materials: the datasets analyzed during the study are publicly available.
Contribution of the authors: all authors made an equivalent contribution to the paper preparation.
The authors declare that they have no conflict of interest.
All authors read and approved the final manuscript.
