Интенсивное развитие промышленности и рост потребления древесины, особенно начавшееся после второй мировой войны, привели к широкому развертыванию лесовосстановительных работ, прежде всего в странах Западной Европы и особенно в социалистических.
В Болгарии, например, путем реконструкции малоценные порослевые насаждения переводятся в высокоствольное хозяйство. В Венгрии осуществляется широкая программа работ по повышению лесистости и облесению малопродуцирующих земель в целях увеличения лесопользования. Для Польши характерны развернутое лесовосстановление и массовое создание искусственных насаждений, особенно сосновых на песчаных почвах, для Румынии наряду с повышением уровня ведения лесного хозяйства — создание плантаций тополей и ив. В ГДР кроме мероприятий, направленных на лесовосстановление и создание новых насаждений на малопродуцирующих землях, интересные работы проведены по рекультивации земель, нарушенных при добыче полезных ископаемых.
Некоторые капиталистические страны пошли на выделение ссуд на лесовосстановление, а некоторые приняли законы, по которым отчисления от прибылей фирм, работающих на древесном сырье, передавались на лесовосстановительные работы и улучшение ведения лесного хозяйства.
В Великобритании интерес к воспроизводству лесных ресурсов проявился из-за того, что в период второй мировой войны были потеряны традиционные связи по поставкам лесопродукции и национальная промышленность ощутила острейший дефицит древесного сырья. Данная причина заставила и ряд других капиталистических стран заняться воспроизводством лесов и созданием новых. Конъюнктура цен на древесину на мировом рынке толкает и отдельные фирмы на создание высокопродуктивных плантаций, для чего часто покупают лесные угодья и безлесные земли. Эти же интересы заставляют разрабатывать современные машины и орудия, применять удобрения, новейшие химические средства и препараты, развивать селекционные работы, создавать гибридные формы тополей, интродуцировать новые виды древесных пород и т. н. Достигнутые результаты интенсивно внедряются в производство.
По мере возрастания потребностей в лесном сырье меры по увеличению его производства стали принимать страны и импортирующие, и экспортирующие, особенно те, в которых лесоэксплуатация уже на пределе расчетных возможностей. В целях максимального сокращения сроков выращивания леса применяются активные меры воздействия — те или иные интенсивные формы ведения лесного хозяйства в зависимости от уровня развития и природных условий. Одна из таких форм — создание плантаций.
В странах Латинской Америки они уже не редкость во владениях сахарозаводчиков, которые наряду с сахарным тростником выращивают и длиннохвойные сосны. От плантаций эвкалипта, пихты исполинской и некоторых других древесных пород нередко получают больше дохода, чем от занятия земледелием и садоводством.
Учитывая большие объемы проведенных работ и широкий интерес к искусственному лесоразведению почти во всех странах, лесная дирекция ФАО провела общемировую инвентаризацию искусственных насаждений.
На VI Мировом лесном конгрессе (1966 г.) было отмечено, что уже к тому времени было всего около 80 млн га искусственных насаждений, созданных в разное время, но основной объем работ выполнен в 50—60-е годы. На долю хвойных приходится 60 %, причем 27 % занимает сосна; в лиственных из 40 % — 24 % эвкалипт, а тополь — всего 1 %, хотя в ряде стран ему и уделялось довольно большое внимание. Сейчас почти повсеместно предпочитают хвойные (90—95 %), причем преимущественно сосну.
По расчетам экспертов ФАО, в связи с интенсификацией сельскохозяйственного производства и ликвидацией мелких фермерских хозяйств должно освободиться 25 млн га угодий; их намечается занять насаждениями.
Воспроизводство лесных ресурсов и тактика его проведения определяются размерами и состоянием лесных ресурсов, природными условиями и общим уровнем экономического развития. В этой связи прослеживаются следующие направления ведения лесного хозяйства: семеноводство, выращивание посадочного материала, лесовосстановление и лесоразведение.
Семеноводство и выращивание посадочного материала
Лесное семеноводство развивалось по мере необходимости восстановления лесов, причем лучшего качества и производительности. Для этого требовался семенной материал с улучшенной наследственностью. Наибольший эффект дают отбор и использование особенно продуктивных разновидностей как местных, так и интродуцированных видов, а также селекция лесных пород. Только за счет применения перечисленных мер продуктивность насаждений можно повысить на 20 %.
Результаты научно-исследовательских работ показывают, что многие свойства (возрастная способность, форма кроны и ствола, образование длинных древесных волокон, сопротивляемость заболеваниям и вредителям) определяются наследственностью, которая передается посредством ген. (Предполагается, например, что красный цвет бука определяется единственным преобладающим геном, потому что скрещивание обычного бука с красным дает примерно равное количество зеленых и красных сеянцев.) Все это можно использовать в нужном направлении с помощью селекции и гибридизации.
Сеянцы сосны из семян, собранных на деревьях с высокой ростовой способностью, имеют намного лучший прирост в питомниках, чем от деревьев худшего роста. К наследственным признакам относятся смоловыделение (потомки лучших деревьев дают больше смолы, чем потомки средних, и это учитывается при закладке плантаций для ведения хозяйства не на древесину, а на живицу), число ветвей в мутовках, соотношение между средней длиной ветвей нижних и верхних мутовок, угол наклона боковых ветвей к стволу, что используют при отборе и улучшении древесных пород. Отмечено также, что вегетативно размноженные сильные экземпляры сосны обладают лучшей сопротивляемостью болезням и вредителям.
Лучшим деревом считают такое, у которого энергичный рост, хорошие высота и диаметр, ствол прямой, без повреждений, умеренно сбежистый, очищенный от сучьев, конусообразная крона, тонкие, обычно горизонтальные ветви. Однако подобные деревья скорее вырубают, поскольку они пользуются спросом и имеют большую потребительную стоимость. Следовательно, необходимо их отыскивать, отмечать и сохранять для сбора семян.
Получение семян с плюсовых и элитных деревьев связано со значительными трудностями. Прежде всего растут они, как правило, единично, что затрудняет организацию сбора, а значит, ограничивает количество семян. Кроме того, из-за высоко поднятой кроны требуются специальные приспособления для подъема сборщика шишек в крону. Наконец, в массиве на них попадает пыльца с обычных деревьев, опылять же их под контролем очень трудно из-за высоты. Выход был найден в создании специальных хозяйств.
В начальный период закладки лесосеменных плантаций лесоводами предполагалось, что достигнуть эффекта можно выборкой в искусственно созданных насаждениях нежелательных деревьев, проведением разреживания, подкормки удобрениями и умеренной селекции. Тогда же широкое распространение получил метод прививок черенков с лучших деревьев в уже созданных лесных культурах с целью формирования от них крон. Однако практика показала, что на таких плантациях даже при проведении необходимых уходов в первые годы получают повышенные урожаи, которые затем снижаются; в дальнейшем же не отмечается заметных преимуществ перед обычными лесосеменными участками ни по количеству, ни по качеству семян. Это еще раз говорит о том, что единичные селекционные мероприятия дают лишь временный эффект. Неконтролируемое опыление приводит к преобладанию естественного хода процесса и со временем к «одичанию» деревьев. Можно, конечно, добиваться и положительных результатов при условии систематического контроля за ходом естественного отбора, чтобы предотвратить явления, ранее исключавшиеся селекцией. Однако при этом естественный отбор был и остается основным фактором, определяющим формирование и развитие насаждений.
Задача селекции заключается не только в отборе и выращивании деревьев нужного качества, она должна способствовать повышению количественной и качественной продуктивности существующих и последующих поколений. В связи с этим наряду с разработкой новых методов создания лесосеменных плантаций проводятся работы по стимулированию семеноношения и закладке временных и постоянных лесосеменных участков.
Один из наиболее эффективных методов стимулирования семеноношения — прореживание насаждений, при котором создаются условия для лучшего роста и развития деревьев, что способствует повышению урожайности и более раннему семеноношению. Раннее плодоношение связано, как правило, и с лучшим качеством семян. У молодых растений семена и плоды тяжелые и крупные, по мере увеличения возраста они становятся легче и мельче. Если учесть к тому же, что размеры сеянцев с учетом массы семян находятся в обратном соотношении с возрастом материнских деревьев, то можно представить, насколько важно ускорение начала плодоношения. И не случайно издавна давались рекомендации шишки заготавливать в средневозрастных насаждениях, поскольку в этот период деревья физиологически крепче и дают семена наилучшего качества с повышенной энергией прорастания; намного активнее рост и закладываемых культур. Особенно обильны урожаи в изреженных древостоях, чему способствует лучшее освещение. Семенные деревья при равномерном распределении-по площади не должны соприкасаться кронами и в то же время между ними не должно быть больших окон.
Лесная генетика признает, что отбор и размножение лучших деревьев гарантируют создание и воспроизводство в последующих поколениях всех хозяйственно ценных признаков и свойств. В настоящее время самый прогрессивный метод следующий: из семян от плюсовых и элитных деревьев выращивают сеянцы или саженцы, на них прививают черенки с элитных экземпляров, выращивают их в контролируемой среде и используют для закладки лесосеменных плантаций. Полученные на них семена дают высококачественные в генетическом отношении сеянцы и саженцы, которые уже в раннем возрасте отличаются интенсивным ростом, стабильным сохранением основных признаков и незначительным процентом брака. Не исключается также создание лесосеменных плантаций методом прививки черенков с элитных и плюсовых деревьев на специально созданные подвойные культуры.
В Канаде разработана программа «улучшения деревьев» способом выращивания сеянцев из семян от плюсовых и элитных деревьев с последующей прививкой на них черенков, взятых из верхушечной части кроны лучших экземпляров. Для этого в зимний период, когда почки находятся в состоянии покоя, выстрелами из винтовок и ружей сбивают ветви, отбирают молодые побеги, упаковывают в пластмассовые пакеты со снегом и отправляют в питомник, где их хранят в специальных холодильниках при температуре ниже нуля. На побегах, отобранных для прививок, делают диагональный срез и соответствующий надрез на верхней части стволика, соединяют их (под кору), обвязывают специальным бинтом и смазывают прививочным маслом. Прививка основана на способности стволика и побега развивать новые клетки по пораненным и образовывать побеги, способные поддерживать некоторое время жизнь как независимое растение без корневой системы. На этой стадии лучшей средой благоприятного срастания является теплица с усредненной и стабильной температурой, высокой относительной влажностью при низкой световой интенсивности. В таких условиях срастание происходит обычно за шесть недель. Затем верхушки стволиков срезают, что обеспечивает распускание черенков; для сокращения расхода питательных веществ изреживают почки. Регулярный полив и внесение удобрений способствуют интенсивному росту. С его началом бинт срезают, деревца пересаживают рядками в специальные школы, где создают надлежащие условия для их роста и развития. В конце ростового периода защитную пленку убирают, чтобы черенки акклиматизировались в естественных условиях. Побеги подрезают в течение 3-4 лет до высадки на плантации. Предварительно последние разбивают на отдельные блоки; в один сажают 12 привитых саженцев от 12 различных деревьев, распределяя их так, чтобы каждый находился в окружении «чужих». В Канаде подсчитано, что увеличение только на 0,5 % норм прироста деревьев за счет применения генетически улучшенных семян на протяжении 25 лет приносит ежегодно 5 % чистого дохода. Более того, дополнительные затраты оправдываются даже при 2 %-ном увеличении этих норм от простейших селекционных операций.
Особенно остро стоит вопрос улучшения лесов в странах Западной Европы, где интенсивные рубки привели к исчезновению коренных типов и появлению новых (причем значительно худшего качества) в виде естественного порослевого возобновления нескольких последующих генераций. Очень ограничена здесь и база для проведения селекционных работ, так как лишь кое-где остались насаждения или отдельные деревья самых старых классов возраста. В таких условиях для улучшения качества и увеличения количества выращиваемой древесины применяют метод индивидуального отбора лучших экземпляров; после сбора семян и прививки взятых от них черенков закладывают лесосеменные плантации.
В Скандинавских странах в связи с коротким вегетационным периодом и редкими урожайными годами в коренных типах насаждений лесосеменные плантации закладывают в оптимальных условиях, где растения могут хорошо развиваться и обильно плодоносить. Для скрещиваний используют наилучшие деревья, чтобы потомство обладало необходимыми качествами.
Широкий размах приобрели исследования по селекции и генетике в США. На опытных станциях и в питомниках отбирают элитные деревья, черенки от них прививают на клоновых плантациях, испытывают потомство и нежелательные линии отбраковывают, скрещивают клоны для получения улучшенных наследственных свойств, создают новые плантации на основе улучшения и гибридизации. Особое внимание уделяют генетике и селекции перспективных лесообразующих пород: пихты Дугласовой и благородной, тсуги разнолистной, ели ситхинской, сосны желтой и др.
Проводятся исследования по таким вопросам, как генетическое управление ростом и наследование фенологических особенностей, изучаются разлет цветочной пыльцы с целью обеспечения направленного опыления на лесосеменных плантациях, теоретические и практические возможности устранения несовместимости тканей при прививке, наследование сопротивляемости и устойчивости древесных пород к болезням и вредителям, вегетативная гибридизация, клеточная биология, реакция деревьев на различные типы излучения и химические мутагены, исследование радиации как возможного средства изменения генетического аппарата и др. Ряд институтов решает комплексную проблему — доведение оборота рубки до 5—10 лет с помощью высокопродуктивных гибридов, передовой агротехники, удобрений и гербицидов.
Создание лесосеменных плантаций на основе индивидуального отбора является основным методом селекции в ФРГ, хотя кое-где еще и используют временные лесосеменные участки. В связи с сокращением в результате рубок остатков естественных насаждений для сохранения генетического фонда отбирают наилучшие экземпляры и размножают их черенками. В ходе изучения географических популяций в жестких условиях отбирают сеянцы или саженцы, отвечающие поставленным требованиям по быстроте роста, жизнестойкости, устойчивости к неблагоприятным факторам и т. д. Главная задача этих работ — не только повысить продуктивность насаждений, но и улучшить качество, высоту и форму ствола, увеличить объемную массу, содержание целлюлозы и длину волокон.
В странах, где достаточно коренных ценных насаждений, наряду с закладкой лесосеменных плантаций на основе индивидуального отбора проводят популяционную селекцию: в лучших популяциях создают постоянные семенные участки и прямым использованием семян выращивают лесные культуры. (Такой путь сохранения ценного фонда необходимых генотипов характерен для лесного хозяйства ПР и в какой-то мере ЧСФР.) В целом надо отметить, что лесосеменные плантации создаются медленно и не обеспечивают полной потребности в семенах для лесовосстановления. В основном используют семена постоянных и временных лесосеменных участков и со срубленных деревьев на лесосеках.
Большие достижения в лесном хозяйстве, в частности в лесосеменном деле, имеются во Франции, являющейся самым крупным экспортером семян древесных и кустарниковых пород. В настоящее время там идет перевод этой работы на новые рельсы, поскольку в рамках общего рынка принята большая программа по лесоразведению, затрагивающая и вопросы лесосеменного хозяйства. Во Франции разработан законопроект, регламентирующий новые правила заготовки лесных семян. Они предусматривают сбор только на специально выделенных семенных участках, строгое соблюдение районирования по климатическим условиям. Выполнение данных правил осложняется тем, что владельцами лесных семян являются в основном частные фирмы, государственная лесная служба заготовкой их практически не занимается.
Одной из крупнейших фирм Франции, специализирующейся на лесных семенах, является «Версепюи», заготавливающая 1/3 их и торгующая с 98 странами. Ее производственные площади занимают более 4 тыс. м2. За 30 ч способна высушить и обработать 13 тыс. кг шишек одного вида, 12 видов обрабатывать раздельно, в том числе 10 тыс. кг шишек пихты. Контрольная лаборатория использует данные из стран Европы и Америки, работает в соответствии с правилами, утвержденными Международной ассоциацией контроля семян. Ежегодно к продаже готовы 30 т семян хвойных пород, 20 т лиственных (древесных и кустарниковых). Ассортимент их включает более 100 видов, а коллекция насчитывает около 1500 сортов. В начале века в числе покупателей фирмы «Версепюи» была и Россия. Уже тогда проф. А. Н. Соболев отмечал, что ее семена имеют лучшую всхожесть (96 %), чем, например, из Шотландии, Пруссии, Бельгии, Финляндии и др.
Благодаря высокому качеству семян связи фирмы с различными государствами с каждым годом расширяются. Специалисты изучают районы происхождения семян (в том числе США и Канады, Японии, Азии и Ближнего Востока, а также Советского Союза). Большое внимание уделяется семенам экзотов. Делается это не случайно, так как считается, что разведением некоторых видов (эвкалипт, пихта) можно значительно повысить продуктивность лесов Франции. В качестве гарантий к проспекту прилагают карту с местами сбора урожаев, бюллетени происхождения семян и лабораторных анализов. Все семена тщательно контролируются и автоматически обрабатываются фунгицидами. Для лучшей сохранности на дальние расстояния или по требованию заказчика их отправляют в контейнерах из фанеры, выложенных внутри пластичным материалом. Плотно закрытые и предварительно обезвоженные до нужной степени, они находятся в прохладном месте. Гарантированная степень всхожести указывается на сопроводительном документе (может меняться в зависимости от происхождения семян и времени года).
Фирма широко рекомендует каталоги семян и приложения к ним, предоставляя заказчику право на выбор наиболее подходящих для конкретных условий. При этом основными критериями являются количество осадков, особенно в период интенсивного сокодвижения (с апреля по сентябрь), высота над уровнем моря, температура воздуха и влажность почв (в сухих районах нежелательно использовать семена, полученные во влажных, обратное же вполне возможно, за исключением тех случаев, когда влажные почвы не переносят). Фирма советует своим покупателям проявлять и известную осторожность: проводить предварительные опыты по акклиматизации семян на небольших участках.
К числу старейших во Франции относится фирма «Вильморен» (образована в 1743 г.). На ее предприятиях также широко применяются средства механизации: расфасовывают и упаковывают семена на автоматических линиях, которые одновременно производят маркировку. У лесного ведомства арендуется механизированная сушилка с полуавтоматической линией, представляющая собой пятиэтажное здание с полезной площадью 4 тыс. м2. Режим сушки и хранения общепринятые. За одну смену здесь получают около 20 кг семян (ежегодно 10-12 т только хвойных). Против вредителей их обрабатывают в вакуумных камерах с применением фтористых химических веществ.
Для обеспечения высокого качества семян установлена электронная сортировочная машина, способная производить поштучную сортировку по заданной программе, в основе которой заложены окраска и полнозернистость. Центробежный барабан пробрасывает по одному семени через фотоэлемент, который пропускает его лишь при соответствии заложенному эталону. В противном случае срабатывает механизм, отбрасывающий семя в сторону.
В ряде стран придерживаются принципа использования семян по принадлежности к определенному климатипу по месту сбора. Например, Министерство природных ресурсов Канады (здесь семена являются собственностью государства, частному сектору продается посадочный материал) семеноводство и переработку семян сосредоточило в питомнике «Хендри Форест» в Мидхерсте (провинция Онтарио). Основу этого комплексного хозяйства составляет завод, где их обрабатывают и выращивают посадочный материал. Следовательно, он является важнейшим звеном в создании продуктивных лесов будущего. Посадочный материал используют на участках, пострадавших от пожаров, на вырубках или заброшенных землях ферм, где новые леса хорошего качества не могут восстановиться естественным путем; в некоторых районах проводят посевы.
Сбор шишек осуществляется в 49 лесных районах, выбранных по климатическим условиям. На заводе их сортируют по качеству, измеряют, регистрируют (чтобы сохранить идентичность пород и районов сбора) и помещают под навесы, где воздушная циркуляция удаляет излишнюю влагу, а для ускорения просушивания их регулярно перемешивают. Шишкосушилка — барабанного типа с четырьмя сушильными камерами и двумя барабанами в каждой. Хотя все процессы сушки и обработки механизированы и автоматизированы, производительность не превышает 18 кг семян в сутки. Обязательным условием является доведение влажности до 6 %, после чего семена затаривают в стеклянные или пластмассовые герметические контейнеры и помещают в холодильные камеры для постоянного хранения. Каждый контейнер (вместе с маленьким образцом для исследования) имеет собственный номер, указаны дерево, район и год сбора, масса, влажность и число семян в унции (28,3 г). В период хранения все образцы систематически испытывают на проращивание (способность давать ростки и развиваться), если результаты положительные, контейнер исследуют каждый второй год. Семена хранят на специальных складах, где автоматически поддерживается заданная температура.
Во всех странах мира ощущаются большие трудности со сбором семян из-за отсутствия средств механизации. Существующие — это в основном специальные подъемники для доставки сборщика в крону дерева, разного рода лестницы и лазы. В Швеции, Финляндии, Норвегии и Дании имеется форма одежды для сборщика шишек: комбинезон из плотного непромокаемого материала, на котором к специальным ремням прикреплены одна—две страхующие веревки и столько же (Дания) мешков для шишек, шлем для защиты головы (в Финляндии фуражка с защитным козырьком), переносная лестница и лаз для подъема в крону.
На работах по сбору шишек с растущих деревьев и на лесосеменных плантациях в Швеции применяют оригинальное приспособление фирмы «Му ок Душме»: к подвешенному через плечо сборщика поверх комбинезона мешку подведен специальный рукав (закрепляемый на правой руке), заканчивающийся легкой пластмассовой трубкой диаметром около 6 см с прикрепленным ножом. Обхватив правой рукой трубку, сборщик подводит ее к шишке и, нажимая большим пальцем на нож, срезает черешок; по трубке и рукаву она свободно проходит в мешок.
В Канаде испытывают передвижной агрегат для отделения шишек со срубленных деревьев. Это система вращающихся ребристых (два ребристых вала имеют по окружности четыре углубления, облицованных упругой резиной) и гладких валов, между которыми протаскиваются ветки. Что касается сбора на растущих деревьях, то ученые считают, что этот процесс будет механизирован в ближайшем будущем.
Научно-технический центр Франции провел испытания и опробовал созданное американской фирмой «Корпорация садовой техники» на основе модели, предназначенной для сбора урожая с фруктовых деревьев, орудие «Додж 300», основанное на принципе сбора урожая путем тряски деревьев. Оно состоит из несущей машины и вибратора, служит не только средством передвижения, но и источником энергии. В головке вибратора заключен механизм, производящий вибрацию (массы, вращающейся в разные стороны), а впереди расположен гидравлический захват, который захватывает и трясет дерево; фиксацию головки на разных уровнях осуществляет суставная лапа. С помощью приспособлений регулируются высота присоединения (1-4 м), частота вибрации (400—2500 раз в 1 мин) и амплитуда вибрации (использование более или менее крупных вращающихся масс). Сообщаемая дереву на уровне точки прикрепления вибрация передается стволом в крону и через корни в почву, где ощущается на расстоянии нескольких десятков метров.
Испытания, проводившиеся на многих породах, но главным образом на ели европейской и сосне черной, показали неодинаковые результаты для каждой из них, что связано с формой ствола, крупностью шишек и прикреплением к веткам, физическими параметрами древесины. Результаты же по одной какой-либо отличаются меньшим разнообразием, здесь играют роль размеры дерева, степень зрелости шишек, наличие или отсутствие низких ветвей. Необходимо учитывать и резонанс деревьев, который имеет место при вибрации. С этой точки зрения для однопородного и одновозрастного древостоя наиболее приемлемы средние положения регулировок, тогда как для сложного и разновозрастного требуется регулировка амплитуды вибрации, поскольку она относительно мала на нижней точке присоединения лапы орудия к стволу (0,5 м) и увеличивается по мере продвижения вверх. С ели обыкновенной и сосны черной падает 20—25 % шишек. При соответствующей тренировке и подготовке участка за 1 ч можно обработать 20—30 деревьев. Что касается несущей машины, то в испытанном варианте она может передвигаться только на ровной местности и в достаточно редком насаждении. Как видим, данный способ имеет некоторые достоинства (например, в США добились увеличения показателя сбора шишек до 75 %), но требуется усовершенствование орудия, так как при его работе обламываются ветви и вершины, страдает корневая система. Именно из-за этого специалисты, проводившие испытания, пришли к единодушному заключению, что применение установки недопустимо, особенно на плюсовых и элитных деревьях.
Датская фирма «Шувман и Сонер» изготовила вибрационную установку для стряхивания шишек с ели, монтируемую на тракторе «Фергусон-135» и, по имеющимся сведениям, показывающую удовлетворительные результаты. В рекламных проспектах сказано и о возможности стряхивания шишек с сосны.
В настоящее время идет поиск решений, позволяющих решить проблему комплексной механизации работ на песосеменных плантациях. В Швеции разработаны две конструкции подъемников. Фирма «Корнее АБ» совместно с Институтом улучшения леса, а также фирмы «Му ок Думше» и «Свенска целлюлоза» совместно с Институтом улучшения леса и управлением частными лесами предложили специальные подъемники с платформами. Один из них представляет собой П-образную площадку, установленную на колесном тракторе; с поднятой в крону можно собирать шишки одновременно с трех сторон, а по мере необходимости выдвинуть дополнительные боковые платформы для сбора при втором заходе.
Важное звено в повышении продуктивности лесов — интродукция экзотов и климатипов из других районов; особенно хорошие результаты дает сочетание ее с генетической и селекционной работой по их улучшению. Созданы высокопродуктивные насаждения, устойчивые к неблагоприятным биотическим и абиотическим факторам. Например, лиственница японская в европейских странах более устойчива к раковым заболеваниям по сравнению с европейской, ситхинская ель — к ветрам, а сосна черная проявила свои преимущества перед другими видами в районах промышленных предприятий, не выдерживающими загрязненности и загазованности.
Большое значение при интродукции экзотов и климатипов имеет происхождение семян или посадочного материала. В южной части Швеции, например, среднеевропейские популяции ели обыкновенной показали продуктивность на 20 % выше, чем местные, и потому сюда завозят семена из ПР, ЧСФР и Румынии. Надо сказать, что почти во всех странах Западной Европы проявляется интерес к семенам лиственницы судетской из ЧСФР, поскольку при быстром росте она имеет хорошую форму ствола и устойчива к неблагоприятным факторам. В Финляндии ель обыкновенная, выращенная из черенков от селекционных внутривидовых гибридов, завезенных из ФРГ, почти вдвое продуктивнее по сравнению с местными популяциями. На западном побережье Франции лучшими ростом и развитием отличалась ель из Белоруссии: она не повреждалась поздневесенними и раннеосенними заморозками. Близкие результаты получены при интродукции сосны из Белоруссии и ПР в ЧСФР, где по сравнению с местными видами она обладала более интенсивным ростом и лучшей формой ствола, не страдала от вредителей и болезней.
Огромный интерес к семенам хвойных из Советского Союза проявляется в Исландии. Уже к 39 годам лиственница имеет высоту около 19 м и диаметр до 20 см. Лучшие результаты дали семена лиственницы из горных районов Хакассии, сосны, ели и лиственницы из Архангельской обл. Сейчас ставится задача — испытать в условиях Исландии сосну пицундскую.
Лесоводы Франции проявляют большой интерес к семенам бука и дуба из определенных районов РР и ЧСФР, а фирмы «Версепюи» — пихты кавказской, причем готовы их брать в неограниченном количестве из любого района Северного Кавказа. Это объясняется необходимостью повышения устойчивости насаждений, так как пихта белая в лесах среднеевропейских стран деградирует, в ряде случаев преждевременно отмирает, по сравнению с другими породами она более восприимчива к вредителям и болезням, воздействию промышленных выбросов. В насаждениях ее происходит близкородственное скрещивание в силу относительной тяжести пыльцы и семян. Все это приводит к необходимости скрещивания с быстрорастущими видами — жизнестойкими экзотами. Во многих странах интродуцируют пихту Дугласову, отличающуюся высокой производительностью, большой устойчивостью к морозам и хорошим возобновлением самосевом. В РБ к 53 годам она достигла высоты 30 м и диаметра 60 см при годичном приросте по массе около 18 м3/га. Хорошие результаты дает эта порода в горных районах ЧСФР. Интродуцированная в Испанию, Францию, Аргентину и некоторые страны Африки и Азии сосна лучистая (замечательная) растет гораздо лучше, чем на родине — в США.
Для современного лесоводства характерна также гибридизация древесных пород. В опытах по гибридизации разновидностей одного или близких видов получено потомство, значительно превосходящее своих родителей по основным показателям. Это явление гетерозиса широко используется в практических целях. Так, выведенные в Италии гибриды тополей дают прирост до 45 м3/га. Североамериканский тополь черный, интродуцированный во Францию и оплодотворенный пыльцой местного черного, дал европейский очень устойчивый гибрид, который хорошо развивается на небольшой высоте в горных районах. Большой опыт разведения тополей имеется также в РБ, используются гибриды европейского тополя черного и американского дельтовидного, отличающихся высокой продуктивностью. Это характерно для гибридной формы сосны жесткой и ладанной, выведенной в США и нашедшей применение в некоторых странах Азии.
Гибриды требуют длительной проверки по главным показателям. Интерес представляют методы ранней диагностики. Как показали испытания клонов тополя дельтовидного в долине р. Миссисипи, хорошо коррелируют данные обмеров, проведенных в первые 3 года и через 6 лет. Методы ранней диагностики позволяют отбраковать клоны после двух вегетационных сезонов, так как уже в этом возрасте можно проследить наследуемость по высоте и диаметру.
С помощью метода экстраполяции данных по молодому потомству и географическим культурам можно моделировать процессы и предсказывать продуктивность и таксационные характеристики насаждений в ходе роста, развития и к возрасту спелости. Основанием этому служит высокая корреляция данных, которая имеет тенденции к сохранению и в более старших возрастах.
Исследования лесоводов в разных странах показали, что интродукция многих климатипов сосны обыкновенной, ели обыкновенной, лиственницы европейской и других пород целесообразна лишь в том случае, когда сроки их вегетации соответствуют продолжительности вегетационного периода в новых местообитаниях, а отклонения — не более 2° по широте и ±200 м по высоте. Лучшие результаты достигнуты при подборе особо неустойчивых экземпляров и последующем направленном скрещивании. Широко распространено перемещение экотипов и видов древесных пород из худших условий в лучшие, более благоприятные для роста и развития. В этом случае рассчитывают на то, что путем скрещивания их с морфологически близкими видами или экотипами будет получено потомство с лучшими основными показателями.
На мировых лесных конгрессах докладчики указывали, что резервы увеличения продуктивности искусственно создаваемых насаждений зависят в первую очередь от выбора пород с генетическим потенциалом быстрого роста и уже во вторую — от систематического их улучшения с использованием новейших методов гибридизации.
Изучение генетической структуры естественных популяций основных лесообразующих пород, ранняя диагностика наследственных свойств отдельных видов и разновидностей позволяют создать базу для сортового семеноводства и обеспечить высококачественными семенами растущие потребности лесовосстановления и лесоразведения.
Выращивание посадочного материала
Расширение лесовосстановительных работ потребовало широкого развития питомнического хозяйства и внедрения совершенных методов выращивания посадочного материала.
В последние годы наблюдается тенденция создания крупных базисных питомников, где возможны рациональное использование современных средств механизации, применение совершенной агротехники и получение с единицы площади максимального количества высококачественного посадочного материала при минимальных затратах. В настоящее время агротехника и технология выращивания посадочного материала базируются на применении комплексной механизации, повсеместном использовании наиболее рациональных севооборотов, органических и минеральных удобрений, гербицидов и арборицидов, ростовых веществ, на широком внедрении орошения в районах не только засушливых, но и достаточного увлажнения.
При активных разработках новых методов выращивания посадочного материала довольно широко используются и старые, традиционные с использованием открытых питомников. Конечно, они постоянно совершенствуются, создаются и внедряются системы машин для комплексной механизации, широко применяется химия. В связи с этим пересматривается отношение к площади питомников. В условиях контролируемой среды возможна посадка в течение всего вегетационного периода, ускоряется процесс выращивания, увеличивается выход растений с единицы площади; наличие автоматизированных систем позволяет, с одной стороны, облегчить труд, а с другой — растянуть сроки посадки и тем самым исключить возникновение дефицита рабочей силы в весенний период, а также использовать специальные конструкции лесопосадочных машин.
Посадочный материал выращивают главным образом в теплицах. Для выращивания сеянцев древесных пород теплицы с покрытием из полиэтиленовой пленки впервые применены в Финляндии в 1956 г., хотя в овощеводстве с пленками начали работать еще в 30-х годах. Широкие научные исследования различных способов и большой производственный опыт подтверждают высокую их эффективность и преимущества по сравнению с открытыми питомниками: вместо двух вегетационных периодов для получения стандартных сеянцев достаточно одного, значительно сокращается расход семян (всхожесть в специальном субстрате в 3—5 раз выше), тогда как выход посадочного материала с 1 га в 4—5 раз больше, а себестоимость выращивания почти в 2 раза ниже.
Развитие тепличного хозяйства достигло такого уровня, который позволил решить вопросы автоматизированной системы освещения, регулирования температуры, своевременного и дозированного полива с подкормками. Проведены серьезные исследования по оптимальному составу субстрата и его роли в дальнейшем росте и развитии растений в естественных условиях.
Следует отметить большие возможности выращивания посадочного материала в искусственном субстрате на стеллажах, т. е. изолировав его от влияния почвы. Данный метод предложен в 1971 г. в Канаде. На стеллажи, поднятые на 110 см от поверхности земли, закатывают специальные платформы с блоками контейнеров («пейпер пот») в которых и выращивают сеянцы. Теплицу устраивают с двойными стенками, пространство между ними (20 см) заполняют воздухом, который является хорошим изолятором с малой теплопроводностью. В результате сеянцы изолированы от влияния температуры воздуха снаружи и почвы, за счет чего увеличивается период выращивания.
В теплицах фирмы «Удцехольм» предусмотрены за год два цикла выращивания сеянцев (полученные в первом, начинающемся в апреле, в этом же году высаживают на лесокультурную площадь, а во втором оставляют на зиму и высаживают весной следующего года); в Канаде — в таких же теплицах с бойлером, которым вода подогревается до необходимой температуры, затем в специальной камере распыляется и в виде тумана вентиляторами накачивается в теплицу под стеллажи. В этом случае начало цикла не зависит от наружной температуры, так как с помощью ламп дневного света, мощных вентиляторов и контрольных приборов постоянно поддерживается заданная среда, а теплый туман обеспечивает прорастание, за счет чего и сокращается срок выращивания.
Поскольку постоянное выращивание сеянцев под пленкой не дает хороших результатов, рекомендуется через восемь недель выставлять их на специальные полигоны на открытом воздухе для доращивания, чтобы они адаптировались к естественным условиям (длительное пребывание под пленкой делает их рыхлыми, при быстром росте в естественных условиях они погибают). На их место на такой же срок помещают новую партию, а всего за год получается пять циклов (последний оставляют для посадки в следующем году). Практически это позволяет в 5 раз эффективнее использовать теплицы, особенно при выращивании посадочного материала с закрытой корневой системой.
При зарождении искусственного лесовосстановления деревца, чтобы они лучше приживались, пересаживали с комом земли, который сохраняли при выкопке специальными лопатами. Позднее корневую систему начали специально закрывать с использованием различных субстратов и покрытий: горшочков, ящичков, коробок, проволочных сеток, корзинок и пр.
Горшочки из прессованной глины применяют в Бразилии, Уругвае, Марокко, Португалии. В Австрии и Италии в деревянные коробки (24x 28x 165 мм) со смесью субстрата высевают семена, затем расставляют по склонам гор, в расщелины или приготовленные ямки; со временем коробка распадается и корневая система проникает в землю. На Среднем Востоке, а Африке и Юго-Восточной Азии также используют деревянные (в основном фанерные) ящики разных размеров, но в большинстве случаев саженцы вынимают из них и высаживают с комом субстрата. В Северной Африке для выращивания сеянцев кедра делают ящики из тополевой фанеры толщиной 2—3 мм, в Баварии — конусовидные горшочки из буковой фанеры или шпона. Используют заполненные субстратом отрезки бамбука (Африка, Индия), разрезанные на куски по 25 см стебли подсолнуха и тростника, корзинки из банановых листьев или бамбука, баночки из жести, тонкую проволочную сетку с малыми отверстиями, которая в грунте ржавеет и постепенно распадается.
Для изготовления горшочков чаще всего применяют бумагу и картон, поскольку такие горшочки сравнительно дешевые, легкие, могут быть разной формы и величины. Сеянцы успешно растут в них, при высадке на постоянное место они быстро разлагаются. Во Франции и Швейцарии хорошую оценку получили картонные горшочки «Фертил» диаметром вверху 9,5 и внизу 4,5, высотой 18 см. В Словакии распространена так называемая татранская посадка, при которой используют бумажные стаканчики для питья воды. В Альпах применяют изготовленные из плотной бумаги горшочки в виде воронки, в Норвегии — торфоцеллюлозные «Джиффи пот» размером в верхней части 7; 8; 10; 11 см и высотой 8 и 10 см, через стенки которых корневая система прорастает без особых затруднений.
С развитием химической промышленности стали широко использовать пластиковые пакетики и полиэтиленовые мешочки. Поскольку корневая система сеянцев не прорастает через стенки, его надо перфорировать. При выращивании в блоках из твердых пластмасс растения вынимают вместе с субстратом.
Распространение различных способов выращивания сеянцев и саженцев с закрытой корневой системой вызвало необходимость разработки средств механизации. Ниже рассмотрены наиболее перспективные методы выращивания посадочного материала с закрытой корневой системой.
Метод Нисула разработан в Финляндии. После восьминедельного выращивания в теплице под полиэтиленовой пленкой сеянцы раскладывают через 10 см на пленке (шириной 34 см) с субстратом удобренного торфа, свертывают в рулон, склеивают, затем разрезают в месте соприкосновения корневых систем (посередине) и устанавливают в теплицах или на специальных полигонах для доращивания на открытом воздухе. Обычно в один рулон помещают около 50 растений, причем на каждый приходится 100—150 м3 субстрата. Масса рулона до 4 кг, диаметр 50 см (при большем нет нормальных условий для развития кроны), толщина слоя торфяного субстрата зависит от намеченных сроков доращивания (для однолетнего достаточно 1 см). Корневая система сеянцев довольно быстро схватывает субстрат и к периоду посадки, как правило, почти полностью его удерживает. Для проведения работ индустриальным методом создана специальная поточная линия производительностью до 80 тыс. растений в смену (существует несколько вариантов, в том числе разделение корней специальными перегородками).
«Пейпер пот» — бумажные горшочки, разработанные японской фирмой для выращивания рассады сахарной свеклы, впоследствии приспособили для лесных питомников. Они запатентованы во многих странах. В Финляндии созданы механизированная линия и вспомогательное оборудование, которые внедрены в Швеции, Канаде и др. Бумажные горшочки изготовляют из склеенных в определенном порядке бумажных лент и получают своеобразные пакеты, которые затем сжимают до образования пластины, поэтому их удобно хранить и транспортировать. В зависимости от цели и сроков выращивания посадочного материала они могут быть различных размеров (диаметр 1,9—10, высота 5—13,5 см). Наиболее распространенный горшочек ПН-408 имеет объем субстрата 70 м3, на 2 м2 можно разместить 1076 шт., ВН-213 — соответственно 30 см3 и 4274 шт. В Скандинавских странах сеянцы сосны выращивают преимущественно в горшочках средних размеров — 3 х 7,5 или 3,8 х 7,5 см.
Технология заключается в следующем. В зимний период (или в любое другое время, когда свободны рабочие) горшочки заполняют субстратом, для чего пластины горшочков растягивают на специальных пластмассовых поддонах и прикрепляют к их боковым стенкам, при этом образуются сотообразные шестигранные клетки без дна. Блок их подают на конвейер, где они заполняются субстратом (сухой измельченный и просеянный торф с добавкой минеральных удобрений), после чего подаются по конвейеру на вибрационный стол для его уплотнения. Далее блок подается под высевающее устройство, и здесь в каждый горшочек высеивается одно калиброванное семечко. Раньше семена засыпались в отверстия плиты-шаблона, она накладывалась на блок, отверстия открывались и семена падали в горшочек. Теперь же плита-шаблон с мелкими отверстиями, которые при накладке соответствуют центрам бумажных стаканчиков, опускается на ящик с семенами, к каждому отверстию воздухом притягивается одно семечко, плита переносится на блок «пейпер пот», воздух отключается, семена падают в центры горшочков, затем блок по конвейеру передвигается под бункер, где семена присыпаются слоем песка или другого субстрата. Производительность поточной линии — более 155 тыс. горшочков за смену.
Если семена предназначены для немедленного выращивания, блоки устанавливают в теплицах и поливают, как правило, с автоматическим режимом регулирования. Под влиянием влаги горшочки расклеиваются и в последующем легко отделяются друг от друга. В случае предварительной подготовки блоки укладывают по 5 шт. в специальные картонные коробки, устанавливают их в контейнеры и отправляют на склад для хранения. К месту посадки сеянцы, установленные блоками вместе с поддонами, доставляют в специальных контейнерах. Чтобы предотвратить повреждение их вредителями и болезнями, перед высадкой проводят обработку химикатами.
«Джиффи пот» — торфоцеллюлозные горшочки различных размеров в виде усеченного конуса диаметром в верхней части от 6 до 16 см. Разработаны в Норвегии, производятся также в Дании и Японии. Их изготовляют из смеси с добавкой целлюлозы (древесной массы) и азотных удобрений, затем высаживают мелкие сеянцы, реже высевают семена. Субстратом заполняют вручную или с помощью простейших приспособлений и одновременно высаживают растения; производительность рабочего — 1000 горшочков в смену. Перед посадкой корневую систему обрезают, чтобы она не достигала дна на 1—2 см. Горшочки устанавливают на пленку в гряды шириной примерно 1 м, обкладывают досками и засыпают опилками, песком или лесной подстилкой, систематически поливают; на зиму оставлять не рекомендуется, так как под действием морозов они разрушаются. Доращивание длится 3—4 месяца, к месту посадки доставляют в специальных ящиках, высаживают вручную.
«Финн пот» (разработаны в Финляндии) изготовляют из торфа с добавкой связующих. В отличие от предыдущих они имеют форму прямоугольника и прессуются целыми блоками, соединяясь друг с другом верхними краями. В последнее время они имеют стандартные размеры, чтобы использовать поточные линии и вспомогательное оборудование для заполнения субстратом и высева семян, разработанные для линий «пейпер пот». Наиболее широко применяются горшочки № 615 размером 3,2 х 6 см, спрессованные но 50 шт. в блоке с размещением 1000 шт/м2, а также №825 (6,5x 10 см, 8 шт. в блоке, 240 шт/м2). Преимущества их следующие: прямоугольная форма позволяет формировать блоки, с которыми удобнее работать, во-первых, и, во-вторых, больший выход растений с единицы площади.
«Коппарфорст» (Швеция) — пластмассовые горшочки-патроны в виде усеченного конуса высотой 8 см и диаметром в верхней части 3,3 см, соединенные но 67 шт. в блоки размером 22х 35 х 8 см; масса одного с субстратом и семенами около 3 кг. Блоки устанавливают в грядки под снег, в период снеготаяния они увлажняются и семена прорастают. В последующем над ними монтируют полиэтиленовое покрытие и выращивают по общепринятой системе, т. е. в середине июля пленочное покрытие постепенно снимают для акклиматизации сеянцев. Заполнение горшочков субстратом и высев семян производятся на поточных линиях; микроклимат в теплице регулируется автоматически. К месту посадки блоки доставляют в специальных контейнерах, причем одна машина с самопогружающим устройством перевозит до 250 тыс. сеянцев за рейс. На месте посадки блоки транспортируют колесными тракторами или рабочие переносят на специальных рамах (по шесть блоков). Растения вынимают из горшочка с субстратом и высаживают посадочной трубой, что обеспечивает хороший контакт с почвой, а блоки возвращают в питомник для повторного использования.
В Канаде для выращивания посадочного материала широко используют контейнеры объемом от 8 до 48 см3. Руководствуясь не биологическими требованиями, а чисто экономическими соображениями, размеры выбирали минимальные, обеспечивающие элементарную выживаемость.
«Пуля Вальтера» — контейнер для выращивания посадочного материала, разработанный в университете Британской Колумбии. Он выполнен в виде пули размером 6,3—14 см, но наибольшее распространение получил контейнер длиной 11,4 см и диаметром 1,9 см. Контейнер предназначен для посадки специальным посадочным ружьем, однако твердость стенок, длительная сохранность в почве плотного покрытия и в результате этого недостаточное развитие корневой системы вынудили к поискам новых форм. Разработана новая модель прямоугольной формы из жесткого пластика с усиленными ребрами, большим отверстием для выхода корня и желобками в нижней части. Четыре стенки емкости слабо скреплены между собой, благодаря чему облегчается ее разрыв в земле при развитии корневой системы. Данная система предназначается для механической посадки по типу предложенного ранее посадочного ружья.
«Тюб-Онтарио» (Канада) — контейнер диаметром 1,4 и длиной 7,6 см в форме свернутой трубки из полиэтиленовой пленки с открытыми концами. В последующем их стали изготовлять из твердой бумаги, тонкого картона и крафт-бумаги. Новая модификация контейнера имеет диаметр 1,9 и длину 8,3 см, почти вдвое больший объем.
«Стайроблок» (Канада) — контейнер, представляющий собой блок из полистирола размером 36 х 51 см с углублениями 11,4 см для субстрата и сеянцев. В каждом 192 углубления диаметром в верхней части 2,5, нижней — 0,94 см. В контейнерах другого типа их 80 глубиной 16,2, диаметром 9,8 см. Из блоков растения вынимают вместе с субстратом и высаживают без покрытия полиэтиленом или другим материалом, а блоки используют повторно.
«Мульти пот» (Канада) — система типа «Стайроблок», изготовленная из твердого пластика; размеры 22,6×36,6 см, глубина 8,1, диаметр в верхней части 3,3 см. В блоке 67 углублений для выращивания сеянцев.
«Спенсер-Лемайре» (Канада) — контейнер в виде сборных блоков прямоугольной формы высотой 10,2, размерами в верхней части 2,5 X 1,9 см. Объемы контейнеров последней модификации 48, 161 и 453 см3. Заполнение их субстратом и высев семян производятся общепринятыми способами.
«Торфяная сосиска» (Канада) — контейнер в виде тонкой полиэтиленовой трубки, заполненной размолотым влажным торфом. Трубки разрезают на отрезки длиной 5,1—17,8 см.
«Мальтибат» (США) — контейнер (диаметр 3—6, высота 10—20 см) в виде ряда тонких, перфорированных у основания полиэтиленовых мешочков, соединенных боковыми сторонами (по 25—50 в блоке). Субстратом заполняются механизированным способом по 500-700 за 1 ч. Посадочный материал выращивается 1—2 года. Перед посадкой на лесокультурную площадь мешочки снимают или разрезают, чтобы покрытие не мешало нормальному развитию корневой системы.
Необходимо назвать еще один тип контейнера, разработанный и испытанный в Канаде для посадки леса с самолета. Он имеет форму авиационной бомбы со стабилизатором. В опытном порядке такие контейнеры сбрасывали с самолета, причем массу их и высоту полета рассчитывали таким образом, чтобы они втыкались в грунт до уровня корневой шейки растений. В опытных посадках приживаемость составила 75 % в самых трудных условиях захламленных лесосек и на почвах с каменистыми включениями.
Большая работа проводится по механизации и автоматизации процесса зарядки блоков и контейнеров. Сейчас уже имеется несколько полуавтоматических линий, в частности в Канаде, производительностью 50 тыс. шт/ч. Механизированным способом контейнеры формируют в блоки по 532 шт. и наполняют торфом, который прогревают электрическим током. В каждый контейнер воздухом подается одно семечко, укрывается песком. Весь блок заряжается за один прием, устанавливается на гидроплатформы и подается в теплицу. Норма на 6-часовой день — 61 тыс. контейнеров на человека.
Научно-исследовательские учреждения работают над определением оптимальных размеров контейнеров и субстрата, его состава и плотности, времени выращивания в теплицах, периодов акклиматизации и посадки. Предварительные результаты показывают, что сеянцы, выращенные в контейнерах диаметром 3,2—3,8 см, обладают лучшими качествами и быстрым ростом, но из-за их высокой стоимости более широкое распространение получают контейнеры диаметром 1,5 см. Что касается сроков, то со второй половины августа посадка не рекомендуется, так как наблюдаются большой отпад и очень медленный рост растений.
Специалисты Канады ставят задачу создать удобный контейнер, приспособленный как для ручной, так и для механизированной посадки, сравнительно дешевый и биологически разлагающийся после посадки. Всем этим требованиям в наибольшей степени отвечает бумажный горшочек «пейпер пот» (Япония), который быстро разлагается в почве и в то же время сохраняет форму не только в период выращивания в теплицах, но и при перевозках.
При многих достоинствах производства посадочного материала с закрытой корневой системой полиэтиленовые покрытия и излишне богатый состав субстрата приводят к отрицательным явлениям. Прежде всего надо отметить, что полиэтиленовая пленка, как бы перфорирована она ни была, тормозит развитие корневой системы, особенно в малом объеме субстрата. Во время осмотра лесных культур в Канаде мы имели возможность убедиться, что и через 10 лет она не разложилась и заметна на корневой шейке, во многих случаях оставляет ее перетяжки. Помимо того, излишне активное развитие корневой системы в малом объеме богатого субстрата приводит к ее деформации: выйдя из него, изгибается и часто возвращается, не формируя стержневой корень. На легких супесчаных почвах в 8-летних культурах стержневой корень также не просматривался, хотя четко был выражен у сосны из самосева. Аналогичная картина наблюдалась и в других районах. Следует помнить и о том, что излишне богатый субстрат, особенно компосты в теплицах, впоследствии отрицательно сказываются на устойчивости растений на лесокультурной площади, особенно когда они попадают в бедные почвы и тяжелые условия. Из сказанного следует, что выбор оптимального субстрата имеет очень большое значение при выращивании посадочного материала в теплицах и тем более с закрытой корневой системой.
В Финляндии и Швеции используют только хорошо разложившийся моховой фрезерованный торф или торфяную крошку. В Канаде предпочитают хорошо разложившийся просеянный торф с добавкой минеральных удобрений. Лучшим субстратом для выращивания посадочного материала в теплицах Чехо-Словакии считается торф из переходных и верховых болот, а в ГДР (для сосны обыкновенной и березы повислой) — травяной слоем примерно около 10 см на подстилке из минеральной почвы. В нашей стране применяются субстрат самый разнообразный — от слаборазложившегося мохового торфа, смеси травяного и супеси до хорошо разложившегося сфагнового на минеральной подстилке. Существенное значение имеет также его оптимальная плотность.
Технология выращивания сеянцев в контейнерах постоянно претерпевает изменения. Поскольку трубчатые сосуды с твердыми стенками вызывают деформацию корневой системы, ведутся постоянные поиски материалов, быстро разлагающихся в почве. Один из них — поликапролактон (США), относительно быстро поддающийся воздействию влажности и воздуха. Но и он не лишен ряда недостатков, связанных со сроками разложения. Так, если оно происходит преждевременно, до посадки растений в почву, снижается производительность будущих насаждений. Важен и такой момент: длительный засушливый период приводит к ненужному сохранению покрытия, отрицательно сказывающемуся на развитии корневой системы, а повышенная влажность почвы значительно ускоряет разложение.
В США был проведен Североамериканский симпозиум (1974 г.) по закладке лесных культур посадочным материалом с закрытой корневой системой. Отмечено, что по сравнению с 1970 г. в 1974 г. в США количество его увеличилось в 70 раз. Такой резкий скачок стал возможен в результате большой заинтересованности государственной лесной администрации, широкого развития специализированного питомнического хозяйства в акционерных обществах лесной промышленности и крупных частных фирмах. Это объясняется тем, что в большом количестве требуется посадочный материал американских видов сосны и ели, а также других хвойных и лиственных пород для защитного лесоразведения в прериях. Представляет интерес выращивание саженцев эвкалипта в крупных емкостях: за шесть недель они достигают высоты 50 см, к концу первого года — 2 м, а к концу второго — уже 8 м, т. е. данный показатель увеличивается в 16 раз, тогда как в открытых питомниках — лишь вдвое. Что касается расходов, то они зависят от размеров емкостей, времени выращивания и потребления энергии. Так, закрытые стационарные оранжереи с полностью управляемыми условиями выращивания хотя и дают возможность оптимального использования площади в течение всего года при дальнейшем повышении стоимости энергии не могут конкурировать с теплицами из пластика и полиэтиленовым покрытием. Поэтому последние признаны более предпочтительными.
По вопросу оптимального состава субстрата высказывались мнения, что тяжелый и плотный торф даже в смеси с песком не является лучшим, так как сильно задерживает влагу, а это представляет опасность для распространения корневой гнили — глыбка изнутри не проветривается и тормозит процесс роста корней. Хорошие результаты, особенно для дугласии, получены при использовании перемолотой коры дугласии, тсуги и ели. Серьезное внимание уделялось и удобрениям. Установлено, что на ход роста растений влияет не общее их количество, а состав органических и минеральных: высокое содержание азота и незначительное фосфора и калия увеличивают прирост растений, повышенное фосфора и калия — диаметр поперечного сечения побега, но сокращает сроки развития верхушечной почки и одревеснения. Вводить их рекомендуется одновременно с поливом и как относительно быстро действующие элементы; в межвегетационный период хорошо действует слабый раствор при любом орошении.
Для лучшей подготовки растений к зимнему периоду начинают регулировать фотопериодизм. С учетом стадийных особенностей их развития разрабатывают методы регулирования наступления зимнего покоя в теплицах. Фотопериодическая реакция на укороченную длину светового дня, например до 8 ч, позволяет привести саженцы в это состояние даже в июле — августе: прекращается их рост и закладываются верхушечные почки. После восстановления естественной продолжительности освещения побеги одревесневают и зимняя подготовка почек заканчивается раньше, чем в естественных условиях. При этом определенную роль играют температура и влажность, удобрения, густота посадки и др. Высаживать растения желательно в состоянии покоя.
В Швеции проводили эксперименты с разновидностями лиственницы: через две-три недели после введения 8-часового светового режима прекращался рост, происходили пожелтение хвои и закладка верхушечных почек. Такая же тенденция обнаружена в аналогичных случаях с елью и пихтой Дугласовой (США). Верхушечная почка начинает формироваться, если фотопериод длится меньше 10 ч в день.
Интересные результаты получены в опытах с введением в субстрат микоризы. Например, для сосны арканзасской, высаженной на постоянное место, характерны значительно лучшие приживаемость и рост. Аналогичные данные получены и для других пород. Но, поскольку выращивание микоризы связано с большими трудностями, необходимы исследования разных штаммов для тех или иных популяций.
В настоящее время наблюдается тенденция создавать уплотненные посадки в школьных отделениях. В школы пересаживают сеянцы хвойных пород высотой 7—15 см с предварительно подрезанными корнями до 15 см. Метод посадки (ручной или механизированный) определяется в зависимости от объема работ, уровня питомнического хозяйства и экономических условий. Для мелких питомников характерны ручная посадка и выращивание на искусственном субстрате, чаще всего на хорошо разложившемся торфе.
В Финляндии слой субстрата (торф с удобрением) насыпают толщиной 40 см, уплотняют и затем проводят посадку с использованием доски-шаблона (ручного станка). Для равномерного размещения сеянцев по площади применяют разметочную доску, которую укладывают вдоль посадочного рядка, а по ее стенке откапывают щель с вертикальной стенкой глубиной 20 и шириной 15 см. На доске-шаблоне имеется разметка в виде прорезей, в них укладывают сеянцы, зажимают в верхней части рейкой. Установив шаблон, засыпают субстратом корневую систему, снимают прижимную рейку, сеянцы окончательно освобождают и заделывают. Прорези на шаблоне делают через 5 и 10 см с учетом сроков выращивания и необходимого количества растений на 1 га (на искусственном субстрате иногда высаживают до 1 млн). Хотя эти операции и выполняют вручную, применение простейших приспособлений в виде разметочной доски и шаблона позволяет значительно ускорить посадку при равномерном распределении растений по площади и высоком качестве работ.
Механического ухода не требуется при закладке школ на искусственном субстрате, так как его предварительно обрабатывают химическими веществами, и сорняки не появляются. Для предупреждения грибковых и бактериальных заболеваний саженцев субстрат периодически меняют, вывозя использованный на удобрения.
В США при ручной посадке используют специальные посадочные кассеты (длиной от 183 до 305 см) с прорезями (через 3,8—5 см) для растений, которые удерживают специальным откидным зажимом. Посадочную щель готовят специальным приспособлением в виде широкой клиновидной лопаты; иногда для этой цели используют специальный конный плуг. Установив кассету в щель, сеянцы заделывают, освобождают зажим и вынимают кассету. Заряжают ее на столах в специально приспособленных помещениях или под навесом, где хранят растения, корни которых постоянно смачивают для предохранения от высыхания.
Для механизированной посадки сеянцев в школьных отделениях в ряде зарубежных стран используют специальные посадочный машины или приспособления для этих целей сельскохозяйственные. В Канаде, например, в открытый грунт чаще всего высаживают рассадочной машиной датского производства, которая в первый проход делает шесть рядов; на обратном пути ее переставляют на нужное расстояние в сторону, чтобы трактор шел по своему следу, а в междурядьях посадить еще пять рядов. Достоинства этой машины заключаются в следующем: на 1 га можно высадить 800 тыс. сеянцев, прямолинейность и параллельность рядов позволяют в последующем проводить механизированный уход. Высокопроизводителен агрегат из двух 6-рядных посадочных машин «Холлонд» и трактора; тракторист, 12 сажальщиков и три оправщика за смену высаживают около 180 тыс. растений.
Для закладки уплотненных школ в США модернизировали самоходную рассадопосадочную машину, сделав шаг посадки 5,7 см. Она одновременно высаживает в две ленты по 7-рядной схеме посадки с расстоянием между рядами 18 и между лентами 50 см. Производительность — 30 тыс. растений за 8 ч. Посадочная 7-секционная машина «Новая идея» обеспечивает закладку 7-рядной ленты с шириной междурядий 18 и шагом посадки 4—6 см. Обслуживающий персонал — восемь человек, производительность — 70 тыс. растений за 8 ч.
В Швеции распространена 12-секционная посадочная машина «Аккорд» (производство ФРГ) производительностью за смену 240 тыс. растений при расстоянии между ними 4—5 и между строчками 20 см. Иногда практикуются 4- и 6-строчная схемы с расстоянием между лентами 55 см. Школы закладывают сеянцами в бумажных лентах. Их укладывают на слой специального клея через 5 см и закрывают второй лентой, склеивают на специальной установке и свертывают в рулон. Посадку осуществляют под специальный плуг с лемехами, являющимися одновременно направляющими шинами для лент с растениями, которые по достижении определенной глубины заделываются землей. Этот способ получил высокую оценку и считается перспективным в связи с высокой производительностью (25 тыс. шт. в 1 ч), возможностью длительного хранения лент и предварительной подготовки рулонов в любое время.
Несколько типов посадочных машин применяют в ФРГ. На самоходном шасси шарнирно крепится односекционная посадочная машина «Хара», способная производить узкорядную посадку сеянцев. Ширина ленты 1,6 м, междурядий в ней 16; 18; 20; 25 и 30, минимальный шаг посадки 5 см, расчетная плотность до 900 тыс. растений на 1 га. За один проход машины рабочий высаживает ряд, а за 1 ч — около 2 тыс. В 5-секционной полунавесной посадочной машине «Эверса» посадочные секции расположены в два ряда: три прекреплены к переднему брусу рамы, две — к заднему. Минимальный шаг посадки 5 см, расчетная плотность 660 тыс. растений на 1 га. Агрегат обслуживают тракторист и пять сажальщиков; производительность 100 тыс. шт. за 1 ч. Посадочная машина «Культимакс» имеет шесть секций: шаг посадки 5 (регулируется сажальщиками), расстояние между рядами 25 см.
В ГДР применяют 7-секционную посадочную машину А-812, которая высаживает растения с высотой надземной части 10—20 и длиной корней 15 см. Агрегатируется с самоходным шасси РС-0,9 и при 7-рядной ленточной схеме с расстоянием между рядами 21 и шагом посадки 8 см способна посадить около 500 тыс. на 1 га; производительность — 7 тыс. шт. за 1 ч.
Лесовосстановление и лесоразведение
Потребность в нем явилась следствием интенсивного развития промышленности и широкого потребления древесины. В целом же состояние воспроизводства лесных ресурсов и тактика развертывания работ определяются размерами и состоянием лесных ресурсов, природными условиями и общим уровнем экономического развития стран. Кроме того, развитию лесовосстановительных работ и интенсификации лесохозяйственного производства способствуют национальные интересы государств или коммерческие отдельных фирм и монополий. В частности, в регионах с мягким климатом широкое развитие получило интенсивное плантационное лесовыращивание с коротким оборотом рубки: 6 лет — касуарина в Латинской Америке, 18—20 лет — тополей, 24 года — длиннохвойных сосен. Всего в Южной Европе, Африке, Латинской Америке имеется более 19 млн га плантаций быстрорастущих древесных пород. Дело в том, что специализация и выращивание древесины весьма выгодны, так как достигается высокая продуктивность, облегчается заготовка древесины.
Определилась также тенденция создания редких культур, особенно длиннохвойной сосны в Южной Америке и Африке. Это объясняется, во-первых, отсутствием возможности в случае большой первоначальной густоты получать крупномерные сортименты при рубках промежуточного пользования и, во-вторых, ограниченной утилизацией тонкомера.
Интересные работы по комплексному использованию и воспроизводству лесных ресурсов проводятся в Финляндии. Программа интенсификации лесохозяйственного производства предусматривает значительное увеличение посадок леса, осушение и удобрение лесных земель, строительство лесохозяйственных дорог, проведение уходов и др. Существенно возросли объемы работ по воспроизводству лесных ресурсов в Канаде. До 1966 г. здесь проведено лесовосстановление на площади 740,8 тыс. га (всего только 0,3 % площади продуктивных лесов), около 19 % насаждений создано на сельскохозяйственных землях в виде полезащитных полос, причем 80 % хвойными породами (ель западная, сосна, пихта бальзамическая и Дугласова, тополь Каролинский и гибридный, клен сахарный, хемлок западный, кедр и др.). Как правило, первоначально высаживают сеянцы сокрытой корневой системой, затем дополняя — с закрытой и чаще всего в контейнерах.
Характерные особенности лесовосстановления и лесоразведения в Англии — высокая агротехника обработки почвы и последующий агротехнический уход, что способствует ускоренному росту лесных культур. Механизированным способом проводят глубокую вспашку с рыхлением и углублением подпахотного горизонта. В последние годы получила распространение нарезка борозд глубиной 22-45 см с расстоянием между ними и между растениями 1,5 м. На вырубках с пнями, крутых склонах и скалистых участках, где невозможна плужная вспашка, глубокую обработку почвы выполняют другими доступными средствами. Это окупается ускоренным и более равномерным ростом насаждений, уменьшением опасности повреждения в первые годы пожарами, снижением расходов на борьбу с сорняками.
Серьезное внимание в молодняках и хвойных древостоях уделяется обрезке боковых ветвей и сучьев до высоты 1,3 м, а на лучших деревьях — в старшем возрасте до 5—6 м. Первоначальная густота 4,5—4 тыс. шт/га, затем с 20—25 лет проводят рубки ухода большой интенсивности с выборкой максимального запаса без снижения общего прироста. Средний прирост ели ситхинской и пихты Дугласовой 18—27, сосны обыкновенной около 8,5 м3.
В Швеции лесовосстановление посевом семян почти не практикуется в связи с большим их расходом. Посадочный материал выращивают в специальных пакетах (10 х 10 х 1 см), сверху покрытых пленкой с отверстиями для семян, снизу открытых для обеспечения контакта с заранее подготовленной почвой, на которую их и раскладывают. Торфяной субстрат набухает, и создаются необходимые условия для прорастания семян, а пленочное покрытие предохраняет их от заглушения травянистой растительностью. Но основной объем работ по лесовосстановлению обеспечивается посадкой преимущественно ручным способом с использованием специальных буров, мотыг и посадочных труб; производительность — 1—1,2 тыс. растений за рабочий день.
Италия, импортировавшая лесоматериалы, перешла к созданию плантаций тополей, за счет которых значительно покрывается дефицит. Большое внимание уделяется правильному выбору клона (лучшим считался быстро и активно развивающийся 214). Это самый распространенный евроамериканский тополь, хотя не всегда с ровным стволом, да и удельный вес древесины ниже, чем у белых канадских тополей. Создан ряд гибридов, но многие из них непригодны для фанерной и спичечной промышленности. В последние годы популярным стал клон 488, перенесший длительное затопление в результате наводнения, когда все остальные погибли; на его основе создан клон 4886, прародитель которого 488в в возрасте 16 лет имел высоту 31,5 м, на уровне 2 м толщину 170 см, 4м — 160, 10 м — 140, 16 м — 67 см. Тополевые плантации считаются удовлетворительными, если дают 40 % отборных стволов на фанеру, 30 на пиломатериалы и 30 % на бумагу. Их закладывают по глубоко вспаханной и хорошо обработанной почве. В 2-метровые ямы (по возможности до уровня грунтовых вод) сажают 2-летние саженцы высотой 6—7 м и одновременно вносят удобрения, что обеспечивает среднегодовой прирост более 40 м3/га. В целях рационального использования площади и выращивания спецсортиментов деревья в разных сочетаниях вырубают, специальной фрезой (буром) высверливают пень, вносят удобрения и высаживают новые саженцы. Тополь требует большого количества удобрений. На ротацию (12 лет) для образования древесины у одного дерева расходуется кальция 247,3, калия 29,7 и фосфорного ангидрида 11,7 кг, для образования листвы — соответственно 1562,4; 572,4 и 277,5 кг.
В Румынии создают плантации тополей и древовидных ив, особенно на длительно затопляемых землях. По продуктивности ивы часто не уступают тополям. Институт тополей и ив проводит районирование и отбор лучших видов и через свои питомники распространяет по всей стране. Глубокую вспашку почвы проводят в летний период для прогревания и аэрации, поскольку в аэрированной быстро развивается корневая система. Кроме того, глубоко вспаханная почва, доведенная до пористого состояния, при выпадении осадков легко напитывается влагой, которая, не застаиваясь, проникает по капиллярам в нижележащие слои, что очень важно для успешного выращивания тополей. Одновременно со вспашкой вносят органические и минеральные удобрения, причем на всей площади и на разную глубину; азотные проникают в почву с просачивающейся водой, тогда как фосфорные и калийные задерживаются в более высоких слоях. Нормы их внесения регулируют по результатам анализа почв.
Лучшее размещение растений 4—5—6 м при рядовой посадке, в открытом поле — около 6 м. Минимальная допустимая глубина ям — 90 см, лучше до уровня грунтовых вод, чтобы на дно внести почву из верхних горизонтов и удобрения. Высаживают, как правило, 2-летние саженцы высотой 6—7 м, которые в первый же год легко образуют новые корни по всей части стебля, находящейся в земле; 3-летние не рекомендуется применять, так как они при большой высоте остаются непропорционально тонкими и гораздо требовательнее к плодородию почвы. Хорошие результаты дают однолетние саженцы на легких почвах.
Для нормального развития культур большое значение имеет уход за почвой (особенно перепахивание под кронами деревьев): в 3 раза увеличивается прирост. Но в первый год при глубокой вспашке можно повредить корни, находящиеся еще слишком близко к поверхности, а на втором году необходимо фрезерование или боронование дисковой бороной на глубину до 10 см. Последующие уходы способствуют большему приросту. На любой стадии развития тополя требуются полив и орошение, а в старшем возрасте — и удобрение.
Культуры тополей в Югославии создают интенсивными методами. Обычно применяют глубокую обработку почвы, используя отборные саженцы лучших сортов отличающихся быстрым ростом и высокой устойчивостью против вредителей и болезней. Саженцы высотой около 7 м с обрезанными боковыми побегами высаживают через 6—7 м в ямы глубиной от 80 см до 2 м в зависимости от условий произрастания. В первые годы междурядья используют под сельскохозяйственные культуры. Полив осуществляют в период наиболее сильного роста тополей, обрезку ветвей — на 4- и 6-й год, рубку — в возрасте 10—15 лет.
В Турции Институт тополя ежегодно выращивает более 1 млн. отборных саженцев, которые высаживают вдоль каналов, дорог и сельскохозяйственных полей. Большие промышленные плантации тополей созданы в США в пойме р. Миссисипи, где на богатых почвах с применением высокой агротехники и систематических рубок ухода получают до 25 м3 среднего прироста. Вообще же применение их ограничивается требовательностью к плодородию почв и необходимость внесения удобрений. Даже в Италии лишь 26 % приходится на тополь и свыше 60 % на сосну лучистую и веймутову, пихту Дугласову. Плантации хвойных пород создают почти во всех странах, и это направление становится типичным в связи с возрастающим спросом на их древесину.
Сосна лучистая в плантационных насаждениях дает средний ежегодный прирост в высоту более 1,5 м; уже в 7-летнем возрасте при рубках ухода получают балансы. В случае ведения хозяйства на подсочку за сезон заготавливают в среднем 4 кг живицы, а с отдельных деревьев до 6 кг. Основной способ — устройство своеобразных расширяющихся и углубляющихся с разных сторон затесок по всему стволу на высоту 4—5 м; древесина идет в химическую переработку. Широкое распространение сосна лучистая нашла в Чили, Колумбии, Перу, Боливии и Аргентине (в последней испытано 16 видов сосны, для плантаций отобраны лучистая, Эллиота и ладанная). Сосна лучистая дает за год средний прирост в высоту около 2 м и общую производительность по массе до 30 м3, а на орошаемых землях, вышедших из-под сахарного тростника, максимальная достигается в 22 года, оборот рубки — 24 года. В хорошо обработанную почву высаживают однолетние сеянцы — около 3 тыс. на 1 га. При первом прореживании в 10-12 лет на 1 га оставляют 1,5 тыс. деревьев, получая более 50 м3 балансов, при втором в 17 лет — 900 деревьев, а заготавливают уже свыше 100 м3 (пиловочник, строительный лес и балансы); всего при двух прореживаниях и главной рубке — 700—750 м3/га.
В Индонезии и Бирме создают насаждения тикового дерева, в Кении — сосны, в Бразилии полностью акклиматизировались эвкалипты, которые произрастают здесь не хуже, чем на родине в Австралии.
Быстрорастущие породы встречаются и в насаждениях естественного происхождения, однако зачастую в неблагоприятных условиях и потому не имеют хорошего прироста. Преимущество искусственного лесоразведения состоит в том, что насаждения создают в освоенных местах (вблизи дорог и городов) и из хозяйственно ценных пород. Они одновозрастны, компактно расположены и удобны для эксплуатации. Быстрорастущие породы дают необходимую древесину в короткие сроки: в 6—10 лет — сырье для целлюлозно-бумажной промышленности, в 20 лет — пиловочник и фанерное сырье.
Успешность лесовосстановительных работ требует механизации производственных процессов. В Финляндии разработана специальная методика-анкета и разослана в страны Европы и Северной Америки, а также на предприятия, выпускающие машины и орудия для лесовосстановления. По обобщенным данным, за год площадь посадки в 29 странах составляет 2,88 млн га, лесовосстановление на вырубках в 28 — 1,93 млн га; в 18, где объем лесовосстановительных работ превышает 80 %, предполагается либо значительное увеличение посадки (20 % стран), либо некоторое (40 %), а в 37 % объемы сохраняются примерно на прежнем уровне — 17 % лесовосстановительных работ при незначительном уменьшении объемов посадки на вырубках лишь в Японии. В ряде государств леса заложены на землях, где никогда или длительное время их не было (0,6 % млн га), причем в некоторых изменений не ожидается, в четырех намечено значительное увеличение и в девяти — небольшое; существенное уменьшение объемов работ по облесению методом посадки намечается в Дании, в меньшей степени — в Бельгии.
Ручной труд при посадках леса распространен повсеместно: в Бангладеш, Греции, Ирландии и Норвегии — только такой, в 17 странах — в основном, в семи — он обычный и лишь в двух — незначительный. Предполагается, что применение его намного расширится лишь в Греции, незначительно в США, в 15 странах, на долю которых приходится половина общей площади посадки, будет сокращаться, а в 13, где объемы лесопосадочных работ составляют 21 %, сохранится на прежнем уровне.
Основные способы ручной посадки — под мотыгу или кирку, лопату, лом, сажальный кол или клин. Использование мотыги или кирки широко распространено в 63 % государств, лопаты — в 36 %. Посадка под лом, сажальный кол или клин — обычный или основной способ в 43 %, весьма распространена в 40 % и вообще не используется в 17 %; расширение данного способа ожидается лишь в 7, существенное сокращение в 13, неизменность уровня — в 57 % стран. В Великобритании, например, отверстие в почве пробивают трубчатым сажальным устройством, в Нидерландах применяют полукруглую лопату, на Скандинавском п-ве сеянцы с закрытой корневой системой, особенно в бумажных горшочках, высаживают с помощью сажальной трубы.
Механизированный способ посадки леса является основным в СССР и США, на долю которых приходится 51 % общей годичной площади посадки из 30 обследованных стран; для 17 (5 % площади) — он обычный, дня 60 — малоприменимый, в 17 % стран совсем не применяется. В перспективе ожидается значительное или некоторое увеличение объема механизированной посадки в 80 % стран (92 % годичной площади посадки), в 17 % он останется на прежнем уровне, в 3 % несколько уменьшится. Переносные или передвижные механические буры широко распространены в Швейцарии, намного меньше в Югославии, а подавляющее большинство не используют совсем или очень мало; в дальнейшем могут получить признание лишь в Югославии да в некоторой степени в Австрии и Японии.
Лесопосадочные машины с сошником коробчатого типа в зарубежной практике часто классифицируют как посадочные плуги, смонтированные на тракторе, а это в обобщенных материалах иногда приводит к искажению фактических данных по способам производства и типу применяемых машин. Принцип работы их примерно одинаков, по типу наших СБН-1 и ЛМД-1, но есть и иные. Например, машина австрийского производства отличается прежде всего посадочным механизмом вращательного типа, приводимым в действие гидродвигателем; передняя часть его снабжена режущей кромкой, задняя — специальной грузовой площадкой с механическим управлением для растений, которые он передвигает смещающимся захватом. Из почвы выходит сзади прижимных колес, проносит растение между ними вперед и автоматически освобождает его в месте посадки, затем над почвой возвращается в первоначальное положение и останавливается, в него вкладывают новое растение и процесс повторяется. Посадку выполняет один человек. Машина навешивается гидравлической навеской с трехточечным креплением на узкогабаритный колесный трактор с четырьмя ведущими колесами, приводится в действие через вал отбора мощности трактора. Рабочая скорость 0,9-1,5 км/ч, емкость масляного бака гидросистемы 30 л, масса около 350 кг, длина 108, ширина 140 и высота 110 см, производительность 800—1200 растений в 1 ч в зависимости от условий работы и подготовленности почвы. Такие машины, как «Робот», «Аккорд», «Хейдеми», «Кларке», «ТТС», «Стандарт», «Толне» и «Финнфорестер» (применяемые в Западной Европе и Скандинавии), способны высаживать 1 тыс. шт. при затратах времени на подготовительные работы и посадку от 1,3—3,3 чел.-ч (примерно столько же времени требуется на вспаханных террасах горных склонов при расстоянии между посадочными местами 1 м и размещении на 1 га 2500 растений).
В Финляндии из 14 типов использовавшихся или испытанных лесопосадочных машин наибольшее признание получила «Мара», специально сконструированная для облесения открытых торфяных земель. Ее длина 2,2, ширина 2,45 и высота 2,3 м, масса 800 кг; имеются четыре ящика для удобрений емкостью по 75 кг; возможное расстояние между рядами 1,65 м; расчетная производительность 800—1500 м/ч, за 8-часовой рабочий день высаживает 5-8 тыс. сеянцев. В целях создания условий для роста и развития культур плугом-канавокопателем прокладывают канавы глубиной 50 см, шириной вверху 50 и внизу 20 см. Посадку производят в перевернутый пласт с обеих сторон, нажимом педали внося на каждое растение 30 г удобрений; кроме того, их вносят в 25-30 см в виде растянутой строчки, чтобы разрастающаяся корневая система получала дополнительное питание.
Отдельные страны (Югославия и Италия) применяют смонтированные на тракторах буры-ямокопы, особенно для посадки крупномерных саженцев, например тополей, на участках с глубоким залеганием грунтовых вод; ФРГ, РР и Югославия — лесопосадочные машины, проделывающие посадочные отверстия ударом, давлением или рытьем. В Канаде ведутся разработки машины принципиально нового типа, способной работать на нераскорчеванных или не в полной мере очищенных от порубочных остатков вырубках.
Посев леса находит применение в 70 % стран (не более 20 % площади) и осуществляется в основном ручным способом. В США используют циклонные сеялки производительностью 1—2 га/ч. Посев с применением машин осуществляют в Канаде, Югославии и ПР, аэросев — в Канаде, СССР, США, Италии. Рост и развитие насаждений на разных этапах жизни, возможные сроки смыкания, необходимые число и сроки проведения уходов, продуктивность насаждений, а также их устойчивость к биотическим и абиотическим факторам и в конечном счете экономическая эффективность зависят от первоначальной густоты. Данный параметр следует определять отдельно для каждого конкретного участка. Увеличение его является мерой для резкого сокращения дополнений. Даже при значительном и неравномерном отпаде в густых культурах остаются хорошо сохранившиеся участки, где всегда можно брать материал для дополнений и даже с комом земли. Наличие тенденции к уменьшению первоначальной густоты объясняется тем, что снижается стоимость создания культур и появляется возможность позднее проводить рубки ухода. Дело в том, что ранний уход нерентабелен, поскольку древесина почти не имеет спроса. Главный критерий первоначальной густоты — целевое назначение древостоя с учетом условий произрастания, возможностей проведения рубок ухода и сбыта древесины, а также максимального количества сырья в возрасте главной рубки при минимальных затратах.
При анализе влияния первоначальной густоты на лесоводственную эффективность следует учитывать технологические факторы: частоту борозд или полос, закономерности формирования насаждений, особенно если есть перспектива естественного возобновления и смены пород. В частности, на вырубках в брусничниковых и зеленомошниковых группах типов леса при создании лесных культур с учетом естественного возобновления она должна гарантировать нормальные рост и развитие при преобладающем участии в составе главной породы. Если же намечено создать насаждение определенного целевого состава и товарности, необходимо принять такую густоту, которая обеспечивает быстрый рост в первые годы жизни, а затем поддерживать оптимум для каждого периода. Здесь требуются постоянные наблюдения за состоянием древостоя, умение предвидеть в перспективе их рост и развитие, разработка новых форм управления запасом, а для этого изыскание новых путей прогноза протекающих в лесу процессов.
В Швеции наблюдения за 60-летними культурами ели показали, что при густоте посадки менее 2 тыс. шт/га запас резко снижается, тогда как при 4-6 тыс. шт/га значительно возрастает; дальнейшее ее увеличение ведет к уменьшению среднего диаметра и повышению удельного веса тонкомера. Сосна в большей степени реагирует на густоту: при средней посадке стволы становятся сучковатыми, что в конечном итоге снижает эффективность культур к возрасту спелости. Расчетами установлено, что с точки зрения экономики наиболее выгодная густота культур хвойных пород — 2,5 тыс. шт/га, при 5,5 тыс. шт/га доход продажи леса на корню не покрывает затрат на выращивание.
При таксационном и экономическом анализе 55-летних культур сосны и ели различной первоначальной густоты (сосна 0,75×0,75; 1,25×1,25; 1,5х1,5 и 3×3, ель 1×1; 1,5х1,5; 1,75×1,75 и 2×2) выявлено влияние густоты на запас, средний прирост всей древесины и деловой части, выход сортиментов и иных материалов, величину естественного отпада и абсолютно сухой массы древесины на 1 м3 заготовленной. При редком размещении деревьев увеличивается выход крупномера, но уменьшается общий запас и активнее развиваются крупные сучья, что снижает качество древесины. В связи с этим особое внимание уделяется удалению сучьев при первой прочистке. По результатам анализа сделан вывод, что с учетом ренты высший доход дают культуры сосны с первоначальной густотой 4,4 тыс. шт/га при размещении 1,5 х 1,5 м, ели — 2,5 тыс. шт/га при 2 х 2 м. Определяющим здесь явились высокая стоимость рабочей силы и посадочного материала, а также отсутствие сбыта мелкотоварной древесины, получаемой при рубках ухода. Чем хуже условия произрастания, ниже запас и товарность насаждений к периоду главной рубки, тем меньшими должны быть затраты на выращивание.
Еще в 1908 г. в центре южной Швеции заложена серия опытных участков, чтобы изучить влияние густоты на накопление запаса и качество древесины в чистых и смешанных сосновых и еловых культурах; почвенные условия и напочвенный растительный покров были почти одинаковы. Высаживали 4-летние саженцы при размещении посадочных мест 1×1; 1,25×1,25; 1,5×1,5; 1,75×1,75 и 2×2 м. До 1927 г. везде удаляли только усохшие деревья, с 1928 г. проводили регулярные разреживания с выборкой по массе 39-51 %. За первые 20 лет естественный отпад составил 16,9 % при размещении 1×1 м, 19,8 — 1,5×1,5 м, 31,4 — 1,75×1,75 м, 18,4 % — 2×2 м (наибольший объясняется несколько худшими почвенными условиями и малой мощностью почвенного слоя). К 24 годам средний диаметр ствола при размещении 1×1 м был 7,6 см, при 2×2 — 12,6 см; аналогичная закономерность наблюдалась и по высоте (деревья равного диаметра имели примерно одинаковую высоту на всех участках). В возрасте 55 лет показатели суммы площадей сечений были близки на всех участках, хотя число деревьев на 1 га было разным. По данным анализа и исходя из экономических показателей предпочтение отдается размещению 2×2 м. В зависимости от условий произрастания и при отпаде 20 % оптимальное размещение колеблется от 1,9х1,9 (II класс бонитета) до 2,7х2,7 м (IV класс бонитета).
В Финляндии почти повсеместно принята первоначальная густота 2—2,5 тыс. шт/га, а при использовании селекционного посадочного материала — значительно меньшая. В молодых посадках прирост по объему незначителен из-за малого запаса леса на корню. С увеличением густоты он возрастает, а значит, и прирост по объему. В чрезмерно же густых культурах экологические условия ухудшают рост, часть деревьев погибает, не достигнув размеров, при которых целесообразно и рентабельно их использовать. Следовательно, при выборе первоначальной густоты необходимо учитывать, что выбираемые при рубках ухода деревья минимальных размеров должны иметь сбыт. В связи с сильным разрастанием кроны в редких насаждениях рекомендуется у сосны на плодородных почвах для получения высококачественной древесины обрезать сучья, но применять все же редкое размещение (от 2,1х2,1 до 2,2×2,2 м для III класса бонитета, что соответствует числу саженцев на 1 га от 2270 до 2070). Чтобы повысить бонитет на один класс, расстояние целесообразно сокращать до 1,9 м, а чтобы снизить — увеличивать до 2,7 м (на 1 га 2270 и 1370 саженцев).
Культуры сосны и ели в Норвегии закладывают с размещением через 1,6—2,5 м в зависимости от условий произрастания. Если раньше для хвойных пород действовал стандарт схемы посадки 1,5х1,5 м, то теперь чаще применяют 2,5х2,5 м, что позволяет высаживать на 1 га 1600 растений. Тенденция к созданию лесных культур с редким размещением посадочных мест наблюдается и в Нидерландах. При этом указывается на необходимость строгого подбора способа их создания и пород в увязке с особенностями условий произрастания. На местоположениях с высокой конкурирующей растительностью применяют крупный стандартный посадочный материал, выращенный в питомниках. Это позволяет сократить число саженцев до 1—1,5 тыс на 1 га и отказаться от проведения уходов. Экономические расчеты подтверждают целесообразность и эффективность редкого размещения.
В ГДР, где был стандарт 20—22 тыс. шт/га, закладывают посадки густотой 6-8 тыс. шт/га, а в последнее время и еще меньше. Здесь определился переход к редким культурам ели (оптимальная площадь питания 2—4 м2) с размещением 2×1 и 2,5х1 или 2,5х1,5 м при высаживании на 1 га 2,7—5 тыс. сеянцев. Выбор того или иного размещения зависит от условий произрастания. С увеличением расстояний между рядами и у растений возрастает прирост по диаметру. К 60 годам при различных условиях и первоначальной густоте разница в приросте по диаметру была 3—9 см, в такой же степени густотой культур определяется и прирост в высоту. По сравнению с узкими междурядьями при широких в молодом возрасте стволы более сбежистые, но с возрастом это различие стирается. Сортность пиломатериалов также повышается с увеличением расстояния между деревьями. Чем старше культуры с широкими междурядьями, тем больше древесины можно получить в процессе промежуточного пользования, причем при меньшем количестве вырубаемых деревьев. Свободное размещение повышает и устойчивость насаждений к абиотическим факторам. Древостой с узкими междурядьями сильнее подвержены снеголому и дают большое количество тонкомерной древесины. Так, если при размещении 0,5х0,5 м и к 64-летнему возрасту получено жердей 38 и хлыстов 58 %, то при 2х1,5 м — соответственно 16 и 78 %.
Лиственницу часто высаживают по схемам 2×2 и 3х1,5 м. Вообще надо отметить, что в менее благоприятных условиях существует тенденция к еще более редкому размещению почти всех хвойных пород; схема 1х0,7 м имеет место лишь при выращивании новогодних деревьев. Именно такая картина наблюдается в ФРГ. Так, в 1948 г. для ели была принята густота до 7 тыс. шт/га, в 1963 г. — 3,8—5,9, а на VI Мировом лесном конгрессе сообщалось о применении 3—4,4 тыс. шт/га.
Баден-Вюртенбергской лесной опытной лабораторией рекомендуются посадка на 1 га 4,5 ±1 тыс сеянцев ели при расстоянии между рядами в среднем 2 м; схема для пихты Дугласовой 2,5х2,5 м (в некоторых случаях через 4 м). В южной части страны чаще всего встречаются старые культуры ели с 8—10 тыс. посадочных мест (они требуют значительных расходов на разреживания); в таких же условиях в 1904 г. заложены редкие. В последнем случае обычным плугом на целине пропахивали борозду и к отваленному на ее край пласту прикладывали взятый из леса 5—10-летний самосев, корневую систему которого закрывали пластом, поднятым при следующем заходе плуга (при этом растение принимало косое положение). Расстояние между бороздами 2,5, в ряду 0,8—1 м. В течение 1930—1962 гг. проведено шесть прореживаний, к 67 годам на 1 га оставалось 1268 деревьев высотой 26 м, диаметром 23,6 см. Запас крупномерной древесины был 734, а с учетом вырубленной — 954 м3/га. Такие культуры считаются образцовыми и рассматриваются в качестве прототипа будущих культур ели.
В ФРГ был обобщен опыт выращивания лесных культур с целью установления затрат на закладку и уход, сроков первого прореживания в зависимости от размещения растений, объема прореживаний и процента использованной в каждом случае древесины, влияния размещения растений на прирост стволов по диаметру, в высоту и др. Было указано, что стоимость лесных культур и число уходов за ними возрастают пропорционально увеличению числа растений на 1 га. Для ели рядовое размещение по сравнению с квадратным предпочтительнее при равном количестве мест, поскольку на стволах меньше сучьев. В густых посадках больше тонкомерной древесины, во избежание чего надо раньше начинать рубки ухода и чаще их проводить. По результатам обобщения составлены рекомендации, в которых указывается, что в сухих и свежих типах условий произрастания посадочные места следует реже размещать, чем во влажных, где число деревьев на 1 га не столь сильно влияет на рост насаждений. Так, если в первом случае различие в средней высоте в зависимости от густоты составляет 5—6 м, то во втором — лишь 1—2,5 м. Максимальная продуктивность отмечена при первоначальной густоте 4 тыс. шт/га. Таким образом, для бедных сухих почв рекомендуемая густота не более 3,5—4 тыс. шт/га при размещении 1,6х1,6—1,7х1,7, или 2×1,44—2×1,4, или 2,2×1,3— 2,2×1,1, или 2,5х1,5—2,5х1 м; для достаточно влажных — соответственно 4—4,5(5) тыс. шт/га при 2×1,2—2×1,1, или 2,2×0,9, или 2х 1 м (расстояние в ряду — 0,9—1 м); на богатых — до 5 тыс. шт/га (если густота менее 5 тыс., раннее прореживание можно не проводить).
Для ЧСФР установлено неоднозначное влияние схем размещения на общую продуктивность насаждений: с уменьшением густоты посадки сокращается доля нерентабельных тонкомерных сортиментов. Чтобы существенно их ограничить или исключить, число посадочных мест не должно превышать 4 тыс. на 1 га. Размещение ели в различных типах леса было следующее: 1×1 и 1,3×1,2 м (узкие междурядья); 1,5×1,5 и 3,2×1 (широкие); 1,5×1,2 м (средние). Для успешного лесовыращивания в конце II класса возраста должно быть не меньше 1/3 качественных деревьев, что обеспечивается посадкой 5—6 тыс. шт/га. Считается, что существовавшая норма 7—10 тыс. шт/га чрезмерно велика. Без ущерба для качества и производительности насаждений в средних условиях можно практиковать посадку 4—6 тыс. шт/га. При выборе схемы и числа посадочных мест на 1 га следует учитывать и такие факторы, как высота над уровнем моря, угроза со стороны сорной растительности или диких животных.
В Словакии разработаны нормы высадки саженцев с учетом биологических и экологических особенностей древесных пород и условий произрастания. Густоту лесных культур устанавливают в зависимости от породы, плодородия, влажности, химического состава и структуры почвы, происхождения посадочного материала, экологических условий, биотических и абиотических факторов. На почвах среднего плодородия рекомендуется средняя густота, на богатых с благоприятным водным режимом, где деревья растут быстрее, — меньшая, на сухих и малоплодородных — редкая; для обеспечения достаточной площади питания каждому дереву на особо сухих средней производительности — большая для скорейшего покрытия почвы пологом и создания благоприятного микроклимата. Конкретные рекомендации по высадке растений на 1 га следующие (тыс. шт.): ель в горах 2,5—5, на равнине 4—6; сосна в низинах 10—16, в низинах на сплошь обработанной почве 8—12, на возвышенностях 7—10, сосна веймутова 6—8; дуб на сплошь обработанной почве 8—12, дуб 10—16; бук, граб, ясень, явор 8—12; береза, осина 5—8.
При создании лесных культур саженцами в Австрии рекомендуются такие схемы размещения: на бедных сухих почвах 3,5—4, на хорошо обеспеченных влагой 4—4,5 и только в исключительных случаях 5 тыс. шт/га; большее количество растений даже на плодородных почвах хозяйственно нецелесообразно. В насаждениях с широкими междурядьями ель устойчивее к ветровалу, повреждениям корневой губкой и копытными животными.
Заметный переход к редким посадкам наблюдается во Франции. Здесь длительное время густота хвойных культур 10 тыс. шт/га считалась нормальной, теперь же рекомендуется 2—3 тыс. При выборе древесных пород, обосновании способов обработки почвы и закладки культур учитывают условия произрастания, прогнозируют возможное количество древесины той или иной породы, исчисляют затраты на выращивание. Быстрорастущие древесные породы сажают из расчета 1600—1700 шт/га при расстоянии между рядами 3 и в ряду 2 м, что способствует смыканию крон к 5—7 годам. При использовании крупномерного посадочного материала достаточно одного ухода в год посадки (удаление травянистой растительности без рыхления почвы), при отсутствии густого травяного покрова) он вообще не требуется.
В Англии раньше хвойные культуры создавали с размещением в ряду через 0,9—1,2 м, в последние годы сосновые — через 1,35—1,5, еловые — через 1,65—1,8 м. В лучших условиях произрастания, где рассчитывают получить высокобонитетные насаждения, расстояние доводят до 2,5—3 м с проведением в последующем систематической обрезки сучьев. Гибридные саженцы быстрорастущих пород высаживают еще реже, прореживания не проводят до возраста главной рубки, но систематически выполняют уход и обрезку сучьев для получения высококачественной древесины. При редкой посадке хорошо развивается корневая система, ускоряется формирование здоровых, ветроустойчивых насаждений с большой ассимилирующей поверхностью крон, отсутствует потребность в осветлениях, а часто и в прочистках; рубки ухода можно начинать в возрасте 20—25 лет, когда древесина находит сбыт и окупаются затраты на их проведение.
При посадке хвойных расстояние между растениями в Северной Америке принято не менее 2 м, в Канаде — 2,1 или 2,4 м. Для южных районов США, стран Латинской Америки и Африки, Новой Зеландии характерно более редкое размещение. Это объясняется тем, что в загущенных посадках к моменту проведения рубок промежуточного пользования еще нет крупномерных сортиментов, а ограниченный спрос на тонкомер стал определяющим фактором закладки редких насаждений, особенно видов длиннохвойной сосны в Северной и Южной Америке и на Африканском континенте. В Аргентине на землях, вышедших из-под сахарного тростника, культуры сосны эллиотти, таеда и радиата закладывают иногда с размещением 2,5х2,5 и 3×3 м, начиная уже в 5 лет обрезку сучьев. В Новой Зеландии и Австралии сосну замечательную (лучистую) высаживают с размещением 2,4х2,4 м; в возрасте 5 лет обрезают сучья на всех деревьях, позднее — только на оставляемых до главной рубки. Экономическая выгода этого метода выращивания бессучковой древесины уже доказана: в одновозрастных редких культурах с обрезкой сучьев выход пиловочника больше, чем в густых с естественным очищением. Особенно это касается хвойных пород, у которых данный процесс слабо выражен.