Мартынов А.Н., Беляева Н.В., Григорьева О.И. Современные проблемы лесовыращивания. Химический и комплексный уход за лесом: Учебное пособие

Подождите немного. Документ загружается.

Как же разрешить конфликт между сторонниками и противниками

химического метода? Необходимо, чтобы люди отказались от стереотипа

мышления, заключающегося в том, что все химические вещества приносят

вред природе, и поэтому их применение в лесу должно быть полностью и

повсеместно запрещено. Химические вещества весьма различаются по

своим свойствам, токсичности для животных, по срокам сохранения в

компонентах лесной экосистемы. Преобладает чисто эмоциональное вос-

приятие последствий химического ухода за лесом. Охотники, грибники,

туристы при посещении леса видят сухие деревья, вызывающие отрица-

тельные эмоции и ассоциации с Южным Вьетнамом. В период применения

2,4-Д на обработанных участках длительное время сохранялся неприятный

запах фенола, стояли аншлаги со «страшными» надписями типа: «Осто-

рожно! Обработано ядохимикатами! Посещение леса, сбор грибов и ягод

запрещены!» Люди, как правило, не имеют никакой информации о задачах

химического ухода за лесом и полученных результатах. Даже среди спе-

циалистов лесного хозяйства преобладает мнение о том, что гербициды

применяются исключительно «для получения древесины». О том, что од-

ной из главных задач ухода за лесом является восстановление таежных фи-

тоценозов для усиления биосферных функций и социальной роли леса, т.е.

для улучшения среды обитания человека, большинство людей не имеет

никакого представления. Также многим не известно, что все химические

вещества, предназначенные для обработки леса, проходят тщательную са-

нитарно-гигиеническую проверку и официально разрешены для примене-

ния. Разрешение на использование химических препаратов для защиты

растений, борьбы с сорняками и другой нежелательной растительностью в

России выдается Государственной комиссией по химическим и биологи-

ческим средствам борьбы с вредителями растений и сорняками по согласо-

ванию с соответствующими министерствами и ведомствами. «Список пес-

тицидов и агрохимикатов, разрешенных к применению на территории Рос-

сийской Федерации» регулярно уточняется. В этом списке для ухода за

молодняками способом опрыскивания крон разрешено применять только

препараты на основе глифосата. Эфиры 2,4-Д из списка разрешенных пре-

паратов исключены.

Следует отметить, что для регистрации того или иного пестицида и

включения его в список разрешенных препаратов необходимо получение

данных о его токсичности для теплокровных животных, побочных эффек-

тах, персистентности в объектах внешней среды. Требуется также разра-

ботка методов определения их остаточных количеств в почве, воде, расти-

тельности. Мало кто знает о том, что применение запрещенного ныне ДДТ,

по данным Всемирной организации здравоохранения, позволило избавить

более 1 млрд. людей от малярии. Н.Э. Борлоуг (1972) на большом фактиче-

ском материале показал, что запрещение пестицидов не спасло бы диких

животных, но привело бы к гибели миллионов людей из-за сокращения

урожая сельскохозяйственных культур. Характерно, что в Японии, где

сельскохозяйственные пестициды применяются особенно широко, про-

должительность жизни людей значительно выше, чем в других странах, не

исключая России. В большинстве развитых стран приняты государствен-

ные законы, которые регламентируют меры безопасности при производст-

ве перевозках, хранении и применении пестицидов. Следовательно, вопрос

упирается в правильное, технически грамотное использование химических

средств защиты растений.

К сожалению, сами лесоводы способствовали представлению о том,

что химический уход за лесом сопровождается негативными последствия-

ми. СПбНИИЛХ дважды (в 1966 и 1977 гг.) определял качество производ-

ственных работ с гербицидами в семи областях на площади 68 тыс. га.

Проведенные обследования показали, что в основном работы проводились

наиболее производительным, но и экологически наиболее опасным спосо-

бом – авиационным, и что удовлетворительное качество работ, например, в

1970 г. имело место всего на 59% обработанной площади, на 30% площади

имелись те или иные ошибки, а на 11% - недопустимые нарушения норма-

тивных требований. В числе ошибок и нарушений были: неправильный

выбор препаратов, их доз, сроков и объектов ухода, беспорядочное (без

сигнальщиков) опрыскивание крупных массивов молодняков и т.д.

Особую тревогу вызвало проведение сплошного опрыскивания мо-

лодняков, в которых подроста ели и сосны было мало, и он был размещен

по площади неравномерно. В результате на части обработанных участков

образовались пустыри или произошло заболачивание почвы. Такие ошиб-

ки нашли отражение в средствах массовой информации и вызвали обосно-

ванную тревогу у населения. Все это, а также применение выпускавшихся

в те годы эфиров 2,4-Д со стойким неприятным запахом, привело к свора-

чиванию работ по химическому уходу за лесом в конце 80-х годов.

В целом химический уход за молодняками был осуществлен в Рос-

сии на площади более 3 млн. га. Исследования, проведенные в Вологод-

ской, Новгородской, Псковской и Ленинградской областях в 1994-1996 гг.

на площади 5925 тыс. га, показали (Шутов, Мартынов и др., 1998), что на

большей части обследованной площади сформировались 40-50-летние дре-

востои с преобладанием ели и сосны или с большой долей их участия в со-

ставе древостоя. На контрольных площадях (без ухода) на всех обследо-

ванных участках сформировались лиственные древостои, в некоторых слу-

чаях с небольшой примесью хвойных в 1-м ярусе или со 2-м еловым яру-

сом. Пройденные химическим уходом древостои с показателем встречае-

мости деревьев ели и сосны более 0,5 на обследованных участках были

представлены: в Вологодской обл. – на 57% площади, в Новгородской –

67, Ленинградской – 83, Псковской – 88. Санитарное состояние древостоев

на обследованных участках оценено средним баллом. Здесь идет нормаль-

ный процесс дифференциации и отпада отставших в росте деревьев. Не

были отмечены очаги корневых гнилей, хвое-листогрызущих вредителей,

короедов. На многих участках обильны колонии рыжих муравьев. Состав и

обилие растений живого напочвенного покрова не отличаются от типич-

ных в соответствующих лесорастительных условиях. Таким образом, на

большей части обработанной гербицидами территории формируются ко-

ренные таежные фитоценозы, т.е. цель химической обработки была дос-

тигнута.

О том, что реально дает систематическое многолетнее проведение

работ по химическому уходу за молодняками, можно судить по Смолен-

ской области. По данным трижды проведенного здесь лесоустройства, до-

ля хвойных молодняков в возрасте до 20 лет в составе общей площади дре-

востоев этого возраста изменилась так: 20 лет назад – 21,3%, 10 лет назад –

44,3%, на время последнего учета – 77,7%. К сожалению, подобные дан-

ные не доводятся до сведения общественности и экологических ведомств и

организаций.

Противоречия в хозяйственных и экологических аспектах химиче-

ского ухода за лесом можно сгладить и путем совершенствования органи-

зации его проведения. В систему мер по улучшению практики химическо-

го ухода могут войти:

1) Улучшение материально-технической базы предприятий лесного

хозяйства и обеспечение их машинами и аппаратами для наземных спосо-

бов применения гербицидов.

2) Ориентация на выборочное применение гербицидов в культурах,

т.е. на площадях, специально предназначенных для лесовыращивания.

3) Надо шире применять способ инъекции гербицидов в стволы де-

ревьев лиственных пород, поскольку этот способ отличается наибольшей

экологической безопасностью. Реализация перечисленных мероприятий и

широкая разъяснительная работа с населением позволят избежать кон-

фликтных ситуаций или значительно снизить их остроту.

Несмотря на то, что все рекомендованные гербициды относятся к

малотоксичным химическим веществам и соответствуют современным

требованиям, при их применении необходимо соблюдать установленные

правила общественной и личной безопасности. Эти меры подробно изло-

жены в практических рекомендациях [3] (раздел 7) и [4] (раздел 5). Право-

вые вопросы изложены в работе А.В. Жигунова, А.Б. Егорова [5]. Эколо-

гические последствия применения глифосата в лесном хозяйстве рассмот-

рены в работе [7].

3. ЦЕЛЕВОЕ ВЫРАЩИВАНИЕ ВЫСОКОПРОДУКТИВНЫХ ДРЕ-

ВОСТОЕВ В СИСТЕМЕ КОМПЛЕКСНОГО УХОДА ЗА ЛЕСОМ

3.1. История развития комплексного ухода за лесом

Комплексный уход за лесом – сочетание рубок ухода с внесением

минеральных удобрений. Иногда в систему комплексного ухода включают

также обрезку сучьев с целью ускоренного получения высококачественной

бессучковой древесины.

Интерес к минеральным удобрениям усиливается в конце 1960-х и

начале 1970-х годов. В этот период начинаются активные эксперименты с

удобрениями в лесу. Возможность использования удобрений для повыше-

ния продуктивности лесов отмечалась давно. За рубежом опыты с удобре-

ниями были заложены в начале XX века в лесах Германии (Kraub, Behm,

1978). Но только в 1950-60-х годах в связи с развитием туковой промыш-

ленности началось интенсивное удобрение лесов: сначала в опытном по-

рядке, а затем и в более широкой практике лесного хозяйства (Исаков,

1971).

Особенно широко стали применять удобрения в странах Скандина-

вии. В Швеции с 1966 по 1983 годы ежегодно удобрялось 100-189 тыс. га

леса, в Финляндии в 1970-1977 годах – 141-244 тыс.га (Паавилайнен, 1983;

Hansson, 1984). При этом широко практиковалось внесение удобрений в

средневозрастные и приспевающие хвойные древостои, особенно за не-

сколько лет до главной рубки. В лесах США удобрения вносили в основ-

ном в лесные культуры хвойных пород. К 1986 г. в равнинных условиях

Юго-Востока и в горных лесах Северо-Запада на Тихоокеанском побере-

жье, где этот вид ухода давал наибольший биологический и экономиче-

ский эффект, было удобрено около 1 млн. га насаждений дугласовой пих-

ты, 480 тыс. га сосны ладанной, 280 тыс. га сосны Элиота (Allen, 1987). К

концу века в этих странах оказалась удобренной большая часть насажде-

ний, пригодных для этой цели. Соответственно наметилась тенденция к

снижению темпов удобрения лесов.

В нашей стране научно-исследовательские работы, связанные с ана-

логичной тематикой, развернулись в 1970-х годах. Ленинградский научно-

исследовательский институт лесного хозяйства совместно с ВНИИСХ СП

ГА и Псковской лесной опытной станцией провел исследования по приме-

нению минеральных удобрений в лесах Северо-Запада таежной зоны с ис-

пользованием авиации. Основной объем работ проводился в средневозра-

стных, приспевающих и спелых сосняках и ельниках Ленинградской и

Псковской областей. Семилетний опыт ЛенНИИЛХа показал, что под воз-

действием минеральных удобрений повышается прирост еловых культур

по высоте на 20-80%, сосновых – на 15-30% по сравнению с контролем

(Мойко, 1976).

Вместе с тем, выяснилось, что далеко не всегда оказывается выгод-

ным удобрять неразреженные, неухоженные насаждения. Без предвари-

тельной подготовки объектов, целенаправленного разреживания древосто-

ев или лесоосушительной мелиорации, применение удобрений может не

дать того эффекта, на который можно было бы рассчитывать. Об этом сви-

детельствуют и данные американских исследователей по изучению влия-

ния удобрений на рост хвойных пород. Они отмечают, что положительный

эффект от применения удобрений значительно усиливается (в 2-3 раза), ес-

ли удобрение сочетают с прореживанием насаждений (Allen, 1987).

Постоянные пробные площади по исследованию эффективности

комплексного ухода за лесом были заложены в 1970-х гг. сотрудниками

лаборатории лесоводства СПбНИИЛХа под руководством проф. С.Н. Сен-

нова на территории ГОЛХ «Сиверский лес» в Ленинградской области.

Начиная с 1970-х годов, комплексный уход как лесоводственную

систему начали внедрять в производство. Наибольший интерес к ком-

плексному уходу за лесом проявился в 1980-х – начале 1990-х годов.

Именно тогда были получены основные результаты и накоплен опыт при-

менения данной системы на практике. Результаты исследований отражены

в работах А.П. Сляднева, С. Н. Сеннова, Е. С. Мельникова, С. М. Синьке-

вича, Н. А. Баневой, А. А. Клокова, М. А. Клинова и др. Необходимость

согласованной регламентации рубок ухода и внесения удобрений вызвала

появление программ комплексного ухода за лесом, посредством которых

оптимизируется уход за насаждениями в целях достижения хозяйственно

необходимого эффекта, как правило, при возможном минимуме затрат

(Мельников, 1999).

В ХХI веке в связи с переходом к новым формам хозяйствования ин-

терес к комплексному уходу за лесом ожил с новой силой. Правда, иссле-

дования уже были направлены на выявление закономерностей функциони-

рования лесных фитоценозов в целом под воздействием регулярного ком-

плексного ухода за лесом (Беляева, 2006; Богданова, 2007).

3.2. Преимущества комплексного ухода

Большинство опытов с комплексным уходом доказали целесообраз-

ность комплексного ухода и позволили выявить ряд преимуществ данной

системы перед раздельным применением рубок ухода и удобрений. Они

заключаются в следующем.

1) Рубками ухода нельзя увеличить прирост древостоя в целом.

Внесение удобрений обеспечивает такое увеличение.

2) После разреживания не наблюдается усиления роста наиболее

перспективных крупных деревьев. На удобрение они отзываются в пер-

вую очередь.

3) После рубок ухода нарушается соотношение между массой

кроны и ствола, разрастается крона, особенно в первые, годы. Удобрение

увеличивает прирост ствола и восстанавливает структуру надземной фи-

томассы.

4) Внесение удобрений без рубок ухода приводит к улучшению

роста деревьев пониженного качества. Сочетание обоих мероприятий ис-

правляет эту погрешность.

5) Разреживание замедляет процесс отмирания ветвей, обрезка

исправляет этот недостаток. Внесение удобрений ускоряет рост деревьев с

укороченной кроной и зарастание срезов.

3.3. Технология комплексного ухода за лесом

Для комплексного ухода за лесом подбирают 30-40-летние чистые

или с примесью до трех единиц лиственных сосновые и еловые древостои

с полнотой не менее 0,8, а также лиственно-еловые древостои такого же

возраста с густотой елового яруса не менее 1,5 тыс. деревьев на 1 га. Лист-

венно-еловые древостои подбираются в первую очередь со средним диа-

метром лиственного яруса (березы) не менее 16 см.

Необходимо отдавать предпочтение высокопродуктивным древосто-

ям Iа-III классов бонитета. В малопродуктивных древостоях (особенно на

бедных легких и сухих почвах) может наблюдаться первоначально весьма

заметный, но, в конечном счете, кратковременный положительный эффект

от внесения удобрения. Низкотоварность и малый запас древостоя пони-

жают результативность ухода и делают его экономически не всегда выгод-

ным. В связи с этим лучшими объектами для комплексного ухода следует

считать чистые и смешанные хвойные насаждения зеленомошной группы

типов леса (сосняки и ельники брусничные, черничные и кисличные).

Рубки ухода – поздние прореживания или ранние проходные, прово-

дят по соответствующим правилам, но с более высокой (на 5-10%) интен-

сивностью. Комплексный уход можно начинать и позднее, в древостоях

более старшего возраста, но в этом случае селекционный эффект рубки ос-

лабляется и результаты ухода будут хуже. В хозяйствах с обеспеченным

сбытом древесины от рубок ухода лучше применять трехприемные рубки

ухода, которыми формируется древостой наиболее высокого качества

(крупный пиловочник 1-го сорта). В хозяйствах с затрудненной реализа-

цией продукции от рубок ухода можно ограничиться двухприемными руб-

ками (средний или крупный пиловочник 1-2-го сортов). Эти же варианты

применяются в тех условиях, когда просрочено время прихода с первым

приемом рубок для формирования древостоя более высокого качества. В

лиственно-еловых древостоях при полноте лиственного яруса не более 0,6

его удаляют в один прием, при большей полноте планируют двухприем-

ную рубку. Одноприемную рубку лиственных можно рекомендовать также

в хозяйствах с ограниченными условиями сбыта лиственной древесины.

Если принято решение о совместном выращивании лиственных (березы) и

ели в системе комплексного ухода за лесом, то лиственный ярус следует

предварительно интенсивно разредить. На корню нужно оставить не более

150 экземпляров березы среднего и крупного диаметра, лучшего качества,

доля этой березы в формировании общего запаса не должна превышать

20%.

При подготовке территории делается отвод лесосек, разрубаются

технологические коридоры. Для рубок ухода и механизированного внесе-

ния удобрений наиболее рациональна диагональная схема расположения

волоков (Досмаев, 1987). Следует обеспечить беспрепятственное передви-

жение техники при подъезде к объекту и по волокам. Желательно, чтобы

подъезд машины для внесения удобрений к намеченному древостою не

превышая 1 км от дороги или пункта заправки удобрениями.

В чистых сосняках и ельниках рубку следует проводить по низовому

методу с одновременным удалением низкокачественных деревьев, ме-

шающих росту более перспективных. Первым приемом целесообразно

удалить большую часть примеси лиственных пород. В двухъярусных лист-

венно-еловых насаждениях при необходимости удаления лиственных в два

приема сначала вырубают деревья, охлестывающие вершины елей, а также

низкокачественные экземпляры. В первый прием желательно удалить так-

же деревья лиственных пород из биогрупп средней и крупной ели второго

яруса. При первых приемах комплексного ухода не обязательно стремить-

ся к формированию насаждений с равномерным (регулярным) размещени-

ем деревьев на площади, лучше оставлять на доращивание наиболее про-

дуктивные экземпляры. За счет первоначальной разрубки технологических

коридоров интенсивность рубки в пасеках можно уменьшить на 5-10%.

Ширина пасек не должна превышать 40 м. При использовании современ-

ных многооперационных машин (харвестеров и форвардеров) переходят к

узкопасечным технологиям.

Удобрения вносят в насаждение, как правило, в начале вегетацион-

ного сезона (в мае-начале июня). При невозможности соблюдения этих

сроков удобрение можно внести осенью, до выпадения устойчивого снеж-

ного покрова. Основными удобрениями, применяемыми в лесу, являются

азотные (мочевина, аммиачная селитра, нитрат аммония) или комплексные

азотсодержащие (аммофос, нитроаммофос, реже – нитроаммофоска). Вес-

ной предпочтительнее использовать аммиачную селитру, осенью – моче-

вину.

Такой подбор удобрений обусловлен тем, что азот является основ-

ным элементом, в котором лесные растения обычно испытывают недоста-

ток. Внесение дополнительного азота практически всегда стимулирует ве-

гетативную функцию растений, включая древесные породы. Применение

азотных удобрений дает положительные результаты, как на минеральных,

так и на торфянистых и торфяных почвах. Но и в том, и в другом случае

важнейшим условием является нормальная дренированность почв.

Калийные удобрения на лесных почвах не дают положительного эф-

фекта. Однако американские исследователи утверждают, что сбалансиро-

ванное удобрение, особенно с внесением препаратов калия, способствует

повышению устойчивости насаждений к вредителям и болезням (Allen,

1987).

Оптимальной рекомендованной дозой удобрений в лесу является

150-200 кг/га азота (по действующему веществу). С увеличением дозы эф-

фект повышается, но одновременно увеличиваются непроизводительные

потери азота (газообразные и водные), возрастают расходы на удобрение.

Чрезмерные дозы могут повреждать корневые окончания древесных расте-

ний и на некоторое время даже затормозить их рост. Уменьшенные дозы

азота не дают существенного повышения прироста, но улучшают физиоло-

гическое состояние растений и активизируют обменные процессы в фито-

ценозе. Обычно такие дозы применяют в молодняках естественного и ис-

кусственного происхождения, в насаждениях, ослабленных болезнями, ан-

тропогенными и техногенными нагрузками, а также в профилактических

целях. Периодичность внесения минеральных удобрений в сосняках чер-

ничных влажных и брусничных – 5-7 лет, в ельниках кисличных и чернич-

ных – 10-15 лет.

Удобрения вносят под полог древостоев вручную или с помощью

специальных механизмов: наземных или воздушных транспортных средств

(машина МВУ (рис.16), самолеты, мотодельтапланы). Машина МВУ пред-

назначена для транспортировки и поверхностного (сплошного) внесения

минеральных удобрений. Применяется во всех почвенно-климатических

зонах Российской Федерации за исключением районов горного земледе-

лия. Машина агрегатируется с тракторами МТЗ-80/82.

Рис.16. Машина для внесения в почву удобрений МВУ-5

(фото – сайт: www.altaiagrotech.ru)

Через дозирующее окно и туконаправитель удобрения подаются

транспортером на центробежные диски (рис.17), которые рассеивают их

веерообразным потоком на поверхность почвы (рис.18).

Рис.20. Рассеивающий аппарат

(схема – сайт: www.labstend.ru)

Рис.21. Схема рассева удобрений

(схема – сайт: www.labstend.ru)

За один рейс машина способна удобрить 10-15 га насаждений (Дани-

лин, 1986). При внесении удобрений в узкие пасеки (шириной менее 30 м)

дозу следует уменьшить на 20-25% (Мельников, 1990). При неблагоприят-

ных погодных условиях (засухе, выпадении обильных, затяжных дождей)

внесение удобрения целесообразно отложить до следующего года (Мель-

ников, 1999; Беляева, 2006). В лиственно-еловых насаждениях вносить

удобрение следует спустя 3-5 лет после удаления лиственного яруса, т.е.

после адаптации ели к резко изменившимся условиям среды.

Вручную вносить удобрения следует на площади не более 2-3 га. Ес-

ли имеется хорошо разветвленная сеть волоков, то эту работу можно вы-

полнять и на более крупных объектах. Для такой цели мешки с удобрения-

ми равномерно распределяют по площади, развозя их на тракторе с прице-

пом.

3.4. Лесоводственная эффективность комплексного ухода за лесом

Комплексный уход является сложной, системной мерой ухода за ле-

сом. Оценка эффективности данного мероприятия невозможна без глубо-

кого познания природы лесного сообщества. Лес является исключительно

сложным объектом системных исследований, обладающим целым рядом

свойств. К ним относятся: целостность; открытость; структурно-

функциональная сложность; динамичность; зависимость поведения от ис-

торических причин. Свойствами лесной экосистемы объясняются особен-

ности и результаты применения комплексного ухода за лесом.

Комплексный уход за лесом влияет на почвенные процессы (Мель-

ников, 1999). Он активизирует жизнедеятельность почвенных микроорга-

низмов, в результате чего усиливаются процессы минерализации органи-

ческого вещества в почве. В результате изменяется толщина подстилки. В

первые годы после ухода она может уменьшаться на 30%. Чем интенсив-

нее разреживание, тем тоньше становится слой подстилки. После полного

удаления лиственного яруса в смешанных древостоях масса подстилки

снижается в 2,5 раза. Исследования показывают, что уменьшение массы

подстилки происходит, главным образом, за счет увеличения поступления

солнечной радиации к поверхности почвы, активизации обменных процес-

сов, а также уменьшения массы органического вещества, поступающего в

почву с опадом. Если в разреженный древостой удобрения не вносили, то в

первые годы после рубки заметно активизируются процессы разложения

только в гумусовом горизонте, тогда как в самом верхнем слое, т.е. в под-

стилке, эти процессы могут даже замедляться. При внесении удобрения

эти процессы заметно активизируются: в зависимости от состава древо-

стоя, лесорастительных и погодных условий разложение органического

вещества в почве, включая подстилку, ускоряется на 8-60%.

По результатам исследований (Мельников, 1999; Беляева, 2006) ком-

плексный уход за лесом увеличивает дополнительный прирост древесины

(табл.4) по сравнению с рубками ухода. Процент увеличения определяется

типом условий местопроизрастания. Дополнительный прирост формирует-

ся за счет увеличения прироста деревьев по диаметру, вследствие более ак-

тивной положительной реакции на комплексный уход большего числа де-

ревьев и за счет сокращения отпада. Регулярное применение удобрений в

системе комплексного ухода позволяет восстановить общую производи-

тельность, снижающуюся после первого приема, в ельниках за 10-15 лет, в

сосняках – за 5-10 лет до уровня контроля и повысить общую производи-

тельность на 10-20% (табл.5).