Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА 10
1.1 Современное состояние лесовосстановления її Ленипірадскои области 11
1.2 Химический метод и возможности ею применения в лесовоссгановлении 14
1.2.1 Лесные питомники 15
2 2 Лесокушпурные площади 17
12 3 Смешанные жердняки . 19
1.3 Современный ассортимент ісрбицидов для лесною хозяйства 20
1.4 Оценка экологической безопасности химического мегода 24
1.5 Выводы , 25
ГЛАВА 2 ПРОГРАММА, МЕТОДИКА И ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 27
2.1 Пршрамма исследований , 27
2.2 Объекты и методика исследований , 27
ГЛАВА 3 ПРИМЕНЕНИЕ ГЕРБИЦИДОВ В ЛЕСНЫХ ПИТОМНИКАХ 34
3.1 Гербициды в паровых полях 36
3.2 Гербициды и посевах и школах 37
3.3 Комплекс ербицидов при выращивании посадочною материала ели и сосны 39
3 3 1 Технологичские схемы 40
3 3 2 Биологическая эффективность 40
3 3.3 Лесоводстве/тан эффективность ,,... 45
3.4 Выводы 46
ГЛАВА 4 ХИМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ПОЧВЫ ПОД КУЛЫУРЫ ЕЛИ 47
4.1 Эффективность подавления нежелательной растительности 47
4.2 Рост лесных культур 52
4.3 Общая оценка приема химической обработки почвы и его совершенствование 53
4.4 Выводы „ 56
ГЛАВА 5 ПРИМЕНЕНИЕ ГЕРБИЦИДОВ ПРИ УХОДГ: ЗА КУЛЬТУРАМИ ЕЛИ
И СОСНЫ 58
5.1 Динамика зарастания вырубок нежелательной растительностью 5У
5.2 Эффективность традиционных мер ухода 64
5.3 Эффективность применения гербицидов при уходе за лесными культурами . 66
5 31 Препараты глифосата. 66
5.3 1.1 Комплексный уход за культурами ели 66
5.3,1 2 Лесоводствепныйуход за культурами ели (осветчение) 67
5.3 2 Ветар 71
5 3 3 Смеси анкора-85 с глифосатом 75
5.4 Выводы , 80
ГЛАВА 6 РЕГУЛИРОВАНИЕ СОСТАВА И ГУСТОТЫ ДРЕВОСГОЕВ В СТАДИИ ЖЕРДНЯКА СПОСОБОМ ИНЬЕКЦИИ ГЕРБИЦИДОВ В СI ВОЛЫ 83
6.1 Действие гербицидов на лиственные породы 84
6.2 Действие іербицидов на хвойные породы 87
6.3 Технологический реідамент применения перспективных гербицидов 90
6.4 Производственное применение и лесоводственнаяэффекгивность способа 92 6.6 Выводы 96
ГЛАВА 7 ОБЩАЯ ОЦЕНКА ЭФФЕКГИВНОС1И ТЕХНОЛОГИИ ЛЕСОВОССТАНОВЛЕНИЯ С ПРИМЕНЕНИЕМ СОВРЕМЕННЫХ ГЕРБИЦИДОВ 98
7.1 Комплекс усовершенствованных технолоіий на различных этапах лесовыращивания 98
7.1.1 Питомник 98
7 / 2 Стошные вырубки 99
7.1.3 Лесные кушпуры 100
4
7 I 4 Древостой в фазе жердняка 102
7.2 Околоіическая безопасность , 104
7.3 Экономическая эффективность , 109
7.4 Выводы 113
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 114
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 118
ПРИЛОЖЕНИЯ 132
П.1 МАТЕРИАЛЫ, ХАРАКТЕРИЗУЮЩИЕ ОБ ЬЕМ ЛЕСОВОССГАНОВЛЕНИЯ ЗА ПЕРИОД 1992-2001 і г 132
11.2 АГРОХИМИЧЕСКАЯ ХАРАК1 ЕРИСТИКА ПОЧВЫ ПИТОМНИКА 135
11.3 САНИIАРНО-ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ХАРАКГПРИСІИКА ПРЕПАРАТОВ, ИСПОЛЬЗОВАННЫХ В ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЯХ 136
11.4. МА1ЕРИАЛЫ ПО АПРОБАЦИИ И ВНЕДРЕНИЮ 137
- Современное состояние лесовосстановления її Ленипірадскои области
- Пршрамма исследований
- Гербициды в паровых полях
- Эффективность подавления нежелательной растительности
- Динамика зарастания вырубок нежелательной растительностью
Введение к работе
Акгуачьность темы обусловлена тем, что воспроизводство хвойных пород в таежной зоне европейской части России является одной из наиболее важных и, в і о же время, сложных проблем, В течение последних десятилетий происходит накопление площадей, занятых лиственными породами вегетативного происхождения. Общеизвестно, что применяющиеся в настоящее время способы промышленной заюговки леса коренным образом изменяют экосистемы, час і о приводят к уничтожению имеющегося подроста, подлеска, живою напочвенного покрова, изменению почвенною профиля, разрушают аккумулятивные почвенные горизонты. Именно после сплошных рубок древостоев в таежной зоне наиболее часто происходит смена сосны и ели мягколиственными породами, прежде всею осиной и березой. Нежелательная смена пород происходит по ряду причин: вследствие неудовлетворительного естественною возобновления сосны и ели на сплошных вырубках в связи с нарушениями правил рубок главною пользования; из-за оісутстішя или плохого качества мер содействия естественному возобновлению; из-за отсутствия или недостаточной интенсивности агротехнических и лесоводственных уходов, как за появившимся самосевом, так и за культурами хвойных пород. Это особенно актуально для производительных лесораетительных условий зеленомошной и сложной групп типов леса.
Для радикального улучшения ситуации в лесовосстановлении необходима комплексная система мероприятий по искусственному лссовосстаноилению в сочетании с мерами содействия естественному возобновлению. Разработка малозатратных, ресурсосберегающих и, в тоже время, эффективных способов it технологий воспроизводства ели и сосны является одной из актуальных проблем лесного хозяйства. Одним из направлений решения этой проблемы является искусственное лесопосстановлеиие на основе применения химического метода регулирования фптоценозов. В настоящее время этот метод наряду с механическими способами ухода успешно применяется при выращивании сосны и ели в питомниках и на лесных площадях. Метод характеризуется высокой производительностью и лесоводстве и ной эффективностью, отвечает современным требованиям зколоїнческой безопасности. Вместе с тем необходимо ею дальнейшее совершенствование и развитие, в том числе на основе анализа практическою применения в настоящее время.
Цель исследований - повышение эффективности воспроизводства ели и сосны в зеденомопшой и сложной іруппах типов лесорастителг.ных условий, где конкурирующее влияние нежелательной растительности проявляйся наиболее сильно.
Общая задача исследований заключалась в том, чтобы на основе анализа лесоводствепнои и экономической эффективности иракіическою применения химическої о метода на примере лесхозов Лешнп радской области предложить комплекс усовершенствованных технологий, направленных на воспроизводсіво ели и сосны. На основании анализа состояния проблемы в соответствие с общей задачей исследований были выдвинуты следующие приоритетные программные вопросы:
Разработать усовершенствованные техполоіическне схемы применения ісрбицидов разного механизма и спектра действия при выращивании сеянцев и саженцев сосны и ели в питомниках открытого ірунта.
Определить перспективы (целесообразность) создания культур ели с применением приема химической обработки почвы.
Провести сравнительный анализ технолої ий химического ухода за кудьгурами сосны такими іербицидами как вели ар, глифосат, смесь їлифосаіа с ан коро м-85.
4. Разработать и обосновать технолої ичес кие регламенты применения перспективных іербицидов для регулирования густоты хвойных древостоев в фазе жердняка, усовершенствовать реїламентьі гербицидов для ухода за составом смешанных жердняков,
5. Изучить лесонодственную и экономическую эффективность предлаїаемілх )совершенствованных технологий на основе их широкою внедрения в производство.
На\чнаи новизна состоит в том, что на основе широкою производственного применения іербицидов проведена всесторонняя оценка технологий воспроизводсіва ели и сосны, включающая лесные питомники, сплошные вырубки, лесные кулыуры,
7 древостой в фазе жердняка, а также получены пути их совершенствования с целью повышения лесоводственпои и экономической эффективности, а также экологической безопасности.
Составными частями, имеющими элементы научной новизны, являеіся следующее: - полечены новые экспериментальные данные по биолоіической зффективносіи и селективности баковой смеси глифосата с анкором-85 в питомнике открытою грунта, разработаны технологические схемы на основе осеннего применения данной смеси; -установлены особенности роста лесных культур ели, созданных посадкой после предварительной химической обработки почвы арсеналом, а также смесью глифосаіа с анкором-85; в производственных условиях изучено влияние химического ухода за культурами ели и сосны смесью глифосата с анкором-85 на состояние и росі нежелательной растительности и хвойных пород; усовершенствована технолоіия >хода; внесены изменения в технологические регламенты; сделан вывод о нецелесообразности применения їлифосата при проведении агротехнических уходов за культурами ели, созданными 2-летними сеянцами; разработаны техполої ическис реїламентьі применения перспемивных іербинидов при обработке соспы, ели, осины, березы и ивы способом инъекции в стволы деревьев в жердняках.
1 Ірактическая значимость обусловлена высокими показателями лесоводственпои и экономической эффективности нредлаїаемьіх усовершенствованных технолоіий применения гербицидов. Проведено широкое производственное внедрение техполої ни применения іербицидов и намечены пути их совершенствования, что позволит повысить эффективность воспроизводства сосны и ели.
Обоснованность и достоверность выводов базируется на обширном экспериментальном материале, собранном в процессе восьмилетних комплексных исследований в полевых мелкоделяночных и круп иод ел я и очных опытах и на производственных объектах, заложенных в питомниках, на вырубках, в лесных
8 культурах и жердняках. Результаты обработаны общепринятыми методами математической статистики с определением точности и достоверности нол>ченшл\ данных при уровне вероятности 95%.
Личный вклад. На всех этапах диссертационной работы: при определении цели, общей задачи, проіраммьі, методов исследований, закладке полевых экспериментов; в сборе, обработке и анализе материалов; формулировании выводов и рекомендаций, а также оріаиизации внедрения технолоіий в производство автор принимал личное участие.
Апробация. Основные положения работы до клады вались: - на региональном семинаре-совещании «Лесовосстановление в таежной зоне Нвроиейской части России: стратегия и технологии проведения» (2003і. і. Гатчина Ленинградской области); -на семинаре «Современные методы и способы химического ухода, применяемые в питомниках и на лесных площадях» (2005і. г. Гатчина Ленишрадскоп области).
По материалам диссертации опубликовано 5 научных работ.
Научные положения, выносимые на защиту: -экспериментальные данные, характеризующие динамику зарастания сплошных вырубок нежелательной растительностью; -показатели биологической (фитоцидной) и лесоводствениой эффективности, а также селективности ряда гербицидов и их смесей в питомнике, на вырубках, при уходе за культурами и в жердняках; -технологические ретламенты применения способом инъекции в жердняках арсенала на лиственных породах, глифосата и басты - на хвойных породах; технологические регламенты применения смеси анкора-85 и їлифосата в питомниках; - оценка экономической эффективности применения гербицидов на разных этапах лесовыраишвания; -комплекс усовершенствованных технолоіий воспроизводства ели и сосны с применением гербицидов в наиболее производительных лесорастительиых условиях.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, 7 і лав, заключения, списка литературы и 4 приложений. Она изложена на 142 страницах, включает 39 таблиц, 11 рисунков и список литературы из 147 наименований, включая 11 на иностранных языках.
Автор гл>боко признателен своему руководителю А.Ь. Еюрову за помощь в работе над диссертацией. Диссертант приносит искреннюю блшодарноеп, сотрудникам лаборатории химического ухода за лесом, которые оказывали методическую и практическую помощь в проводимых исследованиях: А Я. Омельянсико, JI.H. Павлючепкопой, А.А. Бубнову, М.В. Постникову, Н.В. Быкову, а также своим коллегам, принимавшим активное участие в оріанизации и внедрении в производство полученных результатов - В.Ф, Чикалюку, И.А. Прокофьеву, О.В. Кухарь, СП. Смертину, Е.Н. Плесовскнх.
Современное состояние лесовосстановления її Ленипірадскои области
Проблема восстановления хозяйственно ценных хвойных древосшев в іаежной зоне европейской части России обострилась в связи со сплошными р бками, которые стали интенсивно внедряться в десозаютовительный процесс в конце 30-х і одо» прошлого столетия. В настоящее время они являются также преобладающими. Общеизвестно, что применяющиеся в настоящее время способм промышленной заготовки леса коренным образом изменяют экосистечи, часто приводят к ничтожепию имеюшеїося подроста, подлеска, живого шіпочвенпої о покрова, изменению почвенної о профиля, разрушают аккумулятивные почвенные і оризонты.
Так, в Лснинірадской области ежеюдно более 70% древесины заі огавливается при сплошных р бках. Именно после сплошных рубок древостоев в таежной зоне наиболее часто происходит смена сосны и ели мяіколиствеиньїми породами, прежде всею осиной и березой [1-9]. Нежелательная смена пород происходит но ряду причин:
- вследствие неудовлетворительною естественною возобновления сосиы и ели на сплошных вырубках в связи с нарушениями правил рубок їлавиою пользования
[10,11];
- из-за отсутствия или плохою качества мер содействия естественном) возобновлению [12,13];
- из-за отсутствия или недостаточной интенсивности агроісхнических и лесоводственных уходов, как за появившимся самосевом, іак и за кулыурами хвойных пород [3,5,6-8,14].
О масштабах зтої о процесса свидетельствуют данные, что площадь насаждений с преобладанием сосны и ели в ряде регионов страны за ЗО-50-леіиий период сократилась в 2-3 раза [8,15-21]. Так, смена хвойных пород на лиственные после р бок главного пользования, проведенных в 60-80-е і оды, произошла в Арчашельской области на 53%, в Вологодской - на 50% и в республике Коми - на 42% выр)бленных площадей [14].
Искусственном) лесовосстановлению в таежной зоне посвящены работы Н.ЕДекатова [6,22], М.П. Прокопьева [23], А.И. Писаренко, М.Д. Мерзлеико, Г.И. Редько [24-26), II.II. Калиниченко и соавторов [27], Л.Р. Родина [28], Г.И. Редько, П.Л. Бабича [29], И.В. Шутова и соавторов [30,31], Л.Ф. Чмыра [32], И.Л. Марковой [33], Л.В. Жнгунова [34], СВ. Залесова, А.Н. Лобанова, П.А. Луганскою [35]. В этих и мноіих друїих трудах приводится большое количество примеров создания хозяйственно ценных высокопродуктивных насаждении искусственным способом.
Лесокультурный опыт в северной и средней подзонах таймі европейской части РФ показывает, что соблюдение технолоіии при создании и выращивании лесных к льтур обеспечивает формирование высопродукшвных насаждений с преобладанием в составе культивируемой породы. Так, по данным П.А. Бабича, А.И. Карабина и Г.С. Тутыгина [36] культуры сосны в черничном типе лесорастительных условий в средней подзоне тайги к 40-летнему возрасту накапливают иа 35-64% больше стволовой древесины, чем сосняки естественною происхождения, в брусничном іипе - на 24-64%. В подзоне северной тайги эта разница в брусничном типе составляет около 34%. Разница снижается по мере обеднения лесорастительных условий - в лишайниковой і руине типов леса она становится несущественной [36].
Пршрамма исследований
На основании анализа состояния проблемы и имеющейся общей задачи исследований были выдвинуты следующие приоритетные программные вопросы:
1. Разработать усовершенствованные технолоіические схемы применения іербицндов разпою механизма и спектра действия при выращивании посадочного материала ели и сосны в питомниках открытого грунта.
2. Определить перспективы (целесообразность) создания культур ели с применением приема химической обработки почвы.
3.1 Іровести сравнительный анализ технологий химическої о ухода за культурами сосны и ели такими гербицидами как велнар, глифосат, смесь ишфосата с анкором-85.
4. Разработать и обосновать технолоіические регламенты применения перспективных іербицпдов для регулирования густоты хвойных древостое» в фазе жердняка, усовершенстБовать регламенты іербицидов для ухода за сосіавом смешанных жердняков.
5. Изучить лесоводствепную и экономическую з-ффекгивность предлаїаемьіх усов ерш енство ванн ых- технолої ип на основе их широкої о внедрения в пропзводет во.
Гербициды в паровых полях
Как известно, в системе и итерированной защиты посадочного материала древесных пород ог сорняков основная задача применения іербицндов в паровых нолях - контроль многолетних сорняков. Особую опасное і ь представляют такие злосшые корневищные и корнеотпрысковые сорняки, как пыреи ползучий, вьюнок полевой, мать-и-мачеха, осот полевой, бодяк полевой, полевица обыкновенная, иван-чай и др)іие. До си\ пор для этих целей активно применяются только препараты на основе глифосата, всего их более 15 аналої ов [НО]. Но литературе, в целом они позволяют довольно эффективно подавлять основные виды сорняков [97].
Нами в паровых полях в разные і оды (1997-2006п\) применяли только препараты на основе изопр опил амин ной соли їлифосата (зеро, і лиф о с, раундап). В 1997-98іі. провели специальные исследования по установлению оптимальных доз їлифосата (табл.2).
Эффективность (%) ішдаїлсния многолетних сорняков глифосатом в паровом поле питомника
Примечание Онрыскп напне 10-15 июня, учеты-череї 35-40 дней после опрыскивания
Дозировка 4 л/іа оказалась недостаточно эффективной как по действию на двудольные виды, так и на злаки. Наблюдалось восстановление таких видов ьак осоты, бодяки, иван-чан, вьюнок, пижма, тысячелистник и друїпе. При дозах 6 и 8д/іа эффективность была высокой и составила 96-100% (см. табл.2). Сущесівеинои разницы между вариантами 6 и 8 л/іа не наблюдалось. Полного подавления всех видов сорняков также, как правило, не происходило. Частично сохраняли жизнеспособность вьюнок, осот, вей ни к, клевер и хвощ. Гем не менее, однократное опрыскивание позволяло радикально очпеппь паровое поле от злостных мпоюлстних видов сорняков и тем самым подюювпть его к посеву пли посадке сосны или ели весной следующего і ода.
В последующие годы дополнительных мелкоделяпочных опытов в паровых нолях не закладывали, а проводили однократное опрыскивание по оіросшим сорнякам препаратами ыифосата в дозах 5-6 л/га. Тем самым была обеспечена эффективность не ниже 95%. Через 3-4 педели после химобработки проводили механическою обработку почвы (вспашка). Сорняки семенною происхождения, которые спевалн прорасти во второй половине вегетационного периода, ) пичтожали 2-3-кратной культивацией.
Эффективность подавления нежелательной растительности
Для оценки биолої ической эффективности баковой смеси глифосата с апкором-85 была проведена полосная химическая обработка свежен сплошной имрубки в кисличном типе лееорастнтельных условий. Ширина полосы 2 м, расстояние между центрами полос - 4-4,5 м. Обработано около 40-50% общей площади вырубки. Предварительно вырубка размечалась вешками. Ко времени химобработки уже успел разрастись травяной покров, представленный - вейником тростниковым, луювиком дернистым, лерхенфельдпей извилистой, иван-чаем, малиной, костяникой, грушанкоп, седмичником, брусникой, борщевиком сибирским и другими видами. Общее проективное покрытие почвы травянистыми видами составляло около 55%. Из древесных пород доминировали корневые отпрыски ОСИПЫ.
Проведенные учеты показали, что применение баковой смеси їлифосата с анкором-85 было эффективным но гербицидиому действию, как на травянистые, іак и на древесные растения. Так, даже на второй і од после обработки почвы выр)бкп смесью їлифосата с анкором-85 в дозах 5 л/га+180 г/га общее проективное покрытие почвы травами составило всею 5% - частично сохранились лишь веиник, малина, брусника.
class5 ПРИМЕНЕНИЕ ГЕРБИЦИДОВ ПРИ УХОДГ: ЗА КУЛЬТУРАМИ ЕЛИ
И СОСНЫ class5
Динамика зарастания вырубок нежелательной растительностью
Современная практика лесокультурного производства ориентирована па создание древостоев с преобладанием хозяйственно-цепных хвойных пород, и перв ю очередь на площадях, где восстановить такие насаждения естественным путем невозможно. При этом преследуется цель - обеспечить блаюприяшые стартовые УСЛОВИЯ для роста культур на каждом конкретном участке. Поставленная цель достшается использованием качественною посевного и посадочного материала, ісхнолоіией создания лесных культур, проведением агротехнических и лесонодственных J ходов.
В настоящее время в таежной зоне по ряду причин доминируют сплошные рубки їлавною пользования [10]. Так, например, в Ленинградской области ежеюдно более 70% древесины заіотапливается при сплошных р бках. Характерным явлением в формировании лесных фитоценозов после сплошных рубок древостое» в таежной зоне России является нежелательная смена сосны и ели мяіколиственіїьімн породами [1-8].
Без проведения комплекса специальных мер лссовосстанонления сплошные р бки, применяющиеся в настоящее время, сопровождаются всюду, за исключением бедных песчаных почв, сменой їлавньїх хвойных пород березой и осиной [6,18]. Это приводит к существенному сокращению площадей хвойных и увеличению доли мяіколиственньїх лесов. О масштабах этою процесса свидетельствует тог факт, что в ряде реї ионов сіраиьі за 30-50-летний период площадь насаждений с преобладанием сосны и ели сократилась в 2-3 раза [8,11-17].
Одной из причин нежелательной смены пород является неудовлетворительное естественное возобновление сосны и ели на сплошных вырубках в связи с нарушениями правил рубок главного пользования и отсутствием или плохим качеством мер содействия естественному возобновлению.
