Содержание к диссертации
Введение
1.Состояние проблемы. Цель и задачи исследований 8
1.1. Природно - климатические и почвенно - лесорастительные условия Пермской области 8
1.2. Анализ технологий выращивания посадочного материала 11
1.3. Характеристика объектов исследований 21
1.4. Выводы. Цель и задачи исследований 23
2. Программа работ и методика исследований 25
2.1. Программа работ 25
2.2. Методика исследований 30
3. Исследование прогрессивных технологий выращивания посадочного материала ели 33
3.1 Особенности технологии выращивания укрупнённых сеянцев ели 34
3.2. Влияние нормы высева на рост сеянцев ели 41
3.3. Формирование корневых систем путём подрезки корней 48
3.4. Лесокультурная оценка машин для выращивания укрупненных сеянцев ели 54
4. Повышение рентабельности лесопитомнических хозяйств в Пермской области 66
4.1. Многоцелевое использование площадей питомников 66
4.2. Организация новых отделений и плантаций 68
4.2.1. Закладка ивовых плантаций 68
4.2.2. Выращивание древесных и кустарниковых пород в отделении зелёного черенкования 69
4.2.3. Выращивание ценных древесных и кустарниковых пород в уплотнённой школе 72
5. Экономическая эффективность применения результатов исследований 75
Выводы и рекомендации производству 80
Литература 82
Приложения 93
- Анализ технологий выращивания посадочного материала
- Влияние нормы высева на рост сеянцев ели
- Лесокультурная оценка машин для выращивания укрупненных сеянцев ели
- Выращивание ценных древесных и кустарниковых пород в уплотнённой школе
Введение к работе
Актуальность темы. Одним из наиболее эффективных способов восстановления вырубаемых лесных площадей является создание лесных культур, успех которых во многом определяется качеством посадочного материала, выращиваемого в лесных питомниках. В лесном фонде Западного Урала согласно условиям местопроизрастания основной культивируемой породой является ель европейская. Выращивание стандартного посадочного материала ели в Пермской области крайне сложно. На тяжёлых суглинистых почвах поздние весенние заморозки приводят к выжиманию одно - двухлетних сеянцев. Песчаные почвы содержат недостаточное количество питательных веществ, что отрицательно влияет на рост и развитие сеянцев.
Имеющиеся исследования не отвечают на многие вопросы, возникающие в процессе выращивания сеянцев и саженцев ели в открытом грунте, необходимы дополнительные исследования.
Кроме того, функциональная деятельность современного питомника, в отличие от недавнего прошлого, определяется не только производством посадочного материала, но и побочным производством посадочного материала для целей промышленного производства и озеленения населённых пунктов. В этом направлении делаются только первые шаги. Но они важны в обеспечении экономической стабильности лесопитомнического хозяйства. Поэтому тема диссертационной работы актуальна.
Результаты исследований по повышению эффективности питомнических хозяйств могут быть распространены в питомниках других областей подзоны южной тайги при выращивании посадочного материала хвойных пород с учётом почвенных условий.
Цель исследований. Цель исследований - повышение рентабельности питомнических хозяйств и качества посадочного материала ели европейской, снижение материально-трудовых затрат и сроков выращивания в питомниках
5 Западного Урала путём совершенствования технологии на базе прогрессивных агроприёмов и перспективных машин лесопитомнического комплекса.
Научная новизна работы. Впервые для Пермской области определена потенциальная продуктивность почв лесных питомников для выращивания посадочного материала хвойных пород по разработанной и обоснованной бонитировочной шкале.
Усовершенствован комплекс агроприёмов, повышающий выход стандартного посадочного материала ели и его качество: установлена рациональная густота размещения растений в посевной строке, подтверждена эффективность и целесообразность подрезки корней у растущих сеянцев ели.
Все исследования проводились на базе комплексной механизации работ с использованием новых машин и орудий, созданных с учётом региональных особенностей.
Намечены пути более рационального использования площадей питомников, включая многоцелевое ведение хозяйственной деятельности, повышающее рентабельность питомнических хозяйств.
Практическая ценность. На основе проведённых исследований усовершенствована региональная технология и предложены практические рекомендации по выращиванию сеянцев ели применительно к условиям Пермской области. Внедрение в питомниках области предложенного комплекса агроприёмов и усовершенствованной технологии выращивания укрупнённых сеянцев ели на базе новых машин позволяет снизить на 40% трудозатраты и увеличить выход стандартного посадочного материала на 20...25%. Проведённые исследования по бонитировке почв позволяют оценить хозяйственную деятельность питомников области и наметить мероприятия по её совершенствованию.
Обоснованность и достоверность научных положений и выводов.
Исследования проводились по известным общепринятым методикам. Получены обоснованные решения задач, имеющих важное прикладное зна-
чение. При обработке и анализе экспериментального материала применялись методы математической статистики.
Личный вклад автора. Автором разработана программа и методика работ, заложены опытные участки, проведены многолетние наблюдения, обработаны экспериментальные данные и сделан анализ полученных результатов, выработаны рекомендации для практического применения. Под руководством и при его непосредственном участии были заложены опыты и проведены исследования в пяти постоянных питомниках области.
Апробация работы. Основные результаты диссертации были доложены на республиканских и областных семинарах и школах передового опыта по вопросам интенсификации выращивания посадочного материала (Ижевск - 1999 г.; г. Пушкино - 2000.. .2002 гг.; Пермь - 2002 г).
Публикации. По результатам исследований опубликовано пять работ, список которых приводится в автореферате.
Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов и предложений, списка литературы из 110 наименований отечественных и зарубежных источников. Основной материал изложен на 149 страницах машинописного текста, включает 12 таблиц, 7 рисунков и 4 приложений.
На защиту выносится; - усовершенствованная технология выращивания посадочного материала хвойных пород в питомниках Западного Урала, включающая дополнительные агроприемы по подготовке семян и выращиванию укрупнённых сеянцев ели на базе комплексной механизации, повышающая выход стандартных укрупнённых сеянцев и сокращающая сроки выращивания посадочного материала на один год;
- оценочные показатели бонитировки почв, влияющие на рост сеянцев и выход стандартного посадочного материала;
7 - пути повышения рентабельности хозяйственной деятельности лесных
питомников на основе рационального использования площадей, включающих создание новых отделений;
- результаты апробации и производственной проверки результатов исследований в питомниках Пермской области.
Анализ технологий выращивания посадочного материала
В настоящее время в системе лесного хозяйства создана питомническая база, обеспечивающая отрасль посадочным материалом. Ежегодно в лесных питомниках выращивается около 2 млрд шт посадочного материала, что полностью обеспечивает потребность лесокультурных работ. Имеется большой научный материал по вопросам выращивания посадочного материала в питомниках [23, 71, 82]. Вопросам выращивания высококачественных сеянцев хвойных пород уделяется большое внимание как у нас в стране, так и за рубежом. Основными способами повышения качества посадочного материала является оптимальное размещение сеянцев, применение удобрений, улучшенное развитие корневых систем, выращивание посадочного материала с улучшенными наследственными свойствами. Густота естественных и искусственных посевов и насаждений является одной из основных проблем в лесоведении и лесоводстве [48]. В России указания о густоте посевов в лесных питомниках впервые появились в середине восемнадцатого столетия (Болотов, 1752). Впоследствии этому вопросу были посвящены работы первых отечественных авторов (М.К. Турский, 1878, Тюрмер, 1891, Ф.К. Арнольд, 1900, А.П. Тольский, 1917 и др.), исследователей более позднего времени (Власов, 1932, Мирон и Кругликов, 1937) и работ современных авторов (СП. Гусев, Г.И. Редько, 1976, Гиргидов, СП. Гусев, 1976). В работах А. Звиедре и Г.А. Игауниса [23] отмечается, что для получения оптимального выхода посадочного материала при раннем посеве семян сосны необходимо высевать 195 шт/пог м, при позднем — 225 шт всхожих семян, а ели соответственно 185 и 205 шт/пог м. Ковалёв Л.С., Ковалёв М.С, Рябова Г.Б. (1992) отрицательным моментом при выращивании посадочного материала хвойных пород считают чрезмерную перегущенность посевов. Они отмечают, что в отдельных питомниках последняя в три-пять раз превосходит нормативные данные, что вызывает снижение качества посадочного материала и увеличение сроков выращивания. Исследования Полупарнева Ю.И., Смогуновой Т.С. и Фабричного (1979) также показали, что выход высококачественного посадочного материала зависит от правильного размещения на площади посевных строчек, а также густоты стояния сеянцев, при которых растению обеспечивается максимальное количество света, влаги и тепла.
В различных почвенно-климатических условиях целого ряда стран также проведены многочисленные исследования по определению оптимальной густоты размещения сеянцев древесных пород. Исследования, проведённые в Канаде показали, что при увеличении расстояния между сеянцами сосны до 8... 10 см улучшились их биометрические показатели. Рекомендуется увеличивать расстояния между сеянцами на 2...5 см в отличие от принятых. Поэтому более высокая приживаемость и лучший рост лесных культур в ранний период могут быть основанием для выращивания сеянцев при низкой густоте. Как показал анализ литературных источников, особенности почвенно-климатических условий отдельных районов определяют необходимость дифференцированного регионального подхода к решению этой проблемы, а достижения биологической науки и технический прогресс требуют постоянного пересмотра и совершенствования всего агротехнического комплекса в пределах каждого из регионов, и в том числе таких основных его элементов, как нормы высева и густоты размещения растений. Эффективным агротехническим приёмом, позволяющим сократить сроки выращивания и улучшить качество посадочного материала, является применение удобрений. Многие авторы отмечают, что сеянцы хорошо реагируют на удобрения. При улучшении условий корневого питания и водообеспечения всходы быстро трогаются в рост, усиливается темп текущего прироста стволика, раньше наступает период активного линейного роста, повышается накопление сухого вещества растениями [38,40,42,49, 52, 65, 68, 88, 101] В настоящее время для различных регионов нашей страны рекомендуется проводить закладку основного удобрения, а в течение вегетационного периода проводить 2...3 подкормки азотом, фосфором, калием и микроэлементами. Первая подкормка однолетних сеянцев проводится через две недели после прорастания семян азотными удобрениями, вторая - через две недели после первой, третья подкормка — в конце июля — начале августа растворами фосфорных и калийных удобрений [50, 54, 83]. Однако Г.И. Редько, Д.В. Огиевский, Е.Н. Наквасина [65] считают, что удобрения, которые вносятся в почву заранее, используются растениями крайне неэффективно. При внесении удобрений в качестве основного они используются нерационально, сеянцы потребляют не более 20% количества внесённых удобрений. Большая часть минеральных удобрений переходит в газообразные формы, вымывается, фиксируется в почве в недоступной для растений форме, поглощается сорняками и так далее. Эти потери ведут не только к неэффективному использованию удобрений, но и к загрязнению окружающей среды. Существующая система применения минеральных удобрений в питомниках не сможет обеспечить дальнейшего прогресса выращивания посадочного материала в силу того, что значительная часть их вносится в субстрат и почву заранее. Выход из этого положения обеспечивает применение подкормок. Эффективность подкормок обратно пропорциональна обеспеченности почв усвояемыми формами элементов минерального питания. Чем беднее почва, тем эффективнее подкормка. Повышение эффективности подкормок достигается их проведением в оптимальные сроки, то есть тогда, когда они необходимы растению. Биологическое обоснование применения подкормок должно включать определение времени их начала, количественного состава, а также срока окончания подкормок.
Влияние нормы высева на рост сеянцев ели
Высокая грунтовая всхожесть может быть получена только в том случае, если посевы производятся на легких по механическому составу почвах (или семена заделывают легким субстратом), содержащих достаточное количество влаги и воздуха в период прорастания семян. Лучшими почвами в этом отношении являются супеси и лёгкие суглинки, на которых высеянные семена засыпают песком или смесью торфа с песком. Такие почвы имеют общую порозность 50...60%, плотность 0,8...1,0 г/см3, воздухо- и влагообеспеченность по 20...30 объёмных процентов. Для того, чтобы вырастить укрупнённые сеянцы ели с параметрами надземной части, отвечающим первому сорту для саженцев из школьного отделения, одним из основных условий является равномерно изреженное размещение растений в пределах посевной строчки. Для того, чтобы уточнить технологию выращивания укрупнённых сеянцев ели, равноценных саженцам 1 сорта, необходимо было решить вопросы оптимальной густоты размещения растений и целесообразность подрезки корневых систем в процессе роста сеянцев в условиях Пермской области. С целью установления оптимального размещения сеянцев в посевных строчках в течение четырёх лет закладывались опыты по различной густоте размещения растений: 20...25 шт,/пог. м; 50...60 шт./пог. м и 100...120 шт. /пог» м. В качестве контроля взяты производственные посева с густотой 200 шт./пог. м. Получение такого количества сеянцев возможно путём равномерно из-реженных или точечных посевов с расходом семян 20 кг/га.
В зависимости от класса качества и способа подготовки семян норма высева для получения равномерно изреженных всходов составляет 0,э...0,8 г/пог.м посевной строчки. Основное преимущество - это равномерное распределение растений с определённой площадью питания для каждого. Для питомников с супесчаной и суглинистыми почвами рекомендуется 5-ти рядная схема посева с расстоянием между посевными строчками в метровой посевной ленте 22,5 см (22,5-22,5-22,5-22,5-60 см). В Усть-Качкинском питомнике Пермского лесхоза сеялкой СЛН-5/9 были заложены опытные посевы ели. Было посеяно восемь лент с различной нормой высева семян от 0,5 до 2,2 г на 1 пог/.м. Заделка высеянных семян осуществлялась загортачами сеялки, а последующее мульчирование посевов опилками - с помощью сетчатого мульчирователя МСН-1. Уход за посевами включал уничтожение сорной растительности двух кратной прополкой сорняков, рыхление почвы и подкормки сеянцев минеральными удобрениями. Всходы появились через три недели после посева. Учёт количества сеянцев в опытных посевах проводился в конце июля. Учётные площадки закладывались в четырёхкратной повторности на выровненном почвенном агрофоне. Данные учёта приведены в табл. 3. Как видно из таблицы, различная густота посева в однолетнем возрасте не оказывает существенного влияния на высоту растений. Однако применение изреженных посевов с уменьшенной нормой высева позволило получить больше сеянцев от количества высеянных семян, то есть более экономно расходовать семена. В последующие годы было продолжено изучение роста сеянцев в зависимости от густоты их размещения (рис. 1). Как видно из рис. 1 с увеличением густоты размещения растений значительно снижается их высота и выход стандартных сеянцев уменьшается. Анализ полученных результатов показывает, что с увеличением густоты размещения сеянцев ели уменьшаются средние высота и диаметр. При выращивании укрупнённых сеянцев без переш коливання целесообразно иметь густоту размещения 20...25 шъ/пог.м. В этом случае все укрупнённые сеянцы оказались равноценны пятилетним (2+3) саженцам по ОСТу 56-93-93 «Сеянцы и саженцы лесных деревьев и кустарников». Исследования по влиянию густоты стояния сеянцев на их размерно-весовые показатели проводились также в базисных питомниках Лысьвенско-го и Сивинского лесхозов.
Влияние нормы высева на рост сеянцев ели
В постоянных лесных питомниках применение комплексной механизации повышает экономическую эффективность лесопитомнического хозяйства в первую очередь за счёт снижения трудозатрат. Нами в 5-ти лесопитомниках области в 3-х лесорастительных зонах выращивание сеянцев осуществлялась на базе комплексной механизации, включающей новые машины, выполняющие основные агротехнические операции по выращиванию посадочного материала: - предпосевную сортировку семян; - выравнивание поверхности почвы; - рыхление почвы и подготовка посевных лент; - посев семян; - уход за посевами. Предпосевная сортировка семян Целесообразность применения сортировки семян по массе вызвана необходимостью повышения грунтовой всхожести и получения выровненных по размерам сеянцев в посевном отделении питомника. Сортировку семян проводили перед подготовкой их к посеву. Для хвойных пород- перед их стратификацией под снегом. Сортировку семян производили с помощью пневмосепаратора ПЛС-5 (рис. 2), который предназначен для разделения по массе обескрыленных, очищенных от разделённых на фракции по размерам семян хвойных пород. Анализ прорастания семян в грунте после их сортировки показал, что лёгкие семена имеют в 1,5 раза меньшую грунтовую всхожесть по сравнению с более тяжёлыми семенами (табл. 10). Перед посевом семян подготовленная площадь должна иметь выровненную поверхность.
Выступающие гребни или глубина бороздок должны быть не более 3 см. При выравнивании поверхности почвы в питомниках был испытан выравниватель-грядоделатель ВГ-3,6 (рис. 3), Преимущество его по сравнению с существующими агрегатами в том, что он может выполнять две агротехнические операции: выравнивание микрорельефа участка, а также быть использован для поделки гряд. Выравниватель - грядоделатель состоит из рамы с навесным устройством, опорных колёс, выравнивателей, рыхлителей и градообразующих рабочих органов с зубчатыми разравнивателями. Выравниватели представляют собой две Y-образные конструкции, выполненные из неравнобокого уголка и установленные последовательно один за другим, причём передние закреплены несколько выше задних. Для лучшего заглубления грядообразующих рабочих органов перед ними установлены долотообразные рыхлительные зубья. Грядообразующие рабочие органы установлены симметрично относительно продольной оси с возможностью изменения расстояния между ними в пределах 1,5...1,6 м. Разравнивание насыпаемой грядообразующими рабочими органами почвы осуществляется зубчатыми гребешками, которые также дополнительно рыхлят верхний слой почвы. Опытно-производственная проверка выравнивателя-грядоделателя ВГ-3,6 показала, что он обеспечивает заданный технологический процесс. Следует отметить, что участок имел понижение, поэтому в процессе работы отдельные участки были обработаны за два прохода агрегата. Проведённая обработка поверхности поля выравнивателем-грядоде-лателем ВГ-3,6 позволила получить относительно хорошо выровненный участок, вполне приемлемый для последующей предпосевной обработки почвы.
Выращивание ценных древесных и кустарниковых пород в уплотнённой школе
В этой школе выращивают саженцы ценных древесных и кустарниковых пород. Из хвойных пород это могут быть: ель колючая (голубая форма), ель канадская (коническая форма), сосна скрученная, сосна кедровая сибирская, сосна румелийская, пихта гибридная и др.
Для посадки в школу используются укоренённые черенки из отделения зелёного черенкования или сеянцы из посевного отделения.
Технология выращивания саженцев включает систему агротехнических приёмов с применением механизации.
В питомниках со слабо засорёнными, недостаточно плодородными почвами в севообороте применяют сидеральный пар. В питомниках Лысь-венского, Кишертского лесхозов на паровом поле после вспашки и дискования весной сеют горох с клевером. Осенью горох обмолачивают, а солому оставляют на поле. На второй год зелёную массу клевера прикатывают и запахивают в начале августа, затем почву обрабатывают гербицидами с последующей культивацией. В Соликамском, Октябрьском и Чайковском лесхозах высевают вику с овсом. Зелёную массу после прикатывания запахивают в конце июля. В начале августа почву обрабатывают гербицидами и культивируют.
Посадку проводят с плотным размещением растений с рядовым или ленточным размещением растений. При ленточном размещении в каждой ленте высаживают три, четыре или пять рядов с помощью специальных машин для лесных питомников (сажалок). Расстояние между рядами в ленточных трёхрядных схемах 40 см., а шаг посадки в ряду 12...15 см. Выход саженцев с 1 га при таком размещении составляет 100-150 тыс шт.
Время закладки школ - весна. Однако в питомниках лесной зоны перспективны и позднелетние посадки хвойных, когда бывает меньшая загруженность лесохозяйственными работами.
Уход за высаженными растениями включает уничтожение сорняков, рыхление почвы, подкормку растений и борьбу с болезнями и вредителями. Для уничтожения однолетних сорняков весной и осенью школу обрабатывают раствором симазина с помощью опрыскивателей. На первом году выращивания саженцев делают 3...4 рыхления междурядий культиватором- растениепитателем. При первых рыхлениях проводят корневые подкормки минеральными удобрениями. В среднем на дерново-подзолистых среднесуг линистых почвах при каждой подкормке на 1 га вносят 80... 100 кг азотных удобрений или смесь азотных, фосфорных и калийных удобрений по 40...50 кг/га каждого. Через 3...4 года выращивания саженцев в школе часть растений (через одно в рядах) выкапывают для реализации, а оставшиеся доращивают до следующего срока реализации. В зависимости от потребности в саженцах ин-тродуцентов и экзотов схемы посадки и сроки их выращивания могут быть другими. В питомнике Лысьвенского лесхоза в 1998 году заложена школа ели сибирской (Picea obovata). Посадка сеянцев произведена сажалкой СШ - 5,3 с применением ходоуменьшителя, что позволило расстояние между растениями в строчке довести до 10 см. Строчки расположены на расстоянии 20 см и на одном метре размещено пять строчек, и на одном гектаре разместить 180 тыс /щт/растений. Для закладки использовали 3-х летние сеянцы из своего питомника с предварительной сортировкой. На 2-й год в школе была произведена боковая подрезка корней с применением НВС-1,5. На следующий год весной саженцы были выкопаны и использованы для закладки лесных культур лесопосадочной машиной ЛМД-81.
