CC BY
32
Хвойные бореальной зоны, XXXIII, № 3 - 4, 2015
УДК 630.52
ВЛИЯНИЕ ДЕКАПИТАЦИИ КРОН НА БИОЛОГИЧЕСКУЮ ПРОДУКТИВНОСТЬ
СОСНЫ КЕДРОВОЙ СИБИРСКОЙ
Н.П. Братилова
ФГОУ ВО «Сибирский государственный технологический университет», г. Красноярск, пр. Мира, 82, [email protected]
Представлены результаты исследований роста и биологической продуктивности сосны кедровой сибирской 36-летнего биологического возраста в плантационных культурах Учебно-опытного лесхоза СибГТУ, спустя девять лет после декапитации крон.
Ключевые слова: сосна кедровая сибирская, рост, декапитация, фитомасса, биологическая продуктивность.
The results of researches of growth and biological efficiency of a pine cedar Siberian 36-year biological age on plantations of educational and skilled forestry of Siberian State technological University, nine years later after the cutting of crowns are presented.
Keywords: pine cedar Siberian, growth, cutting of crowns, phitomass, biological efficiency
ВВЕДЕНИЕ
Вопросам целесообразности обрезки верхней части крон семенных деревьев на плантациях последнее время уделяется повышенное внимание. Ряд авторов рекомендуют проводить декапитацию крон хвойных пород для увеличения урожайности, обращают внимание на снижение трудозатрат при нарезке черенков, проведении искусственных скрещиваний, сборе шишек с деревьев, имеющих ограниченную высоту (Вересин и др., 1985; Тараканов, 2001; Матвеева и др., 2006; Корякин, 2007; Братилова и др., 2014 и др.).
В.В. Тараканов и др. (2001) указывали на необходимость совершенствовать методики обрезки и учитывать региональные особенности развития декапитированных деревьев. С.-Н. Вае et а1. (2008), Jae-Seon Yi et а1. (2009) обращали внимание на повышение урожайности сосны кедровой корейской в 1,42,2 раза после проведения декапитации. А.Р. Родин и др. (2012) отмечали, что при регулярных обрезках 3-4 верхних приростов у деревьев лиственницы Сукачева первого класса возраста с периодичностью в 5-6 лет можно при достижении деревьями 3 класса возраста повысить массу шишек и всхожесть семян. В связи с увеличением диаметра крон при декапитации семенных деревьев возможно проводить посадку на плантациях с меньшей густотой.
Исследованиями роста, накопления фитомас-сы и семенной продуктивности декапитированных кедровых сосен (сибирской и корейской) в условиях плантационного выращивания с 1996 г. занимались сотрудники кафедры селекции и озеленения СибГТУ (Матвеева и др., 1998, 2006; Щерба и др., 2000; Братилова и др., 2009, 2014). Так, Н.П. Щерба, А.В. Водин (2000) отмечали, что при декапитации с интенсивностью 5-11 верхних мутовок дерево теряло от 16,0 до 57,9 % фитомассы кроны. По их мнению, без нанесения существенного ущерба деревьям
возможно проводить обрезку верхней части кроны в 28-33-летнем возрасте с интенсивностью не более 7-9 верхних мутовок.
Вопросы влияния декапитации крон кедровых сосен на биологическую продуктивность плантаций к настоящему времени раскрыты не полностью.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
ИССЛЕДОВАНИЙ
Объектами исследования являются плантационные культуры сосны кедровой сибирской на участке «Известковая», созданные на территории Караульного участкового лесничества Учебно-опытного лесхоза СибГТУ г. Красноярска.
Объект создан сеянцами, выращенными из семян 1979 года посева, по схеме 3,5х3,5 м. Часть деревьев сосны кедровой сибирской, произрастающая под линиями электропередач, в 27-летнем возрасте были подвергнуты обрезке верхней части кроны (от 5 до 8 мутовок). Декапитация проводилась на расстоянии 10 см от мутовки, расположенной ниже уровня спила.
Для изучения роста деревьев применяли общепринятые методики, используемые при проведении лесокультурных исследований (Молчанов, Смирнов, 1967 и др.).
Массу стволовой древесины и коры определяли по методике среднего модельного дерева (Усольцев и др., 1998). Ствол и кору разделяли по мутовкам, высушивали при температуре 100-105 оС и взвешивали. Перед высушиванием секций ствола измеряли радиальные приросты стволовой древесины для определения текущего прироста фитомассы ствола.
Массу кроны в абсолютно сухом состоянии определяли по методике Н.П. Братиловой и др. (2012).
Биологическую продуктивность кедровых сосен устанавливали по формируемой фитомассе за единицу времени на единице площади.
Н.П. Братилова. Влияние декапитации крон на биологическую продуктивность сосны кедровой сибирской
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
К 36-летнему биологическому возрасту декапити-рованные деревья сосны кедровой сибирской имели высоту 4,6 ± 0,08 м. Диаметр ствола на высоте 1,3 м составил18,9 ± 0,52 см (таблица 1).
Таблица 1 - Показатели роста сосны кедровой сибирской
Деревья
X ± тх V, % Р, %
Ч при
105= 2,04
Высота, м
Декапитированные 4,6 0,08 16,4 1,7 16,25
Контрольные 8,1 0,20 13,2 2,5
Диаметр ствола, см
Декапитированные 18,9 0,52 27,3 2,8 5,23
Контрольные 23,5 0,71 14,4 3,3
Деревья сосны кедровой сибирской к 36-летнему биологическому возрасту сформировали крону диаметром 4,0±0,16 м, у декапитированных деревьев этот показатель отличался незначительно (таблица 2).
Таблица 2 - Показатели кроны сосны кедровой сибирской
Деревья
X ± т-х V, % Р, % Д11^
Диаметр кроны, м
Декапитированные 3,9 0,18 44,7 4,5
Контрольные 4,0 0,16 21,8 4,2 Протяженность кроны, м
Декапитированные 3,0 0,08 26,6 2,7
Контрольные 7,4 0,18 14,1 2,2 Протяженность бессучковой зоны, см
Декапитированные 69,7 4,55 64,6 6,5
Контрольные_66,8 5,15 50,5 7,7
0,42
22,34
0,42
незначительны - от 1 кг для массы ветвей до 1,2 кг массы хвои.
Для определения годичного формирования стволовой древесины были изучены годичные приросты центрального побега по диаметру.
Установлено, что наибольший прирост центрального побега по диаметру был в 2007 году и составил 6,8 мм, наименьший - в 2011 и 2012 годах - по 4,6 мм.
Средний радиальный прирост центрального побега составил 2,7±0,08 мм.
Определена корреляционная структура показателей сосны кедровой сибирской. Найдена сильная корреляция между массой отрезков ствола и их размерами - длиной (0,78), средним диаметром (0,89), очень сильная связь - между массой и объемом отрезков (таблица 3).
Таблица 3 - Корреляционная структура показателей отрезков ствола сосны кедровой сибирской
Показатель Длина отрезка Диаметр отрезка Масса отрезка Масса коры Объем отрезка
Длина отрезка 1,0 0,27 0,75 0,78 0,73
Диаметр отрезка 0,27 1,0 0,89 0,67 0,81
Масса отрезка 0,75 0,89 1,0 0,88 0,98
Масса коры 0,78 0,67 0,88 1,0 0,91
Объем отрезка 0,73 0,81 0,98 0,91 1,0
Зависимость массы отрезков ствола (у) от их объема (х) можно аппроксимировать уравнением:
у=а(1-е-Ьх), где а = 2192,6342 Ь = 0,0002249
R2= 0.996
(1)
Обрезанные экземпляры отличались в 2,1 раза меньшей протяженностью кроны. Различия между вариантами опыта по размерам ствола и протяженности кроны достоверны ^ > 105). Лидирующие побеги верхних мутовок в течение нескольких лет занимают место спиленного центрального побега.
К 36-летнему биологическому возрасту деревья сосны кедровой сибирской сформировали в среднем 15,7 кг массы побегов в абсолютно сухом состоянии и 18,3 кг массы хвои. Декапитированные экземпляры участка «Известковая», у которых было удалено 6-8 мутовок, лишились около 30 % фитомассы кроны. Спустя 9 лет после обрезки верхней части кроны деревья накопили около 11,7 кг побегов и 14,2 кг хвои в абсолютно сухом состоянии.
Текущий прирост фитомассы кроны, определенный как разность фитомассы кроны 2014 и 2013 гг., составил в абсолютно сухом состоянии 2,2 кг для контрольных (необрезанных) деревьев и 1,5 кг для декапитированных экземпляров. При определении фитомассы модельного (необрезанного) дерева, было установлено, что в 36-летнем биологическом возрасте различия в приросте разных фракции фитомассы
Масса коры в целом по стволу составила 4,4 % от массы древесины в коре. Масса коры (у) в зависимости от массы ствола (х) в абсолютно сухом состоянии описывается уравнением параболы второго порядка:
у=а+Ьх+сх2 где а = 1.248422 Ь = 0.026086394 с = 2.3603504е-005
R2= 0.918
(2)
Текущий прирост фитомассы ствола модельного дерева сосны кедровой сибирской составил 1,17 кг в абсолютно сухом состоянии.
Таким образом, сосна кедровая сибирская в 36-летнем биологическом возрасте формирует за год на одном гектаре при схеме посадки 3,5х3,5 м 955 кг стволовой древесины, 816 кг массы побегов и 979 кг хвои. Биологическая продуктивность одного гектара плантации при густоте 816 шт./га составляет 2,75 т в а.с.с.
В случае декапитации кроны в 27-летнем возрасте деревья спустя 9 лет накапливают на 16-40 % меньшую массу кроны в зависимости от интенсивности обрезки (от 5 до 8 верхних мутовок) (таблица 4).
Хвойные бореальной зоны, XXXIII, № 3 - 4, 2015
Таблица 4 - Текущий прирост надземной фитомассы одного дерева в зависимости от интенсивности обрезки, кг в а.с.с.
Число удаленных мутовок, шт.
Фракция 5 6 7 8
Хвоя 1,01 0,95 0,86 0,74
Побеги 0,84 0,79 0,72 0,62
Ствол 1,07 1,02 0,98 0,95
Всего надземной 2,92 2,76 2,56 2,31
фитомассы
Годичный прирост массы кроны декапитирован-ных деревьев в зависимости от числа удаленных мутовок составляет в возрасте 36 лет 1,32 - 1,85 кг в а.с.с. в расчете на дерево и 1,08-1,51 т/га соответственно. Прирост надземной фитомассы будет варьировать от 2,31 кг до 2,92 кг на дерево и от 1,88 т до 2,38 т на гектар.
Таким образом, декапитация крон несколько снижает биологическую продуктивность плантации, но, по литературным данным, может оказывать положительное влияние на урожайность хвойных пород, что следует учитывать при уходах на плантациях в зависимости от их целевой направленности - на семенную или биологическую продуктивность.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Братилова, Н.П. Декапитация кедровых сосен на плантациях / Н.П. Братилова, С.С. Шамова. - Красноярск: ФГБОУ ВПО «СибГТУ», 2014. - 105 с. Братилова, Н.П. Оценка биопродуктивности плантационных культур кедровых сосен в зеленой зоне Красноярска / Н.П. Братилова, А.В. Калинин. - Красноярск: СибГТУ, 2012. - 132 с. Вересин, М.М. Справочник по лесному селекционному семеноводству / М.М. Вересин, Ю.П. Ефимов, Ю.Ф. Арефьев. - М. : Агропомиздат, 1985. - 245 с. Корякин, В.Н. Кедрово-широколиственные леса Дальнего Востока России (динамика, состояние, пользование
ресурсами, реабилитация) / В.Н. Корякин. - Хабаровск: ФГУ «ДальНИИЛХ», 2007. - 359 с.
Матвеева, Р.Н. Изменчивость кедра сибирского 42-летнего возраста после декапитации кроны / Р.Н. Матвеева,
A.Г. Пешкин // Плодоводство, семеноводство, интродукция древесных растений: Материалы IX Междунар. науч. конф. - Красноярск: СибГТУ, 2006. - С. 86 - 91.
Матвеева, Р.Н. Изменчивость, отбор семенного потомства экотипов, плюсовых деревьев и формирование плантационных культур кедровых сосен в пригородной зоне Красноярска / Р.Н. Матвеева [и др.]. - Красноярск: Сиб-ГТУ, 2006. - 268 с.
Молчанов, А.А. Методика изучения прироста древесных растений / А.А. Молчанов, В.В. Смирнов. - М.: Наука, 1967. - 100 с.
Родин, А.Р. Влияние обезвершинивания лиственницы Сукачева на семеношение / А.Р. Родин // Искусственное ле-совыращивание. Избранные труды. - Пушкино. - 2012.
- С. 24-27.
Тараканов В.В. Селекционное семеноводство сосны обыкновенной в Сибири / В.В. Тараканов [и др.] - Новосибирск: Наука, 2001. - 230 с.
Усольцев, В.А. Методы таксации фитомассы деревьев /
B.А. Усольцев, З.Я. Нагимов. - Свердловск: УЛТИ, 1988. - 43 с.
Усольцев, В.А. Методы таксации фитомассы древостоев / В.А. Усольцев, З.Я. Нагимов - Свердловск: УЛТИ, 1988.
- 46 с.
Щерба, Н.П. Влияние качества посадочного материала, агротехники выращивания и декапитации крон на рост и формирование фтомассы кедра сибирского / Н.П. Щер-ба, А.В. Водин. - Красноярск: СибГТУ, 2000. - 84 с.
Bae, C.-H. Comparison of seed component between stem-pruned and un-pruned trees in a Pinus koraiensis seed orchard / C.-H. Bae [et al.] // Ann. Forest Res., 2008. - 51. -P. 157-158.
Jae-Seon Yi. Crown control for sustainable management of Pinus koraiensis S. et Z. plantation / Yi Jae-Seon [et al.] // Состояние лесов Дальнего Востока и актуальные проблемы лесоуправления. - Хабаровск: ФГУ «ДальНИ-ИЛХ», 2009. - С. 296-298.
Поступила в редакцию 10.02.15 Принята к печати 21.09.15
