Ботаническая классификация тополей и особенности использования древесины
Тема: Плантационные культуры тополей.
Рассматриваемые вопросы:
1. Цели и задачи выращивания плантационных культур тополей.
2. Ботаническая классификация тополей и особенности использования древесины тополей.
3. Выбор места под плантацию. Подготовка площадей лесокультурного фонда и обработка почвы под плантации.
4. Состав и первоначальная густота плантационных культур тополей. Технология создания и выращивания.
5. Выращивание посадочного материала. Маточно-черенковая плантация тополей.
1. Цели и задачи выращивания плантационных культур тополей
Повышение продуктивности лесов возможно путем выращивания быстрорастущих насаждений, в первую очередь – тополей. Тополя, как быстрорастущие культуры привлекли внимание после второй мировой войны, когда резко возросла потребность в древесине. Об их ценности в плантационном выращивании свидетельствует создание в 1947 г. Международной комиссии по тополю при ФАО (ООН по вопросам продовольствия и сельского хозяйства).
В Советском Союзе культуры тополей стали создаваться преимущественно на Украине, в Белоруссии, в центральных областях России, Средней Азии и Казахстане еще с тридцатых годов прошлого века. Далее тополевые культуры стали создавать в широких масштабах. Актуально и на современном этапе освоение полупустынь и сухих степей. Ведущим фактором здесь является создание искусственных насаждений тополей на селекционной основе. Даже культуры общего назначения, создаваемые селекционно улучшенным посадочным материалом превосходят обычные по продуктивности более чем на 25-30%%.
Установлено, что под пологом некоторых гибридных тополей (Бессчетнов П.П., 1990), засухоустойчивых и устойчивых к засоленности почв уже на 3-й - 5-й год происходит частичное рассоление почв. Показателем этого служит изменение напочвенного покрова, вытеснение представителей пустынно-степной растительности лугово-степной. Кроме того, в условиях полупустынь и сухих степей плантации будут выполнять лесомелиоративную роль. При этом запас деловой древесины в среднем будет достигать 400-500 м3/за, при оптимальных условиях выращивания до 800-1000 м3 древесины в возрасте 15-20 лет (достигая высоты к этому возрасту – 20-25 м и диаметра ствола на высоте 1,3 м – 62 см). Такими показателями в таком возрасте не обладает ни одна друга древесная порода.
Древесина тополей легкая, мягкая, хорошо обрабатывается, легко красится и пропитывается красителями (возможны технологии окраски древесины на корню).
Промышленные плантации из тополей могут создаваться для различного целевого назначения – на получение деловой древесины, нужд целлюлозно-бумажной промышленности, для производства ДВП, ДСП, МДФ, на товары народного потребления самого широкого профиля. При закладке плантаций необходимо иметь в виду целевое назначение, с тем чтобы оптимально подобрать видовой и сортовой состав тополей, определить необходимую площадь под плантацию.
Ботаническая классификация тополей и особенности использования древесины
Род Populus относится к семейству Salicaceae порядка Salicales. Род тополь по классификации Международной тополевой комиссии, широко используемой за рубежом разделен на 5 секций – туранга, белые тополя, с двумя подсекциями (настоящие белые тополя и осины), черные (или осокори), бальзамические и белоплодные (последнюю секцию выделяют не все авторы). Тополя являются двудомными древесными видами, что необходимо учитывать в семеноводстве. Тополя являются весьма светолюбивыми. По шкале светолюбия Пятницкого (1960), тополя относятся к группе пород очень светолюбивых. При этом они требовательны к влаге, к плодородию почв особой требовательности не предъявляют.
Наиболее быстрорастущими являются тополи секции черных тополей, однако полученные в Казахстане гибриды белых тополей свидетельствуют о том, что последние могут превосходить естественные виды черных тополей по темпам роста. При этом гибридные тополя, из секции черных тополей способны иметь годовой прирост до 4 м. В лесоводственной литературе тополи часто называются эвкалиптами севера, т.к. ни одна другая порода не может сравниться с ними по быстроте роста.
Важная характеристика тополей их способность к росту в течение всего вегетационного периода. Продолжительность роста может составлять от 123 дней в районе Новосибирска до 157 дней в условиях ростовской области, напомню, что период роста в высоту у сосны обыкновенной в самых благоприятных условиях составляет 90 дней, однако даже в условиях Нижнего Новгорода период роста составляет около 50 дней.
Тополя растут в высоту вплоть до осени, при этом достаточно интенсивный рост у них происходит во второй половине лета. Особенно быстрый рост у тополей в первые 10-15 лет жизни. Они являютс быстрорастущими не только к медленно растущим породам, но и в сравнении быстрорастущими лиственницей и сосной.
Профессором П.П. Бессчетновым с 1958-1989 гг. были выведены тополя для аридных условий, которые хорошо зарекомендовали себя, в том числе в условиях резко континентального климата с суровыми зимами, коротким, но жарким летом.
Осина - наиболее широко естественно распространена на территории России. Дерево 1-й величины, крона овальная или округлая, широкоцилиндрическая с толстыми сучьями. Ствол прямой полнодревесный, хорошо очищается от сучьев. Кора различной окраски (от зеленовато-серой до беловато-зеленой, гладкая с ромбическими чечевичками), корка серая или темно-серая продольно-трещиноватая образуется рано. Листья почти круглые, овальные на укороченных побегах диаметром 3-5 см, на годичных побегах – 7-12 см, на порослевых – до 20 см по длине и 15 по ширине. Черешок, сплющенный с боков, по длине равный листовым пластинам, голый. Осина недолговечна, живет в основном до 60-80 лет, отдельные – до 100-150.
Были найдены гигантная (Яблоков) и зеленокорая (Орленко) формы осины. Данные формы являются устойчивыми к повреждению гнилью.
Древесина безъядровая, мягкая, легкоколющаяся. Используется: для получения соломки в спичечном производстве,, для выделки бумажной массы,как строительный материал для холодных построек,для изготовления кровельного гонта.боченочной тары,деревянной посуды.
Тополь белый дерево 1-й величины. Более долговечен – до 300-400 лет. Крона обычно широкая, при свободном стоянии раскидистая, негустая, округлая с толстыми ветвями. При свободном стоянии – ствол кривой сбежистый. В насаждениях ствол очень ровный, полнодревесный, пронизывает всю крону.
Кора светло-зеленовато-серая или светло-оливковая, позже с большими чечевичками, сравнительно долго остается гладкой. У старых деревьев кора глубоко продольно-трещиноватая с темно-серой грубой коркой.
Листья на годичных и порослевых побегах дланевидно-трех-пятилопастные, сверху почти голые, темно-зеленые, снизу белые, с войлочным опушением, диаметром 10-12 см. На укороченных побегах более мелкие, эллиптические или овальные, крупнозубчатые, со слабым опушением снизу или без него. Черешок короткий, длиной до 8 см у лопастных листьев, сплющенный только в верхней части, опушенный. Молодые побеги покрыты беловатым опушением, позже голые.
Древесина как белого, так и сереющего тополей имеет наиболее высокие технические свойства из всех тополей. Дреевсина крупнослойная с желтоватым ядром и белой заболонью, легкая, мягкая, легко колется; в малолесных областях используется на постройки, в производстве некоторых столярных изделий, мебели, легких ящиков, упаковочных стружек, но главное источник целлюлозы.
Тополь сереющий считается естественным гибридом осины и белого тополя. От белого тополя отличается большим габитусом. Имеет прямой ствол даже в условиях свободного стояния.
Тополь Болле, Туркестанский, пирамидальный. Дерево первой величины, живет до 150-200 лет. Крона узко-пирамидальная, в старом возрасте – широкопирамидальная. Кора светло серая, серо-оливково-зеленая, гладкая длительное время, у старых деревьев растрескивается внизу, трещины неглубокие, редкие. Листья годичных побегов неглубоко трех-пяти-семи лопастные, кожистые, крупнозубчатые, сверху голые, темно-зеленые блестящие, снизу – беловато-войлочно-пушистые с прямым, клиновидным или сердцевидным основанием и клиновидной заостренной вершиной, длиной 7-10 см. Листья на коротких побегах – без лопастей, яйцевидные или эллиптические, выемчато-зубчатые, голые, опушенные только во время распускания. Черешок слабо опушенный, длиной до 12 см, красноватый, побеги темно-зеленые, вначале опушенные, позже голые, энергично растущие побеги с войлочным опушением. Размножается стеблевыми черенками, корневыми отпрысками.
Тополь черный, осокорь. Наиболее долговечен из всех тополей. (300 – 400 лет). Дерево первой величины. Крона широко раскидистая с беспорядочным густым ветвлением, шатровидная, иногда высокоприподнятая, широкоцилиндрическая, ветви отходят от ствола под острым углом, всегда мощная.
В насаждениях ствол прямой, высоко очищается от сучьев, полнодревесный, при свободном стоянии обычно кривой и короткий, с большими свилеватыми наплывами.
Кора в кроне обычно светло-серая, хлопьевидно-серовато-белая с желтоватым оттенком. Рано растрескивается, образуя грубую темную корку, внизу кора практически черная. Листья всегда постоянной формы, на годичных и порослевых побегах широкодельтовидные или широкояйцевидно-треугольные, длиной 10-15 см, на коротких побегах мельче – 6-10 см, почти всегда ромбические, пильчатые, без ресничек по кромке листа, с клиновидным основанием и заостренной вытянутой вершиной. Сверху – темно-зеленые, снизу – светло-зеленые, жилки желтоватые, голые. Размножается семенами, пневой порослью и корневыми отпрысками, как большинство тополей, однако в икуственных условиях вполне перспекцитвный способ размножения стеблевыми и корневыми черенками. То же применение, что и белый. В усвловиях Сибири средняя длина волокна либриформа выше, чем у осины и тополя лавролистного. Выход целлюлозы 50 %.Важной особенностью тополя черного является его устойчивость к длительным затоплениям, поскольку естественно он является представителем пойменных лесов. Естественный ареал весьма обширен, в России вплоть до Сибири (Енисея), что весьма важно для плантационного выращивания в условиях северо-востока нашей страны.
Тополь бальзамический. Дерево первой величины. крона у молодых деревьев узкая, позже становится широко-округлой, раскидистой, беспорядочного строения, густая. Ствол прямой, кора серовато-зеленая, у старых деревьев внизу темно-серая, неглубоко продольно растрескивающаяся. листья от яйцевидных до яйцевидно-ланцентных, толстые кожистые, мелко-пильчатозубчатые, с овальным ширококлиновидным или слабосердцевидным основанием и постепенно заостренной вершиной, темно-зеленые, блестящие, снизу беловато-зеленоватые, матовые с металлическим блеском, длино 5-13 см и шириной 3-7 см, при появлении опушенные, приятно пахнущие. затем голые или слабо опушенные лишь вдоль нервов. Черешок овальный, у молодых листьев слабо опушенный, позже голый, длиной 3-4 см. имеет меньшее хозяйственное значение, т.к. обладает меньшей энергией роста, худшей устойчивостью к вредителям и болезням.
3. Выбор места под плантацию. Подготовка площадей лесокультурного фонда и обработка почвы под плантации
Для создания плантаций тополей целесообразен выбор участков отвечающим следующим условиям по лесорастительным зонам.
В лесной зоне наиболее благоприятные условия для роста тополей представлены осокорниками в речных долинах и поймах рек. Это зона редкого непродолжительного затопления. Почвы иловато-песчаные, супесчаные, суглинистые, средней влажности. Хорошо дренированные. В зоне хвойных лесов (южная тайга) могут культивироваться тополи секции бальзамических тополей. В зоне смешанных лесов – бальзамические и белые тополя.
Другой тип условий произрастания – ельники приручейниковые (лог) по дну долин. Почвы иловатые, глубокие, оптимально увлажняемые супеси и легкие суглинки (не заболоченные).
Лесная и лесостепная зоны. Можно размещать плантации на участках неежегодного и непродолжительного затопления. Почвы слоистые, супесчаные, суглинистые с илистыми и иловатыми прослойками, оптимально увлажненные, хорошо дренированные. Тополи секции белых и черных тополей.
Зона пустынь.Участки частичного и более или менее длительного затопления. Почвы слоистые, суглинистые и супесчаные. Тополи секций черных и белых тополей.
Участки редкого непродолжительного затопления. Почвы иловато-глееватые, пойменные суглинистые и супесчаные с иловатыми прослойками. Те же тополя.
При выращивании тополей необходимо создания благоприятных условий особенно в первые этапы жизни. Если отсутствует надлежащая подготовка почвы, ухода до смыкания, опоздание с рубками ухода приводит к полному обесцениванию создаваемых насаждений.
Оптимальные условия для создания культур тополей – поймы рек, при расположении грунтовых вод на корнедоступной глубине (1-3 м).
Рельеф участка под плантацию должен быть ровным, с небольшим уклоном, позволяющим осуществлять равномерный полив. Из анализа вышеуказанных лесоратсительных условий видно, что почвы должны быть легкого и среднего механического состава, незасоленные или слабозасоленные (при выборе солеустойчивых сортов, гибридов). При подборе участка в условиях недостаточного увлажнения необходимо обратить внимание на обеспеченность участка поливной водой. Недостаток влаги оказывает доминирующее влияние на успешность функционировании плантации, ее продуктивность.
Обработка почвы. В культуре тополи очень требовательны к обработке почвы, обеспечивающему хорошую аэрацию и температурный режим. Они активно реагируют на условия произрастания и, при ухудшении резко снижают прирост.
Подготовка почвы следует начинаить с ее планировки, лучшей системой обработки почвы под плантации тополей является система черного пара с глубокой плантажной вспашкой. Более подробно на приемах обработки и их последовательности остановимся в разделе выращивания посадочного материала.
Посадка. Возможна закладка весной и осенью. Осенняя посадка начинается после опада листьев. Весной начало посадки как можно раньше, чтобы максимально использовать запасы зимней влаги в почве.
Посадочный материал. Лучшим посадочным материалом являются однолетние черенковые саженцы. Они имеют довольно мощную корневую систему и высоту надземной части 200-240 см. проведение посадки механизированным способом саженцев таких размеров практически невозможно. Поэтому посадка осуществляется вручную с предварительной поделкой посадочных ям размером 60х60 см. Для этой цели можно использовать ямокопатели КЯУ-100 или КРК-60 в агрегате с МТЗ-80. производительность таких ямокопателей соответственно 80-100 ям в час. Посадка выполняется вручную. При этом необходимо стремиться к возможно более глубокой посадке саженцев. Корневая шейка заглубляется на 20-25 см ниже поверхности почвы. в этом случае растение лучше обеспечивается влагой, благодаря дополнительно развивающимся на стволе корням. В результате уже в первый год жизни развивается глубокая. Многоярусная корневая система, охватывающая всю толщину ризосферы. В которой содержится больше питательных веществ. При этом возрастает ветроустойчивость, что актуально при создании плантаций в малолесных районах.
После посадки саженцев нарезают поливные борозды, которые следует располагать в 20-25 см от рядов растений. Это обеспечит хорошие условия увлажнения. И предохранит от повреждений во время культиваций междурядий. После посадки производится полив в засушливых условиях (это способствует осадке почвы и плотному ее прилеганию к корням саженцев.
Уходы за промышленными плантациями. Складывается из агротехнических уходов за почвой, внесения удобрений, орошения и ухода за стволом.
Уход за почвой проводится с момента посадки до момента смыкания крон деревьев. Требовательность к аэрации тополя даже при достаточном количестве влаги в почве при их задержании резко снижают рост. Для рыхления используюся культиваторы КРН-2,8, КОН-2,8, КЛ-2,6 на раме которого вместе с рыхлительными лапами по краям можно установить окучники для нарезки поливных борозд. Все культиваторы агрегатируются с МТЗ-80 и Т-40М.
При сильно засорении, что часто бывает при поливах на тяжелых почвах, междурядья обрабатываются тяжелыми дисковыми боронами БДН-3, БДТ-2,5 с трактором МТЗ-80. Оставшаяся зона с обеих сторон рядков шириной 30-40 см обрабатывается вручную.
В первый год прополку проводят не менее 3-4 раз. Осенью того же года следует провести инвентаризацию посадок, проводится дополнение. Желательно 2-ми саженцами. В последующие годы количество уходов в междурядьях и рядах можно сократить ежегодно до 2-х.
Продуктивность плантаций тополей существенно зависит от правильности проведения поливов. До 3 лет поливы проводятся регулярно 4-5- поливов, в последующие годы их число сокращается до 2-3. Поливная норма до 700-800 м3 на 1 га.
В первые 2 – 3 года полив осуществляется по временным поливным бороздам, нарезаемым одновременно с культивациями. После этого производят постоянные борозды плугом-рыхлителем ПРВМ-3 (ДТ-75 или Т-74).
Внесение органно-минеральных удобрений. Наибольшие приросты у тополя при внесении в почву навоза в кол-ве 20 т/га и навоза в смеси с 60кг (по дв.) фосфора на 1 га. Внесение удобрений многократное: 1- при подготовке почвы (основное сплошное, внутрипочвенное), 2- подкармливание до момента смыканиея крон (частичное – вдоль рядов или в посадочное место, вручную, поверхностное), третий раз в 10-12 лет 9после изреживания, механизированным способом).
Уход за кроной. Для получения тополевой древесины высокого качества необходимо осуществлять обрезку ветвей с целью формирования кроны и стволов. Проведение обрезки весной в первый год срезают все лишние побеги, оставляя один наиболее развитый. В последующие 3-4 года удаляют водяные побеги и самые нижние ветви. Через 5 лет проводят очистку стволов от веток на 1/3 его высоты, через 10 лет удаляют сучья на 2/3 высоты ствола.
Необходимо производить разрежевание плантации в возрасте примерно 5 лет, но это зависит климатических условий, которые определяют темпы роста растений на плантации. Первое разреживание проводится когда растения начинают смыкаться в ряду. К возрасту 15-20 лет запас деловой древесины на 1 га составит 550-600 м3/га, а с учетом выборки (30-35%%) общий запас – 700-900 м3/га.
4. Состав и первоначальная густота плантационных культур тополей. Технология создания и выращивания
Плантационные культуры тополей создаются чистыми по составу. Первоначальная густота не должна превышать 3 тыс. шт/га. Оптимальной первоначальной густотой является густота при размещении посадочных мест по следующим схемам:
- для тополей с пирамидельной формой кроны – 3 х 1,5 м или 3 х 2 м с количеством посадочных мест на 1 га 2220 и 1600 гтук;
- для тополей с раскидистой и широко пирамидальной формой кроны –
3 мх 3 м или 3 х 4 м с количеством посадочных мест 1111 шт. и 830 шт. на 1 га соответственно. Такое размещение кроме всего прочего позволяет, начиная с 4-го года производить заготовку сена.