Полезахисні лісові насадження та біоенергетика

Полезахисні лісові насадження та біоенергетика

/ Ідеї & тренди / Середа, 04 серпня 2021 10:08

Захисні лісові насадження є важливою складовою лісоаграрних ландшафтів, одним із найефективніших, довгострокових і відносно недорогих заходів боротьби з вітровою та водною ерозіями ґрунтів. Вони позитивно впливають на мікроклімат прилеглих територій і здатні суттєво підвищити врожайність сільськогосподарських культур.

Україна належить до країн із добре розвинутим аграрним сектором економіки, тому збереження й охорона орних земель належать до пріоритетів нашої держави і є важливою умовою забезпечення збалансованого розвитку агроландшафтів і підвищення врожайності сільгоспкультур. Проблеми сучасних агроландшафтів України, насамперед пов’язано з надмірною розораністю земельних угідь, неефективним використанням земель, за якого ігноруються оптимальні параметри екологічних і соціально-економічних функцій територій, незадовільно проводяться меліоративні та протиерозійні заходи.

Екологічну основу агроландшафтів створюють полезахисні лісові смуги (ПЗЛС), але їх кількість і санітарний стан не відповідають сучасним вимогам. Середня полезахисна лісистість в Україні становить 1,3–1,5%, а оптимальна — 3–4,5%залежно від природно-кліматичної зони, тобто для надійного захисту агроландшафтів площа ПЗЛС має збільшитись у 2–3 рази. Натомість площа наявних ПЗЛС зменшилася проти 1990 року на 90%.

В Україні основна маса полезахисних лісосмуг була створена у 1950–1970-х роках. Вони перебували на балансі колгоспів і радгоспів, на них ішли амортизаційні відрахування, за які ці господарства оплачували послуги фахівців зі створення та догляду за лісосмугами. У процесі трансформації права власності на землю у 1990-х роках 28 млн гектарів сільгоспугідь передано в приватну власність, а землі під ПЗЛС — у власність колективним сільськогосподарським підприємствам, утвореним на базі колишніх колгоспів і радгоспів. Оскільки лісосмуги й інші полезахисні насадження належать до несільськогосподарських угідь, їх залічили до земель, що не підлягали розпаюванню і надалі могли перебувати у складі земель запасу, резервного фонду, загального користування або досі бути в колективній власності. Правова колізія полягає в тому, що полезахисні лісонасадження потенційно є землями сільськогосподарського призначення, але не є сільськогосподарськими угіддями.

На сьогодні в Україні за офіційними статистичними даними налічується близько 446 тис. гектарів ПЗЛС. Найбільші площі — у Запорізькій (51,9 тис. га), Одеській (50 тис.) та Дніпропетровській областях (42,5 тис. га), тоді як в Івано-Франківській, Рівненській і Чернівецькій областях ПЗЛС взагалі відсутні. Багато спеціалістів уважають офіційні дані статистики неправдивими, посилаючись на те, що полезахисні лісові насадження зазнають незаконних рубок, а державний облік ПЗЛС не здійснювався з 1976 року. Реальну площу ПЗЛС фахівці наразі оцінюють у близько 350 тис. гектарів, а для досягнення нормативних показників потрібно відтворити ще 700 тис. гектарів. Під захистом ПЗЛС в Україні перебувають мільйони гектарів орних угідь (1 га лісосмуги захищає 20–30 га ріллі), що забезпечує підвищення ефективності використання цих угідь і знижує собівартість продукції рослинництва. Щоб стабілізувати кількість ПЗЛС і не допустити їх зменшення, слід створювати приблизно 6–7 тис. гектарів лісосмуг щорічно.

13 452 44 1

У полезахисних смугах, що не були передані у власність і постійне користування (близько 318 тис. га) охорона, догляд і відтворення не здійснюються. Внаслідок зрідження насаджень самовільними рубками в них розвиваються процеси задерніння й ущільнення ґрунтів, з’являється деревна поросль і чагарникова рослинність. Часто лісові смуги стають розсадниками бур’янів, місцем для випасання худоби та звалищ сміття. Крім того, недоглянуті належним чином лісосмуги втрачають свої аеродинамічні та водорегуляційні властивості через їх загущення, бо за ПЗЛС впродовж усього періоду їх існування треба проводити догляд, що полягає у вирубуванні частини кущів, дерев і гілок. Необхідність таких рубок зумовлена як господарськими, так і біоекологічними причинами. Під час рубок усі лісові породи умовно ділять на три групи:

• дерева майбутнього (найкращі особини дерев головної породи);

• дерева та кущі, які у цей час сприяють росту дерев майбутнього;

• дерева і кущі, які негативно впливають на дерева майбутнього.

 

Під час рубок видаляють дерева і кущі третьої групи, а також сухі, ослаблені, низькорослі, кривостовбурні дерева інших груп. Рубками регулюють також вітропроникність ПЗЛС. Обрізування нижніх гілок на стовбурах запобігає нагромадженню снігу в лісосмузі. У процесі формування продувної конструкції всі високорослі кущі зрубують і роблять так зване омолодження кожні 4–6 років. Середньо- та низькорослі кущі омолоджують, як правило, через 10–12 років. У лісових смугах старшого віку і змішаного складу рубками догляду підтримують відповідну конструкцію. Вирубування дерев має бути помірним, щоб не допустити надмірного зрідження лісонасадження та появи трав’янистої рослинності (насамперед — злаків). Рубки догляду в лісосмугах бажано проводити восени та взимку — до початку сокоруху.

 

Низькосортна деревина для потреб енергетики

Під час проведення у ПЗЛС рубок догляду і санітарних рубок, заготовлюється значна кількість деревини, яку можна майже повністю застосувати на потреби енергетики, не порушуючи критеріїв сталого розвитку. Зважаючи на те, що більшість полезахисних насаджень були створені у 50–70 роках ХХ століття, на сьогодні частина з них досягають критичного віку і потребують реконструкції. Згідно з експертним оцінюванням, за виконання робіт із реконструкції ПЗЛС можна отримувати 100–200 м³ низькосортної деревини з 1 га, що в масштабах країни становить близько 78 млн м³, або 54,6 млн тонн. Заходи з відновлення ПЗЛС триватимуть 15–25 років, з тим річний обсяг низькосортної деревини, доступний для енергетичного використання, становитиме 3,9 млн м³/рік, або 2,73 млн т/рік (0,93 млн тонн у. п./рік).

Зважаючи на високу актуальність використання ПЗЛС як джерела енергетичної біомаси, важливим завданням аграрної науки є запровадження в захисні лісові смуги швидкорослих деревних порід (верба, тополя, акація, клен) і розроблення таких схем їх вирощування, які забезпечили б отримання максимальної кількості енергетичної біомаси за умови виконання ними в повному обсязі екологічних функцій.

Тополі й верби особливо доцільно використовувати для створення водоохоронних захисних насаджень під час озеленення прибережної зони річок і ставків, створення захисних лісових насаджень на яружно-балкових землях. Такі насадження за науково обґрунтованої системи їх використання можуть продукувати таку саму кількість деревної маси, як традиційні енергетичні плантації й у повному обсязі виконувати водоохоронні та інші корисні функції.

Верба (Salix L.) — рід рослин, до якого входять дерева і кущі різного розміру. Для створення енергетичних плантацій найчастіше використовують вербу прутоподібну (S. viminalis) — високий кущ, плантації якого здатні продукувати до 18–20 т/га сухої біомаси на рік (фото 1). Важливою ознакою верби, що сприяє її значному поширенню, є здатність легко розмножуватися стебловими живцями.

 

Фото 1. Енергетична плантація верби прутоподібної

13 452 44 2

 

Тополя (Populus L.) — рід близький до верби, рослини якого теж легко розмножуються вегетативно, але на відміну від верби їх насадження також успішно поновлюються кореневими паростками. За продуктивністю тополя не поступається вербі (фото 2). На отримання енергетичної біомаси використовують в основному гібриди тополі чорної й дельтоподібної, відомі під загальною назвою «тополя євроамериканська» (Populus euramericana).

 

Фото 2. Дворічна енергетична плантація тополі євроамериканської сорту Vereecken

13 452 44 3

 

У південних районах України до енергетичних культур можна також віднести акацію білу, клен ясенелистий та інші. Акація біла, або Робінія псевдоакація (Robinia pseudoacacia) — швидкорослий, світлолюбний, посухостійкий, маловибагливий до ґрунтів азотофіксувальний північноамериканський деревний вид, здатний витримувати хлоридне і сульфатне засолення ґрунту в зоні максимального поширення коріння до 1,76% і солонцюватість (натрій) до 0,24%. Легко поновлюється після зрізання пеньковою й кореневою порослю, тому його не бажано висаджувати в крайні ряди лісосмуг. Замість акації в крайні ряди полезахисних насаджень степової зони доцільно вводити інший північноамериканський екзот — клен ясенелистий (Acer negundo), який здатний успішно рости в жорстких умовах Півдня України й формувати значну кількість енергетичної біомаси, але не утворює кореневих паростків. До негативу цього виду слід віднести його значну насіннєву продуктивність, що може спричиняти засмічення полів.

Вибір тих чи інших деревних рослин для садіння в лісових смугах проводиться з урахуванням ґрунтових і кліматичних умов. Однією з найважливіших деревних рослин для створення полезахисних лісових смуг на території України є дуб звичайний. Він виступає головною породою1 у всіх зонах на ґрунтах глинистого і суглинкового механічного складу. На піщаних ґрунтах його заміняють сосна звичайна або кримська і береза повисла, а на засолених — акація біла, гледичія триколючкова, маслинка вузьколиста.

Нижче наведено кілька основних варіантів лісосмуг із частковим використанням їх для отримання енергетичної сировини в трьох основних природно-кліматичних зонах України: в Степу, Лісостепу та Полісся.

У степових регіонах України для зменшення інтенсивності випаровування вологи з ґрунту до складу полезахисних смуг вводять чагарники. На чорноземних і каштанових ґрунтах дуб звичайний вирощують у 9-рядних полезахисних лісових смугах разом із супутніми деревними породами і чагарниками.

Для отримання у короткі строки енергетичної деревної біомаси класичні лісосмуги доцільно трансформувати, розмістивши по обидва боки здвоєні ряди швидкорослих енергетичних культур, які забезпечать ефективність смуг у молодому віці, а надалі їх надземну частину можна з періодичністю у 2–4 роки зрізати на отримання біомаси (рис. 1).

 

Рис. 1. Варіанти розміщення дуба, чагарників та енергетичних культур у полезахисних лісосмугах у степовій зоні: а — чистими рядами; б — зі змішанням у рядах

13 452 45

Перевагою полезахисних смуг із чистими рядами дуба й інших деревних порід є менші витрати праці на створення, доповнення й догляди (освітлення дуба), а смуги зі змішанням порід у рядах мають більшу кількість рядів дуба й більш рівномірне розподілення його по площі.

У відносно забезпечених вологою зонах Лісостепу та Полісся найчастіше висаджують тільки деревні види, з введенням у крайні спарені ряди енергетичних культур (рис. 2).

 

Рис. 2. Варіанти розміщення дуба, супутніх і енергетичних порід у полезахисних лісосмугах Полісся і Лісостепу: а — чистими рядами; б — зі змішанням в рядах

13 452 46 1

Дванадцятирядні лісосмуги, у яких чисті ряди дуба чергуються з рядами, у яких супутні породи висаджено з чагарником, придатні для вирощування в усіх зонах України. З метою отримання додаткової енергетичної біомаси в них у крайні ряди теж доцільно вводити енергетичні культури (рис. 3).

 

Рис. 3. Схема розміщення енергетичних культур, дуба, супутніх і чагарникових порід у трансформованій 12-рядній полезахисній лісосмузі (для всіх зон України)

13 452 46 2

Рекомендації щодо садіння

Ще більш наближеним до енергетичного варіанта лісосмуги є коридорний спосіб, який передбачає вирощування дуба в коридорах, утворених рядами супутніх і енергетичних порід. Спарені ряди швидкорослих енергетичних культур не лише забезпечують ефективність лісосмуг із молодого віку, а й покращують умови зростання дуба в перші 5–10 років. Надалі їх доцільно поступово вирубувати для отримання енергетичної деревної маси (рис. 4).

 

Рис. 4. Варіанти полезахисних лісосмуг із розміщення дуба, супутніх й енергетичних порід коридорним способом: а — модифікована 9-рядна лісосмуга; б — модифікована 13-рядна лісосмуга

13 452 47

У першому варіанті лісосмуги (рис. 4, а) у 1–2-му, 6–7-му та 11–12-му рядах вирощується швидкоросла енергетична порода в чергуванні з чагарником (лісовим або плодовим); у 3-му, 5-му, 8-му та 10-му рядах — супутні дубу породи, в лісостепових районах — чистими рядами, а в степових — у чергуванні з чагарником; у 4-му і 9-му рядах висівають чистими рядами жолуді дуба.

У другому варіанті (рис. 4, б) швидкорослі енергетичні породи розміщують у 1–2-му, 8–9-му та 15–16 рядах, а в 3-му, 5-му, 7-му, 10-му, 12-му та 14-му рядах — супутні дубу породи (в лісостепових районах — в чистому вигляді, а в степових — у чергуванні з чагарником); в 4-й, 6-й, 11-й та 13-й ряди — висівають чистими рядами жолуді дуба.

У разі вирощування в сусідніх із дубом рядах в’яза, ільма, береста, клена, ясеня звичайного й інших швидкорослих дерев для недопущення затінення рядів дуба в них слід проводити періодичні рубки догляду із систематичним отриманням енергетичної деревної сировини.

Тополю як головну породу рекомендується садити в умовах достатнього зволоження чистими рядами, чергуючи її з чистими рядами супутніх (липа, клен гостролистий, клен татарський, в’яз звичайний, груша й ін.) або чагарникових порід (акація жовта, ліщина, жимолость татарська і ін.). Для максимального нагромадження енергетичної маси в таких лісосмугах замість рядів супутніх і чагарникових рослин можна ввести спарені ряди енергетичної верби (рис. 5, а). Енергетичну сировину можна заготовляти, починаючи з 3-річного віку почерговим вибиранням спарених рядів через кожні 2–4 роки в такій послідовності: 1–2-й, 7–8-й, 4–5-й, 10–11-й.

 

Рис. 5. Схема розміщення тополі та верби: а — 7-рядних лісосмугах; б — 9-рядних лісосмугах

13 452 48 1

Ефективною в лісозахисному і енергетичному плані є схожа з попередньою 11- чи 14-рядна лісосмуга із шириною міжрядь 1,5 м (рис. 5, б). Тополю в цьому випадку теж рекомендується садити чистими рядами, чергуючи її з чистими рядами супутніх порід (верба біла, в’яз звичайний, клен гостролистий, клен ясенелистий).

Заготівля енергетичної біомаси відбувається з періодичністю 2–4 роки вирубуванням рядів у такій послідовності: 4–5-й, 10–11-й, 1–2-й, 7–8-й, 13–14-й.

Такого типу насадження верб і тополь можна використовувати також в умовах гідрографічної мережі для захисту водойм і припинення ерозії ґрунтів, з тим у них можна налагодити систематичне отримання значної кількості енергетичної біомаси.

Також ефективну схему вирощування енергетичної біомаси можна реалізувати за облаштування мулофільтрів на конусах виносу ярів, балок і т. п.). Мулофільтр розміщують вище від водойми поперек днища балкової мережі між прирічковими чи приставковими лісосмугами. Він поділяється на два сектори, що з’єднують краї лісосмуг. Перший сектор, з боку течії, має поперечний тин, потім другий тин — приблизно через 50 м і третій — по контуру бордюрної залугованої смуги (рис. 6).

 

Рис. 6. Схема розміщення деревоподібних і чагарникових верб у мулофільтрі: 1 — залужена смуга;
2 — плантація чагарникових верб; 3 — ряди деревоподібних верб або тополі; ← напрямок течії

13 452 48 2

 

У проміжках між тинами розміщують енергетичні плантації чагарникових верб. Садіння живців проводять у рівень із поверхнею ґрунту з інтервалами між рослинами в рядку 20–30 см. Збирання біомаси проводять кожних 2–4 роки. Така схема забезпечує повне виконання насадженнями ґрунто- і водозахисних функцій і отримання значних обсягів енергетичної маси. Висока продуктивність підтримується тривалий час щорічними відкладеннями поживних речовин, змитих із верхніх частин водозбору.

 

М. В. РОЇК, д-р с.-г. наук, професор, академік НААН,
Я. Д. ФУЧИЛО, д-р с.-г. наук, професор,
О. М. ГАНЖЕНКО, канд. тех. наук, завідувач
відділу технологій вирощування біоенергетичних культур
Інститут біоенергетичних культур і цукрових буряків НААН

 

 16 липня 2024
Збиральна кампанія озимих та ярих колосових культур в розпалі. Тож невдовзі необхідно буде готуватися до осінньої посівної. Про що можна і потрібно подбати завчасно – розповідають фахівці Ukravit.
Збиральна кампанія озимих та ярих колосових культур в розпалі. Тож невдовзі необхідно буде готуватися до осінньої посівної. Про що можна і потрібно подбати завчасно – розповідають фахівці Ukravit.
16 липня 2024
 16 липня 2024
У січні-червні 2024 року Україна відправила на експорт 33 тис. тонн яєць, що на 28,4% більше, ніж за аналогічний період минулого року.
У січні-червні 2024 року Україна відправила на експорт 33 тис. тонн яєць, що на 28,4% більше, ніж за аналогічний період минулого року.
16 липня 2024
 16 липня 2024
У Мукачево Закарпатської області, завдяки заснуванню у місті нового індустріального парку,створять близько 900 нових робочих місць у переробній промисловості.
У Мукачево Закарпатської області, завдяки заснуванню у місті нового індустріального парку,створять близько 900 нових робочих місць у переробній промисловості.
16 липня 2024
 15 липня 2024
Експлуатаційні переваги самохідних обприскувачів Massey Ferguson 535 R пояснюються передусім вдалою конструкцією цієї моделі.
Експлуатаційні переваги самохідних обприскувачів Massey Ferguson 535 R пояснюються передусім вдалою конструкцією цієї моделі.
15 липня 2024
 15 липня 2024
У липневому звіті WASDE знизив прогноз світового урожаю насіння соняшнику у 2024/25 маркетинговому році на 0,6 млн т до 54,8 млн т. Основні скорочення припали на Україну – на 0,2 млн т до 14,5 млн т, і росію – на 0,5 млн т до 16,5 млн т.
У липневому звіті WASDE знизив прогноз світового урожаю насіння соняшнику у 2024/25 маркетинговому році на 0,6 млн т до 54,8 млн т. Основні скорочення припали на Україну – на 0,2 млн т до 14,5 млн т, і росію – на 0,5 млн т до 16,5 млн т.
15 липня 2024
 15 липня 2024
АТ «Укрзалізниця» наразі не планує надавати знижку в розмірі 30% на перевезення агропродукції до портів Дунаю.
АТ «Укрзалізниця» наразі не планує надавати знижку в розмірі 30% на перевезення агропродукції до портів Дунаю.
15 липня 2024

Please publish modules in offcanvas position.