Немного истории. Искусственное разведение деревьев люди начали в глубокой древности.
Но на первых порах занимались они только плодовыми деревьями, игравшими большую роль в питании. Несколько позже начали разводить и лесные деревья, которые не росли в той или иной местности. Так, Марк Порций Катон, живший в конце III — начале II вв. до нашей эры, уже описывал способы выращивания кипариса. А Марк Теренций Варрон (116—27 гг. до н. э.) описывал способы защиты всходов от морозов.
В нашей стране самые ранние свидетельства о разведении лесов относятся к периоду Киевской Руси. Известны посадки лесов при Петре I. В XVIII в. были опубликованы рекомендации по разведению деревьев А. А. Нартова, А. Т. Болотова и других известных ученых того времени. Много лесов на территории современной Владимирской области вырастил известный лесовод К. Ф. Тюрмер. Памятники его деятельности и сейчас радуют взор человека. Все посадки К. Ф. Тюрмера характеризуются быстрым ростом и большими запасами древесины. Начался постепенный переход с площадей, на которых разводили леса, к площадям, на которых восстанавливали древостой. Такие площади постепенно накапливались в лесах, так как не всегда древостой восстанавливались естественным путем.
При лесоразведении на первых порах человек пытался во всем подражать природе и потому вначале он разводил леса, высевая семена на постоянное место. Но оказалось, что мелкие нежные всходы древесных пород без помощи человека погибают либо под влиянием неблагоприятных климатических условий, либо в конкурентной борьбе с травянистой или кустарниковой растительностью, либо от повреждений и болезней. Нужно было защищать их от всего этого, т. е. систематически проводить уход: убирать конкурирующие растения, рыхлить почву, вести борьбу с насекомыми и болезнями, а иногда отенять и вносить удобрения. Организовать все это на большой площади очень трудно и дорого. Пока высаживали немного деревьев, на это не обращали внимания, но когда леса стали восстанавливать на громадных площадях, вопросы экономики встали на первый план. И тогда решили использовать второй способ. Известен он был и ранее и впервые появился у садоводов. Молодые растения выращивали при густом стоянии на небольшой площади, где уход за ними обходится значительно дешевле, а потом, уже окрепшими, высаживали на постоянную площадь. Такие промежуточные площади получили название лесных питомников. Теперь уже большинство вырубленных древостоев восстанавливается посадкой. Посев сохранился только в самых благоприятных условиях. Высевают семена и у тех пород, у которых сразу образуются крупные всходы, не боящиеся конкуренции и других неблагоприятных факторов (например, у ореха).
Заготовка семян. Разведение леса начинается с заготовки лесных семян. Это очень трудное дело. Если крупные семена или плоды можно собирать на земле, то мелкие, особенно если они высыпаются из плодов, можно собирать только на деревьях, а это не просто. Всем известна крылатая фраза: «от худого семени не жди хорошего племени». И если в сельском хозяйстве ошибку в выборе семян можно исправить на следующий год, то в лесу — только через десятки и даже сотню лет. Несколько поколений лесоводов будут заботливо выращивать дерево, которое окажется плохим. Вот почему для сбора семян отбирают самые лучшие деревья. Обычно такие деревья называются «плюсовыми». Их берут на учет и с них собирают семена. Но с высоких деревьев семена собирать очень трудно. Есть специальные машины с телескопическими подъемниками, однако по лесу они передвигаются с трудом, поэтому их применяют редко. Все это и заставило создавать специальные насаждения для заготовки лесных семян. Это лесосеменные плантации.
Лесосеменные плантации либо закладывают в естественных молодняках путем выбора самых лучших деревьев, либо создают искусственно. Собирают семена с лучших деревьев и ими закладывают лесосеменную плантацию. В дальнейшем, при изреживании древостоя, выбирают лучшие из лучших. Иногда с плюсовых деревьев вырезают черенки и прививают на обычные деревья, высаженные на плантации. Лесосеменные плантации, заложенные в обычных естественных или искусственных лесах, чаще называют лесосеменными участками. Чтобы ускорить начало плодоношения и увеличить урожай, деревья располагают редко: тогда свет поступает к ним со всех сторон. Раннее плодоношение значительно облегчает заготовку семян с невысоких деревьев. Уменьшаются затраты и создаются дополнительные условия для механизации работ.
Лесные питомники. Посадочный материал для лесокультурных работ выращивают во временных или постоянных питомниках. Временные питомники создают на небольшой срок, непосредственно вблизи площадей, на которых производится посадка деревьев. После прекращения работ такие питомники закрывают. Постоянные лесные питомники организуют в наиболее удобных местах с точки зрения как почвенно-грунтовых условий, так и обеспечения рабочей силой, возможностей механизации работ и т. п.
В питомниках имеются помещения для хранения лесных семян и их предпосевной обработки. У нас семена высевают преимущественно весной. Это более удобно: при осеннем посеве находящиеся в почве семена могут быть съедены за зиму мышевидными грызунами. Многие семена нужно сохранить до весны так, чтобы они не потеряли всхожести. Но есть целый ряд древесных пород, семена которых при весеннем посеве не прорастают. Такие семена у ясеня, кедра, липы и ряда других пород. Перед посевом их подвергают специальной предпосевной обработке — стратификации. Обычно для этого семена смешивают с песком, увлажняют и выдерживают при пониженной температуре (около 4°С) определенное для каждой древесной породы время. После этого они прорастают вскоре после посева. Иногда применяют и ускоренные способы стратификации.
В питомнике тщательно обрабатывают почву, иногда организуют особый севооборот. Семена высевают в специально приготовленные гряды (в небольших питомниках) или в ленты. В последнем случае удобнее ухаживать за посевами механизированным способом. В процессе выращивания за всходами и молодыми растениями, которые в этом случае называются сеянцами, ведется уход. В основном ухаживают за почвой, разрыхляя ее поверхность в течение вегетационного периода 3—5 раз и уничтожая сорную растительность. В условиях недостатка влаги производят полив. Кроме того, ведут борьбу с вредными насекомыми и болезнями и вносят удобрения. Иногда для борьбы с сорной травянистой и кустарниковой растительностью используют гербициды и арборициды, что отрицательно отражается на всей среде существования.
Считается, что лучше приживаются и растут древесные растения с мощной корневой системой. Для ее формирования в течение первого года дважды обрезают в почве боковые корни, а в течение второго года — также дважды подрезают стержневой корень. Возраст сеянцев, применяемых для высадки на лесокультурную площадь, определяется особенностями древесной породы и, прежде всего, быстротой роста. У быстрорастущих пород сеянцы достигают нужных размеров в 1—2-летнем возрасте, у медленнорастущих — позже.
Если требуются более крупные растения, сеянцы пересаживают в школьное отделение питомника, где их размещают более редко, чтобы они могли удовлетворить свои потребности в воде и пище. Там они и растут до тех пор, пока не достигнут требуемых размеров. Такой посадочный материал называется саженцами. В питомниках выращивают и посадочный материал из различных черенков. Это чаще всего отрезки ветвей (одревесневших и зеленых) или корней. Последнее время все более широкое распространение получают специальные теплицы для выращивания посадочного материала. В них за счет увеличения продолжительности вегетационного периода сокращаются сроки выращивания, а следовательно, и затраты.
Лесные культуры. На вырубках, где в напочвенном покрове мало травянистых растений, и в условиях достаточного увлажнения лесные культуры обычно можно создавать посевом семян. В аналогичных условиях лес возобновляется естественным путем, и его отсутствие вызвано либо недостатком семян, либо пожаром на вырубке. Сеют также семена саксаула, желуди дуба. Для их высева имеются специальные сеялки. При высеве хвойных пород высевающие приспособления чаще навешивают прямо на почвообрабатывающие орудия.
Лесные культуры чаще создают посадкой сеянцев или саженцев. Изредка молодые растения высаживают по сплошь обработанной почве. Чаще же почву обрабатывают только в местах посадки, полосами или площадками. Кстати, пни деревьев также препятствуют сплошной обработке почвы. А корчевка их стоит очень дорого. Для создания полос имеются мощные плуги и другие почвообрабатывающие орудия. С площадками пока дела хуже. Частичная обработка почвы особенно хороша в горных условиях, где она препятствует развитию эрозионных процессов. При сплошной вспашке, особенно на крутых склонах гор, смывается большое количество почвы, иногда образуются овраги.
При создании искусственных древостоев исключительно важное значение имеет густота лесных культур, которая определяется количеством посевных или посадочных мест на 1 га. Во взрослом (спелом) древостое в зависимости от древесной породы и условий роста количество деревьев на 1 га изменяется в широких пределах. Как правило, чем крупнее деревья, тем их меньше. В оптимальных условиях роста на 1 га бывает по 400—800 деревьев. Если высадить такое количество растений, мы не получим древостоя. Деревья будут расти, разрастаться в сучья, как и любые деревья, выросшие на свободе. Чтобы получить деревья с хорошим малосбежистым стволом, пригодным для заготовки лучших по качеству древесных материалов, деревья должны расти в сомкнутом древостое.
Вторая причина создания более густых лесных культур — более раннее смыкание крон и возможность отказаться от ухода, так как сомкнувшийся древостой сам регулирует условия, не позволяющие расти сорной растительности. Но слишком густые культуры препятствуют применению механизмов при уходе за почвой. Густота из-за необходимости сохранять определенную ширину междурядий чаще регулируется расстоянием между растениями в ряду, что менее значительно для регулирования быстроты смыкания крон древостоя. Здесь только регулируется быстрота смыкания крон в ряду, что не особенно влияет на время прекращения уходов в междурядьях.
В этих условиях вопрос о густоте лесных культур устанавливается по соотношению двух стоимостных показателей: стоимости посадочного материала и стоимости работ по уходу за почвой. Чем крупнее посадочный материал, тем меньше количество высаживаемых растений, но и дороже сами растения. В лесокультурной практике различают: густые посадки — до 10 тыс. сеянцев или саженцев на 1 га, редкие — менее 5 тыс. на 1 га. При возрасте саженцев 5 лет и более на 1 га высаживают 2,5 тыс. саженцев и менее.
При полосной обработке почвы в лесном хозяйстве используют специальные двухотвальные лесные плуги. После них остается углубление — борозда и возвышения с обеих ее сторон, полученные в результате переворачивания пласта, прикрывающего необработанную почву. В зависимости от условий увлажнения сеянцы высаживают либо в дно борозды (при недостатке влаги), либо в пласты (при ее избытке). Для посадки молодых растений применяют разные лесопосадочные машины, которые могут работать в разнообразных условиях и с различными посадочными материалами. Есть почти полностью автоматизированные устройства, предназначенные для посадки сеянцев с закрытой корневой системой, т. е. сеянцев, специально выращенных в стаканчиках или в брикетах. Есть машины, работающие без предварительной подготовки почвы.
Помимо восстановления древесной растительности на лесных площадях, в нашей стране ведутся большие работы по лесоразведению, т. е. созданию насаждений на нелесных площадях. Создаются полезащитные лесные полосы, снегосборные полосы вдоль дорог, приовражные и прибалочные насаждения. Здесь, как правило, лесные культуры создаются по сплошь обработанной почве, что позволяет использовать другие системы машин. Разводятся новые леса и на землях, плодородие которых нарушено при разработке полезных ископаемых. Восстановление их плодородия называется рекультивацией.
В процессе выращивания лесных культур производится систематический уход за почвой. С целью сбережения влаги и улучшения воздушного режима поверхность почвы в междурядьях культур систематически рыхлится. Для этой цели имеются также специальные машины—культиваторы, дисковые бороны и др. При рыхлении почвы уничтожаются и сорные растения, которые, как более сильные (ведь они же взрослые), успешно конкурируют с молодыми древесными растениями главным образом из-за влаги. Крупные травянистые растения и кустарники обгоняют саженцы или сеянцы и лишают их света.
Этот уход ведется до полного смыкания крон. Со смыкания крон начинается жизнь древостоя.