Лесовосстановление и охрана окружающей среды

Лесное хозяйство в отличие от промышленного производства имеет ту особенность, что его производственные процессы бывают рассредоточены на большой территории. Кроме того, лесные площади в большинстве своем являются трудно осваиваемыми в отношении применения машин. Более удобные для освоения земельные участки, как правило, используют под сельскохозяйственные культуры.

Вторая особенность лесохозяйственного производства та, что одним из основных средств производства является земля, на которой растет лес. Следовательно, машины, воздействующие на землю (обрабатывающие почву и т. д.), должны перемещаться по ней.

Далее необходимо отметить, что применяемые машины и орудия производства являются периодическими, связанными с почвенно-климатическими условиями, причем некоторые процессы обусловливаются строгими агротехническими сроками.

Разнообразие производственных процессов и особенности применения машин и орудий определяют как номенклатуру машин и орудий, так и их эксплуатацию в лесном хозяйстве.

Технологические процессы лесовосстановления включают следующие виды:

Сбор семенного материала.

Выращивание посадочного материала в питомниках.

Производство лесных культур.

Содействие естественному возобновлению леса.

Уход за насаждениями.

Охрана насаждений от пожаров и вредителей леса.

Каждый из процессов включает целый ряд операций, выполняемых различными машинами и орудиями.

В лесном хозяйстве реализуется два направления восстановления лесов: лесоводственное, базирующееся на содействии естественному возобновлению леса, и лесокультурное — на основе искусственного возобновления леса. Рассмотрим технологии лесокультурного воспроизводства лесов.

Сбор семенного материала

Сбор семян является сложным и трудоемким процессом. В отличие от сельского хозяйства сбор семян в большинстве случаев приходится производить с растущих высоких деревьев или совмещать сбор шишек хвойных пород при заготовке древесины с поваленных деревьев. Для подъема сборщиков в кроны деревьев используют индивидуальные древолазные устройства или механические подъемники. Используют также способы вибрационного сбора, методы всасывания и др. После сбора шишек производят извлечение семян в шишкосушилках стационарного или передвижного типов, используя электрическую энергию или сжигая древесные отходы. Во время сушки семена выпадают из раскрывающихся шишек и собираются в специальные приемники.

Схема машины МОС-1А

Рис.5.1. Схема машины МОС-1А

Обескрыливание семян.

При естественном возобновлении крылья необходимы семенам для их пространственного распространения, при искусственном же они являются лишним балластом, ухудшают качество посева и служат помехой при сортировке. Поэтому семена многих пород подвергаются обескрыливанию путем перетирания вороха семян во вращающихся барабанах со щетками (рис. 5.1).

Установка имеет загрузочный ковш 1, в который засыпают семена, обескрыливатель 2, осадочную камеру 3, вентилятор 4, электродвигатель 5, вертикальный воздушный канал 6, сортировочный барабан с решетами 7 и приемник семян 8.

Хранение семян.

Лучшим способом хранения очищенных семян хвойных пород считается хранение их в закупоренных стеклянных бутылях или металлических сосудах при температуре от 0 до 5оС при влажности в период хранения от 9 до 12%.

Выращивание посадочного материала в питомниках

Выращивание посадочного материала в питомниках находится в прямой зависимости от объема лесопосадочных работ в каждом данном лесхозе и в целом по региону. При условии, когда питомник обеспечивает посадочным материалом ряд лесхозов, он может быть выделен в самостоятельное хозяйство с собственным парком машин и орудий. Основные работы в питомнике: обработка почвы, посев, уход за посевами и выкопка посадочного материала. Все эти работы — сезонные.

Для конкретизации выполняемых работ разрабатываются технологические схемы выращивания посадочного материала, где указываются виды работ в их последовательности с привязкой к сезону, применяемое оборудование и материалы, последовательность выполнения всех воздействий для производства посадочного материала с открытой и закрытой корневой системой.

Если рассматривать питомник как самостоятельное хозяйство, то он должен быть оснащен всеми необходимыми машинами и орудиями, а именно: почвоообрабатывающими, сеялками, поливными машинами, машинами по борьбе с вредителями и болезнями, выкопочными машинами и орудиями, а также транспортными.

В питомниках, являющихся составной частью лесхоза, работы могут выполняться машинами, применяемыми в лесхозе при производстве культур и в других процессах.

В целях улучшения структуры почвы и создания благоприятных условий для произрастания растений в питомниках проводят подготовку почвы, для чего используют различные почвообрабатывающие машины и орудия. В зависимости от характера применяемого процесса и технологических возможностей они делятся на группы: плуги; бороны и культиваторы; почвенные фрезы; катки.

Основные рабочие органы плуга следующие: корпус, ножи, предплужник, почвоуглубитель.

Рабочие органы плуга
Рис.5.2. Рабочие органы плуга: а — общего назначения; б — лесного

Стойка болтами и скобой прикрепляется к грядилю 5 или брусу рамы. Впереди корпуса устанавливаются предплужник 6 и ножи 7, а позади у некоторых плугов — почвоуглубитель. У плугов лесного исполнения (рис. 5.2 б) лемех имеет отогнутую пятку 8.

Плуг выполняет следующие технологические операции: ноги отрезают пласт в вертикальной плоскости, лемех подрезает пласт снизу, отделяет его от дна борозды и передает его на отвал, при этом происходит деформация пласта. Отвал производит сдвиг и оборот пласта, его крошение, разрыхление и уплотнение.

Плуги марок ПН-4-3,5А; ПЛН-3-3,5; ПКС-3-3,5 служат навесными орудиями для тракторов сельскохозяйственного назначения МТЗ-82, производят вспашку почвы на глубину 25...30 см. Исполняются в одно-, двух-, трех- и четырехкорпусном вариантах, работая с производительностью 0,84...1,3 га/ч.

Назначение борон и культиваторов – это дополнительная обработка почвы (после вспашки) перед посевом и дальнейший уход за культурами. Рабочими органами служат: зубья, ножи, лапы, диски, штанги, звездочки, цилиндры. Так, зубовые бороны служат для поверхностного рыхления и перемешивания почвы перед посевом. Культиваторы предназначены для уничтожения (прополки) сорняков. Несмотря на большое разнообразие рабочих органов у борон и культиваторов, технологическими элементами у них являются клинья, как и у плугов.

Типовая марка дисковой навесной бороны БДН-3 с шириной захвата 3 м и глубиной обработки почвы до 12 см при работе с колесным трактором обеспечивает производительность 2,4 га/ч. Культиватор-плоскорез КПП-2,2 с шириной захвата 2,1 м и глубиной обработки почвы 7-16 см обеспечивает производительность 1,6 га/ч.

Почвенная фреза представляет собой горизонтально расположенный на раме барабан с насаженными на нем клиновидными рабочими органами. Фреза является навесным орудием, агрегатируемым с колесным трактором, при перемещении по площади питомника позволяет регулировать процесс фрезерования на ходу.

Фрезерная подготовка почвы осуществляется с одновременной поделкой гряд высотой до 10 см. Типовая почвенная фреза ФПШ-1,3 обеспечивает производительность 0,2 га/ч с глубиной обработки почвы до 10 см и шириной захвата 1,3 м при агрегатировании с колесным трактором Т-16М.

При посеве семян в питомнике должны соблюдаться следующие основные требования: равномерное распределение семян на единицу площади, равномерная глубина посева, тщательная заделка семян в почве на заданную глубину. Существует несколько видов посевов, из которых наиболее распространенными являются: разбросной (по площади), рядовой и широкострочный.

Для механизации посева семян применяют сеялки марок «Литва-25», СЛУ‑5‑20 при работе в открытых грунтах и теплицах с производительностью 0,4 га/ч. Коллективом авторов ПетрГУ разработана вибрационная сеялка СВУ-1,2.

Сеялка вибрационная универсальная СВУ-1,2

Рис. 5.3. Сеялка вибрационная универсальная СВУ-1,2

Сеялка СВУ-1,2 предназначена для разбросного (сплошного) и широкострочного посева семян хвойных пород с целью получения крупномерного посадочного материала без перешколивания. Она за один проход выравнивает поверхность поля, рыхлит почву на глубину заделки семян, уплотняет посевное ложе, распределяет семена разбросным или широкострочным способом, заделывает семена почвой и может проводить полное или частичное ее уплотнение над семенами. Принципиальная схема сеялки СВУ-1,2 (вид сбоку) представлена на рис. 5.3.

Фрезерный сошник 1 состоит из вала с ножами, расположенными по винтовой линии. Семенной ящик имеет герметическую крышку для
исключения попадания влаги. Дозатор 8 состоит из корпуса и высевающей катушки. Вал катушки смонтирован в подшипниках корпуса с возможностью осевого перемещения для регулировки сеялки на заданную норму высева. Резиновый гофрированный семяпровод 9 соединяется с рассевающей трубкой 4, в которой имеются отверстия для высева семян. Прикатывающий каток 3 съемный, шарнирно соединен с рамой сеялки, фиксируется ограничительной цепью. Кожух 5 защищает рассевающую трубку от забивания почвой. Ряд основных отверстий 15 (см. рис. 9.3 а) выполнен в нижней части трубки, компенсационные отверстия расположены в два ряда на передней и задней ее части. Вибратор 13 кулачкового типа смонтирован в корпусе с масляной ванной, возвратная пружина 14 находится на противоположном от вибратора конце трубки. Щиток 12 выполняет функции защиты механизма сеялки от почвы, отбрасываемой фрезерным сошником. Выравнивающий каток 2 установлен в подшипниках на раме сеялки и снабжен грунтозацепами для привода дозатора. Сеялка комплектуется трубками для разбросного и широкострочного посева.

Схема разбросного посева показана на рис. 5.3.а. Основные отверстия 15 рассеивающей трубки обеспечивают сплошной посев семян на ленте шириной 0,9 м, а компенсационные отверстия предотвращают избыточное заполнение трубки семенами. Схема трехстрочного посева (ширина посевной строки 0,1 м) представлена на рис. 5.3 б.

Механизм привода сеялки СВУ-1,2 состоит из шарнирного телескопического вала 10 для соединения с валом отбора мощности (ВОМ) трактора, конического редуктора 11 для привода фрезерного сошника и вибратора через цепную передачу.

Лесохозяйственный трактор ЛХТ-100 предназначен для выполнения комплексных работ по лесовосстановлению и уходу за лесом и борьбы с лесными пожарами (рис. 9.6.). Лесохозяйственный трактор является модификацией трелевочного лесопромышленного и предназначен для комплексной механизации работ по восстановлению леса на нераскорчеванных вырубках в районах с временными увлажненными почвами.

 Лесохозяйственный трактор ЛХТ-100

Рис. 5.4. Лесохозяйственный трактор ЛХТ-100

Трактор применяется для механизации лесовосстановительных работ, борьбы с лесными пожарами, болезнями и вредителями леса на дорожно-строительных работах и перевозки грузов в условиях бездорожья. Двигатель и кабина 1 расположены впереди, а задняя площадка свободна для расположения технологического оборудования: лебедка 2 используется при заготовке древесины; грузовая самоопрокидывающаяся платформа 3 приспособлена для транспортировки грузов; навесное оборудование 4 позволяет агрегатировать трактор с лесохозяйственными машинами. На передней части рамы установлен бульдозерный отвал 5, позволяющий выполнять земляные работы. Упругая балансирная подвеска обеспечивает ровный и мягкий ход и увеличивает проходимость и маневренность трактора.

Трактор агрегатируется с лесными плугами и культиваторами, лесопосадочными машинами с активными рабочими органами, машинами для расчистки полос, лесными опрыскивателями, лункообразователями для посадки лесных культур и др.

Уход за насаждениями и содействие естественному возобновлению леса

Большое место занимает при производстве культур уход за растениями. Он выполняется периодически в течение ряда лет. Особенно большое внимание приходится уделять посевам и посадкам в первые годы. В этот период главным образом требуется вести борьбу с сорной растительностью. Для этой цели в современных условиях применяют не только различного вида культиваторы и другие орудия, но и химические средства борьбы с применением опрыскивателей, опыливателей и других аппаратов. Кроме уничтожения сорной растительности рекомендуются рыхление почвы, внесение удобрений, осветление и прочистки в насаждениях.

Используется механизация ухода за культурами на вырубках, зарастающих лиственными породами. Наиболее просты по конструкции ручные мотокусторезы, рабочий орган которых — пильный диск — приводится в действие от моторной пилы. Повышенную производительность при расчистке молодняка получают при использовании кусторезов-осветлителей на базе лесохозяйственных тракторов. Применяется ряд машин и оборудования для переработки биомассы от рубок ухода на сортименты и щепу.

В местах лесозаготовок возобновление леса может происходить как искусственным, так и естественным путем. При естественном возобновлении осуществляются меры содействия, заключающиеся в оставлении и сохранении подроста при заготовках, оставлении семенников, отдельных куртин или проведение определенной системы рубок, в обнажении минерального слоя почвы при наличии грубой подстилки и другие.

Обнажение минерального слоя почвы и ее рыхление (c целью облегчения прорастания семян с растущих деревьев или вносимых искусственно) проводится почвообрабатывающими машинами и орудиями, приспособленными для работы в условиях нераскорчеванных вырубок и под пологом леса. К их числу относятся: навесные дисковые бороны и культиваторы, лесные почвенные фрезы, покровосдиратели и другие.

Охрана насаждений от вредителей леса и пожаров

Защита леса и лесных насаждений различного назначения от вредителей, болезней и лесных пожаров является необходимой составной частью производственной деятельности лесхоза. Но объем работ по защите весьма непостоянен. Если объем профилактических мероприятий по защите растений можно планировать в определенных показателях, то непосредственная борьба с вредителями и пожарами леса связана с характером и величиной распространения этих явлений. Однако средства борьбы (машины и орудия) независимо от того, как часто их приходится применять, всегда должны быть в наличии.

Борьба с вредителями и болезнями растений ведется различными методами, основными из которых являются: химический, механический и биологический. Наиболее перспективным считается биологический метод.

Сущность химического метода противодействия вредителям леса заключается в применении ядов в жидком, порошкообразном или газообразном состоянии, действующих на вредителей непосредственно или через пищу.

По своему назначению и характеру выполняемых операций машины и аппараты можно разделить на группы: опрыскиватели, опыливатели, аэрозольные аппараты, фумигаторы для контактного нанесения жидкостей, приманко-разбрасыватели.

Для опрыскивания употребляются яды в виде растворов или суспензий. К опрыскивателям предъявляется ряд требований: равномерность распыления, хорошая маневренность и проходимость агрегата в лесных условиях, производительность и достаточная емкость баков. Опрыскиватели бывают ручные, тракторные и авиационные.

Различают пожары низовые, верховые, смешанные и подземные. При низовом пожаре горят подстилка из листьев, трава и кустарник; при верховом – стоящие деревья. Смешанный пожар представляет собой сочетание низового и верхового пожаров. Подземный пожар возникает на торфяной почве и распространяется под землей. При этом горят торф, встречающиеся в нем корни и древесные остатки.

Скорость движения низового пожара составляет около 2 км/сутки (иногда до 30 км/сутки), верхового – около 3 км/ч (иногда до 20 км/ч), подземного несколько метров в сутки, а при особых благоприятных условиях – до 5 км/сутки.

Меры борьбы с лесными пожарами можно разделить на предупредительные (профилактические) противопожарные мероприятия и непосредственные, направленные на ликвидацию лесных пожаров.

В соответствии с ППБ 2.07 – 2000 «Правила пожарной безопасности РБ для объектов лесозаготовительного, деревообрабатывающего, целлюлозно-бумажного и лесохимического производств» пожарная профилактика представляет собой комплекс организационных и технических мероприятий, направленных на обеспечение безопасности людей, на предотвращение пожара, ограничение его распространения, а также создания условий для успешного применения.

Противопожарные мероприятия намечаются в соответствии с вышеуказанными правилами. К ним относятся:

площадки для складов ГСМ окапываются минеральной полосой шириной 1,4 м, оборудуются на пониженных местах;

на участках работ оборудуются места для курения и обозначаются указателем;

машины оборудуются огнетушителями;

кабины машин поддерживаются в чистоте и освобождаются от посторонних предметов;

при заправке машины нельзя курить и пользоваться открытым огнём.

склады временного типа для хранения ГСМ в металлических бочках ёмкостью 250 л, торец бочек заглубляется в землю на 1/4–1/5 диаметра;

запрещается подносить к бочкам огонь для освещения;

склад ГСМ оборудуется противопожарным оборудованием, которое складывается в пожарный шкаф, установленный на территории склада;

устраиваются места для стоянки техники;

устраиваются минерализованные полосы шириной 1,4 м по границам защитных полос вдоль дороги, а на сухих почвах и вырубках - по 2 полосы через 5 и 10 м;

полосы отвода вдоль железных и шоссейных дорог содержатся очищенными от валежника, древесного хлама и других легковоспламеняющихся материалов.

Вдоль лесовозных дорог очищаются полосы шириной 10 м с каждой стороны.

В пожароопасный сезон запрещается:

разводить костры в хвойных молодняках, старых горельниках, на участках повреждённого леса, на торфяных лесосеках с оставленными порубочными остатками и заготовленной древесиной, в местах с подсохшей травой, а также под кронами деревьев. В остальных местах разведение костров допускается на площадках, окаймлённых минерализованной полосой шириной не менее 0,5 м.

оставлять в лесу промасленный, либо пропитанный бензином, керосином или другими горючими веществами, материал в непредусмотренных специально для этого местах;

заправлять горючим в лесу топливные баки техники при работе двигателя, использовать машины с неисправной системой питания.

Для обеспечения тушения пожара на его первоначальном этапе на участках работы находятся простейшие средства пожаротушения. Так при числе работающих от 11 до 20 человек на участке работы находиться 10 лопат, 2 топора, 2 мотыги, 5 граблей, 10 вёдер, 20 пар рукавиц, а также аптечка первой помощи.