Механизация лесохозяйственных работ. Часть 2
Опыт работы специалистов лесного хозяйства Финляндии
Механизация лесохозяйственных работ. Часть 1
Оборудование для механизации лесохозяйственных работ
Высевающий аппарат
Рис. 1. Дисковая борона и высевающий аппарат
Для посева лесных культур в качестве базовой машины используется экскаватор или форвардер, к которому прикрепляется почвообрабатывающе-высевающий аппарат. Обработка почвы выполняется либо боронованием, либо частичной минерализацией. Узел для дозирования семян прикрепляется к дисковой бороне (рис. 1), а при частичной минерализации почвы - к ковшу экскаватора или покровосдирателю, работающему в непрерывном режиме. При обработке почвы на 1 га с помощью дисковой бороны обнажается полоса минерального горизонта почвы шириной около 60 см и протяженностью 4000-5000 м. При посеве во время частичной минерализации почвы предусматривается 4000-5000 посевных мест на 1 га. При механизированном посеве на 1 га требуется около 350 г семян.
Лесопосадочные устройства
Для лесопосадочных работ в качестве базовой машины чаще всего используется экскаватор (рис. 2), однако в последнее время для этой цели все шире начинают применять лесопосадочные устройства, устанавливаемые на манипуляторе харвестера.
Стрела базовой машины должна быть достаточно прочной для создания микроповышений, а рабочий просвет и ширина колеи машины - соответствовать необходимым требованиям для производства работ и обеспечивать сохранение устойчивости техники при использовании лесопосадочного устройства.
Рис. 3. Лесопосадочное устройство Bracke, установленное на оконечность стрелы базовой машины
Рис. 2. Лесопосадочное устройство Risutec, установленное на экскаваторе
Лесопосадочное устройство устанавливается на оконечность стрелы базовой машины (рис. 3). С его помощью выполняются как обработка почвы, так и посадка. В настоящее время на рынке представлены лесопосадочные устройства следующих производителей: M-Planter (M-Planter Oy, Финляндия) и Risutec (Risutec Oy, Финляндия), а также Bracke (Bracke Forest Ab, Швеция). Компания M-Planter выпускает лесопосадочные устройства не только с одной, но и с двумя посадочными головками (рис. 4).
Рис. 5. Стеллаж для саженцев устанавливается позади харвестера
Рис. 4. Лесопосадочное устройство M-Planter с двумя посадочными головками, установленное на экскаватор
Рис. 6. Оператор укладывает саженцы в кассету вручную
Рис. 7. Принципиальная схема создания микроповышения с помощью
стационарной посадочной головки
Рис. 8. Саженец ели высаживается методом заглубленной посадки
Саженцы перевозятся в стеллаже лесопосадочного устройства в объеме, необходимом для обеспечения работы в течение одной смены или одного рабочего дня. Конструкции стеллажей могут отличаться, но обычно все они устанавливаются позади базовой машины (рис. 5).
Оператор укладывает саженцы ручным способом в кассету, расположенную на лесопосадочном устройстве (рис. 6). Почвенный ком с корнями каждого саженца, укладываемого в лесопосадочное устройство или остающегося на стеллаже, должен быть достаточно влажным, для того чтобы саженцы ни на каком рабочем этапе не высыхали. Мокрый влаговпитывающий коврик на полке стеллажа поддерживает саженцы во влажном состоянии во время работы.
В целях повышения производительности механизированной посадки компания Risutec Oy разработала автоматическую кассету для подачи саженцев.
Микроповышение выполняется путем переворачивания пласта земли с помощью диска на необработанный участок почвы, при этом внутри образовавшегося микроповышения остается двойной слой гумуса, а на его поверхности - однородный слой минеральной почвы, толщина которого должна составлять 5-15 см. Схема создания микроповышений приведена по этапам на рис. 7. Посадочное микроповышение создается с помощью посадочной головки при переворачивании пласта почвы. Саженец выталкивается в образовавшееся микроповышение, почва которого уплотняется вокруг саженца под действием веса лесопосадочного устройства, что способствует надежному закреплению саженца в земле. В микроповышении не должно оставаться лесосечных отходов, поскольку они способствуют образованию воздуха в слое гумуса, что увеличивает риск высыхания почвы микроповышения.
Саженец вертикально высаживается в центр микроповышения методом заглубленной посадки, в соответствии с которым почвенный ком с корнями саженца присыпается сверху слоем земли не менее 5 см, а нижняя часть почвенного кома входит в слой гумуса, оставшийся внутри микроповышения (рис. 8). Для обеспечения выживаемости саженца не менее половины его побега должно находиться над землей. Лесопосадочное устройство утрамбовывает почву вокруг саженца.
Оборудование для ухода за молодым древостоем
Осветлитель
Рис. 9. Устройство для машинизированного осветления Naarva P25
Рис. 10. Во время операции захвата верхняя рама перемещается примерно на 30 см, прижимаясь к нижней раме, поэтому самые короткие лиственные деревья можно захватить только в том случае, если они будут находиться вблизи захвата нижней рамы
Рис. 11. Устройство для заготовки топливной древесины Risutec, которое также подходит и для работ по уходу за молодым древостоем
Рис. 12. Срезающее устройство MenSe RP
Рис. 13. Общий объем затрат на уход за молодым древостоем при выполнении работ вручную с помощью мотокустореза и способом машинизированного осветления
Осветлитель (решетка осветлительная лесная) устанавливается, как правило, на оконечность стрелы харвестера (рис. 9). Это устройство крепко захватывает и зажимает челюстями между резиновыми прокладками молодые древесные растения лиственных пород и вырывает их из земли с корнем (рис. 10).
После открытия челюстей устройства лиственные деревья высвобождаются из захвата и падают на землю, при этом они не должны приминать оставленный для роста древостой или создавать помеху для удаления других деревьев. Если в результате одной операции захвата не удается удалить лиственное дерево, эту операцию повторяют до тех пор, пока оставляемые на участке ели или сосны не будут полностью освобождены от конкурентов. Этот метод машинизированного удаления обеспечивает высушивание корней, что эффективно препятствует образованию новых побегов. Высокое качество выполнения работ позволяет обойтись без повторения аналогичных мероприятий по уходу и сразу перейти к первому прореживанию, которое приносит доход от лесозаготовки.
Оборудование для машинизированной прочистки
Машинизированная прочистка молодого древостоя выполняется методом срезания. В качестве базовой машины используется либо экскаватор с укороченной задней частью, пригодный для производства работ в лесу, либо харвестер, на оконечности стрелы которого монтируется режущая головка (рис. 11 и 12). В Финляндии и Швеции срезающие устройства, закрепляемые на харвестерах, используются с начала 1980-х годов.
Затраты лесовладельца
Основная часть затрат на выращивание леса приходится на начало оборота рубки и связана с проведением лесохозяйственных мероприятий с целью создания новых поколений древостоя. Мероприятия, выполняемые после рубки главного пользования в спелых древостоях, входят в комплекс лесовосстановительных работ, в рамках которого выбор видов работ, времени их выполнения и объема затрат необходимо рассматривать как части целого. Довольно часто арендаторы стремятся к минимизации затрат и проведению лишь отдельных мероприятий, не учитывая, что экономия, полученная на одном рабочем этапе, может позже обернуться необходимостью выполнения дополнительных работ и повлечь за собой значительное увеличение объема затрат. Мероприятия по лесовосстановлению следует рассматривать как инвестиции в капитал, который сформируется в будущем благодаря образованию качественного древостоя. Получение нового высококачественного поколения древостоя с хорошим потенциалом роста в кратчайшие сроки после проведения рубки главного пользования создает основу для рентабельного выращивания древесины.
В таблице приведены сведения о затратах по разным видам лесохозяйственных работ, выполняемых ручным или механизированным способом.
Своевременное выполнение работ по уходу за молодым древостоем после закладки молодого насаждения имеет ключевое значение для его роста. Проведение мероприятий по уходу за молодым древостоем уже на раннем этапе, в правильно выбранное для этого время поможет избежать снижения качества, ослабления способности роста и продуктивности насаждения. Затягивание проведения подобных мероприятий прямо влияет на увеличение объема затрат, связанных с более поздним выполнением работ.
Первый прием осветления необходимо проводить в хвойных молодняках возраста 4-7 лет, поскольку при невыполнении этого мероприятия в кратчайшие сроки после лесовосстановления малоценные лиственные породы быстро завоюют пространство для роста. При своевременном выполнении работ по уходу за молодняком можно избежать увеличения затрат по сравнению с теми затратами, которые возникают при переносе этих мероприятий на более поздний период (см. табл). При этом рост и качество древостоя остаются на хорошем уровне. Поскольку первый прием осветления способствует сокращению объема затрат на уход за молодняком в дальнейшем, общий объем затрат на эффективную программу ухода за молодым древостоем будет небольшим. На объектах, приемлемых для проведения машинизированного осветления, удается сократить общий объем затрат на уход за молодыми насаждениями в среднем почти наполовину (рис. 13), поскольку успешное и качественное выполнение работ по машинизированному осветлению отменяет необходимость проведения ухода за молодняком в дальнейшем. Кроме того, машинизированное осветление позволяет получить, в частности, преимущества, которые связаны с ландшафтом и рекреационным использованием участка, а эффективность этих факторов трудно оценить в деньгах.
Машинизированные лесохозяйственные мероприятия в бизнесе лесных контракторов
Рис. 14. Влияние инвестиций на приобретение дополнительного оборудования для выполнения машинизированных лесохозяйственных работ на объем почасовых затрат
Рис. 15. Изменение объема затрат на один час эксплуатации харвестера при использовании дополнительного оборудования разной стоимости
Уровень фактических затрат на лесохозяйственные мероприятия, рассчитанный в евро на один гектар (объемы
затрат и факторы, оказывающие на них влияние), 2012 год
Услуги по выполнению машинизированных лесохозяйственных работ сейчас обычно предлагают лесозаготовительные компании, которые в будущем станут все больше наращивать долю выполняемых лесохозяйственных работ. Необходимо помнить, что всегда, когда речь идет о затратах на какой-либо вид услуг, одновременно речь идет и о формировании дохода провайдера такой услуги. Для развития механизации лесохозяйственных работ механизированные лесопосадки и машинизированные работы по уходу за молодым древостоем должны быть экономически рентабельными видами бизнеса для контракторов.
Лесозаготовительные работы ведутся в основном в зимние месяцы, и ежегодные погодные колебания ставят сложные задачи перед контракторами. В Финляндии насчитывается около 3200 харвестеров, из которых около 1000 простаивают в летнее время. Простои техники не способствуют формированию доходов, а проценты на заемный капитал и платежи для погашения кредитов надо выплачивать ежемесячно. Работы по машинизированному уходу за молодым древостоем помогают лесозаготовительным компаниям сбалансировать сезонные колебания своей деятельности. Когда степень эксплуатации базовой машины удается повысить за счет лесохозяйственных работ, выполняемых в теплое время, когда грунт оттаял, постоянные расходы распределяются в соответствии с увеличившимся числом машино-часов, что означает сокращение объема затрат на один час эксплуатации техники. Приведены данные о влиянии дополнительного объема работы (670 или 1507 дополнительных рабочих часов), выполненной с помощью дополнительного оборудования стоимостью 20 000 евро, на стоимость одного рабочего часа харвестера в течение года по сравнению с ситуацией, когда харвестер эксплуатируется только в течение полугода (рис. 14).
С точки зрения комплексной экономичности эксплуатации лесной техники общее количество рабочих часов является столь важным фактором, что приобретение дополнительного оборудования для лесохозяйственных работ становится для контрактора рентабельным вложением даже при выполнении небольшого объема дополнительных работ. Приведены данные, отражающие изменение объема затрат на один час эксплуатации базовой машины стоимостью 150 000 евро при использовании дополнительного оборудования разной стоимости в случае, когда с помощью инвестиций на приобретение последнего можно увеличить рабочее время на 1-3 месяца в году по сравнению с исходной ситуацией, при которой работы ведутся лишь в течение восьми месяцев в году (рис. 15).
Экологический менеджмент
Рис. 16. Еловый молодняк по прошествии двух лет после машинизированного осветления
При проведении работ по лесовосстановлению и уходу за молодым древостоем, а также в рамках других лесохозяйственных мероприятий необходимо гарантировать биологическое разнообразие природы и учитывать вопросы охраны вод и других объектов лесной среды. Высокопрофессиональный оператор техники в своей работе принимает во внимание как требования лесного законодательства, так и лесной сертификации, которые установлены в отношении экологического менеджмента.
Машинизированное осветление является хорошим методом с точки зрения сохранения ландшафта и использования лесов в рекреационных целях. В молодых лесах, где осветление выполнено этим способом, нет пней, которые остаются после работы мотокусторезом и затрудняют проход по местности (рис. 16). Да и в целом пригодность такого лесного участка для передвижения по нему значительно улучшается в связи с отсутствием лиственных деревьев, выросших из порослевых побегов, а также за счет ходовых линий, проложенных при механической прочистке молодняка. Основная часть лиственного древостоя, удаленного с корнем, это маломерная древесина, которая перегнивает за пару лет.
Пааво КИИСКИНЕН,
Харри САВОНЕН,
Тимо ТОМПЕРИ,
Лесной колледж Валтимо;
Сари КАРВИНЕН,
НИИ леса Финляндии
