Качество древесины в терминах сучковатости на примере лесных экосистем искусственного происхождения

УДК 630*812 Ю.М. Авдеев

КАЧЕСТВО ДРЕВЕСИНЫ В ТЕРМИНАХ СУЧКОВАТОСТИ НА ПРИМЕРЕ ЛЕСНЫХ ЭКОСИСТЕМ ИСКУССТВЕННОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ

В статье проведена сравнительная оценка сучковатости различных форм в посадках сосны обыкновенной (Pinus sylvestris) южной подзоны тайги Вологодской области (зеленомошная группа типов леса). Сформулированы выводы и предложения по получению высококачественной древесины в лесных экосистемах Pinus sylvestris различных форм.

Ключевые слова: качество древесины; сучковатость; внутривидовая изменчивость; лесные экосистемы.

Yu.M. Avdeev WOOD QUALITY IN TERMS OF GNARLY CHARACTERISTIC ON THE EXAMPLE OF THE ARTIFICIAL ORIGIN FOREST ECOSYSTEMS

The comparative assessment of different forms gnarly characteristic in pine (Pinus sylvestris) plantations of southern taiga subzone in the Vologda region (green moss group of forest types) is conducted in the article. The conclusions and suggestions for obtaining high-quality wood in the forest ecosystems of pine (Pinus sylvestris) various forms are formulated.

Key words: wood quality; gnarly characteristic, intraspecific variability, forest ecosystems.

Введение. Качество древесных стволов является одновременно его технической и экономической характеристикой. В странах Европы, Северной Америке, Японии внедрены долгосрочные программы целевого выращивания древесины, предусматривающие доступные для лесовода-практика методы, основанные на правильном выборе выращиваемой древесной породы, оптимальном расположении растений по площади, своевременном проведении лесоводственных уходов. Опыт этих стран показывает, что повышение качества древесины обеспечивает значительный экономический эффект [5].

Производство лесоматериалов занимает одно из ведущих мест по объемам внутреннего валового продукта и экспорта в структуре экономики северо-запада России. Весомой составляющей их конкурентоспособности является высокое качество. Качество российских лесоматериалов, поставляемых на экспорт, уступает зарубежным конкурентам, что существенно снижает возможности государства в получении максимального дохода от их реализации. Отсутствие стабильного качества лесоматериалов, соответствующего требованиям потребителей, не позволяет рационально интегрировать национальную экономику в мировое пространство и занять в нем достойное место. Особенно остро проблема качества встает в свете предстоящего вступления России во Всемирную торговую организацию [8].

Чем дороже готовое изделие, тем выше требования, предъявляемые к сырью, из которого оно изготавливается. Применительно к древесине - это прежде всего относится к сучковатости [9].

Качество круглых лесоматериалов обусловлено наличием и выраженностью пороков, основными из которых являются сучки различных категорий [2,3]. Сучки - это неотъемлемая часть всех древесных стволов и получаемых из них сортиментов. Сортность 70 % сосновых круглых лесоматериалов определяется их сучковатостью [9].

В целях ускоренного лесовыращивания, улучшения состава и повышения устойчивости лесов необходимо наряду с проведением тех или иных мероприятий глубже изучать и рационально использовать формовое разнообразие древесных пород. Морфологические различия важны тем, что они связаны с другими, практически значимыми свойствами, в том числе с качеством древесины в терминах сучковатости.

Внедрение в лесохозяйственную практику научно обоснованных способов лесовыращивания, позволяющих снизить сучковатость древесных стволов и тем самым повысить их качество, является актуальной задачей.

Цель исследований. Сравнительная оценка сучковатости различных форм в посадках Pinus sylvestris южной подзоны тайги Вологодской области (зеленомошная группа типов леса).

Задачи исследований. Закладка пробных площадей с проведением на них лесоводственно-таксационных исследований, отбор и обмер модельных деревьев, анализ полученных результатов и формулирование выводов и рекомендаций.

Методы и результаты исследований. Материалы закладки и таксации пробных площадей позволили получить объективную информацию о лесоводственно-таксационных показателях исследуемых насаждений, обосновать выбор модельных деревьев для оценки сучковатости древесных стволов [1,7]. Всего заложено 8 пробных площадей. Для определения показателей сучковатости древесных стволов методом пропорционально-ступенчатого представительства отобрано 60 модельных деревьев сосны и детально обследовано 4,6 тыс. открытых сучков.

На каждом модельном дереве замеряли протяженность бессучковой зоны, зоны с сухими сучьями, живой кроны с точностью до 0,1 м. Замеряли диаметр у основания сучков электронным штангенциркулем марки ШПЦ-Ш-400 с точностью 0,01 см [9].

Анализ результатов исследований основан на системном подходе с использованием методов вариационной статистики [4].

Статистическая обработка полученных данных проведена на персональном компьютере с использованием Microsoft Excel.

Выполненный объем исследований позволил с определенной степенью достоверности провести статистический анализ экспериментальных данных и сделать научно обоснованные и достоверные выводы.

При изложении материала использована апробированная ранее классификация [6], на основании которой выделены узкокронная, промежуточная и ширококронная вариации деревьев сосны в лесных культурах. Ниже приводится краткое описание и сравнительная оценка морфологических и таксационных особенностей выделенных форм деревьев сосны.

Узкокронная вариация. Деревья имеют округлую симметричную и ассиметричную, возможно, несколько приплюснутую в направлении ствола крону диаметром до 2 м. Охвоенность побегов плотная. Боковые ветви первого порядка тонкие, диаметром до 2 см, отходят от осевого побега под углом 50-90°.

Промежуточная вариация. Деревья имеют крону диаметром от 2 до 4 м. Охвоенность побегов среднеплотная. Боковые ветви первого порядка диаметром от 2 до 4 см отходят от осевого побега под углом 60-90°.

Ширококронная вариация. Деревья имеют крону диаметром более 4 м. Охвоенность побегов неплотная, рыхлая. Боковые ветви первого порядка диаметром от 4 см отходят от осевого побега под углом 60-90° [6].

Средние лесоводственно-таксационные показатели объектов исследования следующие: первоначальная густота культур 4,0 тыс. шт/га; густота культур в момент исследований 900 шт/га; состав древостоя 8С1Б1Е; возраст посадок сосны 62 года; класс бонитета I; относительная полнота 0,85; запас древесины на гектар составляет 320 м3.

Характер габитуса кроны тесно связан как с таксационными, морфологическими показателями, репродуктивной способностью деревьев, так и с качеством древесных стволов в понятиях их сучковатости (табл. 1).

Таблица 1

Протяжённость зон ствола сосны различных форм, м/%

Вариации по габитусу кроны

Показатель Узкокронная Промежуточная Ширококронная

< 2 м 2 ... 4 м > 4 м

Без сучьев 0,5±0,02 2,5 0,5±0,02 2,2 0,4±0,04 1,7

С мертвыми сучками 16,5±0,02 80,9 17,3±0,03 77,6 15,1±0,03 63,4

С живыми сучками 3,4±0,02 16,6 4,5±0,02 20,2 8,3±0,03 34,9

В рассмотренных вариантах (табл. 1) форм кроны деревьев сосны протяжённость ствола с сучками различных категорий в среднем 19-23 м, причём у ширококронной формы этот показатель максимальный.

На стволах сосны в рассмотренных культурах можно чётко выделить три зоны: бессучковая - нижняя часть ствола, зона с живыми сучками и промежуточная зона с мёртвыми сучками.

Наличие бессучковой зоны и зоны с живыми сучьями свидетельствует о вступлении сосны в фазу естественного очищения стволов от сучьев.

По протяжённости бессучковой зоны лидирующее положение занимают узкокронная и промежуточная вариации сосны, превышая показатель для ширококронной формы на 0,1 м. Статистический анализ данных позволил выявить достоверное различие между выборочными средними значениями на 95%-м уровне доверительной вероятности ^ф = 2,27 при tst = 2,01).

Сравнивая относительные значения показателей, следует отметить узкокронную сосну, для которой протяжённость бессучковой зоны составляет 2,5 % от длины ствола, превышая показатель для промежуточной и ширококронной сосны на 0,3 и 0,8 % соответственно.

Зона с мёртвыми сучками также наиболее развита у промежуточной и узкокронной форм сосны. Явное достоверное преимущество наблюдается для промежуточной формы ^ф = 22-55 при tst = 2,01). Анализируя относительные значения показателей, необходимо отметить узкокронную форму. Протяжённость зоны с мёртвыми сучками достигает здесь 80,9 %, превышая значение для промежуточной и ширококронной формы на 3,3 и 17,5 % соответственно.

По увеличению протяжённости живой кроны формы распределились следующим образом: сосна узкокронная (3,4 м), промежуточная (4,5 м), ширококронная (8,3 м).

Различия между вариантами достоверны на всех уровнях доверительной значимости ^ф =39-105 при = 2,01). По величине относительных показателей формы расположились в обратном порядке.

Таким образом, сравнивая относительные значения показателей, можно заключить, что наиболее выражен процесс естественного самоочищения стволов у узкокронной формы сосны. В этом варианте отмечена наибольшая протяжённость бессучковой зоны и зоны с мёртвыми сучками при наименьшей длине живой кроны.

Параметры сучковатости, такие как толщина сучков по показателю среднего диаметра и количество сучков на 1 п.м. ствола, а также площадь, занимаемая сучками на 1 п.м. ствола, представлены в таблице 2.

Таблица 2

Параметры сучковатости стволов сосны различных форм

Показатель Вариации по габитусу к роны

Узкокронная Промежуточная Ширококронная

< 2 м 2 ... 4 м > 4 м

Средний диаметр сучка, см 1,4±0,01 1,8±0,01 2,3±0,01

Количество сучков, шт / п.м. 6,8±0,01 5,5±0,01 4,6±0,01

Площадь поперечного сечения сучьев, м2 10,5±0,01 14,0±0,01 19,1±0,01

Наибольшим диаметром у основания сучков характеризуется ширококронная форма (табл. 2). Среднее значение показателя в этом варианте достигает 2,3 см, в то время как в узкокронной и промежуточной формах - 1,4 и 1,8 см соответственно. Различия между выборочными и средними показателями доказаны на всех уровнях доверительной вероятности ^ф = 29 - 104 при tst = 1,98).

Однако по числу сучков ширококронные экземпляры сосны занимают лучшее положение, на один погонный метр ствола здесь образуется гораздо меньшее число сучков, чем в других вариантах ^ф =64-93 при 1* = 1,98).

Наибольшее значение показателя отмечено для узкокронных сосен, таким образом, для ширококронных сосен отмечен наибольший диаметр сучков при меньшем их количестве.

Наиболее информативным в этом случае следует считать показатель площади поперечного сечения сучков, включающий значение и толщины сучков, и их диаметр.

В нашем случае по уменьшению площади поверхности ствола, занятого сучками, формы сосны расположились следующим образом: ширококронная, промежуточная, узкокронная. Этот факт позволяет заключить о меньшей сучковатости стволов сосны узкокронной формы.

Нами путем корреляционного анализа подтверждено влияние размера поперечника кроны на исследуемые параметры сучковатости (теснота связи высокая и находится в пределах 0,71-0,90).

Выводы

1. По протяженности бессучковой зоны преобладают узкокронная и промежуточная вариации.

2. По протяженности зоны с сухими сучьями лидирует промежуточная вариация, на последнем месте ширококронная форма.

3. Наибольшая живая крона наблюдается у ширококронных образцов, а самая наименьшая - у узкокронных.

4. Наибольший средний диаметр сучка формируется у ширококронной формации, а самый незначительный - у узкокронной.

5. По количеству сучьев на погонный метр ствола выделяется узкокронная вариация. Меньше всего сучьев у ширококронной формы.

6. Площадь, занимаемая сучками на стволе, имеет наименьший показатель у узкокронной вариации

сосны.

7. Габитус кроны достаточно сильно взаимосвязан с формированием параметров сучковатости.

При целевом выращивании лесных культур и отборе деревьев на качество древесины в показателях сучковатости при проведении рубок ухода в лесных культурах следует принимать во внимание такой важный диагностический признак, как характер габитуса кроны P^nus sylvestr^s.

Литература

1. Александров А.И., Дроздов И.И., Васильев С.Б. Исследование лесных культур. - М.: Изд-во МГУЛ, 2005. - 31 с.

2. ГОСТ 2140-81. Пороки древесины. Классификация, термины и определения, способы измерения. Введ. 01.01.1982. - М.: Изд-во стандартов, 1982. - 111 с.

3. ГОСТ 9463-88. Лесоматериалы круглые хвойных пород. Технические условия. - Взамен ГОСТ 946372; введ. 01.01.1988. - М.: Изд-во стандартов, 1988. - 13 с.

4. Гусев И.И. Моделирование экосистем: учеб. пособие. - Архангельск: Изд-во Арханг. гос. техн. ун-та, 2002. - 112 с.

5. Корчагов С.А. Повышение качественной продуктивности насаждений на лесоводственной основе: автореф. дис. ... д-ра с.-х. наук. - Архангельск, 2010. - 42 с.

6. Маслаков Е.Л., Голиков А.М., Толстопятенко А.И. Формы сосны и их хозяйственное значение: практ. рекомендации. - Л.: Изд-во ЛенНИИЛХ, 1979. - 35 с.

7. ОСТ 56-69-83. Площади пробные лесоустроительные. Метод закладки. - М.: Изд-во стандартов, 1983. - 60 с.

8. Писаренко А.И. Лесное хозяйство России: от пользования - к управлению. - М.: ИД «Юриспруденция», 2004. - 552 с.

9. Полубояринов О.И. Сучковатость древесного сырья. - Л.: Изд-во ЛТА, 1972. - 54 с.