Качество древесины в терминах сучковатости на примере лесных экосистем искусственного происхождения

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-III-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).

Протяжённость зон ствола сосны различных форм, м/%

Таблица 1

Показатель	Вариации по габитусу кроны
	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 (t ф = 2,27 при t st = 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 (t ф = 22–55 при t st = 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 (t ф =39–105 при t st = 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.

Параметры сучковатости стволов сосны различных форм

Таблица 2

Показатель	Вариации по габитусу кроны
	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 (t ф = 29 – 104 при t st = 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 (t ф =64–93 при t st = 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 Pinus sylvestris .