книги из ГПНТБ / Полубояринов, О. И. Влияние лесохозяйственных мероприятий на качество древесины учебное пособие для лесотехнических вузов

Продолжение табл. 9

70

Продолжение табл. 10

с выборкой 44% древесины по запасу.

Полученные данные свидетельствуют о том, что в первые два пятилетия после проведения рубок ухода происходит сни­ жение интенсивности возрастного увеличения плотности дре­ весины. У ели более ощутимо этот процесс проявляется в ме­ нее производительных, с большей исходной плотностью древостоях. В древостоях, произраставших на богатых почвах (пробная площадь 46), исходная плотность была настолько невысока, что значительное снижение темпов ее возрастного увеличения могло бы отрицательно отразиться на механичес­ кой прочности стволов.

Проведенное исследование в целом показало, что рубки ухода значительной интенсивности снижают плотность дре­ весины ели на 0—6% и сосны — на 2—12%.

Еще один вопрос, связанный с плотностью древесины, за­ служивает внимания при рассмотрении проблем рубок ухода. Речь идет об отборе деревьев с повышенной плотностью дре­ весины и сохранении их как деревьев будущего при проведе­ нии рубок ухода. Если бы были найдены доступные быстрые методы определения плотности древесины стоящих деревьев, то этот прием мог бы повысить качественные показатели древостоев при проведении рубок ухода.

С плотностью древесины хорошо коррелируются ее меха­ нические свойства {63]. Поэтому всякое снижение плотности древесины означает снижение ее механических свойств и нао­ борот.

71

Важный вопрос о влиянии рубок ухода на плотность дре­ весины нельзя считать полностью решенным. Противоречи­ вость полученных данных требует проведения дополнительных исследований.

Значительно более единодушны мнения исследователей от­ носительно влияния рубок ухода на форму ствола. По полу­ ченным данным в свойных древостоях густого стояния выра­ щиваются более прямоствольные и более полнодревесные ство­ лы, чем в редких. Однако, как показали исследования А. В. Давыдова [19], ухудшение формы ствола, происходящее в результате разреживаний, не столь велико. К этому выводу можно добавить, что значение формы ствола как показателя качества древесины зависит от цели хозяйства; при выращи­ вании пиловочника оно больше, чем при выращивании балан­

сов.

Чем гуще древостой, тем меньше средний диаметр сучьев, тем раньше начинается процесс отмирания нижних ассими­ ляционных органов путем естественного очищения от сучьев. Поэтому после проведения рубок ухода сучковатость древостоев может несколько повышаться [19].

Установлено, что рубки ухода могут оказывать влияние на ход ядрообразовательного процесса. Как правило, на разре­ женных участках процент ядровой древесины ниже, чем на неразреженных.

Плохо исследованы вопросы о влиянии рубок ухода на не­ которые скрытые пороки, такие, как крень и тяговая древе­ сина. Актуальность подобных исследований возрастает в свя­ зи с применением новых способов рубок ухода, включая корридорные прореживания.

5.5. ОБРЕЗКА СУЧЬЕВ

Биологические предпосылки обрезки сучьев и техника проведения этого приема как одного из наиболее радикаль­ ных средств улучшения качества древесины на корню подроб­ но освещены в ряде монографий и обзорных работ [35, 36, 58, 137]. Несмотря на давнюю историю применения обрезки * по­ являются все новые исследования влияния обрезки на качест­ во древесины. Эти исследования в значительной степени опре­ деляются применением новых способов обрезки и, в частно­ сти, использованием для удаления сучьев химических средств и машинной техники. Более углубленно исследуются послед­ ствия применения и традиционных способов обрезки.

* М. Е. Ткаченко [79] указывает, что обрезка сучьев как один из при­ емов более тонкого ухода за деревьями в лесу описана еще в I веке до на­ шей эры Лукрецием.

72

Интересные данные о влиянии удаления хвои на биологи­ ческое равновесие дерева и на процессы формирования дре­ весины приморской сосны получены во Франции [157]. Было установлено, что в первый год после применения приема плот­ ность древесины была очень низкой, в последующий год — на­ против — очень высокой. Внутри годичного слоя процент дре­ весины с высокой плотностью, как правило, возрастал с уси­ лением степени дефолиации.

В ряде ранее опубликованных работ показано, что обрез­ ка живой кроны оказывает сильное влияние на величину ус­ ловной плотности. Сопутствующее обрезке уменьшение фотосинтетического аппарата вызывает уменьшение образования ранней древесины ствола. Степень обрезки, необходимой для заметного увеличения плотности древесины, ограничивается опасностью снижения прироста. Поэтому с целью увеличения плотности древесины обрезка рекомендуется только в случае чрезмерного роста, наблюдаемого, например, у дуглассии

[128]

Главной и непосредственной целью обрезки остается, разу­ меется, получение в стволе широкой зоны бессучковой древе­ сины. Она, как и прежде, в настоящее время широко рекомен­ дуется для применения на хвойных породах, плохо очищаю­ щихся от сучьев естественным путем, и в особенности на плантациях, где, как правило, применяются редкие посадки.

В последнее время большое внимание уделяется исследо­ ваниям возможных отрицательных последствий так называе­ мой «зеленой» обрезки, при которой уделяются живые ветви. М. Жумер [183] обнаружила увеличение зоны окрашенной древесины при обрезке осины, а В. Хайсканен и А. Тайпале [114] подробно исследовали влияние на качество древесины местных засмолков, образующихся при обрезке живых ветвей сосны. Было показано, что данные явления не оказывают су­ щественного влияния на качество древесины. Вновь получены данные, свидетельствующие о необходимости осторожного проведения зеленой обрезки тополей, связанной с возмож­ ностью внесения инфекции в образующиеся раны. С другой стороны, было показано [114, 183], что обрезка мертвых сучьев у ели, березы и осины уменьшает появления гнили. Подобные же результаты получены ранее в США при исследовании, лиственных пород .

Влияние зеленой обрезки ели на качество древесины в последние годы подробно исследовано в ФРГ [127]. Показы­ ваются неоспоримые преимущества этого приема перед всеми другими способами улучшения качественного состояния на­ саждений ели.

В' лесоводственной литературе ФРГ, Франции, Швеции и Японии в последнее время опубликован ряд статей в связи с

73

использованием для обрезки сучьев.специально сконструиро­ ванных машин. Наибольшее распространение в зарубежной практике находит машина KS31 («Древесная обезьяна»), В работе X. Сахссе [161] проанализировано формирование го­ дичного кольца 30-летних деревьев ели и сосны, подвергших­ ся машинной обрезке. Показано, что следствием такой обра­ ботки является образование у ели многочисленных патологи­ ческих смоляных ходов, уменьшение ширины годичного слоя и снижения процента поздней древесины. Реакция сосны ока­ залась менее выраженной. Серьезной критике машинная об­ резка подверглась в работах шведских, французских и япон­ ских специалистов. В работе японского автора, в частности, показано плохое качество самой обрезки сучьев, особенно сучьев с большим диаметром.

В связи с ограниченными пока возможностями применения машинной обрезки продолжаются активные поиски по созда­ нию менее сложных устройств и механизмов для обрезки

[115].

С целью сокращения значительных трудозатрат, являю­ щихся главным препятствием для широкого использования обрезки сучьев на практике, был разработан способ так назы­ ваемой «химической» обрезки, который заключается в опрыс­ кивании растворами ростовых веществ нижней части кроны деревьев с целью вызвать ускоренное отмирание ветвей и тем самым способствовать процессу естественного очищения ство­ ла от сучьев. Положительный опыт применения этого приема описан в советской литературе [62]. Химическая, обрезка осо­ бенно хорошо зарекомендовала себя для борьбы с водяными побегами дуба и других пород.

Положительные технические последствия искусственного удаления сучьев в настоящее время сомнений не вызывают. Менее определенны и даже противоречивы высказывания от­ носительно экономических выгод обрезки как всякого долго­ срочного лесохозяйственного мероприятия. Тем не менее, при условии своевременного проведения и выращивания крупно­ мерной древесины, обрезка сучьев, как показывает опыт, яв­ ляется весьма рентабельной. Экономически выгодной явля­ ется даже простая обивка мертвых сучьев.

В тех случаях, когда древесина .выращивается при корот­ ких оборотах рубки, как например, балансовая древесина южных сосен в США, обрезка сучьев экономически не выгод­ на. Более целесообразным в этих условиях считают [178] про­ ведение селекционной работы по отбору менее сучковатых форм культивируемых древесных пород.

74

5.6. УДОБРЕНИЯ

Одним из проявлений происходящей в настоящее время во многих странах интенсификации лесохозяйственного произ­ водства является применение удобрений. Проведенные обшир­ ные исследования, Касающиеся увеличения продуктивности лесов путем использования удобрений, показали, что во мно­ гих случаях за счет удобрений прирост может быть повышен на 50%.

Средние цифры повышения прироста для скандинавских стран составляют 30—50% [123].

Такое значительное повышение объемной продуктивности лесов под влиянием удобрений вызывает у потребителей дре­ весины вполне обоснованные опасения о снижении качества древесного^сырья, выращенного на удобренных площадях.

Анализ пока еще не очень обширной литературы, посвя­ щенной изучению влияния удобрений на качество древесины, дает, с первого взгляда, довольно пеструю и противоречивую картину. Однако при более тщательном изучении получен­ ных данных становится очевидным, что влияние удобрений на качественные характеристики древесины в значительной степени зависит от условий роста насаждений и отдельных деревьев до применения удобрений. Картина влияния удобре­ ний на качество древесины далее еще более, дифференциру­ ется в зависимости от режима внесения удобрений.

С учетом указанных особенностей и следует рассматри­ вать влияние удобрений на строение и свойства древесины.

Немногочисленные исследования, посвященные влиянию удобрений на длину трахеид, показали, что этот показатель в известной степени зависит от увеличения скорости роста. В этой связи было обнаружено [159] снижение длины трахеид сосны ладанной на 5—10% под влиянием удобрений. Однако по данным других исследований, проведенных на ели, такого снижения обнаружено не было [123].

По данным ряда исследований можно сделать вывод о том, что тангентальный диаметр трахеид в меньшей степе­ ни зависит от скорости роста, изменяющейся под влиянием удобрений, чем радиальный диаметр.

Имеющиеся данные говорят о том, что в результате при­ менения удобрений толщина стенок трахеид как ранней, так и поздней древесины уменьшается на 5—20% [155, 159]. Од­ нако это уменьшение отмечалось только у тех деревьев, ко­ торые характеризовались средним или быстрым ростом до применения удобрений, т. е. имели годичные кольца толщиной более 2 мм. По данным, полученным на деревьях медленного роста, уменьшения толщины клеточных стенок не обнаружено.

75

О влиянии удобрений на химический состав древесины по­ ка имеется мало данных. По исследованиям Г. Клемма [124J содержание экстрактивных веществ в заболони сосны и ели под влиянием удобрений заметно не изменилось. Б. Эриксон [123] сообщил, что применение удобрений может вызвать уве­ личение содержания лигнина в древесине ели. Эти результа­ ты согласуются с тем фактом, что удобрения, как правило, увеличивают в большей степени образование ранней, более богатой лигнином, древесины, чем поздней. Изменение соот­ ношения ранней и поздней древесины в пользу первой многие исследователи считают наиболее характерной особенностью влияния удобрений на строение древесины.

В связи с изменениями процента поздней древесины нахо­ дятся и вариации в плотности древесины, сформированной после применения удобрений. Многие эксперименты свиде­ тельствуют о том, что плотность древесины деревьев, харак­ теризующихся медленным ростом, в результате применения удобрений увеличивается, в то время как у деревьев со сред­ ним и быстрым ростом после применения удобрений плот­ ность не изменяется или даже уменьшается примерно на

5 -8 % .

Снижение плотности древесины под влиянием удобрений является практически наиболее важным последствием этого мероприятия, особенно в древесине, предназначенной для вы­ работки целлюлозы.

Для того, чтобы выработка волокнистых полуфабрикатов не сократилась в результате снижения плотности древесины, необходимо увеличить объем заготовляемой, доставляемой и перерабатываемой древесины на величину, приблизительно равную проценту снижения плотности. В связи с этим едини­ ца объема древесины, заготовляемой в удобряемых лесах, для большинства предприятий будет иметь меньшую цен­ ность чем сырье из неудобряемых лесов.

В дополнение к сказанному следует указать, что древеси­ на из удобренных лесов может дать бумагу с пониженным сопротивлением раздиранию, но с более высокими показате­ лями плотности, равномерности, сопротивления продавливанию и разрывной длины.

Ценным положительным эффектом регулярного примене­ ния удобрений является снижение диапазона колебаний свойств древесины в древостое. Более равномерная по свой­ ствам древесины дает бумагу лучшего качества.

Имеется очень мало данных о влиянии удобрений на ка­ чество пиловочника. По исследованиям норвежских ученых [125], показатели механических свойств древесины из удоб­ ренных лесов снизились на 10—20% при снижении плотности на 5%- Возможно, еще большее значение, чем снижение плот­

76

ности и механических свойств, имеют «скачки» в ширине го­ дичных колец, которые возникают в начале применения удо­ брений или при нерегулярном их использовании.

Краткий анализ имеющихся данных о влиянии удобрений на качество древесины с несомненностью свидетельствует о том, что при оценке общего положительного эффекта от при­ менения удобрений нельзя игнорировать влияние удобрений на качественную характеристику древесного сырья.

5.7. ОСУШЕНИЕ И ОБВОДНЕНИЕ

После рубрк ухода в условиях СССР мелиорация избы­ точно увлажненных лесных земель является наиболее важ­ ным лесохозяйственным мероприятием по повышению про­ дуктивности лесов [10, 21]. Доказана высокая степень отзыв­ чивости большинства осушаемых древостоев на мелиоратив­ ное воздействие, хотя по отдельным типам лесорастительных условий наблюдается довольно пестрая картина повышения прироста: он колеблется в пределах 6—386% [31]. К сожале­ нию, в подавляющем большинстве исследований оценка эф­ фективности лесоосушительной мериорации производится лишь по количественным показателям увеличения прироста.

Работ, посвященных исследованию влияния осушения на качество древесины, как у нас, так и за рубежом, выполнено очень мало, причем во всех выполненных до настоящего вре­ мени исследованиях оценка этого влияния делается по огра­ ниченному набору показателей.

Ценной работой относительно влияния осушения болотных сосняков на формирование древесины является исследование И. С. Мелехова и Т..А. Мелеховой [44]. Было показано, что у деревьев, растущих на осушенных участках, отложение трахеид не только у молодых, но и у относительно более старых деревьев идет гораздо быстрее, чем на неосушенном болоте. В годичном слое молодых деревьев, произрастающих на осу­ шенной территории, число рядов трахеид к концу вегетацион­ ного периода более чем в два раза превышало число трахеид у деревьев с неосушенной территории. При этом трахеиды с осушенных участков отличались более крупными диаметрами и толщиной стенок.

Данные относительно влияния-осушения на физико-меха­ нические свойства древесины очень противоречивы. По Л. М. Перелыгину [53], в первое десятилетие после осушки, когда наблюдается интенсивное увеличение прироста по диа­ метру, физико-механические свойства ухудшаются. В даль­ нейшем, по мере уменьшения ширины годичных слоев, про­ исходит повышение показателей физико-механических свойств древесины, которые достигают величины, превышающей те же свойства до осушения.

77

По данным Н. И. Федорова [85], в результате осушения сосняков физико-механические свойства древесины улучша­ ются: плотность древесины увеличивается на 8%, а предел прочности при сжатии вдоль волокон — на 25%. Такое увели­ чение показателей физико-механических свойств древесины связано, по-видимому, с установленным в этом исследоварии увеличением процента поздней древесины в годичном слое осушенных сосняков. Автор отмечает длительность эффекта осушения.

В работе, посвященной изучению физико-механических свойств сосны на осушенных болотах Западной Сибири [24], авторы не пришли к определенному выводу относительно влияния осушения на свойства древесины, возможно, потому, что насаждения на сравниваемых объектах (болота и сухо­ дол) отличались по возрасту. Было лишь отмечено, что древе­ сина сосны, формирующаяся на осушенных болотах, облада­ ет рядом специфических свойств.

Не вносят достаточную ясность в обсуждаемый вопрос и небольшие по объему исследованного материала работы фин­ ских ученых.

Из сказанного следует, что для установления закономер­ ностей влияния осушения на качество древесины и разработ­ ки наиболее оптимальных (с точки зрения качественных пока­ зателей выращиваемой древесины) режимов осушения лес­ ных площадей необходимо провести обширные дополнитель­ ные исследования.

В отличие от северных таежных лесов в южных засушли­ вых районах основным ограничивающим рост деревьев факто­ ром является недостаток влаги. В этих условиях продуктив­ ность леса может быть значительно повышена с помощью орошения. В качестве примера продуктивности орошаемых насаждений могут служить данные о запасе древесины культур туркестанского тополя, созданных в Кзыл-Калинском лес­ хозе Таджикской ССР [18]. Запас древесины 12-летних куль­ тур достиг рекордной цифры в 1592 м3.

Процессы формирования древесины Pinus ponderosa в оро­ шаемых насаждениях засушливых районов юга США были ис­ следованы Дж. Хау [117]. В наибольшей степени эффект оро­ шения проявился в увеличении (более чем в два раза) числа переходных — от ранних к поздним — трахеид годичного слоя. Автором установлено достоверное увеличение ширины годич­ ного слоя древесины за счет увеличения поздней зоны, плот­ ности древесины и числа трахеид в поздней Зоне годичных слоев деревьев, подвергавшихся ирригации.

В опытах с поливом деревьев сосны обыкновенной во Фран­ ции [158] увеличение ширины годичных колец, напротив, про­ изошло только за счет ранней древесины. Интересно отме-

78

тить, что деревья подчиненного яруса в большей мере реаги­ ровали на увлажнение почвы, чем деревья господствующего

яруса.

Таким образом, на основании результатов опытов с оро­ шением, проведенных в разных географических районах, была установлена возможность регулирования процесса формиро­ вания древесины хвойных пород.

5.8. ХИМИЧЕСКАЯ МОДИФИКАЦИЯ ДРЕВЕСИНЫ НА КОРНЮ

В настоящее время химические вещества различного на­ значения (гербициды, дефолианты, десиканты, ауксины) уже довольно широко применяются в сельском хозяйстве. Мас­ штабы химизации лесного хозяйства значительно скромнее, однако и здесь наметился ряд перспективных направлений, одним из которых может стать химическая модификация дре­ весины на корню. Этот прием означает целенаправленное из­ менение строения, физических свойств и химического состава древесины, осуществляемое путем введения в ствол дерева че­

ческой очистке деревьев от сучьев — уже говорилось в разде­ ле 5.5. Ниже приводятся результаты опытов по химическому регулированию ядрообразовательного процесса и снижению смолистости древесины на корню.

Общеизвестно, что древесина заболони и ядра резко отли­ чается по своим свойствам, и эти отличия отрицательно отра­ жаются на качестве производимой продукции. Поэтому основ­ ной целью регулирования ядрообразовательного процесса яв­ ляется получение более однородного по свойствам древесного сырья.

Принципиальные возможности регулирования ядрообразования у древесных пород обоснованы в ранее опубликован­ ной работе {66]. В течение 1968—1972 гг. были предприняты опыты интенсификации ядрообразования у осины с помощью ростовых веществ, в качестве которых использовался преиму­ щественно бутиловый эфир 2,4,5-Т в слабых дозах. Было по­ казано, что базальная обработка осины бутиловым эфиром 2,4,5-Т вызывает в деревьях интенсивную раневую реакцию, носящую общий характер, что изменяет ход нормально про­ текающих физиологических процессов. Макроскопические из­ менения в древесине опытных деревьев выражаются в значи­ тельном увеличении диаметра бесцветного ядра и в формиро­ вании в периферических слоях заболони кольца защитной дре­ весины. В результате анатомических изменений заболонь об­ работанных деревьев постепенно теряет присущие ей черты и

79