Анатомічні особливості будови деревини сосни звичайної за цільовими методами лісовирощування Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

6. Закон Укра!ни "Про альтернативнi види палива" вiд 14 сiчня 2000 р., № 1391-14 // Bi-домост Верховно! Ради Укра!ни. - 2000. - № 12. - С. 94. [Електронний ресурс]. - Доступний з http://z8kon1 .rаdа.gov.uа/lаws/show/1391-14.

7. Lаkydа P.I. Вюшазз Energy Europe - Illustration сазе for Ukraine / P.I. Lаkydа, R.D. Уазу^Иуп, S.V. Zibtsev аnd other. - Freiburg : University of Freiburg, 2010. - 46 p.

8. Lаkydа P. Energy potentiаl of Ьюшазз in Ukraine / P. Lаkydа, G. Getou^^ R. Vаsylyshyn аnd other // Edited by Dr., Prof. Petro I. Lаkydа. - Kyiv : Publishing Center of NUBiP of Ukraine, 2011. - 28 p.

9. Methods аnd Dаtа Sources for Вюшазз Resource Assessments for Energy / Smeets E. M. W. аnd other. - Freiburg : University of Freiburg, 2010. - Ver. 3. - 272 p.

10. Shvidenko A. Wood for bioenergy in Russiа: Potentiаl аnd Reаlity / A. Shvidenko, S. Nilsson, M. Obersteiner // Wood Energy. - Mаy 2004. - Pp. 323-340.

Василишин Р.Д. Биофизические основы лесной биоэнергетики

Приведены результаты исследований основных физических параметров, которые служат основой для количественной и качественной оценки энергетического потенциала древесной биомассы в рамках производственного (технического) направления лесной биоэнергетики. Приведены параметры энергоемкости компонентов надземной фитомассы (древесина ствола, кора, ствол в коре, древесина и кора ветвей кроны) деревьев главных лесообразующих пород Украины. Предложен анализ понятийно-терминологического аппарата, используемого в исследованиях лесной биоэнергетики.

Ключевые слова: древесная биомасса, биотопливо, биоэнергетика, энергоемкость, главные лесообразующие породы, фитомасса.

Vasylyshyn R.D. Biophysical bases of forest bioenergetics

The results of the reseаrches of the bаsic phys^l pаrаmeters аге presented. They аге а bаsis for quаntitаtive аnd quаlitаtive аssessment of energy potentiаl the wood biomаss within the productive (techn^l) pаrt of forest bioenergetics. The energetic vаlue of аЫ-veground components of phytomаss (stem wood, bаrk, trunk bаrk, wood аnd bаrk of crown branches) for mаin tree species in Ukraine is cаlculаted. The concepts аnd terminology tat used in forest bioenergetics' reseаrches аге proposed.

Keywords: woody biomаss, biofuels, bioenergy, energy vаlue, mаin tree species, phytomаss.

УДК 630*232:475 Доц. В.М. Гриб, канд. с.-г. наук -

НУ бюресурав i природокористування Украти, м. Ктв

АНАТОМ1ЧН1 ОСОБЛИВОСТ1 БУДОВИ ДЕРЕВИНИ СОСНИ ЗВИЧАЙНО1 ЗА Ц1ЛЬОВИМИ МЕТОДАМИ Л1СОВИРОЩУВАННЯ

Наведено результати структурно-анатомiчних дослiджень деревини сосни зви-чайно1, встановлено особливостi 11 будови залежно вщ густоти та вжу насадження. Дослiджено особливостi розподiлу трахе1д ранньо1 та пiзньоi зони деревини за тов-щиною iхнiх стшок.

Ключовг слова: штучнi насадження, густота, деревина сосни звичайно1, анато-мiя рiчного шару, трахе1ди.

Постановка проблеми та ана. ш публiкацiй. Шд час вивчення сезон-но1 динамжи приросту дерев за д1аметром бшьшють дослщжень пов'язана з визначенням лише абсолютних значень цього показника. Але, окр1м визна-чення абсолютно1 величини приросту, важливо зрозум1ти: як формуеться р1ч-ний шар, як анатом1чш змши вщбуваються у деревиш в процеш вегетацп [14]. Так, одним 1з фактор1в, що визначають структуру р1чного шару, е дефь

цит Грунтово! вологи. Припинення приросту за дiаметром, на думку Н.Н. Слагта, визначають за плоскими, товстостiнними к^тинами, якi ут-ворюються на межах рiчного шару. Термiн припинення вщставання кори вiд деревини свiдчить про завершення роботи камбiю [3].

Завдяки роботам А.Б. Жукова [4], О.1. Полубояринова [11], Л.М. Пере-лигта, Б.Н. Уголева [10] та тших встановлено, що формування якостi деревини тривае на всiх етапах розвитку деревостанiв. Крiм цього, свило, температура, родючють Грунту, забезпечення вологою, iнтенсивнiсть транстрацп та асимшяцп впливають на будову i розмiри структурних елементiв деревини [13]. Сукупна дiя цих факторiв для вщповщних типiв лiсових насаджень створюе специфiчну структуру деревини, яка може змтюватись залежно вiд метеорологiчних умов впродовж року. Вважають, що розмiри кттин, товщи-на !х стiнок, стввщношення ранньо! та тзньо! деревини, !! щшьтсть вщоб-ражають умови росту дерев [1]. Так, за зниження вологосп Грунту збшь-шуеться питомий вмют клiтин малих розмiрiв, тдвищуеться дисперсiя цього показника. На думку вчених, тд час дослiдження внутршньо! будови рiчних кiлець деревини можна отримати значно бшьший обсяг тформацп, нiж пiд час встановлення !х бiометричних показникiв.

Будова деревини значною мiрою обумовлюеться лiсорослинними умо-вами [2]. При цьому продуктивнiсть земель, вкритих люовою рослиннiстю, може бути тдвищена за умови проведення мелюративних заходiв i шляхом введення до складу насаджень нових порщ. Число рiчних шарiв у 1 см зни-жуеться в рiдких насадженнях на 54-57 %, частка тзньо! деревини - на 1826 %, а щiльнiсть - на 7 % [12]. Формування широких рiчних шарiв у перiод нарощування приросту стовбура за дiаметром вщбуваеться завдяки збшьшен-ню кiлькостi р.вдв трахе!д. Пiдвищена продуктивнiсть камбiю супрово-джуеться зниженням розмiрiв трахе!д ранньо! деревини. У разi зниження приросту деревини зменшуеться кiлькiсть рядiв трахе!д внаслiдок збiльшення розмiрiв останнiх [5].

Важливим показником впливу типу люорослинних умов на особли-вост анатомп рiчного шару деревини е змша товщини стiнок трахе!д i ств-вiдношення ранньо! та тзньо! деревини [8]. Вирощування деревини iз зада-ним спiввiдношенням цих частин рiчного шару на основi регулювання дiяль-ностi камбiю - одне з важливих завдань люово! галузь Тому актуальним е пи-тання встановлення особливостей будови деревини сосни звичайно! в одновь кових штучних насадженнях, але рiзноl густоти та складу. Збшьшення шири-ни рiчного шару в ранньому вiцi й зменшення у вщ стиглостi пов'язане з роз-витком ранньо! зони, що обумовлюе тдвищення механiчних властивостей деревини у напрямку вiд серцевини до камбто [6, 7]. При цьому динамжа ширини рiчного шару обумовлюеться як бюлопчними особливостями рос-лин, так i лiсорослинними умовами. На думку 1.М. Патлая [9], лише вщсоток товщини стiнок тзшх трахе!д не може бути достатньою характеристикою деревини, оскшьки остання пов'язана з часткою тзньо! деревини i внут-рiшньою структурою кттинно! речовини.

Мета роботи - дослщження особливостей мжроскотчно! будови деревини сосни звичайно! залежно вщ люорослинних умов.

Результати дослщжень. Матерiал для дослiджень було вдабрано в 32-рiчних штучних соснових насадженнях рiзноl густоти, що зростають в умовах свiжих суборiв. Для вивчення динашки формування рiчного шару застосовували макро- i мiкроскопiчний аналiз зрiзiв деревини [13]. Особли-востi 1хньо1 будови встановлювали на рiчних дшянках стовбура у напрямку вiд заболош до серцевини.

Встановлено, що у дерев одного вжу, якi зростають в однакових люо-рослинних умовах, деревина вiдрiзняeться макро- i мжроскошчною будовою. Кiлькiсть рiчних шарiв у деревиш на висотi 1,3 м змшюеться вiд 3 до 8 шт. на 1 см дiаметра стовбура залежно вщ густоти деревосташв. Середня ширина рiчного кiльця змшюеться вщ 2,1 мм у насадженнях iз густотою 929 шт.га-1 до 4,4 мм - у насадженнях, густота яких становить 770 шт.га-1. Ширина зони шзньо! деревини в насадженнях iз меншою густотою в абсолютних величинах мае бшьше значення. Водночас, найвищий коефiцiент сшввщношення шзньо! деревини до ширини рiчного шару (22 %) встановлено в насадженнях iз бiльшою густотою (табл. 1). Найчутлившим показником впливу зовшшшх факторiв на особливостi будови i якiсть деревини е розмiри трахе1д [8]. Зi збiльшенням густоти насаджень цей показник зменшуеться як у раннш, так i в шзнш зонах деревини. При цьому в раннш деревиш розмiри трахе1д мають бiльшi показники у радiальному напрямку, що пов'язано з приростом стовбура за дiаметром. Тангентальш розмiри трахе1д змiнюються у незначних межах. Так, у 20^чному вщ лiнiйний розмiр тангентально1 стiнки трахе1д ранньо1 зони становив орiентовно 34 мкм, шзньо! зони - близько 30 мкм. Ра-дiальний розмiр трахе!д ранньо! зони, залишаючись бшьшим вiд тангенталь-ного, також змшюеться у невеликих межах. Шд час переходу вщ ранньо! до шзньо! зони деревини цей показник зменшуеться майже вдвiчi.

Табл. 1. Особливостг макроскотчно'1 будови ядровоЧ деревини модельных дерев у штучних насадженнях р 'иноТ густоти

№ ПП Густота насадження шт. га-1 Номер модельного дерева Середня ширина р1чного кшьця, мм Середня ширина тзньо! деревини, мм Частка шзньо! деревини, %

1 2,0 0,4 20

З-1 929 2 2,1 0,3 14

3 2,1 0,3 14

Середне 2,1 0,3 16

1 2,3 0,5 22

З-2 1210 2 2,6 0,5 19

3 2,5 0,6 24

Середне 2,5 0,5 22

1 3,5 0,6 17

3-3 719 2 2,9 0,5 17

3 3,0 0,4 13

Середне 3,1 0,5 16

1 4,7 0,5 11

3-4 776 2 4,5 0,7 16

3 4,0 0,6 15

Середне 4,4 0,6 14

Подiбну закономiрнiсть простежуемо i в бiльш ранньому вщь Зi змен-шенням густоти насаджень спостер^аемо збiльшення лiнiйних розмiрiв тра-хе!д як ранньо!, так i в шзньо! зони (табл. 2). Враховуючи значну мiнливiсть розмiрiв трахе!д у межах одного рiчного шару, встановлену пiд час вивчення мшроскошчно! будови деревини сосни, було дослщжено товщину стiнок тра-хе!д ранньо! i шзньо! зони. На думку 1.С. Мелехова [8], люорослинш умови позначаються на анатомп рiчного шару деревини через товщину стшок тра-хе!д. Отриманi данi показують залежшсть мжроскошчно! будови деревини вщ вiку насаджень та лiсорослинних умов. Так, товщина стiнок трахе!д ранньо! деревини ютотно (К2) не змшюеться протягом одного класу вiку. Товщина стшок трахе!д пiзньо! деревини з вжом збiльшуеться. При цьому в уЫх модельних дерев лiнiйнi розмiри радiальних стiнок трахе!д на незначну величину (К2) бiльшi вiд тангентальних.

Табл. 2. Мжроскотчна будова деревини модельних дерев сосни звичайноХ

у культурах рiзно'iгустоти

Лшшт розм1ри трахе!д, мкм Зона р1чного кшьця

рання де ревина у вщд, рок1в тзня деревина у вщд, рошв

20 16 12 20 16 12

ПП З-1, густота 929 шт. га-1

Рад1альний 34,4 36,4 36,8 18,2 22,5 21,6

Тангентальний 30,8 30,6 30,2 26,8 27,9 27,1

ПП З-2, густота 1210 шт. га-1

Рад1альний 36,2 35,0 33,2 21,2 21,1 23,4

Тангентальний 32,5 29,8 33,1 28,1 29,1 29,4

ПП 3-3, густота 719 шт. га-1

Рад1альний 39,4 44,4 38,3 24,9 24,4 21,6

Тангентальний 35,8 37,2 31,8 33,5 32,9 31,9

ПП 3-4, густота 776 шт. га-1

Рад1альний 45,0 42,6 41,0 26,1 23,5 26,0

Тангентальний 36,9 29,8 30,6 33,0 34,7 29,2

Товщина стшок трахе!д шзньо! зони в 2-3 рази перевищуе цей показ-ник ранньо! деревини (табл. 3).

Характер розподшу трахе!д ранньо! зони рiчного шару деревини за товщиною стшок, наведений на рис. 1, свщчить, що в радiальному напрямку товщина стшок трахе!д дещо бiльша, тж у тангентальному, що шдтвер-джуеться показником позитивно! асиметри цього розподшу.

» рад1альш ---□"- тангенальш

1,6 1,8 2,2 2,6 3 3,4 3,8 4,2 Товщина стшок, мкм Рис. 1. Розподт трахеИдранньоНзони деревини за товщиною стток

Табл. 3. РозмЬри стток трахегд деревини сосни звичайно'1 в штучних насадженнях

Розм1р стшок трахе!д, мкм Зона р1чного кшьця

рання деревина у вщ1, рок1в тзня деревина у вщ1, рок1в

20 | 16 | 12 20 | 16 | 12

ПП З-1, густота 929 шт. га-1

Рад1альний 2,7 2,8 2,7 7,0 6,6 5,8

Тангентальний 2,6 2,7 2,5 5,9 6,1 5,2

ПП З-2, густота 1210 шт. га-1

Рад1альний 3,1 2,8 2,6 8,6 6,3 6,9

Тангентальний 2,7 2,7 2,5 6,7 6,1 5,8

ПП З-З, густота 719 шт. га-1

Рад1альний 2,7 2,7 2,9 7,7 8,0 7,6

Тангентальний 2,6 2,6 2,7 7,4 7,1 6,0

ПП З-4, густота 776 шт. га-1

Рад1альний 2,8 2,9 2,8 9,5 10,1 6,8

Тангентальний 2,7 2,9 2,7 8,3 8,0 5,5

Шзня зона рiчного шару деревини представлена товстостшними тра-хе!дами. При цьому в радiальному напрямку розподiл практично вщповщае закону нормального розподiлу. У тангентальному напрямку характер розпо-дшу дещо iнший (рис. 2). Спостер^аемо вщ'емну асиметрiю, або ж розподш мае двi точки екстремуму, що вказуе на бiльшу варiабельнiсть товщини тан-гентальних стiнок трахе!д тзньо! зони деревини.

10 Товщина стшок трахеТд, мкм

Рис. 2. Розподт трахегд тзньоНзони деревини за товщиною стшок

Процеси диференщацп кштин та утворення вторинних i третинних клiтинних оболонок трахе!д стають досить чутливими до еколопчних чинни-юв. Залежно вiд лiсорослинних умов, вжу насаджень, мiсця знаходження у дерев^ спiввiдношення мiж ранньою та шзньою деревиною коливаеться в значних межах. У хвойних порщ навколо серцевини декшька рiчних шарiв мiстять незначний об'ем шзньо! деревини. Потiм и кiлькiсть збiльшуеться i сягае максимуму в шарах, що прилягають до кори. За висотою стовбура вщ окоренка до верхiвки вмiст шзньо! деревини зменшуеться. На думку Г.Ф. Кофмана [5], вщмшносп у сшввщношенш ранньо! та тзньо! деревини за висотою стовбура зумовлюються спадаючими мехатчними навантаження-ми i фiзичними властивостями деревини цих зон.

Уповшьнення процешв росту i висока чутливiсть регуляторно! систе-ми до зовнiшнiх умов може бути зумовлено вжовими змтами в онтогенезi рослин, !х переходом вщ стади активного росту до стади оптимального мор-фо-фiзiологiчного балансу, що шдтримуе необхiдну життездатнiсть рослин-них органiзмiв без значних витрат енергй.

Висновки. Результати проведених дослщжень деревини соснових де-ревосташв доводять вплив густоти та вжу насаджень на формування макро-та мжроскотчно! будови деревини. З вжом довжина трахе!д зменшуеться у 1,2-1,3 раза. Ширина piчного приросту зменшуеться в 1,8-2 раза, що вказуе на загальне зниження кaмбiaльноl активносп дерев. Кiлькiсть тонкостiнних трахе1д у piчномy пpиpостi деревини зi зменшенням густоти насаджень з вь ком знижуеться вiд 70 % до 40 %, а частина тзньо! товстостшно! деревини, навпаки, збшьшуеться вiд 20 % до 35 %. Враховуючи, що трахе1ди тзньо! деревини мають товстi кштинш стiнки, майже позбaвлeнi пор, вони мехатчно мiцнiшi й здaтнi витримувати знaчнi навантаження.

Л1тература

1. Ваганов Е.А. Автоматизированная система измерения и обработки данных о структуре годичных колец / Е.А. Ваганов, К.Ф. Красовский, И.В. Свидерская, А.В. Шашкин // Лесоведение : науч.-теорет. журнал. - М. : Изд-во "Наука". - 1983. - № 2. - С. 73-81.

2. Воробьев Д.В. Природная и фактическая продуктивность лесной площади / Д.В. Воробьев // Лесное хозяйство : журнал. - 1959. - № 11. - С. 10-13.

3. Елагин И.Н. Сезонное развитие сосновых лесов / И.Н. Елагин; отв. ред. А.И. Бузыкин. - Новосибирск, 1976. - 301 с.

4. Жуков А.Б. Техшчш властивосп деревини сосни з лгав Укра!ни / А.Б. Жуков. -ДВОУ Держтехвидав, [Б-р.]. - Ч. 1: Вплив умов мюця зростання на техшчш властивосп сос-ново! деревини. - 1931. - 80 с.

5. Кофман Г.Б. Рост и форма деревьев / Г.Б. Кофман. - Новосибирск : Изд-во "Наука", 1966. - 211 с.

6. Кудрявцев К.А. Качество древесины сосновых семенников / К.А. Кудрявцев // Лесное хозяйство : журнал. - 1968. - № 3. - С. 32-33.

7. Левченко В.П. Змша будови деревини сосни i дуба з вжом / В.П. Левченко // Вирощу-вання i таксащя люових насаджень. - К., 1967. - Вип. 2. - С. 259-264.

8. Мелехов И.С. Значение структуры годичных слоев и ее динамики в лесоводстве и дендроклиматологии / И.С. Мелехов // Лесное хозяйство : журнал. - 1979. - № 4. - С. 6-14.

9. Патлай И.Н. Исследование физико-механических свойств и анатомического строения древесины сосны в опытных географических культкрах / И.Н. Патлай // Лесоводство и агролесомелиорация : респ. межвед. темат. науч. сб. - К. : Вид-во "Урожай". - К. : Изд-во "Урожай". - 1965. - Вип. 3. - С. 161-172.

10. Перелыгин Л.А. Изменение физико-механических свойств древесины сосны и березы по классам развития и возраста / Л.А. Перелыгин // Лесное хозяйство : журнал. - 1953. - № 5. - С. 3-5.

11. Полубояринов О.И. Влияние лесохозяйственных мероприятий на качество древесины : учебн. пособ. [для студ. ВУЗов] / О.И. Полубояринов. - Л., 1974. - 97 с.

12. Рябоконь А.П. Физико-механические свойства древесины сосны в культурах разной густоты / А.П. Рябоконь, Н.П. Литаш // Лесоведение : науч.-теорет. журнал. - М. : Изд-во "Наука". - 1981. - № 1. - С. 39-45.

13. Яценко-Хмелевский А. А. Основы и методы анатомического исследования древесины / А. А. Яценко-Хмелевский. - М.-Л., 1954. - 337 с.

14. Schmitt U. Cambium dynamics of Pinus sylvestris and Betuila spp. in the northern borea forest in Finland / U. Schmitt, R. Jalkanen, D. Eckstein // Silva fenn. - 2004. - Vol. 38, № 2. - Pp. 167-178.

Гриб В.М. Анатомические особенности строения древесины сосны обыкновенной при целевых методах лесовыращивания

Приведены результаты структурно-анатомических исследований древесины сосны обыкновенной, выявлены особенности распределения трахей ранней и поздней зоны древесины по толщине их стенок.

Ключевые слова: искусственные насаждения, густота, древесина сосны обыкновенной, анатомия годичного слоя, трахеи.

Gryb V.M. The anatomical peculiarities of pine common during principal methods the forestry

The results of structural and anatomical researches of pine common are determined. The peculiarities of its structure are established depending on forest plant conditions. The peculiarities of distribution the tracheidis of early and late wood zones in the thickness of their walls are discussed.

Keywords: artificial planting, density, pine common, anatomy of annual layer, trac-heidis.

УДК 631.41:630*2 Асист Т.М. 1ванюк -

Житомирський нащоналъний агроеколопчний университет

Ф1ЗИКО-Х1М1ЧН1 ПАРАМЕТРИ ГРУНТ1В СВ1ЖИХ СУГРУД1В ПОЛ1ССЯ УКРА1НИ

Дослщжено фiзико-хiмiчнi властивосп Грунпв у чистих та мшаних р1знов1ко-вих насадженнях дуба звичайного в умовах свiжих сугрудiв Центрального Полюся Укра!ни. Визначено вмют гумусу та рухомих форм азоту i фосфору в дерново-слабо-ошдзолених Грунтах. Встановлено, що верхш генетичш горизонти Грунпв дубових деревосташв мають кислу та дуже кислу реакщю.

Ключовг слова: Грунт, дуб, азот, фосфор, гумус.

Постановка проблеми. Грунтовий покрив е найважлившим еколопч-ним фактором, який визначае породний склад, продуктивтсть та товартсть деревосташв, тому без його всеб1чного врахування неможливе вирощування високопродуктивних 1 еколопчно стшких насаджень. В умовах Центрального Полюся насадження з переважаючою породою дубом звичайним займають найбшьш родкш землi регiону супiщаного та суглинкового складу.

люов1 насадження мають значний вплив на процеси, що вщбуваються у Грунтах, впливаючи на !х ф1зико-х1м1чн та шш1 властивостi. В умовах Центрального Полюся формування люових Грунпв пов'язане з дерновим та отд-золеним процесами. При цьому значний вплив мае склад рослинного покри-ву, гранулометричний склад Грунту, характер Грунтоутворювально! породи та р!вень тдГрунтових вод [1].

Об'екти та методика досл1джень Дослiдження проводили у люових господарствах, де зосереджено 25576,1 га дубових насаджень. Саме в Емшь-чинському, Коростенському та Олевському люових господарствах знаходять-ся одш з найбiльших у Центральному Полюш площ1 дубняюв вщповщно до загально! площ1 вкритою л1совою рослиннютю земель. У люовому фонд1 трьох наведених вище люових господарств були проведет дослщження в еколопчних умовах св1жих сугруд1в, де об'ектами виступали Грунти мiшаних дубових насаджень. Простежено зм!ну площ у св1жих сугрудах, яка за остан-ш 12 роюв вказуе на !х певну стабшьнють. Змши, як1 вщбулись за цей перюд, е незначними. Площа дубових насаджень зменшилась на 249,6 га, що стано-вить 6,3 % (табл. 1).

Дослщження проводились шляхом закладки пробних площ вщповщно до загально прийнято! у люовш таксацп методики. На пробних площах, по-ряд з визначенням л!с!вничо-таксацшних показникiв насаджень, дослщжува-