CC BY
15
2. Л1СОЗНАВСТВО, Л1С1ВНИЦТВО
УДК 630* 81 Доц. Ю.М. Дебринюк, к.с.-г.н. - УкрДЛТУ
Ф13ИЧН1 ВЛАСТИВ0СТ1 ДЕРЕВИНИ LARIX DECIDUA MILL
Вивчали ф1зичш властивосп деревини (число mapiB в 1 см. BMicr шзньо! деревини, волопсть, щшьшсть, водопоглинання, усушку, об'емну пориспсть) модрини в люових культурах 36-pi4Horo BiKy. Встановлено досить висога значения цих показнигав. Зроблено висновок про вплнв густотн насаджень на ф1зичш властивосп деревини породи.
Doc. Yu.M. Debrynuk - USUFWT Larix decidua Mill. wood physical features
Wood physical features (number of spheres in 1 sm., contest of summer wood humidity, density, water absorbing capacity of wood shrinkage, wood porosity) of Larix decidua in 36-jears forest cultures. Have been studied in this work. It was calculated that the values of these indicators are guide high. The conclusion as to the forest stand density influence on wood species feature has been made in this paper.
Швидюсть росту дерева та штенсившсть нагромадження деревини - не единий показник, який визиачае його цшшсть. В цьому аспект! важливе значения мае яюсть деревини. Тому, беручи до уваги найвищу продуктившсть дерев модрини, не можливо ¿гнорувати даний показник. Як зазначав S.Bellon [13], найвища продуктившсть та добра яюсть не виключають одна одну. Необхщно лише правильно пвдбрати склад деревостану, його структуру та cnoci6 вирощування [17].
За яюстю деревини 1.Я. Олшиик [8] розм1стив породи таким чином: модри-на европейська, модрина японська, сосна звичайна. Деревина модрини е найбшьш цшною серед аборигенних хвойних порщ, вщзначаючись високими ф1зико-меха-шчними властивостями, мало поступаючись за мщшстю деревиш дуба та ясена, у зв'язку з чим модрину шод1 називають хвойним дубом [4].
Виаслщок вщсутноста крупних сучюв та гнилей, незначно! наявиоста iH-ших вад, мало! зб1жистост1 стовбур1в деревина модрини вщзиачаеться високою яюстю, а стовбури - високим вщсотком виходу цшиих сортименлв. При цьому бшьш мщну деревину мають дерева II i особливо - III класу якоста [7]
Як зазначае А.М.Соб1нов [10], техтчт якоста деревини модрини европей-сько! нижч1, шж у модрини сиб1рсько1, але вищ1, шж у сосни та ялини. Деревина модрини переважае деревину сосни за об'емною вагою, тверд1стю та мщшстю, хоча i иоступаеться за цими показниками деревиш дуба звичайного та модрини сиб1рсько! [12, 11].
За даними D.W.Einspahr, G.W.Wyckoff, M.Fiscus [14], деревина модрини мае необхщш техтчт властивоста, що зумовлюе можлив1сть И використання у технологи отримання целюлози. Мшмальш комерцшш розм1ри досягаються до 18-24-р1чного в1ку. Дослщники вщзначають, що реал1защя програми генетичного иокращання модрини уже у першому поколшш иолшшення сортав дасть 10-15 % збшьшення щор1чного приросту.
За даними В.П.Левченка [7], деревина модрини европейсько! у су борах та у д1бровах вщзначаеться високими мехашчними показниками. Однак деревина модрини ¿з д1бров при однаковому вщсотку шзньо! деревини характеризуеться
бшьш високою мщшстю, шж деревина модрини ¿з субор1в. Р1зниця в мщносл зу-мовлена р1зницею у товщиш кттинних стшок та неоднаковою пориспстю.
За дослщженнями В.П.Левченка [6], мщтсть деревини ранньо! зони модрини европейсько!, сосни звичайно!, сосни Веймутова та ялини европейсько! практично однакова. За мщшстю деревини шзньо! зони автор розм1стив породи в такш послщовностг модрини, сосна, ялина, сосна Веймутова. Враховуючи вимог-лив1сть модрини до осв1тлення, необхщно створювати насадження за И участю се-редньо! повноти, де порода вщзначаеться добрим ростом за висотою [ д1аметром та формуе широю р1чш шари з1 значним в1дсотком тзньо! деревини. Поряд з цим, в насадженнях з бшьш високою повнотою модрина формуе р1чш шари з бшьшою шириною зони тзньо1 деревини.
H.Leibundgut [15] повщомляе про закладеш у Швейцарп в 1945-46 рр. до-слщш культури модрини европейсько! 27-ми походжень, в яких у 1970 р. тд час проведения прорщження на 126-ти зрубаних деревах анал1зували утворення ядро-во1 та заболонно! деревини на поперечних зр1зах. Встановлено, що число р1чних кшець в ядровш частиш деревини збшьшуеться прямо пропорцшно д1аметру сто-вбура без кори. Р1внинш швидкоросл1 екотипи мали у загальному бшьший вщсо-ток кшець в ядр1, шж високопрш повшьнорослг Найбшьшу частку ядра ХРюуага [16] виявив у шдтатранського екотипу (80-95 %), тод1 як у шших екотишв цей по-казник був приблизно однаковим (75-80 %).
3 метою вивчення яюсних показниюв деревини псевдотсуги вивчали И фь зичш властивосп (число шар1в на 1 см, вм1ст тзньо! деревини, волопсть, щшь-шсть, розбухання, об'емну пориспсть, всихання). При виконанш дослвдв корис-тувались положениями ГОСТ 16483.37-80, ГОСТ 16483.38-80, а також ¿снуючим методичним забезпеченням [2, 9].
Матер1алом для дослщження ф1зичних властивостей деревини послужила середня модель модрини европейсько! 36-р1чного вшу. Таксацшш характеристики насадження, в якому дослщжувалась модель, таю: склад - 8Мде1С1Дпн + Лп, Кля од. Г, Бк, тип л1су - Сп2-г-сД, тип Грунту - слабодерново-слабошдзолистий суш-щаний на карбонатному леи. Таксацшш характеристики модельного дерева та ви-сота взяття зразюв деревини для дослщження вказаш у таблиц!.
3 анал1зу показниюв макроструктури деревини видно, що кшьюсть р1чних шар1в в 1 см спочатку зростае до висоти 9,0 м, теля чого знижуеться. Середня ширина р1чного шару ¿з зб!льшенням висоти дерева постшно зростае. Абсолютн! значения обох показниюв в межах стовбура коливаються не дуже сильно - ±14-21 % вщ середнього значения.
Анал1з ходу росту дерева за д1аметром показуе, що вже починаючи з 10-15-р1чного в1ку середня ширина р1чного шару модрини зменшуеться. Як свщчать наш! дат, ¿з зменшенням ширини р1чного шару вм1ст тзньо! деревини в ньому зростае. Д.Д.Лавриненко та ш. [5] встановили, що, починаючи з 30-р1чного вжу, модрина продукуе др1бношарову деревину, що шдвищуе И яюсть, особливо при зрубувант породи в 50-60 роюв. В.П.Левченко [7] також зазначае, що ширина рь чних шар1в у модрини максимального значения досягае приблизно в 10-р1чному вщ1, а вщсоток шзньо! деревини е найвищим в 30-35-р1чному вщ1, теля чого за-лишаеться бшьш-менш стабшьним.
Для пор1вняння (див. табл.), иаймеишу ширину р1чних кшець у модрини европейсько! (1,37 мм) J.Piovarci [16] виявив у Високих Татрах на bhcotí 1300 м н.р.м.
Bmíct nÍ3Hboi деревини з висотою стовбура пом1тно зменшуеться - бшьш шж на 10 %. Незважаючи на високоштенсивний picT модрини як за висотою, так i за д1аметром, а також той фактор, що рад1альний npnpicT у кращих умовах зрос-тання збшьшуеться иередушм за рахунок ранньо! зони, bmíct тзньо! деревини в р1чних шарах становить коло 1/3 ширини pinHoro шару, що можна вважати висо-ким показником. Як вщомо, деревина з бшьшим bmíctom тзньо1 зони в р1чному mapi мае бшьш bhcokí показники мщностг За даними В.П.Левченка [7], низька иовнота насадження та добре осв1тлення сприяють збшьшенню д1аметра трахещ i товщини ix ctíhok, але при цьому сиостер1гаеться зниження вщсотка тзньо1 деревини, а, значить, i мщноста деревини.
Дослщжуючи вщсоток nÍ3Hboi деревини, J.Piovarci [16] встановив, що цей иоказник у Larix decidua Mill. slovacica Sim. становить у середньому 37,4 %, що на 4-7 % бшьше, шж у модрини судетського та альпшського екотииу. Встановлено. що при ширит р1чних кшець в 6 мм вщсоток тзньо! деревини на 15-20 % нижний вщ середнього. Помине збшьшення даного показника досл1дник спостер1гав у де-ревостанах, починаючи з 60 pokíb, у шариського екотииу bíh становив 39,543,0 %, а татранського - 39,2-43,1 %. Як бачимо, наведен! дат е на порядок вищ1 вщ отриманих нами.
Абсолютна волог1сть стовбурно! деревини мае ч1тку тенденц1ю до зрос-тання Í3 зб1льшенням висоти дерева. Р1зниця м1ж цим показником на bhcotí 3,0 та 23,0 м становить понад 50 %. Змша вологост1 в межах стовбура може бути иов'я-зана Í3 функщями, як1 виконують pÍ3HÍ частини стовбура - мехашчш у нижн1й та розвиток асим1ляц1йного апарату - у верхнш частин1. 1стотне зростання абсолютно! вологост1 деревини Í3 збшьшенням висоти характерне також i для шших иор1д, зокрема - бука [2].
Вщносна волог1сть деревини, як i абсолютний иоказник, íctotho зростае í3 зб1льшенням висоти стовбура. MeHmi числов1 значения даного показника зумов-лен1 специф1кою способу ix визначення.
Дуже важливе значения при використанш деревини мае И всихання. У зв'я-зку Í3 р1зними розм1рами nÍ3HÍx та paHHix зон, щшьшстю деревини, нахилом mík-роф1брил, особливостей вииаровування Í3 деревини м1крокап1лярно1 та адсорбцш-но1 вологи, процес всихання деревини протжае неоднаково в р1зних напрямках.
Так, рад1альне всихання у поперечному напрямку становить в основному 3-4 % по всш bhcotí стовбура. Всихання деревини у тангентальному напрямку приблизив у два рази бшьше вщ рад1ального (5-8 %). У 3míhí показника тангента-льного всихання Í3 зб1льшенням висоти дерева проглядаеться певна законом1р-HicTb. Найвище всихання (8 %) cnocTepiraeMO на висотах 3-7 м, певне зменшення (6-7 %) - на висотах 9-17 м, i ¿стотне зниження (4-5 %) - на висотах 21-23 м. Тан-гентальне всихання модрини в цшому под1бне до такого у клена-явора [3].
Як бачимо, рад1альне всихання приблизив у два рази менша в1д тангента-льного, що пов'язано Í3 р1зним кутом иахилу м1кроф1брил, иеоднаковою ix к1ль-к1стю в paHHix i nÍ3HÍx зонах р1чних mapiB, меншою щ1льн1стю ранньо! зони.
Найменше всихання деревини cnocTepiraeMO по довжии1 (0,3-1,0 %). Яко!сь певио! законом1рност1 в розподЫ значень цього показника Í3 зм1ною висоти стов-
бура не пом1чаемо. В напрямку иайбшьшо! жорсткосп вздовж волокон всихання деревини найменше [2].
Повне об'емне всихання е фактично результуючим показником поиередшх трьох визначень. Як [ показник В1:тах, об'емне всихання знижуеться ¿з збшьшенням висоти дерева, иричому так же иоетапно, як [ тангентальне всихання.
3 метою встановлення доиусюв на всихання при сушшш пиломатер1ал1в, шпону та ш., нами визначено коефщент всихання для р1зних напрямюв. Як видно ¿з таблищ, змша коефщенту всихання ¿з збшьшенням висоти стовбура шдио-рядковуеться тим же законом1рностям, що [ змша вщносного показника всихання.
Цжавим е дослщження характеру водопоглинання деревини. Шсля 30-денного намочування зразюв деревини у вод1 отримали графжи, крив1 яких характеризуюсь иоглинання вологи у чаш деревиною, взятою на р1зних висотах стовбура (рисунок). Як бачимо, для деревини модрини на вшх висотах зр1зу характерне дуже сильне поглинання вологи иротягом перших двох-п'яти дшв, теля чого до 15-ти дшв процес водопоглинання теж активно, а шзшше - стабЫзуеться, знахо-дячись практично на одному р1вш.
Найбшьш штенсивним поглинаниям вологи характеризуеться деревина на висот1 стовбура 17-23 м, що можна иояснити бшьшим вмятом ранньо! деревини. Деревина, взята з висот 3-13 м, характеризуеться практично однаковим ступенем водопоглинання. Отже, ця деревина е найбшьш придатною для господарських щ-лей, оскшьки меишою м1рою буде розбухати [ коробитися.
Необхщно вщзначити також таку щкаву властив1сть деревини, як виштов-хування вв1брано! вологи. Практично з1 вшх висот стовбура теля 15-20 дшв намочування спостершали зменшення маси зразюв. Причому в наступний иерюд маса зразка знову могла набирати масу внаслщок повторного поглинання води, або [ дал1 виштовхувати вологу, зменшуючи масу (див. рисунок).
140 :
120 :
100 :
О4
£ 80 -
о :
<2 60 ;
о :
И 40 :
20 0
0 5 10 15 20 25 30 35
Тривал1сть водопоглинання, дшв
Рис. Характер водопоглинання деревини модрини на ргзних висотах —♦—3,0 м -»-5,0 м —А—7,0 м---9,0 м -а- 13,0 м -•- 17,0 м -+ -21,0 м--23,0 м
Надзвичайно важливим ф1зичним показником деревини, який мае велике ирактичне значения, е И щшьшсть, яка впливае на ряд шших ф1зико-мехашчних властивостей деревини. Як в1домо, деревина модрини належить до иор1д ¿з серед-ньою щшьшстю - 550-740 кг/м3 [2]. Щшьшсть деревини модрини при вологосп в
момент випробування (р„) е досить високою. Цей показник щшьност! деревини ¿з збшьшенням висоти стовбура зростае за рахунок збшьшення вологи по висои стовбура.
Щшьтсть деревини в абсолютно сухому сташ (р0) найвищими значениями вщзначаеться в нижнш частит стовбура. Р1зниця у щшьност! деревини на висотах 3,0 [ 23,0 м становить 22 %. Як бачимо, щшьтсть деревини залежить вщ вологос-тг бшьш щшьною е волога деревина.
Под1бну законом!ртсть спостершаемо [ в розподЫ показника базисно! щшьност! (рбаз) по висои дерева. Для пор1вняння, показники р0 та рбаз модрини дещо поступаються таким у клена-явора [3]. Також трохи вищими е показники ба-зово1 щшьност! деревини сосни звичайно! [1].
Враховуючи залежтсть щшьносп деревини вщ насичення вологою [ з метою можливоста пор1вняння даного показника для деревини р1зних порщ, визна-чали щшьтсть деревини у перерахунку на 12 %-ну волопсть (р12). Осюльки да-ний показник зв'язаний з показником щшьност! деревини при вологосп в момент випробування р„, то [ змша його в межах висоти дерева вщбуваеться аналопчно.
Пор1внюючи отримат показники щшьносп деревини модрини р!2 з л1тера-турними даними [2], необхщно вщзначити в цшому !хню под!бтсть, за якими деревину модрини належать до порщ ¿з середньою щшьтстю (0,550-0,740 г/см3). Цжаво, що починаючи з висоти 13,0 м щшьтсть деревини модрини зростае [ значения р12 вже взноситься до групи порщ з високою щшьтстю деревини (> 0,750 г/см3). Пор1внюючи показники р0 та рбаз 13 вмятом тзньо! деревини, необхщно за-значити, що щ показники зм1нюються однаково ¿з збшьшенням висоти дерева: при зменшент вм1сту тзньо! деревини знижуються [ показники И щшьност!. Мгж юльюстю р1чних шар1в та показниками щшьност! тако! залежноси не спостерша-еться.
Показник об'емно! пористосл деревини зростае ¿з збшьшенням висоти дерева [ знаходиться в оберненш залежност! вщ щшьност! деревини. Необх1дно вка-зати на вщносно невелику р1зницю об'емно! пористоста деревини на висотах 3,0 та 23,0 м (на 10 %).
За результатами проведених дослщжень можна зробити таю висновки та узагальнення.
На слабодерново-слаботдзолистих сутщаних Грунтах в умовах Сп2 мод-рина формуе деревину з широкими р1чними шарами з досить значним в1дсотком тзньо! деревини.
Кшьюсть р1чних шар1в в 1 см спочатку зростае, набираючи максимального значения на висота 9,0 м, теля чого знижуеться. Середня ширина р1чного шару ¿з збшьшенням висоти стовбура зростае, а вм1ст тзньо! деревини - знижуеться. Не-обхщно в1дзначити досить високе абсолютне значения останнього показника -практично на вшх дослщжених висотах стовбура. Чим менша ширина р1чного шару модрини, тим бшьший вм1ст у ньому тзньо! деревини.
У змш показника абсолютно! вологосл деревини ¿з змшою висоти спосте-р!гаемо певну законом!ртсть - ¿стотне зростання даного показника ¿з збшьшен-ням висоти стовбура.
Найменше всихання деревини модрини спостершаемо в напрямку найбшь-шо! жорсткост! волокон - по довжин! (до 1 %). Впоперек волокон всихання най-
бшьше у тангентальному напрямку (5-8 %), де спостершаеться найменша жорст-KicTb, нав1ть пор1вняно з рад1альним напрямком, тут всихання складае лише 34 %. Зпдно з отриманими даними, деревину модрини за щшьтстю (р12) можна вщнести до групи середньо! (0,683-0,737 г/см3) чи групи високо! (0,741-0,812 г/см3) щшьност! деревини. Цей показник в основному зростае ¿з збшьшенням ви-соти дерева.
Щодо щшьност! деревини в абсолютно сухому сташ та базисно! щшьност!, то ¿з збшьшенням висоти дерева щ ф!зичш показники деревини знижуються. Причина полягае у зменшенш BMicry шзньо! деревини в р1чному mapi ¿з зростан-ням висоти стовбура. Середня висота pinHoro шару в нашому вииадку не в1добра-жае показниюв змши щшьност! деревини.
Найменшим показником водоиоглинання характеризуется деревина модрини на висотах 3-13 м. 1з збшьшенням висоти зр1зу водоиоглинання деревини pi-зко зростае, що св1дчить про иопршення ф1зико-механ1чних властивостей деревини. Чим менша висота зр1зу, тим слабше в1дбуваеться процес поглинання вологи.
Порист1сть деревини знаходиться в оберненш залежност1 в1д щ1льност1: чим бшьша иорист1сть, тим менша щшьшсть деревини.
Модрину необх1дно вирощувати в насадженнях середньо! иовноти, де створюються сириятлив1 умови для формування деревини високо! якост! i де для деревини модрини характерна бшьш висока м!цн!сть, н!ж в низькоиовнотних насадженнях.
Лггература
1. Божок О.П. Зм1на щ1льност1 деревини сосни звичайно! за рад1усом стовбура// Л1с. госп-во, л1с., папер. i деревооброб. пром-сть. - Льв1в: CßiT, 1992, вип. 23. - С. 13-16.
2. Божок О.П., BiHTOHiB I.C. Деревинознавство з основами л1сового товарознавства. - К.: НМК ВО, 1992. - 320 с.
3. Винтонив И.С. Физико-механические свойства древесины явора, произрастающего в Прикарпатье// Лесн. хоз-во, лес., бум. и деревообраб. пром-сть. - К.: Буд1вельник, 1990. - Вып.21. -С.7-8.
4. Калужский Н.И. Особенности создания лесных культур у западных областях УССР. -Львов: Изд-во Львов. ун-та, 1961. - 60 с.
5. Лавриненко Д.Д., Флоровский A.M., Ковалевский А.К Типы лесн^1х культур для Украины. - К.: Изд-во АН УССР, 1956. - 288 с.
6. Левченко В.П. Будова та мщшсть деревини хвойних пор1д// Наук. пр. УСГА. - К., 1960. - Т.16. - Вип.8. - С.151-158.
7. Левченко В.П. Строение и физико-механические свойства древесины лиственницы европейской, произрастающей у культурах Украинской ССР: Автореф.дис... канд. с.-х. наук: Ин-т леса АН СССР. - К., 1956. - 23 с.
8. Олейник И.Я. Лиственница японская в лесных насаждениях западных районов УССР: Автореф. дис... канд. с.-х. наук: 06.03.03 /Харьков. с.-х. ин-т им. В.В.Докучаева. - Харьков, 1977. -21 с.
9. Полубояринов О.И. Плотность древесины. - М.: Лесн. пром-сть, 1976. - 159 с.
10. Собинов A.M. Лесные культуры быстрорастущих ценных пород. - М.-Л.: Гос. лесотех. Изд-во, 1947. - 116 с.
11. Шкутко Н.В. Хвойные Белоруссии: Эколого-биологические исследования. - Минск: Навука i тэхшка, 1991. - 264 с.
12. Щепотьев Ф.Л., Павленко Ф.А. Разведение быстрорастущих древесных пород. - М.: Лесн. пром-сть, 1975. - 232 с.
13. Bellon S. Hodowla drzewostanöw dwupi^trowych z udzialem modrzewia i gatunköw cienioznosnych// Lesnictwo. 1972. Z.17. S.171-189.
14. Einspahr D.W., Wyckoff G.W., Fiscus M. Larch- a fast- growing fiber source for the lake states and northeast// J.Forest. 1984. № 2. P.104-106.
