CC BY
40
УДК 574
Хвойные бореальной зоны. Том XXXV, № 1-2. С. 123-126
ОРИЕНТИРОВОЧНАЯ ОЦЕНКА СОДЕРЖАНИЯ ПИХТОВОГО МАСЛА
В ДРЕВЕСНОЙ ЗЕЛЕНИ
Р. А. Степень
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
E-mail: [email protected]
Низкий уровень переработки древесины и малый ассортимент вырабатываемых из нее продуктов является главной причиной несоответствующей отдачи наших лесных ресурсов. До настоящего времени в основном используется лишь непосредственно реализующаяся стволовая часть дерева. При этом на лесосеках остается половина биомассы, в том числе охвоенные ветви (древесная зелень), представляющие собой кладовую биологически активных и энергетических компонентов. Наряду с этими ценными продуктами последние, особенно богатые эфирным маслом лесосечные отходы пихты сибирской, служат серьезным источником возникновения лесных пожаров и приоритетным местом размножения насекомых-вредителей. Эти негативные последствия и концентрирование в древесной зелени пихты масла и других полезных компонентов указывают на целесообразность утилизации этого многотоннажного сырья. Целью работы является разработка методики ориентировочной оценки содержания эфирного масла в древесной зелени в пихтовых древостоях центральных районов Красноярского края. Ее использование позволяет определить потенциальные ресурсы масла в естественных насаждениях и принять решение об эффективности утилизации лесосечных отходов. На сегодняшний день практическое использование пока находят охвоенные побеги пихты сибирской, которые перерабатываются с получением практически одного товарного продукта - эфирного масла. Установлено, что учет влияния основных биоценотических факторов позволяет ориентировочно оценить количественное содержание эфирного масла в древесной зелени пихтовых древостоев - определяющий показатель эффективности переработки охвоенных побегов в пихтоваренном производстве. Показано, что основными являются почвенно-климатические условия произрастания насаждений, их возраст, период вегетации и размещение охвоенных ветвей по высоте кроны деревьев. Показано, что экспериментально полученные и рассчитанные по разработанной методике результаты определения выхода пихтового эфирного масла в охвоенных побегах различаются несущественным образом, свидетельствующим о возможности оценки с ее использованием.
Ключевые слова: пихта, древесная зелень, сезонная изменчивость, возраст, ярусы кроны.
Conifers of the boreal area. Vol. XXXV, No. 1-2, P. 123-126 INDICATIVE CONTENT RATING FIR OIL FROM THE TREE GREEN
R. A. Stepen
Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected]
The low level of wood processing and small range of produced from it products is the main reason for the inadequate impact of our forest resources. To date mostly used only immediately realized the stem of the tree. While felling is half the biomass, including kweenie branch (wood green), which is the pantry of biologically active and energy components. Along with these valuable products of the latter, especially rich in essential oils wastes of Siberian fir, are a major source offorest fires and the main place of insect pests. These negative consequences and concentration in wood greens of fir oil and other useful components indicate the feasibility of the recycling of this tonnage of raw materials. The aim of this work is to develop a methodology indication of the content of essential oil in wood green fir stands of the Central districts of the Krasnoyarsk territory. Its use helps to identify potential resources oil natural plantations and make a decision about the effectiveness of the utilization of logging residues. Today, the practical use is still find kweenie shoots of Siberian fir, processed with obtaining almost the same commercial product - essential oils. It is established that the consideration of the influence of the main biocenotic factors to estimate the quantitative content of essential oil in wood greens of fir stands is determinative of the efficiency of processing ohoenix shoots in picturedom production. It is shown that the main ones are the soil and climatic conditions of growth of plantations, their age, period of vegetation and placement of ohoenix branches on the tall trees. It is shown that the experimentally
obtained and calculated by the developed technique, the results of determination output fir essential oil in ohoenix shoots vary insignificantly in a way that testifies to the possibility of assessing its use.
Keywords: fir, wood green, seasonal variability, age, tiers of the crown.
ВВЕДЕНИЕ
Низкий уровень переработки древесины и малый ассортимент вырабатываемых из нее продуктов является главной причиной несоответствующей отдачи наших лесных ресурсов. До настоящего времени в основном используется лишь непосредственно реализующаяся стволовая часть дерева. При этом на лесосеках остается половина биомассы, в том числе охво-енные ветви (древесная зелень), представляющие собой кладовую биологически активных и энергетических компонентов. Наряду с этими ценными продуктами последние, особенно богатые эфирным маслом лесосечные отходы пихты сибирской, служат серьезным источником возникновения лесных пожаров и приоритетным местом размножения насекомых-вредителейи [1]. Эти негативные последствия и концентрирование в древесной зелени пихты масла и других полезных компонентов указывают на целесообразность утилизации этого многотоннажного сырья [2-4].
Целью работы является разработка методики ориентировочной оценки содержания эфирного масла в древесной зелени в пихтовых древостоях центральных районов Красноярского края. Ее использование позволяет определить потенциальные ресурсы масла в естественных насаждениях и принять решение об эффективности утилизации лесосечных отходов.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
ИССЛЕДОВАНИЯ
Из лесосечных отходов основных лесообразующих сибирских пород практическое использование пока находят охвоенные побеги пихты сибирской, которые перерабатываются с получением практически одного товарного продукта - эфирного масла [2; 3]. Наибольшее количество работ в этой области посвящено оптимизации технологии и технологических факторов получения масла [2; 3; 5]. Серьезное внимание уделяется и изучению влияния на его содержание биоцено-тических факторов [2; 3; 6]. Приводятся данные, что в зависимости от их сочетания вклад масла в охвоен-ных побегах варьируется от 1,5 до 6 % от абс. сухой массы. Такое варьирование обусловлено многими причинами, основными из которых считаются плодородие почв, природно-климатические условий, возраст насаждений сезон года, расположение ветвей по высоте кроны. В центральных районах Красноярского края в течение последних 40 лет систематические исследования по утилизации древесной зелени лесосечных отходов пихтовых древостоев проводились также автором с сотрудниками [2; 3; 7]. Изучение влияния биоценотических и технологических факторов проведены и в пихтовых древостоях лесосибирского региона (северная тайга). Их результаты показали, что кооперирование данной территории деревообрабатывающих комбинатов с организацией пихтоваренных производств способствует снижению себестоимости основной продукции предприятий [5; 8].
При систематизации собственных и литературных сведений по пихтоварению не найдено методик, которые бы позволяли ориентировочно оценивать охвоен-ные побеги пихты как сырье для получения эфирного масла. Учитывая ее полезность при решении практических вопросов, предпринята попытка разработать такую методику.
Во избежание влияния индивидуальной изменчивости при проведении исследований образцы охвоен-ных побегов отбирали с 12-15 деревьев. Базовой величиной служил усредненный результат определения содержания эфирного масла в сентябрьской древесной зелени средней части кроны молодняка в пихтовых насаждениях Емельяновского, Козульского, Кан-ского и Ачинского районов. Его величина найдена равной 3,20 0,09 %. Отклонение его выхода в некоторых других древостоях одного возраста, обусловленные условиями произрастания, учитываются коэффициентом К - отношением его вклада на конкретном участке (с1 %) к среднему для рядовых (с = 3,2 %). Его значение для образцов в исследованных нами насаждениях и в древостоях, произрастающих в существенно отличающихся от рядовых участков по почвенно-климатическим условиям, изменялось в пределах от 0,6 до 1,7.
РЕЗУЛЬТАТЫ
И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Характер сезонной, возрастной и эндогенной изменчивости содержания эфирного масла в древесной зелени исследованных древостоев практически одинаков. Максимумы его содержания отмечается в сентябре и мае, минимумы в январе и июне, насыщенность древесной зелени маслом уменьшается со старением деревьев. Его среднее содержание, возрастающее к вершине и убывающее к комлю, отмечается на середине высоты кроны [2].
Влияние сезонной изменчивости содержания эфирного масла в охвоенных побегах изучалось на примере 20-25-летнего молодняка на территории Ко-зульского района. Их образцы отбирали один раз в месяц, результаты анализа которых приведены в табл. 1.
Таблица 1
Изменчивость содержания эфирного масла в годовом цикле
Время года Содержание, Сс, % Тенденция
Январь-апрель 2,09±0,12 +
Май-июль 2,72±0,35 +
Август-декабрь 3,13±0,16 +
Вклад масла, св, в древесной зелени в течение года изменяется в существенных пределах - от 2 % в январе до 3,5 % в сентябре. Вместе с тем в его содержании выделяется 3 периода со сравнительно близкими для практических целей значениями. Минимум масла
приходится на зимние месяцы, когда его содержание в 1,5 раза ниже осеннего. В этот период преимущественно происходит накопление масла, в остальные -его выход варьирует около определенной для данного этапа величины.
В процессе онтогенетического развития также происходят существенные изменения содержания эфирного масла, св, в древесной зелени пихты. Его максимум для исследуемой сибирской зоны наблюдается у молодняков. Как при снижении, так и при повышении возраста деревьев вклад масла уменьшается. В его накоплении по возрастному признаку можно выделить 4 стадии (табл. 2).
Таблица 2
Влияние возраста деревьев на содержание масла в древесной зелени
Древостой Возраст, Содержа- Тенден-
лет ние, Св, % ция
Подрост 8-15 2,42±0,41 +
Молодняки- 20-80 3,38±0,39 -
редневозрастные
Приспевающие 81-100 2,32±0,06 -
Спелые и пере- 101-180 1,70±0,23 -
стойные
Древостой Формула для оценки
Подрост-жердняки Сэ = Св(1±0,05)
Средневозрастные Сэ = Св(1±0,11)
Приспевающие Сэ = С(1±0,17)
Спелые Сэ = Св(1±0,23)
Перестойные Сэ = Св(1±0,29)
При оценке выхода пихтового масла из древесной зелени верхнего яруса кроны его значение возрастает, а нижней - убывает на величину, усредненную для исследуемого возраста. Ее пределы заметно расширяются при старении древостоев, что объясняется увеличением размера кроны и, как следствие, из-за разной интенсивности энергетического потока на разных уровнях кроны.
Учет влияния сезонной, возрастной, и эндогенной изменчивости при расчете содержания масла в исследуемом сырье осуществляется путем использования соответствующих данных табл. 1-3, почвенно-климатических условий - значения коэффициента К. В общем виде ориентировочная оценка вклада пихтового эфирного масла в древесной зелени рассчитывается по формуле:
с = 3,2
сс . ,
3,2 3,2
:(1 ±Ас ) 3,2 .
Выход эфирного масла из охвоенных побегов подроста, как и спелых древостоев, в 1,5 раза меньше, чем у молодняка ив 1,3-1,5 раза больше, чем у перестойных деревьев. При снижении и повышении возраста, начиная от молодняка, вклад масла, св, в древесной зелени убывает.
Существенную роль в накоплении эфирного масла, сэ играет размещение охвоенных ветвей по высоте кроны [2]. Содержание масла уменьшается по мере приближения к комлевой части, что связано с сокращением подвода к растительным тканям тепла и света, в том числе и из-за затенения. С учетом такой зависимости примерный вклад масла в охвоенных побегах в разных частях кроны, сэ, может быть найден по формуле
сэ = св (1 ±Дс),
где Ас - усредненное снижение или повышение содержания масла при размещении охвоенных побегов ниже или выше середины кроны, %.
Обобщенные данные по влиянию эндогенной изменчивости на содержание эфирного масла в древесной зелени пихтовых древостоев разного возраста приведены в табл. 3.
Таблица 3
Влияние эндогенной изменчивости на содержание эфирного масла, %
При определении количественного содержания пихтового масла в естественных охвоенных побегах древостоев в формулу вводится значение влажности (сухости), которая в таких расчетах, как правило, принимается равной 50 %.
Сравнение результатов анализа вклада эфирного масла в древесной зелени фоновых пихтовых насаждений разного возраста и в разное время года Канско-го и Козульского районов края и расчетных данных, полученных по данной формуле, показывает, что расхождение не превышает 7-8 % их величины, что обычно достаточно для принятия решения об организации пихтоваренного производства.
Близкие экспериментальные и расчетные данные свидетельствуют о реальной возможности использования разработанной методики для ориентировочной оценки содержания эфирного масла в древесной зелени пихтовых древостоев. При расчете необходимо учитывать почвенно-климатические условия произрастания насаждений, их возраст, период года и размещение охвоенных побегов по высоте кроны.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИИ СПИСОК
1. Фалалеев Э. Н. Пихта. М. : Лесн. пром-сть, 1982. 85 с.
2. Степень Р. А. Утилизация древесных отходов. Пихтоварение / СибГТУ. Красноярск, 2015. 164 с.
3. Ушанова В. М., Ушанов В. С., Репях С. М. Состав и переработка древесной зелени и коры пихты сибирской / СибГТУ. Красноярск, 2008. 257 с.
4. Воронин А. Е., Зиятдинова А. Р. Способы получения полезных продуктов из отходов деревообработки, преимущественно из древесной зелени // Дере-вообр. пром-сть. 2012. № 1. С. 124-126.
5. Храмова Л. М., Степень Р. А., Соболев С. В. Разработка и оценка эффективности развития деревообрабатывающего производства / СибГТУ. Красноярск, 2007. 156 с.
6. Лобанов В. В., Степень Р. А. Влияние хранения древесной зелени на содержание и состав пихтового масла // Новые достижения в химии и химической
технологии растительного сырья / АлГУ. Барнаул, 2005. С. 632-636.
7. Паршикова В. Н., Степень Р. А. Ресурсосберегающие технологии и потребительские свойства эфирных масел / КГТЭИ. Красноярск, 2006. 165 с.
8. Степень Р. А., Репях С. М., Шелепков В. В. Повышение рентабельности лесозаготовительных предприятий Сибири // Химия раст. сырья. 2002. № 2. С 143-146.
REFERENCES
1. Falaleyev E. N. Pikhta. M. : Lesn. prom-st', 1982. 85 s.
2. Stepen' R. A. Utilizatsiya drevesnykh otkhodov. Pikhtovareniye / SibGTU. Krasnoyarsk, 2015. 164 s.
3. Ushanova V. M., Ushanov V. S., Repyakh S. M. Sostav i pererabotka drevesnoy zeleni i kory pikhty sibirskoy / SibGTU. Krasnoyarsk, 2008. 257 s.
4. Voronin A. E., Ziyatdinova A. R. Sposoby polucheniya poleznykh produktov iz otkhodov
derevoobrabotki, preimushchestvenno iz drevesnoy zeleni // Derevoobr. prom-st'. 2012. № 1. S. 124-126.
5. Khramova L. M., Stepen' R. A., Sobolev S. V. Razrabotka i otsenka effektivnosti razvitiya derevoobra-batyvayushchego proizvodstva / SibGTU. Krasnoyarsk, 2007. 156 s.
b. Lobanov V. V., Stepen' R. A. Vliyaniye khraneniya drevesnoy zeleni na soderzhaniye i sostav pikhtovogo masla // Novyye dostizheniya v khimii i khimicheskoy tekhnologii rastitel'nogo syr'ya / AlGU. Barnaul, 2005. S. 632-636.
7. Parshikova V. N., Stepen' R. A. Resursosberega-yushchiye tekhnologii i potrebitel'skiye svoystva efirnykh masel / KGT-EI. Krasnoyarsk, 2006. 165 s.
8. Stepen' R. A., Repyakh S. M., Shelepkov V. V. Povysheniye rentabel'nosti lesozagotovitel'nykh predpri-yatiy Sibiri // Khimiya rast. syr'ya. 2002. № 2. S 143-146.
© Степень Р. А., 2017
Поступила в редакцию 10.08.2016 Принята к печати 28.12.2016
