CC BY
34
1. Л1СОВЕ ТА САДОВО-ПАРКОВЕ ГОСПОДАРСТВО
УДК 630.164.3 (075.8) Проф. М.М. Гузь, д-р с.-г. наук; проф. 1.М. Озартв, д-р техн. наук; доц. 1.€. Кульчицький-Жигайло, канд. с.-г. наук; студ. О.1. Озартв; асист. О.Я. Данчiвська - НЛТУ Украти, м. Rbeie
ОСОБЛИВОСТ1 БУДОВИ КОРЕНЕВО1 СИСТЕМИ ДУБА ЗВИЧАЙНОГО ТА ЗАКОНОМ1РНОСТ1 ПЕРЕНЕСЕННЯ
ВОЛОГИ У ДЕРЕВ1
Розкрито будову коренево1 системи дуба. Наведено 3aKOHOMipHOcri перенесен-ня вологи в деревi. Встановлено, що дуб звичайний мае властивють утворювати гли-боко проникаючу кореневу систему, яка сприяе його виживанню при посухах. Вщ-сутнiсть стрижневого кореня викликае ослаблення бюлопчно1 стшкосп деревини дуба, а також сприяе його суховерхосп та всиханню.
Prof. M.M. Guz; prof. I.M. Ozarkiv; assoc. prof. I. Ye. Kulchytskyj-Gyhailo; stud. O.I. Ozarkiv; eng. O.Ya. Danchivska-NUFWTof Ukraine, L'viv
Features of structure of the root system of oak ordinary and transference of liquid regularity
The structure of rootage of oak is exposed. Conformities to law of transference of moisture are resulted in a tree. It is set that oak ordinary must property form a deeply penetrable rootage which is instrumental in his survival at droughts. Absence of tap-root is caused by weakening of biological firmness of wood of oak, and also instrumental in his education of dry apex and withering.
Усеб1чне вивчення бюлогп та екологи р1зних деревних вид1в, зокрема 'хньо' бiологiчноi стшкосп та продуктивност сприяе виробленню науково обгрунтованих люобюлопчних й люогосподарських заходiв, спрямованих на полшшення розвитку пiдземноi й надземноi частин дерева [1-3].
Дуб звичайний (Quercus robur L) - одна iз найпоширешших порщ в Укршш, вш зростае у вЫх ii люорослинних зонах. Проте, лише на Ырих та темно-Ырих люових грунтах в умовах свiжих та вологих дiбров Правобережного та Захщного люостепу Украши формуе високопродуктивш лiсостани I-1а бонiтету.
Зауважимо, що дуб звичайний завжди привертав увагу багатьох дос-лщниюв, як у стромосфернш, так i в ризосфернш частинах [1-3]. Зокрема, встановлено, що в коренево!' системи дуба в першi роки життя нашнтенсив-нiше розвиваеться стрижневий корiнь. У сприятливих грунтово-кшматичних умовах у 30-45-денних сiянцiв стрижневий корiнь може досягати глибини 6070 см, а у 3-5^чному вiцi - 5,5-6,0 м. Довжина ж бокових горизонтальних ко-ренiв у дерев-трирiчникiв не перевищуе 1,2-2,4 м. 1стотш вщмшносп в будовi кореневих систем дуба виявлено залежно вiд способу вирощування. Наприк-лад, дубки насiнневого походження розвивають глибшу кореневу систему, шж висадженi. Адже саджанцi одного вжу утворюють потужнiшi горизон-
тальнi кореш та використовують бiльший об'ем грунту для свого живлення за вищо! насиченост його коренями, порiвняно i3 сiянцями.
У разi змiшування дуба i3 iншими породами, за сприятливих умов вш в молодому вщ розвивае потужнiшу кореневу систему, шж супутнi йому породи. З вжом зростають загальна маса коренево! системи.
1нтенсивний рiст стрижневих корешв тривае до 20-40-рiчного вiку, а горизонтальних - 50 роюв i бiльше. Зокрема, у вiцi 30-50 роюв в дуба спосте-р^аеться перевага окремих горизонтальних коренiв над довжиною його стрижневого кореня, хоча роль останнього все ж таки залишаеться значною. За даними А. А. Шабарова [1], стрижневий корiнь дуба у вщ 150-170 рокiв для умов швденно-схщно! частини Правобережжя Укра!ни може проникати на глибину 16 м, а за наявност м'яких пiдстильних порiд - на глибину 20-23 м.
Зазначимо, що здатшсть дуба утворювати глибоко проникаючу кореневу систему сприяе його виживанню шд час посух. Вiдсутнiсть стрижневого кореня зумовлюе послаблення бюлопчно! стшкост деревини дуба, а також сприяе його суховерхост та всиханню. Зауважимо, що дуб звичайний в пер-шi роки свого життя штенсившше формуе кореневу систему, нiж надземну частину. Завдяки цьому в 4-5^чному вщ коренева система дуба становить 80-89 % вЫе! маси рослини. Але, починаючи вже iз 6-7-ми рiчного вiку, на-ростання надземно! маси вiдбуваеться iнтенсивнiше за кореневу систему.
Коренева система дуба звичайного складаеться iз пiдсистем (груп) корешв горизонтально! орiентацil, стрижневого кореня та вертикальних вщга-лужень вщ горизонтальних коренiв. Типовим також е наявшсть так званих "косовертикальних корешв" другого i наступних порядкiв. Морфолопчно цi коренi е складниками шдсистеми коренiв горизонтально! орiентацi!, рiдше -шдсистеми стрижневого кореня. Варто зауважити, що кшьюсне сшввщно-шення основних тдсистем коренiв iз вiком змшюеться. Вiкова динамiка па-раметрiв тдсистем характеризуеться такими ознаками:
• зменшенням ввдносних протяжностi та маси тдсистем коретв горизонтально! орiентацi! та стрижневого кореня iз вiком;
• зростанням вiдносних протяжностi та маси коретв тдсистеми вертикальних вiдгалужень вщ горизонтальних коренiв з вiком.
Вс вказанi вище особливостi наявнi на фот загального зростання маси та протяжност коренiв у дерев дуба вЫх груп росту. Причому в чистих культурах формуеться коренева система бшьшо! протяжност^ нiж у змша-них лiсостанах.
Коренi горизонтально! орiентащ! переважають за протяжнiстю та ма-сою решту пiдсистем у дерев вЫх вiкових груп (частка горизонтальних корешв становить бшьше шж 80 % вiд загально! протяжностi). При цьому вщбу-ваеться зростання вщносно! протяжностi пiдсистем корешв вертикально! орiентацi!. У масi коренево! системи горизонтальнi коренi теж переважають, iз вiком вiдносна маса цих корешв зменшуеться.
Зазначимо, що горизонтальна частина коренево! системи дуба представлена коренями першого порядку iз розгалуженнями до 4-го порядку у першому класi вшу та з розгалуженнями до 6-го порядку в старшому вщь Своею чергою, горизонтальш коренi першого порядку за сво!м морфолопч-
ним габпусом подшяють на мтиповiм та "шнуроподiбш". мТиповiм коренi - це кореш першого та наступних порядюв горизонтально! орiентаци iз характерною для виду збiжнiстю. "Шнуроподiб-нi" кореш бувають першого, найчастiше другого та третього порядюв розгалу-ження горизонтально! орiентаци i розмь щуються в Грунт на глибиш 15-40 см. "Шнуроподiбнi" коренi за дiаметром завжди в 1,50-3,00 рази меншi за мате-ринськi; практично мають однаковий дь аметр в межах 10-30 мм.
У коренях "типово!" будови заюн-чення коренiв бувають двох тишв: росто-вi та всмоктувально-ростов^ Ростовий тип закiнчень характерний для корешв першого порядку та частково для корешв другого - третього порядюв розгалужен-ня. Всмоктувально-ростовi заюнчення розмщеш, зазвичай, на кiнцях останньо-го порядку розгалуження. Важливо, що саме всмоктувально-ростовi заюнчення мають основну масу всмоктувальних (сисних) коршщв (останнi бувають свiтлi, свiтло-бурi та темно-бур^. Довжина сисних корешв дуба змшюеться в дiапазонi вщ 0,65-0,70 до 3,0-4,0 мм, а дааметр -0,15-0,60 мм. Меристематична зона сисних коренiв займае 40-65 м. Ендодерма складаеться iз пропускних клiтин, що не окоркувалися. Центральний цилiндр складаеться iз провщних судин та дрiб-них клггин паренхiми. Зазначимо, що жовт сисш коренi втрачають функцii активного поглинання мiнеральних пожив-них речовин вшею поверхнею.
Свiтло-бурi корiнцi мають ще тоншу первинну кору i сильно розви-нений центральний цилшдр. Темно-бурi коренi, що мiстять на собi основну масу свiтлих i жовтих сисних коренiв, мають завершену вторинну будову i !х основною функщею е провiднiсть. У табл. 1 наведено морфолопчш характеристики
дуба звичайного, з яко! видно, що кореш першого порядку вже в кшщ першо-го класу вiку досягають довжини до 5 м, а з уЫма розгалуженнями - кшька десяткiв метрiв. Наприкiнцi 4-5 клаЫв вiку !х довжина сягае вже понад 10 км. Дiаметр при основi таких коренiв сягае 49,5 см, а маса !х - 691,8 кг. Виступа-ючi частини корешв покриваються грубою трiщинуватою корою товщиною 1,5-2 см. Форма поперечного перерiзу таких коренiв на вщдаль до 0,100,15 довжини близька до форми елшса, а далi - до круга.
Коренi першого порядку вщходять вiд коренево! шийки дерев у радь альних напрямках, поширюючись у грунт на вщдаль 25-30 м вiд дерева. Час-тина iз них розмiщена в грунт прямолiнiйно або з незначним вщхиленням вiд радiального напрямку. 1ншим кореням властиве розмiщення iз змщенням на певнiй вiддалi вiд стовбура шд кутом 30-40° i бшьше вiд радiального напрямку. Морфолопчш представники коренiв третьо! групи - це тонке коршня другого порядку, дiаметр яких при основi 8 мм та довжиною 10-60 см. Зазна-чимо, що головне призначення корешв третьо! групи - це забезпечення i пос-тачання елементами кореневого живлення материнського кореня та дерева загалом. Горизонтальна частина коренево! системи дуба, залежно вiд вiку, становить 42,7-54,1 % вЫе! маси коренево! системи у змшаних та 39,6-49,1 % в чистих насадженнях. Коефщенти розгалуженостi (абсолютний та вщнос-ний) iз вжом зростають, досягаючи максимальних значень (вщповщно 31,84 та 5,14) у 90^чних насаджень.
Таким чином, виходячи iз вище наведеного, можна констатувати, що дуб звичайний е деревом iз дуже глибоким проникненням стрижневого коре-ня в грунт. Для нього характерш сильний розвиток вертикальних вщгалужень вiд горизонтальних коренiв i значна розгалужешсть скелетних коренiв, а та-кож низька збiжнiсть скелетних корешв та середня компактшсть коренево! системи.
Морфолопчш властивост та просторове розмщення кореневих систем дуба звичайного у змшаних лiсових культурах Захщного лiсостепу Ук-ра!ни, що зростали на сiрих лiсових опiдзолених середньосуглинкових грунтах Розточчя - Опшля та Прикарпаття детально розглянут в наших роботах, наприклад у [2]. Теоретичш та експериментальнi дослщження кореневих систем е важливим елементом не фундаментального вивчення боташчних об,ектiв, але й важливими щодо використання пнево-коренево! деревини для виробництва деревинно-стружкових плит, технологiчно! трiски тощо.
У зв'язку з цим важливо! ваги набувають еталони кореневих систем, як дають змогу цiльового моделювання густоти, яка забезпечуе найвищу продуктившсть лiсових культур i сформованих з них деревосташв. Вщповщ-но до таблиць ходу росту деревосташв глибина проникнення корешв дуба, що вщстае у рост, у вщ 55-ти роюв становить 3,8 м, середшх - 4,21 м, а дерев кращого росту - 4,80 м.
Рiвняння оптимiзацi! iнтенсивностi корененаселеностi [2] мають вигляд:
А = апв + в-п1 + с-п2 Н = пв + п1 + п2,
(1) (2)
де: а, в, с - кшьюсть дерев, вщсталих у рост; середнього i кращого росту; пв, щ, п2 - показник корененаселеностi (бiологiчно! напруги) кореневих систем вщповщних груп росту; А - сумарний показник корененаселеност; Н - кшьюсть дерев за таблицями ходу росту.
Таким чином, дослщження кореневих систем дерев дае змогу глибше вивчити бюлогда дубового люу, науково обгрунтувати етапи розвитку дерев-них насаджень, а також описати характер зв'язюв мiж продуктивнiстю дере-востану i чинниками навколишнього середовища.
Життедiяльнiсть будь-якого дерева супроводжуеться активним водо-обмiном, взаемопов'язаними частинами якого е такi процеси: поглинання води; перемщення i розподiл води, яку дерево отримуе; транспiрацiя води. Вар-то зазначити, що юльюсне спiввiдношення води, яку рослина отримуе, i води, яку вона витрачае за вщповщний час, називають водним балансом рослини. Надходження води в оргашзми деревинних порщ вiдбуваеться здебiльшого через коренi.
Вода, що знаходиться в грунт, бувае вшьною i зв'язаною. Вiльна вода заповнюе велик (крупнi) порожнини i не мае зчеплення молекулярного характеру iз частинками грунту i пересуваеться в грунтi пiд впливом сили земного тяжшня. Ця вода мае назву гравггацшно!. До категори вiльно! води належить також i вода, що заповнюе капшяри, яка мае назву капшярно!. Кат-лярна вода перебувае пiд дiею капiлярних сил i пересiваеться в грунт в рiз-них напрямках (залежно вiд характеру розмiщення капiлярiв).
Варто зазначити, що гравiтацiйна та капшярна форми води е легко доступними для поглинання коренями дерева. Зв'язана вода (як мщно, так i слабо) перебувае пiд дiею сил молекулярного характеру. Мiцно зв'язана (пг-роскопiчна або адсорбована пгроскошчна) вода складаеться iз шару молекул, яю зв'язанi iз частинами твердо! фази грунту за допомогою сил молекулярного зчеплення. Ця вода е недоступною для дерева. Вона може пересуватися в грунт тшьки в пароподiбному сташ. Здатшсть грунту утримувати вологу у виглядi мщно зв'язано! форми характеризуе !! пгроскошчшсть. Максималь-ний вмiст вологи, що утримуеться грунтом у виглядi цих форм вологи, називають максимальною пгроскошчшстю.
Слабо-зв'язана вода (плiвкова вода) представлена у виглядi водяних плiвок, що оточують частинки грунту (товщина таких плiвок дорiвнюе де-юльком дiаметрам молекул води). Молекули води, що е на перифери таких плiвок, значно слабше утримуються частинками грунту. Ця вода мае обмеже-ну рухомють i пересуваеться в грунт по поверхш !! частин дуже повшьно. Але вона, певною мiрою, е доступною для засвоення коршням деревини.
Варто зазначити, що адсорбована вода утримуеться в грунт iз силою Р=101300 кПа (рослини !! не засвоюють).
Пароподiбну воду кореш дерева засвоюють шсля !! конденсацi!^ Це означае, що абсолютна кшьюсть вологи деревини, яка е в грунт, не може бути показником, що характеризуе рiвень життезабезпечення рослин. Опти-мальним е сшввщношення дрiбних та дещо бшьших (крупних) фракцiй у твердiй фазi грунту, за якого вологомiсткiсть грунту залишаеться високою i
забезпечуеться значна кшьюсть коренедоступно! вологи. Тому, наприклад, водний режим важких глинистих Грунтв е набагато гiршим за водний режим суглинистих i супiщаних за механiчним складом Грунтiв.
Зазначимо, що кореш дерев здатш всмоктувати воду до певного ступе-ня й наявностi в Грунтi. Всмоктувальна сила дерев рiзноi породи змiнюеться у межах 425,6-1104,4 кПа. Волога, яка е в Грунт кiлькiстю, що вщповщае мак-симальнiй гiгроскопiчнiй вологоемност, зовсiм недоступна для дерев, бо всмоктувальна сила Грунту за цього рiвня зволоження становить 5065 кПа [2].
1нтенсившсть поглинання води коренем залежить вiд наявностi пасив-ного та активного сшввщношення рiзних форм вологи. Пасивне поглинання вщбуваеться у випадку, коли в тканинах рослин виникае певний дефщит вологи, а в Грунт на той час е наявною вшьна вода, тобто знаходиться у гравь тацшнш формь У таких випадках кореш дерева виконують пасивну роль пе-ремщення води з Грунту в зневоднеш тканини рослин. Мехашзм пасивного поглинання води функцюнуе завдяки трансшраци и надземною частиною рослин. Шдйом води в крони дерев вщбуваеться капiлярами судин ксилеми, де забезпечуеться значна мщшсть кожнiй окремiй ниточщ води.
Зауважимо, що пiд впливом трансшраци в тканинах рослини виникае дефщит дифузшного тиску, що супроводжуеться зниженням тиску в судинах ксилеми. Це, своею чергою, спричинюеться до вщповщне пониження тиску в коренях, як безпосередньо контактують iз Грунтовою водою. Врешт-решт, шд впливом дефщиту дифузшного тиску Грунтова вода надходить в кореневi закiнчення, а звщти передаеться в провiднi тканини бшьш товстих коренiв i далi судинами стовбура дерева та гшок - до листя дуба. У разi достатньо! на-явностi вологи в Грунт пасивне поглинання води може забезпечуватися не тiльки тонкими молодими закшченнями коренiв, але й старими, товстшими !х частинками.
Активне поглинання води вщбуваеться тiльки тодi, коли утворюеться дефщит вшьно! Грунтово! води. У цьому випадку до сили дефщиту дифузшного тиску приеднуеться всмоктувальна сила, яка формуеться в самому кореш дерева. Тод^ саме за рахунок цього, Грунтова вода надходить до корешв не тшьки тод^ коли волопсть Грунту е бшьшою за волопсть тканин корешв, але й тод^ коли стушнь зволоження корешв перевищуе стушнь зволоження Грунту. Тому, внаслщок фiзичного i фiзiологiчного механiзмiв, у коренях дерева виникае сила, яка шд певним кореневим тиском передае вологу з Грунту в надземш частини рослин.
Кореневий тиск (сила, що змушуе вологу шдшматись вщ коренiв дерева по стовбуру вгору) сприяе шдшманню води по судинах стовбура дерева на досить значну висоту. У випадку, коли стовбур дерева пошкодити або зрь зати, то кореневий тиск буде проявляти себе в мюцях пошкодження, де буде штенсивно видшятися пасока (вода iз розчиненими в нш мiнеральними та ор-ганiчними сполуками). Величина кореневого тиску рiзна в рiзних порiд дере-вини (наприклад, у берези сила ця дорiвнюе 263 кПа). Наголосимо, що цей тиск змшюеться протягом вегетацшного перюду i протягом доби, а також ко-релюе iз температурою повiтря i Грунту, атмосферним тиском, вщносною во-
лопстю повггря та iншими чинниками, що формують екологiчний стан навколишнього середовища.
У випадку наявностi занадто високо! вологосп грунту жи"тдояльшсть коренiв дерева пригшчуеться за рахунок нестачi кисню для обмшних реакцiй, що спричинюеться до зменшення всмоктувально! активностi коренiв. 1з змен-шенням насиченосп грунту водою в межах вщ рiвня повно! польово! воло-гоемностi до вологосп в'янення всмоктувальна сила коренiв зростае вщ 10,1 кПа до 1519,5 кПа. Це вiдбуваеться внаслiдок шдвищення осмотичного тиску в кш-тинах корешв за рахунок нагромадження цу^в i акумулювання солей.
Своею чергою, зменшення iнтенсивностi поглинання води коренями зумовлене високою концентрацiею солей у грунтовому розчиш, яка пiдвищуе його осмотичний тиск. У випадку, коли осмотичний тиск грунтового розчину сягае 303,9 кПа (0,30 МПа), починае проявлятися гальмування росту рослин за рахунок нестачi вологи, яка до них надходить. При цьому, навггь, за до-сить високо! вологосп грунту всмоктування вологи коренями дерева може повшстю припинитись. За певних умов всмоктувальна сила корешв може до-сягти значно! величини (5065 кПа i бшьше) [2].
За низьких температур грунту знижуються як шдшмальна, так i всмоктувальна сила. Висою температури грунту мають також негативний вплив на величину всмоктувально! сили, що пояснюеться пщвищенням су-хостi грунту, збiльшенням концентраци солей у грунтовому розчиш, а також пригшчувальним впливом високих температур на життедiяльнiсть кштин i тканин корешв.
Зауважимо, що для бшьшосп рослин оптимальними е температури температура в дiапазонi 15-30 °С. Зменшення температури до 12 °С iстотно знижуе кореневий тиск, а за температури 0 °С надходження води до корешв припиняеться. Це явище також виникае навт тод^ коли температура навколишнього середовища в надземнш частиш е достатньо високою (2022 °С). Зазначимо, що пiдвищення температури грунту вище за 30 °С спочат-ку веде до стрибкоподiбного збiльшення кореневого тиску, а потм наступае його поступове зменшення.
Стосовно перемiщення води в надземнш частиш дерев (вщ нижньо! частини стовбура до верхньо! частини крони) юнуе низка теорiй, що поясню-ють механiзм та суть даного процесу. Проте найпоширешша теорiя, що пояс-нюе вертикальний рух води пщ дiею кореневого тиску ("нижнього кiнцевогом) та транспiрацiï ("верхнього") двигуна руху води в рослинах, i яка базуеться на явищах "поверхневого натягу" - адгези - когези. Згiдно з цiею теорiею основ-ними складовими частинами мехашзму вертикального руху води е таю:
• сила зчеплення (когезiя) молекул води, яка дае змогу витримати поверхневий натяг;
• прилипания (адгез1я) молекул води до оболонок трахевд i судин ксилеми та оболонок кттин листочшв та корешв, тобто щеально сприятливих для протя-гування води оболонок;
• малий д1аметр иров1дних елеменпв ксилеми (судин i трахещ), якою рухаеться вода.
Зауважимо, що швидкiсть вертикального руху води в деревi не пере-вищуе 1-2 м/год.
Вiдомо, що пiд процесом трансшраци розумiють процес випаровуван-ня води рослинами. 1нтенсившсть цього процесу залежить вiд таких чинни-юв: виду рослин, дефщиту вологостi повiтря (вщносно! вологостi повггря ф =Рп/Рн, де Рп - парцiальний тиск водяно! пари, Рн - тиск насичення, Па), тем-ператури повiтря, швидкостi виру, вологостi i температури грунту, глибини залягання грунтових вод. Величина трансшраци ощнюеться так званим тран-сшрацшним коефщентом, тобто кiлькiстю кiлограмiв води, потрiбно! для синтезу 1 кг сухо! оргашчно! речовини рослинних тканин. Швидюсть процесу трансшраци визначаеться за формулою
V-Кт (3)
Шт=-— , (3)
Т - F
де: V- обсяг сухо! тканини рослини, що утворилася на певнш площц Кт -трансшрацшний коефiцiент; т- тривалють вегетацiйного перюду; F - площа трансшраци.
У природних умовах трансшращя поеднуеться iз прямим фiзичним випаровуванням води iз грунту. Випаровування грунтових вод здшснюеться за умови !х близького залягання, коли глибина рiвня капшярно! кайми (РКК) або рiвня грунтових вод (РГВ) рiвнi або е меншими за глибину, за яко! вини-кають процеси внутршньо-грунтового випаровування i трансшраци. Вщзна-чимо, що випаровування грунтових вод сягае максимально! величини тод^ коли значення РГВ прямуе до нуля.
У загальному випадку випаровування грунтових вод визначаеться за формулою [4]
сгр.в. свип сатм + ^^ (4)
де: сгр.в - швидюсть випаровування грунтових вод; совип - швидюсть випаровування грунтових вод iз поверхш землi (суш^; юатм - швидкiсть надходжен-ня води iз атмосферними опадами; юст - швидкiсть витрачання води за раху-нок поверхневого та шдземного стоку.
Величина витрачання грунтових вод на випаровування визначаються за формулами, яю описують залежностi мiж випаровуванням, випаровувашс-тю i глибиною залягання грунтових вод або !х капшярно! кайми, тобто
Ю = Ю -(1 - h /h0)n; (5)
Ю = ю0 - exp(hn /а); (6)
Ю = ю0 - exp(- а - h/hK), (7)
де: со - швидюсть випаровування на поверхш землi (суш^; e - основа нату-ральних логарифмiв; h - глибина залягання грунтових вод; h0 - критична глибина випаровування грунтових вод; п,а - емшричш коефщенти; hK - потуж-шсть капiлярно! кайми грунтових вод.
У випадку, коли грунтовi води залягають дуже глибоко вщ поверхнi Зем-лi, величина випаровування вологи формуеться за рахунок грунтових вод, тобто
сп. сатм Сст. (8)
Капiлярне пiдняття розчишв зумовлене наявнiстю в товшi порщ грунту дрiбних пор, що мають капшярш властивостi. Капiлярнi явища е причи-
ною порових вод у породах зони аерацп, зокрема наявносп капшярно! кайми грунтових вод.
Висота капшярного тдняття, що пов'язане i3 силами поверхневого натягу води, залежить вiд розмiру пор - капiлярiв, механiчного складу порщ, однорiдностi та форми пор, густини, температури, мiнералiзацil й юнно -сольового складу вод.
Максимальну висоту капiлярного тдняття розраховують за формулою [4]
2 -on- cos 0 (Q)
hmax =- м, (Q)
Гк ■ g-Р
де: оп - коефщент поверхневого натягу, Н/м; 0 - крайовий кут змочування (коли 0 = 0 то cos0 =1); rk - радiус капшяра, м; р - густина рщини, кг/мз (рвод= 1000 кг/мз); g - прискорення сили земного тяжiння (g = Q,81 м/с ).
2 • 3
Тодi, для води, коли g = Q,81 м/с i on =74-10- Н/м, формулу (Q) запи-
шемо
0,15 -10-5 (10)
hmax =-. (10)
rk-р
На практищ висоту капiлярного пiдняття води в породi зони аераци визначають в польових умовах внаслщок спостережень над розподшом воло-ги у грунтовому профш вище рiвня грунтових вод. Зауважимо, що висота капшярного пiдняття в грунтi зростае iз збiльшенням дисперсностi порiд (див. табл. 2).
Табл. 2. Граничш висоти каптярного тдняття npicHux вод
Порода грунту hmax, м
Шсок крупнозернистий 0,02.0,035
Шсок середньозернистий 0,12.0,35
Шсок др1бнозернистий 0,35.1,20
Сутсок 1,2...3,50
Суглинок 3,50...6,50
Глина 6,50.12,0
В умовах руху розчину солей перемщення часток розчинено! речови-ни щодо молекул води швидюсть цього перемiщення буде залежати вiд температури i тиску навколишнього середовища.
У разi фшьтрування розчину в умовах сталого (постшного) водно -сольового режиму в хiмiчно нейтральному однорiдному пористому середови-щi перемiщення базуеться на рiвняннi балансу
С ■ с ■ ¥п = Ск ■ с ■ (11)
де: Сп, Ск - вiдповiдно концентрацiя розчинених речовин в розчиш води на початку та в кшщ шляху фшьтрування; сп, сок - вщповщно початкова та кш-цева швидкост фiльтрування розчину; ¥п, Гк - початкова та кшцева площi перетину фшьтрацшного потоку.
Перемiщення солей фшьтрацшним потоком вiдбуваеться пiд час руху !х водного розчину. Тобто, згiдно зi законом Дарсi, рух тдземних вод опи-суеться виразом виду
ап АР П0ч
Qb.ф = -F----—, (12)
Пь А/
де: Qbф - фшьтрацшна витрата води в одинищ об'ему за одиницю часу; F -площа поперечного перерiзу фiльтрацiйного потоку; АР - приведений тиск (АР = АНрв, де АН - змша напору на вщдаль, рв - густина води); А/ - довжи-на шляху фшьтрацп; п - коефщент кiнетичноi в,язкостi води; ап - коефь цiент проникностi.
Спiввiдношення ап/Цъ називаеться коефiцiентом фiльтрацii, м/с або м/год. У випадку, коли перемщення солей визначаеться, здебшьшого, проце-сом фшьтрацп розчину солей у вод^ рiвняння !х конвективного руху в дифе-
ренцiальнiй формi мае вигляд [5]
& & & &
-= ---+ Wy---+ Wz--,
dт dx dy dz
де: с - концентращя розчину; т- тривалiсть фiльтрування; (х, о)у, ( - середш значення проекцп швидкостi фiльтрацiйного потоку в напрямках х, у, z.
Лггература
1. Гузь М.М. Коренев1 системи деревних порщ правобережного люостепу Укра!ни : мо-нограф1я. - К. : ВК "Ясма", 1996. - 145 с.
2. Калшш М.1., Гузь М.М., Дебринюк Ю.М. Люове коренезнавство : тдручниК.-Льв1в : 1ЗМН, 1998. - 336 с.
3. Гузь М.М. Еталон кореневих систем деревних порщ. Частина 1. Еталон коренево! системи дуба звичайного. - Льв1в : 1СДО, 1996. - 32 с.
4. Озаркчв 1.М., Сорока Л.Я., Грицюк Ю.1. Основи аеродинамки 1 тепломасообм1ну : навч. поабник. - К. : 1ЗМН, 1997. - 280 с.
UC UC UC /1
= wx ■ —+ Wy ■ —+ wz ■ —, (13)
УДК 630*5 Доц. С.1. Миклуш, канд. с.-г. наук;
мол. наук. ствроб. Ю.С. Миклуш -НЛТУ Украти, м. Rbeie
ЗАГАЛЬНА Ф1ТОМАСА Р1ВНИННИХ БУКОВИХ НАСАДЖЕНЬ УКРА1НИ
Проаналiзовано загальну фггомасу рiвнинних букових лiсiв, bmíct депоновано-го вуглецю в букових насадженнях основних типiв лiсу, проблеми 1хню оцiнки та наведено пропозицп щодо пiдвищення точностi оцiнки та оргашзацп господарства в букових люах.
Ключов1 слова: бук лiсовий, насадження, ф^омаса, депонований вуглець, ба-гатоцшьове використання лiсових ресурсiв, органiзацiя сталого господарства
Assoc. prof. S.I. Myklush; junior research officer Yu.S. Myklush -
NUFWT of Ukraine, L'viv
Total phytomass of plain beech plantations of Ukraine
Total phytomass of plain beech forests, contents of deposited carbon in plantations of main forest types and problems of their estimate were analyzed. Proposals concerning increase of valuation precision and organization of management in beech forests were elaborated.
