CC BY
14
СУТОЧНАЯ ДИНАМИКА ИНТЕНСИВНОСТИ ВЫДЕЛЕНИЯ СОСНОВОГО ТЕРПЕНТИНА НА ОСУШЕННЫХ ТОРФЯНЫХ ЗАЛЕЖАХ
А.С. Новосёлов, канд. с.-х. наук, доцент Вологодский государственный университет (Россия, г. Вологда)
DOI: 10.24411/2500-1000-2020-10446
Аннотация. В Сокольском районе Вологодской области на осушенных торфяных залежах мезотрофного типа изучены темпы выделения соснового терпентина при нанесениях микро-ранений в течение суток (через равные интервалы времени). Особое внимание уделено взаимосвязи потёков терпентина с показателями температурного режима почв и температурой приземного слоя воздуха в области нанесения поранений. Установлено, когда выделяется наибольшая масса терпентина в зависимости от времени нанесения ранений.
Ключевые слова: гидротехническая мелиорация, мезотрофная торфяная залежь, сосна обыкновенная, сосновый терпентин, суточное выделение смолы.
Комплексное использование ресурсов леса - это первоочередная задача лесопользования любого государства. В этом отношении прижизненное пользование занимает одну из первых позиций по важности, не смотря на практически прекратившиеся работы по добыче соснового терпентина в России. Многие сосновые рощи и леса с высоким долевым участием в них сосны (более 60 % в общем запасе) в процессе интенсификации заготовок древесины практически сведены. Единственно доступным ресурсом, который требует разработку особых нормативов по его освоению, служит гидролесомелиоративный фонд. Особенностям смоловыделения на почвах гидролесомелиоративных систем (ГЛМС) и по настоящее время уделяется недостаточно внимания.
Одновременно с генетической обусловленностью смолообразование находится под определённым контролем со стороны внешних факторов, а также почвенных и фитоценотических условий. Область заготовки терпентина, изучающая сложные и многосторонние связи между смолообразованием и смолоистечением и условиями среды, рассматривается как экология подсочки. Обнаруживая зависимости смолообразования от условий внешней среды, она формирует теоретическую базу для системы мероприятий, направленных на повышение смолопродуктивности. Так,
насаждения, произрастающие в более благоприятных условиях, характеризуются повышенной жизнедеятельностью и, следовательно, продуктивностью [1].
С повышением температур воздуха и почвы также становится более активным общий обмен веществ в древесном организме, а вместе с ним усиливаются смолообразование и смолоистечение. Наиболее благоприятной температурой для выделения живицы при подсочке считается температура в пределах от 15 до 25 °С при условии достаточного, но не избыточного увлажнения (чаще всего - на минеральных почво-грунтах) [1, 2].
Технологические резы (подновки) наносят в течение всего вегетационного периода при достижении среднесуточной температуры воздуха 7 °С. Выделение терпентина начинается и прекращается при более низких среднесуточных температурах (45 °С), но смоловыделение при этом незначительно и не оправдывает трудозатрат при подсочке. В летние месяцы истечение пасоки происходит более интенсивно, но его продолжительность составляет не более одних - трёх суток, причём за первые восемь часов после нанесения подновки выделяется до 80% живицы [1, 2]. Именно эти аспекты и требуют дополнительного изучения на территориях гидротехнической мелиорации.
Цель исследования - выявить особенности суточной динамики интенсивности выделения соснового терпентина на осушенных торфяных залежах в Сокольском районе Вологодской области.
Для достижения цели были поставлены следующие задачи:
- Подобрать три сосновых дерева со схожими и минимальными для проведения подсочки таксационными параметрами, а также соответствующие I и II классам крафта
- Провести непрерывное (в течение 2,5 суток) наблюдение за выделением соснового терпентина при использовании экспресс-метода микро-ранений;
- Выявить период времени, при нанесении ранений в который, наблюдается максимально возможное смоловыделение;
- Установить взаимосвязь потёков терпентина с температурами почвы и воздуха;
- Провести статистическую обработку полученных данных.
Краткое описание объекта исследования. В Сокольском государственном и одноимённом участковом лесничествах (кв. 116) было подобрано три сосновых дерева (рис. 1 и 2) I и II классов Крафта в приканальном положении на территории ГЛМС. Осушительные работы проведены в середине 70 годов XX века. Тип леса -сосняк чернично-зеленомошный, осушаемый с торфянистыми мезотрофными почвами. Древостой - сосново-елово-берёзовый с обильным еловым подростом. В подлеске рябина и крушина.
Рис. 1. Схема расположения опытных деревьев в области меандрирования реки Пелыпма
Импактные деревья имеют раскидистые кроны и полнодревесные (малосбежистые) стволы (табл. 1). Их средние высота и диаметры на высоте груди равны 21 м и
27,3 см соответственно. Средние протяжённости крон, приблизительно, равна 3,3, а грубой корки - шесть метров. Расстояние между соснами не более десяти метров.
Таблица 1. Характеристика опытных деревьев
Номер дерева Высота, м Диаметр на 1,3 м, см Параметры кроны Протяжённость грубой корки, м
вид протяжённость, м
1 23,5 34,5 широко-кронная 3,5 7,0
2 20,5 21,7 2,5 5,5
3 18,5 25,6 4,0 6,0
Методика исследования. После подбора трёх сосновых деревьев, на них двуручным стругом поводилось подрумянивание коры (снятие грубой корки) на высоте 1,3 м. Далее, во избежание перекрытия вертикальных смоляных ходов, диагонально проводилась маркировка будущих отверстий, куда будут устанавливаться по-ливинилхлоридные трубки.
Для установки трубок использовались рекомендации А.А. Высоцкого [3] с небольшими изменениями: отверстия в лубе и заболони, глубиной в 15 мм, выполнялись сверлом, диаметром пять миллиметров. Затем они очищались от стружки (обратным вращением сверла), но трубки вставлялись не до конца - с зазором внутри заболони дерева в пять миллиметров
чтобы не перекрывались вертикальные смоляные ходы).
Первая трубка (на каждом из трёх деревьев) устанавливалась в 18:00 первого дня эксперимента и так далее, через интервал в три часа. Таким образом, как хорошо видно на рис. 2, трубки в количестве восьми устанавливались по наклонной сверху - вниз и прикреплялись к штативу, где так же была сделана нумерация. В дальнейшем (во время проведения мониторинга) через трёхчасовые интервалы времени на трубках водостойким фломастером делались отметки. Длины потёков терпентина регулярно измерялись, чтобы не допустить явления оттока живицы обратно в заболонь дерева (что неоднократно фиксировалось при апробации метода).
(полость для скопления пасоки, а также
Рис. 2 Опытные деревья при проведении эксперимента по наблюдению за суточной динамикой выделения терпентина
Одновременно с высверливанием отверстий и слежением за смоловыделением электронным транзисторным термометром (ТЭТ - Ц 11) измерялись температуры почвы и окружающего воздуха на уровне нахождения карр деревьев путём замены насадок термометра.
Продолжительность пребывания в лесу для проведения эксперимента заняло 2,5 суток (конец августа). Данные обработаны вариационным и корреляционным статистическими методами.
Обсуждение результатов исследования. Исходя из полученных данных по фиксации длин потёка в разное время суток (табл. 2), отчётливо заметно, что основной объём пасоки выделяется по истечение шести часов. В качестве исключения стоит выделить установку трубок в девять утра и три часа после полудня, когда терпентина выделилось несколько больше спустя девять часов с момента нанесения поранения (смоловыделение шло по нарастающей).
Время фиксации потёка Показатель Время установки трубки
18:00 21:00 00:00 03:00 06:00 09:00 12:00 15:00
21:00 Потёк, см 5,6 -
% 16,7
00:00 Потёк, см 6,5 2,2 -
% 21,1 10,3
03:00 Потёк, см 5,7 4,9 1,9 -
% 17,9 33,4 10,4
06:00 Потёк, см 4,6 3,5 3,9 3,0 -
% 14,9 21,7 21,5 12,8
09:00 Потёк, см 3,8 2,4 2,7 4,0 1,8 -
% 12,2 11,3 15,0 20,9 7,8
12:00 Потёк, см 2,6 1,2 1,5 2,1 4,4 2,7 -
% 8,9 5,8 8,3 9,6 27,6 8,0
15:00 Потёк, см 1,5 0,8 1,1 1,7 3,2 4,3 2,6 -
% 5,2 7,8 38,6 8,5 20,4 18,5 9,0
18:00 Потёк, см 1,2 0,7 0,9 1,8 3,2 4,4 6,8 5,7
% 3,1 7,3 4,6 40,7 20,4 35,7 35,6 16,2
21:00 Потёк, см - 0,2 0,3 0,7 1,7 2,5 3,4 6,3
% 2,3 1,5 2,7 10,2 20,2 17,8 23,0
00:00 Потёк, см - - 0,7 1,4 1,8 3,1 6,4
% - 3,9 9,2 9,9 16,5 22,9
03:00 Потёк, см - 0,3 0,5 1,0 2,2 4,3
% 0,9 3,2 4,4 11,3 15,7
06:00 Потёк, см - 0,2 0,7 1,2 3,2
% 1,2 2,6 6,3 12,0
09:00 Потёк, см - 0,3 0,6 1,6
% 0,8 2,5 5,9
12:00 Потёк, см - 0,3 1,1
% 1,0 3,4
15:00 Потёк, см - 0,3
% 0,8
Средний потёк за три часа (М±тМ) 3,94 ±0,71 1,99 ±0,57 1,54 ±0,45 1,79 ±0,45 2,06 ±0,51 2,23 ±0,55 2,51 ±0,74 3,6 ±0,86
Общий потёк, см (100 %) 31,5 16,0 12,3 14,3 16,5 17,8 20,1 28,8
% от итогового потёка терпентина трёх деревьев (157, 4 см) 20,0 10,1 7,8 9,1 10,5 11,3 12,8 18,3
Таблица 2. Динамика выделения соснового терпентина с указанием времени установки трубок и фиксации длины потёка в среднем для трёх импактных деревьев
В случае нанесения ранений в три и шесть часов после полудня в среднем выделилось 30,2 см (или ~ 40% от итогового потёка) терпентина, в противовес к среднему потёку в другое время (16,2 см).
При установке трубок в полночь смоло-выделение идёт крайне низкими темпами и раньше, чем в остальных случаях, прекращается. В целом временной интервал с самыми низкими объёмами выделившегося
терпентина связан с ночным временем - с полуночи до шести часов утра.
Отобразив фактические выделения терпентина в трубках графически (рис. 3), становятся заметны резкие скачки смоло-выделения у вариантов установок трубок в полночь и три часа после полудня. Наиболее плавные кривые отмечаются при установке трубок в шесть и девять часов после полудня.
Рис. 3. Флуктуации потёков соснового терпентина при выполнении микро-ранений
в разное временя суток
По среднему выделению терпентина у опытных деревьев удалось подобрать полиномиальное уравнение третьего порядка (рис. 4) с достаточно высоким коэффициентом аппроксимации. По критерию Фи-
шера (при уровне надёжности в 95%) полученное уравнение зависимости статистически надёжно ^фак. > Fтабл.; 54,00 > 5,99).
•Общий потёк у трёх деревьев ----Полиномиальная (Общий потёк у трёх деревьев)
Рис. 4. График общего потёка терпентина (в см) у трёх деревьев
Показатели температурных изменений вого экстракта. На глубине в 30 см от
(табл. 3) свидетельствуют и достижении дневной поверхности колебания темпера-
необходимого минимума для нормальной туры уже менее выражены. генерации клетками заболони терпентино-
Таблица 3. Средние показатели температурного режима за 2,5 суток
Показатель Температура, 0С
Воздуха Почвы (см)
Поверхность 10 см 30 см
Средняя (M±mM) 15,7±0,84 13,0±0,46 10,9±0,15 10,3±0,03
Максимум 21,9 16,3 11,8 10,6
Минимум 11,6 10,6 10,2 10,1
На основании данных по смоловыделе-нию в разное время установки трубок и температурных данных был проведён корреляционный анализ, результаты которого приведены в таблице 4.
Начиная с шести часов утра наблюдается положительная зависимость, причём только в три часа после полудня на глубине торфяной почвы 30 см она положительна, тогда как на глубине в 10 см положительная зависимость отмечается с девяти
утра до трёх часов после полудня. Отрицательная корреляция, которая в целом доминирует (максимальная - с температурами воздуха и почвы на поверхности и глубине 10 см, при установке трубок в 18:00), может быть объяснима медленным снижением температуры внутри стволов и корней деревьев (процессы продолжаются не смотря на снижение температуры под пологом).
Таблица 4. Уровни связи между показателями температурного режима и длиной потёка терпентина (в среднем для трёх импактных деревьев)_
Температура, 0С Время установки трубки ПВХ в деревья
18:00 21:00 00:00 03:00 06:00 09:00 12:00 15:00
Воздуха -0,94 -0,80 -0,65 -0,44 0,57 0,91 0,58 0,09
Почвы (см) Поверхность -0,95 -0,85 -0,85 -0,72 -0,23 0,18 0,43 0,62
10 -0,84 -0,68 -0,81 -0,73 -0,38 0,31 0,66 0,79
30 -0,14 -0,33 -0,64 -0,78 -0,58 -0,49 -0,05 0,49
Наибольший положительный коэффициент корреляции между потёками и температурой воздуха зафиксирован в утреннее время (09:00). Максимально-возможная связь температуры почвы на разных глубинах со смоловыделением установлена при нанесении поранений в 15 часов.
По всему вышеизложенному сделаны следующие выводы.
1. Экспресс-метод микро-ранений (путём установки в поранения поливинилхло-ридных трубок) позволяет получить наиболее точные данные по смоловыделению при подсочке закрытого типа;
2. Основной объём терпентина выделяется по прохождении шести часов с момента нанесения микро-ранения;
3. Деревья продуцируют терпентин в течение суток непрерывно, но в ночное время объём выделения резко снижается (17%);
4. При нанесении микро-ранений во второй половине дня с трёх до шести часов зафиксировано максимально-возможное смоловыделение;
5. Большую часть суток между выделением терпентина и температурами воздуха и почвы отмечена отрицательная зависимость;
6. Наибольшие коэффициенты корреляции (при выявлении связи температуры почвы и смоловыделения) получены при установке трубок в 15 часов.
Библиографический список
1. Табаленкова Г.Н. Подсочка леса. Биологические основы подсочки деревьев хвойных пород: учебное пособие. - Сыктывкар: СЛИ, 2012. - 48 с.
2. Петрик В.В., Тутыгин Г.С., Гаевский Н.П. Недревесная продукция леса: учебник (2-е изд). - Москва: МГУЛ, 2007. - 251 с.
3. Высоцкий, А.А. Рекомендации по созданию высокосмолопродуктивных лесных культур сосны обыкновенной целевого назначения. - Воронеж: НИИЛГиС, 1999. - 14 с.
DAILY DYNAMICS OF PINE TURPENTINE RELEASE INTENSITY ON DRAINED
PEAT SOILS
A.S. Novoselov, Candidate of Agricultural Sciences, Associate Professor Vologda State University (Russia, Vologda)
Abstract. In the Sokolsky district of the Vologda Region, on the drained peat soils of the mesotrophic type, the rate of release of pine terpentine during the application of micro-wounds during the day (at regular intervals) was studied. Particular attention is paid to the relationship of terpentine flows with indicators of the temperature regime of soils and the temperature of the surface air layer in the area of wounding. It was established when the greatest mass of terpentine is released depending on the time of wounding.
Keywords: hydrotechnical land reclamation, mesotrophic peat deposit, Scots pine, pine turpentine, daily release of resin.
