CC BY
40В. К. Ширнин, А. П. Царёв, И. Я. Казанцев. Технические свойства древесины сортовых тополей 109
Технические свойства древесины сортовых тополей
В. К. Ширнин1 А. П. Царёв И. Я. Казанцев
НИИ лесной генетики и селекции, Воронеж Петрозаводский государственный университет Воронежская государственная лесотехническая академия
АННОТАЦИЯ
Изучена древесина девяти сортов и клонов тополей различных видов. По комплексной оценке, включающей основные физико-механические свойства и анатомические признаки, лучшими являются евро-американские гибриды черных тополей: Сакрау, Бра-бантика, Робусга, Вернирубенс. Показано, что наследуемость качества древесины у тополей составляет значимую величину (0,47 - 0,76).
Ключевые слова: анатомические признаки, гибриды, качество древесины, клоны, сорта, тополя, пойма, физико-механические свойства.
SUMMARY
The wood quality of nine poplar cultivars, clones and hybrids from lowland of the Volga river was investigated. Euramerican hybrids of black poplars: Sacrau, Braban-tica, Robusta and Vernirubens have got the best complete evaluation of wood quality. It is of shown, that wood quality heredity of poplars is of significant value (0,47 -0.76).
Keywords: anatomic property, hybrids, wood quality, clones, pooplars, cultivars, lowland, physical property.
ВВЕДЕНИЕ
В малолесных южных областях России тополя являются единственными древесными видами, которые способны в короткие сроки продуцировать древесину различного целевого назначения. С этой целью проводится селекционная работа по их отбору и разведению перспективных сортов. Нами исследовалась древесина 9 сортов тополя 25-летнего возраста, произрастающих в пойме Нижней Волги.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
У каждого сорта изучалась древесина трех средних по росту деревьев на высоте от 1,3 до 4,0 м.
1 Авторы - соответственно ведущий сотрудник НИ ИЛ Г\иС, профессор кафедры лесного хозяйства, доцент кафедры лесоводства ©В. К. Ширнин. А. П. Царёв. И. Я. Казанцев. 2001
Результаты эксперимента позволили определить долю влияния генотипа (табл. 1) на формирование древесины определенных физико-механических свойств.
Таблица 1
Доля влияния генотипа на физико-механические свойства древесины тополей из поймы Нижней Волги
Признак Доля Критерий досто-
влия- верности (при а =
ния 0,05)
гено- факти- таблич-
ти- ческий ный
па,%
Плотность древесины 72,7 9,65 2,51
Торцовая твердость 70,8 8,89
Прочность при сжа-
тии 65,1 7.05 - „ -
Прочность при стати-
ческом изгибе 76.9 11,85
Сопротивление рас-
калыванию:
тангентальному 47,4 3.92 -,, -
радиальному 49,5 4,18
Доля влияния генотипа на основные физико-механические свойства древесины оказалась в районе испытаний довольно высокой (47-77 %) и достоверной. Следовательно, при закладке лесосырьевых плантаций необходимо учитывать сортовую принадлежность тополя.
Исследования показали, что лучшие сорта в условиях поймы Нижней Волги к 20-25-летнему возрасту достигают диаметра 25-35 см. В общей выборке разница по приросту древесины за последнее пятилетие колебалась от 2,54 (Робуста-236, Сакрау-59) до 5,22 см (Болле). Местный тополь черный (осокорь) от других культиваров отличался более выравненной динамикой прироста в онтогенезе. За последнее пятилетие его прирост снизился в 1,21 раза, в то время как черного пирамидального - в 3,37 раза. Другие сорта занимают промежуточное положение по этому признаку.
Материалы испытаний малых чистых образцов показали, что сорта тополя существенно различаются по физико-механическим свойствам (табл. 2). По отдельным свойствам различие между сортами составляет 11,5-62.5 %. Оценка, произведенная по методу Тьюки, оказалась достоверной по статическому изгибу в 28 случаях, твердости в различных плоскостях - в 25-27, сжатию - в 27. плотности - в 26, раскалыванию - в 21-24, ширине годичных слоев - в 15 случаях из 36 возможных пар сравнения сортов друг с другом.
Большое значение в определении качества древесины имеют ее анатомические признаки. Полученные материалы эксперимента свидетельствуют о значи-
110
Труды лесоинженерного факультета ПетрГУ
телыюм различии сортов по данной группе признаков (табл. 3).
Так, разница по длине волокон между крайними значениями составляла 30,7% (Робуста-236 и черный пирамидальный). В отдельные годы длина волокон у некоторых сортов достигала 2,0 мм (1984 и 1986 гг. у Робусты-236 и Сакрау-59).
Таблица 2
Физико-механические свойства древесины _у различных сортов тополя _
Сорт тополя А В С О Е Е
Вернирубенс 491 36,1 92,7 49,5 35,6 14,7
Робуста-236 503 34,6 90,5 42,8 32,5 13,6
Сакрау-59 506 38,7 90,3 48,8 34,2 14,0
Болле 509 35,3 88.6 34,9 26,8 14,7
Брабантика-
175 479 36,5 95,7 37,4 28,5 13,0
Бальзами-
ческий 471 31,2 83.4 39,2 29,2 13.1
Гибрид 4Б 427 27,0 64,3 28,5 22,6 12,5
Черный пи-
рамидаль-
ный 437 29,1 72,7 31,5 24,9 12,9
Осокорь 480 35,1 80,7 40,6 31,2 13,5
Примечания:
А - стандартная плотность, кг/м3;
В - предел прочности при сжатии вдоль волокон,
МПа;
С - предел прочности при статическом изгибе. МПа;
О - твердость торцовая, Н/мм: Е - твердость радиальная, Н/мм; И - сопротивление раскалыванию в тангентальной плоскости, Н/мм.
Таблица 3
Характеристика сортов тополя по анатомическим _признакам древесины__
Сорт тополя А В С Э Е Е
Вернирубенс 1.52 64,4 36 53,5 36,0 10,5
Робуста-236 1,79 76,4 34 56,0 31,0 13,0
Сакрау-59 1.65 79,7 41 55,2 34.8 12,0
Болле 1,48 70,5 31 57,0 31,0 12,0
Брабантика-
175 1,71 80,2 38 52,6 33,0 14,4
Бальзамиче-
ский 1.54 71,0 40 49,5 38,5 12,0
Гибрид 4Б 1.64 75.7 39 47,2 39,8 13,0
Черный пира-
мидаль-ный
Осокорь 1,37 71,3 33 51,0 38,4 10,4
1,52 73,9 37 54,0 35,0 11,0
Примечания:
А - длина древесных волокон, мм;
В - диаметр сосудов в средней зоне годичного слоя.
мкм:
С - число сосудов на единице площади поперечного среза, шт./мм2;
О - удельное содержание древесных волокон, %; Е - удельное содержание сосудов, %; Р - удельное содержание лучей, %.
Следует отметить, что в целях сокращения объема изложения материалы статистической обработки в таблицах 2, 3 не приводятся. Однако проведенные расчеты показали, что во всех случаях точность эксперимента составляла 1-5 %. Повышенным удельным содержанием волокон выделяются сорта Болле, Бра-бантика, Робуста, Сакрау. Вернирубенс (около 50% от общего объема древесины). Данный признак находится в тесной коррелятивной связи с основными физико-механическими свойствами древесины. Коэффициент ранговой корреляции изменялся от 0,450 (статистический изгиб) до 0,995 (плотность).
Двумя методами (суммы рангов и процентов превышений) проведена комплексная оценка качества древесины. В основу ранжирования положены показатели физико-механических свойств и максимальное развитие древесных волокон. Итоговые показатели двух методов оказались очень близкими между собой (коэффициент корреляции 0,900 ± 0,063), что позволяет изученные сорта с высокой достоверностью расположить в следующий ряд по мере убывания значений комплексных оценок: Сакрау-59, Брабантика-175, Робуста-236, Вернирубенс, Болле, осокорь, бальзамический, черный пирамидальный, гибрид 4Б.
В итоге проведенного исследования можно сделать следующие выводы:
1. В условиях Нижней Волги качество древесины тополя в значительной степени детерминировано генотипом испытуемых клонов и сортов. Доля влияния наследственных факторов (наследуемость) на основные технические свойства древесины составляет значимую величину (0,47 - 0,76).
2. Более высокие показатели комплексной оценки черных тополей были у евро-американских гибридов (Сакрау-59, Брабантика-175, Робуста-236, Вернирубенс). К 25-летнему возрасту они достигают диаметра на высоте 1,3 м 35 см и более и производят крупномерную древесину.
3. Местный тополь черный (осокорь) формирует древесину, имеющую средние показатели комплексной оценки. Он характеризуется более выравненной динамикой радиального прироста и наименее восприимчив к действию экстремальных факторов.
4. Древесина гибрида 4Б, черного пирамидального и бальзамического тополей отличается пониженными прочностью и плотностью, мягкостью и хорошей раскалываемостью. Ее использование предпочтительнее в качестве упаковочного материала и для изготовления различных видов бумаги.
