ДИНАМИКА ПЛОТНОСТИ ДРЕВЕСИНЫ КАШТАНА ПОСЕВНОГО

В ОНТОГЕНЕЗЕ

 

 Снегирева С. Н. Косиченко Н. Е. (ВГЛТА, г. Воронеж, РФ)

 

The article deals with dynamics of wood density in ontogenesis. The work states the functional dependences of this feature on the width of annual rings, zone width and late wood percentage.

 

       Плотность тесно связана с большинством физических и механических свойств и является основным показателем качественных характеристик древесины [1]. Важнейшим достоинством плотности как показателя качества древесины является ее универсальность, так как пределы прочности древесины с увеличением ее плотности также возрастают. В этом отношении плотность превосходит большинство показателей макроструктуры, в том числе и ширину годичного слоя, потому, что связь этих признаков с прочностью древесины неоднозначна. Так, например, у хвойных пород с уменьшением ширины годичного слоя в онтогенезе плотность древесины увеличивается, а у кольцесосудистых пород наблюдается противоположная закономерность: с уменьшением ширины годичного слоя плотность древесины также уменьшается [2].

          Между тем, прямое определение плотности древесины представляет собой длительный и трудоемкий процесс, в связи с чем представляется важным установление функциональных связей между основными признаками макроструктуры и плотности древесины.

       С учетом вышеизложенного, очень важно накопить данные о возрастной изменчивости плотности древесины у основных древесных пород, характеризующихся различными типами древесины.

1. Объекты и методы. Для исследования были отобраны деревья каштана посевного одного возраста (115-120 лет), произрастающие в Пшишском лесхозе Краснодарского края в различных условиях по вертикальной зональности (высота 500 м, 900 м и 1200 м над уровнем моря) [3].

Определяли базисную плотность древесины способом измерения выталкивающей силы, действующей на насыщенный водой образец [1]. Плотность измеряли для каждого годичного слоя, фиксируя календарный год его образования и номер от сердцевины. Для этого выкалывали микрообразцы древесины, толщина которых равнялась ширине годичного слоя, а ширина и длина образцов составляла 5-7 мм [4].

Расчеты проводили с помощью компьютерной программы Fox Pro 2.6 и программы Excel.

2. Результаты исследования. На рис. 1 представлена динамика плотности древесины каштана посевного в онтогенезе с учетом вертикальной зональности произрастания насаждений.

 

 

 

Рисунок 1- Изменение плотности древесины каштана посевного в онтогенезе

1 – высота произрастания 500 м над уровнем моря; 2 – 900 м над уровнем моря; 3 – 1200 м над уровнем моря

 

Как видно, в раннем возрасте плотность древесины увеличивается. Достигнув максимума к 20 годам, в последующем плотность древесины постепенно уменьшается.

Наиболее плотная древесина формируется на высоте произрастания насаждений 500 м над уровнем моря, достигая 563 кг/м³. С увеличением высоты произрастания насаждений каштана до 1200 м плотность древесины уменьшается на 20 %.

На рис. 2 представлена зависимость плотности древесины от ширины годичного слоя. Она характеризуется прямо пропорциональной зависимостью и выражается уравнением y=ax+b, где значения постоянного коэффициента (а) различны в зависимости от высоты над уровнем моря: чем выше высота, тем эти значения ниже, следовательно, и плотность меньше. Так, на высоте 500 метров над уровнем моря максимальные значения плотности молодых годичных слоев древесины варьируют около 550 кг/м³, на высоте 900 м над уровнем моря – около 460 кг/м³, а на высоте 1200 м – около 430 кг/м³.

Аналогично плотность древесины каштана посевного связана с шириной зоны поздней древесины и с процентом поздней древесины.

Максимальной ширины зона поздней древесины достигает в благоприятных условиях роста – на высоте 500 м над уровнем моря (4,3 мм), а плотность древесины при этом составляет 575 кг/м³. На высоте 1200 м над уровнем моря максимальная ширина поздней зоны годичного слоя составляет 3,5 мм, и этому значению соответствует плотность древесины в 450 кг/м³. Коэффициенты корреляции между шириной зоны поздней древесины и ее плотностью такие же высокие, что и в случае с шириной годичного слоя.

 

А

Б

В

 

Рисунок 2- Зависимости плотности древесины каштана посевного от ширины годичного слоя

высота произрастания над уровнем моря:  А – 500 м; Б – 900 м; В – 1200 м

 

 

          Вопреки общеизвестному факту в учебной и научной литературе [1, 5], степень связи между процентом поздней древесины и ее плотностью снижается в сравнении со степенью связи с шириной годичного слоя. Наиболее высокими значениями коэффициента корреляции характеризуется связь между плотностью и шириной годичного слоя, а равно и с шириной зоны поздней древесины (0,95; 0,75 и 0,58 при высотах произрастания 500, 900 и 1200 м над уровнем моря). Данное обстоятельство объясняется малой изменчивостью в онтогенезе ширины зоны ранней древесины [3]и высокой степенью ее корреляции с плотностью.

 

Выводы

          1. У каштана посевного – представителя группы кольцесосудистых пород, наиболее высокие значения плотности древесины отмечаются в молодом возрасте при максимуме в 20 лет. В дальнейшем ходе онтогенеза, с уменьшением ширины годичного слоя плотность древесины постепенно снижается.

          2. Установлена прямолинейная зависимость между плотностью древесины и шириной годичного слоя, шириной зоны поздней древесины, процентом поздней древесины. Наиболее высокие коэффициенты корреляции характерны для плотности и первых двух показателей макроструктуры годичного кольца. Более низкой степенью связи характеризуются плотность и процент поздней древесины. Объяснение этим явлением кроется в характере развития различных частей годичного слоя древесины кольцесосудистых пород в онтогенезе.

          3. Фактор вертикальной зональности накладывает существенный отпечаток на формирование плотности древесины каштана: с увеличением высоты произрастания насаждений плотность древесины значительно уменьшается.

 

Литература

1. Полубояринов О. М. Плотность древесины. – М.: Лесная промышленность, 1976. – 160 с.

2. Косиченко Н. Е. Формирование структуры и плотности древесины в онтогенезе // Строение, свойства и качество древесины 2000: Матер. III Межд. симп. 11-14 сент. 2000 г. – Петрозаводск, Ин-т леса Кад. НЦ. РАН, 2000. -С. 58-61.

3. Снегирева С.Н. Влияние экологических и генотипических факторов на формирование древесины каштана посевного в условиях Пшишского лесхоза // Лес. Наука. Молодежь ВГЛТА 2002/Сб. материалов по итогам научно-исследовательской работы молодых ученых Воронежской государственной лесотехнической академии за 2001-2002 годы. – Воронеж, 2002 г. -С.323-326.

4. Косиченко Н.Е.  Модифицированный способ определения плотности микрообразцов древесины // Современные методы лесной генетики и селекции / Сб. науч. тр. ЦНИИЛГиС. – Воронеж, 1984 а. -С.123-128.

5. Уголев Б.Н. Древесиноведение с основами лесного товароведения. – М.: МГУЛ, 2001. – 340 с.