Смолопродуктивність інтродукованих видів роду Pinus l. в умовах малого Полісся

Размещено на http://www.allbest.ru

УКРАЇНСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ЛІСОТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

06.03.03 - Лісознавство і лісівництво

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата сільськогосподарських наук

Смолопродуктивність інтродукованих видів роду Pinus l. в умовах малого полісся

Юськевич Тарас Васильович

Львів - 2000

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана на кафедрі лісових культур і деревинознавства Українського державного лісотехнічного університету Міністерства освіти України.

Науковий керівник - доктор сільськогосподарських наук, професор Рябчук Василь Петрович, Український державний лісотехнічний університет, завідувач кафедри лісових культур і деревинознавства

Офіційні опоненти: доктор сільськогосподарських наук

Леонтяк Григорій Прокопович, Чечельницький експериментальний ДЛГ державного лісогосподарського об'єднання "Вінницяліс", директор; кандидат сільськогосподарських наук, доцент

Портной Володимир Миколайович, Національний аграрний університет Кабінету Міністрів України, доцент

Провідна установа - Інститут екології Карпат НАН України, м. Львів

Захист відбудеться 2 березня 2000 р. о 12 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 35.072.02 в Українському державному лісотехнічному університеті за адресою: 79057, Львів, вул. генерала Чупринки, 103, зал засідань.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Українського державного лісотехнічного університету за адресою: 79057, Львів, вул. генерала Чупринки, 101.

Автореферат розісланий 31 січня 2000 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Зеленський М.Н.

Размещено на http://www.allbest.ru

Загальна характеристика роботи

Актуальність теми дисертації. У міру росту населення земної кулі збільшується потреба в лісовій продукції. Проте площа зростаючих на планеті лісів, навпаки, постійно зменшуються у зв'язку з розвитком сільського господарства, ростом міст і будівництвом доріг. Це свідчить про необхідність збільшення комплексної продуктивності існуючих лісових насаджень, в якій значну частину повинні складати недеревні ресурси лісу. Серед них цінною хімічною сировиною для виробництва каніфолі та скипидару є живиця.

В Україні, як і в деяких країнах світу, найбільше розповсюдження отримала підсочка сосни звичайної. Однак сировинні ресурси сосни у нас дещо скоротилися внаслідок виключення з експлуатації частини лісового фонду в зоні ураження аварією на Чорнобильській АЕС, тому проблема розширення сировинної бази підсочного господарства є актуальною і деякою мірою може бути вирішена за рахунок залучення у підсочку інших хвойних смолоносних порід.

Виходячи з цього, вивчення особливостей біологічної смолопродуктивності інтродуцентів, визначення кількісної й якісної характеристик живиці, є актуальними і дають змогу науково обгрунтувати доцільність залучення в підсочне господарство інтродукованих видів роду Сосна.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дослідження виконані у рамках комплексного плану науково-дослідних робіт Українського державного лісотехнічного університету, який координується Міністерством освіти України (тема: "Методи підвищення продуктивності компонентів лісових фітоценозів", №0198U002976).

Мета та завдання досліджень. Вивчити біологічну смолопродуктивність інтродукованих видів (сосни Банкса, сосни Веймутова, сосен жорсткої та чорної), провести аналіз живиці, встановити взаємозв'язки між смолопродуктивністю та параметрами дерев, виявити чинники для відбору високосмолопродуктивних особин.

Для досягнення поставленої мети вирішували такі завдання:

- визначення біологічної смолопродуктивності дерев досліджуваних видів і її порівняння із смолопродуктивністю сосни звичайної;

- вивчення залежності смолопродуктивності дерев від морфометричних показників стовбура та крони;

- виявлення взаємозв'язку між смолопродуктивністю та будовою деревини;

- встановлення залежності кількості вертикальних смоляних ходів в деревині інтродуцентів від ширини річного шару;

- встановлення кількісної й якісної характеристик живиці досліджуваних видів;

- виявлення залежності смолопродуктивності дерев інтродукованих видів від сумісної дії комплексу факторів;

- встановлення частки впливу факторів на смолопродуктивність дерев;

- економічне обгрунтування залучення у підсочку інтродукованих видів. смолопродуктивність дерево сосна інтродуцент

Наукова новизна роботи. Вперше визначено біологічну смолопродуктивність інтродукованих видів роду Сосна в умовах Малого Полісся. Вивчено залежність смолопродуктивності дерев від морфометричних показників стовбура та крони. Отримано рівняння регресії залежності кількості смоляних ходів від ширини річного шару. Здійснено кількісну й якісну оцінки живиці досліджуваних видів. Виявлено залежність смолопродуктивності інтродуцентів від сумісної дії комплексу факторів і встановлено частку впливу факторів на смолопродуктивність дерев.

Практична цінність. Обгрунтовано доцільність залучення у підсочку на рівні із сосною звичайною інтродукованих смолоносних видів. Це дасть змогу підвищити об'єми заготівлі живиці без залучення у підсочку додаткових насаджень з наявністю сосни звичайної.

Особистий внесок здобувача. Збір експериментальних матеріалів, їх обробка й аналіз виконані автором. Вивчення будови деревини проведено в лабораторії деревинознавства кафедри лісових культур і деревинознавства УкрДЛТУ, особисто автором. Кількісну й якісну характеристики живиці інтродуцентів здійснено на кафедрі хімії УкрДЛТУ автором під керівництвом доц. Н.М. Ватаманюк.

Апробація результатів дисертації. Основні положення роботи та результати досліджень були викладені і обговорені на науково-технічних конференціях УкрДЛТУ (1996-1999), міжнародній конференції "Лесная наука на рубеже XXI века" (Гомель, 1997), регіональній науково-практичній конференції "Теоретичні та практичні аспекти інтродукції рослин на Заході України" (Львів, 1998), міжнародній науково-практичній конференції "Проблеми та перспективи розвитку лісівничої освіти, науки та виробництва" (Львів, 1999).

Публікації. За матеріалами дисертації опубліковано 8 наукових праць, в т. ч. 8 - у фахових виданнях.

Структура і обсяг дисертації. Дисертація складається зі вступу, 7 розділів, висновків і рекомендацій, списку використаних джерел, який включає 301 найменування. Повний обсяг роботи 152 сторінки машинописного тексту, 11 рисунків, 20 таблиць, 3 додатки.

Зміст роботи

Постановка проблеми, методика та об'єкти досліджень

З давніх часів людство знайоме із застосуванням природних смол. Їх використовували в якості лаків, покриттів, клеїв для укріплення наконечників стріл і списів, в косметиці, при проведенні релігійних обрядів, в медицині. Застосування смол вважалося в якийсь період навіть мірилом культури і достатку народу або верстви населення.

Як відомо, підсочку здійснюють, головним чином, на різних видах роду Сосна. Ці види зустрічаються виключно в північній півкулі, переважно у помірній зоні. У найбільш багатій на хвойні породи Північній Америці в природному стані відомо 33 види сосни, в східній частині Азії - 17 видів, у Європі - їх налічується лише 12 видів (Иванов, 1940). Однак, із усього досить великого різноманіття видів сосни підсочують відносно невелику їх кількість.

Аналіз літературних джерел свідчить, що у ряді наукових робіт як об'єкт підсочки розглядається, в основному, сосна звичайна. Тільки в окремих роботах висвітлюється смолопродуктивність інтродуцентів. Вивчення й аналіз науково-технічної літератури дає змогу стверджувати, що відсутні дані смолопродуктивності інтродукованих видів роду Сосна в умовах Малого Полісся. Не досліджено також залежність смолопродуктивності цих видів від морфометричних показників стовбура, крони, анатомічної будови деревини. Фізичні та хімічні властивості живиці інтродукованих видів вивчені лише у природних умовах їх місцезростання. Тому для умов Малого Полісся необхідно вивчити смолопродуктивність, хімічний і фізичний склад живиці хвойних інтродуцентів, виявити критерії відбору дерев з підвищеною смолопродуктивністю, дослідити анатомічну будову деревини.

Біолого-екологічна характеристика досліджуваних видів. На основі літературних даних, наведена біолого-екологічна характеристика, природні ареали зростання, використання сосни Банкса, сосни Веймутова, сосни жорсткої, сосни звичайної та сосни чорної для потреб підсочки.

Методика досліджень. Теоретичні й експериментальні роботи здійснені протягом 1996-1998 рр. з використанням загальноприйнятих лісівничих, таксаційних, фізіологічних, анатомічних і математичних методик.

Смолопродуктивність визначали методом мікропідсочки (Высоцкий 1979, 1983, 1991; Проказин 1959). Величину смолопродуктивності сосни звичайної приймали за 100 %.

Для більш повної характеристики біологічної смолопродуктивності інтродуцентів у межах насадження, визначали коефіцієнт смолопродуктивності (Вишневская, 1973; Высоцкий, 1979, 1991; Киров, 1973; Куликов, 1979; Суханов, 1979).

Товщину кори та лубу визначали шляхом взяття висічок за допомогою бурава Преслера (Максим, 1996; Матыцын, 1986).

Параметри крони вимірювали за допомогою висотоміра-крономіра та екліметра. Площу проекції крони визначали за методикою І.М. Распонова (1955).

Показники макроскопічної будови деревини вивчали за методикою Б.Н. Уголева (1986); О.П. Божка, І.С. Вінтоніва (1992).

При вивченні мікробудови деревини використовували методики, наведені в роботах В.Е. Вихрова (1949), Е.С. Чавчавадзе (1979), А.О. Яценко-Хмелевского (1954, 1979).

Визначаючи вміст терпентинного масла в живиці, застосовували методики ряду авторів (Вершук, Гурич, 1960; Губен-Вейль, 1963; Никитин, 1962; ОСТ 13-128-82; Портной, Гриб, 1990). Для визначення вмісту чистого, обезводненого скипидару, осушували водний скипидар прокаленим хлоридом кальцію (Бардышев 1958; Вершук, Гурич 1960; Машков 1988). Визначення густини скипидару та каніфолі здійснювали за допомогою найбільш точного пікнометричного методу. Для визначення показника заломлення використовували універсальний лабораторний рефрактометр УРЛ-1 типу Аббе. Температуру початку кипіння скипидару заміряли на приладі для мікроперегонки (Черонис, 1960). Температуру краплепадіння каніфолі визначали у приладі Уббелоді (Вершук, Гурич, 1960). Кислотне число каніфолі та скипидару встановлювали за методикою (Вершук, Гурич, 1960; Зандерманн, 1964). Число омилення каніфолі та скипидару визначали у тому ж розчині, що й кислотне.

Для перевірки та підтвердження проведених досліджень, застосовували більш точний потенціометричний метод титрування. Точніше точку еквівалентності отримували графічним методом, наносячи залежність pH/V від V, тобто від об'єму титранту, який відповідає інтервалу титрування, де pH - зміна електрорушійних сил, зумовлена додаванням об'єму титранта V. Побудувавши таким чином графіки і проаналізувавши їх, визначали витрату титру на нейтралізацію кислоти (Жукова, Шеронова, 1980; Лаптанович, 1980; Лопатин, 1975).

Отримані експериментальні дані опрацьовували методами математичної статистики (Доспехов, 1979; Дудюк, 1992).

Характеристика природних умов району досліджень. На підставі огляду літератури описано географічне положення, гідрографічні та гідрологічні умови, рельєф і грунти, клімат, лісову рослинність району досліджень. В цілому клімат району досить сприятливий для успішного зростання досліджуваних видів.

Смолопродуктивність дерев досліджуваних видів

Найвагомішим чинником залучення у підсочку тих чи інших видів хвойних порід є їх індивідуальна смолопродуктивність. Найвищою смолопродуктивністю в умовах Малого Полісся, як показали наші дослідження, характеризується сосна чорна (107 % по відношенню до сосни звичайної), а найнижчою - сосна Банкса (45,5 %) (рис.).

Рис. Смолопродуктивність дерев різних видів сосни

Найвищий коефіцієнт смолопродуктивності (0,0564-0,0798) на усіх пробних площах виявлено у дерев сосни звичайної. З інтродукованих видів цей показник був найбільшим у дерев сосни чорної (0,0609), який за величиною несуттєво відрізнявся від даних, отриманих на сосні звичайній. Найменше значення коефіці-єнта смолопродуктивності отримано у дерев сосни жорсткої (0,0311) та сосни Банкса (0,0322).

Смолопродуктивність дерев усіх видів хвойних порід в одному і тому самому насадженні з однаковими таксаційними показниками при ідентичній технології підсочки має досить значну мінливість (Высоцкий, 1983, 1991; Денеко, 1998; Зелихо, Виславский, 1960; Колоско, 1968; Мельников, 1971 та ін.).

Найвищий коефіцієнт варіації виявлено у дерев сосни Банкса (54,4-74,1 %) та сосни жорсткої (56,8-66,7 %). У дерев сосни звичайної він, за даними наших досліджень, в умовах Бродівського держлісгоспу коливається в межах 31,5-64,5 %, в умовах Буського держлісгоспу - 16,5-45,0 %, а в умовах Золочівського держлісгоспу - 20,5-32,7 %.

Як свідчать отримані дані, усі види сосни в одному і тому самому насадженні мають дерева як низької, так і високої смолопродуктивності. Тому доцільно виділити ряд показників, які могли б з певною точністю визначити рівень смолопродуктивності інтродукованих видів.

Вивчення динаміки смоловиділення показало, що у дерев сосни Банкса та сосни звичайної інтенсивне смоловиділення відбувається з перших хвилин після нанесення поранень. Сосна Веймутова має найбільшу тривалість смоловиділення. Проте, у перші три години після нанесення поранень вихід живиці несуттєвий (5-10 %), а протягом наступних двадцяти однієї години відбуваються інтенсивний процес смоловиділення. На другу добу, виділення живиці збільшується менш інтенсивно. У дерев сосни чорної відзначено плавне підвищення виходу живиці у перші п'ять годин після нанесення поранень, а дальше відбувається різке підвищення смоловиділення, яке триває до закінчення доби. Фізіологічна особливість смоловиділення може слугувати підставою для розробки оптимальних елементів технології підсочки.

За роками досліджень, смолопродуктивність дерев сосни Веймутова та сосни жорсткої досить інтенсивно зростає (з 1,4 г до 2,2 г та з 0,6 г до 1,8 г відповідно). Вихід живиці у дерев сосни Банкса з першого по третій рік досліджень практично не змінився. У дерев сосни чорної також відзначено деяке підвищення смолопродуктивності порівняно з першим роком досліджень.

Залежність смолопродуктивності дерев сосни від морфометричних показників стовбура і крони

На смолопродуктивність дерев впливає багато факторів, серед яких ряд лісівничо-таксаційних (діаметр дерев, параметри крони тощо), які можна визначити візуально або методом окомірної таксації. Це дасть змогу відібрати з насадження смолопродуктивні особини, покращуючи тим самим економічні показники підсочки.

Діаметр дерев. Це найбільш надійний показник смолопродуктивності насадження, який відображає ряд важливих для смолопродуктивності моментів: вік дерева, грунтові умови і т. п.

За даними наших досліджень, існує загальна тенденція до підвищення виходу живиці із збільшенням діаметра дерев. Виявлено тісний зв'язок смолопродуктивності і діаметра стовбура у дерев сосни чорної (r=0,74), а середній зв'язок виявлено у дерев сосни Банкса (r=0,43) та сосни жорсткої (r=0,57). У дерев сосни Веймутова виявлено недостовірний слабкий зв'язок між досліджуваними факторами (r=0,16 при tф=0,43, коли t05=2,10). У дерев сосни звичайної в різних умовах місцезростання r=0,38-0,46.

Висота стовбура. Судячи за коефіцієнтами кореляції, високою залежністю між досліджуваними показниками характеризується сосна звичайна (r=0,43-0,46). У решти досліджуваних видів виявлено слабкий зв'язок, який в окремих випадках переходить у середній, проте різниця несуттєва.

Протяжність безсучкової зони дерев. Нами виявлено залежність смоло-продуктивності від протяжності безсучкової зони дерев лише у сосни жорсткої. Зокрема, при зростанні ступеня товщини з 28 до 60 см показник висоти очищення стовбура змінюється з 4,1 до 6,6 м. Однак виявлено, що в межах однієї ступені товщини значення протяжності безсучкової зони має значну мінливість. Наприклад, у 44 см ступені товщини цей показник змінюється з 5,2 до 10,0 м.

У дерев сосни Банкса коефіцієнт кореляції між досліджуваними факторами дорівнює -0,24, у сосни чорної - -0,33, у сосни Веймутова - -0,05. Прямий зв'язок слабкого характеру між цими факторами виявлено лише у дерев сосни жорсткої (r=0,23). У сосни звичайної виявлено значні коливання коефіцієнту кореляції між даними показниками. Залежно від умов зростання коефіцієнт кореляції коливається в межах від r=0,31 - в умовах Золочівського держлісгоспу, до r=0,45 - в умовах Буського держлісгоспу.

Висота підняття крони. Згідно з даними досліджень, нами виявлено середній зв'язок між смолопродуктивністю та показником висоти підняття крони у дерев сосни Банкса та сосни чорної. Коефіцієнт кореляції між цими показниками становить: у сосни Банкса - -0,62; у сосни чорної - -0,60. У дерев сосни Веймутова відзначено слабкий зв'язок (r=0,15 при tф=0,38, коли t05=2,10). Відсутній зв'язок між висотою підняття крони та смолопродуктивністю у дерев сосни жорсткої (r=0,05 при tф=0,05, коли t05=2,08).

Товщина кори та лубу. Згідно з нашими дослідженнями, між смолопродуктивністю дерев та товщиною кори і лубу виявлено суттєвий зв'язок лише для дерев сосни чорної. Смолопродуктивність дерев сосни чорної має пряму залежність від товщини кори. Цей факт підтверджується показником коефіцієнта кореляції r=0,49, при tф=4,50, коли t05=2,12. У решти досліджуваних видів не виявлено суттєвої залежності між виходом живиці та товщиною кори і лубу (r=0,16-0,33 при tф=0,42-1,51 коли t05=2,08-2,15).

Протяжність крони. Найбільш яскраво виражена залежність смолопродуктивності від протяжності крони у дерев сосни Банкса та сосни чорної. У цих видів при зростанні ступені товщини протяжність крони змінюється в бік збільшення з 6,0 до 9,4 м - у сосни Банкса та з 3,0 до 9,9 м - у сосни чорної. У решти видів не виявлено чітко вираженої прямої залежності смолопродуктивності від цього фактору.

Тісний зв'язок між досліджуваними показниками виявлено у дерев сосни Банкса, значення коефіцієнта кореляції якого дорівнює 0,72. Дещо слабший зв'язок виявлено у дерев сосни чорної - r=0,53. У сосни Веймутова і сосни жорсткої значення коефіцієнта кореляції становлять 0,07 і 0,28 відповідно.

Площа проекції крони. У всіх досліджуваних видів виявлено тільки тенденцію до підвищення виходу живиці із збільшенням площі проекції крони. Це під-тверджується значеннями коефіцієнта кореляції: у дерев сосни жорсткої (r=0,54) та сосни чорної (r=0,47). У дерев сосни Банкса та сосни Веймутова цей показник становить 0,20 та 0,10 відповідно.

Об'єм крони. Коефіцієнт кореляції між об'ємом крони і смолопродуктивністю у дерев сосни жорсткої та сосни чорної становить 0,49 і 0,50 відповідно. Дещо менше значення цього показника мають дерева сосни Банкса (r=0,45). У дерев сосни Веймутова виявлено слабкий зв'язок між досліджуваними показниками (r=0,07). У сосни звичайної цей показник коливається в широких межах (r=0,09-0,68) залежно від умов місцезростання.

Будова деревини та її зв'язок із смолопродуктивністю дерев сосни

Як відомо, у деревині, в спеціальних вмістилищах (смоляних ходах), відбуваються складні процеси смолоутворення та смоловиділення. Кількість і розміри цих спеціалізованих структур звичайно залежить від анатомічної будови деревини. Звідси випливає той факт, що і смолопродуктивність дерев має певну залежність від макроскопічних та мікроскопічних ознак деревини.

Ширина річних шарів. Згідно з даними наших досліджень, найкращі показники приросту виявлено у дерев сосни жорсткої (1,17-3,98 мм) і сосни Веймутова (1,24-2,64 мм). У дерев сосни чорної та сосни Банкса середнє значення цього показника становило відповідно 1,46 та 1,11 мм. Сосна звичайна мала найкращий приріст в умовах Буського держлісгоспу (1,77 мм). Проте цей показник дещо нижчий порівняно з приростом у сосни Веймутова (1,85 мм), яка зростає в аналогічних лісорослинних умовах. В умовах Бродівського держлісгоспу середній приріст сосни звичайної становив 1,56 мм, а в Золочівському держлісгоспі - всього 1,03 мм.

Найвищий вплив середньої ширини річних шарів на смолопродуктивність виявлено у дерев сосни чорної, коефіцієнт кореляції між цими показниками становить 0,60. Зв'язок слабкого характеру між вищезгаданими факторами виявлено у дерев сосни Веймутова (r=0,28) і сосни жорсткої (r=0,10), а у сосни Банкса виявлено навіть від'ємний несуттєвий зв'язок (r=-0,11).

Вміст пізньої зони деревини в річному шарі. Справді, дерева з більш інтенсивним ростом мають дещо понижений вміст пізньої зони деревини. Наприклад, деревина сосни жорсткої та сосни Веймутова мають показники вмісту пізньої зони 41,4 % та 43,8 %, тобто дещо нижчі порівняно з деревиною сосни чорної і сосни Банкса (51,5 % та 45,8 %). Проте це підвищення відсотку пізньої зони в річному шарі аж ніяк не свідчить про підвищення виходу живиці у цих видів. Про це свідчать показники коефіцієнту кореляції, згідно з якими в жодного виду не виявлено суттєвого зв'язку смолопродуктивності із вмістом пізньої зони в річному шарі.

Кількість річних шарів в 1 см деревини. У дерев сосни Веймутова, сосни жорсткої та сосни чорної виявлено оберненопропорційну залежність між смолопродуктивністю та кількістю річних шарів в 1 см деревини. Найбільш чітко виражена ця залежність у дерев сосни чорної, коефіцієнт кореляції якої між цими показниками становить 0,57 і вказує на середній зв'язок. У дерев сосни Веймутова та сосни жорсткої коефіцієнт кореляції становить відповідно 0,39 та 0,27. У дерев сосни жорсткої різниця несуттєва: tф=1,55 при t05=2,08. Показник кількості річних шарів в 1 см деревини сосни Банкса чинить статистично недостовірний вплив слабкого характеру (r=0,15 при tф=0,25, коли t05=2,15) на вихід живиці.

Діаметр вертикальних смоляних ходів. Виявлено середній зв'язок між смолопродуктивністю та діаметром смоляних ходів в усіх видів, проте різниця несуттєва для дерев сосни жорсткої (r=0,19 при tф=0,73, коли t05=2,10).

Об'єм смоляних ходів. Слід відзначити, що виявлено зв'язок середньої тісноти між об'ємом смоляних ходів і виходом живиці у дерев сосни Банкса (r=0,58), сосни жорсткої (r=0,36) та сосни чорної (r=0,50).

Густота смоляних ходів. Згідно з даними наших досліджень, виявлено пряму залежність кількості смоляних ходів (nсм.х.) від ширини річного шару (S) в усіх досліджуваних видів і на різній глибині деревини. Цей зв'язок підтверджується значеннями коефіцієнтів кореляції, що свідчить про середній зв'язок, який в окремих випадках переходить у тісний. Цю залежність можна описати такими рівняннями: 1. Для дерев сосни Банкса - nсм.х.=0,27+5,74S; 2. Для дерев сосни Веймутова - nсм.х.=-1,55+7,24S; 3. Для дерев сосни жорсткої - nсм.х.=1,84+3,06S; 4. Для дерев сосни чорної - nсм.х.=3,78+2,36S; 5. Для дерев сосни звичайної - nсм.х.=3,04+3,66S.

Ми вважаємо, що виведені рівняння регресії можна використовувати для визначення орієнтовної кількості смоляних ходів, залежно від ширини річного шару в хвойних дерев, які зростають в умовах Малого Полісся.

Слід зазначити, що найменша густота смоляних ходів виявлена у дерев сосни чорної (35 шт./см2), а найбільша - у сосни Веймутова (52 шт./см2), проте цей факт не свідчить про вищу смолопродуктивність дерев сосни Веймутова порівняно з виходом живиці у сосни чорної, навпаки, дерева сосни Веймутова мають дещо нижчу смолопродуктивність.

Кількісний аналіз живиці інтродукованих видів

Вирощування сосен для підсочки може бути спрямоване не стільки на досягнення максимального виходу живиці, скільки на отримання живиці і терпентинного масла особливого складу. Вивчення складу живиці полегшує роботу систематиків і генетиків. Деякі сосни містять такі леткі з'єднання, які в інших соснах не виявляються і в технічному відношенні можуть бути більш цінними, ніж саме терпентинне масло (Акимов, Нилов, 1975; Бардышев, 1958; Зандерманн, 1964).

За даними наших спостережень, зібрана на дослідних ділянках живиця за зовнішнім виглядом являла собою прозору, в'язку, клейку рідину кольору жовто-зеленого (сосна звичайна, сосна жорстка, сосна чорна), кремового (сосна Банкса), золотисто-жовтого (сосна Веймутова) з характерним сосновим запахом. На повітрі живиця досліджуваних видів досить швидко барасується, за винятком живиці сосни Веймутова, яка тільки густішає, практично не міняючи свого зовнішнього вигляду.

Вміст терпентинного масла в живиці досліджуваних видів. Як свідчать дані досліджень, порівняння вмісту скипидару в живиці різних видів хвойних порід довело, що цей показник найвищий у живиці з дерев сосни чорної (28,73 %) та сосни жорсткої (28,20 %), а найнижчий - у сосни Веймутова (20,10 %). Найвищий вміст обезводненого скипидару залишається в живиці сосни чорної (25,12 %) та сосни звичайної (24,68 %), дещо нижчий вміст обезводненого скипидару відзначено у живиці з сосни жорсткої (23,83 %), а найнижчий - з сосни Банкса (18,71 %) та сосни Веймутова (17,87 %).

Густина скипидару. Найвищу густину скипидару, за нашими дослідженнями, виявлено у живиці з дерев сосни жорсткої (858,2 кг/м3), а найнижчу - у сосни Банкса (819,4 кг/м3).

Показник заломлення скипидару. Скипидар з живиці сосни Веймутова та сосни жорсткої практично не відрізняються показниками заломлення скипидару і становить 1,4726. Скипидар з живиці сосни Банкса та сосни чорної за показником заломлення дещо відрізняється і становить 1,4702 і 1,4656 відповідно. У дерев сосни звичайної показник заломлення скипидару в середньому становить 1,4730.

Температура кипіння скипидару. Значення температури кипіння скипидару всіх досліджуваних видів практично не відрізняється і коливається в межах 156-160 0С, за винятком скипидару з дерев сосни чорної, температура кипіння якої дещо нижча і становить 152 0С.

Кислотне число скипидару. Скипидар з дерев сосни Веймутова вирізняється підвищеним вмістом смоляних кислот (1,16), у решти досліджуваних видів цей показник коливається у межах 0,33-0,52.

Число омилення скипидару. З результатів оберненого титрування випливає, що найвищий вміст кислот виявлено, як і при прямому титруванні, у скипидарі з дерев сосни Веймутова (1,37). Результати цих досліджень ще раз підтверджують, що у скипидарі з живиці сосни Веймутова найвищий вміст смоляних кислот. Це дасть можливість з успіхом застосовувати скипидар з цієї породи у лакофарбовій промисловості.

Густина каніфолі. Каніфоль, отримана з живиці дерев сосни Банкса, сосни Веймутова та сосни звичайної, характеризується близькими значеннями показника густини (909,0-1196,6 кг/м3). Більше значення цього показника виявлено у каніфолі з живиці сосен жорсткої (1586,1 кг/м3) та чорної (1539,8 кг/м3).

Температура краплепадіння каніфолі. Найнижчу температуру краплепадіння каніфолі виявлено у каніфолі з живиці сосни чорної (75 оС) та сосни Веймутова (77 оС), а найвищу - сосни Банкса (84 оС).

Кислотне число каніфолі. Згідно з нашими дослідженнями, найбільша кількість кислот виявлена в каніфолі з живиці сосни Веймутова (156,44), а найменша - сосни Банкса (145,31) та сосни звичайної (148,37). Слід зазначити, що каніфоль усіх досліджуваних видів за вмістом смоляних кислот та значенням числа омилення відповідає вимогам, які викладені в існуючих стандартах.

Число омилення каніфолі. Підвищеним вмістом смоляних кислот при оберненому титруванні характеризується каніфоль з живиці сосни Веймутова (193,96) та сосни жорсткої (191,07).

Після проведення відповідних розрахунків, отримали наступний склад живиці досліджуваних видів (табл. 1).

З даних табл. 1 видно, що на найбільшу увагу, крім сосни звичайної, заслуговують сосна Веймутова, сосна жорстка та сосна чорна. Живицю сосни Веймутова можна застосовувати для отримання каніфолі, оскільки, згідно з нашими дослідженнями, саме цей вид має суттєвий вміст смоляних кислот. Дерева сосни жорсткої та особливо сосни чорної слід залучати у підсочку, оскільки у них відзначений досить високий вміст терпентинного масла.

Таблиця 1

Склад живиці хвойних порід

Вміст речовин в	Сосна
живиці, %	Банкса	Веймутова	жорстка	чорна	звичайна
Скипидар	18,71	17,87	23,83	25,12	24,68
Смоляні кислоти	69,27	75,75	70,54	69,75	70,19
Вода	5,16	4,28	5,07	3,94	3,52
Інші речовини	6,86	2,10	0,56	1,19	1,61

Комплексний вплив факторів на смолопродуктивність дерев

Рівень впливу окремих та комплексу факторів на смолопродуктивність сосен. Нашими дослідженнями виявлено, що при збільшенні морфомет-ричних показників стовбура та крони, спостерігається тенденція до підвищення смолопродуктивності в усіх досліджуваних видів. Тому при відборі дерев підвищеної смолопродуктивності перевагу слід віддавати рослим деревам з добре розвиненою кроною.

Показники анатомічної будови деревини мають дещо менш виражений вплив на смолопродуктивність дерев. Проте, дерева з краще розвиненою смолоносною системою відрізняються більшим виходом живиці. Це явище характерне лише в межах одного виду сосни, оскільки, наприклад, у дерев сосни Веймутова, сосни жорсткої, сосни чорної середнє значення показників мікроскопічної будови деревини майже не відрізняється, одначе за виходом живиці ці види мають суттєві відмінності.

Щоб з'ясувати, який із факторів має найбільший вплив (частка впливу) на смолопродуктивність, ми провели математичне планування експерименту за умовними одиницями.

Згідно з нашими даними, не можна виділити якогось одного фактора, чи навіть групу факторів, які впливали б однаково на смолопродуктивність усіх досліджуваних видів. Це пояснюється, ймовірно, різною біологічною особливістю видів у сукупності з умовами інтродукції. Проте в межах одного виду можна виділити ряд результативних факторів, сукупність яких дає змогу виявити рівень смолопродуктивності дерев (табл. 2).

Таблиця 2

Частка впливу факторів на смоловиділення

	Ступінь впливу
Фактори	С. Банкса	С. Веймутова	С. жорстка	С. чорна
	знач. коеф.	%	знач. коеф.	%	знач. коеф.	%	знач. коеф.	%
1	2	3	4	5	6	7	8	9
Діаметр дерева Висота дерева Протяжність без-сучкової зони Висота підняття крони Протяжність крони Площа проекції крони	0,43 0,07 0,28 0,54 0,67 0,18	7,9 1,3 5,2 10,0 12,4 3,3	0,08 0,15 0,03 0,08 0,03 0,06	4,4 8,3 1,7 4,4 1,7 3,3	0,78 0,28 0,29 0,07 0,37 0,71	13,8 4,9 5,1 1,2 6,5 12,5	0,73 0,25 0,32 0,52 0,49 0,47	11,4 3,9 5,0 8,2 7,7 7,4
Об'єм крони	0,44	8,1	0,04	2,2	0,57	10,1	0,44	6,9
Товщина кори	0,32	5,9	0,10	5,5	0,20	3,5	0,52	8,2
Товщина лубу	0,21	3,9	0,09	5,0	0,24	4,2	0,15	2,3
Вміст пізньої зони в річному шарі	0,17	3,1	0,14	7,7	0,32	5,6	0,07	1,1
Кількість річних ша-рів в 1 см деревини Середня ширина річного шару Діаметр вертикальних смоляних ходів Об'єм смоляних ходів Густота смоляних ходів	0,13 0,10 0,72 0,53 0,63	2,4 1,8 13,3 9,8 11,6	0,32 0,16 0,19 0,02 0,32	17,7 8,8 10,5 1,1 17,7	0,34 0,12 0,23 0,47 0,68	6,0 2,1 4,2 8,3 12,0	0,49 0,54 0,39 0,37 0,63	7,7 8,4 6,1 5,8 9,9

економічна доцільність залучення у підсочку інтродукованих видів. На даний час у лісах держлісгоспів України при підсочці перевагу надають деревам сосни звичайної. Інтродуковані види (сосна Банкса, сосна Веймутова, сосна жорстка, сосна чорна), які зростають з нею, як правило, не підсочують. Незапідсочують і чисті насадження вищеперелічених видів. Залучення їх у підсочку, згідно з проведеними нами розрахунками, на підставі смолопродуктивності дерев досліджуваних видів, дасть змогу отримати додатково цю цінну сировину (табл. 3).

Таблиця 3

Ймовірний обсяг заготівлі живиці

Вид	Смолопродуктивність, %	Ймовірний обсяг заготівлі живиці, кг/га
Сосна звичайна Сосна чорна Сосна жорстка Сосна Веймутова Сосна Банкса	100 107 64,7 61,4 45,5	224,7 240,4 144,4 140,9 111,3

Примітка. Показник виходу живиці з дерев сосни звичайної взято із звітних даних ДЛГО "Львівліс" за 1998 рік.

В умовах економічної кризи, що склалась в Україні, заготівля живиці навіть з дерев сосни звичайної є рентабельна. Тому залучення додатково у підсочку існуючих насаджень інтродукованих видів роду Сосна є вагомим фактором підвищення прибутковості підприємств лісового господарства і забезпечення споживачів місцевими лісосировинними ресурсами.

Висновки

Проведені нами теоретичні та експериментальні дослідження дозволяють зробити такі висновки та рекомендації:

1. Порівняно із смолопродуктивністю дерев сосни звичайної в інтродукованих видів, показники виходу живиці такі: дерева сосни чорної - 107 %, сосни жорсткої - 64,1 %, сосни Веймутова - 62,7 %, сосни Банкса - 45,5 %. Використовуючи коефіцієнт смолопродуктивності для характеристики біологічної смоло-продуктивності досліджуваних видів, найвищий вихід живиці виявлено у дерев сосни звичайної (0,0564-0,0798). При цьому коефіцієнт смолопродуктивності у дерев сосни Банкса дорівнює 0,0322, сосни Веймутова - 0,0374, сосни жорсткої - 0,0311, а у дерев сосни чорної - 0,0609.

2. Мінливість смолопродуктивності в інтродукованих видів коливається в дещо ширших межах порівняно із мінливістю виходу живиці у сосни звичайної. Так, коефіцієнт варіації у дерев сосни Банкса сягає 74,1 %, сосни Веймутова - 27,4 %, сосни жорсткої - 66,7 % і у сосни чорної - 39,6 %, причому цей показник у сосни звичайної не перевищує, за нашими даними, 64,5 %. Це свідчить про доцільність відбору у підсочку дерев з підвищеним виходом живиці.

3. У дерев сосни Банкса та сосни звичайної виявлено інтенсивне смоловиділення з перших хвилин після нанесення поранень, яке практично припиняється вже після двадцяти чотирьох годин смоловиділення. Вихід живиці у дерев сосни жорсткої та сосни чорної відбувається менш інтенсивно у перші п'ять годин, і при цьому виділяється приблизно 10-15 % живиці, в подальшому і до закінчення двадцяти чотирьох годин, спостерігається різке підвищення смоловиділення. Найбільшу тривалість виходу живиці спостерігали у дерев сосни Веймутова. У перші три години після нанесення поранень вихід живиці несуттєвий (5 %). До закінчення двадцяти чотирьох годин, спостерігається інтенсивне смоловиділення (70-85 %), а до закінчення другої доби дещо менш інтенсивне.

За роки спостережень відзначено поступове підвищення виходу живиці у дерев сосни Веймутова, сосни жорсткої та сосни чорної. У дерев сосни Банкса, виявлено стійкий рівень виходу живиці протягом усього періоду спостережень.

4. У процесі відбору особин з підвищеним виходом живиці слід віддавати перевагу деревам сосни Банкса та сосни чорної з більшим діаметром та з невисоко піднятою кроною. Про високу смолопродуктивність дерев сосни жорсткої свідчить лише більша товщина дерева.

5. З морфометричних показників крони найсуттєвіший вплив на смолопродуктивність дерев сосни Банкса має протяжність та об'єм крони. Більше значення площі проекції та об'єму крони вказують на підвищений вихід живиці у дерев сосни жорсткої. Підвищену смолопродуктивність дерев сосни чорної можна спостерігати при збільшенні значення показників протяжності, площі проекції чи об'єму крони.

6. Про підвищену смолопродуктивність дерев сосни Веймутова свідчить менша кількість річних шарів в одному сантиметрі річного шару деревини. За значенням цього показника та показника середньої ширини річного шару можна виявити особини сосни чорної з підвищеною смолопродуктивністю: чим менша кількість річних шарів в 1 см і чим більша середня ширина річного шару, тим вища смолопродуктивність. Для решти досліджуваних видів показники макроскопічної будови не можуть свідчити про рівень смолопродуктивності дерев.

7. Встановлено, що дерева усіх видів з краще розвинутим смоляним апаратом вирізняються підвищеним виходом живиці. Найбільш чітко це виражено у дерев сосни Банкса та сосни чорної.

В усіх досліджуваних видів виявлено прямопропорційну залежність кількос-ті смоляних ходів від ширини річного шару деревини, які описуються такими рівняннями: для дерев сосни Банкса - nсм.х.=0,27+5,74S; для дерев сосни Веймутова - nсм.х.=-1,55+7,24S; для дерев сосни жорсткої - nсм.х.=1,84+3,06S; для дерев сосни чорної - nсм.х.=3,78+2,36S;

8. Проведений багатофакторний аналіз свідчить, що з похідних ознак визначення рівня смолопродуктивності дерев найсуттєвіший вплив на вихід живиці в усіх видів має ступінь розвитку смоляного апарату (R=0,57-0,88). Крім того, на рівень смолопродуктивності дерев сосни Банкса та сосни жорсткої може вказати сукупність морфометричних показників крони (R=0,79 і R=0,59). Вплив сукупності морфометричних показників стовбура на вихід живиці виявлено лише для дерев сосни чорної.

Встановлено частку впливу досліджуваних факторів на смолопродуктивність дерев за умовними одиницями. Наприклад, найбільше на вихід живиці у дерев сосни Банкса впливає діаметр вертикальних смоляних ходів (13,3 %), сосни Веймутова - кількість річних шарів в 1 см деревини та густота смоляних ходів (17,7 %), сосен жорсткої та чорної - діаметр дерева (13,8 % та 11,4 %).

9. Дослідженнями встановлено, що найвищий вміст терпентинного масла у живиці з дерев сосни чорної (25,1 %), а смоляних кислот - у живиці з дерев сосни Веймутова (75,7 %). За фізичними властивостями скипидар і каніфоль з живиці зазначених видів відповідають вимогам існуючого стандарту.

10. При залученні дерев сосни звичайної у підсочку можна отримати до 224,7 кг/га живиці. Крім того, при залученні у підсочку інтродукованих видів можна додатково отримати 240,4 кг/га живиці з дерев сосни чорної, 144,4 кг/га живиці з дерев сосни жорсткої, 140,9 кг/га живиці з дерев сосни Веймутова та 111,3 кг/га живиці з дерев сосни Банкса.

Практичні рекомендації

1. Доцільно залучати у підсочку крім дерев сосни звичайної також дерева сосни Веймутова, сосни жорсткої та сосни чорної.

2. Внаслідок низької смолопродуктивності дерев сосни Банкса, при сучасній технології підсочки, цей вид не рекомендуємо залучати у підсочне виробництво.

3. Під час підсочки дерев сосни Веймутова доцільно застосовувати розріджені обходи.

4. Для збільшення об'ємів заготівлі живиці слід створювати насадження з використанням інтродуцентів.

Список опублікованих праць за темою дисертації

1. Осадчук Л.С., Юськевич Т.В., Максим Я.В. Мікроскопічна будова деревини підсочених дерев сосни звичайної // Науковий вісник: Лісівницькі дослідження в Україні. - Львів: УкрДЛТУ. - 1996. - Вип. 5. - С. 258-260.

2. Юськевич т.в. Визначення смолопродуктивності хвойних порід в умовах західного регіону України // Науковий вісник: Зб. наук. праць. - Львів: УкрДЛТУ. - 1997. - Вип. 7. - С. 15-18.

3. Рябчук В.П., Осадчук Л.С., Юськевич Т.В. Влияние подсочки на свойства древесины сосны обыкновенной в условиях западного региона Украины // Сб. науч. тр. ИЛ НАН Беларуси: Лесная наука на рубеже XXI века. - Гомель: ИЛ НАН Беларуси. - 1997. - Вып. 46. - С. 347-350.

4. Рябчук В.П., Осадчук Л.С., Юськевич Т.В., Максим Я.В. Шляхи збільшення об'ємів заготівлі живиці // Науковий вісник: Лісівництво. - К.: НАУ. - 1998. - Вип. 8. - С. 258-262.

5. Юськевич Т.В. Залежність смолопродуктивності хвойних порід від макроскопічної будови деревини // Науковий вісник: Зб. наук.-техн. праць. - Львів: УкрДЛТУ. - 1998. - Вип. 8.1. - С. 13-16.

6. Юськевич Т.В., Ватаманюк Н.М. Вміст терпентинного масла в живиці окремих видів хвойних порід // Науковий вісник: Проблеми та перспективи розвитку лісового господарства. - Львів: УкрДЛТУ. - 1998. - Вип. 9.2. - С. 191-193.

7. Юськевич Т.В. Використання інтродуцентів як об'єктів заготівлі живиці // Науковий вісник: сучасна екологія і проблеми сталого розвитку суспільства. - Львів: УкрДЛТУ. - 1999. - Вип. 9.7. - С. 188-191.

8. Рябчук В.П., Юськевич Т.В. Інтродукція хвойних і листяних порід як об'єкт підсочки // Науковий вісник: Дослідження, охорона та збагачення біорізноманіття / Зб. наук.-техн. праць. - Львів: УкрДЛТУ. - 1999. - Вип. 9.9. - С. 101-102.

Анотації

Юськевич Т.В. Смолопродуктивність інтродукованих видів роду Pinus L. в умовах Малого Полісся. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогосподарських наук за спеціальністю 06.03.03. - Лісознавство і лісівництво. - Український державний лісотехнічний університет, Львів, 2000.

Дисертацію присвячено вивченню біологічної смолопродуктивності дерев інтродукованих видів (сосни Банкса, сосни Веймутова, сосни жорсткої та сосни чорної) в умовах Малого Полісся. Досліджено залежність смолопродуктивності дерев від морфометричних показників стовбура та крони, а також від значень показників будови деревини, виявлено чинники для відбору високосмолопродуктивних особин. Виведено рівняння залежності кількості вертикальних смоляних ходів в деревині інтродуцентів від ширини річного шару. Проведено кількісний та якісний аналіз живиці досліджуваних видів. Виявлено вплив сумісної дії комп-лексу факторів, а також встановлену частку їх впливу на смолопродуктивність дерев.

Ключові слова: смолопродуктивність, інтродуковані види, морфометричні показники, будова деревини, смоляні ходи, аналіз живиці, комплекс факторів, частка впливу.

Юскевич Т.В. Смолопродуктивность интродуцированных видов рода Pinus L. в условиях Малого Полесья. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук по специальности 06.03.03. - Лесоведение и лесоводство. - Украинский государственный лесотехнический университет, Львов, 2000.

Диссертация посвящена изучению биологической смолопродуктивности деревьев интродуцированных видов (сосны Банкса, сосны Веймутова, сосны жесткой и сосны черной) в условиях Малого Полесья. Исследована зависимость смолопродуктивности интродуцентов от морфометрических показателей ствола и кроны, а также от показателей строения древесины. Выведены уравнения зависимости числа вертикальных смоляных ходов от ширины годичного слоя. Исследовано влияние комплекса факторов, а также установлено долевое участие их влияния на смолопродуктивность деревьев.

Исследованиями установлено, что наибольшей смолопродуктивностью среди интродуцентов отличаются деревья сосны черной. Как и у деревьев сосны обыкновенной, у интродуцентов отмечены достаточно высокие коэффициенты смолопродуктивности, что указывает на необходимость отбора высокосмолопродуктивных деревьев для подсочки.

У деревьев сосны Веймутова отмечен более длительный процесс выделения живицы в сравнении с другими исследованными видами.

Установлено, что все без исключения исследуемые виды с лучше развитой смоляной системой отличаются высшими показателями смолопродуктивности. У всех исследуемых видов отмечено прямопропорциональную зависимость числа вертикальных смоляных ходов от ширины годичного слоя, на основе этого факта выведены уравнения, согласно которым, можно ориентировочно рассчитать число вертикальных смоляных ходов.

Исследованы количественный и качественный состав живицы, свидетельствующие, что живица интродуцентов отвечает требованиям стандартов на данную продукцию.

При изучении влияния комплекса факторов на смолопродуктивность деревьев установлено, что она в наибольшей мере зависит от степени развития смоляной системы. Кроме того, отмечено долевое участие влияния исследуемых факторов на смолопродуктивность деревьев по условным единицам.

Проведена экономическая оценка вовлечения в подсочку интродуцированных видов.

Результаты исследования показали возможность вовлечения в подсочное производство, кроме деревьев сосны обыкновенной, интродуцированных видов. Это даст возможность не только более эффективно использовать насаждения, но и расширить ассортимент товаров, для которых исходным материалом является живица.

Ключевые слова: смолопродуктивность, интродуцированные виды, морфометрические показатели, строение древесины, смоляные ходы, анализ живицы, комплекс факторов, долевое участие.

Yuskevych T. Resin tapping productivity of introduced species of pinus genera at conditions of Male Polissya. - Manuscript.

Dissertation on obtaining of Ph. D. degree in agricultural sciences by specialty 06.03.03 - Forest science and sylviculture. - Ukrainian State University of Forestry and Wood Technology, Lviv, 2000.

Dissertation is devoted to study of biological resin tapping productivity of introduced species (jack pine, white pine, pitch pine, austrian pine) at conditions of Male Polissya it was studied dependence of tree resin tapping productivity on morphometrical indices of stem and crown, and indices of wood structure, it was determined factors for selection of highly productive exemplars.

It was formulated an equation between quantity of vertical resin channels in wood of introduced species and width annual circles. It was done quantitative and qualitative analysis of introduced species resin. The complex action of number of factors was determined, as also the share of their influence of tree resin productivity.

Key words: resin tapping productivity, introduced species, morphometrical indices, wood structure, resin channels, resin analysis, complex of factors, share of influence.

Размещено на Allbest.ru

...