Влияние условий произрастания на структуру, физико-механические свойства и химический состав древесины дуба

Для производства высококачественных бочек необходимо учитывать химический состав, физико-механические свойства древесины, которые являются следствием условий произрастания (Оганесянц Л.А., 1994).

Естественный максимальный выход рабочей древесины возможен при благоприятных для роста дерева условиях. В этом случае наблюдается наибольшая скорость роста в высоту и по диаметру.

Большое внимание исследованию древесины дуба, произрастающего в Воронежской области (Теллермановское лесничество) уделяли Вихров В.Е. (1949), Никитин Н.И. (1950), Баженов В.А. (1952) и др. Они изучали влияние условий произрастания на строение, физико-механические свойства древесины дуба. Объектом этих исследований являлись географические культуры дуба Шипового лесничества (Воронежская область), заложенных в 1929 году. Это лесничество, также как и Теллермановское, является частью Шипова леса, расположенного в южной полосе дубовых лесов в районе степных дубрав. Шипов лес - самый крупный лесной массив юго-востока европейской части бывшего СССР (Енькова Е.И., 1950).

Изучением влияния условий произрастания на строение, химический состав и физико-механические свойства древесины занимались многие ученые. Знание перечисленных характеристик для разных пород позволяет проводить предварительную качественную оценку древесины "на корне", и правильно оценивать ее целевое назначение.

Для повышения производительности дубрав важную роль играет наличие форм, отличающихся быстротой роста, легкой адаптацией к климатическим условиям зоны произрастания. В связи с широким ареалом распространения дуба (на востоке граница его распространения доходит до Урала, его северная граница проходит севернее Санкт-Петербурга, он также встречается в Крыму и на Кавказе) проведение идентификации климатических экотипов дуба являлось важной задачей. Данный вопрос достаточно хорошо был изучен для хвойных древесных пород. Относительно дуба имелись очень скудные данные и те были противоречивыми (Енькова Е.И., 1950). Подробное исследование экотипов дуба проводила Енькова Е.И. (1950), занимаясь изучением различных форм дуба в условиях Шипова леса, она подтвердила наличие рано и поздно распускающихся форм дуба и установила, что для условий Шипова леса (с богатыми почвами) следует применять поздно распускающуюся форму дуба. Преимущество этой формы перед рано распускающейся состоит в том, что она выходит из полосы поздних весенних заморозков, характерных для данного региона, имеет более правильную форму ствола и обладает лучшими физико-механическими свойствами.

Влияние условий произрастания на анатомическую структуру и физико-механические свойств древесины дуба. К важным количественным анатомическим характеристикам древесины лиственных пород, в том числе древесины дуба, относятся поверхностная пористость (в %), ширина годичного слоя, процентное соотношение (объем) различных тканей и характер их распределения в пределах годичного кольца, размеры анатомических элементов, густота, высота и ширина сердцевинных лучей и др. (Ванин СИ., 1949).

Для производства дубовых клепок следует отбирать деревья, достигшие 80-летнего возраста, поскольку именно с этого периода прекращается интенсивность роста стволов в высоту и прирост в основном осуществляется за счет увеличения диаметра (Оганесяна Л.А., 1998).

У дуба, относящегося к кольцесосудистым породам, прирост ствола осуществляется за счет поздней древесины годичного слоя. Влияние условий произрастания сказывается на ширине формирующихся годичных колец древесины и величине удельного объема поздней древесины.

Как известно, древесина представляет собой совокупность множества отдельных анатомических элементов и, следовательно, является анизотропным материалом, имеющим сложное строение. Чтобы лучше разобраться в том, какое влияние оказывают внешние факторы на свойства древесины необходимо изучить взаимосвязь ее анатомического строения и физико-механических свойств. В 40 - начале 50-х годов на эту тему было проведено большое количество работ. Основным объектом исследования являлись хвойные породы, в основном лиственница, (Перелыгин Л.М., 1939; Пахомов И.Д., 1938; Вихров В.Е., 1949).

Лиственным породам было посвящено значительно меньшее количество работ. Так древесиной березы занимались Штауффер (1982), Савина А.В. и Перелыгин Л.М. (1936), аналогичные исследования на древесине дуба проводил Вихров В.Е. (1950, 1953). Он был одним из первых, кто стал рассматривать строение древесины дуба в тесной связи с его физико-механическими свойствами. Вихров проводил свои исследования на дубе Теллермановского лесничества, произрастающего в различных климатических условиях: в нагорной дубраве, в пойме реки Хапер и в солонцовом дубняке. Условия произрастания нагорного дуба характеризуются благоприятными почвенными условиями (тем-носерые, лесные почвы), водным и световым режимами. Пойменный дуб растет на аллювиальных почвах с достаточным влагообеспечением, в период разлива реки деревья испытывают даже избыточное увлажнение. Солонцовый дуб произрастает в обедненных почвенных условиях, а также неблагоприятных условиях водного и теплового режима. Вместе эти условия приводят к замедлению роста и развития деревьев (Вихров, 1949).

В зависимости от изменений условий роста автор наблюдал некоторые различия в ширине формирующихся годичных слоев и процентном содержании в них поздней древесины. Так, например, у нагорного дуба ширина годичного слоя колебалась по высоте ствола от 1.88 % (в нижней части ствола) до 2. 47 мм, а процентное содержание поздней древесины соответственно составляло от 67 % до 77.6 % соответственно. У пойменного дуба ширина годичных слоев и поздней древесины у основания ствола несколько больше чем у нагорного; по высоте ствола - одинаковая. Процент поздней древесины у пойменного дуба в среднем на 8-12 % выше, чем у нагорного и солонцового. Что касается древесины солонцового дуба, то по высоте и по радиусу ствола ширина годичных слоев у него в отличие от нагорного и пойменного дуба не увеличивается, а уменьшается. Это объясняется неблагоприятными условиями развития деревьев.

Существует мнение, что чем более широкими годичными кольцами характеризуется древесина, тем более высокой прочностью она обладает (Са-ришвили Н.Г., 1996). Однако это не всегда соблюдается. Вихров В.И.(1950), исследуя образцы дуба произраставшего в разных типах леса (нагорном, пойменном и солонцовом), обнаружил, что древесина нагорного дуба в среднем имеет более широкие годичные кольца по сравнению с пойменным и солонцовым; однако самый высокий процент поздней древесины был найден у пойменного дуба (79.7 %), у нагорного меньше - (67.0 %) и самый низкий у солонцового (60.0 %).