resursovedenie

сти в течение 50-70 и даже 100 лет путем многократного обновления первых буровых каналов. Сокодвижение у клена начинается раньше, чем у березы на несколько дней. Благодаря повышенному содержанию сахаров, выделение сока у клена возможно при отрицательной температуре (0 – - 20С). При среднесуточной температуре воздуха выше 10С у клена наблюдается круглосуточный «плач». С этим свойством связана возможность организации более ранней подсочки, когда работы по посадке леса еще не начались и проблемы кадров нет. Клен имеет ядровую древесину с узкой заболонью. С этой его особенностью должны увязываться и технические нормативы: количество буровых каналов, их глубина. Каналы глубиной более 20мм при подсочке клена нецелесообразны. Диаметр подсочных каналов должен быть в пределах 10-20 мм.

7.2. Подсочка хвойных пород

7.2.1. Состав живицы.

Наиболее важную часть продукцию подсочки образуют разного рода терпеноидные выделения. Среди них преобладающими по объему добычи являются содержащие каучук латексы и смолистые выделения хвойных пород – живица. По внешнему виду живица представляет собой довольно вязкую, липкую массу, обычно желтоватого цвета. Состоит она из двух основных компонентов: канифоли – смеси твердых при нормальной температуре веществ и скипидара – смеси жидких, довольно летучих углеводородов. Живицу в непереработанном виде используют в ограниченном количестве, в основном при производстве типографских красок, чернил, мастик, сургуча, мазей и пластырей.

При переработке на канифольно-терпентинных заводах живица освобождается от сора, а затем производится ее разделение на основные виды продукции – скипидар и канифоль. Эти продукты могут использоваться непосредственно или подвергаются дальнейшей более глубокой переработке.

По внешнему виду канифоль – это хрупкий, стекловидный продукт от светло-желтого до коричневого цвета, температура размягчения 66-710С, плавления 150-2200С, разложения 3000С. При температуре 8500С она самовозгорается. Канифоль хорошо растворяется в большинстве органических растворителей и не растворима в воде. Канифоль характеризуется высокими электроизоляционными свойствами. При контакте с кислородом воздуха канифоль разлагается. Ее пыль взрывоопасна, поэтому для повышения стойкости, канифоль подвергают модификации. Продукты конденсации смоляных кислот или их эфиров с ангидридами, применяют в лакокрасочной промышленности. Получаемые на их основе смолы дают лаковые пленки повышенной эластичности, морозо- и водостойки. Смолы на осно-

153

ве канифоли используются для изготовления красок для судов. Они задерживают обрастание подводных частей ракушками. Канифольное масло обладает высокими поверхностно-активными свойствами, поэтому ее используют в мыловаренной промышленности. Значительная часть производимой канифоли идет на проклейку бумаги. В процессе проклейки образуется пленка, препятствующая растеканию красок. Также канифоль используют в качестве добавки для придания резине эластичности и морозостойкости, производства гербицидов и ядохимикатов, на основе канифоли производятся кожзаменители.

Скипидар является смесью летучих терпеновых углеводородов, представляет собой бесцветную, прозрачную жидкость с очень характерным запахом. Температура кипения скипидара 153-1600С. Он легко смешивается с органическими растворителями, жирами, солями жирных и смоляных кислот, но не смешивается с водой. В текстильной промышленности его применяют для обезжиривания шерсти, протравливания тканей перед нанесением на них красок. Непереработанный скипидар в качестве растворителя используется в производстве масляных и художественных красок, лаков, вакс, мастики, отчасти в медицинских целях. Однако это направление его использования в настоящее время уступает более рациональному пути, когда используются отдельные фракции скипидара или индивидуальные его компоненты. Пиненовая фракция служит для получения синтетической камфоры, продуктов для парфюмерной промышленности. Камфора применяется в медицине для инъекций при сердечной недостаточности, а также в производстве бездымных порохов. Также на основе пинена разработан способ получения трефталевой кислоты, исходного сырья для синтеза синтетических полиэфирных волокон типа лавсана. Из высококипящей фракции скипидара, освобожденной от пинена, путем последующего окисления получают окситерпеновую смолу, которую используют в производстве мебельных лаков и растворитель.

Из скипидара получают противопригарные присадки к маслам для двигателей внутреннего сгорания, добавки, ускоряющие воспламенение дизельного топлива, смазку для двигателей самолетов и газовых турбин. Скипидар находит применение в производстве одорантов - добавок, по резкому запаху которых обнаруживают утечку газа, ядохимикатов для борьбы с вредителями в сельском и лесном хозяйстве. Живичная канифоль более дефицитный продукт, чем скипидар. В связи с этим, а также из-за высокой стоимости, в ряде производств ее заменяют экстракционной и талловой. Экстракционную канифоль получают путем обработки горячим бензином измельченной в щепу сосновой древесины с повышенным содержанием смоляных кислот и терпеновых углеводородов. Такая древесина называется осмолом. На канифольно-экстракционных заводах используют главным образом пневый осмол - ядровую часть пней и корней. Со-

154

зревшими считаются такие пни, у которых заболонная часть разрушена гнилью и легко отделяется от ядровой.

Талловую канифоль извлекают из таллового масла - побочного продукта сульфатной варки целлюлозы. Она самая дешевая, но низкосортная.

Как отмечает В.И. Суханов, 63 % от общего объема производимой в стране канифоли составляет живичная, а 37 % - экстракционная и талловая. Возрастающий спрос на высококачественную живичную канифоль вызывает необходимость дальнейшего развития и интенсификации подсочки леса.

По данным ФАО ООН мировой объем добычи живицы составляет около 1 млн. т в год. Подсочка базируется на эксплуатации 11 основных видов сосны .

Центр заготовки живицы и производства продуктов из нее сместился из экономически высокоразвитых стран Европы и США в развивающиеся страны Азии и Латинской Америки, где имеются значительные площади сосновых насаждений и избыток рабочей силы с низкой оплатой труда.

Основными добывающими странами являются Китай, Индонезия, Бразилия. По данным Б.А. Радбиля (2001), в Китае заготавливают до 500 тыс. т живицы в год. По 30 тыс. т добывают в Португалии, Индии, Аргентине и Мексике.

Надо иметь в виду, что основные объемы живицы добывают при подсочке видов сосны, имеющих смолопродуктивность ниже средней и низкую.

7.2.2. Сырьевая база подсочки.

Сырьевая база подсочки в нашей стране охватывает огромную территорию и характеризуется различными климатическими и экономическими условиями. Исходя из разнообразия условий, сырьевую базу подсочки сосны как основной породы, на которую ориентировано подсочное производство, разделяют на 3 подсочных пояса: Северный, Центральный и Южный. Кроме того, установлена северная граница обязательной подсочки, севернее которой вследствие суровых климатических условий, малой продолжительности подсочного сезона и низкой смолопродуктивности промышленная подсочка нерентабельна. Собственно поэтому подсочка не проводится в странах Скандинавского полуострова и в Канаде. Таким образом, технология подсочки разрабатывается с учетом климатических (метеорологических) условий.

Подсочка ведется не на всей территории лесного фонда страны, а лишь на той ее части, которая входит в зону обязательной подсочки. Границы этой зоны определены Правилами подсочки, осмолоподсочки и заготовки лесохимического сырья в лесах.

В подсочку назначаются спелые и перестойные насаждения:

155

-) сосновые I-IV классов бонитета с участием сосны по составу не менее 4 единиц, лиственничные I-III классов бонитета с участием лиственницы по составу не менее 4 единиц;

-) еловые I-III классов бонитета с участием ели по составу не менее 5 единиц.

Вподсочку также назначаются средневозрастные, приспевающие и спелые пихтовые насаждения I-III классов бонитета.

Пригодны для подсочки здоровые, без значительных повреждений деревья диаметром: сосны и лиственницы - 20 см и выше, ели - 24 см и выше. Здоровые деревья сосны и лиственницы диаметром от 16 до 20 см, могут назначаться в подсочку только за 2 года до рубки. Для заготовки пихтовой живицы пригодны здоровые деревья пихты

Вподсочку не назначаются:

а) насаждения в очагах вредителей и болезней леса, впредь до их ликвидации;

б) насаждения, поврежденные и ослабленные пожарами, вредителями, болезнями и другими неблагоприятными факторами;

в) насаждения в лесах, где в соответствии с Основами лесного законодательства Российской Федерации и Правилами рубок главного пользования не допускается проведение рубок главного пользования;

г) постоянные лесосеменные участки, лесосеменные плантации, генетические резерваты, плюсовые деревья, семенники, семенные куртины и полосы;

д) деревья, отобранные для заготовки спецсортиментов; е) леса специального назначения: памятники природы, специальные

плантации, семенные деревья, куртины и полосы и др.

По заявкам лесопользователей в подсочку могут передаваться:

а) сосновые насаждения с участием сосны по составу менее 4 единиц; б) сосновые насаждения V класса бонитета в зависимости от местных

условий; в) сосновые редины;

г) сосновые семенники, семенные полосы и куртины, выполнившие свое назначение;

д) деревья сосны, назначенные в выборочную рубку; е) сосновые насаждения за пределами северной границы зоны обяза-

тельной подсочки; ж) небольшие участки сосновых насаждений площадью до 2-3 га, раз-

бросанные среди других насаждений.

Срок подсочки этих насаждений устанавливается в зависимости от срока назначения их в рубку и не должен превышать 15 лет.

При недостатке спелых и перестойных сосновых насаждений для обеспечения 10-15 летнего срока подсочки, допускается подсочка приспе-

156

вающих древостоев, которые к сроку окончания подсочки достигнут возраста рубки и предназначаются для рубки.

В целях более рационального использования сырьевой базы подсочного производства предлагались разные варианты ее районирования. В одном случае в качестве основы для районирования использована естественная смолопродуктивность насаждений, в другом — климатические и экономические условия.

Сырьевая база подсочки размещена в основном в малонаселенных и труднодоступных регионах страны. Так, в районах Восточной и Западной Сибири сосредоточено около 70 % пригодного к подсочке соснового фонда, а по другим хвойным породам − более 90 %, однако вовлечена в подсочку лишь незначительная часть этих площадей. Промышленной подсочкой охвачены главным образом насаждения сосны обыкновенной, а площади, занятые другими породами, используются не более чем на 0,01 %. В нашей стране, как и в странах Восточной Европы, из хвойных в подсочку вовлечены сосны, главным образом сосна обыкновенная.

Нерациональное использование сырьевой базы можно исключить двумя путями. Первый путь − перенос центра подсочки из европейской части

врайоны Западной Сибири, где сосредоточена основная часть пригодных к подсочке насаждений. По сравнению с европейской частью страны возрастная структура насаждений в этом регионе предпочтительнее: на Урале,

вЗападной Сибири спелые и перестойные насаждения сосны составляют более 10 % их общей площади. Для решения проблемы сырьевой базы возможен и второй путь − создание специализированных плантаций из высокосмолопродуктивных видов сосны. Такой путь позволяет концентрировать производство на сравнительно небольшой территории, использовать механизацию и повышать эффективность подсочного производства. По расчетам, искусственные насаждения высокопродуктивных видов сосны в возрасте 70-75 лет могут давать при подсочке до 2т/га живицы за сезон. Несмотря на преимущества этого пути, специализированные плантации в нашей стране пока не закладывались.

7.2.3. Экология подсочки.

Под смолопродуктивностью понимается наследственно обусловленная способность хвойных пород синтезировать, а при вскрытии смолоносной системы выделять определенное количество живицы. Различают: 1) биологическую смолопродуктивность, которая обусловлена только физиологическими способностями растительного организма, и 2) производственную или техническую, определяемую технологией добычи живицы.

Действующим стандартом в качестве показателя биологической смолопродуктивности принят средний за сезон выход живицы с карроподновки в граммах, полученный при обычной подсочке нисходящим рифленым

157

способом, при ширине карры 10 см, паузе вздымки 3,5 дня, при шаге подновки 10 мм и глубине подновки 4 мм.

Техническую смолопродуктивность отражают принятые стандартом выход живицы с карроподновки и выход живицы с карры. Для получения сравнимых данных эти показатели рассчитываются на карродециметрподновку, т.е. на карроподновку при условной ширине карры 10 см и карродециметр (на карру с условной шириной 10 см).

Следует отметить, что принятый стандартом показатель не является безупречным хотя бы потому, что одинаковая ширина карры (10 см) для деревьев различного диаметра приводит к неодинаковой их нагрузке каррами.Наряду с генетической обусловленностью процессы смолообразования находятся под определенным контролем со стороны внешних метеорологических, почвенно-грунтовых и фитоценотических условий и зависят от состояния развития деревьев в насаждении, характеризуемого таксационными показателями.

Экология подсочки – область подсочки, изучающая сложные и многосторонние связи между процессами смолообразования и смолоистечения

иусловиями среды. Экология подсочки образует теоретическую базу для системы мероприятий, направленных на повышение смолопродуктивности.

Зависимость смолообразования от того или иного фактора внешней среды может быть определена при учете: 1) состояния развития деревьев; 2) их наследственно-генетической конституции; 3) наследственных особенностей популяции в целом. Нередко действие одного фактора перекрывается влиянием другого или даже нескольких.

Принцип единства организма и среды нецелесообразно доводить до абсолютного, универсального значения, как нельзя его полностью и отвергать. Очевидно, действие этого принципа разумно ограничить рамками относительного, вероятностного характера.

Наследственно-генетические особенности. Любой фенотипический признак организма, в том числе и смолопродуктивность, является результатом взаимодействия генетической информации, закодированной в хромосомах, факторов окружающей среды, а также взаимодействия генотипа с окружающей средой. Сильное генетическое воздействие, а, следовательно,

исильная наследуемость выявлены для прямизны ствола, удельной массы стволовой древесины, состава монотерпенов. Признаки, на которые сильное влияние оказывает среда (высота дерева, диаметр), подвержены слабому генетическому контролю и обладают слабой наследуемостью. По данным отечественных исследователей, у сосны обыкновенной двухлетнего возраста, полученной при опылении деревьев высокой смолопродуктивности, наследуемость количества вертикальных смоляных ходов составила 37%. По другим сведениям, показатель наследуемости смолопродуктивно-

158

сти по прямому признаку (выходу живицы) у 14-летних деревьев сосны от свободного опыления составил 51%. Существует классификация деревьев сосны по степени сохранения исходной смолопродуктивности, состоящая из III групп деревьев:

­Абсолютно сохраняющие исходную смолопродуктивность;

­Устойчиво сохраняющие исходную смолопродуктивность;

­Неустойчиво сохраняющие исходную смолопродуктивность.

Именно деревья первой группы должны быть объектом отбора для це-

лей селекции, а также заготовки материала для семенного и вегетативного их размножения.

Таксационные показатели. Для практической подсочки особый интерес представляет установление зависимостей смолопродуктивности отдельных деревьев от таксационно-морфологических показателей, которые позволили бы проводить отбор по фенотипу. Наиболее полно изучены связи смолопродуктивности с диаметром отдельных деревьев и насаждений, развитием их крон, полнотой и возрастом.

Диаметр. Наиболее полно отражает условия произрастания и является показателем, по которому можно предварительно оценить смолопродуктивность. Опытами и практикой подсочки установлено, что с увеличением диаметра повышается и выход живицы. Эта прямая зависимость между выходом живицы и диаметром объясняется тем, что 1) с увеличением диаметра увеличивается и общий объем деятельной части ствола – заболони, что приводит к увеличению количества и емкости смолоносной системы, в которой непосредственно и синтезируется живица; 2) в диаметре отражается ряд важных таксационных показателей (возраст, полнота, бонитет), а также степень развития кроны и корневой системы.Корреляционная зависимость между диаметром и выходом живицы более или менее закономерно проявляется только при сравнении смолопродуктивности у групп деревьев или целых древостоев. Если же сравнивать смолопродуктивность отдельных деревьев с учетом их диаметра, то из-за большой индивидуальной изменчивости четкой зависимости можно не получить. Нередко рядом расположенные деревья одного и того же диаметра дают различный выход живицы. Причинами разной смолопродуктивности могут быть: различия в густоте смоляных ходов, степень развития кроны, генетические различия и другие факторы.

Более надежные показатели можно получить, если оценивать смолопродуктивность не по одному какому-либо признаку, а по сочетанию нескольких.

Возраст древостоев. Смолопродуктивность древостоев и отдельных деревьев в разном возрасте неодинакова: увеличиваясь до определенного возраста, она затем значительно снижается. Это объясняется увеличением диаметра и объема дерева, что вызывает увеличение объема и емкости

159

смолоносной системы. Кроме того, с увеличением возраста и ослаблением ростовых процессов повышается способность дерева направлять на образование живицы больше органических продуктов синтеза. С увеличением возраста уменьшается ширина годичных слоев прироста, что приводит к увеличению густоты смоляных ходов. Предельный возраст, при котором смолопродуктивность начинает заметно снижаться, неодинаков и зависит от климатических особенностей района, условий произрастания и генетических особенностей дерева. Обычно смолопродуктивность снижается вместе с ухудшением общей жизнедеятельности дерева вследствие старения или по неблагоприятным причинам патологического или климатического порядка.

Производственные и опытные данные показывают, что минимальный возраст, в пределах которого целесообразно вовлечение в подсочку, для различных районов страны неодинаков. Для средней и южной полосы европейской части минимальный возраст вовлечения сосновых насаждений в подсочку составляет 70-80 лет, максимальный – не более 150 лет, для северной полосы и районов Сибири минимальный 100-110 лет, максимальный – 200-250 лет. Подсочку обычно назначают и в приспевающих насаждениях, особенно при недостатке спелых, но при этом снижается объем добычи живицы с единице площади, а также наблюдается значительный отпад заподсоченных деревьев. Эксплуатация сосновых древостоев в возрасте 40-50 лет нерентабельна не только из-за значительного недобора живицы, но и вследствие потерь древесины на приросте и деформации нижней части ствола, снижающей товарность.

Таким образом, только спелые и здоровые насаждения целесообразно вовлекать в подсочку, так как они наиболее смолопродуктивны и устойчивы к подсочным ранениям.

Состав насаждений. Чистые сосновые насаждения, как правило, произрастают на бедных песчаных почвах или избыточно увлажненных, поэтому их смолопродуктивность ниже смолопродуктивности смешанных насаждений. Наличие в составе сосняков других лесообразующих пород, кустарникового яруса, а в напочвенном покрове разнотравья почти всегда свидетельствует о лучших условиях произрастания и повышенной смолопродуктивности. Однако, при уменьшении доли участия сосны в общем составе, при подсочных работах увеличивается доля холостых переходов от дерева к дереву, что может свести на нет весь эффект от повышенного выхода живицы в смешанных насаждениях. Поэтому на практике смешанные древостои назначаются в подсочку при наличии в их составе не менее 4 единиц сосны, пихты и т.д.

Полнота. Здесь имеется в виду абсолютная полнота – степень плотности стояния древостоя данной породы на единице площади, выраженная суммой площадей сечения всех деревьев при данных условиях произраста-

160

ния в определенном возрасте. Для глазомерного определения полноты обычно используется степень сомкнутости крон. От полноты зависит степень развития крон и ассимиляционного аппарата, продуцирующего органические продукты. Поэтому низкополнотные насаждения, имея хорошо развитые кроны, являются и более смолопродуктивными по сравнению с такими же насаждениями, но с большей полнотой. Подсочка высокополнотных насаждений также малоблагоприятна из-за сравнительно низкой смолопродуктивности отдельных деревьев и их недостаточной устойчивости к подсочным ранениям. Однако при подсочке низкополнотных древостоев значительно увеличиваются дополнительные переходы от дерева к дереву, что значительно снижает производительность труда. Как показала практика, наиболее целесообразна полнота насаждений для подсочки порядка 0,5-0,8 единиц, что находит свое отражение в валовой добыче живицы и в производительности труда на подсочных работах.

Тип леса. В краткой форме зависимость смолопродуктивности от типа леса и типа условий произрастания можно сформулировать следующим образом: чем лучше условия произрастания сосновых насаждений, тем выше их смолопродуктивность. Практически во всех районах наиболее высокопродуктивными являются сосняки сложной и кисличной групп, затем идут брусничные, черничные и долгомошные. Гораздо ниже смолопродуктивность у заболоченных сосняков – сфагновых, а также у сосняков на бедных сухих песчаных почвах – лишайниковых. Однако в различных климатических зонах и в разные по условиям увлажнения годы один и тот же тип леса может существенно различаться по выходу живицы. Например, в сухой год в сосняках черничных выходы живицы оказываются выше, чем в сосняках брусничных, занимающих более повышенные местоположения; во влажный год выходы живицы в сосняках брусничных, наоборот, оказываются выше, чем в черничных. Из этого следует, что определение смолопродуктивности на основе использования типов леса в значительной степени затруднено и на практике почти не используется, а является лишь ориентировочным показателем.

Бонитет. Продуктивность насаждений характеризуют классами бонитета. Критериями их установления являются почвенно-грунтовые условия (богатство почвы минеральными и органическими веществами, а также физические ее свойства). Класс бонитета определяют и по показателям продуктивности – запасу древесины и приросту древостоя в соответствующем возрасте. Наиболее же четким показателем для установления класса бонитета служит достигаемая высота древостоя в определенном возрасте. Этот критерий установления класса бонитета является в настоящее время общепринятым. Существенные различия по смолопродуктивности наблюдается только между насаждениями крайних классов бонитета. Высокобонитетные сосняки сложные и кисличные I…II классов бонитета характери-

161

зуются высокой смолопродуктивностью, а низкобонитетные IV…V классов, особенно заболоченные, имеют низкую смолопродуктивность и, как правило, в подсочку не вовлекаются. Классы бонитета для оценки смолопродуктивности могут использоваться, подобно типам леса, только в качестве ориентировочного показателя.

Тепло и влага. Важнейшими из метеорологических факторов являются количество тепла и температура, количество выпадающих осадков. Именно с этими показателями связана продолжительность вегетационного периода и подсочного сезона, которые имеют ясно выраженную зональность.

Средний выход живицы с дерева за сезон колеблется от 600-800 г у северной границы подсочки до 2,5-3кг в центральных и южных районах. Такие различия можно объяснить целым комплексом причин: в направлении с севера на юг повышаются количество солнечной радиации, средние температуры воздуха и почвы, улучшаются почвенно-грунтовые условия вследствие уменьшения переувлажнения почв, последовательно увеличивается продолжительность подсочного сезона, что влечет увеличение биологической смолопродуктивности сосны. Основными факторами, определяющими интенсивность биохимических процессов, влияющих на образование живицы и ее выделение при подсочке являются температуры воздуха и почвы. Как правило, начало и конец нанесения систематических подновок устанавливается с учетом температурных факторов. Подновки наносят в течение всего вегетационного периода при достижении среднесуточной температуры воздуха 70С; прекращается нанесение подновок при снижении среднесуточной температуры осенью также примерно до этой величины. Правда, выделение живицы начинается и прекращается при более низких температурах (4-50С), однако выход живицы при этом наименьший и не оправдывает затрат на нанесение подновок при таких температурах. С повышением температуры воздуха и почвы повышается общий обмен веществ в дереве, а вместе с ним усиливается как смолообразование, так и смолоистечение. Наиболее благоприятной температурой для выхода живицы при подсочке является температура в пределах 15-250С при условии достаточного, но не избыточного увлажнения.

Продолжительность истечения живицы при нанесении подновок также зависит от температуры и сезона года. Весной и осенью при пониженных температурах живица может выделяться после нанесения подновки в течение 3-5 суток. В летние месяцы истечение живицы происходит более интенсивно, но продолжительность истечения составляет не более 1-2 суток, причем за первые 8 часов после нанесения подновки выделяется до 80% живицы.

Важным фактором, оказывающим определенное влияние на выход живицы при подсочке, является степень увлажнения окружающей среды. Чем

162