Сравнительная оценка физико-механических свойств древесины различных климатипов сосны обыкновенной. С. 26–40

УДК

630*812:630*165

DOI:

10.37482/0536-1036-2023-4-26-40

Аннотация

Для эффективного и рационального использования в производстве древесины сосны обыкновенной различного географического происхождения необходимо знать ее физико-механические свойства. Целью исследования является определение физических (плотность древесины в абсолютно сухом состоянии и при 12%-й влажности) и механических (прочность древесины при сжатии вдоль волокон и при статическом изгибе) свойств древесины 17 климатических экотипов сосны и проведение сравнительного анализа полученных показателей в отдельности для каждого происхождения и при их группировке по подвидам в соответствии с классификацией Л.Ф. Правдина. Диапазон географического происхождения мест заготовки семян – от 47 до 62° с. ш. и от 22 до 85° в. д. Для проведения исследований была использована современная универсальная испытательная машина MTS Insight 100. Установлено, что плотность древесины в абсолютно сухом состоянии варьирует от 370 (курский климатип) до 524 кг/м³ (волгоградский климатип), при 12%-й влажности – от 397 (курский климатип) до 550 кг/м³ (волгоградский климатип). Прочность древесины исследуемых климатипов при сжатии вдоль волокон составила от 32 (курский климатип) до 54 МПа (волгоградский климатип), при статическом изгибе – от 55 до 92 МПа у вологодского и ульяновского климатипов соответственно. Максимальная плотность древесины при 12%-й влажности характерна для подвида сосны обыкновенной европейской и составляет 497±8 кг/м³, минимальное значение данного показателя у сосны обыкновенной сибирской – 423±30 кг/м³. Промежуточное положение занимают сосны лапландская и лесостепная со значениями 483±16 и 464±12 кг/м³ соответственно. Прочность древесины при сжатии вдоль волокон у исследуемых подвидов составила от 47±1 (европейская) до 33±4 МПа (сибирская), у сосны лапландской – 44±2 МПа и несколько ниже у сосны лесостепной – 42±2 МПа. Максимальная прочность древесины при статическом изгибе характерна для сосны европейской – 78±4 МПа, а минимальная – для сосны сибирской – 61±14 МПа. Данный показатель имеет равные значения для сосны лесостепной и лапландской – 72±4 МПа.

Сведения об авторах

С.В. Ребко¹, канд. с.-х. наук, доц.; ResearcherID: AAS-6402-2021, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-6892-2859
П.Г. Мельник^2,3*, канд. с.-х. наук, доц., ст. науч. сотр.; ResearcherID: E-7644-2014, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-2802-7614
А.В. Козел¹, канд. с.-х. наук, доц.; ResearcherID: AAS-2816-2021, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-2755-4439
Л.Ф. Поплавская¹, канд. с.-х. наук, доц.; ResearcherID: AAS-9040-2021, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-2270-5234
П.В. Тупик¹, канд. с.-х. наук, доц.; ResearcherID: AAS-7533-2021, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-5946-4470
В.В. Носников¹, канд. с.-х. наук, доц.; ResearcherID: AAS-8949-2021, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-5562-1184
¹Белорусский государственный технологический университет, ул. Свердлова, д. 13 а, Минск, Республика Беларусь, 220006; rebko@belstu.by, kozel@belstu.by, poplavskaya@belstu.by, pavel_tupik@belstu.by, nosnikov@belstu.by
²Мытищинский филиал Московского государственного технического университета им. Н.Э. Баумана, ул. 1-я Институтская, д. 1, г. Мытищи, Московская обл., Россия, 141005; melnik_petr@bk.ru*
³Институт лесоведения РАН, ул. Советская, д. 21, с. Успенское, Московская обл., Россия, 143030; melnik_petr@bk.ru*

Ключевые слова

сосна обыкновенная, климатип, плотность древесины, прочность древесины, статический изгиб, изменчивость

Для цитирования

Ребко С.В., Мельник П.Г., Козел А.В., Поплавская Л.Ф., Тупик П.В., Носников В.В. Сравнительная оценка физико-механических свойств древесины различных климатипов сосны обыкновенной // Изв. вузов. Лесн. журн. 2023. № 4. С. 26–40. https://doi.org/10.37482/0536-1036-2023-4-26-40

Литература

1. Кищенко И.Т. Рост и развитие аборигенных и интродуцированных видов семейства Pinaceae Lindl. в условиях Карелии. Петрозаводск: ПетрГУ, 2000. 214 с. 

2. Кузьмин С.Р. Реакция ширины годичного кольца и доли поздней древесины у сосны обыкновенной на погодные условия в географических культурах // Изв. вузов. Лесн. журн. 2020. № 5. С. 64–80.  https://doi.org/10.37482/0536-1036-2020-5-64-80

3. Кузьмин С.Р., Кузьмина Н.А. Морфологические особенности хвои у сосны обыкновенной с разной устойчивостью к грибным болезням // Экология. 2015. № 2. С. 156–160.  https://doi.org/10.7868/S0367059715010084

4. Кузьмин С.Р., Кузьмина Н.А., Ваганов Е.А. Динамика роста сосны обыкновенной в географических культурах // Лесоведение. 2013. № 1. С. 30–38. 

5. Кузьмин С.Р., Роговцев Р.В. Радиальный рост и доля поздней древесины у сосны обыкновенной в географических культурах в Западной и Средней Сибири // Сиб. лесн. журн. 2016. № 6. С. 113–125. https://doi.org/10.15372/SJFS20160611

6. Кузьмина Н.А., Кузьмин С.Р. Устойчивость сосны обыкновенной разного происхождения к грибным патогенам в географических культурах Приангарья // Хвойные бореальной зоны. 2007. Т. 24, № 4-5. С. 454–461.

7. Лазарева С.М. Рост боковых побегов и продолжительность жизни хвои видов Picea в Левобережном Заволжье // Хвойные бореальной зоны. 2014. Т. ХХХII, № 5-6. С. 44−49.

8. Мелехов В.И., Бабич Н.А., Корчагов С.А. Качество древесины сосны в культурах. Архангельск: АГТУ, 2003. 110 с.

9. Мельник П.Г., Савосько С.В., Станко Я.Н., Дюжина И.А., Степанова О.В. Географическая изменчивость продуктивности и физико-механических свойств древесины сосны обыкновенной // Вестн. МГУЛ – Лесн. вестн. 2007. № 6. С. 33–38.

10. Мерзленко М.Д., Глазунов Ю.Б., Мельник П.Г. Результаты выращивания провениенций сосны обыкновенной в географических посадках Серебряноборского опытного лесничества // Лесоведение. 2017. № 3. С. 176–182.

11. Наквасина Е.Н., Прожерина Н.А., Чупров А.В., Беляев В.В. Реакция роста сосны обыкновенной на климатические изменения в широтном градиенте // Изв. вузов. Лесн. журн. 2018. № 5. С. 82–93. https://doi.org/10.17238/issn0536-1036.2018.5.82

12. Пауль Э.Э., Звягинцев В.Б. Древесиноведение с основами лесного товароведения. Минск: БГТУ, 2015. 315 с.

13. Пахарькова Н.В., Кузьмина Н.А., Кузьмин С.Р., Ефремов А.А. Морфофизиологические особенности хвои у разных климатипов сосны обыкновенной в географических культурах // Сиб. экол. журн. 2014. Т. 21, № 1. С. 107–113. https://doi.org/10.1134/S1995425514010107

14. Правдин Л.Ф. Сосна обыкновенная. Изменчивость, внутривидовая систематика и селекция. М.: Наука, 1964. 192 с.

15. Ребко С.В., Мельник П.Г., Ламоткин С.А., Тупик П.В., Поплавская Л.Ф., Носников В.В. Анализ содержания основных компонентов эфирного масла в хвое различных климатипов и подвидов сосны обыкновенной // Resources and Technology. 2021. Т. 18, № 3. С. 17–36. https://doi.org/10.15393/j2.art.2021.5783

16. Ребко С.В., Поплавская Л.Ф. Сравнительная характеристика роста географических культур сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) // Прилож. к журн. «Весці Нацыянальнай акадэміі навук Беларусi». Ч. 1. Сер.: Биологич. науки; мед. науки. 2008. С. 231–236.

17. Тарханов С.Н., Пинаевская Е.А., Аганина Ю.Е. Особенности адаптации разных форм сосны обыкновенной в условиях длительного избыточного увлажнения почв // Изв. вузов. Лесн. журн. 2021. № 2. С. 30–44. https://doi.org/10.37482/0536-1036-2021-2-30-44

18. Тюкавина О.Н., Клевцов Д.Н., Дроздов И.И., Мелехов В.И. Плотность древесины сосны обыкновенной в различных условиях произрастания // Изв. вузов. Лесн. журн. 2017. № 6. С. 56–64. https://doi.org/10.17238/issn0536-1036.2017.6.56

19. Уголев Б.Н. Древесиноведение и лесное товароведение. М.: МГУЛ, 2007. 351 c. 

20. Федоров Н.И., Пауль Э.Э. Древесиноведение и лесоматериалы. Минск: БГТУ, 2006. 292 с.

21. Auty D., Achim A., Macdonald E., Cameron A.D., Gardiner B.A. Models for Predicting Wood Density Variation in Scots Pine. Forestry, 2014, vol. 87, no. 3, pp. 449–458. https://doi.org/10.1093/forestry/cpu005

22. Guller B., Isik K., Cetinay S. Variations in the Radial Growth and Wood Density Components in Relation to Cambial Age in 30-Year-Old Pinus brutia Ten. at Two Test Sites. Trees, 2012, vol. 26, no. 3, рр. 975–986. https://doi.org/10.1007/s00468-011-0675-2

23. Niemz P., Sonderegger W. Holzphysik: Physik des Holzesund der Holzwerkstoffe. Switzerland, Carl Hanser Verlag GmbH & Company KG Publ., 2017. 580 p. (In German).

24. Pásztory Z., Mohácsiné I.R., Börcsök Z., Gorbacheva G. The Utilization of Tree Bark. Bioresources, 2016, vol. 11, no. 3, pp. 7859–7888. https://doi.org/10.15376/biores.11.3

25. Peltola H., Gort J., Pulkkinen P., Gerendiain A.Z., Karppinen J., Ikonen V.-P. Differences in Growth and Wood Density Traits in Scots Pine (Pinus sylvestris L.) Genetic Entries Grown at Different Spacing and Sites. Silva Fennica, 2009, vol. 43, no. 3, pp. 339–354. https://doi.org/10.14214/sf.192

26. Sattler D.F., Finlay C., Stewart J.D. Annual Ring Density for Lodgepole Pine as Derived from Models for Earlywood Density, Latewood Density and Latewood Proportion. Forestry, 2015, vol. 88, no. 5, pp. 622–632. https://doi.org/10.1093/forestry/cpv030

27. Zabuga V.F., Zabuga G.A. Specifіc Features of the Growth of Scots Pine Vegetative Organs in the Forest-Steppe Zone of Cisbaikalia. Russian Journal of Ecology, 2007, vol. 38, no. 6, pp. 409–416. https://doi.org/10.1134/S1067413607060021