Микроструктура древесины культур сосны различной исходной густоты на осушенной торфяной почве после применения удобрений и гербицидов

УДК

630*811.15:582.475:630*237.4

DOI:

10.37482/0536-1036-2020-4-68-76

Аннотация

На северо-западе таежной зоны применение способов ускоренного лесовыращивания хвойных насаждений является наиболее перспективным направлением для обеспечения постоянной устойчивой работы крупных лесоперерабатывающих предприятий. Применение минеральных удобрений и гербицидов создает более оптимальные условия для роста древостоев, что вызывает увеличение прироста древесины. Получение наиболее ценных высококачественных сортиментов находится в зависимости от величины и анатомического строения радиального прироста. Изучено последействие применения удобрений и гербицидов на анатомическое строение древесины плантационных культур сосны различной исходной густоты на осушенной торфяной почве. Изменение двух таких качественных характеристик, как доля поздней древесины и плотность, напрямую связано с анатомическим строением древесины. Применение минеральных удобрений в культурах сосны, созданных густотой 4 и 2 тыс. шт./га, увеличило количество рядов ранних трахеид в процессе их роста, внесение удобрений и гербицидов в культурах сосны густотой 1 тыс. шт./га вызвало постепенное снижение числа рядов ранних трахеид. Число рядов поздних трахеид в древесине культур, созданных различной густотой, увеличилось при комбинированном воздействии минеральных удобрений и гербицидов. Общее количество рядов трахеид в годичном кольце также возросло в древесине культур с исходной густотой 4 и 2 тыс. шт./га, комбинированное использование минеральных удобрений и гербицидов в культурах густотой 1 тыс. шт./га уменьшило общее количество рядов трахеид. Снижение плотности получаемой древесины можно объяснить формированием тонкостенных трахеид в ранней и поздней древесине годичного кольца под воздействием удобрений и гербицидов, а в культурах с исходной с густотой 4 тыс. шт./га применение удобрений и гербицидов приводит к образованию толстостенных ранних и поздних трахеид. Внесение удобрений в культурах сосны, созданных с густотой 1 и 2 тыс. шт./га, способствовало формированию ранних и поздних трахеид большего диаметра, а в культурах, созданных с густотой 4 тыс. шт./га, произошло формирование трахеид меньшего размера. Совместное воздействие удобрений и гербицидов в культурах различной густоты увеличило размер поздних трахеид, а в культурах с густотой 4 тыс. шт./га снизило диаметр люмена ранних трахеид. Сопоставив полученные данные с нормативами ГОСТ 968–68 и лаборатории сырья ВНИИБ, установили, что создание культур сосны различной густоты на осушенной торфяной почве с применением удобрений и гербицидов может быть нацелено на получение балансовой древесины (I и II категория) и высококачественного пиловочника общего назначения.
Финансирование: Финансовое обеспечение исследований осуществлялось из средств федерального бюджета на выполнение государственного задания КарНЦ РАН (Институт леса КарНЦ РАН).

Сведения об авторах

Я.А. Неронова, канд. с.-х. наук, мл. науч. сотр.;
ORCID: https://orcid.org/0000-0003-3703-0898
Институт леса Карельского НЦ РАН, ул. Пушкинская, д. 11, г. Петрозаводск, Республика Карелия, Россия, 185910; е-mail: neronovaya@mail.ru

Ключевые слова

плантационные культуры сосны, микроструктура древесины, удобрения, гербициды, число рядов трахеид, толщина стенки трахеид, диаметр люмена трахеид

Для цитирования

Неронова Я.А. Микроструктура древесины культур сосны различной исходной густоты на осушенной торфяной почве после применения удобрений и гербицидов // Изв. вузов. Лесн. журн. 2020. № 4. С. 68–76. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-4-68-76

Литература

1. Абаева К.Т., Серикбаева А.Т. Методы оптимизации густоты посадки сосновых культур // Молодой ученый. 2014. № 2. С. 394–397. [Abaeva K.T., Serikbaeva А.Т. Methods for Optimizing the Stocking Rate of Pine Plantations. Molodoy uchenyy [Young Scientist], 2014, no. 2, pp. 394–397].
2. Анучин Н.П. Лесная таксация. М.: Лесн. пром-сть, 1982. 552 с. [Anuchin N.P. Forest Inventory. Moscow, Lesnaya promyshlennost’ Publ., 1982. 552 p.].
3. Бабиков Б.В. Устойчивость лесных экосистем на осушенных землях // Мониторинг осушенных лесов: материалы совещ. СПб.: СПбЛТА, 2001. C. 53–55. [Babikov B.V. Sustainability of Forest Ecosystems on Drained Lands. Monitoring of Drained Forests: Meeting Proceedings. Saint Petersburg, SPbLTA Publ., 2001, pp. 53–55].
4. Бердников И.А. Опытные плантационные культуры сосны обыкновенной на осушаемых переходных болотах в Карелии // Инновации и технологии в лесном хозяйстве: материалы II Междунар. науч.-практ. конф., СПб: СПбНИИЛХ, 2012. C. 57–63. [Berdnikov I.A. Scots Pine Plantations on Dined Mesotrophic Mires in Karelia. Innovation and Technology in Forestry Proceedings of the 2nd International Scientific and Practical Conference. Saint Petersburg, SPbNIILH Publ., 2012, pp. 57–63].
5. Брюханова М.В., Кирдянов А.В., Свидерская И.В., Почебыт И.П. Влияние погодных условий на анатомическую структуру годичных колец лиственницы Гмелина на севере Средней Сибири // Лесоведение. 2014. № 4. С. 36–40. [Bryukhanova М.V., Кirdyanov А.V., Sviderskaja I.V., Pochebyt N.P. Weather Controls of the Tree Rings Anatomical Structure of Larix gmelinii in North of Central Siberia. Lesovedenie [Russian Journal of Forest Science], 2014, no. 4, pp. 36–40].
6. Ваганов Е.А., Шашкин А.В. Рост и структура годичных колец хвойных. Новосибирск: Наука, 2000. 232 с. [Vaganov Е.А., Shashkin А.V. Growth and Structure of Coniferous Annual Rings. Novosibirsk, Nauka Publ., 2000. 232 p.].
7. Ивантер Э.В., Коросов А.В. Элементарная биометрия. Петрозаводск, Изд-во ПетрГУ, 2005. 104 с. [Ivanter E.V., Korosov A.V. Elementary Biometrics. Petrozavodsk. PetrGU Publ., 2005. 104 p.].
8. Мелехов В.И., Бабич Н.А., Корчагов С.А. Качество древесины сосны в культурах. Архангельск: АГТУ, 2003. 110 с. [Melekhov V.I., Babich N.А., Korchagov S.А. Pine Wood Quality in Plantations. Arkhangelsk, ASTU Publ., 2003. 110 p.].
9. Полубояринов О.И. Плотность древесины. М.: Лесн. пром-сть, 1976. 160 с. [Poluboyarinov O.I. Wood Density. Moscow, Lesnaya promyshlennost’ Publ., 1976. 160 p.].
10. Полубояринов О.И. Современные тенденции изменения показателей плотности древесины, поступающей на лесоперерабатывающие предприятия // Строение, свойства и качество древесины: симп. Координационного совета по современным проблемам древесиноведения, Москва–Мытищи, 13–17 ноября 1990 г. М., 1990. С. 32–36. [Poluboyarinov O.I. Current Trends in Density Change of Wood Supplied to Wood
Processing Enterprises. Wood Structure, Properties and Quality: Symposium of the Coordinating Council on Current Issues of Wood Science, Moscow-Mytishchi, November 13–17, 1990. Moscow, 1990 pp. 32–36].
11. Смирнов А.П., Пазухина Г.А. Сравнительная оценка качества древесины высокопродуктивных сосняков на осушенных торфяных почвах // Лесн. журн. 2003. № 1. С. 111–119. [Smirnov A.P., Pazukhina G.А. Comparative Analysis of Wood Quality from High-Productive Pine Stands on Drained Peat Soils. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2003, no. 1, pp. 111–119]. URL: http://lesnoizhurnal.ru/upload/iblock/6b1/ 6b1f41fb910d46857c081c1d8aa685c9.pdf
12. Федотов И.В., Третьяков С.В., Ильинцев А.С. Влияние гидротехнической мелиорации на качество древесины сосны // Изв. СПбЛТА. 2016. Вып. 214. С. 131–140. [Fedotov I.V., Тretjakov S.V., Ilintcev А.S. The Hydraulic Impact of Land Reclamation on the Quality of Pine Wood. Izvestia Sankt-Peterburgskoj Lesotehniceskoj Akademii [News of the Saint Petersburg State Forest Technical Academy], 2016, iss. 214, pp. 131–140].
13. Чибисов Г.А., Москалева С.А. Влияние комплексных уходов на анатомические свойства древесины сосны // Лесоводственно-экономические вопросы воспроизводства лесных ресурсов Европейского Севера. Архангельск: СевНИИЛХ, 2000. С. 74–82. [Chibisov G.A., Moskaleva S.A. The Influence of Thinning on the Anatomical Properties of Spruce. Silvicultural and Economic Issues of Reproduction of the Forest Resources of the European North. Arkhangelsk, SevNIILKh Publ., 2000, pp. 74–82].
14. Шутов И.В., Маркова И.А, Омельяненко А.Я., Постников М.В., Товкач Л.Н., Власов Р.В., Подшиваев Е.Е., Сергиенко В.Г. Плантационное лесоводство / под общ. ред. И.В. Шутова. СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2007. 366 с. [Shutov I.V., Markova I.A, Omel’yanenko A.Ya., Postnikov M.V., Tovkach L.N., Vlasov R.V., Podchivaev E.E., Sergienko V.G. Plantation Forestry. Ed. by I.V. Shutov. Saint Petersburg, Polytech Publ., 2007. 366 p.].
15. Lindkvist A., Kardell Ö., Nordlund C. Intensive Forestry as Progress or Decay? An Analysis of the Debate about Forest Fertilization in Sweden, 1960–2010. Forests, 2011, vol. 2, iss. 1, pp. 112–146. DOI: 10.3390/f2010112
16. Mäkinen H. Effect of Stand Density on Radial Growth of Branches of Scots Pine in Southern and Central Finland. Canadian Journal of Forest Research, 1999, vol. 29, no. 8, pp. 1216–1224. DOI: 10.1139/x99-060
17. Mäkinen H., Hynynen J. Wood Density and Tracheid Properties of Scots Pine: Responses to Repeated Fertilization and Timing of the First Commercial Thinning. Forestry, 2014, vol. 87, iss. 3, pp. 437–447. DOI: 10.1093/forestry/cpu004
18. Mäkinen H., Hynynen J., Penttilä T. Effect of Thinning on Wood Density and Tracheid Properties of Scots Pine on Drained Peatland Stands. Forestry, 2015, vol. 88, iss. 3, pp. 359–367. DOI: 10.1093/forestry/cpv006
19. Neippola J. Long-Term Vegetation Changes in Stands of Pinus sylvestris in Southern Finland. Journal of Vegetation Science, 1992, vol. 3, iss. 4, pp. 475–484. DOI: 10.2307/3235804
20. Saarsalmi A., Tamminen P., Kukkola M. Effects of Long-Term Fertilisation on Soil Properties in Scots Pine and Norway Spruce Stands. Silva Fennica, 2014, vol. 48, no. 1, art. 989. DOI: 10.14214/sf.989
21. Zeide B. Optimal Stand Density: A Solution. Canadian Journal of Forest Research, 2004, vol. 34, no. 4, pp. 846–854. DOI: 10.1139/x03-258

Ссылка на английскую версию:

Wood Microstructure of Pine Plantations with Different Initial Stocking Rate on Drained Peat Soil upon Fertilization and Herbicide Treatments

WOOD MICROSTRUCTURE OF PINE PLANTATIONS WITH DIFFERENT INITIAL STOCKING RATE ON DRAINED PEAT SOIL UPON FERTILIZATION AND HERBICIDE TREATMENTS

Ya.A. Neronova, Candidate of Agriculture, Assoc. Prof.; 
ORCID: https://orcid.org/0000-0003-3703-0898
Forest Research Institute of the Karelian Research Centre of the Russian Academy of Sciences, ul. Pushkinskaya, 11, Petrozavodsk, Republic of Karelia, 185910, Russian Federation; е-mail: neronovaya@mail.ru

To secure a steady operation of large wood processing enterprises in north-west of the Taiga zone, accelerated coniferous forest cultivation appears to be the most promising. Treatments with mineral fertilizers and herbicides create optimal conditions for stand growth and thus result in wood increment. Trunk wood qualities and, hence, the output of the most valuable trunk sections are contingent on the volume and anatomical structure of radial increment. This paper shows the effect of fertilization and herbicide treatments on the anatomical structure of wood in pine plantations of different stocking rates in drained peat soils. Variations of late wood share and density are directly associated with the changes in anatomical structure of wood. Fertilization of pine plantations with density of 4000 and 2000 trees/ha increased the number of early tracheid rows in the process of their growth. The application of fertilizers and herbicides in pine plantations stocked at 1000 trees/ha induced a gradual reduction in the number of early tracheid rows. A combined mineral fertilizer plus herbicide treatment enlarged the number of late tracheid rows in wood of the plantations stocked at various rates. The total number of tracheid rows per annual ring increased in the plantations stocked at a rate of 4000 and 2000 trees/ha. The reduction in total number of tracheid rows of plantations with 1000 trees/ha stocking rate is down to mineral fertilization combined with herbicide treatments. Fertilizer and herbicide treatment of the plantations with the initial density of 4000 trees/ha leads to the formation of thick-walled early and late tracheids. Application of fertilizers in pine plantations with 1000 and 2000 trees/ha stocking rates promote the formation of early and late tracheids of a larger diameter. Tracheids of a smaller diameter were formed in the plantations stocked at 4000 trees/ha. The overall impact of fertilizers and herbicides caused an increase of late tracheid size in the plantations with different stocking rates. Comparing the obtained data with the regulatory requirements of GOST 968–68 and the Laboratory of Raw Materials of the All-Union Scientific Research Institute of Pulp and Paper Industry, we have found that cultivation of pine plantations with various stocking rates on dried peat soils using fertilizers and herbicides can be aimed at producing pulpwood (1st and 2nd categories) and high-quality sawlogs.
For citation: Neronova Ya.A. Wood Microstructure of Pine Plantations with Different Initial Stocking Rate on Drained Peat Soil upon Fertilization and Herbicide Treatments. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2020, no. 4, pp. 68–76. DOI: 10.37482/0536-1036-20204-68-76
Funding: The research was financially supported by the Federal Budget within the fulfillment of the state assignment of the KarRC RAS (Forest Research Institute of the KarRC RAS).

Keywords: pine plantations, wood microstructure, fertilizers, herbicides, number of tracheid rows, tracheid wall thickness, tracheid lumen diameter.

Поступила 04.03.19 / Received on March 4, 2019