На срезе видны ранние и поздние трахеиды, выполняющие проводящую и механическую функции. Ранние трахеиды почти всегда квадратные, имеют большую внутреннюю полость, а в радиальных стенках – окаймлённые поры, имеющие на поперечном срезе вид 2 двузубых вилок. На некачественных (толстых) срезах можно увидеть, что в месте окаймлённых пор стенки трахеид как бы раздваиваются, и утолщения между зубцами – тора не видно.
Поздние трахеиды толстостенны, сплющены по радиусу, окаймлённые поры на них редки.
На срезе можно заметить и сердцевинные лучи в виде тёмных полос, идущих в радиальном направлении и представляющих структуру из вытянутых в направлении луча клеток.
Хорошо видны в поздней древесине вертикальные смоляные ходы-каналы, окружённые выстилающими клетками и сопровождаемые слоем живых (сопровождающих) клеток с запасными питательными веществами. Между клетками сопровождающей паренхимы находятся межклетники, выстилающие клетки окружены слоем мёртвых клеток. Просвет вертикального смоляного канала на поперечном срезе составляет около 80 % его диаметра.
Рис 1. Поперечный срез древесины сосны:
1 – поздние трахеиды; 2 – ранние трахеиды; 3 – сердцевинный луч; 4 – вертикальный смоляной ход; 5 – окаймлённая пора; 6 – граница годичного слоя.
Диаметр вертикального смоляного канала на поперечном срезе равен:
Радиальный срез
На радиальном срезе хорошо различимы трахеиды в виде длинных клеток. В ранней древесине они широки и имеют на радиальных стенках много крупных окаймлённых пор в виде 2 концентрических светлых пятен. Поздние трахеиды узки, окаймлённых пор в них мало и они мельче, чем в ранних трахеидах, а вместо внутреннего круга имеют косую щель.
Трахеиды пересекают сердцевинные лучи. Выглядят они в виде тёмных полосок и состоят из краевых (мёртвых) с мелкими окаймлёнными порами клеток, служащих для проведения воды от слоя к слою по радиусу и средних (живых) с простыми порами, имеющими вид больших светлых пятен.
Иногда на разрезе попадается вертикальный смоляной ход в виде полого канала, выстланного эпителием с оболочками.
Рис. 2. Радиальный срез древесины сосны:
1 – ранние трахеиды; 2 – окаймлённые поры; 3 – вертикальный смоляной ход; 4 – поздние трахеиды; 5 – сердцевинный луч
Тангентальный срез
На срезе видны сердцевинные лучи, перерезанные поперёк, в виде вертикальных цепочек разной длины.
Трахеиды на радиальных стенках имеют окаймлённые поры в виде вилочек.
Смоляные ходы, перерезанные поперёк, можно видеть в крупных сердцевинных лучах в виде вертикальных веретён. Это горизонтальные смоляные ходы, состоящие из тех же элементов, что и вертикальные. Они соединяют вертикальные смоляные ходы различных годичных слоёв. Иногда на тангентальном разрезе можно увидеть продольный рахрех вертикального смоляного хода.
Рис. 3. Тангентальный срез древесины сосны:
1 – горизонтальный смоляной ход в сердцевинном луче; 2 – ранние трахеиды; 3 – окаймлённые поры; 4 – сердцевинный луч; 5 – вертикальный смоляной ход.
Диаметр горизонтального смоляного канала на тангентальном срезе равен.
Годичные слои на всех разрезах древесины сосны хорошо просматриваются, сердцевинные лучи не видны, сосуды отсутствуют. Ядро розовое или буро-красного цвета, заболонь широкая желтовато-бурая. Древесина сосны прямослойная, смолистая, легкая, достаточно прочная и хорошо поддаётся обработке. Ранняя зона годичного слоя имеет светлый цвет, поздняя - темный цвет.
Сердцевинные лучи на поперечном разрезе древесины хорошо видны. Они выглядят в виде светлых пятнышек на темноокрашенной поздней части годичных колец древесины. На продольных разрезах можно заметить много крупных темных черточек (окраска темнее древесины) - это продольные смолянистые ходы.
Широкая заболонь имеет желтоватую или бледно-розовую окраску. Заболонь только спиленной сосны может быть желтого цвета, а после сушки приобретает буроватый оттенок. У сосны однообразная текстура, которая определяется главным образом шириной годичных колец, различием в окраске древесины поздней и ранней, а также заболони и ядра. Изгибистые линии годичных слоев порой создают уникальный рисунок.
Ранняя и поздняя древесина очень отличаются по своему строению, поэтому у сосны малая равноплотность . Ранняя зона годичного слоя имеет плотность в два-три раза ниже, чем плотность поздней зоны годичного слоя. В годичном слое содержится в среднем 27% поздней древесины . В одном сантиметре содержится от 4 до 14 годичных слоёв. Это характерно для сосны, произрастающей на территории России. В северных районах России сосны имеют больше годичных слоев.
Физические свойства сосны
Влажность в заболони растущей сосны составляет в среднем 111%, а в ядре - 32%. В верхней части дерева влажность больше, влажность же ядра практически не меняется. Однако, отмечаются суточные и сезонные колебания влажности. Самый большой процент влажности отмечается в утреннее время (в среднем примерно на 20-30% выше), к вечеру она может снизиться до минимума, а к утру опять будет повышаться.Зимой влажность древесины сосны имеет максимальное значение (с ноября по февраль), а летом - минимальное (с июля по август). Как уже говорилось выше, это относится только к заболони, ядро у сосны имеет практически постоянную влажность. Средний показатель влажности в свежесрубленной древесине составляет 85%.
Процесс сушки сосны
В России брёвна и срубы используют для строительства домов. Сушка древесины является одним из наиболее важных этапов подготовки древесины к использованию. Процент усушки - это очень важные параметры. Средний процент усушка для древесины сосны в тангенциальном направлении 6,7% - ранняя часть годичных слоев и 7,5% -поздняя часть. Но так как древесина является гигроскопичным материалом, то когда повышается влажность воздуха, древесина начинает поглощать влагу. Можно сказать, что сам процесс сушки и поглощение влаги - это практически взаимно обратимо. Поэтому характеризуют изменение параметров древесины сосны при изменении её влажности коэффициентом разбухания (процент изменения параметров на процент влажности древесины). В среднем коэффициент разбухания для обыкновенной сосны составляет:- Радиальное направление - 0,18;
- Тангенциальное направление - 0,31;
- Объемный - 0,50.
Плотность превышается по направлению от сердцевины к коре, достигая максимального процента на 2/3 радиуса, после чего идёт снижение. Процент плотности уменьшается и по высоте дерева. Разнообразные удобрения, используемые для ускорения роста сосны, и прочие агрохимические мероприятия способствуют снижению плотности древесины на 5-15%.
Древесина сосны имеет высокие значения воздухопроницаемости и влаго-проницаемости, главным образом, в заболони. При высоком давлении 0,1 Мпа (одна сторона образца) воздухопроницаемость в радиальном направлении - 56,2 куб. мм/кв. см/с (заболонь), 2,6 куб. мм/кв. см/с (ядро). Благодаря достаточно высокой влагопроницаемости, возможно использование различных защитных веществ. Заболонь древесины сосны отлично пропитывается защитными веществами, поэтому эта порода дерева называется легкопропитывающаяся , а ядро - среднепропитывающееся . А труднопропитывающимися считаются ель и лиственница.
Тепловые свойства сосны
Древесина разных пород состоит практически из одних и тех же веществ, поэтому процент теплоемкости древесины не зависит от породы дерева. Рост теплопроводности увеличивается с повышением показателей плотности. Выявить тепловое расширение древесины почти невозможно, ведь оно замаскировано усушкой и влагопоглощением. Теплоизоляционные свойства древесины значительно выше по сравнению с алюминием, который применяется для изготовления окон, и немного выше, чем у ПВХ.Об электрических свойствах древесины
Древесина - это диэлектрик. Совершенно сухая древесина сосны имеет удельное объемное сопротивление продольных волокон - 1,861015 Ом/см, а поперечных - 2,361015 Ом/см. Когда влажность древесины увеличивается, то происходит снижение ее удельного сопротивления.О звуковых свойствах
Древесина сосны имеет достаточно низкую звукоизоляцию. К примеру, 30 миллиметровая перегородка способна снизить уровень шума на 12 дб, при этом, по требованию СНиП должно быть 40 дб.Электромагнитные и проникающие излучения
Светопроницаемость: с помощью чувствительных приборов было обнаружено, что световое излучение может проникать через 35 миллиметровые образцы древесины сосны. Кроме этого, было доказано, что структура и прочность древесины практически не меняется при рентгеновском излучении. По этой причине рентген применяется для дефектоскопии сортиментов. Сейчас древесина успешно используется для экранирования нейтронного излучения. Покрытие из сосны, толщина которого составляет 100 мм, вполне может заменить полиэтиленовую защиту, так как обладает большей термостойкостью и долговечностью.Свойства механические
Самые лучшие прочностные свойства имеет древесина сосен, которые произрастают в северных районах России. Сосна, среди хвойных пород по показателям прочности уступает лишь кавказской пихте.Степень прочности: Сосна - это мягкая порода, следовательно, она обладает довольно низкой износостойкостью. Такая древесина плохо держит крепление (гвозди, шурупы). Стоит сказать, что в сравнении - граб имеет этот показатель выше в четыре 4 раза.
Предел прочности
- при статическом изгибе - 70-92 МПа;
- при растяжении вдоль волокон - 100-116 МПа;
- при сжатии вдоль волокон - 40-49 МПа;
- при скалывании вдоль радиальной плоскости - 6,1-7,6 МПа;
- при скалывании вдоль тангенциальной плоскости - 6,6-8,1 МПа; Модуль упругости при статическом изгибе -8,0-13,1 ГПа.
Технологические и эксплуатационные свойства
- ударная вязкость - 28-51 кДж/кв. м;
Твердость
- торцевая - 28-33 Н/кв. мм;
- радиальная - 21-25 Н/кв. мм;
- торцевая - 16-23 Н/кв. мм.
Как и все хвойные породы - сосна плохо гнётся. Однако, благодаря мягкости, она легко поддаётся обработке при помощи режущего инструмента. Для сосны уровень удельной силы резания по сравнению с берёзой приблизительно в 1,7-1,8 раза ниже, а если сравнивать с дубом, то - в 2-2,5 раза ниже. Примерно такое же соотношение в периодах стойкости режущих инструментов (затупление).
В зависимости от влажности и твердости древесины, уширение на сторону может быть разным. Например, для влажной древесины максимальное уширение на сторону - 0,7-0,85 мм, а минимальное для древесины высушенной и твёрдой - 0,4-0,5 мм. Углы заточки зубьев для ленточных и дисковых пил, а так же показатель значения их уширения одинаковый, как для хвойных, так и для лиственных пород деревьев.
Сосна прекрасно поддаётся шлифовке. Микронеровности могут иметь высоту 8- 60 мкм, в то время, как дуб, ясень и клён - до 200 мкм. Как уже было сказано выше, древесина сосны хорошо пропитывается различными защитными веществами, однако в её высокой степени влаго-проницаемости есть и отрицательная сторона - это большой расход материалов для отделочных работ. Помимо этого, перед тем, как наносить лакокрасочное покрытие, требуется обессмоливание, так как древесина сосны содержит довольно много смолы. Для обессмоливание используют растворяющие или обмыливающие смолу вещества, то есть древесина обрабатывается бензином, ацетоном, спиртом и специальными щелочными растворами.
Древесина сосны устойчива к биологическим воздействиям , иначе говоря, она не подвержена поражению грибами. В качестве сравнения стоит сказать, что ель, к примеру, относится к группе среднестойких, а древесина берёзы - к группе слабостойких. Степень биостойкости увеличивается с возрастом дерева. Нижняя часть ствола обладает максимальной стойкостью. Древесина дерева, срубленного в период вегетации, больше подвержена к гниению.
В принципе на механические и эксплуатационно-технологические свойства сосновой древесины не оказывает влияние время рубки деревьев. Процент этих показателей после сушки при помощи высоких температур, существенно понижается. При сушке используются токи СВЧ, которые не причиняют никакого вреда свойствам древесины.
В течение пятнадцати суток прочность совершенно сухой древесины при высокой температуре (80-100 °С) снижается на 5-15 процентов, а за полчаса - на 10-30 процентов. Максимальная прочность мороженой древесины во время сжатия и статического сгибания увеличивается на 35%, при скалывании - на 75%. Но ударная вязкость при этом понижается практически вдвое. Прочность заболони сосны снижается на 10-15% после пребывания её в течение 30 суток в морской воде, при этом, ядро в таких же условиях свои прочностные свойства не меняет. Сосновая древесина обладает такими характерными пороками:
- Образуются гладкие наросты, которые имеют большой процент (по отношению к главной древесине) плотности, усушки, а так же низкий процент прочности.
- Участки древесины, пропитанные смолой - засмолки, появляются из-за повреждения ствола. Засмолки можно заметить на круглых сортиментах по повреждениям на стволе или большому количеству смолы. Они имеют более темный цвет, чем основная древесина, и просвечиваются на сортиментах малой толщины. Иногда можно заметить, так называемые, смоляные кармашки, хотя они встречаются реже, чем у ели.
Использование сосновой древесины
Древесина сосны может использоваться в самых разных отраслях. В строительстве древесину используют в качестве материалов для конструкций и отделки. Кроме этого, без древесины сосны не обходится машиностроение, мебельное производство, железнодорожный транспорт и др. Живица добывается из сосны. Хвоя сосны используется для производства биологически активных веществ.В производстве мебели сосна не очень популярна. Обычно, её смолистую и мягкую древесину используют, для изготовлении корпусной мебели. При этом для облицовки соснового каркаса используют толстый шпон более благородных пород (например, красное дерево).
Чаще всего сосну применяют в строительстве саун и лестниц . Но сначала древесину обрабатывают для удаления из неё избытка смолы и уплотнения. Светлые панели из сосны не только очень красивы, но и приятно пахнут. Кроме этого, сосновая древесина недорогая, поэтому производители саун, категории эконом-класса используют именно эту древесину. Для более простых саун, как правило, используют обычную сосну, а для саун элит-класса - канадскую сосну (тсугу).
Пиломатериал из сосны - самый востребованный среди хвойных пород
Сосна обыкновенная является очень распространённым и популярным строительным материалом во всём мире. В России это дерево имеет широкий ареал произрастания, самые обширные сосновые насаждения находятся в Сибири и на большей части Европейской тайги. Благодаря отличным качественным характеристикам пиломатериал из сосны чрезвычайно востребован в нашей стране.
Основные свойства и достоинства сосны:
- Древесина имеет хорошо выраженную структуру
- Цвет дерева - с красноватым или желтоватым оттенком
- Плотность материала при влажности 12% - 480 кг/куб
- Ствол прямой, с малым количеством преимущественно больших сучков овальной формы, которые располагаются группами
- Высокая смолистость отпугивает вредных насекомых, мало подвержена гниению и плесени
- Свежесрубленная древесина имеет среднюю стойкость к посинению
- Сосна достаточно прочная, но мягкая, легко обрабатывается
- Не растрескивается при сушке
Сфера применения пиломатериала из сосны:
Благодаря доступности и хорошим характеристикам сосна используется повсеместно:>
- При строительстве домов или бань из сруба
- Для внутренней и внешней отделки здания
- При изготовлении мебели
Из сосны производят обрезную и необрезную доску, оцилиндрованное бревно, брус , вагонку, половую и террасную доску , древесно-стружечные плиты и многие другие материалы.
Преимущества пиломатериала из сосны , которые обуславливают его применение для строительства и отделки жилья:
- Низкая теплопроводность: в доме из сосны всегда будет тепло
- Экологичность и гипоаллергенность
- Долговечность
- Устойчивость к атмосферным явлениям и перепадам температур и влажности
- Благоприятное воздействие на организм человека
Как любое дерево хвойных пород, сосна при колебании температур выделяет фитонциды. Это летучие вещества, которые отличаются еле уловимым хвойным ароматом. Они обладают бактерицидным действием и положительно влияют на нервную систему и сон человека. Доказано, что люди, живущие в деревянных домах из сосны или имеющие в своём жилье отделку из древесины хвойных пород, хорошо себя чувствуют, у них всегда отличное настроение.
Для объективности назовем некоторые свойства пиломатериалов из сосны , которые можно отнести к недостаткам. Основное - это широкий слой заболони (рыхлой верхней поверхности ствола), который остаётся после распиловки. Минус в том, что это может привести к появлению характерных дефектов. Но прогрессивные методы обработки и правильная технология сушки сводят к минимуму последствия. Большое содержание смолы также многие называют отрицательным показателем пиломатериала из сосны, но этот факт является одновременно и плюсом.Это свойство повышает устойчивость древесины к загниванию и отпугивает грызунов и насекомых. Но не всех устраивают смолянистые выделения, которые могут образовываться на поверхности пиломатериала из сосны.
Сосна(Pinus) . Род хвойных вечнозеленых деревьев, реже стелющихся кустарников семейства сосновых. Хвоя узкая, мягкая или игольчатая, в пучках (по 2,3,5 хвоинок), расположенных на концах укороченных побегов. Зрелые шишки обычно длиной 3-10 см. Семена орешковидные, большей частью с крылом. Корневая система мощная и глубокая. Сосны светолюбивы. Часто формируют чистые насаждения на песчаных почвах (боры).Растет дерево и на сухих кварцевых, лишенных плодородной почвы песках, и на торфянистых почвах, и даже на сфагновых болотах. Приспособленность к различным видам почвы обуславливается высокой пластичностью корневой системы, интенсивным ростом корней, способностью охватывать ими более или менее значительную часть почвенной толщи, проникать в глубокие слои почвогрунта, преодолевать неблагоприятные по своим свойствам горизонты.
При низкой концентрации питательных веществ в почве сосна способна накапливать больше органических веществ, чем ель и береза. Небольшое содержание в почве подвижных форм минеральных веществ приводит к резкому падению прироста сосны. Наличие в почве карбонатов улучшает лесорастительные условия. На солонцеватых почвах и солонцах сосна растет значительно лучше, чем другие хвойные породы.
Живут сосны, как правило, до 150-500 лет, но среди них есть и долгожители(например, североамериканская сосна долговечная и живет до 5000 лет, являясь наиболее долгоживущей древесной породой мира).
Сосна обыкновенная всегда была и остается для человека наиболее верным и заботливым его спутником. Нас восхищает быстрый рост дерева, его морозоустойчивость, высота до 50 м, хорошо очищенный ствол.
Благодаря своеобразной золотисто-коричневой окраске ствола и вечнозеленой хвое сосна широко используется при создании парков и лесопарков.
Род включает в себя более 100 видов. Распространена сосна в Европе и Азии - от Пиренеев на западе до Охотского моря на востоке и от Кольского полуострова на севере до берегов Средиземного и Черного морей на юге. В России выделяют 8 видов, из которых наибольшие площади заняты двухвойной сосной обыкновенной (Pinus silvestris) - ареал от Кольского полуострова и Белого моря до берегов Тихого океана, и пятихвойной (кедровой) сосной сибирской, дающей съедобные семена, называемые кедровыми орехами. Ареал последней охватывает районы севера-востока Европейской части России, Урала и Сибири. В группу кедровых сосен входят также Сосна корейская, или маньчжурская, произрастающая в нашей стране в Хабаровском и Приморском краях, и Кедровый стланик(стелющийся кустарник высотой 40-50 см, с длиной ствола 1.5-2.5 м), образующий густые заросли в Сибири (от Забайкалья), на побережье Охотского моря, Камчатке, Сахалине и Курильских островах.
Сосна - ценная лесообразующая порода. В России леса, в насаждениях которых преобладают двухвойные сосны(например, обыкновенная, меловая, крючковатая), принято называть сосновыми, или сосняками, а с преобладанием пятихвойных кедровых сосен - кедровыми, или кедровниками, или кедрачами.
Среди раскинувшегося зеленого океана сосны обыкновенной появляются также интересные видовые и формовые ее отклонения, с которыми время от времени встречаются российские и зарубежные лесоводы.
Подвиды сосны
В пределах своего современного ареала обитания сосна обыкновенная отличается большой изменчивостью основных признаков. Выделяют 5 подвидов, или географических рас, сосны обыкновенной.
Сосна обыкновенная лесная - произрастает в европейской части нашей страны. К возрасту спелости достигает высоты 40м и диаметра на высоте груди 1-1.5 м. В молодости крона конусовидная, а в более зрелом возрасте приобретает шаровидную форму. Различают широко- и узкокронные формы. Побеги светло-коричневые или желтые, ветви и ствол покрыты коричнево-красной отслаивающейся коркой. Хвоя длиной 4-6 см, сохраняется на дереве 2-3 года, иногда 4-5 лет.
Облик сосны обыкновенной лесной, произрастающей в различных условиях местообитания, послужил основанием для выделения двух почвенных экотипов рассматриваемого подвида: сосны меловой и сосны болотной. Сосна меловая растет на меловых обнажениях на юге европейской части России. Крона широкая, часто начинается у поверхности почвы. У старых экземпляров крона зонтикообразная. Хвоя укороченная, широкая и более утолщенная. Длина шишек 2.5-3 см, цвет их серый.
Сосна болотная имеет ряд отличий от сосен, произрастающих на дренированных почвах. Эти отличия проявляются главным образом во внешнем виде, анатомические различия значительно меньше. Характеризуются небольшой высотой (не более 10-15М), хвоя короткая, шишки мелкие.
Сосна крючковатая . Произрастает в Крыму и на Кавказе. Достигает высоты 20-25 м высоты и диаметра 1м. В нижней части ствола наблюдаются неправильные утолщения. Крона сильно варьируется от узкой до широкой, имеет пирамидальную, овальную или зонтикообразную форму. Хвоя прямая или слабо согнутая, жесткая, острая, серо-зеленая, до 7 см длиной. Шишки желтого цвета; щитки выпуклые, от верхнего края сразу круто поднимаются и искривляются вниз в виде тупого крючка; семена бурые. У сосны крючковатой выделены два климатических экотипа, приуроченных к разным высотным поясам.
Сосна лапландская . Чаще встречается в Сибири. Деревья достигают высоты 20 м и диаметра 22 см. Крона узкая, ветви в нижней части ее сохраняются много лет. Хвоя серо-зеленая, короткая(3.5мм), толстая и широкая, держится на дереве до 8 лет. Шишки короткие - 3-4 см, соломенно-желтого или коричневато-желтого цвета.
Сосна сибирская . Произрастает в Азии. Этот подвид мало отличается по энергии роста и таксационным показателям от подвида сосны обыкновенной, лесной, но в то же время имеет ряд характерных, отличающихся от него признаков.
Корка на стволе внизу толстая, темно-бурого цвета, покрывает ствол на 2/3 его высоты, далее светло-желтая. Встречаются как узко-, так и ширококронные формы. Хвоя живет более 5 лет, длина ее 4-6 см, редко достигает 10 см. Шишки длиной 5см. Сосна степная. Произрастает в Сибири в изолированных борах, а также на южных остепненных склонах Забайкалья, достигая высоты 20-25.м и свыше 1м в диаметре. Корка до 2/3 ствола по высоте, толстая, темно-серого цвета, выше- светло-коричневого. На старых деревьях темноокрашенная корка обычно отпадает и весь ствол имеет светло-коричневый цвет. Хвоя длинная, иногда до 11 см, опадает через 6-7 лет. Шишки крупные, нередко достигают 7см. По окраске шишек выделяют две формы: светло-серую и темно-коричневую.
Подвиды сосны имеют несколько форм или экотипов
Сосна воротничковая. Изучая разнообразие форм сосны обыкновенной, профессор Б.В. Гроздов обнаружил в Брянской области оригинальную кольчатую форму сосны и назвал ее воротничковой. Дерево росло в старом сосновом насаждении, ствол его был с грубыми трещинами и имел с освещенной стороны, в местах, заросших мутовчато расположенных сучьев, как бы козырьки из отслоившихся пластин коры; козырьки поднимались по стволу на высоту до 6 метров.
О такой же сосне в одном из германских лесничеств сообщил в 1927 году Вальтер Зайтц; он отнес ее к чешуйчатой форме. Сосна была 200-летнего возраста, с двенадцатью козырьками из узких чешуй коры и тоже на месте заросших мутовок с освещенной части ствола. В 1955 году подобные сосны были найдены в лесах Польши.
Наблюдения показали, что изменение коры на месте заросших мутовок характерно для старшего возраста деревьев. Кора сначала полностью закрывает неровности мутовок, а потом трескается, и ее слои, поднимаясь, принимают наклонную форму, чему способствует обилие солнечного света и сухой воздух. Воротничковая сосна как раз и встречается в таких местах. С теневой стороны на стволе у всех встреченных сосен козырьков не было; кора у таких сосен отслаивалась "табличками".
Наиболее часто деревья встречаются в сосново-дубовых насаждениях, дубово-буковых с грабом, и буковых с примесью сосны обыкновенной и граба. Попадаются сосны в возрасте 115-125 лет.
Семилетние наблюдения на площади около 10 гектаров были неожиданными. Оказывается, число стволов с воротничками и число воротничков на каждом учтенном стволе ежегодно менялось: в первый год было 56 сосен с воротничками, через 3 года - 92, по прошествии еще 2 лет - 120, а в последний год - 156. Интересно также, что в первый год наблюдений преобладали деревья с четырьмя воротничками(максимально - десятью), а в последний - с семью (максимально - с 16-19 воротничками). Значит, новые воротнички, должно быть, появляются на спелых и перестойных соснах. Подмечена у воротничковых сосен (особенно в Львовской области) и еще одна оригинальная особенность: можно встретить деревья не только с полукольцами, но и с полными кольцами, причем количество последних возрастает с увеличением общего числа воротничков на стволах.
Воротничковые сосны имеют кору с глубокими трещинами и лишь немногие стволы - тонкую. Привлекают внимание хорошо развитая крона и стройность деревьев: малосбежистость и очищенность стволов от сучьев. Сосны обильно плодоносят и дают семена большой всхожести. Все это говорит о высоких лесохозяйственных свойствах редкого, достопримечательного дерева и о необходимости более глубокого изучения его и использования в лесопарковом строительстве.
Сосна меловая . На Среднерусской возвышенности и Донецком кряже есть каменистые меловые склоны. Они, казалось бы, совершенно неподходящи для жизни деревьев. И тем не менее растения сумели поселиться здесь и даже сохраниться до сих пор. Это - сосны меловые.
Высокое дерево, до 30 м в высоту, имеет широкую крону, довольно часто опускающуюся по стволу донизу; с возрастом она превращается в зонтикообразную. Жизнестойкости сосны меловой способствует корневая система: якорные корни проходят тяжелый грунт без ответвлений, а на концах образуют массу тонких, толщиной с волос, корешков, наподобие войлока оплетающих меловые глыбы. Интересно, что на глубине до 1.5 метров эти глыбы с поверхности влажные; на самом же войлоке видны мельчайшие капельки воды.
Хвоя у сосны меловой несколько короче, шире и толще, чем у сосны обыкновенной. Шишки длиною до 3 см, уменьшенные размеры их ученые объясняют бедностью почв.
Сосну меловую не выделяют в особый вид, поскольку в анатомическом строении древесины и хвои различий нет; ученые видят в ней лишь разновидность сосны обыкновенной. По мнению большинства, сосна меловая - реликт. Ее особенность произрастать по существу на голом мелу исторически сложилась давно и является наследственной. Для нормального роста и развития деревьев требуется высокая концентрация щелочных веществ. Особенности сосны меловой имеют, конечно, не только научную, но и практическую ценность, поскольку представляется возможность использовать эти деревья повсюду, где есть меловые склоны.
Исследования посадок в Белгородской области на голых мелах показали, что там могут расти лишь сосна меловая и сосна крымская, другие же породы гибнут или приобретают карликовые формы.
Лесоводы преодолевают некоторые трудности при создании насаждений из сосны меловой: сложен, например, сбор семян на крутых склонах, а в то же время небольшие островки сохранившихся естественных насаждений пока не могут удовлетворить потребности в семенном материале. Сейчас приняты меры к усилению охраны очагов редкой сосны - ценнейшего резерва семенного фонда - и к созданию в местах ее произрастания заповедного режима.
Сосна могильная , или сосна погребальная . Она часто высаживалась на кладбищах Кореи. У нас на Дальнем Востоке в настоящее время она распространена небольшими участками или группами, значительно удаленными друг от друга, в юго-западной части Приморского края, а также в Гиринской и Мукденской провинциях Северо-Восточного Китая. Из ее древесины в былое время строили даже дома.
Дерево резко отличается от других родственных ему пород внешним обликом и способностью произрастать в засушливых местах и на солнцепеках. Широкие зонтикообразные темно-зеленые кроны и желтовато-оранжевые стволы сосен резко выделяются на фоне лиственных деревьев. Селится сосна на гранитных обнажениях и скалах, на крутых южных склонах и гребнях хребтов, подверженных ветрам, на обедненных гумусом почвах, содержащих большое количество щебня, а также на песчаных береговых отложениях.
По мнению ученых, сосна могильная - быстрорастущая ценная порода, представляющая большой интерес для лесоводства, для укрепления почв, их защиты и водоохраны.
В одной из дальневосточных сосновых рощ 100-летнего возраста при крайне неблагоприятных условиях (чрезмерная сухость, каменистость почвы, частые пожары) сосна достигла в высоту 12 м и имела диаметр на высоте груди более 40 см. В несколько более благоприятных условиях деревья встречаются значительно крупнее и достигают возраста спелости к 90 годам.
Об особенностях сосны могильной и ее насаждениях академик В.Л.Комаров сказал: "Это совершенно своеобразный тип растительности, явно отличающийся от всех остальных...не лесное дерево, а выросшее на свету".
По совокупности признаков (ограниченность ареала, стабильные экологические особенности и другие) сосна могильная более древний вид по сравнению с сосной обыкновенной. Последняя, как более молодой, прогрессирующий вид, быстро распространилась и стала одной из сосновых лесообразующих пород на большей территории Евразии. Сосна же могильная сократила до минимума свой ареал из-за изменения климатических условий (прежде всего из-за влажности), а позже - под влиянием деятельности человека. Поэтому сосняки в Приморском крае признаны реликтовыми.
Сосна пирамидальная . Несколько лет назад появилась интересная информация: в Северном Казахстане ученым обнаружена своеобразная сосна. Она имела узкоконусную пирамидальную крону, а тонкие ветви на всем протяжении отходили от ствола строго под острым углом. Своим видом сосна, естественно, отличалась от растущих рядом своих родственниц - от сосны обыкновенной. Дерево обладало довольно хорошим ростом: в 60 лет набрало высоту 22.5 м и диаметр 30 см на высоте груди.
Дальнейшие исследования и наблюдения показали, что признак пирамидальности сохранился и у потомства: выращенные из семян сосны и посаженные в грунт сеянцы(двухлетки) к 5-6 годам жизни имели тоже пирамидальную крону. Наблюдения продолжаются до сих пор.
Вредители и болезни
Отрицательную роль в жизни сосновых лесов играют вредные насекомые, грибные и другие болезни, некоторые виды диких животных. В молодняках сосны обитает много насекомых, которые повреждают разные части растений. На легких супесчаных, суглинистых почвах большой вред наносят насекомые, личинки которых повреждают корни сосенок. Особенно большой вред наносит майский восточный хрущ. Лет этих жуков начинается в конце апреля-мае и продолжается около месяца. Самки откладывают яйца в почву на глубину 10-40 см. Вышедшие из яиц личинки сначала питаются тонкими корнями. По мере роста они переходят на более толстые корни. Личинки растут в течение в течение 3-4 лет. В летнее время личинки находятся в верхних горизонтах почвы, ближе к осени углубляются до 70-120 см, где и зимуют.
Сосновые молодняки часто повреждаются побеговьюнами, - летним, зимующим, почковым и смолевщиком.
Побеговьюнами принято называть бабочек-листоверток, гусеницы которых повреждают почки и побеги сосен, в результате возникает многовершинность стволов, что ухудшает рост, качество и производительность насаждений.
Ощутимый вред наносит сосне большой сосновый долгоносик. Особенно часто он появляется на сплошных вырубках в борах брусничных и черничных.
Молодые сосны, произрастающие на сухих почвах, часто страдают от соснового подкорного клеща. Опасны также многочисленные хвоегрызущие насекомые, которые питаются хвоей в фазе личинки (гусеницы). В результате потери хвои древостои целиком или частично усыхают, являясь одновременно объектом для размножения в них стволовых вредителей. Наиболее опасным вредителем чистых сосновых лесов считается сосновый шелкопряд.
Не менее серьезные хвоегрызущие вредители сосновых насаждений: сосновая совка, пилильщики, сибирский шелкопряд, шелкопряд-монашенка, сосновая пяденица, звездчатый ткач. Защита сосновых лесов от повреждений хвоегрызущими вредителями обеспечивается комплексом профилактических и истребительных мер борьбы.
Стволы и ветви сосны повреждаются большим количеством насекомых, так называемых стволовых вредителей. К ним относятся короеды, усачи, златки и др. Стволовые вредители, как правило, поселяются на деревьях, физиологически ослабленных воздействием неблагоприятных факторов: засухой, пастьбой скота, повреждением хвоегрызущими насекомыми. Размножаясь на ослабленных деревьях, эти вредители переходят и на жизнеспособные деревья. Большинство поселяется также на свежесрубленных деревьях и заготовленной древесине.
Древесина, источенная ходами стволовых вредителей, теряет свои технические свойства.
Лесозащитные меры борьбы со стволовыми вредителями направлены главным образом на устранение причин, ослабляющих жизнедеятельность насаждений.
Сосновые леса часто страдают от болезней, вызываемых грибами, бактериями, вирусами. В лесных питомниках одно- и двулетние сеянцы и молодняки повреждаются грибом - обыкновенным шютте. Первые внешние признаки болезни появляются на хвое в виде пятен соломенно-желтого цвета, позже хвоя краснее и опадает, что приводит к гибели растения. Для защиты от болезней шютте следует проводить профилактические мероприятия, включающие агротехнические и химические меры борьбы.
Другие виды грибов, способные нанести ущерб сосне: смоляной рак, сосновая губка, корневая губка. Корни сосны часто поражаются опенком.
Из животного мира большой вред наносят лоси. Они не только скусывают побеги и обгладывают кору, но ломают и вытаптывают молодняки, а также являются косвенной причиной распространения стволовых вредителей и грибных заболеваний.
Сосновые леса страдают от снеголома и снеговала.
Значение и применение сосны
Сосновые леса имеют водоохранное, почвозащитное, санитарно-гигиеническое значение и по праву считаются национальным богатством России.
Сосна дает смолистую прочную древесину, издавна используется в строительстве, корабельном деле, для изготовления столбов, шпал, при производстве музыкальных инструментов, мебели. При подсочке(надрезе) деревьев получают живицу. Из пней, оставшихся после рубки сосны, заготавливают пневый осмол - ценное сырье для получения смолистых веществ для лесохимической промышленности. Побеги, сосновые почки, хвоя содержат значительные количества витамина С, эфирное масло и многие другие полезные вещества. Из хвои получают витаминный концентрат.
В годы Великой Отечественной войны хвойный настой спасал жизнь многим защитникам блокадного Ленинграда, так как городу угрожал не только голод, но и цинга - болезнь, связанная с недостатком витамина С в организме.
Сосновые почки (в виде отвара) обладают отхаркивающим, мочегонным, дезинфицирующим действием.
Со времен Ивана Грозного Россия была крупным поставщиком кедровых орехов в Персию, Китай и другие страны.
Выделяя огромное количество летучих соединений - фитонцидов, обладающих противомикробным действием, сосновые леса оздоравливают воздух, создавая специфический микроклимат. Поэтому в них нередко размещаются санатории и дома отдыха.
За красоту и величие, многообразную пользу в народном хозяйстве сосна сибирская введена в культуру. Она украшает парки Москвы, Санкт-Петербурга и других городов. Под Ярославлем сохранилась Толгская кедровая роща, посаженная в 16 веке. Лесоводами выведены скороспелые крупношишечные высокоурожайные формы сосны сибирской. Для их разведения создаются плантации, с одного гектара которых получают от 600кг до 2т орехов.
Жители Европы создали свои легенды и сказания о сосне, как о дереве светлом, праздничном и могучем.
В этой статье:
Качество пиломатериалов зависит не только от размеров и породы дерева, соблюдения производителем всех тонкостей технологического процесса, а и от условий его произрастания. У древесины существует множество видов малоразличимых пороков развития и последствий механических повреждений, большинство из которых внешне практически незаметны (неопытному глазу, разумеется).
Любой дефект усложняет обработку, ослабляет прочностные качества дерева и изделий из него. Так какие же бывают пороки древесины и как их вовремя распознать?
Практическая польза от прогулки по лесу
Профессионалы знают, как проявляются пороки древесины, и способны еще до рубки дерева дать оценку его качеству методом индивидуальной таксации. Такая оценка нужна для предварительных расчетов по следующим вопросам:
- каким будет выход качественного сырья;
- на какой высоте ствол будет перепилен на отдельные части;
- размеры отдельных отрезов, их практическое применение и т.д.
Например: таксируемый ствол сосны диаметром в 28 см на высоте 1м от земли имеет комлевую гниль. На высоте 1-7,5 м на стволе отсутствуют сучья, и древесина выглядит здоровой. На высоте 9,5 м находится сосновая губка (грибковое поражение ), от которой расходится стволовая гниль на 0,5 м вверх и 1,5 м вниз по стволу. На отрезке от 9,5 м до 15,5 м имеются лишь мертвые наружные сучья, а сама древесина выглядит здоровой.
Результаты таксации:
- метровый комлевый слой используется на дрова;
- 6,5 м – первосортный пиловочник;
- 2м – пересорт (неизвестно, насколько глубоко поражение гнилью);
- последние 6м – могут быть использованы как рудстойка.
Дефекты формы ствола
Недостатки древесины, которые возможно определить по внешнему виду пиловочника:
1. Сбежистость
Утончение ствола от комля к вершине – естественное явление, но если диаметр уменьшается на протяжении 1м больше чем на 1 см – это уже сбежистость. Такой порок характерен для растений, выросших в редком древостое. При обработке сбежистого ствола образуется высокое количество отходов, для древесины из таких бревен характерен и другой недостаток – радиальный наклон волокон.
2. Закомелистость ствола
Вариация сбежистости, при которой наблюдается значительное увеличение диаметра ствола у комель (превышение на 20% и более диаметра ствола на расстоянии 1м от расширения).
3. Кривизна
Искривление ствола возможно по ряду причин: вследствие потери верхушки и ее замены боковой ветвью, из-за изменения освещения, при росте на холмах и горных склонах и т.д. Процент кривизны рассчитывают как показатель стрелы прогиба ствола в месте искривления.
4. Овальность
Если форма торца круглого лесоматериала имеет форму эллипса, скорее всего при распиле будет обнаружена крень и тяговая древесина.
5. Наросты
Местные утолщения ствола, которые образуются в результате поражения дерева грибами, бактериями, химическими и радиационными реагентами, механическими повреждениями. У растения нарушаются ростовые процессы, что, естественно, отражается на качестве и структуре древесины: годичные слои изгибаются, повторяя очертания нароста.
Такой материал сложен в обработке, имеет высокую твердость и низкую упругость. Древесина наростов (кап, сувель ) ценится как сырье для художественных изделий и облицовочного материала (шпона).
6. Последствия механических повреждений
Прорость
Прорость – заросшая рана, содержащая мертвую древесину. Недавнее повреждение легко обнаружить при визуальном осмотре боковой поверхности ствола растущего дерева. Но при полном зарастании видна только щель, заполненная остатками коры.
Рак дерева
Рак дерева – результат деятельности грибков и бактерий – открытая или закрытая рана с аномальными утолщениями и наплывами возле пораженных мест. При этом дефекте нарушается правильность круглой формы бревна, а у хвойных пород сопровождается повышенной смолистостью.
Сухобокость
Сухобокость – одностороннее омертвление ствола, лишенного коры вследствие ожога, обдира, ушиба и т.д. Порок вызывает повышенную смоленистость, образование завитков и наплывов, нарушает прочностные качества древесины и увеличивает количество отходов при обработке.
Пороки строения древесины
Эти дефекты можно распознать по срезу бревна.
1) Неправильное расположение годичных слоев, волокон
Косослой
Косослой – отклонение волокон от продольной оси, который можно увидеть при распиле волокон.
Косослой может быть:
- тангенциальный (неправильное направление сердцевинных лучей от продольной оси);
- радиальный – при радиальном распиле обнаруживаются различные отклонения в промежутках между годичными кольцами.
Правильность наклона измеряют так: на боковой поверхности (наиболее типичное место образования дефекта) проводят линию, параллельную продольной оси. На протяжении 1м выявляют угол отклонения волокон и измеряют его в процентах. Чем выше этот показатель, тем ниже прочность древесины.
Кроме того, наклон волокон увеличивает естественную усушку в продольном направлении, случит причиной винтового коробления пиломатериалов, снижает показатели гибкости и усложняет механическую обработку древесины.
Выделяют следующие разновидности неправильного наклона:
Свилеватость
Свилеватость – волнообразное или хаотичное расположение волокон, встречается в комлевой части или около наростов типа капов. Этот дефект характерен для лиственных пород (например, березы ) и обычно ограничивается местными участками – поражение целого ствола встречается крайне редко.
Завиток и глазки
Завиток и глазки – искривление годовых колец в области сучков и проростей.
Крень
Крень – образуется в изогнутой или наклоненной к земле древесине. На пиломатериалах крень выглядит как тусклые темные полосы различной ширины. Наиболее часто встречается у спелодревесных пород (пихта, ель). У других представителей хвойных – сосны, лиственницы, кедра – крень выражена менее ярко.
Из-за присутствия порока ухудшается качество пиломатериалов, а при его поперечном распиле нередко зажимаются пилы оборудования.
Тяговая древесина
Тяговая древесина – антипод креневой. Она образуется на растянутой зоне искривленных ветвей или стволов. Такой дефект на распиле имеет светлую окраску с перламутровым оттенком, которая при сушке или под воздействием солнечных лучей окрашивается в темно-коричневый цвет. Древесину с тяговым пороком сложно обрабатывать: при распиле образуются ворсистые поверхности, отделяющиеся волокна забивают зубья пил.
2) Нерегулярные образования
Ложное ядро
Ложное ядро – темная внутренняя зона, границы которой не совпадают с годичными кольцами. Причиной образования дефекта могут быть сильные морозы, грибы, бактерии, реакция растущего дерева на механическое повреждение. Эта зона по прочности превосходит заболонь, но имеет низкие показатели гибкости.
Внутренняя заболонь
Внутренняя заболонь – образования в зоне ядра нескольких годичных слоев, идентичных по свойствам заболони: древесина легко пропускает жидкость, имеет низкую стойкость против гнили. Это явление наиболее часто встречается у ясеня и дуба.
Сердцевина
Сердцевина – центральная часть ствола с рыхлой древесиной. Для бревен не считается дефектом, а вот для пиломатериала – присутствие сердцевины нежелательно из-за подверженности к гнили и растрескиванию.
Пасынок
Пасынок – вторая вершина ствола, отмершая или отставшая в росте, которая пронизывает ствол под острым углом к оси. Обычно, пасынки протягиваются вдоль большей части бревна, что нарушает однородность строения, целостность и прочность древесины.
Сучки
Сучки овальные, продолговатые, круглые – следы от основания ветвей. Степень влияния сучков на прочностные свойства дерева зависит от его вида и размера. Наиболее опасны гнилые и «табачные» (с древесиной, легко растирающейся в порошок) – они сопровождаются скрытой гнилью.
Трещины
Трещины – расхождение и разрывы древесины внутри ствола, которые могут возникнуть от сильных морозов, водослоя, падения дерева при валке. Трещины способствуют проникновению грибков, влаги внутрь ствола, что провоцирует гниение.
3) Отложения в древесине
Водослой
Водослой – участки с повышенной влажностью в области ядра. Такая древесина отличается высокой гигроскопичностью, при сушке деформируется и растрескивается. На торцевом разрезе такие дефекты выглядят как темные пятна по центру распила; в продольном – как полосы, идущие вверх от комля к вершине.
Смоляные карманы
Смоляные карманы – полость между годичными слоями дерева, заполненная смолой, камедями. Могут быть сквозными или односторонними, величиной от миллиметра до 15см. Образуются от воздействия насекомых, механических повреждений, при нагревании ствола солнцем в сильный мороз.
Засмолок
Засмолок – пропитанный смолой участок хвойной древесины в области механического повреждения. Такая древесина имеет отличные показатели плотности и устойчивости к гниению, но плохо обрабатывается и склеивается.
С более подробной классификацией пороков и дефектов древесины можно ознакомиться в ГОСТе 2140-81 .