Дополнительное древесное сырье. Пни и корни - Комплексное использование древесины
Использование пней и корней, оставшихся после валки деревьев, позволит увеличить выход древесины с единицы лесной площади на 15-20%. В нашей стране, широкое распространение получило использование пневого осмола - просмолившейся ядровой древесины пней и корней сосны и кедра. Большое практическое значение имеет заготовка и использование свежих пней сразу же после лесосечных работ. При технологических расчетах по заготовке пней и корней, конструировании технологического оборудования, разработке технологии переработки в щепу необходимо знать о запасах пнево-корневой древесины и ее свойствах.
Под пнем подразумевается надземная часть ствола, оставшаяся после валки дерева на лесосеке. Для подсчета объемов пневой древесины важно знать диаметр и высоту пня. Согласно исследованиям П. Хаккила между диаметром дерева на высоте 1,3 м и диаметром пня существует прямолинейная зависимость: d1,3 = 0,75dп. Средний диаметр пня в 1,32 раза больше диаметра ствола на высоте 1,3 м независимо от породы.
Высотой пня является расстояние от уровня земли до торцовой части пня. С ростом дерева шейка корня укрепляет корневую систему и пень тем выше, чем крупнее дерево. Реальная высота пня зависит от породы, условий произрастания, времени проведения работ и применяемой лесозаготовительной техники. На дренированных лесных почвах пни всегда выше из-за мощного расширения комля.
На рисунке 1 показан типичный вид пня и корней сосны и ели. Для пнево-корневой системы сосны характерен крупный стержневой корень, являющийся продолжением ствола в грунте. Он развивается слабо или совсем не растет на заболоченных торфяных почвах и в северных районах. Глубина залегания корневой системы зависит от диаметра пня. При диаметре пня 28 см средняя глубина залегания составляет 64 см. При увеличении диаметра пня на 1 см глубина его залегания возрастает на 0,9см.
Рисунок 1 - Вид пня и корневой системы сосны и ели
Ель отличается от сосны развитой системой боковых корней, которые повсеместно располагаются в поверхностных слоях почвы. Средняя глубина залегания корневой системы ели при диаметре 26 см составляет 37 см. Более чем 90 % объема боковых корней сосны обыкновенной и ели располагаются в поверхностном слое почвы толщиной 20 см.
Между высотой пня h (см) и его диаметром dп (см) установлено следующее соотношение: для сосны h=19dп+4,7 (r=0,563, Sxy=2,5 см.); для ели h = 0,26dп+2,6 (r=0,601, Sху = 3,8 см), Сосновый пень обычно ниже, так как шейка корня из-за слаборазвитых боковых корней расположена ниже, чем у ели. При валке деревьев в зимнее время высота пня увеличивается из-за влияния снежного покрова.
Моторные пилы и валочные машины позволяют выполнять рез даже ниже теоретического расположения торцовой части пня, т. е. ниже наивысшей шейки корня. Однако, чем ниже пропил, тем больше трудностей возникает из-за закомелистости стволов, быстрого затупления рабочего органа пил, возрастания вероятности травмирования. Тем не менее там, где это возможно, при валке леса следует оставлять пни наименьшей высоты. Уменьшение высоты пня на 5 см позволяет вовлечь в сферу использования дополнительно 1 % сырья к объему заготовленной древесины.
На рисунке 2 показаны различные варианты заготовки пневой древесины, которые могут быть реализованы одновременно с заготовкой стволов. Дополнительное древесное сырье можно получить при валке дерева не только путем снижения высоты пня, но и спиливанием дерева заподлицо с землей, круговым движением пильного аппарата или клиновидным подпилом от кромки почвы. При сборе пневой и корневой древесины следует обязательно захватывать боковые корни. Если ограничиться только пневой частью, то потери составят у сосны половину, у ели до двух третей потенциального сырья.
Рисунок 2 - Варианты заготовки пневой древесины одновременно со стволовой
Рассматривая показанные на рисуноке 2 способы, следует отметить наибольшую практическую значимость снижения высоты пня при валке дерева. Три других способа вызывают контакт пильного аппарата с почвой, быстрое затупление инструмента и снижение производительности труда. Два последних способа связаны с сезонностью работ и возможностью повреждения ствола захватным устройством. Предпоследний способ наиболее эффективен при заготовке сосны. Способ заготовки стволов с корнями вызывает определенные трудности по всем технологическим фазам лесозаготовительного производства. Расположение корней перпендикулярно оси ствола затрудняет использование лесопогрузчиков, лесовозов, процессы складирования и другие операции на лесных складах. Неизбежно появление обломков стволов и загрязнение сортиментов. Поэтому заготовку стволов и пнево-корневой древесины целесообразно производить раздельно.
Объем и сухая масса неокоренной пнево-корневой древесины сосны и ели, включая корни диаметром более 5 см, приведены в таблице 1. Подсчет сухой массы пневой древесины m (кг) производился из экспериментально найденной зависимости ее от диаметра пня (в см) для сосны m=0,039dп2-2 (r=0,92, Sху = 8;2 кг); для ели m = 0,051 dп2-7 (r=0,95, Sхy=9,1 кг).
Таблица 1 - Объем и сухая масса неокоренной пнево-корневой древесины
Диаметр пня |
Диаметр на высоте 1,3 м, D1,3, см |
Сосна |
Ель | ||
Масса, кг |
Объем, м3 |
Масса, кг |
Объем, м3 | ||
16 |
12,0 |
8 |
0,017 |
6,1 |
0,014 |
18 |
13,5 |
10,6 |
0,022 |
9,5 |
0,022 |
20 |
15,0 |
13,6 |
0,029 |
13,4 |
0,031 |
22 |
16,5 |
16,9 |
0,036 |
17,7 |
0,041 |
24 |
18,0 |
20,5 |
0,043 |
22,4 |
0,052 |
26 |
19,5 |
24,4 |
0,051 |
24,5 |
0,064 |
28 |
21,0 |
28,6 |
0,060 |
33,0 |
0,077 |
30 |
22,5 |
33,1 |
0,070 |
38,9 |
0,090 |
32 |
24,0 |
37,9 |
0,080 |
45,2 |
0,105 |
34 |
25,5 |
43,1 |
0,091 |
52,0 |
0,121 |
36 |
27,0 |
48,5 |
0,102 |
59,1 |
0,137 |
38 |
28,5 |
54,3 |
0,0115 |
66,6 |
0,155 |
40 |
30,0 |
60,4 |
0,127 |
74,6 |
0,173 |
42 |
31,5 |
66,8 |
0,141 |
83,0 |
0,193 |
44 |
33,0 |
73,5 |
0,155 |
91,7 |
0,213 |
Данные таблицы и приведенные уравнения справедливы для диаметров пня от 15 до 45 см. Для лиственных пород древесины рекомендуется использовать величины, относящиеся к сосне.
Достаточно точный подсчет потенциальных ресурсов пневой и корневой древесины на лесосеке можно получить, зная состав насаждений и распределение средних диаметров деревьев. Подсчитать реальные ресурсы пневой и корневой древесины возможно только ориентировочно. Согласно отраслевой методике определения объемов вторичных материальных ресурсов в лесной и деревообрабатывающей промышленности пни составляют 2-3 % объема заготовляемой древесины, корни 11 % от объема ствола дерева.
По методике финских исследователей, для сбора пнево-корневой древесины рекомендуются участки сплошных рубок с объемом стволовой древеcины не менее 300 м3. На таком участке теоретически можно собрать 60 - 75 м3 пневой древесины, т. е. 20-25%. Из этого количества условно пригодно для сбора 75% сырья. Не все участки сплошных рубок можно использовать для сбора пнево-корневой древесины. Считаются пригодными только 75 % таких участков. Потери древесины при уборке пней и корней составляют 10 %.
Качество пнево-корневой древесины характеризуется плотностью, содержанием коры, экстрактивных веществ и минеральных примесей, свойствами волокон. Значения этих показателей, по исследованиям П. Хаккила, приведены в таблице 2.
Таблица 2 - Характеристика качества пнево-корневой древесины
Часть пнево-корневой системы |
Плотность, кг/м3 |
Содержание коры, % |
Смолистые вещества | |
Кг/м3 |
% | |||
Сосна | ||||
Корни диаметром, см | ||||
5-10 |
457 |
11,0 |
23,3 |
5,1 |
10-20 |
472 |
10,1 |
21,2 |
4,5 |
20 и более |
478 |
9,5 |
38,7 |
8,1 |
В среднем |
469 |
10,3 |
26,2 |
5,6 |
Пень |
476 |
10,7 |
43,3 |
9,1 |
В среднем |
473 |
10,4 |
35,5 |
7,5 |
Ель | ||||
Корни диаметром, см | ||||
5-10 |
467 |
15,5 |
11,7 |
2,5 |
10-20 |
456 |
11,8 |
10,9 |
2,4 |
20 и более |
439 |
11,1 |
12,3 |
2,8 |
В среднем |
452 |
12,5 |
11,8 |
2,6 |
Пень |
394 |
9,3 |
11,0 |
2,8 |
В среднем |
432 |
11,5 |
11,2 |
2,6 |
Плотность пнево-корневой древесины выше, чем стволовой: у сосны на 17%, у ели на 7%. Среднее значение плотности составляет у сосны 473, у ели 432 кг/м3. Наибольшая плотность отмечена в древесине соснового пня, которая в корнях постепенно снижается с уменьшением диаметра. В еловых пнях изменение плотности иное. Древесина пня здесь имеет более низкую плотность, чем древесина корней. В самих корнях плотность древесины возрастет с уменьшением диаметра.
Коры в пневно-корневой древесине содержится больше, чем в стволовой, однако различие сравнительно невелико. Процентное содержание коры в свежей шито корневой древесине составило у сосны 10,4, у ели 11,5 %. Более высокое содержание коры наблюдается в тонких корнях. Часть коры при разделке, транспортировке и хранении отделяется тем больше, чем длительнее срок хранения.
Свежая пнево-корневая древесина отличается от стволовой большим содержанием смолистых веществ, что влияет и на плотность древесины. Так, а балансовой древесине сосны содержится в среднем 3,5 %, у ели 1,6 % смолистых веществ. Пнево-корневая древесина содержит значительно большее количество смолистых веществ, которое у сосны составляет 7,5 %, у ели 2,6 %. Наиболее высокое содержание смолистых веществ наблюдается в пнях и толстых корнях. В каждом кубометре древесины соснового пня содержится 43,3 кг смолистых веществ, а в тонких корнях 21,2-23,3 кг. В пнево-корневой древесине ели содержится сравнительно небольшое количество смолистых веществ-11,2 кг/м3, а различие между пнем и корнями незначительное.
Повышенная плотность пнево-корневой древесины объясняется особенностями ее морфологической структуры. В ней наблюдается значительное развитие крени или "сжатой" древесины. Внешние физические воздействия ветровых и гравитационных сил приводят к усиленному эксцентричному росту ствола в основании. На поперечном срезе заметны более широкие годичные кольца креневой древесины темного цвета. Клетки такой древесины не прилегают плотно друг к другу, образуя характерные просветы. Значительно чаще креневая древесина развивается в корнях.
Свойства волокон пневой древесины отличаются от свойств волокон стволовой. Длинные волокна чаще встречаются в тонких частях корней, которые из-за малого диаметра не собирают. В пригодной для сбора пнево-корневой древесине хвойных пород волокна короче, чем в древесине ствола. Так, в древесине соснового пня средняя длина волокна составляет 2,6 мм, в древесине ствола 3,5 мм. Волокна креневой древесины, как правило, короче.
Основными потребителями пнево-корневой древесины являются лесохимические канифольно-экстракционные заводы, традиционно перерабатывающие свежие сосновые пни, корни и пневый осмол. Широкое использование пнево-корневая древесина может найти в производстве древесноволокнистых и древесностружечных плит, цементно-древесных материалов, сульфатной древесной массы в целлюлозно-бумажной промышленности. Во всех перечисленных производствах пнево-корневая древесина в начальной стадии технологии подвергается измельчению в щепу.
К недостаткам пнево-корневой древесины как технологического сырья относятся: наличие в ней пороков строения (наклона волокон, крени и свилеватости); разнообразие форм и размеров кусков древесины; сложность окорки; значительная засоренность минеральными примесями и даже камнями, которые нередко зарастают в корнях. Из такой древесины сложно получить щепу высокого качества, изготовление которой требует дополнительных затрат на очистку сырья [3, с. 5-11].
Похожие статьи
-
Отпуск древесины на корню - Лесное хозяйство в Республике Казахстан
Отпуск древесины на корню предусматривает такие необходимые операции, как учет леса на корню, составление планов отвода лесосечного фонда и собственно...
-
Не смотря на то, что сахаристый сок можно получать от многих древесных растений, в нашей стране основным его источником является береза. Принимая это во...
-
ВВЕДЕНИЕ - Комплексное использование древесины
Эффективное развитие лесной и лесоперерабатывающей промышленности обеспечивается, прежде всего, увеличением комплексного использования древесного сырья и...
-
Для выполнения данной работы из таксационного описания было выбрано два участка (хвойный и лиственный), удовлетворяющие следующим требованиям: - спелый...
-
Приказом Федерального агентства лесного хозяйства Российской Федерации от 14.12.2010 г. № 485 утверждены "Особенности использования, охраны, защиты,...
-
Производителя сыров всегда интересует практическая сторона производства - выход сыра, расход нормализованной смеси на 1 т сыра, степень использования...
-
Организация и проведение работ по заготовке древесины проводятся в соответствии с технологической картой разработки лесосеки, которая составляется на...
-
Биологическая характеристика древесных пород - Характеристика рекультивации нарушенных земель
Сосна обыкновенная, или лесная (Pinus sylvestris) ? дерево высотой до 40 (45) м, диаметром до 1 м, с высокоподнятой сквозистой кроной в сомкнутых...
-
Приемы по улучшению естественных сенокосов и пастбищ могут дать наилучшие результаты лишь при комплексном их проведении. Например, использование местных...
-
Наиболее интенсивной формой организации ПЛСБ является закладка лесосеменных плантаций вегетативным или семенным потомством плюсовых деревьев. Ценные...
-
Для защиты от загрязнения пресных вод в проектах необходимо предусматривать проведение технологических и технических мероприятий. Технологические...
-
Девяткин А. И. (Рациональное использование кормов) рекомендует такие способы. В первую очередь разберем способы рационального использования зеленого...
-
Способ определения влажности древесины электровлагомером - Технология отрасли
Наиболее распространены влагомеры, измеряющие электрическое сопротивление между иголками, внедряемыми в древесину (кондуктометрический способ). Ток,...
-
Морфологическая характеристика Орех серый вырастает деревом до 30 м высотой и около метра в диаметре. Крона широкоокруглая, средней густоты, формированию...
-
Сегодня 70 % цифрового картографического материала создается с использованием технологии, основанной на векторизации растровых копий бумажных карт....
-
Отбор плюсовых деревьев - Лесная селекция
По результатам проведенной селекционной инвентаризации насаждений видно, что в лесничестве можно отобрать достаточное количество плюсовых деревьев для...
-
Сортиментные таблицы - Сортиментация леса
Сортиментную структуру лесосек в практике устанавливают с помощью сортиментных таблиц. Эти таблицы показывают выход деловой древесины с подразделением ее...
-
Введение, Характеристика рыбы как промышленного сырья - Ветеринарно-санитарная экспертиза рыбы
Во многих странах мира важнейшим объектом пресноводной и морской аквакультуры традиционно является рыба. В мясном балансе нашей страны рыбная продукция...
-
Возможно несколько причин заболевания ореха. Среди них - поздневесенние заморозки, которые повреждают околоплодники плодов и листья, градобой,...
-
Крупа из проса (пшено) обладает высокой питательностью и хорошими вкусовыми качествами (табл. 1). Пшенная мука в чистом виде малопригодна для...
-
Смотри вопрос №7 Общие принципы серологических реакций и их использование в диагностике вирусных болезней В целях определения вида данного вируса при...
-
Навозохранилище -- сооружение, применяемое для хранения навоза и изготовления из него органического удобрения, а в случае появления заразных либо...
-
Подготовка семян древесных пород к посеву - Лесное хозяйство в Республике Казахстан
По быстроте прорастания после высева в грунт все семена можно разделить на 4 группы: Быстро прорастающие семена, которые прорастают за 7-20 дней и при...
-
Молоко является полноценным и незаменимым продуктом питания человека, так как содержит все необходимые для его жизнедеятельности вещества и витамины....
-
Морфологическая характеристика Грецкий орех - это крупное дерево до 25 м высотой. Диаметр кроны около 20м. Толстый (до 3-7 м в диаметре) ствол покрыт...
-
Комплексные удобрения и их применения - Принципы растениеводства
Комплексные удобрения подразделяют по составу на двойные (например, азотно-фосфорные, азотно-калийные или фосфорно-калийные) и тройные...
-
Основной особенностью семилетнего развития эпизоотического процесса АЧС в сильно структурированном свиноводстве Российской Федерации является наблюдаемая...
-
Характеристика участка Состав Возраст, лет Бонитет Тип леса Полнота Запас на га, м3 Площадь, га Подрост, тыс. шт. 7Б3С 75 3 ЧВ (В3) 0,6 150 2,5 - Доход...
-
Технологическая и эксплуатационная часть - Комплексная механизация молочно-животноводческой фермы
Для поения животных в коровниках с привязным содержанием и телятниках, где содержат телят после профилакторного периода, устанавливают индивидуальные...
-
Окрашивание корней производилось по следующему методу [Trouvelot, Kough, Gianinazzi-Pearson, 1986, с. 217-221]: 1. Отбирали корни 10-20 шт. с одного...
-
В вентиляционных выбросах цехов предприятий мясной промышленности содержится сероводород, аммиак, фенолы, альдегиды, кетоны, диоксид углерода, сажа,...
-
Цель ухода за дерниной и травостоем -- повышение урожая и улучшение качества травостоя. К мероприятиям по уходу за дерниной и травостоем относятся:...
-
При разработке проектов предприятий мясной отрасли следует стремиться к созданию безотходного экологически чистого производства: необходимо предусмотреть...
-
Расчет производится по нормам расхода и сменной производительности цеха. Расход электроэнергии Е = 0,15Ч249 = 37,35 кВт/ч Расход холодной воды Wx =...
-
КУЛЬТУРОТЕХНИЧЕСКИЕ РАБОТЫ - Естественные кормовые угодья, их улучшения и рациональное использование
Значительная площадь естественных сенокосов и пастбищ, особенно в лесной зоне, покрыта мелколесьем и кустарниками. Часто из-за отсутствия ухода и в...
-
Введение, Использование лесных сенокосов - Анализ доходности от сбора лесных ресурсов
Недревесная продукция леса и сырье для получения различных видов изделий и товаров - важный источник пополнения местных бюджетных фондов и улучшения...
-
Телят в возрасте 3-4 месяцев в групповые станки подбирают по возможности одного возраста и пола, с одинаковой живой массой. Содержат телят по 10-20 голов...
-
Завершается более чем 40-летний период с начала практического развертывания в России работ по лесной генетике, селекции и семеноводству. Их цель -...
-
Анализ таксационных показателей плюсовых деревьев На лесосеменной плантации представлено клоновое потомство плюсовых деревьев, отобранных в трех...
-
Характеристика пород - Проект лесного питомника
Ель Сибирская. Ель сибирская (Picea obovata) произрастает на всей территории Пермского края и распространена равномернее других хвойных пород. Наиболее...
Дополнительное древесное сырье. Пни и корни - Комплексное использование древесины