Vologda, Vologda, Russian Federation
from 01.01.2020 until now
Vologda, Vologda, Russian Federation
UDC 630
The study examined the effect of certain phenotypic tree characteristics (such as branching dominance type and the spread of assimilatory apparatus) on turpentine yield during experimental resin tapping in pine stands growing on drained peat soils. For the first time, an improved author-developed method for assessing assimilatory apparatus and a compass-based classification of Scots pine (Pinus sylvestris L., 1753) crown shapes are presented, recommended for use in accelerated selection of trees with increased terpene productivity for lifetime resin extraction. The obtained data confirm the feasibility of utilizing drained forest lands and silvicultural treatments for the sustainable lifetime use of pine forests. The long-term study was conducted in the Vologda region (Sokolsky municipal district), within a hydro-forest reclamation area (drained section). The experimental forest sites included two types: drained-only stands and drained stands subjected to silvicultural thinning. Phytocenotic and forest inventory studies were carried out, with standard indicators determined and calculated. A positive effect of thinning (intermediate cuttings) on pine turpentine yield was observed, showing a 5% increase compared to drained stands without management. An analysis of crown branching density by cardinal directions revealed that the most intensive turpentine production during tapping was characteristic of pine trees with more developed crowns on SW, SE, and NW compass points. It was found that narrow-crowned trees exhibited the highest sap production capacity under drained conditions (average resin flow in narrow-crowned trees: 66 cm, 24% higher than average), despite the predominance of broad-crowned pines in the canopy (av-erage resin flow: 53 cm). An investigation into the relationship between resin yield and inventory diameters of sampled trees indicated a predominantly negative correlation.
Pinus sylvestris L., Scots pine, crown classification, peat soil, hydroengineering reclamation, pine turpentine (oleo-resin), assimilation apparatus
Введение
Сосновый терпентин (от лат. terebinthina) – это натуральное ценное лесохимическое сырьё (или живица), выделяющееся при нанесении поранений на стволы деревьев и представляющее собой сложное соединение, состоящее из смоляных кислот (62 – 65 %) и жидких терпеновых углеводородов (35 – 38 %). Образующаяся пасока убивает инфекции и дендро-фильных насекомых (фитонцидное действие), заживляя механические повреждения на деревьях (как отмечают П. А. Красочко и др. (2021) [1], Штрахов С. Н. и др. (2024) [2], F. Aloui и др. (2022) [3], X. Ding и др. (2023) [4], N. Garcia-Forner и др. (2021) [5], M. L. Gaylord и др. (2007) [6]). По данным исследований Н. А. Дружинина и Ф. Н. Дружинина (2024) [7], А. С. Новосёлова и В. П. Уханова (2020) [8], О.С. Попова (2024) [9], M. L. Gaylord и др. (2007) [6], C. Vazquez-Gonzalez и др. (2020) [10], A. Zaluma и др. (2022) [11] важно отметить, что способность деревьев сосны выделять при поранениях терпентин – это также прямой указатель на их жизнестойкость.
Согласно положениям лесного кодекса добыча терпентина из сосновых насаждений расположена на втором месте в иерархическом списке, сразу же за заготовкой спелой и перестойной древесины. Получаемый лесохимический продукт продолжает оставаться важным звеном в комплексной лесной продукции, даже несмотря на то, что объём заготавливаемого терпентинового сырья в России снизился до критически низких отметок (по мнению C. Vazquez-Gonzalez и др. (2020) [10], A. Zaluma и др. (2022) [11]). В наибольшей степени рационализировать использование необходимо на лесистых территориях анаэробных и искусственно-дренируемых условиях. Необходимо добиться улучшения структуры насаждений, углеродного баланса, сохранения биоразнообразия и реализовать принципы эффективного управления этих земель (отмечено В. И. Желдаком (2020) [12], В. В. Пахучим и Л. М. Пахучей (2021) [13], Т.И. Пономаревой (2022) [14]. Отыскание путей расширения лесосырьевой базы для осуществления подсочных мероприятий – это основа планирования в многоцелевом использовании лесов, в особенности, при прижизненной их эксплуатации. Поэтому осушительная мелиорация и лесные объекты, входящие в гидро-лесомелиоративный фонд, – это один из надёжных путей расширения лесных площадей, потенциально пригодных для заготовки соснового терпентина. Также исследованиями установлено положительное влияние во многих аспектах осушения болотных земель на состояние сосновых фитоценозов предварительной и последующей генераций.
Проектирование лесоводственных мероприятий при подготовке «лесов будущего» на гидролесомелиоративных системах, в особенности в аспекте их влияния на терпено-продуктиность сосняков, трудно переоценить. В этом контексте следует выделить необходимость лесоводственных уходов на осушенных лесных землях ввиду того, что они приводят к увеличению энергии роста, по мнению Н. А. Дружинина и др. (2023) [15], то есть к усилению объёмного прироста.
Открытыми остаются научные вопросы, связанные с влиянием на терпено-продуктивность ряда признаков у сосновых деревьев (Pinus sylvestris L., 1753), таких, как таксационный диаметр штамба, форма и степень ветвистости кроны, высота поднятия грубой корки в условиях болотно-торфяных почв после проведения осушительной мелиорации. Исследования в этом отношении достаточно малочисленны. Стоит также отметить возникшие за последние годы технические усовершенствования, применяемые при получении терпентина, в том числе со спиленных деревьев (как отмечали V. Gurau и др. (2021) [16]). Таким образом, резюмируя отмеченные выше аспекты, была изложена цель проведённого исследования – в Сокольском муниципальном округе Вологодской области на основе улучшенной методики по изучению разнообразия крон сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L., 1753) по их ветвистости в различные стороны горизонта провести установление тенденции образования и выделения терпентина при нанесении микро-ранений в рамках опытной многолетней подсочки в древостоях на искусственно-дренируемых болотно-торфяных почвах. В ходе достижения поставленной цели были поставлены следующие задачи:
- усовершенствовать и в достаточной степени апробировать авторскую Румбовую классификация крон деревьев сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L., 1753) для решения круга научных вопросов, связанных с образованием и выделением терпентина при опытной подсочке;
- получить достоверные данные о влиянии особенностей развитости ассимиляционных аппаратов (экспозиция) у сосновых деревьев на терпено-выделение при нанесении поранений;
- на искусственно-дренируемых, а также на искусственно-дренируемых и пройденных лесоводственным уходом лесных землях выявить особенности терпено-выделения при опытной подсочке закрытого типа в течение пятилетнего срока проведения эксперимента;
- изучить особенности выделения терпентина у сосны обыкновенной в течение летнего диапазона вегетации;
установить взаимосвязь между таксационными диаметрами импактных деревьев и величинами потёков терпентина
1. Krasochko P.A., Moroz D.N., Ponas'kov M.A., Gorelova O.N., Feliv S.V., Chernykh O.Yu., Krivonos R.A. Izuchenie antibakterial'nykh i biotsidnykh svoistv sosnovoi zhivitsy [Study of antibacterial and biocidal properties of pine resin]. Sbornik nauchnykh trudov Krasnodarskogo nauchnogo tsentra po zootekhnii i veterinarii = Collection of scientific papers of the Krasnodar Scientific Center of Animal Science and Veterinary Science. 2021; 10 (1): 24-29 (In Russ.). DOI: http://doi.org/10.48612/aefh-g2k9-3pb7. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=46592513.
2. Shtrakhov S.N., Danilov D.A., Zaitsev D.A. Otsenka smoloproduktivnosti spelykh chistykh sosnovykh drevostoev v Leningradskoi oblasti [Evaluation of resin productivity of mature pure pine stands in the Leningrad region]. Trudy SPbNIILKh = Proceedings of the St. Petersburg Research Institute of Forestry. 2024; 3 (15): 58 – 66. (In Russ.) DOI: http://doi.org/10.21178/2079-6080.2024.3.78. URL: https://journal.spb-niilh.ru/pdf/3-2024/spbniilh-proceedings-3-2024-7.pdf
3. Aloui F., Baraket M., Jedidi S., Hmaidi B., Salem E.B. Jdaidi N., Taghouti I., Nasr Z., Abbes C. As-sessment of biological activities of resin extracted from Tunisian pine forests. Pakistan Journal of Botany. 2022; 54 (2). pp. 97 – 102. DOI: http://doi.org/10.30848/PJB2022-2(45)
4. Ding X., Li Y., Zhang Y., Diao S., Luan Q., Jiang J. Genetic analysis and elite tree selection of the main resin components of slash pine. Frontiers in Plant Science 2023; 14. pp. 7. DOI: http://doi.org/10.3389/fpls.2023.1079952
5. Garcia-Forner N., Campelo F., Carvalho A., Vieira J., Rodríguez-Pereiras A., Ribeiro M., Salgueiro A., Emília Silva M., Luis Louzada J. Growth-defence tradeoffs in tapped pines on anatomical and resin production. Forest Ecology and Management. 2021; 496. pp. 119 – 406. DOI: http://doi.org/10.1016/j.foreco.2021.119406
6. Gaylord M.L., Kolb T.E., Wallin K.F., Wagner M.R. 7. Seasonal dynamics of tree growth, physiology, and resin defenses in a northern Arizona ponderosa pine forest. Canadian Journal of Forest Research. 2007; 37 (7). pp. 1173 – 1183. DOI: http://doi.org/10.1139/X06-309
7. Druzhinin N.A., Druzhinin F.N. Lesopol'zovanie v osushaemykh lesakh [Forest management in drained forests]: monografiya. Vologda, Infra-Inzheneriya. 2024. 168 p. (In Russ.). URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?edn=fyzcmy
8. Novoselov A.S., Ukhanov V.P. Vodno-bolotnye ugod'ya Sokol'skogo raiona Vologodskoi oblasti [Wetlands of the Sokolsky District of the Vologda Region]: monografiya. Vologda, VoGU. 2020. 167 p. (In Russ.). URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?edn=DEFBGF
9. Popov O. S. Lesovodstvenno-ekologicheskaya otsenka vliyaniya gidrotekhnicheskoi melioratsii na rost nasazhdenii raznogo genezisa yuzhno-taezhnogo raiona Evropeiskogo Severa [Silvicultural and ecological assessment of the impact of hydrotechnical melioration on the growth of plantations of different genesis in the southern taiga region of the European North]: 4.1.6. «Lesovedenie, lesovodstvo, lesnye kul'tury, agrolesomelioratsiya, ozelenenie, lesnaya pirologiya i taksatsiya»: avtoreferat dissertatsii na soiskanie uchenoi stepeni kandidata sel'skokhozyaistvennykh nauk / Popov Oleg Sergeevich. Arkhangel'sk, 2024. 20 p. (In Russ.). URL: https://narfu.ru/upload/iblock/175/8iar4pmd9dp4s1x8fb94byla7utpvcec/popo...
10. Vázquez-González C., Zas R., Erbilgin N., Ferrenberg S., Rozas V., Sampedro L. Resin ducts as resistance traits in conifers: Linking dendrochronology and resinbased defences. Tree Physiol. 2020; 40 (10). P. 1313 – 1326. DOI: http://doi.org/10.1093/treephys/tpaa064
11. Zaluma A., Strike Z., Rieksts-Riekstiņš R., Gaitnieks T., Vasaitis R. Long-term pathological conse-quences of resin tapping wounds on stems of scots pine (Pinus sylvestris L.). Trees. 2022; 36 (5). pp. 1507 – 1514. DOI: http://doi.org/10.1007/s00468-022-02307-y
12. Zheldak V. I. Vozmozhnye resheniya problem sokhraneniya lesov i lesopol'zovaniya v menyayushchikhsya prirodno-antropogennykh usloviyakh [Possible solutions to the problems of forest conservation and forest management in changing natural and anthropogenic conditions]. Aktual'nye problemy lesnogo kompleksa = Current issues of the forestry complex. 2020; 58: 14 – 20. (In Russ.). URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=44172887
13. Pakhuchii V.V., Pakhuchaya L.M. Status gidromelioratsii v normativno-pravovykh aktakh lesnogo kho-zyaistva v Rossii [The status of hydromelioration in forestry regulations in Russia] Problemy i sostoyanie pochv gorodskikh i lesnykh ekosistem = Problems and condition of urban and forest ecosystems soils. 2021: 62 – 65. (In Russ). URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=47177646
14. Ponomareva T. I. Vliyanie lesoosusheniya na lesorastitel'nye usloviya sosnyakov kustarnichkovo-sfagnovykh severotaezhnogo raiona Arkhangel'skoi oblasti [The influence of forest drainage on forest growing conditions of pine forests of shrub-sphagnum in the northern taiga region of the Arkhangelsk region]: spetsial'nost' 06.03.02. «Lesovedenie, lesovodstvo, lesoustroistvo i lesnaya taksatsiya»: dissertatsiya na soiskanie uchenoi stepeni kandidata sel'skokhozyaistvennykh nauk / Ponomareva Tamara Igorevna. Arkhangel'sk, 2022. 187 p (In Russ.). URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=48711212
15. Druzhinin N.A., Druzhinin F.N., Vasil'eva O.A., Koryakina D.M., Tsypilev S.V. Osobennosti i lesovodstvennaya effektivnost' prokhodnykh rubok v osushaemykh lesakh [Features and silvicultural efficiency of thinning in drained forests]. Izvestiya Sankt-Peterburgskoi lesotekhnicheskoi akademii = News of the Saint Petersburg Forestry Academy. 2023; 242: 28 – 42. (In Russ.). URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=50504394
16. Gurau V., Ragland B., Cox D., Michaud A., Busby L. Robot Operations for Pine Tree Resin Collection. Technologies. 2021; 9 (4). 13 P. DOI: https://doi.org/10.3390/technologies9040079
17. Druzhinin N.A., Druzhinin F.N. Vozobnovlenie lesa i vozrastnoe stroenie drevostoev na torfya-nykh pochvakh. [Forest regeneration and age structure of tree stands on peat soils]. Vologda, Poligraf-Periodika, 2021. 118 s (In Russ.). URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?edn=ebokop
18. Shurygin S.G., Shurygina M.S., Abukina N.O. Statsionarnye issledovaniya vodnogo rezhima osushennykh torfyanykh i mineral'nykh lesnykh pochv [Stationary studies of the water regime of drained peat and mineral forest soils]. Problemy i sostoyanie pochv gorodskikh i lesnykh ekosistem = Problems and condition of urban and forest ecosystems soils. 2023: 84 – 89 (In Russ.). URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?edn=tixjcq
19. Druzhinin N.A., Druzhinin F.N. Ekologiya osushaemykh lesov taezhnoi zony. [Ecology of drained forests of the taiga zone]. Vologda, Infra-Inzheneriya. 2024. 156 p. (In Russ.). URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?edn=gkggsb
20. Pakhuchaya L.M., Pakhuchii V.V. Vidovoe raznoobrazie lesnykh fitotsenozov na uchastkakh s iskus-stvennym regulirovaniem vodnogo rezhima pochv [Species diversity of forest phytocenoses in areas with artificial regulation of soil water regime]. Aktual'nye problemy lesnogo kompleksa = Actual problems of the forest complex. 2023; 64: 218 – 222 (In Russ.). URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=44489950
21. Tyukavina O. N. Biologo-ekologicheskie zakonomernosti produktsionnogo protsessa sosny obyk-novennoi v estestvennykh i antropogenno transformirovannykh nasazhdeniyakh [Biological and ecological patterns of the production process of Scots pine in natural and anthropogenically transformed stands]: 06.03.02. «Lesovedenie, lesovodstvo, lesoustroistvo i lesnaya taksatsiya»: avtoreferat dissertatsii na soiskanie uchenoi stepeni doktora sel'skokhozyaistvennykh nauk / Tyukavina Ol'ga Nikolaevna. Arkhangel'sk, 2021. 43 p. (In Russ.). URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=54430514
