Технология и техника подсочки сосны обыкновенной

 

Под технологией подсочки понимают совокупность видов, разновидностей, способов подсочки, операций и приемов, увязанных с биологическими, климатическими и техническими факторами, влияющими на смолопродуктивность деревьев и их жизнедеятельность. Под техникой подсочного производства подразумевают способы выполнения операций, инструменты, приспособления и подсочное оборудование.

2.3.1 Системы подсочки. Под влиянием экологических факторов и биологических свойств подсачиваемых видов сосны сформировались четыре основных направления подсочки сосны. Эти направления, называемые системами подсочки, включают:

1)  длительную подсочку – в  течение почти всей жизни древостоя;

2) долгосрочную подсочку – от 6 до 15 лет;

3) краткосрочную подсочку – не более 5 лет;

4) осмолоподсочку.

Длительная подсочка. Наиболее совершенной системой является длительная подсочка. Она ведется в комплексе лесохозяйственных мероприятий в течение почти всей жизни насаждения без ослабления жизнедеятельности деревьев у видов сосны, способных быстро заращивать карры. К сожалению, биологические свойства сосны обыкновенной не соответствуют данной системе подсочки. Поэтому длительная подсочка сосны обыкновенной не получила распространения.

Долгосрочная подсочка. Долгосрочная подсочка является основной системой для сосновых лесов России. Результаты многолетних опытов показали, что период долгосрочной подсочки сосны обыкновенной не должен превышать 15 лет. В начале подсочного периода (первые пять лет) подсочку ведут восходящим и нисходящим способами без применения стимуляторов или с применением неагрессивных стимуляторов. В 6... 12 годы подсочку ведут с применением разбавленной серной кислоты, а в 13... 15 годы – с применением концентрированной серной кислоты.

С точки зрения рационального использования биологической смолопродуктивности сосны обыкновенной 15-летний период подсочки является оптимальным, но он не всегда выгоден. Применение 15-летней подсочки вынуждает закладывать карры на большой высоте ствола (до 5 метров), а это сильно затрудняет работу вздымщиков и сборщиков. Поэтому в многолесных районах с недостатком рабочей силы целесообразно сокращать срок подсочки до 10... 7 лет.

Краткосрочная подсочка. Интенсивная форма краткосрочной подсочки наиболее соответствует биологическим особенностям сосны обыкновенной, позволяя в короткий период эффективно использовать низкую смолопродуктивность этой породы. Размещение карр в двух ярусах ствола позволяет увеличить выход живицы с одного дерева. Однако по экономическим соображениям она применяется в редких случаях в малолесных районах (на лесосеках внеочередной рубки). Кроме того, в результате одновременного использования большой площади ствола ухудшается санитарное состояние древостоя вследствие ослабления подсачиваемых деревьев.

В многолесных районах с недостатком рабочей силы и, особенно при освоении новых сырьевых баз, возникла экстенсивная форма краткосрочной подсочки с применением химических стимуляторов. Она позволяет повысить производительность труда и снизить себестоимость живицы. Недостатком этой формы подсочки является низкий валовой сбор живицы и ослабление деревьев в результате ежегодного применения концентрированной серной кислоты.

Осмолоподсочка. Система осмолоподсочки применяется для добычи барраса, то есть живицы с пониженным содержанием скипидара (менее 13 %). Кроме того, она используется также для подготовки стволового осмола для канифольно-экстрактных предприятий. Осмолоподсочкой используются низкобонитетные насаждения.

2.3.2 Характеристика основных элементов технологии подсочки. К основным элементам технологии подсочки (рис. 2. 2) относятся глубина, угол и шаг подновки, нагрузка дерева каррами, ширина карры, пауза вздымки и способ нанесения карр. Согласно ГОСТу, карра – это специально подготовленный участок поверхности ствола, на котором устанавливают каррооборудование и наносят подновки в течение одного сезона подсочки. Подновка – срез на карре, наносимый для извлечения из дерева живицы. Карроподновка – это подновка, нанесенная по всей ширине карры.

Глубина подновки, или размер подновки по радиусу ствола, определяется толщиной срезанного слоя древесины. С увеличением глубины подновки увеличивается количество перерезаемых годичных слоев и число вскрываемых смоляных ходов, что способствует усилению смоловыделения. Однако глубокие подновки (8... 10 мм и более) в значительной степени нарушают водоснабжение и питательный режим дерева, затрудняют доступ воды и питательных веществ к выстилающим клеткам в зоне среза, в результате чего замедляется образование и истечение живицы, а также ухудшается физиологическое состояние дерева. Наиболее рациональны мелкие подновки (1... 5 мм). При всех способах подсочки современными Правилами заготовки живицы (2012) предусмотрена глубина подновок 1... 4 мм и только при обычных способах подсочки за 1... 3 года до рубки насаждений допускается увеличивать глубину подновок до 6 мм. Глубина желобка, представляющего собой вертикальный срез на карре для стока живицы в приемник, устанавливается в среднем на 2 мм больше глубины систематических подновок и составляет 3... 8 мм.

Шаг, ширина, угол подновки. Расстояние по вертикали между верхними или нижними гранями смежных подновок называется шагом подновки. Ширина подновки – это размер подновки по перпендикуляру к линии среза. Угол подновки – это острый угол между направлением подновки и вертикальной линией. При этом угол карры представит собой угол между правой и левой половинами карро- подновки.

Шаг, ширина и угол подновки находятся в определенной геометрической зависимости. При неизменном шаге подновки чем меньше угол карры, тем меньше ширина подновки, и наоборот.

Смоловыделение находится в определенной связи с количеством смоляных ходов, вскрываемых очередной подновкой. При этом на поверхности среза необходимо различать часть, вскрывающую вертикальные смоляные ходы, и часть, вскрывающую горизонтальные смоляные ходы.

Рис. 2.2. Схема угловой двусторонней карры:

1-приемник; 2-желобок; 3-ширина карры; 4-мертвое пространство;                        5-карроподновка; 6-длина рабочей поверхности карры; 7-ширина подновки;            8-усы; 9-угол подновки; 10-угол карры; 11-зеркало карры; 12-шаг подновки; 13-длина карры; 14-длина подновки.

 

Так как глубина подновки ограничивается необходимостью сохранения нормального водоснабжения и должна быть постоянной, то для данной ширины карры при любых углах и любом шаге подновки будет вскрываться одно и то же число вертикальных смоляных ходов.Число горизонтальных смоляных ходов, вскрываемых очередной подновкой, будет пропорционально площади подновки. Для заданной ширины карры при постоянном шаге подновки эта площадь остается неизменной при любых углах карры. Отсюда следует, что число горизонтальных смоляных ходов, вскрываемых очередной подновкой, изменяется прямо пропорционально шагу подновки и не зависит от угла карры.

Угол карры, определяя угол подновки, имеет значение для стока живицы. Чем острее угол подновки, тем быстрее живица стекает в приемник.

От шага подновки зависит выход живицы, ежегодная степень использования ствола подсочкой и общая продолжительность эксплуатации древостоев.

Установлено, что увеличение шага подновки повышает, а уменьшение снижает выход живицы. Поэтому можно сделать вывод о целесообразности увеличения шага подновки для получения большего выхода живицы. Однако увеличение шага подновки приводит к излишнему расходованию рабочей поверхности карры, повышению трудоемкости работ, увеличению высоты заложения карр. В свою очередь, с увеличением высоты заложения карр выход живицы значительно снижается – примерно на 3... 4 % на каждый метр высоты ствола.

Действующими правилами шаг подновки при подсочке без химического воздействия и с применением сульфитно-спиртовой барды и сульфитно-дрожжевой бражки устанавливается в пределах 0,5... 1,5 см. При подсочке с применением сульфитно-спиртовой барды и сульфитно-дрожжевой бражки за три года до рубки насаждения шаг подновки увеличивается до 2... 3 см. Подсочка с хлорной известью допускает применение шага подновки в пределах 1,5... 4,0 см, с серной кислотой – 2,0... 5,0 см.

Ширина карры определяется размером рабочей поверхности карры по окружности ствола. От ширины карры в значительной степени зависит выход живицы на карру и карроподновку, а также производительность труда. Однако при повышении ширины карры отдельные ее участки, особенно удаленные от неповрежденной части ствола, хуже снабжаются питательными веществами и водой. Поэтому с увеличением ширины карры выход живицы с карроподновки повышается, а выход на единицу среза, наоборот, уменьшается. Уменьшается и валовой сбор с 1 га заподсоченного древостоя. Поэтому применение широких карр оправдано только при краткосрочной подсочке и недостатке рабочей силы. Следует учитывать, что широкие карры отрицательно влияют на общую жизнедеятельность дерева и уменьшают технические качества древесины.

В настоящее время ширина карры регламентируется только при подсочке по III категории в первые пять лет при 15-летнем сроке эксплуатации древостоев. При этом режиме на каждом дереве диаметром до 60 см закладывается только одна карра шириной, равной диаметру ствола. На деревьях диаметром свыше 60 см допускается закладка двух карр, каждая из которых имеет ширину, равную половине диаметра ствола. В последующие годы эксплуатации ширина карр не регламентируется, а устанавливается только число карр на дереве в зависимости от его диаметра и общая ширина межкарровых ремней, т.е. нетронутых участков ствола, которые разделяют карры по его окружности.

Число карр на дереве, их суммарная ширина, ширина межкарровых ремней и соотношение между этими величинами определяются нагрузкой дерева каррами.

Под нагрузкой дерева каррами понимается отношение суммарной ширины карр одного яруса к длине окружности ствола на высоте 1,3 м.

Нагрузка каррами (Н) обычно выражается в процентах и может быть представлена следующим выражением:

 

Н = (А₁ + А₂ +...+ А_n)×100/p×Д,                                (1)

 

где А₁ - A_n – ширина учитываемых карр на дереве, см,

Д – диаметр ствола на высоте 1,3 м, см,

p ≈ 3,14.

 

Неоправданное уменьшение нагрузки влечет за собой снижение выхода живицы, чрезмерная нагрузка, напротив, отрицательно сказывается на состоянии подсачиваемого насаждения.

В насаждениях, передаваемых в подсочку, в зависимости от ее продолжительности и срока назначения в рубку, подсочка проводится по трем категориям, продолжительность которых указана в табл. 2.1.

При 15-летнем сроке подсочка первые пять лет проводится по III категории с минимальной нагрузкой дерева каррами, составляющей 32 %. При этом на дереве закладывается только одна карра шириной, равной диаметру дерева. С шестого года переходят на подсочку по II категории – на дереве закладывается еще одна карра, и нагрузка доводится до 68 %. Последние три года подсочка проводится по I категории с нагрузкой каррами 80 %, но не за счет закладки новых карр, а за счет расширения существующих.

При 10-летнем сроке подсочку проводят сразу по II категории при нагрузке дерева каррами 68 %.

По современным правилам при подсочке по I и II категориям нагрузка дерева каррами определяется не шириной карр, а их числом и общей шириной межкарровых ремней, соответствующих определенной ступени толщины дерева. Нормативы ширины межкарровых ремней и количества карр на деревьях приведены в табл. 2.2.

Таблица 2.1

Продолжительность подсочки сосны обыкновенной по категориям

(Правила заготовки живицы, 2012)

 

Срок подсочки, лет	Период подсочки, годы с начала эксплуатации	Продолжительность подсочки, лет	Категория подсочки
15	с 1-го по 5-й с 6-го по 12-й с 13-го по 15-й	5 7 3	III II I
10	с 1-го по 7-й с 8-го по 10-й	7 3	II I

    Частота ранений, пауза вздымки. На выход живицы при разной глубине подновок оказывает влияние и частота нанесения ранений, называемая режимом обходов. Частота ранений, так же как и нагрузка деревьев каррами, характеризует интенсивность подсочки, но, в отличие от нагрузки, частота ранений определяет интенсивность подсачивания в пределах определенной вертикальной зоны поверхности ствола. При данной длительности сезона подсочки режим обходов определяет промежуток времени между нанесением подновок (паузу вздымки) и число обходов за сезон. И наоборот, задаваясь определенной паузой, можно определить частоту нанесения подновок, режим обходов. В «Правилах заготовки живицы» (2012) частота нанесения ранений регламентируется паузой вздымки.

Полное восстановление первоначального запаса живицы после извлечения ее подсочкой происходит в течение 8... 10 дней.

Угол карры и угол подновки. Угол карры – это угол между правой и левой половинами карроподновки. Он определяет наклон подновки и необходим для стока живицы. Чем острее угол карры, тем быстрее и полнее стекает живица в приемник. Кроме того, угол карры регламентирует шаг подновки.

При подсочке нисходящим способом гладкой и рифленой каррой, а также при краткосрочной подсочке восходящей ребристой каррой целесообразно применять угол карры в 60°. При подсочке восходящей ребристой каррой при сроке эксплуатации насаждений свыше трех лет угол карры увеличивают до 90°. Угол подновки – это острый угол между направлением подновки и вертикальной линией. На двусторонней карре угол подновки равен половине угла карры.

Межкарровая перемычка представляет собой нетронутый участок ствола, разделяющий карры в вертикальном направлении. От межкарровой перемычки следует отличать межкарровый ремень, который представляет собой нетронутый участок ствола, разделяющий карры по его окружности.

Межкарровые перемычки оставляют иногда при нисходящем способе подсочки, так как в зоне карр образуется просмоление, по которому наносить подновки нет смысла. Практически при нисходящем способе подсочки первая подновка наносится с оставлением межкарровой перемычки 2... 3 см, а иногда и более от места нанесения подновки предыдущего года.

Типы ранений. В способах подсочки, применяемых в практике производства, следует различать следующие два типа ранений.

1. Продольные ранения, при которых режущее лезвие инструмента в процессе резания направляется вдоль древесных волокон. К таким ранениям относится желобок для стока живицы в приемник.

2. Наклонные ранения, при которых под некоторым углом к вертикали волокна древесины перерезаются в поперечном направлении. К таким ранениям относятся подновки на карре.

Помимо указанных типов ранений, в условиях эксперимента и в зарубежной практике применяются закрытые ранения, при которых рана изолируется от воздействия внешней среды. Применялись также и строго поперечные, горизонтальные ранения. Как те, так и другие при подсочке сосны в практике производства не нашли распространения.

Типы ранений имеют чисто техническое значение. Какой-либо зависимости выхода живицы от типа ранений не установлено. Решающее значение имеет не тип, а размеры ранений.

2.3.3 Основные способы подсочки сосны. Способы подсочки сосны различаются, прежде всего, в зависимости от применения (или не применения) химического стимулятора, а также формой карр, порядком их размещения на дереве и характером примыкания друг к другу очередных подновок.

Подсочка без применения химических стимуляторов получила название обычной в отличие от подсочки с химическим воздействием.

В зависимости от формы различают гладкие, рифленые и ребристые карры. Подновки могут примыкать друг к другу без выраженных граней между ними. Такая карра называется гладкой. Если же подновки наносятся с непосредственным примыканием, но между ними имеются выраженные грани, то это рифленая карра. Карра, на которой подновки разделены нетронутыми полосками поверхности ствола, называется ребристой. Кроме того, по форме различают односторонние и двусторонние карры. На односторонней карре карроподновка наносится с одной стороны желобка, на двусторонней – с обеих его сторон. Наибольшее распространение имеет подсочка двусторонней каррой. Подсочка односторонней каррой ведется лишь на деревьях, имеющих повреждения ствола, затрудняющие нанесение подновок с обеих сторон желобка.

В зависимости от порядка размещения карр на стволе и характера примыкания подновок различают три способа подсочки: восходящий, нисходящий и производный от них – двухъярусный.

При восходящем способе очередная карра размещается на стволе выше предыдущей,при нисходящем – ниже предыдущей, а при двухъярусном способе подсочки в течение одного сезона подновки размещаются в верхнем и нижнем ярусах карры.Соответственно очередная подновка наносится выше предыдущей при восходящем способе, ниже предыдущей при нисходящем и в двух ярусах ствола при двухъярусной подсочке.

В первые годы развития подсочки широко применялся способ восходящей гладкой карры. Однако он далек от технического совершенства и наносит вред дереву. При таком способе живица растекается по зеркалу карры, значительная часть ее кристаллизуется, что приводит к большим потерям. С развитием подсочки этот способ был заменен подсочкой нисходящей гладкой каррой. В настоящее время применяется подсочка восходящей ребристой каррой и нисходящей рифленой каррой.

При увеличении срока подсочки восходящий способ подсочки более эффективен в сравнении с нисходящим и дает на 10... 14 % больше выход живицы.

Таблица 2.2

Общая ширина межкарровых ремней и количество карр на деревьях сосны обыкновенной

 по категориям проведения подсочки (Правила заготовки живицы, 2012)

 

Диаметр ствола в коре, см	I категория		II категория		III категория
	количество карр на дереве, шт.	общая ширина межкарровых ремней, см,	количество карр на дереве, шт.	общая ширина межкарровых ремней, см,	количество карр на дереве, шт.	общая ширина межкарровых ремней, см,
20	1	20	1	30	-	-
24	1-2	20	1-2	30	-	-
28	1-2	20	1-2	30	1	28
32	1-2	20	1-2	32	1	32
36	1-2	20	1-2	36	1	36
40	1-2	24	1-2	40	1	40
44	2	24	2	44	1	44
48	2	24	2	48	1	48
52	2	30	2	52	1	52
56	2	30	2	56	1	56
60	2	30	2	60	1	60
более 60	2-3	40	2-3	Равна диаметру ствола дерева	2	Равна 1/2 диаметра дерева

 

Примечание. В последний год перед рубкой насаждения допускается подсочка с оставлением одного межкаррового ремня шириной не менее 10 см.

Сущность двухъярусного способа подсочки заключается в чередовании подновок в верхнем и нижнем ярусах, благодаря чему достигается увеличение паузы вздымки в каждом ярусе. Значительное увеличение выхода живицы с дерева при двухъярусной подсочке по сравнению с одноярусной достигается за счет большего количества наносимых за сезон подновок в обоих ярусах.