ОСМОЛОПОДСОЧКА СОСНЫ
Осмолоподсочка — это система подсочки низкобонитетных сосновых насаждений с целью получения стволового осмола, живицы и бар- раса. Это один из методов прижизненного использования насаждений. Осмолоподсочка отличается от подсочки применением таких технологических параметров в разные периоды эксплуатации, которые обеспечивают получение максимального количества барраса и возможно большее просмоление древесины.
Сырьевую базу осомолоподсочки составляют насаждения сосны обыкновенной, назначенные в рубку спелых и перестойных насаждений V класса бонитета и ниже с участием сосны в составе не менее 5 единиц. В отдельных случаях могут отводиться и насаждения IV класса бонитета, если их площадь не превышает 5 га и они размещены среди насаждений V—Va классов бонитетов.
ЗАГОТОВКА ОСМОЛА
Заготовку пневого осмола начинают с корчевки пней. В настоящее время применяют два способа корчевки: механизированный и взрывной.
Заготовка стволового осмола значительно легче и дешевле, транспорт его удобнее, чем заготовка пневого осмола, добываемого корчеванием.
Заготовка осмола взрывным способом ведется бригадой в таком приблизительно составе: бригадир-взрывник, два подкопщика и 3—5 укладчиков и раздельщиков. Бригада в таком составе может заготовить 25—30 м3 осмола ¡в день. Следовательно, выработка на одного рабочего в день составляет 4—6 м3.
Заготовка свежего пневого осмола в одном потоке с лесозаготовками (или спустя 1-2 года после рубки древостоя) прежде всего уменьшает степень негативного воздействия на процессы естественного лесовозобновления, создает благоприятные условия для использования механизмов на корчевке, разделке и подвозке пней. Вывозка сырья в этом случае производится по транспортным путям лесозаготовителей, что сокращает затраты на дорожно-строительные работы.
Заготовку осмола взрывным способом ведет бригада, в которую входит бригадир-взрывник, два-три раздельщика, два трелевщика, рабочий на засыпке ям и рабочий на патронировании и охране взрывчатки. Стоимость взрывного осмола часто бывает выше, чем при ручной заготовке, но, несмотря на это. взрывной способ широко применяется в промышленности, так как он облегчает труд рабочего.
Заготовка осмола состоит в том, чтобы извлечь пни из земли, очистить их от гнили и грунта, расколоть крупные куски, опилить корни. Получившиеся поленья уложить в поленницы или в кучи в зависимости от учета осмола (объемный, весовой). Для заготовки осмола применяются три способа: ручной, взрывной и машинный. При любом из них самой трудоемкой и тяжелой операцией является извлечение пня из земли. Сосна на песчаных почвах часто имеет стержневой корень (редьку), глубоко уходящий в землю. Сосновые пни корчевать труднее, чем пни других хвойных и лиственных пород. Свежие сосновые пни с живой корневой системой корчуются значительно труднее, чем старые. Величина усилия, необходимого для извлечения пня из земли, возрастает не в прямой пропорции к увеличению
диаметра пня. Так, при увеличении диаметра пня в 2 раза усилие возрастает в 3—3,5 раза. На тяжелых глинистых почвах необходимы значительные усилия, чтобы выкорчевать пень. На суглинках и супесях корчевать легче. На песчаных почвах требуются наименьшие усилия.
Заготовка осмола состоит в извлечении пней из почвы, очистке их от гнили, в разделке и укладывании в штабели.
На заготовку 1 м3 осмола в среднем расходуется 2,0—2,2 кг аммонала, 8 м бикфордова шнура, 8—10 капсюлей-детонаторов.
Пневый осмол относится к второстепенным лесным материалам. Согласно «Наставлению по отводу и таксации лесосек», отграничение площадей для заготовки второстепенных лесных материалов, как правило, не производят. Площади для заготовки пневого осмола передаются целыми кварталами с выделением неэксплуатационных таксационных участков (выделов).
До начала заготовки осмола мастер или технорук химлесхоза провешивают магистральные технологические коридоры. При необходимости их прорубают.
Кроме того, заготовка осмола безусловно будет механизирована, что еще более сократит потребность в рабочей силе. Тогда разница в потребности рабочей силы на выработку канифоли из живицы и из экстракционной канифоли еще больше возрастет.
В то же время заготовка сырья для выработки экстракционной канифоли, т. е. заготовка осмола, может быть полностью механизирована, что повысит производительность труда и существенно облегчит работу.
Ручной способ заготовки. Он очень прост. Пень окапывают, подрубают и с помощью рычага выворачивают. Но этот способ очень трудоемок. На заготовку 1 м3 осмола требуется, в зависимости от опытности рабочего, от 0,5 до 1,0 рабочего дня.
Взрывной способ заготовки осмола заключается в том, что заряд взрывчатого вещества помещают под пень в скважину (шпур), подготовленную с помощью мотобура. При взрыве заряда обрывается часть корней, пень обычно раскалывается на куски, которые разлетаются по поверхности почвы.
Машинный способ заготовки осмола пока не применяется, так как все многочисленные корчевальные машины только извлекают пень из земли вместе с корнями и грунтом. Последующие работы становятся от этого более трудоемкими и их приходится выполнять вручную. Как правило, спелый осмол заготовляют спустя 15—20 лет после рубки насаждений на уже облесивших-ся лесосеках. Корчевальные машины, ходовой частью которых является чаще всего трактор, повреждают насаждения. Машинный способ корчевки пней широко применяется в нашем народном хозяйстве, когда необходимо пни только извлечь из земли (расчистка свежих вырубок под пашню, луг и пр., прокладка лесовозных трасс и т. д.).
Подбор площадей для заготовки необходимых объемов сырья, проводят предприятия-заготовители осмола (химлесхозы) в соответствии с перспективным планом освоения сырьевой базы. Во избежание потерь от полного сшивания пней прежде всего намечают использовать участки спелого осмола.
Особенностью пневого осмола является незначительная концентрация запаса на единице площади. Выход спелого осмола составляет в среднем 5...7 скл. м3 с 1 га. Поэтому при заготовке сырья приходится осваивать большие территории вырубок.
Очищают и разделывают осмол на стандартные фракции на промежуточном (верхнем) складе перед погрузкой в транспортные машины. В комплект оборудования к агрегату АКП-1 входит станок для разделки пней ножевой головкой, имеющей кольцевой и радиальные ножи. Установка для очистки и разделки осмола, разработанная СибНИИЛПом, состоит из консольно-козлового крана, окорочного барабана, подающего транспортера и пильного механизма с четырьмя круглыми пилами. При отсутствии необходимого оборудования очистку и разделку осмола ведут вручную с применением электропил и бензиномоторных пил. Разделку крупных пней, извлеченных из тяжелых по механическому составу почв, некоторые осмолозаготовительные предприятия Сибири проводят взрывным способом на площадках вблизи мест заготовки.
В технологических схемах заготовки осмола протяженность пасечных технологических коридоров для работы агрегата АКП-1 предусматривают такой, чтобы за один проход ПЛО-1А были вывезены все выкорчеванные на пасеке пни. ПЛО-1А должен двигаться по следу АКП-1. При расстоянии между проходами агрегатов 16 м сохраняется 85...90 % подроста.
Выбор выделов и кварталов для заготовки осмола на предстоящий сезон необходимо увязывать с планами деятельности предприятия лесного хозяйства (лесокультурными работами, реконструкцией молодняков, рубками ухода за лесом, мерами по содействию естественному возобновлению леса). При этом планируют вначале провести заготовку осмола, а потом лесохозяйственные мероприятия.
Площадь, на которой может быть разрешена заготовка, а также способы корчевки и подвозки пней устанавливаются лесхозом после обследования каждого участка (выдела, делянки) совместно с представителем химлесхоза.
Технологическая схема взрывного способа заготовки осмола с применением на погрузке и подвозке агрегата ПЛО-1А включает в себя прокладку технологических коридоров (вешение). Пасечные технологические коридоры намечают на расстоянии 20 м друг от друга. Их протяженность должна быть такой, чтобы за один проход агрегата ПЛО-1А в его кузов можно было погрузить весь заготовленный на пасеке осмол. Разбросанные взрывами куски пней собирают вручную и подносят к намеченному коридору. Крупные куски грузят в кузов агрегата с помощью гидроманипулятора, мелкие — вручную.
Машинный способ может найти применение для заготовки свежего осмола в одном потоке с лесозаготовками, если будет обеспечена последующая механизированная разделка осмола. В США основную массу пневого осмола заготовляют корчевальными машинами. На расколке осмола применяют взрывчатые вещества.
Партия сырья, прибывающая на склад из одного места заготовки, паспортизуется, т. е. фиксируется характеристика материала с точки зрения места и временя заготовки, спелости осмола, его качества и т. д.
Практика показывает, что норма расхода аммонала на заготовку 1 м3 осмола почти не зависит от диаметра пней и приблизительно равна 2,0—2,2 кг.
Для правильного использования сырья необходимо начинать заготовку осмола значительно раньше, например уже с 1—3-летнего возраста. Включение в эксплуатацию молодого осмола увеличит сырьевую базу канифольных заводов и объем производства отдельных заводов.
После истечения срока действия лесного билета (ордера) на заготовку пневого осмола представитель лесхоза совместно с представителем химлесхоза обследует каждый участок, пройденный осмолозаготовкой. Составляется акт приемки (представитель химлесхоза сдает, а представитель лесхоза - принимает). В нем указывают фактический процент площади, занятой магистральными и пасечными технологическими коридорами, степень повреждения подроста в коридорах и на пасеках.
Ножи тупятся от резания древесины, но главным образом вследствие засорения осмола землистыми частицами. Такое засорение особенно велико при заготовке осмола взрывным способом.
Кроме того, при незначительном возрасте пней является возможным механизировать заготовки осмола. При спелости в 10— 15 лет практически нет возможности механизировать заготовку, так как эксплуатация мощных корчевальных машин на площадях, где произошло естественное облесение, приводит к уничтожению молодых насаждений, что недопустимо в интересах лесовозобновления. Корчевание молодых пней, наоборот, создает более благоприятные условия для лесовозобновления.
При широкой возможности перебрасывать трактор с одного участка на другой и при простоте работы заготовка осмола трактором встречает все же много затруднений.
На каждый участок (не более одного квартала) до получения лесного билета (ордера) предприятие, производящее заготовку пневого осмола (химлесхоз),составляет технологическую карту, в которой приводит распределение площадей по категориям возобновления хвойными породами, указывает способы корчевки и подвозки пней, расположение дорог, технологических коридоров и проходов агрегатов, места складирования сырья. Намечаются меры по сохранению лесной обстановки особо ценных участков молодняков. Технологические карты согласовывают с лесхозом. Их утверждает главный инженер осмолозаготовительного предприятия.
В интересах охраны подроста.при его -полноте выше 0,6 допускается исключительно ручное корчевание, при полноте до 0,6—ручное и взрывное и только при полноте 0,4 и ниже разрешается механизированный способ заготовки осмола. Однако таких лесосек встречается мало.
Машинный способ. Он состоит в выкорчевании пня специальными корчевальными машинами. Типов этих машин довольно много. Они работают на основе рычага, ворота, полиспаста и других простых машин. При массовой заготовке осмола этот способ применения не имеет вследствие громоздкости и сложности передвижения корчующего механизма.
Пасечные технологические коридоры прокладывают (вешат) в процессе осмолозаготовок перпендикулярно магистральным. Расстояние между пасечными коридорами должно быть равно удвоенному вылету стрелы корчевального агрегата или 20 м при взрывном способе заготовки осмола. С целью сохранения лучших экземпляров подроста хвойных пород и биогрупп из сосны и березы направление коридоров может отклоняться от прямолинейного.
Таким образом, основным затруднением в эксплуатации молодых пней является относительная трудность очистки ядра пня от заболони, имеющей низкую смолистость, и большая трудность извлечения пня из почвы. Последнее, однако, имеет меньшее значение при взрывном или механизированном способе заготовки осмола.
По материалам лесного фонда (по отметкам, внесенным в лесоустроительные планшеты, таксационные описания и др.) устанавливают наличие и расположение вырубок и гарей давностью до 25 лет, вышедших из-под сосняков, а также площадей выборочных, постепенных и других рубок главного пользования, редин и прогалин. Заявку на заготовку пневого осмола химлесхоз должен передать в лесхоз за 1 год до начала работ. К заявке прилагают выкопировки с планов лесонасаждений и перечень выделов, в которых намечается заготовка.
БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ И ПОДСОЧКА ХВОЙНЫХ ПОРОД, СОСТАВЛЯЮЩИХ ПОТЕНЦИАЛЬНУЮ СЫРЬЕВУЮ БАЗУ ЗАГОТОВКИ ЖИВИЦЫ
Подсочка – это одна из форм прижизненного использования леса для получения продуктов жизнедеятельности дерева путем регулярного нанесения специальных ранений на стволах деревьев в период их вегетации.
Термин «подсочка леса» довольно точно отражает специфику этого вида лесопользования. Подсочка направлена на заготовку продуктов жизнедеятельности деревьев, то есть не предполагает их рубку. Для этого используются особые способы нанесения ранений и сбора выделений, которые при этом образуются.
Для подсочки пригодны только те древесные породы, которые имеют развитые выделительные (секреторные) системы. Наибольшее распространение и развитие в мировой практике получила подсочка хвойных пород, преимущественно разных видов сосны. При подсочке сосны получают живицу, или терпентин.
Следует отметить, что приемами нанесения специальных ранений для получения различных смол люди пользуются давно. Однако основное значение подсочки заключается в том, что она дает возможность получать незаменимое или трудно заменимое сырье для ряда отраслей промышленности, спрос на которое и позволил подсочке превратиться в вид лесного промысла. Подсочка хвойных пород приобрела промышленные масштабы, поскольку канифоль, скипидар, требуется промышленностью в огромных количествах.
Выделительная система сосны представлена смоляными ходами, которые можно обнаружить в хвое, шишках, древесине. Однако для подсочки значение имеют только те смоляные ходы, которые содержатся в древесине.
Нормальные смоляные ходы являются постоянным структурным элементом древесины. Патологические смоляные ходы образуются в результате механических повреждений дерева и, формируясь во время подсочки, приводят к увеличению общей густоты смоляных ходов.
Система смоляных ходов древесины ствола состоит из вертикальных (продольных) и горизонтальных (поперечных) смоляных ходов. Вертикальные смоляные ходы закладываются в начале июля в поздней части годичного кольца, преимущественно на внешней стороне годичного слоя.
Горизонтальные смоляные ходы располагаются в широких сердцевинных лучах. Они ежегодно удлиняются вместе с нарастанием слоев древесины и луба, пересекают камбий и заканчиваются в лубе.
На границе заболони и ядра канал горизонтального смоляного хода закупоривается, изолируя живицу ядра от живицы заболони.
Горизонтальные смоляные ходы проходят через годичные слои и, встречаясь с вертикальными, соединяются друг с другом своими каналами, образуя единую смолоносную систему ствола. В 1 см3 древесины ствола число таких соединений достигает 250–600. Это облегчает передвижение живицы из внутренних слоев заболони к ранениям при подсочке.
Смоляные ходы представляют собой вытянутые цилиндрические образования. Изнутри они выстланы выделительными клетками (выделительный эпителий), где происходит синтез живицы, которая затем выделяется в канал смоляного хода. Смоляное давление в канале достигает величины 0,5–2 МПа (5–20 атм.). Удерживаться оно может очень долгое время, при условии, что канал не вскрыт.
При вскрытии смоляного канала во время подсочки возникает резкий перепад давления – от 2 до 0,1 МПа (от 20 до 1 атм.). Под влиянием разности давления живица начинает перетекать по каналу в сторону меньшего давления и выделяться на поверхности среза. Поскольку живица является вязкой жидкостью, при ее движении по каналу хода возникает сопротивление. Когда падающее давление сравняется с силой сопротивления движения живицы, выделение живицы прекращается. Кроме того выделению живицы способствуют выделительные клетки, которые с уменьшением давления в канале смоляного хода увеличивают свой объем, интенсивно поглощая воду за счет осмотических сил. Они интенсивно выдавливают живицу на поверхность подсочного ранения.
Таким образом, процесс смоловыделения при подсочке обусловлен двумя взаимодействующими силами: смоляного давления в канале хода и выдавливанием живицы из канала за счет осмотических сил, которые приводят к увеличению в объеме выделительных клеток.
После вскрытия канала смоляного хода подсочным ранением смоловыделение продолжается в зависимости от физиологического состояния дерева и ряда других внутренних и внешних причин от нескольких часов до 3 суток. Около 90% живицы выделяется в первые 24 часа после нанесения подновки. На продолжительность и интенсивность смоловыделения влияют сезонность и погодные условия вегетационного сезона. Весной и осенью смоловыделение продолжается 3–5 дней, летом – 1–2 дня.
Опытным и расчетным путем установлено, что в 1м3 древесины сосны (что примерно соответствует среднему дереву сосны в спелом возрасте)
в вертикальных смоляных ходах содержится примерно 3,5 кг живицы. Еще примерно 0,5 кг живицы находится в горизонтальных смоляных ходах, т.е. всего порядка 4,0 кг. При подсочке можно извлечь примерно 1,7 кг (следует отбросить живицу, содержащуюся в ядровой части ствола, в ветвях и корнях, которая не может быть получена). Однако на практике за сезон с одного дерева получают 2,0–2,5 кг смолы. Чем это можно объяснить?
Оказалось, что вскрытие смоляных каналов подсочными ранениями вызывает не только истечение живицы, но и резкую перестройку ультраструктуры эпителиальных клеток, что приводит к новообразованию живицы. Полное восстановление первоначального запаса живицы после извлечения его подсочкой происходит в течение 8–10 дней.
Таким образом, заготовка живицы при подсочке основана на том, что дерево постоянно возобновляет ее запасы. Живица важна для дерева, поскольку выполняет защитную роль. Выделяющаяся и застывающая на поверхности ранений живица уменьшает размер возможного иссушения тканей и одновременно снижает вероятность внедрения через поранения инфекции и вредных насекомых.