Poznańskie Towarzystwo Przyjaciół Nauk Wydział Nauk rolniczych i leśnych Forestry Letters dawniej Prace komisji nauk rolniczych i komisji nauk leśnych Tom 105 2013 Pi o t r S. Me d e r s k i, Ma r i u s z Be m b e n e k, Zb i g n i e w Ka r a s z e w s k i, Dominika Nadolna, Dieter F. Giefing Wpływ podkrzesywania na przyrost sosny zwyczajnej (Pinus sylvestris L.) z plantacyjnej uprawy nasiennej Impact of pruning on the increment of Scots pine (Pinus sylvestris L.) from a seedling seed orchard Abstract. Research on the pruning of pine with thick branches from seedling seed orchards is not often presented in literature. The pruning of thick, living branches has come under criticism due to the increased potential for fungal infection or slower tree increment. The objective of the research was to analyse the increment reaction of pine after the pruning of thick, living branches. The research was carried out on a 26-year-old seedling seed orchard of Scots pine, established in 1983 in the Zdrojowa Góra Forest District (RDSF Piła). Pruning was applied up to 1.5 m on 25 April 1995, 14 July 1995 and 1 March 1996. In 2007, all the dbh measurements were taken and 16 sample trees were selected, from which short logs from the tree trunks were selected for further investigation of the knots after pruning. All the knots were opened by saw along the knot axis. After opening, 5 consecutive annual rings were measured (mm) before and after pruning. In addition, the time of knot occlusion was determined, as well as the number of annual increments after full knot occlusion. In addition the thickness of the inner bark was measured. After pruning, narrower annual rings (by 1.25 mm, 29%) were observed. However, smaller increments appearing directly after pruning were compensated for later, and 13 years after pruning the mean dbh of the pruned trees was larger (by 0.63 cm) than the mean dbh of the unpruned ones. It took 3 years and 8 months, on average, for full knot occlusion and 45% of the knots contained inner bark. All the knots, even those with large diameters, were sound knots. Therefore, the pruning of pine in seedling seed orchards may be recommended. Key words: Scots pine (Pinus sylvestris L.), pruning, seedling seed orchard, increments Wstęp Zabiegiem umożliwiającym zmniejszenie sękatości drewna jest podkrzesywanie drzew. Usuwanie gałęzi pozwala na wyprodukowanie surowca drzewnego z szeroką, bezsęczną strefą drewna w odziomkowych, najcenniejszych częściach pni. Oczekiwanym efektem podkrzesywania jest poprawa użytkowej i technicznej przydatności drewna, co oznacza istotny wzrost jego wartości rynkowej.
28 Piotr S. Mederski, Mariusz Bembenek, Zbigniew Karaszewski, Dominika Nadolna, Dieter F. Giefing W badaniach nad podkrzesywaniem grubogałęzistych sosen z plantacyjnych upraw nasiennych stwierdzono brak jakichkolwiek przypadków infekcji, zarówno przez rany zabezpieczone jak i niezabezpieczone [Giefing i in. 2007]. Po usunięciu żywych gałęzi wyciekająca żywica zalewa sęki, co znacznie ogranicza możliwość rozwoju patogenów. W przypadku plantacyjnej uprawy nasiennej sosny otwartą sprawą pozostaje jakość uzyskanego surowca drzewnego. Wyniki badań właściwości drewna sosen pochodzących z plantacyjnej uprawy nasiennej przygotowano do publikacji w Sylwanie [Giefing i in. w druku]. W badaniach zrealizowanych w niniejszej pracy położono nacisk na reakcje przyrostowe drzew, i to zarówno ze względu na ewentualny spadek przyrostu miąższości drewna, jak i ze względu na zaburzenie równomiernosci słojów rocznych. Drzewa wyrosłe na plantacyjnej uprawie nasiennej przyrastają przede wszystkim na grubość, zaś ich korony sięgają zwykle podstawy pnia. W trakcie zabiegów pielęgnacyjnych następuje dalsze rozluźnianie zwarcia, co również wpływa na wielkość przyrostu drzew i jego rozłożenia na strzale. U drzew iglastych prowadzonych systemem plantacyjnym szerokie przyrosty roczne ograniczają udział drewna późnego, charakteryzującego się większą gęstością i wytrzymałością niż drewno wczesne. Duży udział drewna wczesnego w słoju rocznym sosen rosnących w luźnym zwarciu wpływa na zmniejszenie gęstości drewna i obniżenie właściwości mechanicznych. Ze względu na to, iż korony sosen na plantacyjnej uprawie nasiennej sięgają podstawy pni, podkrzesywanie związane będzie z usuwaniem żywych gałęzi ze znacznie rozbudowanym aparatem asymilacyjnym. Przyjęto więc hipotezę, że redukcja żywej korony w trakcie zabiegu podkrzesywania może spowodować ograniczenie przyrostów drzew. Celem pracy było określenie wpływu podkrzesywania na wielkość przyrostów słojów rocznych u drzew z plantacyjnej uprawy nasiennej. Materiał i metody Badania zrealizowano na 26-letniej plantacyjnej uprawie nasiennej sosny zwyczajnej założonej w 1983 r. w Nadleśnictwie Zdrojowa Góra (RDLP Piła, ryc. 1). Początkowa, kwadratowa więźba sadzenia wynosiła 4,0 4,0 m, w 1995 r. została rozluźniona do więźby 8,0 8,0 m poprzez przeprowadzenie schematycznych cięć pielęgnacyjnych. Zabieg podkrzesania przeprowadzono 25 kwietnia i 14 lipca 1995 r. oraz 1 marca 1996 r. W trakcie podkrzesywania usuwano gałęzie do wysokości 1,5 m. Na powierzchni badawczej pomierzono pierśnice wszystkich drzew. Wybrano losowo 16 drzew próbnych spośród sosen przeznaczonych do usunięcia w trakcie kolejnego rozluźniania więźby na plantacji. Z drzew tych w 2007 r. pobrano wałki do badania reakcji przyrostowych. Na wałkach poddano pomiarom wszystkie podkrzesane okółki. Za pomocą piły taśmowej przecięto wałki w sposób umożliwiający odsłonięcie rdzenia sęka (ryc. 2). Na odsłoniętym przekroju pomierzono szerokości pięciu kolejnych słojów rocznych przed oraz po podkrzesaniu. Pomiar wykonano lupą pomiarową pozwalającą uzyskać dokładność 0,02 mm. Z uzyskanych pomiarów obliczono średnią wielkość przyrostów
Wpływ podkrzesywania na przyrost sosny zwyczajnej (Pinus sylvestris L.) Ryc. 1. Plantacyjna uprawa nasienna sosny zwyczajnej, Nadleśnictwo Zdrojowa Góra (fot. D. Todorowska) Fig. 1. Plantation farming from seed of Scots pine (photo D. Todorowska) 29 Ryc. 2. Oznaczenie próbki drewna (fot. D. Todorowska) Fig. 2. Tree sample markings (photo D. Todorowska) rocznych w badanych okresach. Określono czas zarastania sęka oraz liczbę przyrostów powstałych po jego zarośnięciu. Pomierzono również wielkości zakorków. Wszystkie pomiary i obserwacje przeprowadzono na 82 sękach. Wyniki Proces zarastania sęków po usuniętych gałęziach na sosnach z plantacyjnej uprawy nasiennej charakteryzował się dużą dynamiką, wynikającą z szerokich przyrostów rocznych na grubość. Średni czas zarośnięcia sęków wynosił 3 lata i 8 miesięcy (3,67 lat). Najkrótszy okres, w którym nastąpiło zarośnięcie, wynosił 1 rok, a najdłuższy 11 lat. Podkrzesane drzewa zareagowały obniżeniem przyrostów na grubość na wysokości usuniętych gałęzi (ryc. 3). Należy jednak zwrócić uwagę, iż w 5 roku po podkrzesaniu obserwowano zwiększanie szerokości słojów rocznych. W tym kontekście interesujące wydaje się porównanie pierśnic drzew podkrzesanych z niepodkrzesanymi na plantacyjnej uprawie nasiennej (ryc. 4). Trzynaście lat po wykonaniu zabiegu różnica pomiędzy pierśnicami drzew podkrzesanych i niepodkrzesanych wyniosła średnio 0,63 cm na korzyść drzew podkrzesanych. Najmniejsza pomierzona pierśnica drzew niepodkrzesanych wyniosła 23 cm, zaś podkrzesanych 24 cm. Maksymalne pierśnice wynosiły odpowiednio 36 i 42 cm. Należy jednak zaznaczyć, iż w 5-leciu przed podkrzesaniem średni przyrost drzew na grubość wynosił 4,33 mm, a po zabiegu 3,08 mm. Nastąpił więc spadek przyrostu średnio o 1,25 mm. Zestawienie średnich wartości przyrostów w 5-leciu przed i po pod-
30 Piotr S. Mederski, Mariusz Bembenek, Zbigniew Karaszewski, Dominika Nadolna, Dieter F. Giefing Ryc. 3. Średnie wielkości przyrostów podkrzesanych drzew Fig. 3. Average size of growth in pruned trees Ryc. 4. Charakterystyka pierśnic drzew niepodkrzesanych i podkrzesanych Fig. 4. Description of tree diameter at breast height in pruned and unpruned trees krzesaniu wyraźnie wskazuje na niekorzystny wpływ redukcji żywej korony na przyrost drzew na grubość na wysokości pnia, na której usunięto żywe gałęzie (ryc. 5). W jednym przypadku (drzewo 248/2) zaobserwowano jednak nieco większe przyrosty po wykonaniu zabiegu (ryc. 6). Reakcję przyrostową na podkrzesywanie badanych drzew dobrze charakteryzuje zestawienie zróżnicowania przyrostów w poszczególnych latach 10-lecia (ryc. 7). Znaczne zróżnicowanie wartości kolejnych przyrostów wskazuje, iż szerokość słojów rocznych jest nie tylko konsekwencją redukcji żywej korony, lecz także prawdopodobnie rezulta-
Wpływ podkrzesywania na przyrost sosny zwyczajnej (Pinus sylvestris L.) 31 Ryc. 5. Średnie szerokości słojów rocznych 5 lat przed i po wykonaniu podkrzesywania Fig. 5. Average annual grain width five years prior to and after pruning Ryc. 6. Średnie szerokości przyrostów rocznych próbki 248/2 Fig. 6. Average width of annual growth in samples 248/2 tem wpływu innych czynników. Rycina 7 pozwala również dostrzec ogólną tendencję osłabienia przyrostów drzew w wyniku redukcji żywej korony. Ważną obserwacją z przeprowadzonych badań jest również to, iż podkrzesanie drzew z grubych gałęzi sprzyjało powstawaniu zakorków nad zarastającymi sękami. Wadę tę stwierdzono w 45% przypadków badanych próbek. Większość zakorków nie była zbyt duża, a ich wielkość wahała się od 0,2 do 47,0 mm (średnio 10,8 mm).
32 Piotr S. Mederski, Mariusz Bembenek, Zbigniew Karaszewski, Dominika Nadolna, Dieter F. Giefing Ryc. 7. Zmiany średnich szerokości słojów rocznych badanych drzew Fig. 7. Average change in annual grain width of trees tested Dyskusja W literaturze przedmiotu dostrzec można ewolucję poglądów na temat podkrzesywania. W okresie międzywojennym, w następstwie badań Lakariego [1920], Loreya [1925] i innych autorów, którzy stwierdzili przypadki infekcji u podkrzesanych drzew, wprowadzono całkowity zakaz podkrzesywania sosen i świerków z żywych gałęzi. Pogląd ten prezentowany był długo w polskiej literaturze przedmiotu [Ilmużyński 1964, Mała 1980]. W Europie poglądy na ten temat zaczęto zmieniać pod koniec lat 30. ubiegłego stulecia, zaś w okresie powojennym całkowicie odstąpiono od zakazu. Wbrew ponującym w Polsce poglądom na ten temat, na początku lat 50. były prowadzone badania [Jaszczak 1953]. Celem zrealizowanych przez cytowanego autora badań była ocena reakcji przyrostowych podkrzesanych (z różną intensywnością) sosen. Dalsze badania nie wykazały infekcji u podkrzesanych drzew. Brak szerszych badań był także przyczyną zachowawczych poglądów na temat podkrzesywania sosny z grubych gałęzi. Utrzymywano, iż podkrzesywane powinny być wyłącznie sosny wyrosłe w zwartych drzewostanach, a średnica usuwanych gałęzi nie powinna przekraczać 2 cm. Badania przeprowadzone na sosnach z plantacyjnych upraw nasiennych dowiodły, iż gatunek ten doskonale znosi pozbawianie grubych głęzi [Giefing i in. 2007]. W trakcie badań usuwano gałęzie o średnicach do 8 cm bez jakichkolwiek negatywnych skutków. Jest to także cenna informacja dla hodowców. W trakcie cięć pielęgnacyjnych w drzewostanach sosnowych usunięcie rozpieraczy niejednokrotnie powoduje powstanie luk, natomiast sosny przygłuszone przez rozpieracze rzadko zmieniają stanowisko biosocjalne na lepsze. Uzyskane w trakcie zrealizowanych badań wyniki pozwalają przewidywać, iż podkrzesanie rozpieraczy spowolni dynamikę ich wzrostu. Dodatkową korzyścią
Wpływ podkrzesywania na przyrost sosny zwyczajnej (Pinus sylvestris L.) 33 może być zatem poprawa jakości surowca i wypełnienie się strzał, gdyż maksima przyrostowe drzew przesuną się w strefę żywej korony. Ponadto podkrzesanie nadmiernie gałęzistych sosen umożliwi uzyskanie korzystniejszej pozycji biosocjalnej drzew sąsiadujących. Choć podkrzesane drzewa zareagowały obniżeniem przyrostów na grubość na wysokości usuniętych gałęzi (ryc. 3), należy jednak zwrócić uwagę, iż w 5 roku po podkrzesaniu obserwowano zwiększanie szerokości słojów rocznych, a 13 lat po wykonaniu zabiegu różnica pomiędzy pierśnicami drzew podkrzesanych i niepodkrzesanych wyniosła średnio 0,63 cm na korzyść drzew podkrzesanych. Zjawisko to zostało również zaobserwowane przez innych autorów [Pazdrowski 1981, Arvidsson 1986, Giefing 1999]. Cytowani autorzy twierdzą, iż przejściowe obniżenie przyrostów jest rekompensowane w późniejszym czasie i nie ma negatywnego wpływu na ogólną miąższość dojrzałego drzewostanu. Larson [1965] i Pazdrowski [1980] zwracają uwagę na wpływ podkrzesywania na zbieżystość drzew. Stwierdzają oni, iż strzały wypełniają się w następstwie przesunięcia maksimów przyrostowych w strefę zredukowanej korony. Prowadzi to do zmniejszenia zbieżystości tych drzew. Także Miler i in. [1975] oraz Miler i Giefing [1977] zauważyli, że dynamika zarastania sęków na drzewie wzrasta wraz z wysokością usytuowania sęka. Podobne są też stwierdzenia Čižka [1988], według którego ocena różnic w produkcji masy drzewnej u drzew podkrzesanych i niepodkrzesanych oparta na pomiarze pierśnicy i wysokości nie daje prawidłowego obrazu. Przyrost grubości drzewa podkrzesanego inaczej układa się w zależności od wysokości pnia niż drzewa nie podkrzesanego; w części wierzchołkowej nie zmniejsza się. Badania przestawione w niniejszej pracy potwierdzają tę tezę. Biorąc pod uwagę uzyskane i cytowane wyniki można stwierdzić, iż zróżnicowanie wielkości przyrostów rocznych przed i po wykonaniu zabiegu podkrzesywania nie ma zasadniczego wpływu na osłabienie dynamiki wzrostu drzew. Jest raczej wynikiem przesunięcia w górę maksimów przyrostowych drzewa na grubość w następstwie skrócenia korony. Stwierdzenia i wnioski 1. Podkrzesanie sosny z plantacyjnej uprawy nasiennej nie miało negatywnego wpływu na przyrost grubości drzew. Po 13 latach od wykonania zabiegu pierśnice drzew podkrzesanych były większe od pierśnic drzew niepodkrzesanych (średnio o 0,63 cm). Jednakże, w następstwie podkrzesania w ciągu 5 lat zaobserwowano zmniejszenie szerokości słojów rocznych średnio o 1,25 mm (29%). 2. Sęki po usuniętych gałęziach sosen z plantacyjnych upraw nasiennych charakteryzowały się znaczną dynamiką zarastania ran (średnio 3,67 roku). 3. Po podkrzesaniu wszystkie przebadane sęki były zdrowe mimo dużych średnic obciętych gałęzi. 4. Podkrzesanie drzew z grubych gałęzi sprzyjało powstawaniu zakorków nad zarastającymi sękami. Wadę tę stwierdzono u 45% badanych przypadków.
34 Piotr S. Mederski, Mariusz Bembenek, Zbigniew Karaszewski, Dominika Nadolna, Dieter F. Giefing Literatura Arvidsson A. (1986): Pruning for quality. Small Scale For. 1:1-7. Čižek J. (1988): Podkrzesywanie. [w:] Biotechniczne podstawy mechanizacji produkcji leśnej. PWRiL, Warszawa. Giefing D.F. (1999): Podkrzesywanie drzew w lesie. Wyd. AR Poznań. Giefing D.F., Złota M., Stypik P., Wykpisz P. (2007): Reakcje biologiczne grubogałęzistych sosen (Pinus sylvestris L.) na podkrzesywanie w zależności od zastosowanych środków do zabezpieczania ran. Sylwan 11:60-66. Giefing D.F., Sulima E., Bembenek M., Medersi P.S. (2013): Wybrane właściwości drewna sosny (Pinus sylvestris L.) z plantacyjnej uprawy nasiennej. Sylwan (w druku). Ilmurzyński E. (1964): Podkrzesywanie drzew w lesie. PWRiL, Warszawa. Jaszczak T. (1953): Wpływ stopnia podkrzesywania na przyrost grubości i wysokości sosny w I klasie wieku. Maszynopis, Katedra Hodowli Lasu, WSR Poznań. Lakari O.J. (1920): Untersuchungen über die Ästung der Fichte. Commun. Inst. For. Fenn. 2:1-5. Larson P.R. (1965): Stem form of young Larix as influenced by wind and pruning. For. Sci. 11(4):412-424. Lorey T. (1925): Handbuch der Forstwirtschaft. Bd. 2. Tübingen. Mała encyklopedia leśna (1980): PWN, Warszawa. Miler Z., Giefing D.F. (1977): Dynamika zarastania sęków u modrzewia i dębu. Pr. Kom. Nauk Roln. Kom. Nauk Leśn. PTPN 44:115-125. Miler Z., Giefing D.F., Wronkowski W. (1975): Dynamika zarastania sęków u dębu podkrzesanego w I klasie wieku. Pr. Kom. Nauk Roln. Kom. Nauk Leśn. PTPN 40:69-79. Pazdrowski W. (1980): Kształtowanie się zbieżystości kłód odziomkowych u podkrzesanych sosen. Pr. Kom. Nauk Roln. Kom. Nauk Leśn. PTPN 50:105-112. Pazdrowski W. (1981): Wpływ jednorazowego podkrzesania sosen na kształtowanie się przyrostów wysokości grubości i miąższości. Pr. Kom. Nauk Roln. Kom. Nauk Leśn. PTPN 52:137-143. Adres do korespondencji Corresponding address: Katedra Użytkowania Lasu Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu ul. Wojska Polskiego 71A 60-625 Poznań tel.: +48 61 848 7761 Piotr S. Mederski e-mail: piotr.mederski@up.poznan.pl Mariusz Bembenek Dominika Nadolna Instytut Technologii Drewna ul. Winiarska 1 60-654 Poznań Zbigniew Karaszewski Dieter F. Giefing