Работа 4 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗАПАСОВ БЕРЁЗОВОГО СОКА
Цель работы: научиться определять на местности запасы берёзового сока.
Оборудование и материалы: мерная вилка, нормативносправочные таблицы.
Вводные пояснения. При ранении ствола березы, клена, бука, винограда и некоторых других древесных и кустарниковых пород весной до облиствения происходит истечение жидкости. Это истечение жидкости из надреза называется плачем растения, а сама жидкость – соком плача или пасокой. У древесных растений плач наблюдается преимущественно весной; летом это явление отмечается только в сырую погоду, после обильного дождя или искусственного полива. У травянистых растений (манжетка, тыква), напротив, явление плача наблюдается и летом, особенно в утренние часы.
Пасока представляет собой разбавленный раствор минеральных веществ, поглощенных корнем из почвы, с некоторой примесью органических соединений. Однако химический состав сока плача не отличается постоянством. Весной сок плача у древесных пород богат органическими соединениями, в основном сахарами, азотистыми веществами, органическими кислотами, но минеральных элементов в нем меньше, чем органических соединений.
Кислоты, входящие в состав соков, не синтезируются в организме человека, но необходимы для его нормальной жизнедеятельности. Например, глутаминовая кислота играет важную роль в азотистом обмене: перенос аминогруппы, связывание токсичного для организма аммиака и др. Никотиновая кислота участвует во многих окислительных реакциях в живых клетках; пантотеновая кислота входит в состав кофермента А – сложного природного соединения, участвующего в живых клетках в реакциях окисления и синтеза жирных кислот, липидов и др.
Березовый и кленовый соки – ценное сырье для получения ряда продуктов питания: сахара, морсов, концентрированных соков, безалкогольных напитков (квас, сок натуральный консервированный, сок, настоенный на хвое и лекарственных травах). Кроме того, древесные соки применяют в косметической и парфюмерной промышленности, сельском хозяйстве, медицине и других отраслях народного хозяйства.
Подсочка березы – высокодоходный вид прижизненного использования березовых лесов. При планировании и проведении подсочных работ необходимо знать сроки начала и окончания соковыделения, особенности брожения сока.
Более или менее устойчивых сроков начала и окончания соковыделения у берез нет, они зависят от сочетания многих факторов. Поэтому фазу начала соковыделения устанавливают, прокалывая шилом кору с захватом древесины на глубину 1,0…1,5 см. День появления из проколов первых капель сока открывает фазу соковыделения. Началом соковыделения считается тот день, когда в эту фазу вступит не менее 10 % экземпляров, массовое сокодвижение – при 50 %.
Окончанием сокодвижения считается день, когда выход сока прекращается примерно у 50 % деревьев. Признаки начала брожения – помутнение сока, появление белого налета в каналах и на приспособлениях для сбора сока. Биологическая продолжительность сокодвижения колеблется от 27 до 35 дней, а период подсочки для использования сока в хозяйственных целях – от начала соковыделения до начала брожения – в среднем 15…20 дней.
Однако период интенсивного соковыделения несколько меньше общей продолжительности и в среднем составляет три-четыри пятидневки. Поэтому сроки начала подсочки на 3…4 дня отодвигают по сравнению с фенологическими сроками, пока суточная сокопродуктивность не составит 2,5…3,0 л.
Промышленную подсочку завершают раньше прекращения естественного сокодвижения в связи с заметным снижением выхода сока и его помутнением.
Задание 1. На местности определить запас березового сока.
Вводные пояснения. Заготовка березового сока допускается на участках спелого леса, подлежащего рубке главного пользования, не ранее, чем за 5 лет до рубки. Заготовка должна производиться способами, обеспечивающими сохранение технических свойств древесины. Для подсочки подбирают участки здорового леса I-III классов бонитета с полнотой не менее 0,4 и количеством деревьев не менее 200 шт./га. В подсочку назначают деревья диаметром на высоте груди не менее 20 см. Для промышленной добычи березового сока используются, главным образом, березы бородавчатая (Веtulа реndula Roth.) и пушистая (Веtula pubescens Emh.).
Оптимальный период подсочки – 15…20 дней.
Определение запасов березового сока производится с использованием региональных нормативно-справочных таблиц.
При наличии данных перечислительной таксации расчетный выход березового сока определяют путем умножения числа деревьев в ступени толщины на выход березового сока с одного дерева в сутки (таблица 6).
Таблица 6 – Выход березового сока по ступеням толщины с одного дерева (в сутки)
Если же в распоряжении имеются только средние таксационные характеристики насаждений березы, то ряд распределения по ступеням толщины можно получить, используя данные таблицы 7.
Общее число стволов на 1 га можно получить путем деления абсолютной полноты, приходящейся только на березу, на среднюю площадь сечения березняка. Полученное общее число стволов березы распределяется по ступеням толщины соответственно приведенным процентам. Далее при расчетах используются данные таблицы 6.
Таблица 7 – Распределение числа стволов древостоев березы по ступням толщины в зависимости от их среднего диаметра (в %)
Приблизительную оценку запасов березового сока можно получить, используя данные И.И. Орлова по средней сокопродуктивности березовых насаждений (по экономическим районам таблица 8).
Таблица 8 – Средняя сокопродуктивность по экономическим районам, т/га
По данным И.И. Орлова, возможная ежегодная добыча сока составляет 1 % его биологического запаса.
Задание 2. Ознакомиться с основными способами подсочки лиственных пород.
Вводные пояснения. Процесс соковыделения тесно связан с условиями окружающей среды и рядом лесоводственно-таксационных факторов. Интенсивность соковыделения в зависимости от погодных условий подчиняется определенным закономерностям: в первую половину срока подсочки по мере увеличения температуры воздуха, почвы и древесины сокопродуктивность возрастает, во вторую – наблюдается обратное явление, при дальнейшем повышении температуры выход сока уменьшается.
Существенное влияние на сезонную сокопродуктивность березняков оказывают лесоводственно-таксационные факторы.
Сокопродуктивность березняков находится в прямой зависимости от диаметра деревьев: с увеличением его происходит возрастание выхода сока.
Математическая зависимость сокопродуктивности деревьев от их диаметра выражается по формуле Г.М. Давидова:
где V – сокопродуктивность одного дерева в сутки, л;
Д – диаметр деревьев на высоте груди, см
Повышенная сокопродуктивность наблюдается у деревьев с хорошо развитыми кронами и большим количеством ветвей. Пониженной сокопродуктивностыо обладают деревья ослабленные и пораженные гнилью. На свежих, сырых, влажных и богатых почвах в пониженных местах сокопродуктивность больше, чем на сухих и бедных почвах на возвышенностях.
Различают биологическую и производственную сокопродуктивность деревьев. Биологическая сокопродуктивность – это суммарный выход сока за биологическую продолжительность соковыделения. Производственная сокопродуктивность – выход сока от начала соковыделения до наступления брожения.
Биологическая сокопродуктивность в среднем в 2,4 раза больше производственной. В зависимости от условий соковыделения, качества и диаметра деревьев биологическая продуктивность колеблется от 6 до 135 т/га, производственная – от 2 до 50 т/га.
Сокопродуктивность зависит и от высоты расположения канала: чем выше канал от поверхности почвы, тем меньше соковыделение, и наоборот. Так, при расположении канала на расстоянии 3 м от поверхности почвы сокопродуктивность оказалась на 28,1 % ниже, чем у деревьев с каналами на высоте 25 см. Опыты показали, что у порослевых берез сокопродуктивность на 38 % больше, чем у берез семенного происхождения.
Технологические факторы оказывают влияние на сокопродуктивность. Чем глубже и больше по диаметру каналы, тем больший выход сока наблюдается при прочих равных условиях. Однако оптимальными размерами каналов при пяти летнем сроке подсочки следует считать 3…4 см по глубине без учета коры, а при десяти летнем – 2…3 см. Подсочку березы осуществляют на лесосеках главного пользования, рубках ухода и прочих рубках. При соблюдении правил подсочки добычу березового сока можно проводить за 5 лет до рубки древостоя без ущерба для жизнедеятельности дерева.
Технологический процесс подсочки березы заключается в том, что в комлевой части ствола на высоте 35…50 см от корневой шейки зачищают грубую кору без повреждения луба и виде площадки 5×5 см. На очищенном месте хорошо отточенным сверлом делают отверстие диаметром не более 15 мм с незначительным наклоном к земле для лучшего стока пасоки. Стенки канала должны быть чистыми, без заусениц, последние снимают остро отточенным перочинным ножом. Глубина канала до 3 см, а за год до рубки может быть, увеличена до 5 см. Нагрузка каналами устанавливается в зависимости от срока подсочки дерева и его диаметра согласно шкале нагрузок (таблица 9).
Таблица 9 – Шкала нагрузок дерева каналами (глубина канала по древесине без коры до 3 см)
* Диаметр каналов при 5-летнем сроке подсочки до 1 см, при 10-летнем –
0,5 см.
В.П. Рябчук и Ю.Ф. Осипенко (1981) предложили выражать разовую нагрузку, или количество каналов, на один ствол дерева по следующей формуле:
S ×
F/100 ×
f
где S – площадь поперечного сечения ствола на высоте 1,3 м, см2,
F – рекомендуемая (заданная) площадь перерезания ствола (при краткосрочной подсочке F равно 3,5 %, при долгосрочной – 2,5 %), f – площадь перерезания ствола одним отверстием (f = 8,0 см2).
Подставив в вышеприведенную формулу значения F, f и выполнив соответствующие преобразования, получим:
где k – коэффициент нагрузки деревьев (при долгосрочной подсочке продолжительностью более трех лет k = 0,00313, при краткосрочной продолжительностью до трех лет включительно k = 0,00438).
В подготовленный канал вставляют металлический или деревянный желобок, который должен быть плотно пригнан к стенкам канала, чтобы избежать просачивания сока. Затем к дереву ставят сокоприемник – вымытую в горячей воде стеклянную трехлитровую банку, закрытую сверху полиэтиленовой крышкой с отверстием в центре, куда помешен конец резиновой трубки длиной 25…30 см (рисунок 1). В последние годы вместо стеклобаллона на желобке для сбора сока закрепляют полиэтиленовый мешочек. Добыча сока закрытым способом исключает его загрязнение посторонними примесями и попадание осадков.
Рисунок 1 – Схема установки сокоприёмника при подсочке березы: 1 – желобок, 2 – резиновая трубка, 3 – полиэтиленовая крышка, 4 – сокоприёмник
Различают три способа подсочки: открытый, полузакрытый и закрытый.
Открытый способ не предотвращает возможности попадания и в сок воды, снега, различных примесей как через желобки для сбора сока, т.ч. и непосредственно в сокоприёмники. При открытом способе подсочки в дождливые дни резко снижается качество сока.
Полузакрытый способ предполагает сочетание открытых приспособлений для сбора сока с закрытыми сокоприёмниками. В этом случае исключается возможность загрязнения сока механическими примесями, но не предотвращается попадание в него воды.
Закрытый способ заключается в полной изоляции, как приспособлений, так и сокосборников, что практически предотвращает возможность попадания в сок воды, снега и различных механических примесей.
При открытом способе добычи сока используют полукруглые металлические желобки. Их забивают в кору деревьев с небольшим наклоном к земле. Как правило, под желобки ставят сокоприёмники в виде стеклянных банок. В этом случае в дождливые дни вода, стекая по стволу дерева, попадает на желобки и в сокоприёмники. Кроме того, в сок могут попасть различные механические примеси, например кусочки коры и насекомые. В ночное время в дни интенсивного соковыделения происходит быстрое наполнение сокоприёмников, что влечет за собой переливание сока через края банок. Таким образом, открытый способ сбора сока является простым, но недостаточно совершенным.
При полузакрытом способе сбора сока используют сконструированные желобки, которые забивают в кору деревьев, отступая вниз от подсочных каналов на 20…30 мм. На свободный конец приспособлений надевают шланг, свободный конец которого вставляют в полиэтиленовую крышку с отверстием в центре, закрывающую сокоприёмник. При таком способе предотвращается попадание в приёмник посторонних примесей, но возможно попадание в сок дождевой воды.
При закрытом способе сбора сока используют приспособления, вставляемые в подсочные каналы или забиваемые в кору вокруг них. На свободный конец приспособлений надевается резиновый шланг диаметром 4 мм. Другой конец шланга в одном случае вставляют в полиэтиленовую крышку с отверстием в центре, закрывающую сокоприёмник, а в другом – на свободный конец приспособления надевают обслуживающие шланги, которые присоединяют к шлангам – усам. С помощью последних биогруппы деревьев присоединяют к шлангам-веткам, из которых сок транспортируется в магистральный сокопровод, а оттуда в сокосборник. Между собой шланги соединяются 3…5 канальными соединителями. Такой способ сбора сока без применения индивидуальных сокоприёмников называется централизованным. При рассматриваемом способе сбора сока повышается его санитарное состояние в 1,3…1,6 раза, снижается себестоимость заготовляемой продукции.
Признаком окончания подсочного сезона является помутнение сока и значительное снижение его выхода в расчете на канал и дерево. С этого момента приступают к проведению заключительных работ: уборке сокоприёмников и желобков, чистке и упаковке подсочного оборудования, промазке каналов живичной пастой в целях предохранения дерева от развития гнилей.
Для приготовления живичной пасты в железное ведро загружают сосновую живицу из расчета 5 г живицы на 1 канал, ведро ставят на тлеющие угли, и живица расплавляется до жидкого состояния. Затем с поверхности живицы удаляют сор и другие примеси, добавляют древесную золу из расчета 15…20 % от массы живицы, перемешивают эту массу и через 12…20 мин снимают с углей. Охлажденную пасту вносят в канал указательным пальцем правой руки, равномерно размазывая ее по внутренним стенкам канала.
1. Дать определение пасоки.
2. Химический состав пасоки.
3. Значение березового сока.
4. Признаки начала и окончания сокодвижения.
5. Формула, по которой определяется математическая зависимость сокопродуктивности деревьев от их диаметра.
6. Факторы, влияющие на сокопродуктивность.
7. Участки леса, на которых допускается заготовка березового сока.
8. Дать определение биологической и производственной сокопродуктивности.
9. Зависимость сокопродуктивности от высоты расположения канала.
10. Технологический процесс подсочки березы.
11. Способы подсочки лиственных пород.
12. Признак окончания подсочного сезона.
13. Заключительные работы после проведения подсочки.