Fierskog som vedråvr Christin Lundgren 1
De senste 1 åren hr en rd forskningsinstser gjorts som fokusert på råvrns kvlitet och egenskper. Mätmetoder för ved- och fieregenskper hr utvecklts och mn hr intressert sig för egenskpern och ståndorten likväl som virkets kvlitet för sågd vr och i ökd utsträckning mss och ppper. Snvuxen s.k. åkermrksgrn, hr studerts och jämförelser melln frodvuxn och senvuxn mteril hr gjorts. Tillväxt och kvlitet hr vrit ord runt vilk mn rest frågetecken. Idéer om ett mer intensivt skogsruk med tät gödslingr och ännu högre tillväxt leder givetvis till frågor om virkets kvlitet. Kommer en volymökning ge en sustntiell ökning v fierråvr eller producers r luft? Kommer firern tt dug till ppper eller är de som upplåst llonger med fierväggr som r trss sönder? Kommer vi tt få en fier som vi känner igen som en grnfier eller kommer vi få en helt ny typ v råvr? I så fll, kn vi hnter den i industrin? I Fierskog etpp 1 hr virke från näringsoptimeringsförsöken i As och Flkliden nlyserts med vseende på ved- och fieregenskper för tt utrön kvliteten som mssråvr. En grundhypotes hr vrit tt eftersom skötselprogrmmen i As och Flkliden är extrem jämfört med vd som kommer tt vr genomförrt i ett prktiskt fierskogsruk kommer resultten indiker inom vilk rmr virket från en i prktisk fierskogsodling kommer tt ligg. I Fierskog etpp hr prediktiv modeller för fieregenskper utvecklts för tt kunn nvänds tillsmmns med tillväxtmodeller för fierskogsodling. En intervjuundersökning riktd mot mssindustrin hr också genomförts för tt krtlägg industrins inställning till virke v den här typen. Den här rpporten redovisr i tre kpitel resultten från dess moment: 1. Ved- och fieregenskper från As och Flkliden. Modeller för ved- och fieregenskper npssningr och tester 3. Fierskog och mss och ppper 1. Ved- och fieregenskper från As och Flkliden Inledning Grnved utgörs till c 9 % v trkeider. I mss- och ppperssmmnhng nvänds ordet firer om rrvedstrkeider och så även i dett dokument. Vedegenskper och fiertvärsnitt från näringsoptimeringsförsöken i As och Flkliden mättes och nlyserdes för tt studer effekten v intensiv gödsling och hög tillväxt på veden och firern. Fullständig resultt finns i Lundgren (3), (vhndling) och Lundgren ( och ). Hur ilds veden och firern? För tt tolk resultten från ved- och fierstudiern är det r tt h någr grundläggnde vedildningsprinciper i minnet. Ved är en inhomogen råvr; egenskpern hos en it ved och en enskild fier eror l.. på vr i stmmen fiern hr ildts. Den störst vrition finns inom årsringen eftersom det är stor skillnd melln vår- och sommrved. Näst käll till
vrition är skillnden melln juvenil ved och mogen ved. Virket som ilds i årsringrn närmst märgen, juvenilveden, skiljer sig från veden längre ut. Dett eror på tt tillväxtzonen, kmiet, utveckls och mognr utåt från märg. En viss förändring äger också rum i höjdled vilket inneär tt kmiet mognr snre och ildr mogen ved fortre högre upp i stmmen. Vedegenskper t.ex. fierns storlek, cellväggens tjocklek och veddensiteten följer sålund ett mönster från märg och ut där vi hr sml, kort firer med tunn cellväggr och därigenom lägre veddensitet när märg. Det här grundmönstret kn modifiers genom tt regler tillväxten på olik sätt genom skogsskötsel. Mteril och metoder För nlyser v ved togs prover från ogödslde, evttnde, fstgödslde och näringsevttnde försöksleden i As. I Flkliden hde enrt evttning inte gett någon tillväxtökning vrför det evttnde ledet inte togs med i mterilet från Flkliden. Borrkärnor med 1 mm dimeter togs i rösthöjd på slumpvis utvld träd per försöksled. Ur orrkärnorn sågdes provitr x mm från märg till rk och den mm red tvärsnittsytn finslipdes för tt möjliggör ildnlys v ytn. Firerns tvärsnittdimensioner. (Figur 1) mättes med SilviScn, på CSIRO i Melourne, Austrlien. SilviScn är en pprt konstruerd för tt snt kunn mät fierdimensioner på hel träitr d.v.s. utn tt seprer firern vilket möjliggör nlyser med hänsyn tgen till firerns exkt läge i stmmen. Tvärsnittsdimensioner; cellväggstjocklek, rdiell och tngentiell fierredd smt densitet och mikrofirillvinkeln mättes vr.5: e mm i rdiell riktning och medelvärden per årsring räkndes ut. Figur 1. Exempel på prov som mättes i SilviScn, vy från ovn. Den vertikl linjen mrkerr årsringen som ilddes 19; året då ehndlingrn inleddes i Flkliden. Övre provet kommer från näringsevttningen (IL) och den undre från kontrollen (C). Värden nlyserdes med vrinsnlysmodell där effektern v läge i stmmen från märg och ut, årsringsredd, årsringsnummer från märg, ehndling (gödslt eller inte/evttnt eller inte) testdes simultnt. Resultt och diskussion Smtlig kurvor i figur 1- illustrerr ved- och fieregenskperns utveckling från juvenil till mogen ved. Effekten v gödslingen och/eller evttningen läses därför ut genom tt jämför nivåern på kurvorn från de ehndlde ytorn mot kontrollen. 3
Densitet, cellväggstjocklek Kurvorn för densitet och årsringsredd (Figur ) är i princip spegelilder v vrndr. En tumregel säger tt en tillväxtökning på 1 % leder till en procentig minskning v densiteten och den tumregeln verkr funger även för det gödslde mterilet. Cellväggstjockleken är strkt korrelerd med densiteten och kurvorn för densitet och cellväggstjocklek liknr vrndr (Figur och Figur 3). De stor skillndern i cellväggtjocklek melln ehndlingrn indikerr tt vi hr fått en större ndel vårvedsfirer. Å rs r ings r edd sringsredd Densitet, kgm -3 5 Dens it et - s ringsredd, mm Densitet, kgm -3 5 Densitet - sringsredd, mm 3-3 - - 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 Figur. sringsredd och densitet för As () och Flkliden (). Kurvorn är i stor delr spegelilder v vrndr. = oehndld kontroll, = fstgödsling, = näringsevttning, =evttning..... Cellväggstjocklek, μm.. 1. Cellväggstjocklek μm.. 1. 1. 9 9 9 9 9 1. 9 9 9 9 9 Figur 3. Cellväggstjocklek för As () och Flkliden (). = oehndld kontroll, = fstgödsling, = näringsevttning, =evttning. Firerns storlek, redd och längd Fierredden ändrs inte drmtiskt v gödsling. Den effekt på rdiell och i viss mån tngentiell fierredd som kn utläss för frmförllt Flkliden (Figur och Figur 5) eror dels på tt den ökde tillväxten gör tt vi jämför firer längre ut från märgen (F och IL) med firer närmre märg (tätvuxen kontroll) Effekten på den rdiell fierredden eror givetvis också på tt ndelen stor vårvedsfirer hr ökt.
Vedmätningr gjord i Finlnd (Mäkinen m.fl. ) visr tt de gödslde firern från Flkliden lev c 15 % kortre än firern från kontrollen. Det eror på den ökde ktiviteten i kmiet vid sn tillväxt. 3 3 3 3 3 3 Rdiell fierredd, μm 3 Rdiell fierredd, μm 3 ( ) 1 9 9 9 9 9 1 9 9 9 9 9 Figur. Rdiell fierredd för As () och Flkliden (). = oehndld kontroll, = fstgödsling, = näringsevttning, =evttning. 9 9 Tngentiell fierredd, μm 5 3 Tngentiell fierredd, μm 5 3 1 9 9 9 9 9 1 9 9 9 9 9 Figur 5. Tngentiell fierredd för As () och Flkliden (). = oehndld kontroll, = fstgödsling, = näringsevttning, =evttning. Mikrofirillvinkel och styrk Mikrofirillvinkeln ligger på en högre nivå för de ehndlde estånden. Dett smmntget med lägre densitet leder till en lägre elsticitetsmodul för de gödslde träden. Grenfrekvensen ökde med gödsling liksom storleken på grenrn. Dett inneär tt hållfstheten sjunker ytterligre för de snvuxn gödslde estånden. Grenvolymen i reltion till stmvedsvolymen vr dock konstnt (Mäkinen m.fl. 1) vilket inneär tt denn prmeter inte ör påverk utnyttjndet för mssindustrin. 5
MFA, O 1 1 1 1 1 9 9 9 9 9 MF A, o ( ) 1 1 1 1 1 9 9 9 9 9 Figur. Mikrofirillvinkel för As () och Flkliden (). = oehndld kontroll, = fstgödsling, = näringsevttning, =evttning. 1 13 1 13 Elsticitetsmodul, GP 1 11 1 9 9 9 9 9 9 Elsticitetsmodul, GP 1 11 1 9 ( ) 9 9 9 9 9 Figur. Elsticitetsmodul kvistfritt virke för As () och Flkliden (). = oehndld kontroll, = fstgödsling, = näringsevttning, =evttning. Fördelningr Medelvärden per årsring säger inte llt om hur fierråvrn ser ut, speciellt inte i de fll då firern inte följer en symmetrisk normlfördelning. För tt få en ild v hur mycket firer vi får och hur de ser ut hr distriutionern studerts. Figur visr fördelningen v firer enligt cellväggstjocklek för As. Kurvorn är viktde så tt mn direkt i grfen sk kunn jämför fierutfllet i den oehndlde kontrollen med fierutfllet för näringsevttningen. I stort är distriutionerns läge smm för de två försöksleden. Figuren visr förekomst v något tunnre fierväggr i näringsevttningen smtidigt som de llr tjockste cellväggrn skns. Frmförllt ger näringsevttningen fler vårvedsfirer. Här viss exemplet för As men mönstret för Flkliden är i stort smm. Figur 9 visr fierreddsfördelningen för Flkliden. De olik försöksleden hr producert ungefär lik mycket sommrved. Näringsevttningen hr däremot ökt mängden vårvedsfirer mrknt. Vårvedsfirern från näringsevttningen är också förskjutn mot fler stor firer även om spännvidden d.v.s. minoch mxdimetern inte skiljer så mycket melln oehndlt och gödslt. Mönstret för As är liknnde.
11 1 9 Vårved Procent 5 3 1 Sommrved Cellväggstjocklek, μm Figur. Cellväggstjockleksfördelning för As, = oehndld kontroll, = näringsevttning. Vårved 5 Procent 3 Sommrved 1 1 1 1 1 3 3 3 3 3 Rdiell fierredd, μm Figur 9. Fördelning v firer enligt rdiell fierredd, Flkliden. = oehndld kontroll, = näringsevttning. Fördelningrn är viktde efter producerd volym så tt en direkt jämförelse melln ehndlingrn är möjlig. Torrsustnsproduktion Skillndern i torrsustnsproduktion lir p.g.. den lägre densiteten i ehndlingrn något mindre än skillndern i volym (Figur ).
Torrsustns, kg 5 5 35 3 5 15 1 5 C F I IL C F IL As As As As Flk Flk Flk Figur 1. Medelstmmens torrsustnsproduktion frm till 1999. Hur förklrs de effekter som finns i grfern? Ved- och fieregenskpern för ett givet mteril estäms v utvecklingen från märg och ut vilket kn nges v ntl årsringr från märg eller vstånd i mm från märg. Tillväxten uttryckt som årsringsredd är strkt korrelerd med de genomsnittlig vedegenskpern för årsringen då den i princip nger hur mycket v vårved respektive sommrved som finns. Olik egenskper hos veden och firern uppvisr lite olik smnd med dess förklrnde vriler. Densitet och cellväggstjocklek är strkt eroende v årsringsredd men årsringsredden förklrr inte llt. Eftersom ndelen sommrved ökr från märg och ut hr vståndet från märg också hr en viss effekt. Fierredden ökr från märg och ut frmförllt eroende på vstånd från märg. Ett snvuxet mteril kommer tt ligg före ett tätvuxet vid smm ålder vilket gör tt dess firer lir större tidigre. När mn jämför mterilen från de olik ehndlingrn med hänsyn tgen till de olik förklrnde vrilern återstår ing eller väldigt små skillnder melln ehndlingsleden. Det etyder tt gödslingen i sig inte hr någon större inverkn på vedildningen utn tt det frmförllt är tillväxtökningen som vgör. Syntes Ved och fieregenskper påverks v ökd tillväxt men förändringrn kn i llt väsentligt förklrs v tillväxt. Gödslingen i sig förändrr inte fiern. Tillväxtökningen på grund v gödsling ger en förskjutning mot fler firer v vårvedskrktär med tunn väggr, större dimetrr och högre mikrofirillvinkr. Firern är också kortre. I As- och Flklidenmterilet hr det snvuxn gödslde virket ved- och fieregenskper som liknr den juvenil veden men skillnden melln kontroll och gödslt är mindre än skillnden melln juvenil och mogen ved. Det etyder tt även en gnsk intensiv gödslingsregim kommer tt producer firer v en typ som finns redn idg. Eftersom det frmförllt är den ökde tillväxten som förklrr vedens förändringr är det intressnt tt sätt in onitetshöjningen i reltion till den skogmrk och råvr vi hr i Sverige
i dg. Näringsoptimeringrn i Flkliden inneär i onitetstermer en förflyttning till södr Sverige. För As inneär onitetshöjningen tt vi förflyttr oss utnför lndets gränser. 55 5 5 Skogsmrk, h 35 3 5 15 1 5 Flkliden (C) N. Norrlnd S. Norrlnd Svelnd Götlnd 5 1 15 Flkliden (F, IL) As (C) As(F) As(IL) Bonitet m 3 h -1 år -1 Figur 11. Sveriges skogsmrk fördeld på oniteter och onitetshöjningrn till följd v de olik ehndlingrn i As och Flkliden (Grunddt från Riksskogtxeringen och onitetssiffror för As och Flkliden, John Bergh, meddelnde). Dett tnkeexperiment hr dock viss egränsningr t.ex. är ndelen sommrved eroende v vegettionsperiodens längd vilket gör tt veden lir något nnorlund i olik delr v lndet. Referenser Lundgren, C. (3). Wood nd fire properties of fertilized Norwy spruce, Doctorl thesis. Silvestri Swedish University of Agriculturl Sciences. Lundgren, C. (). Cell wll thickness nd tngentil nd rdil cell dimeter of fertilized nd irrigted Norwy spruce. Silv Fennic 3(1): 95-1. Lundgren, C. (). Microfiril ngle nd density ptterns of fertilized nd irrigted Norwy spruce. Silv Fennic 3(1): 1-11. Mäkinen, H., P. Srnp, et l. (1). Effect of nutrient optimiztion on rnch chrcteristics in Pice ies (L.) Krst. Scndinvin Journl of Forest Reserch 1(): 35-3. Mäkinen, H., P. Srnpää, et l. (). Effect of growth rte in fire chrcteristics in Norwy spruce (Pice ies (L.) Krst.). Holzforschung 5(5): 9-. 9