Сосна обыкновенная: подробное описание и свойства деревьев вида Pinus sylvestris

Сосна обыкновенная (лат. Pinus sylvestris) – это вечнозеленое хвойное дерево семейства Сосновые (Pinaceae). Менее распространенное русскоязычное название – сосна лесная. В англоязычной литературе для этого вида используют наименования шотландская, европейская красная или балтийская сосна.

Среднее соотношение частей сосны обыкновенной: ствол — 65-77%, корни — 15-25%, ветвей — 8-10%.

Общемировой ареал

Сосна обыкновенная — самый часто встречаемый представитель рода Pinus в мире и второй по распространенности хвойный вид после можжевельника обыкновенного (Juniperus communis).

Распространенность сосны обыкновенной на территории Евразии

Данный вид произрастает по всей Евразии: от Испании на западе до дальнего востока. С точки зрения широты его можно найти от северной Скандинавии (70° с.ш.) до гор Сьерра-Невада на юге Испании (37° с.ш.). Сосна обыкновенная растет на разных высотах: на севере своего ареала она может подниматься на высоту до 1000 метров н.у.м.; на юге, в частности на Кавказе, это дерево способно расти на высоте более 2600 метров н.у.м.

Вид Pinus sylvestris также широко произрастает в Соединенных Штатах, особенно на северо-востоке, в Озерных штатах, в центральных штатах и на северо-западе Тихого океана. В Европе сосна обыкновенная занимает более 20% от площади всех продуктивных лесов.

Размеры

В среднем сосна обыкновенная вырастает на 23-27 м, но может достигать и более 40 м. Высота деревьев зависит от особенностей почв и климатических условий. Так, самые высокие экземпляры сосны обыкновенной – до 45-50 м – произрастают в районе южного побережья Балтийского моря.

Ствол

Стволы деревьев, которые растут относительно плотными насаждениями, стройные, прямые, высокоочищенные от сучьев. Отдельностоящие сосны или те, которые растут в разреженных насаждениях, имеют более сучковатый ствол и сильнее сужаются от комля к вершине; также эти деревья менее высокие. Это вполне естественно, поскольку в плотных насаждениях деревьям нужно конкурировать за солнечный свет, что и заставляет их вытягиваться в длину. Максимальный диаметр ствола – 100-120 см.

Кора

Кора на разных частях ствола зрелого дерева отличается цветом и структурой — это отличительная особенность сосны обыкновенной. У основания она красновато-бурая, почти серая; с возрастом становится толще и приобретает грубые борозды. В верхней части ствола, а также на крупных ветвях, кора желтовато-красная, тонкая и гладкая, с характерным пластинчатым отслаиванием. В среднем толщина коры составляет 10–12% от общего диаметра ствола.

Кара зрелого дерева в комлевой части (слева) и у вершины (справа)

Крона

Формирование кроны у сосны обыкновенной имеет свои особенности. У молодых деревьев она конусовидная. Форма кроны у зрелых деревьев – округлая и более широкая. В старости – приобретает зонтиковидный или плоский вид. На формирование кроны влияет не только возраст, но и динамика роста осевого и боковых побегов.

Корневая система

У деревьев pinus sylvestris очень пластичная корневая система, которая умеет адаптироваться под разные условия. Деревья, произрастающие на плотных почвах, имеют хорошо развитый главный корень, который уходит глубоко в землю. Сосны, растущие на песчаных почвах, помимо главного корня, имеют хорошо развитые боковые корни, они отличаются поверхностным залеганием и расходятся далеко в стороны. Деревья, растущие на болотистых почвах, удерживаются по большей части боковыми корнями, основной корень у них развит плохо.

Обнажившиеся корни взрослой сосны в Истаде, Швеция

Как быстро растет сосна?

Сосна обыкновенная – быстрорастущее дерево. Максимальный прирост в высоту происходит в возрасте 15-20 лет на плодородных почвах, и в 25 лет — на менее подходящих для этого дерева грунтах. После 45-50 лет прирост по высоте замедляется, а спустя некоторое время и вовсе прекращается. При этом в диаметре сосна обыкновенная продолжает прибавлять на протяжении всей своей жизни.

Сколько живет сосна?

Продолжительность жизни сосны обыкновенной в среднем составляет 300—350 лет. В северных районах этот показатель значительно выше – 450 и более лет. Рекордсменом-долгожителем является сосна обыкновенная, растущая в Лапландии, которой, по мнению исследователей, более 750 лет³.

Хвоя (иголки) сосны

Сизовато-зеленые иголки расположены парами, обычно слегка закручены и довольно длинные — 5-7 см. Это основные признаки, которые помогают отличить сосну обыкновенную от других хвойных деревьев. Сверху хвоинки выпуклые, снизу — плоские. Такой профиль придает иголкам дополнительную жесткость. Как и другие хвойные, сосновые иголки имеют восковую оболочку – кутикулу. Этот слой защищает хвоинки от избыточной потери влаги и делает дерево хорошо приспособленным к холоду и засухе. Продолжительность жизни хвои сосны обыкновенной не менее 2 лет, а в некоторых случаях — до 6 лет. Сосновые хвоинки опадают вместе с небольшим укороченным побегом, поэтому опавшие иголки всегда соединены по две.

Сосна обыкновенная – однодомный вид, на котором развиваются и мужские, и женские органы размножения (шишки)*. Они появляются весной на молодых ветках.

1. Мужские шишки собраны в плотную группу у основания нового побега.
   2. Открывшаяся мужская (пыльцевая) шишка.
   3. Созревающая женская шишка через год после опыления.
   4. Одеревеневшая женская шишка через два года после опыления.
   5. Молодая женская шишка.
   6. Чешуя зрелой шишки, с двумя семяпочками (слева) и рассыпными семенами (справа).
   7. Всход.

Зеленовато-желтые или красноватые колоски длиной 5—7 мм, кучно собранные у оснований молодых побегов текущего года, – это т. н. мужские шишки (микростробилы). Они формируются на 2—3 дня раньше, чем женские. Мужские шишки являются пыльцевыми — они имеют тычинки с двумя пыльниками, которые вскрываются через продольную щель.

Женские шишки (мегастробилы) появляются на кончиках новых сильных побегов и приобретают розово-пурпурный оттенок. Они расположены одиночно или группируются по 2-3 штуки в верхней части побега.

Сосна – ветроопыляемый вид. Опыление происходит весной — желтоватая пыльца, сформированная в мужских шишках, разносится ветром. Оплодотворение наступает летом на следующий год, фактически через полтора года.

Мужские шишки сосны и молодая женская шишка

Женские шишки проходят следующий цикл развития: сначала они становятся зелеными, приобретают продолговатую коническую форму размером 5-8 см, затем становятся коричневыми и одревесневают. Чешуйки шишек имеют почти ромбическую форму и в них развиваются семена (по две семяпочки внутри каждой). Сосновые семена — удлиненно-яйцевидной формы, длиной 3-4 мм, цвет – черноватый или серый; крылатка в три раза длиннее семени, легко отделяется. В каждой созревшей шишке насчитывается по 15-45 семян.

Зрелым одеревеневшим шишкам требуются чередующиеся периоды сухой и влажной погоды, чтобы раскрыться и сбросить семена с пленчатыми крылышками, которые разносятся ветром от родительского дерева — так сосна обыкновенная размножается. Лет семян происходит, начиная с ранней весны (март-апрель).

* Некоторые взрослые деревья иногда могут иметь только мужские или только женские шишки.

Когда начинает плодоносить сосна?

Сосна обыкновенная начинает плодоносить с раннего возраста. Отдельностоящие деревья вступают в пору плодоношения с 10- или 15-летнего возраста, они начинают пылить и давать вполне всхожие сеянцы. В плотных древостоях период плодоношения наступает позже: сосны начинают пылить с 20–25 лет. В зависимости от комфортности климата и качества почв, деревья плодоносят чаще и обильнее или реже и менее продуктивно. Четкой периодичности урожайности у сосны обыкновенной нет.

Этот вид сосны можно считать уникальным по его приспособляемости к самым разным условиям произрастания. Такая неприхотливость к климату и почвам, конечно, отложили отпечаток на сосну обыкновенную, сформировав много морфологических и экологических вариаций этого дерева. Дендрологи до сих пор ведут дискуссии, сколько отдельных подвидов Pinus sylvestris следует распознавать.

Дерево может сильно различаться по форме на всем ареале. Например, разновидность, названная меловой, встречается на меловых обнажениях и выходах мергеля в Брянской и Белгородской областях, и отличается мелкими шишками и короткими светло-зелеными иглами, а карликовая разновидность растет по глубоким сфагновым болотам. У сосны обыкновенной имеются формы с пирамидальной и плакучей кроной, с золотистой, серебристой и беловатой окраской хвои у молодых побегов, с корой пластинчатой и чешуевидной.

Несмотря на существование формового разнообразия, сосну обыкновенную никогда не составит труда узнать по характерным видовым особенностям, которые мы описали выше: по шишкам и парным хвоинкам, по хорошо выраженному мутовчатому и ярусному расположению редких ветвей, образующих сквозистую крону; по своеобразной коре, которая в верхней части ствола тонкая, оранжевая, а в нижней – толстая и переходит в контрастный красновато-бурый цвет.

Сосна обыкновенная, как и многие хвойные, – это дерево выживальщик. Она обладает ярко выраженной засухоустойчивостью, а также хорошей морозостойкостью, неприхотлива к водоснабжению и может расти на самых бедных песчаных почвах, на каменистых горных породах, меловых отложениях и даже заселять кислые высокогорные болота. Но лучше это дерево растет на свежих супесчаных и легкосуглинистых почвах, хорошая динамика произрастания также прослеживается на деградированных черноземах. Сосна обыкновенная является породой-пионером, т. е. она может заселяться первой на пустынных участках, например, после пожарищ, но при условии низкой конкуренции с другими породами деревьев.

Сосна обыкновенная – светолюбивое растение. Для нормального произрастания большинству сосновых деревьев нужна хорошая инсоляция. При этом светолюбивыми являются далеко не все деревья этого вида. К свету требовательны сосны, растущие на севере и в горах, обычно на бедных питательными веществами участках. В южных районах своего ареала сосна обыкновенная требует определенного оттенения, без этого подрост деревьев часто просто выгорает на открытых участках.

Сосна обыкновенная образует как чистые насаждения, так и растет вместе с другими породами. Ее можно найти среди таких деревьев, как дуб, бук, осина и береза, а также среди хвойных пород, включая ель, лиственницу, пихту и других видов сосен.

При всей своей выносливости, сосна обыкновенная плохо справляется с загрязнением атмосферы и солеными морскими ветрами, это связано с уже упомянутым разрушением кутикулы – восковой оболочки хвоинок. Также на плодородных почвах сосну обыкновенную часто вытесняют другие виды, обычно ели или широколиственные породы.

Различия в окрасе слоев, а также контрастный переход между ядровой часть и заболонью создают выразительные текстурные рисунки на поверхности сосновой древесины.

Сосна обыкновенная – ядровая порода. На торцевом спиле ствола четко видна граница перехода между твердым розоватым или буро-красным ядром и заболонью (периферией желтовато-белого цвета). Древесина отличается прямослойностью, имеет относительно небольшой вес, смолистая, прочная, хорошо поддается обработке режущим инструментом, но плохо гнется. Эти качества в сочетании с доступностью сделали сосну обыкновенную самой востребованной породой для заготовки строительных пиломатериалов.

На спилах сосны четко видны годичные слои – зоны ранней и поздней древесины. Ранняя часть годового слоя – это светлые и широкие кольца, они обладают меньшей плотностью. Поздняя древесина – это узкие и темные кольца, эти структуры более плотные и определяют основные физико-механические свойства древесины. Сосна обыкновенная — порода с низкой равноплотностью и высокой анизотропией (об этом ниже). Структура древесины имеет крупные смоляные каналы, которые находятся по большей части в поздней древесине (темных годичных зонах).

Химический состав сосны

Древесина сосны обыкновенной на половину (49,6%) представлена углеродом, 44% припадает на кислород и азот, 6,4% – водород. По химическому составу: 42,9% – целлюлоза, 10,8% – пентозаны, 29,5% – лигнин, 12,8% – гексозаны, 3,2% – смолистые вещества, а также 1,8% – другие водорастворимые  вещества⁴.

Плотность древесины

Сосна обыкновенная – порода с низкой плотностью древесины. В сухом состоянии (стандартные 8-12%) ее плотность составляет 470-480 кг/м³. Для сравнения, породы со средней плотностью имеют показатели от 550 до 740 кг/м³, например, это древесина лиственницы, тиса, березы повислой и т. д. Древесина с высокой плотностью – это породы с коэффициентом более 750 кг/м³. Сосна относительно хорошо удерживает крепеж – гвозди, шурупы, саморезы – эта способность напрямую соотносится с плотностью древесины.

Физико-механические характеристики сосны неодинаковы в разных частях ствола. Так, плотность древесины в районе комля выше, и уменьшается к вершине. Также она снижается от центра к периферии, причем отдельно у ядра, и отдельно у заболони.

Какая сосна лучше для строительства?

Число годовых слоев на 1 см у сосны может быть от 3 до 25. Это зависит от условий, в которых росло дерево: характера почв, температурных показателей, влажности и пр. Чем плотнее расположены годичные кольца, тем выше плотность и прочность древесины. Таким образом  физико-механические характеристики во многом зависят от области произрастания пиловочника. Более прочная древесина у тех сосен, которые росли в суровых климатических условиях. Так, сосны обыкновенные, растущие в северных районах, могут иметь до 12 годичных слоев на один сантиметр. У деревьев из более комфортных климатических зон в среднем  4-6 годичных слоя на 1 см.

Стойкость сосны к гниению

По стойкости к загниванию сосна обыкновенная относится к первой группе (стойкая древесина), наравне с лиственницей (9,1), дубом (5,2), ясенем (4,9). Относительная стойкость ядра сосновой древесины – 4,6, заболони – 4,0.

1. Мостовые лаги из сосны (приблизительный возраст – 1000 лет).
   2. Сосновая мостовая одного из городов Киевской Руси.

Вместе с тем сосновая древесина подвержена поражению деревоокрашивающими грибами, которые приводят к появлению синих и зеленых пятен. Особенно сильно этому подвержен сырой сосновый пиловочник.

Усушка и разбухание

Сосновая древесина – умеренно усыхающая. Коэффициенты усушки/разбухания для этой породы составляют:

• по объему: 0,44% (усушка) / 0,51 % (разбухание);
• по радиальному направлению – 0,17% (у.) / 0,18 % (р.);
• по тангенциальному – 0,28% (у.) / 0,31 % (р.).

Сколько весит куб сосны?

В сухом состоянии (8-12% влажности) куб сосны весит 470-480 кг. Плотность сырой древесины выше, поэтому 1 кубический метр свежей сосны будет ощутимо тяжелее – 820 кг. При средней влажности (25%) этот же объем древесины будет весить 540 кг.

Сколько весит доска из сосны?

Чтобы узнать вес одной доски, нужно ее плотность (кг/м³) умножить на объем (м³):

m = ρ * V

Быстро узнать объем конкретной доски помогут наш калькулятор или таблицы. То же самое можно сделать вручную, применив форму:

V доски = длина (м)* ширина (м) * высота (м)

Лиственница или сосна: что лучше?

Лиственница превосходит сосну по всем физико-механическим характеристикам – вот сравнительная таблица с характеристиками основных видов хвойных: лиственницы, сосны, ели и пихты.

Сосна, лиственница, если и пихта – сравнение характеристик

Многие задаются вопросом, почему самой популярной лесозаготовочной породой в Европе является сосна, а не лиственница, которая превосходит все хвойные по характеристикам и запасы которой в два раза больше сосновых?

Это объясняется рядом причин. Во-первых, основные запасы лиственниц произрастают в труднодоступных местах, где нет возможности наладить транспортировку от мест рубки к местам переработки. Все значительно усложняет и то, что плотная лиственничная древесина тонет в воде и ее невозможно сплавлять по рекам. Поэтому большую часть запасов причисляются к резервным.

Кроме проблем с заготовкой серьезные трудности возникают на этапе обработки. Помимо того, что лиственница сама по себе очень плотная, высокое содержание смол и камеди сильно усложняют раскрой пиломатериалов. Лиственничные бревна быстро засмаливают пилы, забивают и тупят их зубья. Но и это не все. Высокие внутренние напряжения, возникающие при сушке, приводят к тому, что значительный процент пиломатериалов, добытых и заготовленных с таким большим трудом, оказывается подвержен растрескиванию и деформациям.

Древесина сосны обладает сильно выраженными анизотропными свойствами. Это значит, что ее механические свойства неодинаковы в разных направлениях, тангенциальном и радиальном. В таблице представлены основные механические характеристики сосновой древесины с учетом анизотропных свойств.

Механические свойства сосновой древесины: таблица

Большое распространение и значительные запасы сосны обыкновенной свидетельствуют о ее важном хозяйственном значении. Это основная лесозаготовительная порода в Европе. Сосна обыкновенная является смоло-, танидосодержащим, жиро — и эфиромасличным растением. Она обладает высокими фитонцидными свойствами, декоративным и фитомелиоративным значением.

Строительство

Основная область применения сосновой древесины – изготовление пиломатериалов. Сосновые доска, брус, оцилиндрованное бревно – самые востребованные в индивидуальном и промышленном строительстве. В частном хозяйстве этот пиломатериал идет на стропила, лестницы, оконные коробки, двери, полы и т. д. В промышленном строительстве из сосны изготавливают фермы, балки, шпалы, столбы и множество других конструкций. Дешевизна, доступность, высокая прочность и жесткость сосны при относительно небольшой массе делают ее строительной древесиной номер один.

Мебель, плитные материалы и другие изделия

Сосна – самый ходовой материал для изготовления мебели. В столярных целях ее используют в виде цельного массива или как клееный щит. Клееный брус из сосны – доступный и надежный материал для изготовления современных деревянных окон со стеклопакетом. Из соснового шпона делают фанеру, а щепу применяют в качестве основного при производстве разных древесно-стружечных плит. Сосна идет на изготовление музыкальных инструментов (балалайки, мандолины), а также на создание клавиатурных дощечек клавишных.

Производство

Уксус, деготь, уголь. Путем сухой перегонки из сосны получают древесный уксус и деготь, в перегонном аппарате при этом остается отходный продукт (уголь), из него производят всем известный активированный уголь. Деготь и активированный уголь используют в медицине. Последний помимо прочего применяют для обесцвечивания жидкостей, удаления из них запахов, а также им заполняют противогазы.

Производство бумаги. Древесина сосны содержит до 54 % целлюлозы, технический выход ее составляет до 39 %, содержание смолы — до 3,5 %. Из соснового сырья делают качественную бумагу, причем в некоторых странах, таких как Германия, сосна является незаменимой из экологических соображений. Благодаря длинным древесным волокнам (2,6— 4,4 мм) качество бумаги очень высокое.

Масла и дубильные вещества. Из семян сосны обыкновенной прессованием или экстрагированием получают жирное высыхающее масло, которое используют для производства олифы. Из хвои сосны путем перегонки с водой получают эфирное масло, которое применяют в медицине. Сосна обыкновенная — танидоносное растение. Ее кора содержит 4— 10 % дубильных веществ. С увеличением возраста содержание танидов уменьшается.

Продукты переработки живицы

Из сосны обыкновенной собирают живицу, из которой получают скипидар и канифоль. Скипидар используют для производства лаков, красок, духов, технической камфары, которая необходима для изготовления пластмасс, тканей,  а также в резиновой и фармацевтической промышленности. Канифоль сосны используют для проклейки бумаги, пайки, ей натирают смычки струнных музыкальных инструментов. Низкие сорта канифоли идут на изготовление смазок. Живицу, смолу, скипидар и канифоль применяют также в медицине.

Из древесных щепок (главным образом пней и корневых частей) путем экстракции бензином или другими растворителями с последующей перегонкой с водяным паром получают так называемый экстракционный или паровой скипидар. Его качество хуже, чем скипидара из живицы. Аналогичным способом добывают канифоль.

Пищевая промышленность

Пищевую промышленность сосна обыкновенная обеспечивает ванилином, который выделяют из камбиального слоя ствола и ветвей.

Текстиль

После удаления эфирного масла из хвои сосны получают сосновую или лесную шерсть. Выход волокна 13-15 %. Его используют в смеси с отходами хлопка или с шерстью для получения пряжи, из которой изготавливают фланель и одеяла. Сосновая вата с примесью бумажных нитей идет на изготовление матов и подстилок, а с коноплей и льном — веревок и канатов.

Озеленение и экология

Как декоративное растение сосну обыкновенную высаживают одиночными и групповыми насаждениями, а также массивами (борами) в парках. Благодаря декоративному разнообразию крон (пирамидальная, плакучая, зонтичная) сосна находит широкое применение в ландшафтном дизайне.

Сосна обыкновенная имеет важное лесомелиоративное значение. Она способна расти на песчаных неплодородных почвах, неприхотлива к влаге, быстрорастущая, — все это делает ее незаменимой породой для облесения песков и других бедных почв. Измельченной корой сосны, засыпанной в специальные емкости из нейлона, очищают воду в озерах и морях, загрязненных нефтепродуктами.

Как фитонцидное растение она имеет санитарно-гигиеническое значение: под воздействием сосновых эфиров воздух в насаждениях ионизируется, а некоторые болезнетворные бактерии (стафилококки) – погибают.

Сельское хозяйство

Из хвои сосны изготавливают хвойно-витаминную муку для животных. Такой корм отличается высокой питательностью, а также используется как профилактическое средство против некоторых заболеваний и авитаминозов у сельскохозяйственных пород животных. Сосновая древесина, с ее высокой теплотой сгорания, является высококачественным видом дров. Особенно хорошо горят дрова из старых деревьев, которые содержат много смолы.

В живой природе сосне обыкновенной досаждают в основном грибки и насекомые.

Патогенные микроорганизмы могут становиться серьезной проблемой в больших насаждениях. В частности, грибки-патогены Fusarium и Alternaria могут вызывать высокую смертность всходов. Стыковая гниль зрелых деревьев может быть вызвана опятами (Armillaria) и трутовиком (Fomes).

Обыкновенный сосновый пилильщик (Diprion pini) и рыжий пилильщик (Neodiprion sertifer) могут вызывать сильную дефолиацию, когда сосна желтеет и осыпается. Большой сосновый долгоносик (Hylobius abietis ) — один из самых серьезных вредителей, поражающий молодые хвойные леса. Сосне обыкновенной также досаждает большой еловый короед (Ips typographus), который помимо прочего может быть переносчиком различных грибковых патогенов.

Сосновая шерстистая тля (Pineus pini) питается листвой и молодыми побегами. Дефолиация кроны может быть вызвана личинками некоторых чешуекрылых: наиболее опасными являются пяденица сосновая (Bupalus piniarius), совка сосновая (Panolis flammea) и шелкопряд-монашенка (Lymantria monacha).

Листья, побеги и кору сосны поедают различные животные, в том числе овцы, олени, кролики и белки.