ГЛАСНИК ШУМАРСКОГ ФАКУЛТЕТА, БЕОГРАД, 2003, бр. 88, стр BIBLID: , (2003), 88, p 7-16 Синиша Андрашев Саво Рончевић Мартин Бобинац UDK:

Транскрипт

1 ГЛАСНИК ШУМАРСКОГ ФАКУЛТЕТА, БЕОГРАД, 2003, бр. 88, стр BIBLID: , (2003), 88, p 7-16 Синиша Андрашев Саво Рончевић Мартин Бобинац UDK: 630*232.5 Оригинални научни рад УТИЦАЈ ГУСТИНЕ САДЊЕ НА ДЕБЉИНСКУ СТРУКТУРУ КЛОНОВА ЦРНИХ ТОПОЛА S 6-7 И M-1 (СЕКЦИЈА Aigeiros (Duby)) Извод: У раду се приказују параметри дебљинске структуре два клона црних топола секције Aigeiros Duby (S 6-7 и М-1) у зависности од три различита размака садње (3 3 m, 4,25 4,25 m и 6 6 m). Моделирање дебљинске структуре извшено је помоћу Weibull-ове функције вероватноће расподеле. Утврђен је утицај размака (густине) садње и клона, како на параметре, тако и на модел дебљинске структуре. Кључне речи: клонови топола, густина садње, дебљинска структура, моделовање, Weibull-ова дистрибуција EFFECT OF PLANTING DENSITY ON DIAMETER STRUCTURE OF BLACK POPLAR CLONES S 6-7 AND M-1 (section Aigeiros (Duby)) Abstract: The parameters of diameter structure of two black poplar clones in the section Aigeiros Duby (S 6-7 and M-1) are presented depending on three different spacings: 3 3 m, m and 6 6 m. Modelling of diameter structure was performed by Weibull s function of probability distribution. We determined the effect of spacing (density) and clone both on the parameters and on the model diameter structure. Key words: poplar clones, planting density, diameter structure, modelling, Weibull s distribution 1. УВОД Основни параметри успешне производње топола су: избор сорте (клона или култивара), избор одговарајуће технологије (густина садње у одређеном систему мр Синиша Андрашев, истраживач сарадник, Пољопривредни факултет, ИРЦ Институт за тополарство и ваншумско зеленило, Нови Сад др Саво Рончевић, научни сарадник, Пољопривредни факултет, ИРЦ Институт за тополарство и ваншумско зеленило, Нови Сад др Мартин Бобинац, доцент, Шумарски факултет Универзитета у Београду, Београд 7

2 Синиша Андрашев, Саво Рончевић, Мартин Бобинац размака садње, начин садње, време садње, мере неге) и избор станишта (М а р ко - в и ћ, 1980, М а р ков и ћ et al., 1997а). Увођење нових клонова топола у производњу захтева, поред познавања основних параметара производње у тополарству, и познавање развојно-производних и структурних карактеристика јер се на основу њих може детаљније сагледати развитак појединих засада. Карактеристике дебљинске структуре, дефинисане одређеним статистичким показатељима и моделима могу послужити за извођење закључака општег, а нарочито практичног значаја. У досадашњим радовима при проучавању засада клонова црних топола мало је простора поклањано појединим елементима структуре и њиховом моделовању. (М а р ко в и ћ, 1980, М а р ко в и ћ et al., 1997/а,б, Ро н ч е в и ћ, 1984, Га л и ћ, 2001). Питање дебљинске структуре u засадима клонова црних топола је посебно значајно, с обзиром да, према К р з н а р у (1987), дебљинска структура има изразити утицај на вредност састојине. Значај модела дебљинске структуре се састоји у могућности процене учешћа појединих дебљинских категорија, као једног од значајних параметара за сигурније планирање газдовања. Задатак рада је да се на једном станишту упознају структурне карактеристике два клона црних топола (S 6-7 и М-1, секције Aigeiros Duby) у три различита размака (густине) садње и прикажу могућности моделовања дебљинске структуре функцијом Weibull-а. За налажење непознатих параметара функције коришћен је одговарајући метод који омогућава њихово једноставно одређивање. 2. ОБЈЕКАТ ИСТРАЖИВАЊА И МЕТОД РАДА За истраживања је коришћен огледни засад два клона црних топола секције Aigeiros (Duby): S 6-7 (Populus deltoides) и М-1 (Populus x euramericana), основан у три различита размака садње (третмана): 3 3 m, 4,25 4,25 m и 6 6 m. Оглед се налази у Средњем Подунављу у заштићеном делу полоја, на земљишту типа флувисол. Основан је дубоком садњом до нивоа подземне воде, на дубину од 2,5 m, садницама старости две године (тип саднице 2/0). Од сваког клона је посађено 663 саднице, односно укупна површина огледног засада је износила 2,42 hа. У делу засада основаном при размаку садње 3 3 m после седме године старости предвиђена је прореда интензитета 50% (уклања се сваки други ред по дијагонали) при чему се добија размак 4,25 4,25 m. За потребе овог рада коришћен је премер два унакрсна пречника свих стабала у засаду на крају седме године старости. У циљу дефинисања дистрибуције пречника истраживаних клонoва израчунати су основни параметри дебљинске структуре: аритметичка средина (d ), квадратна средина или средњи пречник по темељници (d g ), средњи пречник доминантних стабала по темељници (d g20% ), стандардна девијација (s d ), коефицијент варијације (k v ), коефицијент асиметрије ( 3 ), коефицијент спљоштености ( 4 ), мод и медијана (Ст а м е н ков и ћ, Ву ч ко в и ћ, 1988). 8

3 Утицај густине садње на дебљинску структуру клонова црних топола S 6-7 и M-1 У раду је коришћен модел дистрибуције познатији под називом Weibull-ова функција вероватноће која добро описује дистрибуцију пречника (Z a r n o c h, D e l l, 1985, N a n a n g, 1998): c x a b f ( x) = e, b b за x а, а 0, b>0, c>0, a где су: x - прсни пречник, а - параметар положаја (location parameter), b - параметар размере или опсега (scale parameter), c - параметар облика (shape parameter). Да би се добили непознати параметри (а, b, c) примењен је метод процената (percentile estimator - PCT) предложен од Z a r n o c h -а и D e l l -а (1985). По наведеним ауторима, параметар а се налази према следећој формули: x 1 x a, x 1 x 2 где су: x 1 - минимални пречник, x 2 - други пречник у растућем низу пречника, x n - максимални пречник (ако је x 2 ближе x 1 него x n, иначе параметар а добија вредност x 1, док у случају да параметар а добије вредност мању од нуле, додељује му се вредност x 1 ). Параметар b се добија као: где [0,63 n] означава да се ради о заокруженом 63-процентном пречнику у растућем низу пречника. Параметар c се добија из следеће једначине: c b a l n l n c 1 l n l n x x ( 1, ( 1 [ n p k [ n p i x a, c где су: p n = 0,16731 и p k = 0, У циљу испитивања погодности модела да се прилагоди мереним (емпиријским) подацима, као и за међусобно поређење модела, коришћен је непараметарски тест Колмогоров-Смирнова (Н е н а д о в и ћ, 1988). 4. РЕЗУЛТАТИ ИСТРАЖИВАЊА И ДИСКУСИЈА После 7 година развоја засада истраживани размаци садње утицали су на постигнуте средње вредности пречника (d, d g, d g20% ) оба клона (табела 1). Са повећањем размака садње са 3 3 m на 6 6 m долази до повећања средњег пречника по темељници (d g ) за 16% код клона S 6-7 и 20% код клона М-1. 9

4 Синиша Андрашев, Саво Рончевић, Мартин Бобинац Табела 1. Параметри дистрибуције пречника истраживаних клонова при различитом размаку садње Table 1. Parameters of the study clone diameter distribution at different planting densities П а р а м е т а р S 6-7 М - 1 P a r a m e t e r 3 3 m 4, 2 5 4, 2 5 m 6 6 m 3 3 m 4, 2 5 4, 2 5 m П р е ж и в љ а в а њ е S u r v i v a l % 8 6, 7 9 3, 2 9 5, 1 8 9, 3 9 2, 8 c m 1 7, 5 1 9, 2 2 0, 2 1 5, 8 1 7, 9 d % 1 0 0, , , , , 3 % 1 1 0, , , , , 0 c m 1 7, 9 1 9, 8 2 0, 8 1 6, 1 1 8, 1 d g % 1 0 0, , , , , 4 % 1 1 1, , , , , 0 c m 2 2, 5 2 4, 9 2 6, 6 2 0, 0 2 1, 3 d g 2 0 % % 1 0 0, , , , , 5 % 1 1 2, , , , , 0 d m i n c m 7, 0 6, 0 6, 0 5, 0 8, 0 d m a x c m 2 8, 0 3 1, 0 2 9, 0 2 3, 0 2 5, 0 s d c m 3, 7 9 4, 6 7 5, 2 0 3, 0 5 2, 7 9 k v % 2 1, 6 2 4, 3 2 5, 8 1 9, 3 1 5, 6 3 0, , , , , , , , , , М о д c m 1 7, 0 2 2, 0 2 2, 0 1 5, 0 1 8, 0 М е д и ј а н а c m 1 8, 0 2 0, 0 2 1, 0 1 6, 0 1 8, 0 Kод сва три истраживана размака садње у наведеним условима станишта клон S 6-7 је остварио веће средње пречнике (d g ) у односу на клон М-1 од 8% (при размаку 6 6 m), па до 11% (при размаку садње 3 3 m). У истраживаном засаду утврђен је висок коефицијент варијације: код клона S 6-7 преко 20%, a код клона М-1 од 15-20%. Коефицијент асиметрије ( 3 ) указује на леву (негативну) асиметрију дебљинске структуре. Минимални пречници оба клона, у зависности од размака садње, налазе се у распону од 5-8 cm, док су максимални пречници код клона S 6-7 већи у односу на клон М-1 за 3-6 cm. Зато је коефицијент спљоштености ( 4 ) већи код клона М-1 у односу на клон S 6-7. У табели 2 су дати изравнати параметри Weibull-ове функције којом је моделована дистрибуција пречника, као и вредности D-статистике по тесту Колмогоров- Смирнова. Код оба клона и сва три размака садње (осим клона М-1 при размаку садње 3 3 m) добијени модели дистрибуције пречника не разликују се од емпиријских (мерених) вредности. Код клона М-1, у размаку садње 3 3 m одступање математичког модела од емпиријских фреквенција је осигурана само на нивоу статистичке 10

5 Утицај густине садње на дебљинску структуру клонова црних топола S 6-7 и M-1 Табела 2. Изравнати параметри Weibull-ове функције и D-статистика по тесту Колмогоров- Смирнова Table 2. Fitted parameters of Weibull s function and D-statistics by Kolmogorov-Smirnova test Деб. степен Diameter degree Број стабала (у %) Tree number (in %) S 6-7 М m 4,25 4,25 m 6 6 m 3 3 m 4,25 4,25 m 6 6 m cm А Б А Б А Б А Б А Б А Б 7,5 6,0 1,3 4,7 1,3 5,1 1,0 5,4 1,6 2,6 1,7 0,1 12,5 22,6 23,0 16,4 15,9 13,9 12,6 42,3 33,0 12,1 8,6 11,3 7,0 17,5 49,6 48,1 32,3 37,8 28,5 33,6 46,5 59,6 70,1 71,1 48,7 43,5 22,5 19,7 24,9 42,2 33,5 35,8 36,0 5,8 5,8 15,2 20,3 37,4 45,7 27,5 2,1 2,7 4,3 11,5 16,8 16,8 5,0 0,9 3, значајности 0,05, тако да се генерално може прихватити да се предложени модел дистрибуције пречника добро прилагођава емпиријским подацима. Примењени размаци садње различито се одражавају на дистрибуцију пречника оба клона топола (графикони 1 и 2). Већи размаци садње условљавају померање дистрибуције пречника стабала код оба клона у десно, ка већим пречницима. Код клона М-1 је утврђено да се дистрибуције пречника стабала код сва три размака садње статистички значајно разликују на нивоу 0,01 (таб. 3). За разлику од клона М-1, дистрибуције пречника клона S 6-7 се деле у две групе које се међусобно [%] m 4,25 4,25 m 6 6 m [cm] Графикон 1. Дистрибуција пречника клона S 6-7 Figure 1. Diameter distribution - clone S

6 Синиша Андрашев, Саво Рончевић, Мартин Бобинац статистички значајно разликују: у једној групи је размак садње 3 3 m, а у другој размаци 4,25 4,25 m и 6 6 m. Поређењем дистрибуције пречника истраживаних клонова са истим размаком садње (таб. 4) потврђена је статистички значајна разлика при размацима садње 3 3 m и 4,25 4,25 m, a при размаку садње 6 6 m статистички значајна разлика између дистрибуција пречника клонова S 6-7 и М-1 није установљена. Ово указује на различиту реакцију у погледу карактеристика раста стабала истраживаних клонова при гајењу у размацима садње 3 3 m до 4,25 4,25 m, после 7 година развоја засада. [%] m 4,25 4,25 m 6 6 m [cm] Графикон 2. Дистрибуција пречника клона М-1 Figure 2. Diameter distribution - clone M-1 Табела 3. Поређење изравнатих модела Weibull-ове функције дистрибуције пречника по тесту Колмогоров-Смирнова унутар клонова Table 3. Comparison of fitted models of Weibull s function of diameter distribution by Kolmogorov-Smirnov test intra clones Клон Clone Поређење третмана Compared treatments Израчунато Calculated D-статистика D-statistic Таблично Tabular Сигнификантност Significance Третман 1 Третман 2 D max D min D 0,05 D 0, m 4,25 4,25 m 0,0002 0,175 0,127 0,152 ** S m 6 6 m 0 0,248 0,149 0,178 *** 4,25 4,25 m 6 6 m 0,0131 0,073 0,149 0,179 NS М m 4,25 4,25 m 0 0,344 0,125 0,150 *** 3 3 m 6 6 m 0 0,492 0,155 0,186 *** 4,25 4,25 m 6 6 m 0,0047 0,292 0,156 0,187 *** 12

7 Утицај густине садње на дебљинску структуру клонова црних топола S 6-7 и M-1 Табела 4. Поређење изравнатих модела Weibull-ове функције дистрибуције пречника по тесту Колмогоров-Смирнова унутар размака садње Table 4. Comparison of fitted models of Weibull s function of diameter distribution by Kolmogorov-Smirnov test within the spacings Размак сад. Spacing Поређење клонова Compared clones Израчунато Calculated D-статистика D-statistic Таблично Tabular Сигни кантн Sign canc Клон 1 Клон 2 Clone 1 Clone 2 D max D min D 0,05 D 0, m S 6-7 М-1 0,242 0,0002 0,125 0,150 *** 4,25 4,25 m S 6-7 М-1 0,280 0,0881 0,127 0,152 *** Добијени модели дистрибуције пречника послужили су да се израчунају теоретске расподеле учесталости броја стабала по дебљинским степенима ширине 5 cm (табела 5). Са практичног аспекта значајно је нагласити различито учешће стабала у дебљинским степенима преко 20 cm, јер се од таквих стабала могу добити трупци за резање I и II класе. После 7 година развоја засада код клонa S 6-7 у сва три размака садње добијено је најмање 20% стабала дебљине преко 20 cm са кором, при чему је највише (преко 50%) остварено при размаку садње 6 6 m. Koд клонa М-1 је добијено oкo 40% стабала дебљине преко 20 cm при размаку садње 6 6 m, док je при размаку 3 3 m и 4,25 4,25 m удео ових стабала значајно мањи у односу на клон S 6-7. Планирана опходња у засадима густине 3 3 m, на основу ранијих истраживања (М а р ков и ћ, Ро н ч е в и ћ, 1995, М а р ков и ћ et al., 1995, 1997/б) износи од 10 Табела 5. Удео броја стабала по дебљинским степенима добијен мерењем, као и по моделу Weibull-ове функције у зависности од клона и размака садње Table 5. Percentage of trees perobtained by measurement and by the Weibull s function model depending on the clone and spacing Деб. степен Diameter degree Легенда: А - мерено (measured) и Б - модел (model) Број стабала (у %) Tree number (in %) S 6-7 М m 4,25 4,25 m 6 6 m 3 3 m 4,25 4,25 m 6 6 m cm А Б А Б А Б А Б А Б А Б 7,5 6,0 1,3 4,7 1,3 5,1 1,0 5,4 1,6 2,6 1,7 0,1 12,5 22,6 23,0 16,4 15,9 13,9 12,6 42,3 33,0 12,1 8,6 11,3 7,0 17,5 49,6 48,1 32,3 37,8 28,5 33,6 46,5 59,6 70,1 71,1 48,7 43,5 22,5 19,7 24,9 42,2 33,5 35,8 36,0 5,8 5,8 15,2 20,3 37,4 45,7 27,5 2,1 2,7 4,3 11,5 16,8 16,8 5,0 0,9 3,

8 Синиша Андрашев, Саво Рончевић, Мартин Бобинац до 13 година, при чему се производе претежно сортименти намењени целулозно-папирној индустрији. Аутори наглашавају да је у засадима ове густине могуће извођење прореда, при чему се повећањем размака у продуженој опходњи добијају вреднији сортименти. У огледном засаду при размаку садње 3 3 m после седмe годинe развоја планирана је шематска прореда интензитета 50% по броју стабала (уклања се сваки други ред по дијагонали), па се може реално претпоставити да се уклањају стабла у свим дебљинским степенима. Како је структура дебљина при размаку садње 3 3 m различита код истраживаних клонова, за очекивати је да при прореди код клона S 6-7 буду реализовани и трупци за резање II класе у односу на клон М-1, где углавном доминира целулозно дрво. Већи пречници клона S 6-7 (Populus deltoides), као и боља дебљинска структура указују да клон S 6-7 у првих 7 година има интензивнији раст у поређењу са клоном М-1 (Populus x euramericana). Ово се слаже са истраживањима А н д р а ш е - в а (2003) да клон S 6-7 интензивније расте у поређењу са клоном М-1. На сличне карактеристике раста клонова црних топола (I-214, S 1-8, S 1-20, 450, 55/65, 618) указују М а р ков и ћ и сарадници, (1997/а), наглашавајући да клонови који припадају врсти америчке црне тополе (Populus deltoides) интензивније расту у ранијој фази развоја (од 1-9. године), док клон I-214, који је хибрид између домаће црне тополе и америчке црне тополе (Populus x euramericana) интензивније расте у каснијој фази развоја (од године). 5. ЗАКЉУЧЦИ 14 Математички модел дистрибуције пречника (Weibull-ова функција вероватноће) се добро прилагођава емпиријским подацима при истраживању клонова црних топола: S 6-7 и М-1. На огледном примеру функција Weibull-а показала се као један од погодних модела за изравнавање асиметричне, звонолике дебљинске структуре, па је потребно даље истраживање њених могућности у огледним засадима топола. Потврђен је утицај густине садње на параметре дистрибуције пречника код клонова црних топола S 6-7 и М-1 после седам година развоја засада. Код клона М-1 у седмој години развоја засада густина садње утиче да се дистрибуције пречника групишу у три групе. Код клона S 6-7 дистрибуције пречника групишу се у две групе: у једној групи је најгушћи размак садње (3 3 m), док су у другој групи размаци садње 4,25 4,25 m и 6 6 m. Дистрибуције пречника стабала различитих клонова при истом размаку садње статистички се значајно разликују у односу на размаке садње 3 3 m

9 Утицај густине садње на дебљинску структуру клонова црних топола S 6-7 и M-1 и 4,25 4,25 m, док при размаку садње 6 6 m истраживани клонови имају сличне дистрибуције пречника стабала. Веће димензије стабала клона S 6-7 (Populus deltoides) у поређењу са клоном М-1 (Populus x euramericana), као и боља дебљинска структура, указују да клон S 6-7 у првих седам година има интензивнији раст на истраживаном станишту. Л И Т Е РА Т У РА А н др а ше в С. (2003): Карактеристике раста три клонске сорте црних топола (секција Aigeiros Duby) у Средњем Подунављу, магистарски рад у рукопису, Шумарски факултет Универзитета у Београду, Београд (1-154) Г а л и ћ З. (2001): Истраживање утицаја значајних фактора станишта на гајење неких сорти црне тополе у Средњем Подунављу, магистарски рад у рукопису, Шумарски факултет Универзитета у Београду, Београд (1-93) К р з н а р A. (1987): Утјецај дебљинске структуре састојине на вриједност састојине, Шумарски лист, Загреб ( ) М а р ков и ћ Ј. (1980): Продукција биомасе тополе - Populus x euramericana (Dode) Guinier cl. I-214 у засадима различите густине на два типа земљишта, Радови Института за тополарство, књига 8, Институт за тополарство, Нови Сад (1-232) М а р ков и ћ Ј., Рон ч е в и ћ С. (1995): Неки резултати истраживања наменске производње дрвета тополе за целулозу и папир, Радови Института за тополарство, књига 26, Институт за тополарство, Нови Сад (53-64) М а р ков и ћ Ј., Рон ч е в и ћ С., А н др а ш е в С. (1997/a): Основне карактеристике развоја неких нових клонских сората топола, Савремена пољопривреда 3-4, vol. 46, Нови Сад ( ) М а р ков и ћ Ј., Рон ч е в и ћ С., П уда р З. (1997/б): Избор размака садње при оснивању засада топола, Топола 159/160, Нови Сад (7-28) М а р ков и ћ Ј., Пуда р З., Рон ч е в ић С. (1995): Значај производње дрвета топола и врба као сировинске основе за индустрију целулозе и папира у Југославији, Радови Института за тополарство, књига 26, Институт за тополарство, Нови Сад (5-20) N a n a n g D. (1998): Suitability of the Normal, Log-normal and Weibull distributions for fitting diameter distributions of neem plantations in Northern Ghana, Forest Ecology and Management 103, Issue 1, Elsevier (1-7) Н е н а д о в и ћ М. (1988): Математичка обрада података добијених мерењем, Посебна издања, vol. 29, књига DLXXXII, Српска академија наука и уметности, Одељење техничких наука, Београд (1-680) Р о н ч е в и ћ С. (1984): Утицај начина садње на успех подизања засада различитих клонова топола, Радови Института за тополарство, књига 14, Институт за тополарство, Нови Сад (1-87) Ст а м е нков и ћ В., Вуч ков и ћ М. (1988): Прираст и производност стабала и шумских састојина, Шумарски факултет Универзитета у Београду, Београд (1-368) Z a r n o c h S., D e l l T. (1985): An Evaluation of Percentile and Maximum Likelihood Estimators of Weibull Parameters, Forest Science 31,Society of American Foresters, Bethesda ( ) 15

10 Синиша Андрашев, Саво Рончевић, Мартин Бобинац Siniša Andrašev Savo Rončević Martin Bobinac EFFECT OF PLANTING DENSITY ON DIAMETER STRUCTURE OF BLACK POPLAR CLONES S 6-7 AND M-1 (section Aigeiros (Duby)) S u m m a r y This paper presents the parameters of diameter structure of two black poplar clones (section Aigeiros Duby) in the plantation with different spacings, as well as the potential of diameter structure modelling by Weibull s function. The study clones are S 6-7 and M-1 and three different spacings (treatments): 3 3 m, 4,25 4,25 m and 6 6 m. The experiment is located in central Danube Basin in the protected part of the floodplain on the soil type fluvisol. It was established by deep planting to the groundwater level at the depth of 2.5 m by two-year old rooted cuttings (type 2/0). The study results show that mathematical model of diameter distribution (Weibull s function of probability) is well adapted to the empirical data of the study black poplar clones: S 6-7 and M-1, so its potentials in poplar. The effect of planting density on diameter distribution parameters in black poplar clones S 6-7 and M-1 was confirmed after seven years of plantation development. In the seventh year of development of Clone M-1 plantation, planting density causes the diameter distribution cluster in three groups. As for the clone S 6-7, diameter distributions group in two groups: one group with the densest spacing (3 3 m) and the other group with spacings 4,25 4,25 m and 6 6 m. Diameter distributions of trees are statistically significantly different at the planting densities 3 3 m and 4,25 4,25 m, while at the planting density 6 6 m the study clones have similar diameter distributions. The larger sizes of the clone S 6-7 (Populus deltoides), compared to the clone M-1 (Populus x euramericana), as well as the better diameter structure, indicate that the clone S 6-7 in the first seven years has a more intensive growth. 16