Wood density variation in Serbian Spruce: A comparative study of natural stands and plantations

Danijela Petrović; Vojislav Dukić; Dane Marčeta; Vladimir Petković; Srđan Bilić

doi:10.63356/gsf.2025.009

Autori

Danijela Petrović Univerzitet u Banjoj Luci, Šumarski fakultet, BiH https://orcid.org/0000-0001-7898-6189
Vojislav Dukić Univerzitet u Banjoj Luci, Šumarski fakultet, BiH https://orcid.org/0000-0002-1111-0593
Dane Marčeta Univerzitet u Banjoj Luci, Šumarski fakultet, BiH https://orcid.org/0000-0001-5464-6753
Vladimir Petković Univerzitet u Banjoj Luci, Šumarski fakultet, BiH https://orcid.org/0000-0001-5481-6054
Srđan Bilić Univerzitet u Banjoj Luci, Šumarski fakultet, BiH https://orcid.org/0000-0001-8120-9559

DOI:

https://doi.org/10.63356/gsf.2025.009

Ključne reči:

Picea omorika, prirodne sastojine, kulture, fizička svojstva drveta

Apstrakt

Pančićeva omorika (Picea omorika Pančić/Purkyně) predstavlja reliktnu i endemičnu vrstu ograničenog areala u istočnom dijelu Bosne i Hercegovine i zapadnoj Srbiji. Imajući u vidu njen izuzetan ekološki i genetički značaj, kao i potencijal za tehničku primjenu, poznavanje fizičkih svojstava, posebno gustine drveta, ima ključnu ulogu u procjeni adaptivnih sposobnosti i upotrebne vrijednosti ove vrste. Cilj ovog istraživanja bio je da se utvrdi varijacija gustine drveta Pančićeve omorike u aksijalnom (po visini stabla) i radijalnom (od srži ka kori) pravcu, kao i da se analiziraju razlike između gustine drveta iz kultura i prirodnih sastojina.

Istraživanje je sprovedeno na pet lokaliteta u Bosni i Hercegovini: kulture Dubrava i Srebrenica, te prirodne sastojine Gostilja, Stolac 1 i Stolac 2. Ukupno je analizirano 3117 epruveta dimenzija 20 × 20 × 30 mm, dobijenih iz koturova stabala na različitim visinama (0,3 m, 1,3 m i dalje na svaka dva metra). Gustina drveta je određena u apsolutno suvom, prosušenom i sirovom stanju vlažnosti, kao i nominalna gustina.

Prosječna gustina drveta u apsolutno suvom stanju iznosila je 0,421 g/cm³ za kulture i 0,487 g/cm³ za prirodne sastojine, dok su u prosušenom stanju ove vrednosti iznosile 0,450 g/cm³ i 0,513 g/cm³. Statistička analiza pokazala je da su stabla iz prirodnih sastojina imala manju varijabilnost i veću stabilnost svojstava. U aksijalnom pravcu utvrđen je trend povećanja gustine po visini stabla, što se može dovesti u vezu sa specifičnom morfologijom i mehaničkim zahtjevima vrste, kao i prisustvom reakcionog drveta u gornjim dijelovima krošnje. Radijalno, gustina raste od srži ka kori, što je u skladu sa povećanim udjelom kasnog drveta i smanjenim učešćem ranog drveta sa tanjim ćelijskim zidovima.

Korelaciona analiza pokazala je značajnu negativnu zavisnost između širine prstenova prirasta i gustine (R = 0,75), kao i pozitivnu zavisnost između udjela kasnog drveta i gustine (R = 0,73).

Dobijeni rezultati potvrđuju da Pančićeva omorika posjeduje stabilna fizička svojstva, koja je čine pogodnom za tehničku i industrijsku upotrebu, a ujedno ukazuju i na njen značaj kao autohtone vrste čije očuvanje i valorizacija mogu doprinijeti održivom upravljanju šumskim resursima regiona.

Reference

Aanerød, R. S. (2014). Modeling density and mechanical properties in Norway spruce (Picea abies (L.) Karst) by forest inventory data [Master’s thesis]. Norwegian University of Life Sciences, Department of Ecology and Natural Resource Management.

Dadswell, H. E., & Watson, A. J. (1962). Influence of the morphology of woodpulp fibres on paper properties. In F. Bolam (Ed.), The formation and structure of paper: Transactions of the II Fundamental Research Symposium, Oxford, 1961 (pp. 537–564). FRC. DOI: https://doi.org/10.15376/frc.1961.2.537

Donaldson, L. A., Evans, R., Cown, D. J., & Lausberg, M. J. F. (1995). Clonal variation of wood density variables in Pinus radiata. New Zealand Journal of Forestry Science, 25(2), 175–188.

Glass, S. V., & Zelinka, S. L. (2010). Moisture relations and physical properties of wood. In Wood handbook: Wood as an engineering material (Centennial ed., chap. 4, pp. 4.1–4.19). U.S. Department of Agriculture, Forest Service, Forest Products Laboratory.

Gryc, V., & Horáček, P. (2007). Variability in density of spruce (Picea abies [L.] Karst.) wood with the presence of reaction wood. Journal of Forest Science, 53(3), 129–137. https://doi.org/10.17221/2146-JFS DOI: https://doi.org/10.17221/2146-JFS

Harvald, C., & Olesen, P. O. (1987). The variation of the basic density within the juvenile wood of Sitka spruce (Picea sitchensis). Scandinavian Journal of Forest Research, 2(4), 525–537. https://doi.org/10.1080/02827588709382488 DOI: https://doi.org/10.1080/02827588709382488

Horáček, P., Fajstavr, M., & Stojanović, M. (2017). The variability of wood density and compression strength of Norway spruce (Picea abies /L./ Karst.) within the stem. Beskydy, 10(1–2), 17–26. https://doi.org/10.11118/beskyd201710010017 DOI: https://doi.org/10.11118/beskyd201710010017

Institut za standardizaciju Srbije. (2015). SRPS ISO 13061-2:2015: Fizička i mehanička svojstva drveta—Metode ispitivanja za male uzorke drveta bez grešaka—Deo 2: Određivanje zapreminske mase za fizička i mehanička ispitivanja.

Jenkins, B. M., Baxter, L. L., Miles, T. R., & Miles, T. R. (1998). Combustion properties of biomass. Fuel Processing Technology, 54(1–3), 17–46. https://doi.org/10.1016/S0378-3820(97)00059-3 DOI: https://doi.org/10.1016/S0378-3820(97)00059-3

Jyske, T., Mäkinen, H., & Saranpää, P. (2008). Wood density within Norway spruce stems. Silva Fennica, 42(3), 439–455. https://doi.org/10.14214/sf.248 DOI: https://doi.org/10.14214/sf.248

Karahasanović, A. (1962). Tehnička svojstva bosanske prašumske jelovine. Radovi Šumarskog fakulteta i Instituta za šumarstvo i drvnu industriju u Sarajevu, 7(7), 207–271. https://doi.org/10.54652/rsf.1962.v10.i7.423 DOI: https://doi.org/10.54652/rsf.1962.v10.i7.423

Kollmann, F. F. P. (1951). Technologie des Holzes und der Holzwerkstoffe (2nd ed., Vols. 1–2). Springer.

Kollmann, F. F. P., & Côté, W. A. (1968). Principles of wood science and technology: Part I. Solid wood. Springer. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-642-87928-9

Kommert, R. (1993). Die Holzeigenschaften der serbischen Fichte aus Anbauten im Freistaat Sachsen. Holz als Roh- und Werkstoff, 51, 329–334. https://doi.org/10.1007/BF02663804 DOI: https://doi.org/10.1007/BF02663804

Lukić-Simonović, N. (1955). O osnovnim fizičkim svojstvima i njihovom međusobnom odnosu kod Picea omorika Pančić. Glasnik Šumarskog fakulteta, 10, 237–266.

Lukić-Simonović, N. (1970). Uporedna istraživanja tehnoloških svojstava drveta Picea omorica Panč. i Picea excelsa Lin. u vezi sa uticajem staništa [Unpublished Doctoral dissertation]. University of Belgrade.

Mäkinen, H., Saranpää, P., & Linder, S. (2002). Wood-density variation of Norway spruce in relation to nutrient optimization and fibre dimensions. Canadian Journal of Forest Research, 32(2), 185–194. https://doi.org/10.1139/x01-186 DOI: https://doi.org/10.1139/x01-186

Mitchell, M. D., & Denne, M. P. (1997). Variation in density of Picea sitchensis in relation to within-tree trends in tracheid diameter and wall thickness. Forestry, 70(1), 47–60. https://doi.org/10.1093/forestry/70.1.47 DOI: https://doi.org/10.1093/forestry/70.1.47

Niklas, K. J. (1992). Plant biomechanics: An engineering approach to plant form and function. University of Chicago Press.

Panshin, A. J., & de Zeeuw, C. (1980). Textbook of wood technology (4th ed.). McGraw-Hill.

Shchekalev, R. V., Danilov, D. A., Zaytsev, D. A., Korchagov, S. A., & Melehov, V. I. (2023). Variation of physical and mechanical properties of Pinus sylvestris L. wood in the boreal zone of the European Northeast. South-east European Forestry, 14(2), 197–213. https://doi.org/10.15177/seefor.23-18 DOI: https://doi.org/10.15177/seefor.23-18

Siau, J. F. (1984). Transport processes in wood. Springer. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-642-69213-0

Šoškić, B., & Popović, Z. (2002). Svojstva drveta. University of Belgrade, Faculty of Forestry.

Todorović, N. (2006). Aksijalno utezanje drveta bukve (Fagus moesiaca Č.), hrasta kitnjaka (Quercus sessiliflora S.) i smrče (Picea excelsa L.) [Unpublished Master’s thesis]. University of Belgrade, Faculty of Forestry.

Ugrenović, A. (1950). Tehnologija drveta.

Wagenführ, R. (2000). Holzatlas (5th ed.). Fachbuchverlag Leipzig.

Ward, D. (1975). The influence of tree spacing upon tracheid length and density in Sitka spruce (Picea sitchensis (Bong.) Carr.) [Master’s thesis]. University College Dublin.

Zeidler, A., Borůvka, V., Brabec, P., Tomczak, K., Bedřich, J., Vacek, Z., Cukor, J., & Vacek, S. (2024). The possibility of using non-native spruces for Norway spruce wood replacement—A case study from the Czech Republic. Forests, 15(2), 255. https://doi.org/10.3390/f15020255 DOI: https://doi.org/10.3390/f15020255

Zobel, B. J., & van Buijtenen, J. P. (1989). Wood variation: Its causes and control. Springer. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-642-74069-5