Пенетрометр представляет собой металлическую трубку (фото 1а), внутри которой находится шток. На конце трубки наружу выходит упор (фото 1б). Для исследования состояния древесины в стволе просверливаем отверстие диаметром 10 мм. Отверстие можно просверлить шуруповертом или бензодрелью. Вставляем пенетрометр в просверленное отверстие на нужную глубину, определяемую по делениям на внешней стороне трубки. Несколько раз поворачиваем ручку на конце устройства (стрелка справа на фото 1в). При этом упор (стрелка на фото 1б) на противоположном конце выходит из гнезда и вдавливается в древесину. Степень выхода упора наружу и служит показателем плотности древесины в данной точке. Для наблюдения степени выхода упора в основании пенетрометра имеется рукоятка и на ней — шкала с делениями (стрелка слева на фото 1в). По мере выхода упора вдоль этой шкалы передвигается винт с риской. Таким образом, положение риски на шкале характеризует плотность древесины в выбранной точке. После проведения измерений просверленное отверстие закрывается пробкой. Достоинством пенетрометра является его малая стоимость и простота использования. Он доступен в применении любому специалисту садово-паркового хозяйства.

Другим опробованным нами еще десять лет назад прибором является бороскоп (фото 2).

Работа бороскопа основана на использовании волоконной оптики. Бороскоп включает в себя стальную трубку (1), содержащую специальную систему линз. На одном конце трубки имеется объектив (2), на другом, ближайшем к оператору, — окуляр (3). К бороскопу с помощью оптоволоконного кабеля подключается внешний источник света (4). Для проведения измерений, так же, как в случае пенетрометра, в стволе просверливается отверстие диаметром 10 мм. В отверстие вставляем трубку бороскопа. Включаем источник света — и через окуляр осматриваем стенку просверленного отверстия либо внутреннюю полость. Смотреть можно вокруг во все стороны, так как трубка поворачивается вокруг своей оси. Изображение можно также вывести на экран компьютера или сфотографировать специальной камерой. После работы просверленное отверстие закрывается пробкой.

И наконец, еще в 2004 году предпринята первая попытка создания интегрального показателя состояния древостоя с помощью прибора ИПЧ (измерителя поверхностных частот) – см. рис. 1.

Принцип действия прибора следующий. Высоковольтный генератор вырабатывает пакет импульсов высокой частоты. С периодом следования 1 кГц высоковольтный потенциал (регулируется от 0 до 12 кВ) подается на электрод 3 отделенный стеклом 4 от титанового "тест-объекта" 1. Между "тест-объектом" 1 и электродом 3 существует емкостная связь, благодаря которой высоковольтный потенциал попадает на "тест-объект". Далее напряжение от "тест-объекта" с помощью проводника подводится к дереву. При подключении электрода к дереву получается электрическая схема, в упрощенном виде представленная на рис. 1, где 2 — точка подключения к стволу дерева, Z1 — эквивалентное комплексное сопротивление нижней части ствола корневой системы и земли, Z2 — эквивалентное комплексное сопротивление верхней части ствола и кроны, С — емкостная связь кроны с землей. Замыкание цепи происходит благодаря емкостной связи высоковольтной части прибора на землю. В результате поверхностного эффекта основная плотность высокочастотного тока концентрируется вблизи внешнего слоя проводника, в данном случае дерева. Подключение цилиндрического электрода к дереву проводилось введением в ствол на глубину 35-40 мм. Счетная часть прибора содержит аналого-цифровую схему, позволяющую подсчитать интегральную сумму тока, протекающего через дерево. В результате получается число, соответствующее интегральной сумме тока в относительных единицах. Исследования проводились на дубах возрастом от 140 до 180 лет. Прибор ИПЧ позволяет отслеживать изменение электропроводности объектов исследования, поэтому удобен для мониторинга состояния биологических объектов, в том числе и деревьев. Целью проведенных исследований являлось определение возможности оценки состояния деревьев при помощи прибора ИПЧ. В результате исследовательской работы были выявлены закономерности, позволяющие сделать вывод о возможности применения данного метода в решении вышеобозначенной задачи. Но в то же время появилось много вопросов. Ответы на эти вопросы и окончательные выводы возможны только после проведения серии экпериментов.

Хочется надеяться, что описанные способы слежения за состоянием деревьев могут найти свое продолжение как с практическими целями, так и в научно-исследовательских работах.

Опубликовано:
Мониторинг и биологические методы контроля вредителей и патогенов древесных растений: от теории к практике. Материалы Всероссийской конференции с международным участием. Москва, 18-22 апреля 2016 г. Красноярск: ИЛ СО РАН, 2016. С. 56-57.