Влияние обрезки ветвей на химический состав древесины ели европейской (Picea abies (L.) Karst.)

  • Andrey V. Pranovich Университет Академии Або; Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет им. С.М. Кирова https://orcid.org/0000-0003-3615-8582
  • Oleg I. Antonov Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет им. С.М. Кирова; Санкт-Петербургский научно-исследовательский институт лесного хозяйства https://orcid.org/0000-0002-2869-9234
  • Alexander A. Dobrovolsky Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет им. С.М. Кирова https://orcid.org/0000-0002-2869-9234
Ключевые слова: обрезка ветвей, Picea abies, химический состав древесины ели, экстрактивные вещества, целлюлоза, лигнин, гемицеллюлозы, газовая хроматография, гель-проникающая хроматография

Аннотация

Цель исследования – изучение влияния обрезки ветвей на химический состав древесины ели европейской (Picea abies (L.) Karst), включая ядровую древесину и заболонь. В качестве контрольной использовалась древесина деревьев, не подвергнутых обрезке. Интенсивность удаления части ветвей составляла: 35–41 % от общей длины кроны – у деревьев со средним и менее среднего диаметром на высоте груди и 28 % – у деревьев с диаметром выше среднего. Компонентный состав растворимых в ацетоне экстрактивных веществ был  роанализирован посредством газовой хроматографии на длинной и короткой колонках, молярно-массовое распределение найдено с помощью гель-проникающей хроматографии. В предварительно экстрагированных образцах древесины определяли содержание целлюлозы (кислотный гидролиз – газовая хроматография), лигнина (метод ацетилбромида) и состав гемицеллюлоз и пектиновых веществ (кислотный метанолиз – газовая хроматография). Растворимые в ацетоне экстрактивные вещества древесины представляют собой сложную смесь различных групп органических соединений, включая липофильные и полярные вещества. Анализ полученных экстрактов с использованием гель-проникающей хроматографии выявил преобладание в них триглицеридов, стериловых эфиров, жирных и смоляных кислот, а также значительного количества моносахаридов. Химический состав древесных тканей контрольных деревьев и деревьев из опыта был схож. Однако по сравнению с первыми древесина вторых характеризовалась повышенным количеством смоляных кислот в заболони, высоким количеством лигнина и в два раза большим уровнем фруктозы как в заболони, так и в ядровой древесине. Такие результаты можно объяснить реакцией деревьев на обрезку ветвей и воздействием патогенов (т. е. срабатыванием защитного механизма растения). Полученные данные также являются отражением физиологической активности обследованных деревьев и, возможно, связаны с различиями в размере их крон.
Для цитирования: Pranovich A.V., Antonov O.I., Dobrovolsky A.A. Pruning Influence on Chemical Composition of Spruce Wood (Picea abies (L.) Karst.) // Изв. вузов. Лесн. журн. 2021. № 3. С. 145–160. DOI: 10.37482/0536-1036-2021-3-145-160

Скачивания

Данные скачивания пока не доступны.

Биографии авторов

Andrey V. Pranovich, Университет Академии Або; Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет им. С.М. Кирова

канд. хим. наук, ст. науч. сотр., доц.; ResearcherID: H-4533-2016

 

Oleg I. Antonov, Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет им. С.М. Кирова; Санкт-Петербургский научно-исследовательский институт лесного хозяйства

канд. с.-х. наук, доц., вед. науч. сотр.; ResearcherID: H-1480-2015

Alexander A. Dobrovolsky, Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет им. С.М. Кирова

канд. с.-х. наук, доц.; ResearcherID: ABF-7706-2020

 

Литература

Антонов О.И. Влияние обрезки ветвей на рост культур и качество древесины ели: дис. … канд. с.-х. наук. СП б., 2000. 104 с. [Antonov O.I. Pruning Effect on Growth and Wood Quality of Spruce Plantations: Cand. Agric. Sci. Diss. Saint Petersburg, 2000. 104 p.]

Давыдов А.В. Влияние сомкнутости насаждения и рубок ухода за лесом на сучковатость и форму стволов // Рубки ухода за лесом.: сб. тр. ЦНИИЛ Х. Л.: Гослестехиздат, 1940. С. 5–49. [Davydov A.V. Influence of Plantation Density and Improvement Thinning on Knotting and Shape of Tree Trunks. Collection of Academic Papers “Improvement Thinning”. Leningrad, Goslestekhizdat Publ., 1940, pp. 5–49.]

Питикин А.И. Обрезка сучьев в еловых насаждениях Карпат // Лесн. хоз-во. 1972. № 8. С. 27–28. [Pitikin A.I. Pruning in Spruce Plantations of the Carpathians. Lesnoye khozyaystvo, 1972, no. 8, pp. 27–28.]

Полубояринов О.И. Оценка качества древесного сырья. Л.: ЛТА , 1971. 72 с. [Poluboyarinov O.I. Wood Raw Material Quality Assessment. Leningrad LTA Publ., 1971. 72 p.]

Ткаченко М.Е. Общее лесоводство. Л.: Гослестехиздат, 1939. 746 с. [Tkachenko M.E. General Forestry. Leningrad, Goslestekhizdat Publ., 1939. 746 p.]

Arvidson A. Pruning for Quality. Small Scale Forestry, 1986, no. 1, pp. 1–7.

Axel R. Wirtschaftlichkeit der Wertastung. Allgemeine Forst Zeitschrift fur Waldwirtschaft und Umweltsorge, 1989, Bd. 44-45, S. 1188–1190.

Bamber R.K. Sapwood and Heartwood. Technical Publication No. 2. Sydney, Forestry Commission of New South Wales, 1987. 7 p.

Bertaud F., Holmbom B.R. Chemical Composition of Earlywood and Latewood in Norway Spruce Heartwood, Sapwood and Transition Zone Wood. Wood Science and Technology, 2004, vol. 38, iss. 4, pp. 245–256. DOI: https://doi.org/10.1007/s00226-004-0241-9

Bhuiyan N.H., Selvaraj G., Wei Y., King J. Role of Lignification in Plant Defense. Plant Signaling & Behavior, 2009, vol. 4, iss. 2, pp. 158–159. DOI: https://doi.org/10.4161/psb.4.2.7688

Clark J.R., Matheny N. The Research Foundation to Tree Pruning: A Review of the Literature. Arboriculture & Urban Forestry, 2010, vol. 36(3), pp. 110–120.

Ehring A. Pruning for Quality Improvement. Materials of the Site Waldwissen. 2016. Available at: https://www.waldwissen.net/en/forestry/silviculture/stock-management/pruning-for-quality-improvement (access 16.04.20).

Ekman R., von Weissenberg K. Sapwood Extractives in Norway Spruce Inoculated with Fomes annosus. Acta Academiae Aboensis, Ser. B Mathematica et Physica, 1979, vol. 39, nr. 7, pp. 1–8.

Fengel D., Wegener G. Wood – Chemistry, Ultrastructure, Reactions. Berlin, Walter de Gruyter, 1989. 613 p.

Finnish Statistical Yearbook of Forestry. Ed. by A. Peltola. Tampere, Metsäntutkimuslaitos, Vantaan toimipaikka, 2014. 426 p.

Giefing D.F., Jonasz K., Wesoły W. The Response of Thick-Branched Pine Trees to Pruning. Electronic Journal of Polish Agricultural Universities, 2004, vol. 7, iss. 2. 9 p.

Holmbom T., Reunanen M., Fardim P. Composition of Callus Resin of Norway Spruce, Scots Pine, European Larch and Douglas Fir. Holzforschung, 2008, vol. 62, iss. 4, pp. 417–422. DOI: https://doi.org/10.1515/HF.2008.070

Iiyama K., Wallis A.F.A. An Improved Acetyl Bromide Procedure for Determining Lignin in Woods and Wood Pulps. Wood Science and Technology, 1988, vol. 22, iss. 3, pp. 271–280. DOI: https://doi.org/10.1007/BF00386022

Kannisto K., Heräjärvi H. Rauduskoivun pystykarsinta oksasaksilla – vaikutus puun laatuun ja taloudelli seen tuottoon. Metsätieteen aikakauskirja, 2006, nr. 4, pp. 491–505. DOI: https://doi.org/10.14214/ma.6316

Nisula L. Wood Extractives in Conifers. Doctoral Thesis. Turku/Åbo Finland, Åbo Akademi University Press, 2018. 253 p.

Pranovich A., Eckerman C., Holmbom B. Determination of Methanol Released from Wood and Mechanical Pulp by Headspace Solid-Phase Microextraction. Journal of Pulp and Paper Science, 2002, vol. 28(6), pp. 199–203.

Schatz U., Heräjärvi H., Kannisto K., Rantatalo M. Influence of Saw and Secateur Pruning on Stem Discolouration, Wound Cicatrisation and Diameter Growth of Betula pendula. Silva Fennica, 2008, vol. 42, no. 2, pp. 295–305. DOI: https://doi.org/10.14214/sf.258

Scholzke D. Die Astung von Fichtenbestanden in der Bundesrepublik Deutschland. Forstund Holzwirt, 1982, Bd. 12, S. 307–308, 310, 312, 314.

Shupe T.F., Hse C.Y., Choong E.T., Groom L.H. Differences in Some Chemical Properties of Innerwood and Outerwood from Five Silviculturally Different Loblolly Pine Stands. Wood and Fiber Science, 1997, vol. 29, no. 1, pp. 91–97.

Sjöström E. Wood Chemistry. London, Academic Press, 1993. 293 p.

Sundberg A., Sundberg K., Lillandt C., Holmbom B.R. Determination of Hemicelluloses and Pectins in Wood and Pulp Fibres by Acid Methanolysis and Gas Chromatography. Nordic Pulp and Paper Research Journal, 1996, vol. 11, iss. 4, pp. 216–219. DOI: https://doi.org/10.3183/npprj-1996-11-04-p216-219

Timell T.E. Compression Wood in Gymnosperms. Berlin, Springer, 1986. 625 p.

Vance C.P., Kirk T.K., Sherwood R.T. Lignification as a Mechanism of Disease Resistance. Annual Review of Phytopathology, 1980, vol. 18, pp. 259–288. DOI: https://doi.org/10.1146/annurev.py.18.090180.001355

Willför S., Hemming J., Reunanen R., Eckerman C., Holmbom B. Lignans and Lipophilic Extractives in Norway Spruce Knots and Stemwood. Holzforschung, 2003, vol. 57, no. 1, pp. 27–36. DOI: https://doi.org/10.1515/HF.2003.005

Опубликован
2021-06-02
Как цитировать
.
Раздел
ХИМИЧЕСКАЯ ПЕРЕРАБОТКА ДРЕВЕСИНЫ