Труды Лесотехнической академии им. С. М. Кирова (190,00 руб.)

Проф. В. И. ШАРКОВ и доц. Ф. А. САРТАНИЯ О ХИМИЧЕСКОМ СОСТАВЕ ДРЕВЕСИНЫ их весьма существенно меняется в этих условиях. Так, например, Бекман, Лише и Леман 5 (стебли ржи), Филипс 6 (стебли ячменя), Палеев7 (стебли ржи), Сисидо 8 (стебли бамбука), Бутон 9 (молодые побеги розы) нашли, что относительное содержание лигниновых веществ в растительной ткани с возрастом увеличивается. гороха и овса), Бекман, Лише и Леман (стебли ржи) нашли, что относительное содержание пентозан с увеличением возраста растений также увеличивается. Чапек12 указывает также, что в стеблях и листьях маиса, а также и в других растениях в процессе их роста, относительное содержание пентозан непрерывно увеличивается. Отвегств. редактор А. Ф. Никифоров Сдано в набор 25/V 1938 г. Формат бум, 62 X 94 см. Vie Общее код. тип. ян. в печ. листе 96000 Леноблгорлит № 3154 Технич. ред. И. Т. Федоре» Подписано к печати 27/У11 1938 г. Объем 7V. п. л. Тираж 350 экз. 1-я типография Гязлегпрома, Ленинград. Ул. 3-го Июля, 55 10 авт. л. Заказ № 2253 образом над однолетними растениями, удалось установить, что в процессе роста их относительное содержание лигнина и пентозанов непрерывно возрастает, содержание метоксилов в лигнине также непрерывна увеличивается. Содержание экстрактивных в стеблях ржи относительное содержание ее с возрастом также слегка возрастает. Таким образом, в результате ряда исследований, главным лигнина. Так, например, Бекман, Лише и Леман, Палеев, Жеребов, Филипс и др. установили, что с возрастом у однолетних растений относительный процент прочно связанных метоксилов в лигнине непрерывно увеличивается. Что касается целлюлозы, то по исследованиям Палеева, 1* 3 Аналогичные изменения наблюдались также с метоксилами ческого состава древесины различных пород', обычно не учитывают возможное колебание ее состава в зависимости от возраста. Для анализов в этих случаях берут опилки, получаемые при измельчении куска древесины, состоящего из годовых колец. различной старости.В результате получается смесь кусков древесины различного возраста, не отображающая их реальный химический состав. В процессе роста древесины должны изме пяться не только соотношения между отдельными компонентами, но и состав этих компонентов. Так, например, Фукс 2 в последнее время, признавая неоднородность лигнина в древесине ели, ставит ее в зависимость от возраста. Неоднородность лигнина в древесине признает также Фрейденберг, 3 Шмидт4 и др. Если мы обратимся к исследованиям, посвященным изучению химического состава растений в процессе их роста, то увидим, что состав Многочисленные исследования, посвященные изучению химиШальмот I» (стебли ячменя), Гетце и Пфейфер 1!, (стебли бобов,

Стр.2

-веществ, высокое вначале, с возрастом уменьшается. Что касается целлюлозы, то ее содержание с возрастом, повидимому, изменяется незначительно. Если предположить, что принцип построения ткани в различных растениях более или менее однороден, то на этом основании мы должны ожидать существование аналогичных изменений и в древесных тканях. Это предположение, однако, не во всех случаях подтверждается. * Так, например, Швальбе и Беккер13, анализируя 9-, 14- и 70-летнюю древесину ольхи (Alnus glutinosa), нашли, что содержание лигнина и целлюлозы в ней с возрастом несколько увеличивается, а содержание пентозан уменьшается. К аналогичным выводам пришел" Клазонu исследовавший древесину ели. Рассов и Цшендерлейн 15 нашли, что содержание лигнина в древесине находится в обратной зависимости от пентозан: чем больше пентозан, тем меньше лигнина. Себелин1б нашел, что содержание пентозан в дубовой древесине и коре увеличивается с ее возрастом. Все перечисленные рабсггы были выполнены с кусками многолетней древесины. Несколько иной путь для решения этого вопроса был принят Л. П. Жеребовым и Вейновым 17, которые изучали изменение химического состава древесины однолетних побегов сосны (Pinus silvestris) в процессе их роста. Полученные ими данные в основном сводятся к следующему: 1. Относительный процент экстрактивных веществ с возрастом уменьшается. 2. Содержание целлюлозы с возрастом непрерывно увеличивается. 3. Содержание лигнина и пентозан с возрастом практически не изменяется. В другом сообщении Жеребов9 указывает, что содержание метоксилов в лигнине молбдых побегов сосны непрерывно увеличивается с их возрастом. Сравнивая эти выводы с приведенными выше, мы видим, что степень метилирования лигнина во всех растениях возрастает с возрастом. Значительно сложнее обстоит дело с вопросом о содержании дующие ткани: средняя часть—сердцевина, состоящая из паренхимных клеток, к ней прилегает слой древесины, затем идет слой луба и первичной коры. На поверхности молодого побега сосны и ели вскоре образуется Также наружный слой мертвой корки, окрашенный в золотистый цвет.. Таким образом, молодой побег состоит из ряда различных тканей. В молодом побеге сосны камбиальное кольцо появляется (район Москвы-—Ленинграда) в период 5—15 июня. До этого времени побег на луб и сердцевину не делится.Древесина в нем в этот период времени отсутствует. С момента возникновения камбия луб и кору можно легко отделить от слоя образовавшейся древесины, который в свою очередь состоит из тонкого кольца древесины, покрывающего в виде трубки сердцевину. В работе Жеребова и Вейнова 17 молодые побеги собирались. лигнина в растительной ткани. Исследование однолетних растений, бамбука, побегов розы, древесины ольхи показывает, что относительный процент лигнина в них с возрастом увеличивается. В молодых побегах сосны это явление установлено не было. Аналогичное несоответствие в выводах мы наблюдаем и в отношении пентозан, содержание которых в молодых побегах сосны оказалось постоянным. Изучение этих вопросов и составило цель настоящей работы. Как уже указывалось выше, Жеребов и Вейнов для изучения химического состава молодой древесины подвергли анализу молодые побеги сосны. Наиболее молодые образцы были собраны 7 и 14 мая, т. е. в период, когда в Московской области молодые почки сосны начинают раскрываться. В эт|эт период, в виду исключительно малых размеров побега, никакое разделение его .на анатомические компоненты невозможно. Поэтому приводимые анализы могут относиться только ко всей массе побегог*. Чтобы 4 древесину от сердцевины, то приведенные ими аналитические данные для побегов, собранные после 10 июня, отвечают смеси этих двух тканей, соотношение между которыми непрерывно меняется с возрастом побега. На основании сказанного можно было предполагать, что выводы, сделанные указанными выше авторами. характеризуют валовой состав побегов, не отвечающий составу молодой древесины. Для изучения влияния перечисленных выше факторов, мы произвели анализ молодых побегов сосны (Pinus можно (в виду отсутствия резкой границы между ними), то-приведенные в указанной работе анализы относятся к смеси луба и сердцевины. Примерно с 10—15 июня побеги удается разделить на наружный слой первичного и вторичного луба" и внутренний, состоящий из сердцевины, покрытой снаружи слоем древесины. Относительное содержание древесины в этом слое с течением времени будет непрерывно увеличиваться вследствие ее нарастания. Так как Жеребов и Вейнов при анализе побегов не отделяли 5 28 апреля, 7, 14, 24 и 26 мая, т. е. в тот период, когда камбий еще не образуется и древесина в ткани побега отсутствует. Так как разделение луба и сердцевины в этот период невозпериод его развития состоит из круглых или многоугольных клеток, которые вскоре начинают диференцироваться на сердцевину и первичную кору. С течением времени между сердцевиной и корой начинают объединяться разрозненные вначале группы клеток, дающие начало элементам твердого древесного пучка. Эти пучки,сливаясь, постепенно образуют сплошное кольцо. С момента образования сплошного кольца в нем возникает камбий, который начинает откладывать элементы луба и древесины (вторичная древесина). Лишь после возникновения такого кольца основная ткань ясно разделяется на кору и сердцевину. С этого периода в молодом побеге диференцируются слеуяснить себе влияние этого фактора обратимся к картине анатомических изменений, происходящих в молодом побеге в процессе его роста 1S. Ткань молодого побега, образуемая меристемой, в первый

Стр.3

silvestris), разделив их предварительно на сердцевину, древесину, луб и наружную кору. Для исследования были взяты верхушечные побеги сосны в 15 — 20-летнем насаждении (Лисинский леспромхоз). Сбор образцов начался с момента ясного разграничения лубяной и древесинной части. Собранные побеги были освобождены от хвои, затем с них осторожно был снят наружный мертвый корковый слой, представлявший собой желтоватые или золотистые прозрачные чешуйки. Затем с побега легко был снят слой луба, богатый хлорофиллом. Средний цилиндр, покрытый древесиной, был осторожно разделен с помощью костяных и стальных ланцетов на собственно древесину и внутреннюю ткань—сердцевину, хорошо отличимую по ее более яркой зеленой окраске имень шей твердости. Разделение побегов на эти ткани является весьма трудоемким процессом. Разделенные ткани были немедленно высушены в сушильном шкафу при t° = 60 Ц и измельчены. Разделение побегов на составные части было произведено количественно, вследствие чего можно было вычислить относительное количество абсолютно сухого органического вещества в каждой фракции. Полученные результаты приведены в табл. 1. Таблица 1 Время сбора побегов сосны 8 июня (не расслаивается) 11 сентября 11 октября . . . . И августа . . . 16.3 13,8 11.4 10,2 10,7 X от абс. сухого вещества побега сердцевина древесина ! ! ; ! ' луб и корки чество веществ, входящих в состав клеточных стенок, определялось 19: а) содержание целлюлозы по методу Кюршнера и Хофера; б) содержание лигнина по методу Кенига—Комарова; в) содержание уроновых кислот (ангидрида) по методу Наньи, методу Ненджи и Нормана (видоизмененному Сабуровым) с 0,5% водным раствором щавелекислого аммония 1 час в колбе с обратным холодильником. По окончании обработки нерастворимый остаток высушивался и по разности находилось количество перешедших в раствор веществ пектинового характера. 4. В остатке, который условло можно было принять за колипо методу Кенига; ж) содержание золы прокаливанием навески образца. Каждое определение производилось не менее двух раз. В тав аппарате Стритара; е) содержание метоксилов по Цейзелю в лигнине, выделенном ного побега сосны. 26,9 38,4 52,6 56,3 57,7 56,8 47,8 36,0 33,5 31,6 возрасте главной составной частью побега является лубяная ткань, количество которой с течением времени быстро уменьшается. На основании приведенных цифр можно предполагать, что до образования камбия побег состоит примерно на 25% из сердцевины и на 75% из лубяных тканей. Таким образом, при анализе побегов до образования камбия полученные цифры будут отражать суммарный состав луба и сердцевины. Чтобы выяснить влияние каждого из этих факторов на суммарный состав, мы подвергли их систематическому анализу. Рассматривай приведенную таблицу, мы видим, что в раннем дующей схеме: 1. Экстрагирование образца 96° спиртом в аппарате Сокслетта для освобождения его от смол, жиров, простейших Сахаров и дубильных веществ. в Анализ сердцевины, древесины и луба производился по слеХарактеристика образца сердцевины Патона и Линга; г) содержание пентозан по методу Толленса; . д) содержание метоксилов в клеточных стенках по Цейзелю водой при 55" Ц для удаления крахмала и других растворимых полисахаридов. 3. Для удаления пектиновых веществ остаток кипятился по 2. Высушенный остаток экстрагировался на воронке Шотта блицах приведены только средние значения. В табл. 2 приведен химический состав сердцевины верхушечТа бл ица 2 Растворимость в % к исходному веществу «э О) о Из молодого побега 11/V1 Из нижней трети побега И/VII Из 10-летнего ствола . . с о и н о. S ю 0) ч о ш в 0 48 5 ),85 2,48 5,15 27,41 0,13 се S г В % к нерастворимому остатку та ев т О гз Я ч s S S S с; 9,83 61,16 41,3 32,2 4,11 1,11 34,0 6,89 40,0 27,8 37,1 42,82 • ; 1 I >> л X С 22,67 21,8 та т о и X 0J X •J U S о а >о и 2,4 5,52 5,8 ч Ш со О х 1 — |0,32 12,640,42 11,6 — Второй образец сердцевины был выделен из нижней трети, верхушечного побега потому, что в июле побеги в верхней части, продолжая расти, состоят из тканей различной зрелости. В то время, как верхняя треть еще плохо разделяется на древесину и луб, в нижней трети уже отложено значительное количество древесины. Рассматривая приведенные в табл. 2 цифры, мы видим, что при старении сердцевины в ней постепенно накапливаются вещества смолистого или жирного характера и резко уменьшаются 7 са О ГО в 0,5 И щавелево-кисл. аммонии

Стр.4