ПОДСОЧКА ЛЕСА (ДОБЫЧА ЖИВИЦЫ) Смолообразование и смоловыделение на подсочке

Живица образуется в живых клетках дерева и выделяется из них в особо устроенные межклетники, имеющие вид длинных узких каналов, называемых смоляными ходами.

90

0,855—0,863 1,467-1,472 153-160

92 0,5 0,7

Норма

Физико-химические показатели терпентинного масла

Показатели

Каждый смоляной ход состоит из межклеточной полости — смоляного канала и окружающих его клеток, выстилающих, или
выделительных, которые образуют эпителий смоляного хода; мертвого слоя клеток и сопровождающей паренхимы (рис. 42).

ПОДСОЧКА ЛЕСА (ДОБЫЧА ЖИВИЦЫ) Смолообразование и смоловыделение на подсочке

Рис. 42. Поперечный разрез смоляного хода сосны в различ­ных стадиях наполнения канала живицей: / — выстилающие клетки; 2 — слой мертвых клеток; 3 — сопровождаю­щая паренхима; 4 — трехеиды; 5 — межклетники; 6 — канал смоляного

Хода

Количество смоляных ходов в каждом годичном слое опреде­ляется его длиной и шириной. Эту зависимость Мюнх (1919) выразил следующим образом:

П = Ь + 3,

Где:

П — число смоляных ходов на 1 см длины годичного слоя;

B — ширина годичного слоя в мм.

Число смоляных ходов, приходящееся на 1 см2 поперечного сечения древесины, называется густотой. Если ширина годично­го слоя равна B Мм, то на 1 см2 поперечного сечения размещает­ся таких слоевТак как каждый слой содержит 3 + 4 b

Ходов, то всего их на 1 см2 будет

Л Ю, , 406 + 30 .„ , 30 d = (4Ь + 3), или d = — b = 40 +-p.

По исследованиям А. Н. Шатерниковой, число смоляных ходов в древесине сосновых насаждений Ленинградской области определяется формулами Мюнха, если числовые коэффициенты в них уменьшить на 20,3%. Тогда они принимают вид

Я ift Д — 94

1) п = 3,2& + 2,4 и 2)

Казанский и Пономарев предлагают определять линейное число смоляных ходов в сосновых насаждениях Урала следую­щей формулой:

У = 4,75.x: — 0,25,

Где:

Х — ширина годичного слоя в мм;

У — число ходов на 1 см длины годичного слоя.

Зависимость числа смоляных ходов or ширины годичного слоя у кедра сибирского, по исследованиям В. Д. Мамонтовой, выражается так:

Число смоляных ходов, приходящихся на единицу площади сечения ствола, варьирует в широких пределах. Средняя густота продольных ходов 50—60, а горизонтальных 100—110, т. е. при­мерно в 2 раза больше, чем вертикальных. При подсочке боль­шое значение имеет вскрытие вертикальных смоляных ходов, имеющих больший диаметр. Сечение канала вертикального смолохода при максимальном его заполнении живицей со­ставляет

5а = ~= 0,785 • 0,082 = 0,005 мм2, А горизонтального:

Sr = 0,785 • 0,032 = 0,0007 мм2,

Т. е. примерно в 7 раз меньше.

193

По законам истечения жидкостей из капиллярных трубок скорость истечения определяется формулой Пуазей^я:

13 А. К. Славянский

8 т1 ‘

Где:

V — объем вытекающей жидкости в смъ р — давление, под которым течет жидкость, в атм; R И I — радиус и длина капилляра в см; Г] — вязкость жидкости в спз. Заменив в формуле постоянные величины, можно сказать, что при одинаковом давлении скорость истечения, а следователь­но, и количество выделившейся из смоляного хода живицы, бу­дут пропорциональны четвертой степени его диаметра. Тогда соотношение количества живицы, полученной с одного верти­кального смолохода и с одного горизонтального, будет равно

Dt

0,08< 4096

— =50 раз.

N’t и, из* 81

Если учесть, что число горизонтальных смолоходов, приходя­щееся на 1 см2 поверхности, приблизительно в 2 раза больше, чем число продольных, то количество живицы, вытекающей из поперечных ходов, будет в 50 : 2 = 25 раз меньше, чем из про­дольных. Отсюда ясно, что при подсочке следует стремиться вскрывать преимущественно вертикальные смолоходы, которые являются более производительными.

В процессе подсочки в сосновой древесине образуются допол­нительные, так называемые патологические смолоходы, которые обусловливают повышенный выход живицы.

Смолообразование у хвойных деревьев является процессом весьма сложным и недостаточно изученным. Принято считать, что живица образуется из тех питательных веществ, которые улавливаются кроной. Путем фотосинтеза эти вещества превра­щаются в сахара, крахмал и жиры. По гипотезе Эйлера, терпены могут образоваться из некоторых промежуточных продуктов спиртового брожения, например из уксусного альдегида и ацето­на. При взаимодействии их получается р-метилкротоновый аль­дегид.

Со + сн3

Снз 9й-1

С = с — н +н2о

С H з СНО СНзСНО

Две молекулы (З-метилкротонового альдегида при альдольном уплотнении и восстановлении образуют терпеновый спирт-гера­ниол, с незамкнутым кольцом:

2 С5 Н8 4 4 Н С10 Н„ ОН + Н20.

При дальнейших превращениях кольцо гераниола замыкает­ся и получается дипентен (лимонен), содержащийся в живичных скипидарах (4—5%):

Процесс образования смоляных кислот более сложен, чем терпенов, но эти вещества имеют общее происхождение из Саха­ров и жирои через альдегидоподобные продукты предполагаемой формулы Ci0Hi6O. Этот альдегид превращается в смоляную, кислоту по уравнению

2 С, о НмО + О — v С20 ИЛ + Н,,0.

Так как образование смоляных кислот идет без кислорода, то предполагается, что окисление происходит за счет третьей части­цы того же альдегида, превращающейся в терпен СюН^:

3 С10 н1(10 -» С20 Н:!0Оа 4- С|0 Весовые соотношения полученных смоляных кислот (69%) и терпенов (31%) близки к составу живицы из сосны обыкно­венной. У других хвойных пород содержание терпентинного масла в свежевытекшей живице составляет (в %): у лиственни­цы 38,2, у ели 32,4, у пихты 60.

Если взять живицу калифорнийской сосны, то ее жидкая часть состоит главным образом из гептана СНз— (СН2Ь—СНз. У лиственницы вместе со смолистыми веществами образуются древесные камеди, состоящие в основном из арабогалактана — C5H804 (C6Hi0O5)2. Как видно, углеводная гипотеза образования смолистых веществ не является универсальной. Возможно обра­зование смолистых веществ из белков через аминокислоты, на­пример лейцины, которые при дезамидировании с отщеплением С02 дают изоамиловый спирт, представляющй собой продукт восстановления метилкротонового альдегида. Однако древесина хвойных пород настолько бедна белками, что вряд ли они могут играть существенную роль в смолообразовании. Г. В. Пигулев — ский считает, что смолистые вещества образуются из эфиров третичных спиртов, называемых глюкозидами, по схеме

Дипентен.

ПОДСОЧКА ЛЕСА (ДОБЫЧА ЖИВИЦЫ) Смолообразование и смоловыделение на подсочке

С,.о Н. К|ООС10 Н17 ->■ С30 H;,0Oj — f С, о Нтб — В. В. Вильяме указывает на генетическую связь и общее происхождение таких веществ, как эфирные масла, смолистые вещества, каучук, каротиноиды, жирорастворимые витамины (A, D, Е и К), сапогенины и фитостеролы. В основе их строения лежит изопрен, который образуется при распаде молекулы хлорофилла. Формирование этих веществ из изопрена опреде­
ляется ферментативной направленностью системы растения. В хвойных породах эти процессы приводят к образованию смоли­стых веществ. Однако ни одна из вышеуказанных гипотез пока не доказана и действительный процесс биосинтеза терпенов и смоляных кислот не выяснен, несмотря на многочисленные исследования, которые проводятся в настоящее время в этом направлении.

Живица представляет собой вязкую и липкую жидкость, перемещение которой по каналам смоляных ходов сопряжено с большими силовыми затратами. Механизм выделения живицы на срезе объясняется действием осмотического и секреторного давления, а также сосущей силой транспирационных токов. Об­разуемая в клетках эпителия живица выделяется в канал смоля­ного хода под действием секреторного давления этих клеток, которое при закрытом смолоходе преодолевает осмотическое давление протопласта и сдавливает выстилающие клетки, вытес­няя воду из них в слой мертвых клеток. При открытом смоло — хоДе секреторное давление на выстилающие клетки снижается, они набухают за счет влаги, отсасываемой из окружающих клеток, и находятся в турторсцирующем состоянии, под которым понимается упругое растяжение их оболочки.

Живица выдавливается на срезе осмотическим давлением эпителия при участии тургора клеточной стенки. Сначала живи­ца выделяется более или менее быстро, затем медленнее и, на­конец, выделение совсем прекращается. Причинами прекращения смолоистечения являются: 1) закупорка каналов смоляных ходов загустевшей кристаллической живицей; 2) закупорка смолохо — дов разбухшими выделительными клетками; 3) отставание смолообразования от смоловыделения и, как следствие этого, падение давления в смоляных ходах. Чтобы возобновить смоло — истечение, необходимо нанести на стволе новый срез (подновку), который снимает просмол и древесину с разбухшими выдели­тельными клетками. Третья причина регулируется временем меж­ду подновками. Чем длиннее пауза (реже наносятся срезы), тем лучше заполняется канал смоляного хода смолистыми вещест­вами. При частых подновках каналы смоляных ходов заполня­ются живицей незначительно и давление в них пониженное. При этом наблюдается медленное смолоистечение, являющееся при­знаками «утомления» деревьев. Качественно определяют живицу в древесине микрохимическими реакциями на терпены и смоля­ные кислоты. Краска судан-III, растворенная в 50%-ном спирте, дает с терпенами желтое окрашивание, а с жирами и смоляными кислотами красное. Обработка древесины раствором уксусно­кислой меди Си^СНзСОгЬНгО показывает картину естественно­го распределения смолы в тканях. Эта соль со смоляными кислотами дает яркую изумрудно-зеленую окраску. Жирные кислоты, встречающиеся в древесине сосны, например олеиновая кислота, придает голубой оттенок этой окраске.

Количественное определение смолистых веществ в древесине производится методом экстракции. В качестве растворителя в лабораторной практике применяют серный эфир.

Для количественного учета вытекающей при подсочке живи­цы ее взвешивают после выборки из приемников. При этом трудно поддается учету та часть живицы, которая впитывается в древесину и остается на карре. Потери скипидара в течение сезона не одинаковы и за­висят от метеорологиче — Шири"° «арры

Ских и технических факто­ров подсочки. В среднем считают, что потери живи­цы в лесу составляют 25—30% от выделившей­ся из дерева, а потери скипидара доходят до 50%. . <4

Вы можете оставить комментарий, или ссылку на Ваш сайт.

Оставить отзыв