Вл1 яние различных факторов на химический состав древесины

О влиянии возраста, условий местопроизрастания и т. п. факторов на химический состав древесины в литературе имеются довольно разно­образные указания. Исследования некоторых авторов [54] показывают, что с увеличением возраста древесины увеличивается количество целлю­лозы и лигнина. Другие авторы [Бб’ вз] указывают, что с возрастом уве­личивается содержание золы, веществ, растворимых в ор­ганических растворителях, и лигнина. Количество же целлюлозы и пентозанов уменьшается. В табл. 14U приведены некоторые данные об изменении химического состава древесины в зависи­мости от возраста

Авторы отмечают, что ха­рактер возрастных изменении не всегда одинаков для всех анализируемых древесин.

Влияние типов леса на химический состав древесины дуба .ручалось Н. И* Ни китиным и сотрудниками f22J. Были проанализированы 42 дерева, принадлежащих 6 различным типам леса, взятые из 3 географических зон произрастания.

Особой разницы в химическом составе древесины в зависимости от типов леса и географических зон произрастания не обнаружено. Имею­щиеся небольшие колебания (1—2%) в содержании отдельных компонен­тов не превышали колебаний в содержании их между отдельными деревьями внутри каждого типа леса (3—4%). На химический же сосиев отдельных деревьев, очевидно, оказывают влияние индивидуальные условия роста (свет, степень господства, развитие кроны и др.).

Таблица 140

Изменение химического состава древесины в зависимости от возраста по отношению к весу абсолютно сухой древесины (в °/0)

Орода

Воз­раст в го­дах

Цел­люлоза

Холо­целлю­лоза

Лиг­нин

Вещества, эк’ траги — руь. иые с. ирто — иеннолом

|

9

39.6

22.7

Ольха <

14

43.3

23.3

1

70

45.5

25.0

(

17

___

80.1

19.3

2.0

Тополь <

22

76.7

22.1

2.2

1

43

74.9

24.3

2.3

При изучении вл ияния типов леса на химический состав дуба необхо­димо учитывать наличие в одном и том же типе леса двух форм [Б6] — поздно распускающейся и рано распускающейся. Поздно распускающа о форма дуба растет на богатых почвах с достаточным увлажнением. Она
преобладает на темно-серых суглинках по пологим северным склонам. Рано распускающаяся форма более засухоустойчива и солевынослива.

Поздно распускающаяся форма дуба в сравнении с рано распускаю­щейся содержит больше целлюлозы (на 1—5%), пентозанов (на 1—2%), лигнина (на 0.1—1.3%) и метоксильных групп (на 0.3—0.8%). Рано распускающаяся форма, напротив, содержит несколько больше уроновых кислот (на 0.1—0.5%) и воднорастворимых веществ (на 1—4%).

Шарков с сотрудниками изучали состав древесины березы [20] и эвка­липта I23] в зависимости от их видового различия. Данные анализа по­казали, что химический состав древесины колеблется как в зависимости от вида, так и между отдельными деревьями одного и того же вида.

Изучалось влияние почвы на одревеснение растений. Было установлено, что соли кальция способствуют сильному одревеснению растений [57], при недостатке бора [58] у подсолнечников накопляется вещество, дающее красное окрашивание с флороглю — цином и НС1, под влиянием солей марганца увеличивается толщина тканей, определяю­щих механическую устойчивость злаков [69].

Янсон [49] установил, что наклонное положение дерева под влия­нием господствующих ветров способствует увеличению содержания лиг­нина в части ствола, испытывающей сжатие. Он же нашел [60], что со­держание лигнина в осенней древесине в годы с жарким и сухим летом ниже, чем в годы с жарким и сырым и холодным и ветренным летом.

Можейко и Сергеева [51] исследовали количественные изменения химического состава побегов быстрорастущего тополя (Populus TrichoСагра) в зависимости от длительности освещения, температуры воз­духа в течение вегетационного периода и но высоте побегов. Ими установлено, что при повышении температуры окружающей среды (на 8° при выращивании в теплице) возрастает содержание целлю­лозы и белковых веществ. Например, в июле месяце побеги, выра­щенные в открытом грунте, имели в нижней части 49.13°/0 целлюлозы и 2.25°/0 белка, а побеги, выращенные в теплице, — 52.34°/0 целлю­лозы и 5.37°/0 белковых веществ. Содержание других компонентов менялось мало.

При уменьшении длительности освещения побегов в них снижалось содержание целлюлозы и сильно возрастало количество экстрактивных веществ. Например, в августе месяце в нижней части побегов, выращен­ных при нормальном дне, содержалось 2.85—2.18% экстрактивных ве­ществ, у выращенных же при укороченном дне было 5.13—4.46%. Это объясняется тем, что при укороченном освещении снижается интенсив­ность реакций конденсации и полимеризации, в результате которых об­разуются высокомолекулярные неэкстрагирующиеся вещества и на­капливаются лабильные промежуточные соединения, входящие в группу экстрактивных веществ (конифериловый, синапиновый и другие альде­гиды). Содержание лигнина при укороченном дне постепенно снижалось к концу вегетационного периода. Например, в сентябре побеги, выра­щенные при нормальном дне, содержали лигнина (после вычета белка) 22.71—21.53%, выращенные при укороченном дне — имели 15.25— 15.43%.

Изменение количества компонентов клеточной стенки по срокам ве­гетации и по высоте стебля выражалось в том, что с увеличением воз­раста ткани уменьшалось содержание уроновых кислот, золы, азота, пентозанов в целлюлозе. Количество целлюлозы, лигнина, метоксилов в лигнине возрастало. Содержание пентозанов не имело определенной тенденции к изменению в зависимости от вышеуказанных факторов.

Симионеску и сотр. [36>61-62] изучали химический состав древесины, пораженной раком. В больной части древесины бука было найдено при­мерно на 10% больше лигнина, чем в здоровой. Содержание целлюлозы, наоборот, уменьшалось при заболевании.

В литературе имеются данные по изучению химического состава ока­менелой древесины [63], глубинной древесины торфоразработок (1000- 3000 лет) и межледникового периода (до 150000 лет) [64-eej за. мечено, что в них было больше золы и меньше экстрактивных, цел­люлозы, холоцеллюлозы и пентозанов по сравнению с нормальной древе­синой. Наблюдалось увеличение количества лигнина (очевидно, за счет потери других составных частей). Следовательно, лигнин является в известных условиях более устойчивым, чем полисахаридный комп­лекс.

Было замечено, что степень полимеризации целлюлозы также падает с возрастом [в6] (до СП 400—500 у межледниковой древесины). С воз­растом происходит изменение в строении молекулы лигнина, которое выражается в уменьшении содержания метоксильных групп в лигнине (до 0.66% в образце миллионного возраста) и в уменьшении выходов ва­нилина и других альдегидов [64].

Исследовался [10] также состав дуба, длительное время (1000— 5000 лет) лежавшего под водой без доступа воздуха (мореный дуб). Результаты анализа показывают, что в такой древесине растет содержа­ние золы и веществ, растворимых в горячей воде, и уменьшается содер­жание гемицеллюлоз. Количество целлюлозы и лигнина практически не менялось.

Изучалось влияние на химический состав древесины воздушного вы­сушивания (126 дней) и высушивания при нагревании [ез]. Замечено, что оба вида высушивания дают уменьшение содержания всех пентозанов и относительное увеличение лигнина.

Подобные же изменения химического состава наблюдались при на­гревании образцов без доступа воздуха [ез]. В данных случаях отмеча­лось превращение углеводных составных частей в лигниноподобные ве­щества.

Были сделаны определения химического состава древесины после ее замораживания [63]. Результаты анализов древесины гледичии (Gleditschia Monosperma), замороженной нри температуре от —16 до —30° С, показаны в табл. 141.

Таблица 141

Химический состав замороженной древесины

(в %)

& С>

Юм

О л и R

1

2 ч

Пентозаны

Растворимые в

О £

О

О о

Е к

£°

ИэН

R ts

Метоксил

Сырая це. лоза

Зола

Холод — вой воде

Горячей воде

Ацетоне

T? о О

Я

«

<D

S

Танниды

Нормальная дре­весина….

22.5

3.5

40.4

25.3

0.9

7.9

11.4

8.2

18.6

5.6

Замороженная древесина . . .

28.7

4.5

39.4

23.3

1.25

5.7

9.9

7.9

16.2

3.9

Из табл. 141 видно, что количества растворимых в воде и ацетоне, пентозанов, целлюлозы уменьшались после замораживания, быть мо­жет, в результате диспергирующего глубокого действия мельчайших кристалликов льда, разрывающих клеточные стенки. При этом процессе диспергирования образуются низкомолекулярные и неустойчивые про­дукты деградации, легко гумифицирующиеся и преувеличивающие ко­личество определяемого лигнина.

Изучению действия радиоактивных излучений на древесину и ее отдельные компоненты было посвящено несколько работ [67~71]. Уста­новлено, что при облучении большое значение имеют интегральная доза, получаемая объектом (в фэр), мощность дозы (в фэр в единицу времени), условия облучения. В лигниноуглеводном комплексе древесины де­струкции (под действием гамма излучения Со60) подвергается в основном углеводная часть. При этом гемицеллюлозы (и особенно арабиноза) раз­рушаются интенсивнее, чем целлюлоза. Например, количество целлю­лозы в облученном образце древесины сосны [70] уменьшилось с 49.7 до 33.7%, т. е. на [66]/3 от первоначального содержания. Углеводы под влиянием радиации в основном переходят в воднорастворимые вещества с большим содержанием моносахаров. Так, после облучения древесины сосны дозой в 500.10е фэр количество воднорастворимых веществ уве­личилось до 36%, при этом содержание моносахаридов увеличилось с 0.9% до 16.2%, т. е. в 15 раз. Лигнин также претерпевает некоторые изменения с образованием растворимых продуктов. Количество лигнина уменьшается в том же образце на 5% (с 25.6% до 20.7%) от первоначаль­ного. В лигнине незначительно снижается процент углерода и метоксиль­ных групп (возможно за счет увеличения кислоторастворимой части лиг­нина).

При облучении, помимо снижения степени полимеризации, проис­ходит процесс окисления компонентов древесины или продуктов их де­струкции, особенно в присутствии кислорода. Облучение в вакууме дает меньшее содержание кислых продуктов (0.7% СООН вместо 2.0% при облучении на воздухе), замедляет деструкцию целлюлозы (при об­лучении в вакууме обнаружено 48.2% целлюлозы, а на воздухе 41.7%), растворимость в воде снижается, увеличивается количество аморфных областей в целлюлозе [69].

При действии ионизирующей радиации на древесину лигнин как бы защищает полисахариды от деструкции, что можно объяснить его аро­матическим строением.

Вы можете оставить комментарий, или ссылку на Ваш сайт.

Оставить отзыв