CC BY
52
СТРУКТУРНЫЕ КОМПОНЕНТЫ ДРЕВЕСНОЙ ЗЕЛЕНИ ЕЛИ АЯНСКОЙ И ЕЛИ ЕВРОПЕЙСКОЙ
Чернышева О.А., Рощин В.И. (СПбГЛТА, г. Санкт- Петербург, РФ)
Structural components content in Ajan spruce (Picea jezoensis) spruce needles was investigated. The possibility of the needles use for extractional processing was demonstrated.
Потребность в древесине с использованием стволовой части дерева постоянно возрастает. На ствол приходится приблизительно половина биомассы дерева. Резервами повышения экономической от заготовки древесины служит переработка древесной зелени, на которую приходится около 40-45 % от заготовки древесины. Оставаясь на лесной территории, она захламляет лесосеку, создавая благоприятные условия для массового размножения насекомых-вредителей и обусловливает пожарную опасность.
Частично проблема решена на европейской и северо-западной части нашей страны. Среди наиболее распространенных пород в этих регионах ель европейская - Picea abies (L) Karst. Из ее хвои получают продукты, которые востребованы для, парфюмерно-косметической, фармацевтической промышленности и сельского хозяйства. Решение проблемы комплексной глубокой переработки биомассы дерева важно для экономики нашей страны и особенно для регионов Дальнего Востока. Подробно изучение химического состава древесной зелени ели аянской позволит выявить пригодность сырья для подобных продуктов, стоимость которых гораздо выше самой древесины.
Ель аянская - Picea ajanensis (Lindl. et Gord.) Fisch. ex Carr. (синонимы Picea jezoensis (Sieb. et Zucc.) Carr.; Picea microsperma (Lindl.) Carr.) - дерево первой величины, со стройным полнодревесным стволом цилиндрической формы. Предельная высота этого вида в материковой части Дальнего Востока - не более 40 м. Крона ели аянской конусовидная, островершинная. Ствол прямой, покрыт темно-серой, гладкой корой, при достижении возраста спелости отслаивающейся кругловатыми пластинками. По макроскопическим особенностям коры ель аянская хорошо отличается от других видов ели, растущих в пределах ее ареала.
Молодые побеги голые, желтоватого цвета. У молодых елей ветви направлены под острым углом. У старых деревьев это характерно только для верхней части короны, тогда как в средней и, особенно, нижней частях ветви расположены горизонтально или изогнуты вниз. Ель аянская хорошо отличается от других видов этого рода, растущих на Дальнем Востоке, хвоей и шишками. Хвоя немного изогнутая плоская, со слабо выраженным килем, на плодущих ветках четырехгранная и изогнута вверх. Длина ее 8 - 26, а ширина 1,5 - 2 мм. Она слегка заостренная и покрыта восковым налетом, придающим ей голубоватый цвет.
Ель аянская - долгорастущая древесная порода, отдельные экземпляры которой доживают до 500 лет [1]. В России растет на Дальнем Востоке (Приаму-
рье, Приморье, западное побережье Охотского моря, Шантарские острова, Сахалин, южные Курильские острова, Камчатка, в южной части Якутии) по горным склонам в смеси с другими породами на высоте 400-1200 м над уровнем моря. Чаще всего образует смешанные насаждения.
Целью работы является изучение компонентного состава и экстрактивных веществ древесной зелени ели аянской и сравнение с ее аналогичными показателями ели европейской (Ленинградская обл., район поселка Лисино-Корпус).
Исследовали древесную зелень ели аянской, собранную в районе г. Биробиджана в ноябре 2009 г. Древесную зелень разделяли на следующие части: хвоя, побеги (обесхвоенные ветки), кора, древесина веточек и почки (Табл. 1). Среднюю пробу древесной зелени отбирали по высоте ствола.
Таблица 1 - Распределение составных частей древесной зелени по высоте
Место отбора пробы хвоя корка древесина веточек почки
верх 75 15 9 1
середина 70 16 11 4
низ 64 14 20 2
средняя 69 15 14 2
Из результатов анализа следует, что древесная зелень состоит на 64 - 75 % из хвои и содержит около 15 % коры и древесины по высоте ствола соответственно. Доля хвои увеличивается по высоте ствола, а содержание древесной части уменьшается. Почки составляют незначительную часть 1 - 4 % от исходной древесной зелени.
Из хвои и обесхвоенных побегов выделяли экстрактивные вещества с использованием изопропанола, петролейного и диэтилового эфиров в аппарате Сокслета. Определяли лигнин Классона, а целлюлозу - азотно-спиртовым методом [2]. Определения проводили из обессмоленных (проэкстрагированных изопропанолом) образцов. Общее содержание минеральных веществ устанавливали методом сжигания образцов. Полученные результаты исследований представлены в табл. 2.
Экстрактивные вещества, извлекаемые низкополярными растворителями, в частности, петролейным эфиром составляют максимальное количество в обесхвоенных побегах - 6,5 %, что говорит о целесообразности использования древесной зелени в целом.
Таблица 2 - Характеристика древесной зелени ели аянской, % от массы
Показатели Picea ajanensis Picea abies
Хвоя Побеги обесхвоенные Хвоя Побеги обес-хвоенные
Экстрактивные веще-
ства, выделенные
- петролеиным
эфиром; 4,5 6,5 7,6 4,2
- диэтиловым
эфиром; 6,7 8,1 9,8 4,5
- изопропанолом 37,6 16,5 38,6 14,5
Целлюлоза 20,3 28,8 19,4 25,2
Лигнин 24,1 32,4 30,8 36,8
Минеральные вещест- 4,5 3,1 2,4 2,1
ва
Диэтиловый эфир, занимающий промежуточное место по извлекающей способности экстрактивных веществ между неполярными экстрагентами (углеводороды) и полярными (спирты), больше всего экстрактивных веществ экстрагировал также из побегов - 8,1 % , в то время как в побегах ели европейской содержится примерно в 2 раза меньше веществ, извлекаемых этим же растворителем. Изопропанол, как представитель полярного растворителя, экстрагирует большую долю веществ из всех частей древесной зелени и максимально из хвои - 37,6 %. Хвоя ели европейской содержит максимальное количество подобных веществ - 38,6%. Связано это, вероятно, с высоким содержанием в экстрактивных веществах полярных и водорастворимых соединений.
Доля целлюлозы достигает максимального значения в побегах - 28,8 % для аянской ели и 25,2 % для европейской ели. Лигнин преобладает в побегах. Сравнивая показатели выделенных веществ для хвои и побегов можно отметить, что в хвое сосредоточены в больше степени экстрактивные вещества, а в побегах - структурные компоненты клеточной стенки. Минеральных веществ определено больше в хвое ели аянской - 4,5 %, чем в ели европейской.
Таким образом, исходя из результатов анализа древесной зелени ели аянской, следует, что по основным показателям они близки к аналогичным показателям для древесной зелени ели европейской [3]. Древесная зелень ели европейской является основным сырьем для экстрактивной переработки с получением продуктов для сельского хозяйства, медицины, и косметической промышленности. Дальнейшие исследования частей ДЗ позволит определить возможность использования для глубокой переработки отходов лесозаготовки ели аянской.
Литература
1. Манько Ю.И. Ель аянская. - Л.: Наука, 1987. - 280 с.
2. Оболенская А.В., Ельницкая З.П., Леонович А.А. Лабораторные работы по химии древесины и целлюлозы: Учебное пособие для вузов.: - М: "Экология", 1991. - 320 с.
3. Рощин В.И., Баранова Р.А., Белозерских О.А., Соловьев В.А. Состав экстрактивных веществ хвои и побегов ели европейской. // Химия древесины , 1983. - № 4 - С. 56 - 61.
