Dobrovolsky. Pruning Influence on Chemical Composition of Spruce Wood (Picea abies (L.) Karst.) = Влияние обрезки ветвей на химический состав древесины ели европейской (Picea abies (L.) Karst.)

The aim of the work was to investigate the influence of pruning on wood composition in different morphological parts of the Norway spruce (Picea abies (L.) Karst.) trees, including heartwood and sapwood compared to normal trees as a reference. Pruning intensity during that treatment was 35–41 % of the total length of the crown for the trees with the average and less than average diameter at breast height and 28 % for the trees with diameter at breast height higher than the average. Components composition of acetone soluble extractives was analysed by gas chromatography with long and short columns, and their molar mass distribution was analysed by gel permeation chromatography. The following was determined in the pre-extracted wood tissues: cellulose (acid hydrolysis – gas chromatography); lignin (Acetyl Bromide method) and hemicellulose and pectins composition (acid methanolysis – gas chromatography). Acetone-soluble wood extractives are a complex mixture of different groups of organic compounds, i.e. both lipophilic and polar substances. The high-performance gel permeation chromatography analysis revealed the dominance of triglycerides, steryl esters, fatty and resin acids in the obtained extracts. The amount of monosaccharides in the extracts was also substantial. The chemical composition of wood tissues of the reference and pruned trees was almost similar. Compared to the reference trees, the wood samples of the pruned trees showed increased amounts of resin acids in sapwood, high amounts of lignin and double amounts of fructose in both sapwood and heartwood. The analysis results can be explained by response of trees to their pruning as a defense mechanism against plant pathogens and must be a result of the current physiological activity of those trees, possibly related to differences in crown sizes. For citation: Pranovich A.V., Antonov O.I., Dobrovolsky A.A. Pruning Influence on Chemical Composition of Spruce Wood (Picea abies (L.) Karst.). Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2021, no. 3, pp. 145–160. DOI: 10.37482/0536-1036-2021-3-145-160
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 проанализирован 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.

Электронное издание «Dobrovolsky. Pruning Influence on Chemical Composition of Spruce Wood (Picea abies (L.) Karst.) = Влияние обрезки ветвей на химический состав древесины ели европейской (Picea abies (L.) Karst.)» (бесплатно). Скачать номера в формате PDF.