Никитин Н.И. Химия древесины

Подождите немного. Документ загружается.

.200

Химия

древесины

одном индивидууме. Наблюдаются сильные колебания,

зависимости от района, от условий произрастания, от

времени годэ, от возраста, от распределения по растению

от

других

причин.

Относительно колебания таннидов в зависимости от

района

и местопроизрастания можно привести следующие

данные о среднем содержании дубильных веществ в коре

ивы,

которое для Московского района составляет

12,4%,

а для Северного—Щ2%. Дубовая кора западного района

содержит 14,1%, а юго-западного района—7,8% таннидов.

По

данным Б. П. Аникина количество таннидов в коре

ели увеличивается с ухудшением условий местопроизра-

стания,

а именно, еловая кора из насаждений II бонитета

содержит в среднем около 10% таннидов, из III бонитета

12,5'/о. а из IV бонитета

—12,72%.

Что касается изменения

содержания таннидов в зависимости от возраста, то Пес-

слер приводит следующие данные для древесины и коры

германского каштана:

% таннидов

древесине в коре

6—8 лет 3,0 9,7

9 ...• 3,7 10,7

11 3,9 10,4

9,7 12,0

Для нашего кавказского каштана Г. Г. Поварнин

иашел следующее содержание таннидов:

Т°/о

НТ°/о

Старая

древесина

13,2 1,8

Молодая

древесина

• . . 5,9 1,9

Кора

. . * 10,9 8,0

Интересные

данные об изменении содержания таннидов

древесине

дуба

в зависимости от возраста приводят

Шредер и Павлович, последний о майкопском

дубе.

по

Шредеру по Павловичу

возраст °/о таннидов возраст °/о таннидов

19 лет 3,47 30 лет 4,9

80 , 5,19 40 . 5,1

КО

. 8,03 55 . 6,7

ИЗ

. 7,38 65 . 6,8

Таким

образом видно, что старая древесина и кора

каштана,

а также древесина

дуба

содержат больше дубиль-

ных веществ, чем молодые. Кора же

дуба

наоборот наи-

больший процент таннидов содержит в возрасте

15—20

лет,

когда она имеет гладкую, блестящую поверхность (зеркаль-

ная

кора). Та же самая зависимость наблюдается у коры ивы,

Дубильные

вещества

201

которая

по данным Ниренштейна в молодом возрасте

содержит 15% таннидов, а в старом—только 8,9%- Наиболее

благоприятным возрастом для использования ивовой коры»

как

дубильного материала,

следует

считать возраст от 2

до 5 лет. Кора ели в этом отношении отличается от коры

дуба

и ивы. В зрелых деревьях ели возрастом

40—90

лет

содержится еще достаточно большое количество дубильных

веществ в коре (около 10%) и таким образом момент про-

мышленного использования древесины ели совпадает с мо-

ментом использования ее коры, как дубильного материала.

Относительно изменения содержания таннидов корья

дуба

зависимости от времени

года

(в процентах) можно при-

вести следующие данные Эйтнера:

май

июнь

июль

август

10,7 12,3 9,8 11,2

10,4 10,6 8,1 10,7

апрель

Quercus

pedunculata

. . 14,8

Quercus

sessiliflora . . 12,8

из

которых видно, что наибольшее количество таннидов

содержится в апреле.

В древесине каштана и

дуба

дубильные вещества рас-

пределяются неравномерно от периферии к центру и от

основания

ствола к его вершине. Относительно содержания

таннидов по высоте ствола установлено, что у самого

корня

их количество значительно больше, чем на высоте

1,5 м, но на середине ствола и затем на вершине

дуба

на-

блюдается резкое увеличение количества таннидов. Это

найдено

для сердцевины, для заболони же, наоборот, на-

блюдается уменьшение количества таннидов, на вершине.

Вообще же заболонная и ядровая древесина сильно отли-

чаются по содержанию дубильных веществ. Например

Песслер приводит следующие данные для ствола

дуба

ИЗ

лет:

Количество

танниды

не

танниды

годичн.

слоев

в °/о в °/о ,

Заболонь

13 1,1 1,8

Сердцевина,

внешн.

слои

. 10 9,3 1,2

9,8 1,2

9,0 1,2

8,0 1,3

Сердцевина внутр. слои .

. 35 6,8 2,0

Из

этой таблицы видно, что заболонь содержит меньше

таннидов,

чем сердцевина, внешние слои которой наиболее

богаты дубильными веществами.

Большее содержание таннидов в ядре ствола бывает

видно

даже

на-глаз: в только что срубленном дереве

Г. А.

Арбузов

и П. Ф. Шипков. Товароведение растительных

дубильных материалов (1932), стр. 56.

202

Химия

древесины

Дубильные

вещества

203

окраска

древесины одинакова, и только постепенно начи-

нает выявляться более темное ядро. Дубильные вещества

или

близкие им „ядерные вещества", пропитывающие серд-

цевину, окисляются по мере действия кислорода

воздуха

света и сообщают ядровой древесине окраску, отличную

от заболонной. Заболонная древесина

дуба

загнивает гораздо

быстрее, чем ядерная, которая отчасти благодаря своему

довольно высокому содержанию таннидов является более

устойчивой против гниения и против действия древесных

вредителей.

Как

уже говорилось, дубильные вещества для исследо-

вания

обычно выделяются из дубильных материалов экстра-

гированием холодной или горячей водой, ацетоном, смесью

ацетона с эфиром, или уксусно-этиловым эфиром. После

экстрагирования

органический растворитель отгоняется под

уменьшенным давлением. Остаток растворяется в воде. Из

водного раствора дубильные вещества осаждаются ввиде

трудно растворимых в воде соединений, для этой цели чаще

всего применяется нейтральный уксусно-кислый свинец. '

Осадок свинцового соединения разлагают либо сероводоро-

дом, либо серной кислотой. После удаления сернистого или

сернокиского

свинца, а также избытков сероводорода и сер-

ной

кислоты, раствор подвергается выпариванию, по

окон-

чании

которого остается чистое дубильное вещество.

Как

уже было сказано в начале главы, все дубильные

вещества обладают вполне определенными общими свой-

ствами. Многие из этих свойств, как например осаждение

желатиной, осаждение электролитами и цветные реакции

с солями железа, использованы, как качественные реакции

на

дубильные вещества.

Количественное определение тан-

нидов основано на их свойстве поглощаться гольевым или

кожным

порошком. Общепринятым в производстве является

официальный

метод, принятый на международной

конфе-

ренции

химиков-кожевников в Лондоне.

Этот метод состоит в следующем: из дубильного мате-

риала путем экстрагирования получается водный раствор,

содержащий дубильные и не дубильные вещества. Часть

этого раствора подвергается выпариванию и определяется

количество

сухого

остатка, составляющего

сумму

таннидов

не таннидов. Другая часть того же самого раствора

водных

растворов дубильные вещества

могут

быть выделены

^кстпя^!

ШМИ

ДВуМЯ способами: а

) высаливанием солями и кислотами,

)

экстрагированием не смешивающимися с водой растворителями.

„»„<.„„„

од

Р°

бное

описание качественных реакций и количественного опре-

деления ДУбильных веществ можно найти например у Г. А. А р б у зо в а

" "•'*• шип к он а. Товароведение растительных дубильных материалов

у I. I н а м м. Дубильные вещества и дубильные материалы.

взбалтывается некоторое время с гольевым кожным порош-

ком,

который осаждает все танниды. Затем кожный поро-

шок

отфильтровывается, часть фильтрата выпаривается

в нем определяется количество

сухого

остатка. Разность

сухом

остатке до и после встряхивания с гольевым

порошком

дает

количество таннидов. Этот метод в не-

сколько

измененном виде называется методом фильтрования.

При

нем обездубливание анализируемого раствора произ-

водится фильтрованием его через колокол Проктера, на-

полненный

гольевым порошком. В остальном он не отли-

чается от первого метода. Существует еще метод Вильсона

Керна, основанный на определении дубильных веществ

по

привесу гольевого порошка, и метод Левенталя, при

котором танниды определяются титрованием перманганатом,

которым они быстро окисляются. Но эти методы считаются

менее точными и не имеют практического применения.

Химическое строение большинства дубильных веществ,

вследствие его сложности и трудности изучения, еще не

является окончательно установленным.

Ввиду

большого

разнообразия

таннидов многие исследователи пытались

классифицировать

их по тем или иным их свойствам, но

большей частью эти попытки не выдерживали научной

критики.

Первая, более серьезная классификация дубильных

веществ была дана Проктером и Стенгаузом (Рго-

ckter and Stenhous) в 1894 г. Они разделили дубильные

вещества на две группы 1) танниды пирогаллового ряда

2) танниды пирокатехинового ряда. Основанием для та-

кого подразделения послужило то обстоятельство, что ду-

бильные вещества, нагретые до

180—200°,

образуют раз-

личные продукты. Танниды первого ряда

дают

пирогаллол,

танниды второго ряда

дают

пирокатехин:

C-VH

н-ср\с-он

н-с

ООН

с-он

с-н

Пирогаллол

Пирокатехин

Впоследствии эта классификация была подкреплена

реакцией

Стясногос формальдегидом и соляной кислотой.

204

Химия

древесины

При

кипячении с этими реактивами дубильные веще-

ства пирогалловой группы или совсем не осаждаются, или

лишь весьма слабо, танниды же пирокатехиновой группы

осаждаются нацело. С солями железа большая часть пиро-

галловых таннидов

дает

синее или сине-фиолетовое окра-

шивание,

тогда

как пирокатехиновые танниды

дают

зеле-

ное окрашивание. Классификация Проктера и Стен-

гауза

имеет и до сих пор широкое применение в практике.

Более новой и научно обоснованной является класси-

фикация

К. Ф р е й д е н б е р г а. Он делит танниды на сле-

дующие

два.класса:

1. Гидролизуемые дубильные вещества

характеризуются наличием в их молекуле эфирных или

глюкозидных связей. Поэтому уже при довольно мягких

воздействиях, как например кипячение с водой или разба-

вленными кислотами, или при действии энзимов (танназа

эмульсин) эти танниды распадаются на простейшие веще-

ства.

2. Конденсированные дубильные вещества

отличаются тем, что вся их молекула имеет единый

угле-

родный скелет, т. е. все части молекулы связаны

друг

другом

углеродными связями. При действии энзимов тан-

ниды этой группы не расщепляются. При нагревании

с разбавленными кислотами, при действии кислорода или

при

высокой температуре конденсированные танниды не

расщепляются, а наоборот уплотняются. Дубильные веще-

ства этого класса

удается

расщеплять (причем разрывается

углеродный скелет) только действием разбавленных или

концентрированных щелочей при нагревании.

Эти два основные класса в свою очередь подразделя-

ются еще следующим образом:

Гидролизуемые дубильные вещества:

а) депсиды — сложные эфиры, составленные из мо-

лекул фенолкарбоновых или

других

кислот.

б) таннины — многоатомные спирты,

сахара

и глю-

козиды,

этерифицированные фенолкарбоновыми кислотами

типа галловой кислоты,

с) эллаговые дубильные вещества содержат элла-

говую

кислоту (см. ниже), связанную повидимому глюко-

зидно или сложно эфирно с сахарами или иными соеди-

нениями.

Конденсированные

дубильные вещества делятся

на:

a) ароматические оксикетоны,

b) катехины и катехиновые дубильные вещества.

c) конденсированные дубильные вещества неизвестного

строения.

Дубильные

вещества

205

Ниже

приводится краткая характеристика вышепои-

менованных групп.

Депсиды близки к дубильным веществам, но не все

депсиды показывают характерные для таннидов реакции

(например

осаждение желатины). Депсиды, как уже было

сказано,

являются сложными эфирами фенолкарбоновых

кислот, образующихся по схеме, например для

двух

молекул галловой кислоты:

да

но

НС

но,

СОо/

ScOOHHig

но'

но

Этот депсид представляет особый интерес. Обыкно-

венно

эфирная связь находится в мета-положении и

тогда

депсид называется мета-дигалловой кислотой, которая яв-

ляется составной частью китайского и турецкого таннинов,

а возможно и некоторых

других

дубильных веществ. В сво-

бодном состоянии в природе она не найдена, но была по-

лучена синтетическим путем Э. Фишером.

Из

группы таннинов простейшим представителем

является так называемый глюкогаллин, он был выделен

Гильсоном из китайского ревеня. Строение же его было

установлено Э. Фишером. Китайский таннин представляет

собой дубильное вещество, находящееся в китайских чер-

нильных орешках.

I—C

— OOG-

С-

НОИ

он

СНОИ

СИОН

сн

СН

0Н

Глюкогаллин

Этот таннид является наиболее изученным. Долгое

время его строение не было установлено, и на этот

счет

206

Химия

древесины

существовали различные мнения. Но своими классическими

работами Э. Фишер опроверг все предшествовавшие

взгляды на строение таннина и доказал, что китайский тан-

нин

очень близок к пента-мега-дигаллоил-|3-глюксзе фор-

мулы [(ОН),С

-СО-ОС

(ОН)

-СО]

Н,О

, которая в

развернутом виде имеет следующий вид, где Ас обозна-

чает

остаток дигалловой кислоты (II):

I—СНОАо

СНОАо

СН

СНоОАс

При

гидролизе таннина 5-процентной серной кислотой

Фишером

и Фрейденбергом было получено

88,6°/»

галловой кислоты и 11,4% глюкозы, что совпадает

с теоретическими вычисленными количествами для выше-

приведенной формулы. Таннин является веществом оптически

деятельным. По его

удельному

вращению можно

судить

чистоте препарата. Сопоставление свойств естественного

синтетического

таннина, а также их производных при-

вело Э. Фишера к убеждению, что китайский таннин по

всей вероятности является смесью полигаллоилглюкоз, не

только стереоизомеров и изомеров, но и соединений раз-

личного эмпирического состава. В этой смеси вероятно пре-

обладает вышеприведенная пента-мета-дигаллоил-глюкоза.

Позднее этот взгляд был подтвержден исследованиями

Каррера.

Эллаговые дубильные вещества характеризу-

ются, как и показывает само название, содержанием элла-

говой кислоты, кислые свойства которой определяются

фенольными

гидроксилами. Эта кислота принадлежит к до-

вольно распространенным в растениях веществам. В ду-

бильных веществах эллаговая кислота встречается или

вместе с галловой кислотой или без нее. Природа связи

Синтетический

танвин,

полученный

Э.

Фишером,

отличался от

естественного

меньшей

растворимостью в воде, а также

несколько

изменен-

ной

величиной

удельного

вращения.

См. F г е u d e n b e г g,

Tannin,

Cellulose, Lignin (1933).

Дубильные

вещества

207

эллаговой кислоты с другими компонентами в дубильных

веществах еще не установлена.

он

соо

он

\ соо /

ЭллагоЗая

кислота

Наиболее изученными из этой группы дубильных ве-

ществ является турецкий таннин, который получается из

галлов на ветвях и листьях малоазиатского

дуба.

Много-

численные исследования сначала Э. Ф и ш е р а и К. Ф р е йг

денберга и более поздние Каррера, Видмера и

Стауба приводят к заключению, что турецкий таннин

представляет собой смесь примерно

следующих

веществ

(см.

ниже), где Ас—обозначается остаток дигалловой кис-

лоты а Ас

— остаток галловой кислоты):

ОН Г*

НОАс

№Ас<

СИОН

СН

ОАо

СН0Ас<

НОАо

GHOAGi

ОНО

СИОН

сном

СН

ОАс

Первое из этих веществ представляет глюкозид элла-

говой кислоты, этерифецированный галловой и дигалловой

кислотой.

Второе и

третье

являются сложными эфирами

глюкозы с галловой и дигалловой кислотами.

Дубильные вещества

дуба

и каштана также от-

носятся

к группе эллаговой кислоты. Эти танниды весьма

нестойки

и легко переходят в нерастворимые продукты.

208

Химия

древесины

Дубильные

вещества

209

Этим

их

свойством объясняется трудность

не

только иссле-

дования

их, но

даже

выделения

чистом виде.

К.

р е й-

денберг

и Е.

Фольбрехт полагали,

что

дубильные

вещества образуются

листьях,

коре

же и

древесине

они

подвергаются дальнейшим превращениям, усложня-

ющим

их

молекулу. Поэтому,

для

упрощения задачи иссле-

дования этих таннидов, вышеназванные авторы выделили

их

из

листьев

дуба.

После гидролиза полученного дубиль-

ного вещества были найдены эллаговая кислота, глюкоза

неизвестное аморфное вещество, названное дубовой

кис-

лотой.

дальнейшем Курмайер (один

из

учеников Фрей-

денберга) рядом опытов установил,

что

глюкоза, полученная

Фрейденбергоы, является только примесью,

но не

входит

состав дубильного вещества. Курмайеру удалось

вы-

делить дубильное вещество

дуба

более чистом виде,

из

которого

при

гидролизе получалась только эллаговая

кис-

лота, глюкоза

же не

была найдена. Остаток

от

гидролиза

был похож

на

дубовую

кислоту. Однако

при

сплавлении

со щелочами

эта

кислота образовала

до 4?/

эллаговой

кислоты.

Таким образом, дубильное вещество

дуба

является

соединением эллаговой кислоты

какими

то

неизвестными

еще веществами.

Ни

глюкозы,

ни

галловой кислоты

в про-

дуктах

распада чистого дубильного вещества

дуба

обна-

ружить

не

удалось.

При

гидролизе дубильного вещества древесины каштана

Фрейденберг

Вальпуски получили

15—20%

эл-

лаговой кислоты, кверцетин,

глюкозы

следы галловой

кислоты.

Курмайер

при

щелочном гидролизе дубильного

вещества

из

листьев каштана выделил только

8—9

}

элла-

он

Иберцетин

говой кислоты. Затем Мюнц исследовал дубильное веще-

ство

из

листьев каштана, собранных

апреле (раннее

ду-

бильное веществ э)

и в мае

(позднее дубильное вещество),

при

гидролизе первого

кислотой,

щелочью получается

только галловая кислота

глюкоза. При гидролизе второго

были выделены эллаговая

галловая кислоты, глюкозы

же

•яе

было обнаружено. Таким образом раннее дубильное

ве-

щество листьев каштана

следует

отнести

группе таннина.

В процессе развития листа повидимому происходит

пре-

вращение части галловой кислоты

эллаговую, глюкоза

же

при

этом совершенно исчезает.

конденсированным дубильным веществам,

прежде всего относятся оксикетоны.

Как

пример

та-

кового,

можно назвать маклурин, выделенный

из

древесины

красного

тутового

дерева (Moms tinctoria, Madura tinctoria).

Строение маклурина выражается следующей формулой:

НО—

Наиболее распространенными конденсированными

ду-

бильными веществами являются катехиновые дубители.

Впервые катехин

был

выделен

из

катеху

(дубильный

экс-

тракт

из

древесины

Acacia

catechu) Неесван-Езенбек.

Долгое время

все

катехины считались идентичными.

П е р-

кин

первый указал

на ряд

различных катехинов, осно-

вываясь

на

некоторых различиях

в их

свойствах.

По

эмпирическому составу

все

катехины были одинаковы.

При

сплавлении

со

щелочами

они все

дают

протокатеховую

ки-

Ьн

он

он он

протокатехоВая.

флоровлнцин

резорцин

кислота

слоту

флороглюцин,

некоторые

из них

дают

еще ре-

зорцин.

Перкин первый предположил,

что

катехин

является продуктом восстановления кверцетина

(см.

выше)

Н. Ворожцов-младший. Химия природных дубильных ве-

ществ, стр. 84

(1932).

^ии»а древесины. *4

210

Химия

древесины

предложил

для

катехина формулу, принятую затем

иФрейденбергом.

В этом соединении содержатся

два

ассиметрических

атома

углерода,

из

этого

следует,

что

катехины явля-

ются оптически деятельными соединениями,

что и

было

доказано Фрейденбергом, который выделил шесть

кристаллических изомеров катехина

(d, I, d +

катехины

кп„гтГ

эпикатехинь

0- Фрейденберг предположил,

что

гт«

3и

КИС

катехины

обладающие дубящими свой-

ствами, ангидридизируясь

уплотняясь, переходят

аморф-

ные

катехиновые дубильные вещества более сложного строе-

ния

последнее время

это

предположение было подтвер-

*Л!

Q B

Инстит

те

высоких давлений опытами конденсации

ЛИк

высоким

Давлением, причем

был

получен

про-

дукт,

обладающий дубящими свойствами

ЛПР

пв,°

рфнЫе

катехин

°вые

дубильные 'вещества,

свою

«Л™

окисляясь

уплотняясь, образуют нерастворимые

воде

окрашенные соединения

так

называемые флоба-

п,^

ЛИ

бильные

красные".

катехиновым дубильным

£."«"

относятся многи

е дубители тропических расте-

Так

няпп

РаХ

°'

Мбир

И др

}

также

Умеренного пояса,

РЛИ

™

,и

ьные вещества коры ивы, ольхи, березы,

их гпгтЛ,

И ПР- Эти

ДУ

бители

мало изучены

точный

их состав неизвестен.

техниче

ского получения дубильных экстрактов,

ННаЯ

весенний

"ериод кора

ивы,

дуба

и т. п.,

име

Н0Й

влажности 12-15%. Перед

л2?

КОра изм

ельчается

на

корьерезках

корье-

Tnn»v

После чего

она

поступает

диффузоры,

в ко-

шегтв

отв

°Ап™

водное выщелачивание дубильных

ве-

гши

по

СТракция может

производиться

при

обыкновенном,

тР»п»п!

ЫШе

НОМ

или

пониженном давлении. Оптимальной

температурой

для

большинства дубителей считается

90—100°,

Шнпков

- Товароведение растительных материалов,

£°^"

по

типу ковденсации

Дубильные

вещества

21Г

но

отдельных случаях

она

может меняться,

так для дре-

весины

дуба

рекомендуется поднимать температуру

до 120V

для

экстракции коры ивы— наоборот снижать

ее до

64—70°.

Полученные экстракты подвергаются выпариванию*

под вакуумом, затем очистке, которая производится декан-

тацией,

фильтрованием

или

центрофугирсванием. Полная

очистка экстрактов достигается сульфидированием, обра-

боткой сульфитом (Na.SOj,)

или

бисульфитом

(NaHSO

)..

Сконцентрированные

очищенные дубильные экстракты

лрименяюм:я

для

дубления.

П. И.

Павлович. Дубильные экстракты (1928),

стр. 94

14*

Г Л /А В А

ЛЕС

Я Т А Я

ОБРАЗОВАНИЕ

ОТДЕЛЕНИЕ

СМОЛЫ

ХВОЙНЫХ

Вытекающая при подсочке сосны живица заключается

смоляных

ходах,

идущих вдоль волокон древесины (ходы

продольные) или поперек их (ходы поперечные). 11оследние

идут

в радиальном направлении по сердцевинным лучам.

Каждый ход состоит из межклетной полости, так называе-

мого смоляного канала и окружающей его паренхимы,

которой согласно описанию

проф.

Л. А. Иванова,

различают: выстилающие или выделительные

клетки,

образующие эпителий смоляного

хода,

2) мерт-

вый

слой клеток иЗ) сопровождающую парен-

химу.

Рис. 33, помещаемый ниже,

дает

представление

поперечном разрезе продольного смоляного

хода,

нахо-

дящегося в различных стадиях наполнения живицей. Вы-

стилающие клетки эпителия на этом рисунке имеют вид

тонкостенных пузырей, вдающихся внутрь смоляного канала.

Клетки

эти у сосны всегда сохраняют тонкие целлюлозные

стенки

и наполнены густой зернистой плазмой, содержа-

щей

большое ядро и многочисленные зерна запасных ве-

ществ— масла и крахмала. Благодаря сращению боковых

стенок

этих клеток смоляной канал совершенно изолиро-

ван

от межклетников древесины. При заполнении канала

живицей

под сильным давлением последней выстилающие

клетки

постепенно раздвигаются (рис. 33) и делаются со-

вершенно

плоскими.

При

опоражнивании канала от живицы выстилающие

клетки

наоборот вздуваются и выпячиваются в него до

соприкосновения

друг

с другом, так что полость смоляного

хода

может совершенно заполняться ими.

т-Д?

' Иванов. Биологические основы использования хвой-

А.иь- в терпентинном производстве (1934).

6ЛИ И лиственнииы

оболочки выстилающих клеток постепенно

«=г1.„

делаются

вероятно неспособными участвовать в выдавливании

ИЗ

КЗНЯЛОВ.

Образование

отделение

смолы

хвойных

21$.

Вокруг слоя выстилающих клеток располагается-кольцо

мертвых клеток, лишенных плазмы (рис. 33). Клетки эти

Рис

33 Поперечный разрез смоляного

хода

сосны в разных стадиях на-

полнения

живицей (по Л. А. Иванову), а — выстилающие клетки; Ь — со-

провождающие клетки; s — мертвый слой: t — трахеиды; /—межклетники.

имеют сплошную спайку с выстилающими клетками, беа

межклетных пространств. Снаружи вокруг кольца мертвых

Химия

древесины

клеток

расположен слой живой сопровождающей

паренхимы. Далее

идут

трзх-иды, обычно толстостенные.

Раньше

представляли образование смолы в смоляных

канааах таким образом, что ее

будто

бы выделяет особый

слизистый слой, которым покрыты выстилающие клетки,

на

что указывал Ч и р х. Позднее Швабахом и в послед-

ние

годы Ганнигом было вполне доказано отсутствие

слизистого слоя Чирха и вместе с тем показано было на-

личие капелек живицы внутри выстилающих клеток,

например

смоляных

ходов

игл пихты. По окраске спе-

циальным

ре

IKTHBOM

на смолу (уксуснокислой медью) можно

судить о том, что форма окрашенных образований (капельки,

нити)

ясно указывает на жидкую консистенцию их, а сле-

довательно, и на то, что CMOia в выстилающих клетках

имеет жидкий характер, т. е.

состоит из канифоли и из жид-

ких терпенов.

Подобное же образование

смолы внутри выстилающих кле-

ток

смоляных

ходов

древесины

сосны

(в молодых побегах) на-

блюдали А. Франк и И. М.

Орлова при обработке микро-

скопических срезов уксуснокис-

лой медью. На рис. 34 скопле-

ния

смолы внутри клеток пред-

ставляются ввиде темных пятен.

По

Г а н н и г у живица воз-

никает

в маленьких поверхност-

ных вакуольках протоплазмы выстилающих клеток смо-

ляных

ход«в.

Разрываясь у поверхности протопласта,

вакуольки эти выливают живицу, которая особым „секре-

торным давлением", преодолевая сопротивление уже ско-

пившейся

в канале живицы, продавливается через оболочку

выстилающих клеток, поступая в канал.

Фильтрацию мель-

чайших капелек живицы через оболочки

проф.

Л. А. Ива-

нов

преде авляет подобной ультрафильтрации мельчай-

ших час иц коллоидов через пористые перегородки.

Принимая

во внимание вязкость смолы, малый диаметр

большую длину смоляных

ходов

(см. ниже), приходится

признать,

что сила «секреторного давления" должна быть

весьма значительной для передвижения живицы вдоль вскры-

тых при подсочке смоляных ходов. Действие этого давле-

Непосредственна наблюдять процесс образования н вскрытия вакуоли

пора не

удалось

наживой материале, а потому указания Ганнигане

являются строго подтвержденными.

Образование

отделение

смоли

хвойных

215

Рис.

34. Смола в клетках эпите-

лия

смоляных

ходов

сосны.

(Но

А.

Франк).

мия,

доходящего до нескольких десятков атмосфер, при-

ходится предположительно представлять таким образом,

что выстилающие клетки смоляных

ходов

(рис. 33),

разду-

тые вследствие осмоса заключенной в них протоплазмы,

сдавливаются и постепенно обезвоживаются противодавле-

нием

выделяющейся из клеток в смоляной канал живицы.

Вытесняемая из выстилающих клеток вода выжимается

полости клеток мертвого слоя (лишенных плазмы). При

вскрытии

смоляного канала выстилающие клетки

действуют,

как

сжатые пружины, выдавливая живицу из канала, но

скорость этого выдавливания зависит не только от вязкости

живица и величины трения в смоляных

ходах,

но и от

скорости обратного насасывания воды высти-

лающими клетками. Выстилающие клетки поэтому

вытесняют живицу из смоляных

ходов

постепенно. Все, что

благоприятствует водоснабжению дерева, должно содей-

ствовать истечению живицы, находящейся в каналах. Уве-

личение влажности

воздуха

лесу,

увлажнение почвы дей-

ствуют

именно в этом направлении. По наблюдению

И.

М. Орловой, смоловыдедение почти не происходило,

например

в срезанной ветке,

тогда

как при опускании послед-

ней

нижним концом в

воду

выделение смолы шло обильно

;в течение нескольких дней. *

Перерезывание водопроводящих путей древесины, по-

стоянно

имеющее место при производстве практической

подсочки (при нанесении

дереву

поверхностных зарубок

или

ран), имеет отрицательное влияние на водоснабжение,

прекращая

доступ воды в перерезанные годичные слои

древесины, выше раны. Нарушенное водоснабжение вос-

станавливается лишь постепенно обходным путем череа бо-

лее глубокие, нетронутые слои. Части, лежащие ниже раны,

ближе к корню, оказываются, согласно

проф.

Л. А. Ива-

нову, в лучших условиях водоснабжения, так как подача

воды к ним происходит беспрепятственно корневым давле-

нием.

Нижняя часть ствола вообще является наиболее важ-

ным

источником живицы, давая ее значительно больше

(в

раза), чем верхняя, что отчасти объясняется большим

числом смоляных

ходов

в комлевой и корневой части де-

рева, а отчасти повидимому и большой смолистостью этих

частей.

Смоляные

ходы

сосны имеют диаметр от 60 до 130 р,

т. е. в среднем 0,1 мм. Молодые ветви и внутренние слои

ствола имеют меньший диаметр смоляных ходов, чем на-

ружные слои. Длина продольных смоляных

ходов

у сосны

Здесь,

как и на

дальнейших немногих страницах,

мы

продолжаем

Пользоваться статьей проф.

Л. А.

Иванова, цитированной выше.

216

Химия

древесины

составляет от 10 до 80 см. Поперечные

ходы

встречаются

только в сердцевинных

случах,

и они сообщаются с про-

дольными, образуя внутреннюю сложную систему каналов»

Диаметр поперечных (радиальных)

ходов

меньше, чем у про-

дольных, и в среднем составляет примерно 40 ц. Радиаль-

ные

ходы, перекрещиваясь с продольными ходами, тянутся

от центра ствола непрерывно до

луба,

удлиняясь вместе

с нарастанием слоев древесины и

луба.

Длина их поэтому

зависит от возраста.

Конец,

находящийся в

лубе,

замыкается

путем разрастания выстилающих клеток. По направлению

центру ствола на границе

между

ядровой и заболонной

древесиной сосны поперечные смоляные

ходы

оказываются

также закупоренными разрастающимися клетками (тиллы),.

что совершенно изолирует живицу, содер-

жащуюся в яд ре, от живицы заболони и

делает

ядровую часть недоступной для подсочки.

Число

продольных смоляных

ходов

на единицу пло-

щади поперечного сечения сосны в особенности подробно,

изучено было Мюнхом (1919 г.) Найдена была обратная

пропорциональность в ширине годичного кольца и числом,

ходов

на 1 см

. Самая широкослойная древесина имеет на

см

не меньше 40 продольных ходов. При ширине годич-

ного кольца в 1 мм, число их повышается до 70. Мелко-

слойная

болотная сосна отличается особой густотой распо-

ложения продольных ходов, но заболачивание сосны однако

сопровождается понижением выходов живицы при под-

сочке.

Число

ходов

поэтому не может служить мерой;

способности дерева давать тот или иной

выход

живицы,

который зависит и от

других

факторов: возраста, развития

кроны,

лучшей смолообразующей способности и т. п. Число

смоляных

ходов

увеличиваетея при подсочке во вновь

образующейся древесной ткани не только около ран (так

называемых карр), но и на значительном расстоянии от

них. Вследствие болезненного раздражения древесной ткани

возникают так называемые патологические смоляные ходы.

Эти патологические

ходы

образуются усиленной деятель-

ностью камбиального (пограничного с

лубом)

слоя. Если

искусственно поддерживать болезненное раздражение де-

рева путем подновления нанесенных поверхностных ран или

нанесением

свежих ран, то можно значительно увеличить

смолоистечение и поддерживать его в течение одного или

нескольких вегетационных периодов.

Что касается поперечных смоляных ходов, то по под-

счетам Мюнха на 1 см

цилиндрической поверхности го-

дичного слоя сосны их приходится около 70. Для ели найдено

было примерно такое же количество поперечных смоляных

ходов. Наиболее многочисленны и крупны продольные смо-

Образование

отделение

смолы

хвойных

217

ляные

ходы

имеются у веймутовой сосны, за которой сле-

дует

сосна обыкновенная и затем ель.

Отсутствуют

смо-

ляные

ходы

у пихты и псевдотзуги

Дугласа.

Смола

стволе пихты образуется в обычных клетках древесной;

паренхимы.

Ядровая древесина сосны, по указанию

Аустервейл

я,,

всегда

более богата живицей, нежели заболонь. Но живица,,

находящаяся в смоляных

ходах

ядра, не может попасть

каналы заболони, вследствие закупоривания смоляных:

ходов

на границе

между

ядром и заболонью, как уже го-

ворилось, и потому не выделяется снаружи дерева при его

подсочке. На поперечном срезе остающихся на вырубках

пней

видно, что выступление живицы происходит у сосны*

по

всей заболони, которая через некоторое время оказы-

вается покрытой коркой засохшей смолы так называемой

„серы".

Подобное засыхание происходит вследствие испа-

рения

летучей

части живицы — скипидара.

Наиболее смолистой нашей породой является сосна,

подсочка которой только и имеет у нас практическое зна-

чение.

Соотношение

между

летучей

частью живицы — ски-

пидаром, состоящим из углеводородов (терпенов), и твер-

дой, нелетучей — канифолью, изменяется в зависимости от

породы примерно следующим образом:

В живице, только что вытекшей из дерева,

содер-

жится:

сосны 34°/о скипидара

. лиственницы

. . .

38°/о

ели

32°/о

, пихты 60°/о

Соотношение

это колеблется в пределах каждой по-

роды, в зависимости от естественных условий произраста-

ния

и т. п. факторов. Практически при сборе живицы

большом масштабе у сосны например никогда не полу-

чается такого большого содержания скипидара, клк указано

таблице. Теряясь вследствие испарения, скипидар в сосно-

вой живице содержится, как максимум, не более

20—22%,

обычно же много меньше, например

10—12%-

Вследствие ма-

лой смолистости и ограниченного

выхода

живицы подсочка

ели экономически оказывается менее оправдывающейся

Данные взяты

из

книги

Г.

Аустервейля

и Ю.

Рот.

Подсоч-

ный промысел изд. Сибосоавнохима, Новосибирск, 1928

г.

Немецкое издание:

Austerweil

und

Roth, Oewinnung

und

Vetarbeitnng

von

Harz

and

Herzptodukren

(1917).

* Собранная

открытые

приемники

живица может потерять вслед-

ствие

испарения

течение нескольких недель (2—4)

до

половивы заклю-

чавшегося

в вей

скипидара.

218

Химия

древесины

у нас в

СССР

практически не производится, хотя в Гер-

мании,

Австрии и некоторых

других

местах ель подсачи-

валась с промышленными целями. О добывании живицы

ели и лиственницы, а также о добывании смолы пихты

(называемой канадским бальзамом) мы не можем здесь

подробно говорить.

Возвращаясь к процессу смолоотделения при нанесе-

нии

ран сосне, должно сказать еще следующее. Как уже

было сказано, в нарастающей древесной ткани возникают

вследствие раздражения многочисленные патологические

смоляные ходы, в которых происходит новообразование

живицы.

Новообразование живицы при подсочке происхо-

дит в таком количестве, которое целиком покрывает коли-

чество, вытекающее из ран. Выделяющаяся живица частью

стекает в приемники у основания карр, частью же затяги-

вает поверхность раны

густым

терпентином. Последний по

испарении

летучего

скипидара затвердевает и образует на

обнаженной

древесной ткани защитный смоляной слой.

Вследствие закупоривания смоляных

ходов

истечение жи-

вицы

уменьшается. Нанесением новых срезов (подновок)

через известные промежутки времени искусственно поддер-

живают смолоотделение в течение долгого времени.

Подвергая критическому обзору имеющиеся сведе-

ния

о влиянии естественных факторов на выделение живицы

практические результаты подсочки,

проф.

Л. А. И в а н о в

указывает на сложность процесса смолообразования и

труд-

ность эксперимента, который приходится вести в

лесу,

судить о

выходах

живицы по средним числам, получен-

ным

от большого количества деревьев, для того чтобы

устранить очень большие индивидуальные колебания выхо-

дов от разных деревьев. Повышенная влажность

воздуха

оптимальная влажность почвы являются важным есте-

ственным фактором, благоприятствующим процессу смоло-

отделения. Объяснение этому лежит в осмотическом

меха-

низме

процесса вытеснения смолы из смоляных каналов,

чем уже говорилось выше. Чем больше воды в древесине,

тем

легче

идет осмотическое насасывание ее выделитель-

ными

клетками и быстрее развивается давление, необходи-

мое для вытеснения живицы из вскрытых ходов. В засуш-

ливые периоды обычно наблюдается понижение выходов

живицы.

После дождей, выпадающих непосредственно после

таких периодов, выходы живицы значительно возрастают.

Но

слишком дождливое лето по наблюдениям Дюпона

оказывалось неблагоприятным для выхода живицы, полу-

чаемой подсочкой приморской сосны

(Франция).

Падение

средней суточной температуры ниже 12° отражается

небпаг

гоприятно

на

выходах

живицы, вязкость которой ниже

Образование

отделение

смолы

хвойных

219

этого предела увеличивается настолько, что живица

требует

большого давления для вытеснения из каналов.

Проф.

Ива-

нов

указывает на этот температурный предел, как на не-

которую придержку для определения примерных границ

возможности распространения подсочного промысла в север-

ных областях

СССР,

оговаривая впрочем, что наблюдения

над этим температурным пределом должны быть еще про-

верены. В действительности связь

между

температурой

воздуха

и подсочкой оказывается довольно сложной вслед-

ствие запаздывания охлаждения или нагревания ствола,

покрытого хорошим изолятором — корой. Осложняют эту

саязь

другие

факторы: повышение испарения кроной

теплую

погоду, вследствие чего влажность древесины

падает, а осмотические процессы передвижения влаги за-

медляются и т. п.

Лучшие выходы

дают

при подсочке деревья с хорошо

развитой кроной при одном и том же диаметре ствола.

При

увеличении диаметра (возраста) дерева наблюдается

увеличение выходов. Что касается влияния условий место-

произрастания

на выходы живицы, то в этом отношении

имеется еще недостаточно наблюдений. Вислиценусом

например

было указано на влияние неравномерной почвен-

ной

влажности на сильные колебания в

выходах

живицы

у близкостоящих деревьев. Сосна, произрастающая на за-

болоченных почвах и обладающая менее развитой кроною

корневой системой, является менее благоприятной для

подсачивания,

чем растущая на

сухих

местах. Согласно

цитируемой статье

проф.

Иванова, влияние бонитета

типа леса на выходы живицы в Германии не удалось

установить. А. И. Терлецкий в Ленинградской области,

Сиверском лесничестве наблюдал следующие выходы

живицы

при подсочке обыкновенной сосны:

Тип

леса

Выход

в г на

подновку

Pinetum

oxalidosum 13,5

myrtillosum 11,1

polytrichosum 10,6

sphagnosum 9,9

При

одинаковых климатических условиях и одновоз-

растном насаждении выходы живицы в различных типах

леса показывают, что наиболее производительные насажде-

ния

повидимому являются в то же время и более продук-

тивными.

Наблюдения А. И. Терлецкого, К. М. Озо-

лина

и И. В. Высоцкого над подсочкой в Сиверском

лесничестве показали, что процентный состав живицы,