Характеристика продуктов подсочки в лесах и их применение. Химический состав живицы. Продукты подсочки леса, их свойства и применения.
Продукция подсочки и ее применение.
Из живицы путем перегонки получают твердый продукт канифоль и жидкий скипидар.
Канифоль в больших количествах потребляют мыловаренная и бумажная промышленность. Она придает мылу хорошую омыляемость и мягкость, способствует сохранению в нем жиров и частично заменяет их. Бумага, проклеенная канифолью, приобретает высокие качества: на ней не расплываются чернила и краски. Канифоль требуется и в других отраслях промышленности: резиновой, при изготовлении типографских красок, клея, сургуча, замазки, линолеума, изоляционного материала и др.
Скипидар применяется в лакокрасочной промышленности для изготовления скипидарных лаков и растворения красок; в парфюмерном производстве — для получения ароматических веществ; в текстильной промышленности — при печатании рисунков на хлопчатобумажных тканях; в медицине — для получения искусственной камфары, для лечебных целей и дезинфекции и др.
Смолообразование и смоловыделение, строение смоляных ходов.
Живица содержится в узких каналах — смоляных ходах. Смоляные ходы у сосны образуют три замкнутые, раздельные системы: в древесине, в хвое и в первичной коре. Для подсочки имеют значение только смоляные ходы древесины, ее живой части — заболони.
Смоляной ход состоит из межклеточной полости, так называемого смоляного канала, и окружающей его паренхимы, в которой различают:
1) Выстилающие, или выделительные, клетки, образующие эпителий смоляного хода;
2) Мертвый слой клеток;
3) Клетки сопровождающей паренхимы.
1—выстилающие клетки: 2—мертвый слой; 3—клетки сопровождающей паренхимы. 4—трахеиты; 5 – межклеточная полость; 6 – полость смоляного канала.
На поперечном разрезе выстилающие клетки имеют вид тонкостенных пузырей, вдающихся внутрь канала. Форма выстилающих клеток непостоянна и зависит от степени заполнения канала живицей. При максимальном заполнении канала выстилающие клетки плоские, в опорожненном канале оболочки клеток вдавливаются в него и, соприкасаясь, закрывают полость канала.
Вокруг выстилающих клеток располагается слой мертвых клеток, состоящий из одного или нескольких рядов, между которыми часто имеются разрывы. За слоем мертвых клеток идут живые клетки сопровождающей паренхимы. Они расположены местами в несколько рядов, местами прерываются. Сопровождающая паренхима служит запасной тканью, так как содержит вещества, необходимые для образования новой живицы. Паренхима со всех сторон окружена трахеитами.
Смоляные ходы расположены вдоль волокон древесины (продольные, или вертикальные) и в сердцевинных лучах (поперечные, или горизонтальные).
Диаметр продольных смоляных ходов в среднем равен 0,1 мм. диаметр самого канала зависит от степени заполнения его живицей: при предельном заполнении он достигает 80% диаметра нечто хода. Средней длиной продольных ходов считают 50 см, продельной — 100 см. Самые длинные продольные ходы расположены у комля.
Поперечные смоляные ходы построены так же, как и продольные, но отличаются гораздо меньшими размерами. Диаметр их в среднем равен 40 микронам, общая длина — не более радиуса дерева, а длина деятельных ходов — не более ширины заболони, так как живица ядра изолирована от живицы заболони и не доступна для подсочки. Объем поперечных смоляных ходов сравнительно невелик, поэтому для накопления живицы они менее существенны, чем продольные. Значение их заключается в том, что, соединяясь с продольными, они образуют сообщающуюся систему смоляных каналов, благодаря чему живица при подсочке может выделяться из отдаленных невскрытых ходов.
Смоляные ходы образуются в каждом годичном слое дерева и сосредоточиваются в основном в поздней древесине. В комлевой часть ствола, близ шейки корня, их больше, чем в других частях. В верхушечной части, несущей крону, их больше, чем в срединной, гладкой. В комлевой части дерева преобладают вертикальные, в верхушечной — горизонтальные смоляные ходы.
При подсочке дерева камбий годичного слоя откладывает под корой в месте надреза слой древесины с увеличенным против нормы числом продольных смоляных ходов. Эти слои называют патологическими, или травматическими. Как и нормальные слои, они начинают развиваться только в середине лета, когда закладывается поздняя древесина, независимо от того, когда нанесено ранение.
Образование патологических ходов, увеличивая число наиболее активных периферических смоляных ходов, повышает выходы живицы при подсоске. Это повышение особенно заметно во вторую половину сезона и на следующий после подсочки год.
Образование живицы.
Живица образуется выстилающими клетками, которые поэтому и называются выделительными.
В процессе подсочки образуется новая живица в количестве, целиком покрывающем вытекающее при подсочке. В первый же год дерево дает при подсочке больше живицы, чем ее имеется в готовом виде во всей системе смоляных ходов. Таким образом сосна может подвергаться подсочке в течение многих лет.
Новая живица образуется как в молодых ходах последнего года, так и в имевшихся к началу подсочки. В старых ходах она образуется медленнее, чем в молодых.
Химический состав.
В живице содержатся витамины групп А, С, Д, Е, К, минералы: железо, фосфор, марганец, йод, калий, кальций, кремний, цинк. Также в смоле присутствуют жирные кислоты, янтарная кислота, каротин, смолянистые эфиры, спирты.
Живица на 75% состоит из смолянистых кислот. Они твердые, но с помощью природных растворителей, которые называются терпенами, смола, подобно крови в организме человека, может свободно перемещаться внутри ствола дерева. Нейтральные вещества, из-за присутствия которых хвойная смола является лечебным средством, составляют до 20% от всей массы живицы.
Выделение живицы.
Содержимое растительных клеток, главным образом клеточного сока, оказывает давление на оболочку клетки, которая в свою очередь давит на содержимое клетки. Это взаимное давление, называемое турюром, создает состояние напряжения в растительном организме.
До того момента, как сделан надрез на стволе, смоляные каналы наполнены живицей, которая давит на выделительные клетки, прижимая их к мертвым клеткам. Вся вода из выделительных клеток при этом выжимается в полость клеток мертвого слоя. В канале создается большое смоляное давление, а прижатые; к стенкам мертвых клеток выделительные клетки, отдав воду, утрачивают упругость. Такое состояние их называется плазмолизом. При нанесении надрезов смоляные каналы вскрываются и из них обильно выделяется живица, так как давление в смоляном канале выше атмосферного. По мере истечения живицы из смоляных каналов выделительные клетки, испытывая меньшее давление со стороны вытекающей живицы, снова начинают всасывать воду из полости мертвых клеток и окружающих тканей. Выделительные клетки при этом расширяются, становятся упругими, восстанавливается состояние тургора, благодаря чему они с большой силой давят на живицу и усиливают таким образом истечение ее на поверхность среза. После опоражнивания смоляного канала выстилающие клетки оказываются настолько раздутыми, что почти соприкасаются друг с другом.
Следовательно, для выхода живицы весьма важное значение имеет водоснабжение. Чем скорее выделительные клетки насасывают воду, тем легче и скорее они выдавливают живицу из смоляных ходов. Насасывание воды этими клетками в свою очередь зависит от ее запасов в дереве, почве и воздухе. Для возобновления прекратившегося выделения живицы из старого среза наносят повторные раны.
После нанесения повторного надреза сначала происходит быстрое выделение живицы, через несколько часов оно замедляется и, наконец, прекращается. Летом выделение живицы практически прекращается через 24 часа после повторного надреза, осенью вследствие понижения температуры, через двое — трое суток.
Прекращение истечения живицы объясняют многими причинами. Одной из них считали загустение живицы и образование твердой корки на поверхности раны вследствие испарения скипидара и кристаллизации смоляных кислот. Однако это предположение мало вероятно, так как удаление твердой пленки с поверхности среза не восстанавливает выделения живицы. По мнению некоторых исследователей, вытекание живицы прекращается вследствие сужения смоляного канала, вызванного сильным разбуханием выстилающих клеток смоляных ходов в зоне ран.
Продолжительность истечения живицы удлиняют, воздействуя на рану химическими веществами. Клетки смоляных ходов при этом отмирают и съеживаются, в результате чего смоляные каналы оказываются совершенно открытыми. Смазыванием среза серной кислотой можно продлить истечение живицы до 6—7 суток. Выход живицы, исчисленный на одну подновку, увеличивается в 2—2,5 раза, а сезонный выход остается примерно таким же, как и при обычной подсочке.
На продолжительности истечения живицы сказывается также в большой мере скорость заполнения канала вновь образующейся живицей. Это наиболее глубокая и существенная причина, обусловливаемая физиологическим состоянием дерева. По мере расходования питательного материала образование живицы задерживается, и, наконец, наступает настолько значительное снижение выходов, что дерево требует более или менее длительного отдыха.
Продолжительность отдыха определяется сроком, в течение которого восстановится нормальная деятельность каналов и они окажутся совершенно заполненными.
Литература:
1. Харченко Н.А., Капитонов Д.Ю. «Недревесная продукция леса, 2006г.
2. Петрик В.В., Тутыгин Г.С., Гаевский Н.П. «Недревесная продукция леса», 2005г.
3. Коростылев Л.С., Залесов С.В., Годовалов Г.А., «Недревесная продукция леса» 2010г.