بررسي ويژگي‌هاي بيومتري، فيزيكي و شيميايي چوب بلوط ايراني (Quercus brantii Lindl.) (مطالعه‌ي موردي؛ شهرستان لردگان)

Investigation on physical, chemical and biometrical properties of Persian oak (Quercus brantii Lindl.) Case study: Lordegan Township

سابقه و هدف: ويژگي‌هاي بيومتري، فيزيكي و شيميايي چوب گونه‌هاي مختلف درختي عوامل مهمي جهت تعيين، شناخت و كاربرد آنها مي باشد. گونه بلوط ايراني (Quercus brantii Lindl.) از خانواده Fagacea، مهم‌ترين و فراوانترين گونه درختي جنگل‌هاي زاگرس در استان‌هاي غرب و جنوب غربي كشور مي‌باشد كه ويژگي‌هاي بيومتري، فيزيكي و شيميايي چوب آن تاكنون مورد مطالعه قرار نگرفته است. در اين تحقيق، برخي از خصوصيات ذكر شده چوب درخت بلوط ايراني از شهرستان لردگان استان چهارمحال و بختياري اندازه‌گيري شد. اين خصوصيات شامل ويژگي‌هاي بيومتري الياف مانند طول الياف، قطرالياف و ضخامت ديواره سلولي، ويژگي‌هاي فيزيكي مانند جرم ويژه و هم‌كشيدگي و واكشيدگي حجمي و ويژگي‌هاي شيميايي مانند مقدار سلولز، ليگنين و مواد استخراجي بودند. با اندازه‌گيري و بررسي اين ويژگي‌ها مي‌توان اطلاعات ارزشمندي در زمينه عناصر سلولي و ارتباط آن با دوام طبيعي اين گونه‌ به دست آورد. مواد و روش‌ها: اين پژوهش در جنگل‌هاي روستاي آتشگاه در 55 كيلومتري جنوب غربي شهرستان لردگان انجام شد. شهرستان لردگان يكي از مهم‌ترين رويشگاه‌هاي جنگلي استان چهار محال و بختياري است. در اين مطالعه تعداد سه اصله درخت سالم با قطر تقريبي 35 سانتي متر براي تعيين ويژگي‌هاي بيومتري (طول الياف، قطر الياف، قطر حفره و ضخامت الياف)، فيزيكي (جرم ويژه، هم‌كشيدگي و واكشيدگي حجمي) و شيميايي (ميزان سلولز، ميزان ليگنين، ميزان مواد استخراجي و ميزان خاكستر) انتخاب و قطع شد. از هر درخت سه ديسك از قطر برابر سينه تهيه و سپس نمونه‌هاي چوبي در جهت شعاعي درخت از مغز به سمت پوست بريده و خواص مورد نظر اندازه‌گيري شد. جداسازي الياف با استفاده از روش فرانكلين انجام شد. براي اندازه‌گيري چگالي از استاندارد ISO-3131 استفاده شد. اندازه‌گيري ميزان سلولز موجود در چوب بر اساس درصد ماده خشك چوبي و مطابق با استاندارد T264-om-88 آيين‌نامه TAPPIليگنين بر اساس استاندارد T-222-6m-88آيين‌نامه TAPPI مواد استخراجي بر اساس استاندارد ASTM شماره D1107-84 انجام گرديد. يافته‌ها: نتايج اين مطالعه نشان داد كه ميانگين كلي طول الياف، قطر كلي الياف، قطر حفره و ضخامت ديواره الياف در جهت شعاعي به ترتيب 967/67، 17/14، 3/67 و 6/41 ميكرون مي‌باشد. همچنين نتايج نشان داد كه جرم ويژه خشك و پايه اين چوب برابر با g/cm3 0/10±00/1 و g/cm3 0/11±0/91 و ميزان هم‌كشيدگي و واكشيدگي حجمي به ترتيب 10/12 و 11/29 درصد است. بررسي خصوصيات شيميايي نشان داد كه مقدار سلولز، ليگنين، مواد استخراجي و خاكستر برون چوب و درون چوب درخت بلوط ايراني به ترتيب 37، 25، 1.19، 3.13، 41، 23، 2.6 و 3.56 درصد مي باشد. نتيجه‌گيري: به طور كلي نتايج اين تحقيق نشان داد كه روند تغييرات ويژگي‌هاي بيومتري و فيزيكي از محدوده مغز به سمت پوست در جهت شعاعي صعودي مي‌باشد. از سوي ديگر، با توجه نتايج به دست آمده، الياف چوب بلوط ايراني با طول متوسط 0/97 ميلي‌متر در گروه الياف متوسط قرار مي‌گيرد. آناليز شيميايي نشان داد كه مقادير سلولز، مواد استخراجي و خاكستر درون چوب در مقايسه با برون چوب بيشتر مي باشد. بين مقدار سلولز چوب درون و چوب برون در سطح 5 درصد اختلاف معني دار مشاهده نشد. با توجه به جرم ويژه اندازه گيري شده (g/cm1/30) چوب بلوط ايراني جزء چوب‌هاي سنگين محسوب مي‌شود.

Background and Objectives: Physical, chemical and biometrical properties are important factors for identification and application of various wood species. Persian oak (Quercus brantii Lindl.), from Fagaceae family, is the most important tree species in west and southwest provinces of Iran. The physical, chemical and biometrical features of Persian Oak are not studied till now. Therefore, in this study, the mentioned properties of Persian oak (Lordegan, Charharmahal and Bakhtiari province) were measured, including the biometrical (fiber length, fiber diameter, lumen and cell wall thickness), physical (density and volumetric shrinkage and swelling) and chemical properties (cellulose, lignin, extractives and ash content). By measuring and investigating of these characteristics valuable information of structure and components of this wood species could be obtained. Material and Methods: This study was carried out in the forests of Atashgahe village; 55 kilometers from southwest of Lordegan Township. Lordegan Township is one of the most important forest stands in Chaharrmahal and Backtiari. Three normal trees with the diameter about 35cm were chosen to determine the biometrical, physical and chemical features. Three disks were prepared at breast height of each tree and testing samples were prepared along radial direction (pith, middle and bark). Then the mentioned properties were measured. Defiberation was done according to the Franklin (1954) method. Determination of density was carried out based on ISO-3131standard. Cellulose, lignin and extractive content were measured in accordance with TAPPI T-264-om-88 and T-222-om-88 respectively. The content of extractives was evaluated based on ASTM D1107-84. Results: The results indicated that fiber length, fiber diameter, lumen and cell wall thickness in radial direction were 967.67, 17.14, 3.67 and 6.41 micron, respectively. Results also showed that dry and basic density was 1.01±.1 and 0.91 g/cm3, respectively. Volumetric shrinkage and swelling were 10.12 and 11.29 percent, respectively. The chemical results showed that content of cellulose, lignin, extractives and ash in sapwood were 41.25, 25.37, 1.19 and 3.13 respectively. These values for heartwood were 37.42, 23.41, 2.6 and 3.56 %, respectively. Conclusion: The results showed that physical and biometrical properties increased along radial direction from the pith to the bark. On the other hand, Persian oak with fiber length 0.97 mm is considered as moderate fibers. Chemical analysis indicates that cellulose, extractives and ash content in the heartwood were higher than the sapwood. There was no significant different at 5 percent level between the cellulose content values in heartwood and sapwood. According to the measured dry density (1.00 g/cm3), Persian oak is categorized as a heavy wood species.