The dimensions of pit types found at different stem heights of Oriental spruce

Yıl 2025, Cilt: 11 Sayı: 1, 50 - 59

Davut Bakır , Ayşe Dilek Doğu

https://doi.org/10.53516/ajfr.1602524

Öz

Background and aims Oriental spruce (Picea orientalis L.), a species widely distributed in Turkey’s Eastern Black Sea Region and preferred in many areas of the forest industry, is one of the refractory wood species. For such refractory wood species, the dimensions of pits, which facilitate the flow of liquid substances between cells, are highly significant in achieving the desired preservative uptake. Therefore, the studies aimed at obtaining data on the sizes and dimensional variations of different pit types within the tree’s stem structure are necessary. The current study aims to meet this need.
Methods In the present study, radial and tangential diameter measurements were carried out using a light microscope to determine the dimensional changes in various pit types and their pit apertures from the base to the crown of the tree. These measurements included the diameters of bordered pits in the longitudinal tracheids, piceoid type cross-field pits, and ray tracheid bordered pits and their pit apertures in sapwood and heartwood portions.
Results Based on the obtained results, it was determined that the sizes of bordered pits and their pit apertures in the sapwood were significantly higher than those in the heartwood. Additionally, the sizes of ray tracheid bordered pits’ apertures and piceoid-type cross-field pits’ apertures in the sapwood were found to be greater than those in the heartwood. Conversely, the diameters of ray tracheid bordered pits and piceoid-type cross-field pits in the heartwood were higher than those in the sapwood.
Conclusions It was observed that the dimensional changes of different pit types and their pit apertures from the base to the crown in both the sapwood and heartwood portions of Oriental spruce did not follow a consistent pattern or change in parallel with stem height. Instead, they exhibited a heterogeneous and scattered dimensional distribution along the stem. Therefore, no significant relationship was found between the tree stem height and sizes of different pit types and their pit apertures.

Anahtar Kelimeler

Ray tracheid pits, pit dimensions, tree height, crossfield pits, bordered pits, Picea orientalis L.

Proje Numarası

115O934

Doğu ladininin farklı gövde yüksekliklerinde bulunan geçit tiplerinin boyutları

Öz

Giriş ve hedefler Türkiye'nin Doğu Karadeniz Bölgesi'nde yaygın bir tür olan ve orman endüstrisinde birçok alanda tercih edilen Doğu ladini (Picea orientalis L.) emprenyesi güç ağaç türlerindendir. Güç emprenye edilen odun türlerinde arzu edilen bir emprenye madde alınımının gerçekleştirilebilmesi açısından odunda bulunan ve hücreler arası sıvı maddelerin akışını sağlayan geçitlerin boyutları çok önemlidir. Dolayısıyla, ağaç türlerinin yapısında bulunan farklı geçit tiplerinin gövde içerisindeki boyutlarına ve boyutsal değişimlerine yönelik veriler elde etmeyi amaçlayan çalışmalara ihtiyaç vardır. Yapılan çalışma da bu ihtiyacı giderme amacı taşımaktadır.
Yöntemler Mevcut çalışmada, ağacın dip kısmından taç kısmına doğru farklı geçit tipleri ve onlara ait geçit açıklıklarındaki boyutsal değişimleri belirlemek amacıyla bir ışık mikroskobu vasıtasıyla ladin diri ve olgun odun kısımlarındaki kenarlı geçitlerin, piceoid tip karşılaşma yeri geçitlerinin ve enine traheid kenarlı geçitlerinin açıklıkları ve çap boyutlarına yönelik radyal ve teğet çap ölçümleri gerçekleştirilmiştir.
Bulgular Elde edilen sonuçlara göre, ladin diri odun yapısındaki kenarlı geçitler ile geçit açıklık boyutlarının ladin olgun odun yapısındakilere nazaran çok daha yüksek oldukları belirlenmiştir. Bununla beraber, ladin diri odun yapısındaki enine traheid kenarlı geçit açıklık boyutları ve piceoid tip karşılaşma yeri geçit açıklık boyutlarının ise olgun oduna nazaran daha yüksek olduğu belirlenmiştir. Bunun aksine, ladin olgun odun yapısındaki enine traheid kenarlı geçit çap boyutları ve piceoid tip karşılaşma yeri geçit çap boyutlarının da diri odundan daha büyük olduğu tespit edilmiştir.
Sonuçlar Doğu ladininde dipten taç kısmına doğru diri ve olgun odun yapısında bulunan tüm farklı tip geçit ve geçit açıklık boyutlarındaki değişimlerin belirli bir düzene ve gövde yüksekliğindeki değişime paralel seyretmediği, gövde boyunca homojen ve dağınık bir boyutsal dağılım gösterdikleri tespit edilmiştir. Bu yüzden de gövde yüksekliğiyle farklı tip geçit ve geçit açıklık boyutları arasında anlamlı bir ilişki bulunamamıştır.

Anahtar Kelimeler

Enine traheid kenarlı geçitleri, geçit boyutları, gövde yüksekliği, karşılaşma yeri geçitleri, kenarlı geçitler, Picea orientalis L.

Destekleyen Kurum

1002 TÜBİTAK projesi

Proje Numarası

115O934

Teşekkür

Bu çalışmada ‘’Biyolojik Yöntemle Permeabilitesi İyileştirilen Odunun Bazı Özelliklerinin ve Bakır Dağılımının İncelenmesi’’ başlıklı doktora tezindeki bazı verilerden faydalanılmıştır. Bu çalışma, İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa Bilimsel Araştırma Projeleri Yürütücü Sekreterliğinin 24880 numaralı projesi ile 115O934 numaralı TÜBİTAK projesi tarafından desteklenmiştir.

Kaynakça

• Ahmed, S.A., Chun, S.K., 2011. Permeability of Tectona grandis L. as affected by wood structure. Wood Science Technology, 45(3), 487-500.
• Ay, N., Şahin, H., 1998. Doğu ladini [Picea orientalis (L.) Link.] öz odun ve diri odununun iç morfolojik özelliklerinin incelenmesi. Turkish Journal of Agriculture and Forestry, 22, 203-207.
• Bamber, R. K., 1987. Sapwood and heartwood. Technical publication (Forestry Commission of New South Wales. Wood Technology and Forest Research Division); no. 2. ISBN 0 7240 2067 5 ISSN 0155-7548 ODC 811.5.
• Bozkurt, Y., Göker, Y., Erdin N., 1991. Belgrad ormanında suni olarak yetiştirilmiş Doğu Ladini (Picea orientalis (L.) Link.)’nin bazı anatomik özellikleri. İstanbul Üniversitesi Orman Fakültesi Dergisi, Seri A 41(2), 12-13.
• Burgess, S.O., Pittermann, J., Dawson, T.E., 2006. Hydraulic efficiency and safety of branch xylem increases with height in Sequoia sempervirens (D. Don) crowns. Plant Cell and Environment, 29(2), 229-239.
• Côté, W.A., J.R., 1963. Structural factors affecting the permeability of wood. Journal of Polymer Science, Part C No:2, 231-242.
• Domec, J. C., Lachenbruch, B., Meinzer, F.C., 2006. Bordered pit structure and function determine spatial patterns of air-seeding thresholds in xylem of douglas-fir (Pseudotsuga menziesii; Pinaceae) trees. American Journal of Botany, 93, 1588-1600.
• Domec, J. C., Lachenbruch, B., Meinzer, F.C., Woodruff, D. R., Warren, J. M., McCulloh, K. A., 2008. Maximum height in a conifer is associated with conflicting requirements for xylem design, The Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), 105(33), 12069-12074.
• Freeman, H. M., McIntyre, C. R., 2008. A comprehensive review of copper-based wood preservatives with a focus on new micronized or dispersed copper systems. Forest products journal, 58(11), 6-27.
• Hacke, U.G., Sperry, J.S., Pittermann, J., 2004. Analysis of circular bordered pit function II. Gymnosperm tracheids with torus-margo pit membranes. American Journal of Botany, 91(3), 386-400.
• Hacke, U.G., Lachenbruch, B., Pittermann, J., Mayr, S., Domec, J.C., Schulte, P.J., 2015. The hydraulic architecture of conifers. In: Hacke UG (ed) Functional and ecological xylem anatomy. Springer International Publishing, New York, NY, pp 39–75.
• Hansmann, C., Gindl, W., Wimmer, R., Teischinger, A., 2002. Permeability of wood- A review. Wood Researc–Drevársky Výskum, 47(4), 1-16.
• JMP Statistical Software, 2020. JMP 1989-2007: Version 5.0, SAS Institute Inc., Cary, NC, USA.
• Kartal, S. N., Green III, F., Clausen, C. A., 2009. Do the unique properties of nanometals affect leachability or efficacy against fungi and termites?, International Biodeterioration & Biodegradation, 63, 490-495.
• Köksal, S. E., Kılıç Pekgözlü, A., 2016. Sarıçam (Pinus sylvetris L), Karaçam (Pinus nigra Arnold.) ve Kızılçam (Pinus brutia Ten.) Basınç Odununun Mikroskobik Yapısı. Ormancılık Dergisi, 12(1), 72-82.
• Lazzarin, M., Crivellaro, A., Williams, C. B., Dawson, T. E., Mozzi, G., Anfodillo, T., 2016. Tracheid and pit anatomy vary in tandem in a tall Sequoiadendron giganteum tree. Journal of International Association of Wood Anatomists (IAWA), 37(2), 172-185.
• Lehringer, C., Hillebrand, K., Richter, K., Arnold, M., Schwarze, F.W.M.R., Militz, H., 2010. Anatomy of bioincised Norway spruce wood. International Biodeterioration and Biodegradation, 64(5), 346-355.
• Losso, A., Anfodillo, T., Ganthaler, A., Kofler, W., Markl, Y., Nardini, A., Oberhuber, W., Purin, G., Mayr, S., 2018. Robustness of xylem properties in conifers: analyses of tracheid and pit dimensions along elevational transects. Tree Physiology, 38, 212-222.
• Matsunaga, H., Matsumura, J. and Oda, K., 2004. X-Ray microanalysis using thin sections of preservative – treated wood, relationship of wood anatomical features to the distribution of copper. IAWA Journal, Vol. 25 (1), 79-90.
• McIntyre, C.R., Freeman, M.H., 2009. Micronized copper. Proceedings American Wood Protection Association, 105: 114-127.
• Panigrahi, S., Kumar, S., Panda, S., Borkataki, S., 2018. Effect of permeability on primary processing of wood. Journal of Pharmacognosy Phytochemistry, 7(4), 2593-2598.
• Pittermann, J., Choat, B., Jansen, S., Stuart, S.A., Lynn, L., Dawson, T.E., 2010. The relationships between xylem safety and hydraulic efficiency in the Cupressaceae: the evolution of pit membrane form and function. Plant Physiology, 153, 1919-1931.
• Qu, W.; Yang, C.; Zhang, J.; Ma, Y.; Tian, X.; Zhao, S.; Yu, W., 2022. Hydraulic Function Analysis of Conifer Xylem Based on a Model Incorporating Tracheids, Bordered Pits, and Cross-Field Pits. Forests, 13(2), 171.
• Sandberg, K., 2009. Norway spruce heartwood properties related to outdoor use, Doctoral thesis, Lulea University of Technology, Skelleftea Division of Wood science and technology, ISSN: 1402-1544 ISBN 978-91-86233-60-0.
• Song, Y., Poorter, L. Horsting, A. Delzon, S. Sterck, F., 2022. Pit and tracheid anatomy explain hydraulic safety but not hydraulic efficiency of 28 conifer species. Journal of Experimental Botany, 73(3), 1033–1048.
• Şahin, H., Ay, N., 1999. Doğu ladini (Picea orientalis (L.) Link.) odununda gövde yüksekliğinin iç morfolojik özellikler üzerine etkisi. Turkish Journal of Agriculture and Forestry, Ek sayı: 2, 23, 375-382.
• Topçuoğlu, M., 1985. Doğu ladini (Picea orientalis (L.) Carr.) odununun iç morfolojisi üzerine araştırmalar. Orman Araştırma Enstitüsü Yayınları, Teknik Bülten Serisi No: 134, Ankara.
• Usta, İ., Hale, M.D., 2006. Comparison of the bordered pits of two species of spruce (Pinaceae) in a green and kiln-dried condition and their effects on fluid flow in the stem wood in relation to wood preservation. Forestry, 79(4), 467-475.
• Wang, J.Z., DeGroot, R., 1996. Treatability and durability of heartwood. National Conference on Wood Transportation Structures. Madison, WI, USA. pp. 252-260.
• Wilcox, W.W., 1964. Preparation of decayed wood for microscopical examination. Forest Products Laboratory, Forest Service U.S. Department of Agriculture, Madison, (WI), USA.