Karaçam (Pinus nigra Arnold.) Odununun Lif Morfolojisi ve Kimyasal Yapısı Üzerine Ağaç Gövde Yüksekliğinin Etkisi

Öz

Bu çalışmada, karaçam (Pinus nigra Arnold.) ağacının gövde yüksekliğinin odunun lif morfolojisi ve kimyasal yapısı üzerine etkileri araştırılmıştır. Bu amaçla, karaçam tomruklarının (3 ağaç) 3 farklı kısmından (alt, orta ve üst) odun örnekleri alınmıştır. Örneklerin lif uzunlukları, lif genişlikleri, lümen genişlikleri ve çeper kalınlıkları tespit edilmiştir. Bu lif morfolojik özellikleri kullanılarak liflerin elastiklik oranı, keçeleşme oranı ve Runkel oranı değerleri hesaplanmıştır. Ayrıca, örneklerin holoselüloz, α-selüloz, klason lignini, sıcak ve soğuk su çözünürlükleri ile alkol çözünürlükleri tespit edilmiştir. Elde edilen sonuçlara göre karaçam ağaç gövdesinin alt kısmından alınan örneklerin orta ve üst kısımdan alınan örneklere göre daha esnek liflere sahip olduğu, daha yüksek oranda selüloz, daha düşük oranda lignin içerdiği tespit edilmiştir. Bu yönleri ile karaçam ağaç gövdesinin alt kısmından elde edilen kağıtlar diğer kısımlardan elde edilenlere göre daha yüksek verimli kağıt hamurları, daha sağlam kağıtlar oluşturmaya yatkındır. Buna karşın, özellikle ağacın üst kısmının (ince uç kısım) lif morfolojisinin ve kimyasal yapısının kağıt üretimi için kabul edilebilir ölçüde olduğu da görülmüştür.   

Anahtar Kelimeler

• Karaçam,selüloz,lignin,gövde yüksekliği,lif morfolojisi

Effect of Stem Height on the Fiber Morphology and Chemical Composition of European Black Pine (Pinus nigra Arnold.)

Abstract

In this study, effect of stem height on the fiber morphology and chemical composition of European black pine (Pinus nigra Arnold.) was studied. Three different trees were cut and from each tree 3 different samples were taken (bottom, middle and top). The fiber length, fiber width, fiber lumen width, and cell wall thickness of samples were determined. By using these fiber morphological properties, the flexibility ratio, slenderness ratio, and Runkel ratio of fibers were calculated. Holocellulose, α-cellulose, lignin, hot-cold water solubility and alcohol solubility values were determined. According to the results, samples taken from the bottom of European black pine have more flexible fibers, high amount of cellulose and low amount of lignin than samples taken from middle and top of the tree. From this aspect, we could conclude that pulp made from lower parts of the stem has high yield and strength.  However, upper part of the tree is also acceptable for pulping with its fiber and chemical composition.

Keywords

• Pinus nigra,cellulose,lignin,stem height,fiber morphology

Kaynakça

1. 1. Baharoğlu, M., Nemli, G., Sarı, B., Birtürk, T., Bardak, S. 2013. Effects of anatomical and chemical properties of wood on the quality of particleboard. Composites.Part-B., 52:282-285.
2. 2. Birler, A.2006. Endüstriyel Plantasyonlar. Anadolu Üni. Yayınları, 114-116.
3. 3. Bostancı, Ş.1987. Kağıt Hamuru Üretimi ve Ağartma Teknolojisi, 493 s. Karadeniz Teknik Üniversitesi, Orman Fakültesi,Genel yayın no:114, Fak.yayın no:13.
4. 4. Carrillo, I., Vidal, C., Elissetche, J.P., Mendonca, R.T. 2017. Wood anatomical and chemical properties realted to the pulpability of Eucalyptus globulus: a review. Southern Forests. 1-8.
5. 5. Dwumaa, H. 2016. Assessing the physical and chemical properties of 15year old normal and coppiced teak (Tectona grandis) woods for their effective utilization. Master Thesis, Department of Wood science and Technology, Kwame Nkrumah University of science and Technology, 77 p.
6. 6. İstek, A., Eroğlu, H., Gülsoy S.K., 2008. Karaçamın Yaşına Bağlı Olarak Lif ve Kağıt Özelliklerinin Değişimi, Kastamonu Ü. Orman Fakültesi Dergisi, 8 (1), 61-66
7. 7. İstek, A., Tutuş, A., Gülsoy S.K. 2009. Sahil Çamı (Pinus pinaster Ait) Odunun Lif Morfolojisi ve Kağıt Özellikleri Üzerine Ağaç Yaşının Etkisi, K.S.Ü. Fen ve Mühendislik Dergisi, 12(1), 1-5.
8. 8. Kiaei, M. 2011. Anatomical, physical and mechanical properties of eldar pine (Pinus eldarica Medw.) grown in the Kelardasht region.Turk J Agric For. 35:31-42.

9. 9. Kostiainen, K., Kaakinen, S., Saranpää, S., Sigurdsson, B.D., Linders, S., Vapaavuori, E. 2004. Effect of elevated [CO2] on stem wood properties of mature Norway spruce grown at different soil nutrient availability. Global Change Biology, 10: 1526-1538.
10. 10. Krutul, D., Makowski, T., 2004: Content of the mineral substances in the oak wood (Quercus petraea Liebl.). Annals of Warsaw Agricultural University SGGW. Forestry and Wood Technol. 55: 315-320.
11. 11. Krutul, D., Buzak, J., 1986: Distribution of extractives in the trunk of oak and pine tree.. Sylwan 130(8): 65-77.
12. 12. Krutul, D., Zeilenkiewicz, T., Radomski, A., Zawadzki, J., Antczak, A., Drozdzek, M. 2014a. Impact of the environmental pollution originated from sulfur mining on the chemical composition of wood and bark of birch (Betula pendula Roth.). Annals of Warsaw University of Life Sciences – SGGW, Forestry and Wood Technology,88, 117-125.
13. 13. Krutul, D., Zeilenkiewicz, T., Zawadzki, J., Radomski, A., Antczak, A., Drozdzek, M. 2014b. Influence of urban environment originated heavy metal pollution on the extractives and mineral substances content in bark and wood of oak (Quercus robur L.). Wood Research, 59(1): 177-190.
14. 14. Mercy, O.B., Adeola, F.J., Olajide, O.A., Babatunde, A., Sunday, F.J. 2017. Evaluation of fiber characteristics of Ricinodedron heudelotii (Baill, Pierre Ex Pax) for pulp and paper making. International Journal of Science and Technology 6(1): 634-641.
15. 15. Muhcu, S., Nemli, G., Ayrılmış, N., Bardak, S., Baharoğlu, M., Sarı, B., Gerçek, Z. 2015. Effect of log position in European Larch (Larix decidua Mill.) tree on the technological properties of particleboard. Scandinavian Journal of Forest Research, 30(4): 357-362.
16. 16. OGM, 2015. Orman Atlası. https://www.ogm.gov.tr/ekutuphane/Yayinlar/Orman%20Atlasi.pdf
17. 17. OGM, 2016. İşletme ve Pazarlama Daire Başkanlığı, Oduna Dayalı Orman Ürünlerinin Üretim ve Pazarlama Faaliyetleri, Ankara.
18. 18. Ogunjobi, K.M., Adetogun, A.C., Omole, A.O. 2014. Assessment of variation in the fibre characteristics of the wood of Vitex doniana sweet and its suitability for paper production. Journal of Research in Forestry, Wildlife and Environmental, 6(1): 39-51.
19. 19. Rowell, R.M. 2005. Wood Chemistry and Wood Composites. CRC Press, USA.
20. 20. TAPPI T 257 cm-02 (2002). Sampling and preparing wood for analysis
21. 21. TAPPI T 222 om-02 (2002). Acid-insoluble lignin in wood and pulp
22. 22. TAPPI T 204 cm–97 (1997). Solvent extractives of wood and pulp
23. 23. TAPPI T 207 cm–99 (1999). Water solubility of wood and pulp
24. 24. Taş, M. (2017). Kızılçam (Pinus brutia Ten.) odun ve kraft kağıt hamurundaki polyozların tespiti. Yüksek Lisans Tezi, Bartın Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Orman Endüstri Mühendisliği Anabilim Dalı, 79 s., Bartın.
25. 25. Wise, L.E and John, E.C. 1952. Wood Chemistry. 2nd ed. Reinhold Publication Co. New York, USA.
26. 26. Xu, F.; Zhong, X. C.; Sun, R. C.; Lu, Q., 2006: Anatomical ultrastructure and lignin distribution in cell wall of Caragana korshinskii. Industrial Crops and Products, 24(2): 186-193.
27. 27. Yadama, V., Lowell, E.C., Peterson, N., Nicholls, D. 2009. Wood-thermoplastic composites manufactured using beetle-killed spruce from Alaska. Polymer Engineering and Science, 49(1): 129-136.