بررسی برخی ویژگیهای فیزیکی، بیومتریک و آناتومی چوب گونه خرمندی ( diospyros lotus) در رویشگاه های جنگلی البرز

بیان مساله و اهداف: در کشورهایی مانند ایران که منابع جنگلی محدود هستند، استفاده بهینه از گونه‌های بومی به‌منظور کاهش فشار بر جنگل‌ها و توسعه صنایع چوبی پایدار از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. چوب گونه خرمندی (diospyros lotus)، که به‌طور طبیعی در جنگل‌های شمال ایران رشد می‌کند، یکی از گزینه‌های مناسب برای این منظور محسوب می‌شود. بررسی ویژگی‌های فیزیکی، بیومتریک و آناتومی چوب این گونه می‌تواند به شناسایی کاربردهای صنعتی و دستی آن کمک کند. درختان پهن‌برگ معمولاً ویژگی‌های متغیری دارند که بسته به شرایط رشد، منطقه رویش و موقعیت چوب در تنه تغییر می‌کند. تغییرات خصوصیات بیومتری، فیزیکی و آناتومی چوب می‌تواند نقش مهمی در تعیین قابلیت استفاده از آن در صنایع چوبی و ساختمانی ایفا کند. بنابراین، هدف این پژوهش بررسی تغییرات ویژگی‌های اساسی چوب خرمندی در محور طولی و عرضی تنه، به‌منظور ارزیابی پتانسیل استفاده از این چوب در صنایع مختلف است.مواد و روشها: برای انجام این پژوهش، یک درخت سالم خرمندی از جنگل‌های بهشهر (استان مازندران) انتخاب شد. از این درخت، دو دیسک چوبی به ضخامت 5 سانتی‌متر در ارتفاع برابر سینه و سه متری تهیه شد. نمونه‌های آزمونی با ابعاد 2×2×3 سانتی‌متر از مغز تا پوست در راستای عرضی و در دو ارتفاع مختلف بریده شدند. سپس، ویژگی‌های بیومتری شامل طول الیاف، قطر کلی الیاف، قطر حفره سلولی و ضخامت دیواره سلولی با استفاده از میکروسکوپ نوری مجهز به عدسی مدرج اندازه‌گیری شد. خواص فیزیکی شامل دانسیته خشک و دانسیته بحرانی طبق استاندارد iso 13061-2 تعیین گردید. علاوه بر این، ویژگی‌های آناتومی چوب مطابق با لیست ویژگی‌های میکروسکوپی انجمن بین‌المللی آناتومیست‌های چوب (iawa) مورد بررسی قرار گرفت. داده‌های حاصل از اندازه‌گیری‌ها با استفاده از آزمون تجزیه واریانس یک‌طرفه در قالب طرح کاملاً تصادفی تحلیل شدند و مقایسه میانگین‌ها با آزمون دانکن در سطح 95 و 99 درصد انجام شد.نتایج: نتایج نشان داد که دانسیته خشک و بحرانی چوب از مغز به سمت پوست روند افزایشی دارد، اما در راستای طولی از ارتفاع برابر سینه به سمت تاج کاهش می‌یابد. در مورد ویژگی‌های بیومتری، روند مشابهی مشاهده شد؛ به‌طوری که طول الیاف، قطر کلی الیاف، قطر حفره سلولی و ضخامت دیواره سلولی از مغز به سمت پوست افزایش داشته و در جهت طولی از پایین به سمت تاج کاهش یافتند. این تغییرات را می‌توان به افزایش سن لایه کامبیوم و تغییرات ساختاری سلول‌های چوبی در طول رشد درخت نسبت داد. نتایج بررسی‌های میکروسکوپی نیز نشان داد که آوندها به‌صورت گروه‌بندی شعاعی قرار گرفته‌اند و منافذ بین آوندی متناوب در دیواره‌های آوندی دیده می‌شوند. علاوه بر این، اشعه چوبی این گونه ناهمگن و خیلی ناهمگن بوده و فیبرهای چوب دارای دیواره ضخیم هستند. این ویژگی‌ها نقش کلیدی در تعیین استحکام و خواص مکانیکی چوب ایفا می‌کنند. مطالعات انجام‌شده در این پژوهش نشان داد که با افزایش فاصله از مغز درخت، ابعاد الیاف افزایش یافته و ساختار چوب به سمت تراکم بیشتر و استحکام بالاتر پیش می‌رود. از سوی دیگر، کاهش این ویژگی‌ها در جهت طولی (از پایین به سمت تاج درخت) نشان‌دهنده تفاوت‌های ساختاری در بخش‌های مختلف تنه است. این نتایج با یافته‌های پژوهش‌های قبلی که تغییرات مشابهی را در گونه‌های دیگر گزارش کرده‌اند، مطابقت دارد.نتیجه گیری: نتایج این پژوهش نشان داد که چوب گونه خرمندی (diospyros lotus) به دلیل دانسیته بالا، ضخامت مناسب دیواره سلولی و استحکام مطلوب، پتانسیل مناسبی برای صنایع چوبی دارد. افزایش ویژگی‌های بیومتری از مغز به پوست و کاهش آن‌ها از ارتفاع برابر سینه به تاج، بیانگر تاثیر عوامل ساختاری بر خواص چوب است. همچنین، نتایج بررسی‌های آناتومی میکروسکوپی نیز نشان داد که چوب خرمندی دارای منافذ بین آوندی متناوب، گروه‌بندی آوندی شعاعی، و اشعه چوبی ناهمگن است که این ویژگی‌ها می‌توانند بر رفتار مکانیکی و فرآیندهای صنعتی آن تاثیرگذار باشند. الگوی توزیع آوندها و نحوه استقرار اشعه چوبی نشان می‌دهد که این چوب دارای پتانسیل مناسبی برای تولید تخته‌های فشرده و مصنوعات چوبی با استحکام بالا است. با این حال، تاثیر این ویژگی‌ها بر فرآوری چوب و کاربردهای خاص نیازمند بررسی‌های تکمیلی است.

investigation of selected physical, biometrical and mechanical properties of persimmon tree (diospyros lotus) in longitudinal and transverse directions

problem definition and objectives: in countries like iran, where forest resources are limited, the optimal use of native species to reduce pressure on forests and promote sustainable wood industries is of special importance. the wood of the diospyros lotus species, which naturally grows in the northern forests of iran, is considered one of the suitable options for this purpose. examining the physical, biometric, and anatomical properties of this wood species can help identify its industrial and manual uses. broadleaf trees generally exhibit variable characteristics that change depending on growth conditions, the growth region, and the position of the wood in the trunk. changes in the biometric, physical, and anatomical characteristics of the wood can play a significant role in determining its suitability for use in wood and construction industries. therefore, the aim of this research is to investigate the changes in the fundamental properties of diospyros lotus wood along the longitudinal and radial axes of the trunk to assess its potential use in various industries.methodology: for this study, a healthy diospyros lotus tree was selected from the forests of behshahr (mazandaran province). two 5 cm thick wood disks were taken from the tree at breast height and at a height of three meters. test samples with dimensions of 2×2×3 cm was cut from the pith to the bark along the radial direction and at two different heights. the biometric properties, including fiber length, fiber diameter, cell cavity diameter, and cell wall thickness, were measured using a light microscope equipped with a calibrated lens. physical properties, including dry density and critical density, were determined according to iso 13061-2 standards. additionally, the anatomical features of the wood were examined based on the microscopic features list of the international association of wood anatomists (iawa). the data obtained from the measurements were analyzed using one-way analysis of variance (anova) in a completely randomized design, and mean comparisons were performed using duncan’s test at the 95% and 99% confidence levels. results: the results showed that both the dry density and critical density of the wood increase from the pith to the bark, but decrease along the longitudinal axis from breast height toward the crown. a similar trend was observed for biometric properties, as fiber length, fiber diameter, cell cavity diameter, and cell wall thickness increased from the pith to the bark and decreased longitudinally from the base to the crown. these changes can be attributed to the increasing age of the cambial layer and structural changes in the wood cells during tree growth. microscopic observations also revealed that the vessels are radially grouped, and alternating pits between the vessel walls were visible. additionally, the wood rays of this species are heterogeneous to very heterogeneous, and the wood fibers have thick cell walls. these features play a key role in determining the strength and mechanical properties of the wood. the findings of this study indicated that as the distance from the pith increases, the fiber dimension increase, and the wood structure moves toward higher density and greater strength. on the other hand, the reduction in these properties longitudinally (from the base toward the crown of the tree) suggests structural differences in different parts of the trunk. these results align with previous research that reported similar changes in other species.conclusion: the results of this study demonstrated that diospyros lotus wood, due to its high density, suitable cell wall thickness, and good strength, has excellent potential for use in the wood industries. the increase in biometric properties from the pith to the bark and the decrease from breast height to the crown reflect the impact of structural factors on the wood’s properties. furthermore, the microscopic anatomical results showed that diospyros lotus wood has alternating pits between the vessels, radially grouped vessels, and heterogeneous wood rays, which can affect its mechanical behavior and industrial processing. the distribution pattern of the vessels and the arrangement of the wood rays suggest that this wood has the potential for producing high-strength compressed boards and wooden products. however, the impact of these features on wood processing and specific applications requires further investigation.