مطالعه‌ای بر ساختار بیومتری و مکانیکی دستجات آوندی درخت نخل (مطالعه موردی: شهرستان اهواز)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، فارغ التحصیل گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشگاه هامبورگ، هامبورگ، آلمان

2 استادیار گروه مهندسی جنگلداری، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران

3 استادیار گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشگاه صنعتی خاتم‌الانبیا بهبهان، بهبهان، ایران

چکیده

هدف از انجام این تحقیق بررسی ساختار آناتومی دستجات آوندی و نقش آن ها بر رفتار فیزیکی و مکانیکی تنه نخل خرما می باشد. بدین منظور سه اصله درخت از گونه خرما (Phoenix dactylifera) با میانگین قطر 47 سانتی متر در حومه شهر اهواز قطع و در سه ارتفاع 2، 5 و 7 متری، نمونه های آزمونی به ابعاد 2 سانتی متر (مماسی)× 2 سانتی متر (شعاعی) ×2 سانتی متر (طولی) از مغز به پوست درخت تهیه و مورد بررسی قرار گرفت. ویژگی های آناتومی (میانگین قطر، تعداد و مساحت دستجات آوندی)، فیزیکی (دانسیته خشک) و مکانیکی (مقاومت کششی و مدول الاستیسیته دستجات آوندی) مورد مطالعه قرار گرفتند. نتایج نشان داد که بیشترین مساحت اشغال شده توسط دستجات آوندی در نواحی نزدیک پوست بوده (33%) و با نزدیک شدن به مغز گرده بینه این مقدار به 27% رسید. تعداد دستجات آوندی در نواحی نزدیک به پوست نیز بیشتر از نواحی اطراف مغز بود. همچنین با افزایش ارتفاع درخت تعداد دستجات آوندی افزایش یافت. اما در رابطه با میانگین قطر و مساحت دستجات آوندی روند منظمی از افزایش یا کاهش در مقطع گرده بینه مشاهده نشد، اگرچه با افزایش ارتفاع درخت تغییرات پارامترهای مذکور به طور معنی داری دارای روند کاهشی بود. بررسی رفتار مکانیکی نشان داد که مقاومت کششی و مدول الاستیسیته دستجات آوندی در ناحیه نزدیک مغز بیشتر از مقادیر آن در اطراف پوست بود. این مقاومت ها با افزایش ارتفاع درخت و پر رنگ تر شدن نقش سلول های جوان به طور معنی دار کم شد. در انتها این تحقیق نشان داد که بین مقاومت های مکانیکی دستجات آوندی و فاصله از مرکز گرده بینه همبستگی بالایی وجود دارد.

کلیدواژه‌ها


[1] Amor, I.B., Rekik, H., Kaddami, H., Raihane, H., Arous, M. and Kallel, A., 2010. Effect of   palm tree fiber orientation on electrical properties of palm tree fiber-reinforced polyester composites. Journal of composite materials, 44(13): 1553-1568.

[2] Ramadan, A.N., 2014. An evaluation of the use of midribs from common date palm cultivars grown in Saudi Arabia for energy production. BioResource, 9(3): 4343-4357.

[3] Hegazy S.S. and Aref, M.I., 2010. Suitability of some fast growing trees and date palm fronds for particleboard productions. Forest Products Journal, 60(7/8): 599-604.

[4] Aref, I.M., Nasser, R.A., Ali, I., AL.Mefarrej H.A. and AL.Zahrani S.M., 2013. Effects of aqueous extraction on the performance and properties of polypropylene/ wood composites from date palm midribs and Acacia tortilis wood, Journal of Reinforced Plastics composites, 32(7):476-489.

[5] Nasser, R.A. and AL.Mafarreg H.A., 2011. Midribs of date palms as a raw material for wood -cement composite industry in Saudi Arabia. World Applied Science Journal, 15(12): 1651-1658.

[6] Khiari, R., Mauret, E.,Belgacem and Mhenni, M.F., 2011. Tunasian date palm rachis used an    alternative source of fibers for papermaking applications. Bioresources, 6(1): 265-281.

[7] EL.Musly, H.I., 1997. The rediscovery of local raw materials: New opportunities for developing countries. Industry Environment, 20(1-2):17-20.

[8] Tomlinson, P.B., Horn, J.W. and Fisher, J.B., 2011. The anatomy of palms. Oxford University Press, Oxford, UK.

[9] Killmann, W., 1993. Struktur, Eigenschaften und Nutzung von Stämmen wirtschaftich wichtiger Palmen. Dissertation. Universität Hamburg, Hamburg. FachbereichBiologie. 213p.

[10] Shang, L., Sun, Z., Liu, X. and Jiang, Z., 2015. A novel method for measuring mechanical properties of vascular bundles in moso bamboo. Journal of Wood science, 61(6): 562-568.

[11] Tarmian, A., Foroozan, Z., Sepehr, A., Gholamiyan, H. and Oladi, R., 2013. Physical and anatomical features and drying behavior of the boards produced from old date palm trees (Phoenix dactylifera L.) in Bam city, Iranian Journal of Wood and Paper Science Research 28(3): 498-508. (In Persian).

[12] Gibson, L.J., 2012. The hierarchical structure and mechanics of plant materials. Journal of the Royal Society Interface, 9(76):2749–2766.

[13] Corley, H.V. and Tinker, P.B., 2003. The Oil Palm.4th Edition. Oxford: Blackwell Publishing. 284 p.

[14] Lim, S.C. and Khoo, K., 1986. Characteristics of oil palm trunk and its potential utilization. The Malaysian Forester, 49(1): 3-22.

[15] Erwinsyah, S.H., 2008. Improvement of oil palm trunk properties using bioresin. Ph.D Dissertation, Faculty of Environmental Sciences, Technische Universität Dresden, Germany, http://www.qucosa.de/fileadmin/data/qucosa/documents/608/1211880694953-3697.pdf.

[16] Tufashi, T., 2013. Physical-mechanical and chemical properties of the wood of oil palm and date palm trees. Bachelor Thesis, Hamburg University, Department of Wood Science and Technology.

[17] Darwis, A., Nurrochmat, D.R., Massijaya, M.Y., Nugroho, N., Alamsyah, E.M., Bahtiar, E.T. and Safe’i, R., 2013. Vascular bundle distribution effect on density and mechanical properties of oil palm trunk. Asian Journal of Plant Science, 12(5): 208-213.

[18] Frühwald, A., Peek, R. D. and Schulte, M., 1992. Utilization of coconut timber from North Sulawesi, Indonesia. GTZ, Hamburg, 352 pp.

[19] Ruggeberg, M.R., Speck, T., Paris, O., Lapierre, C., Pollet, B., Koch, g. and Burgert, I., 2008. Stiffness gradients in vascular bundles of the palm Washingtonia robusta,  Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, 275, 2221–2229.

[20] Darwis, A., Nurrochmat, D.R., Massijaya M.Y., Nugroho, N.,Alamsyah, E.M., Bahtiar, E.F. and Safei, R., 2013.Vascular Bundle Distribution Effect on Density and Mechanical Properties of Oil Palm Trunk. Asian Journal of Plant Sciences, 12(5): 208-2013.