Различие в компонентном составе древесины по видовому признаку
По количеству компонентов древесные породы довольно сильно отличаются друг от друга, образуя две основных группы - хвойную и лиственную, каждая из которых имеет свой характерный состав. Одними из первых работ, посвященных изучению компонентного состава ряда древесных пород являются работы Швальбе, Беккера и Кенига (1919), Хаулея и Уайза (1931). Первые систематические анализы отечественных древесных пород были выполнены в 30-х годах Комаровым, Яковлевым, Жеребовым и др. Шарков с сотрудниками исследовал химический состав более 70 как отечественных, так и интродуцированных древесных видов из разных районов произрастания.
Содержание целлюлозы у хвойных и лиственных пород колеблется в одинаковых пределах. Максимальное ее количество наблюдается у айланта и пихты белокорой, минимальное в древесине саксаула и оливкового дерева. Больше всего гемицеллюлоз найдено в древесине ирги и березы Тянь-Шанской, меньше всего в древесине пихты белокорой и ели аянской. Хвойные породы отличаются от лиственных значительно меньшим содержанием пентозанов, их количество в древесине лиственных пород почти в 2 раза больше, но хвойные породы содержат в своем кроме пентозанов еще и значительное количество гексанозов по сравнению с лиственными. В хвойных породах содержится несколько большее количество лигнина, чем в лиственных.
По содержанию экстрактивных веществ растворимых как в воде, так и в органических растворителях хвойные породы значительно превосходят лиственные. Наоборот лиственные поды являются значительно более зольными. Древесина тропических лиственных пород отличается от древесины лиственных пород умеренной зоны большим содержанием лигнина и экстрактивных веществ.
Различия в компонентном составе древесины в пределах одной породы
Древесина ветвей содержит значительно меньше целлюлозы (43,9 – 48,2%) по сравнению с древесиной ствола (52,0 - 59,3%). Содержание пентозанов, лигнина, веществ растворимых в горячей воде в древесине ветвей больше. Увеличение массы ветви приводит к интенсивному отложению лигнина в нижней части ветви - зоне сжатия (35,7% по сравнению с 30 9% верхней части), а целлюлозы в верхней - зоне растяжения (46,4% по сравнению с 40,8% в нижней части).
Аналогичные закономерности наблюдаются у реактивной древесины («сжатой» и «тяговой») - древесина зоны изгиба ствола дерева растущего на склоне. Кроме этого в «тяговой» древесине замечено не только меньше содержание лигнина, но и гемицеллюлоз.
Компонентный состав древесины по высоте ствола меняется весьма незначительно. В древесине срединной части ствола замечено наибольшее содержание целлюлозы и наименьшее содержание лигнина и гемицеллюлоз, в комлевой части ствола - несколько больше содержание лигнина, а древесина вершинной части ствола по содержанию основных компонентов занимает промежуточное положение между древесиной срединной и комлевой части.
Компонентный состав древесины ядра и заболони зависит от принадлежности древесного растения к хвойной или лиственной породе. В хвойных породах древесина ядра содержит несколько меньшее количество целлюлозы и лигнина по сравнению с древесиной заболони, в лиственных -ядро и заболонь по содержанию этих компонентов существенно не отличаются. Характерные для той или иной древесной породы экстрактивные вещества чаще всего концентрируются в ядровой древесине, в заболони их меньше, и это является наиболее характерным для хвойных пород.
Древесное вещество весенней и летней зоны годичных слоев также отличается по составу. Содержание целлюлозы в весенней древесине не много меньше чем в летней, а содержание гемицеллюлоз и лигнина несколько больше. Объясняется это тем, что богатые лигнином истинные срединные пластинки составляют в весенней древесине большую часть древесного вещества чем в летней, из-за значительно меньшей толщины клеточных стенок анатомических элементов весенней зоны годичного слоя.
Состав древесины прикамбиальной зоны зависит от возраста древесной ткани. На ранней стадии развития она содержит мало целлюлозы и лигнина и большое количество пектинов, протеинов и белков. При старении клеток содержание целлюлозы и лигнина увеличивается, а количество гемицеллюлоз, водоэкстрактивных веществ и золы уменьшается распределение компонентов в клеточной стенке древесной клетки не является равномерным. Так, наибольшая концентрация лигнина наблюдается в веществе истинной срединной пластинки, в среднем она составляет 75% с колебаниями для различных древесных пород от 60 до 90%. Однако истинная срединная пластинка заключает в себе незначительную долю всего лигнина клеточной стенки, всего лишь около 20%, вследствие крайне малой ее толщины. Примерно 2/3 вещества первичной стенки приходится также на лигнин, остальное - целлюлоза и гемицеллюлозы. Вторичная стенка состоит главным образом из целлюлозы, но ее наружный слой и в меньшей степени средний и внутренний также лигнифицированы. Концентрация лигнина в веществе вторичной стенки составляет в среднем 22%, однако вследствие ее значительной толщины в ней сосредоточена основная доля лигнина клеточной стенки, около 70 - 80 %