리기다소나무(Pinus rigida Miller)의 목재해부학적(木材解剖學的) 및 물리학적성질(物理學的性質)에 관(關)한 연구(硏究) - 간(幹), 지(枝), 근(根), 초두목(梢頭木)의 특성(特性)을 중심(中心)으로 -

Anatomical and Physical Properties of Pitch Pine (Pinus rigida Miller) - The Characteristics of Stem, Branch, Root and Topwood -

리기다소나무는 미국(美國)으로부터 우리나라에 도입(導入)하여 온지 60여년(餘年)의 세월이 흐르는 동안 오늘날에는 중요(重要)한 조림수종(造林樹種)으로 발전(發展)하였고 이미 국내(國內)에서는 상당량(相當量)의 목재생산(木材生産)이 이루지고 있기 때문에 합리적(合理的)인 목재이용(木材利用)을 위(爲)해서는 그 기본적(基本的)인 성질연구(性質硏究)가 필연적(必然的)으로 요청(要請)되고 있다. 따라서 본연구(本硏究)에서는 리기다소나무의 목재해부학적(木材解剖學的), 물리학적(物理學的), 기계학적성질(機械學的性質)을 구명(究明)키로 한 것이다. 본연구(本硏究)에서 사용(使用)한 공시목(供試木)은 서울대학교(大學校) 농과대학(農科大學) 부속수원연습림내(附屬水原演習林內)에 위치(位置)하고 있는 46~52년생(年生)의 리기다소나무임분(林分)에서 정상적(正常的)으로 생장(生長)한 15개림목(個林木)을 선정(選定)하였는데 5개림목(個林木)은 해부학적(解剖學的) 연구(硏究)를 위(爲)해서 1967년(年) 2월(月)에 대채(代採)하였다. 이들 시험목(試驗木)은 간(幹), 지(枝), 근(根), 초두목(梢頭木)의 성질연구(性質硏究)를 위(爲)해서 수목(樹木)의 모든 재부분(材部分)을 채취(採取)하였다. 이 연구(硏究)의 해부학적성질(解剖學的性質)에 있어서는 연륜(年輪), 수지구(樹脂溝), 방사조직(放射組織), 가도관(假導管), 방사가도관(放射假導管), 방사유세포(放射柔細胞) 및 막공등(膜孔等)의 육안적(肉眼的) 현미경적특징(顯微鏡的特徵)이 재부분(材部分)(간(幹), 지(枝), 근(根), 초두목(梢頭木))별(別)로 관찰(觀察)하고 측정(測定)하였다. 물리적(物理的) 그리고 기계적성질(機械的性質)에 있어서는 생재함수율(生材含水率), 목재비중(木材比重), 수축율(收縮率), 섬유평행방향(纖維平行方向)의 압축강도(壓縮强度), 섬유평행(纖維平行) 및 직각방향(直角方向)의 인장강도(引張强度), 경단(徑斷) 및 촉단방향(觸斷方向)의 전단강도(剪斷强度), 곡강도(曲强度), 할렬강도(割裂强度) 및 경도(硬度)에 관해서 연구(硏究)하였는데 본연구(本硏究)에서 얻은 결론(結論)은 다음과 같다. 1. 목재(木材)의 육안적성질(肉眼的性質)에 있어서 재부분간(材部分間)에 비교(比較)할수 있는 특성(特性)은 연륜(年輪)의 판명도(判明度), 연륜폭(年輪幅), 춘추재간(春秋材間)의 이행(移行), 재색등(材色等)이 가장 중요(重要)한 것이었다. 또 현미경적성질(顯微鏡的性質)에 있어서는 목재구성요소(木材構成要素)의 크기가 재부분간(材部分間)을 비교(比較)할수 있는 특징(特徵)이 되는데 가도관(假導管)의 장(長), 폭(幅), 막후(膜厚), 수지구(樹脂溝), 방사조직등(放射組織等)이 중요(重要)한 것이었다. 2. 재부분간(材部分間)에 비교(比較)된 현미경적특성(顯微鏡的特性)은 간재(幹材)와 초두목간(梢頭木間)에 비슷한 결과(結果)를 나타내었으나 근재(根材)는 촉단면상(觸斷面上)에서 다른 재부(材部)와 비교(比較)하여 일층(一層) 큰 방사조직(放射組織)이 관찰측정되었는데 단열방사조직최대(單列放射組織最大)의 것은 높이 27세포고(細胞高)($550{\mu}$)에 폭(幅)은 $35{\mu}$이었다. 그리고 방추상방사조직(紡錘狀放射組織)은 1~수개(數個)의 수평수지구(水平樹脂溝)를 내포(內包)하는 연합방사조직(連合放射組織)을 형성(形成)한다. 한편 지재(枝材)에 있어서 조직(組織)의 특징(特徵)은 간재(幹材)와 같았으나 구성요소(構成要素)의 측정치(測定値)가 다른 재부(材部)에 비(比)하여 일층(一層) 작었다. 3. 재부분간(材部分間)에 측정(測定)된 가도관(假導管)의 크기는 간재(幹材)에서 길이가 가장 길었고 지재(枝材)에서 가장 짧았다. 재부분가도관장간유의차(材部分假導管長間有意差)를 검정(檢定)한바 간재(幹材)와 근재간(根材間)에만 차이(差異)가 없었고 기타재부분간(基他材部分間)에는 모두 차이(差異)가 있었다. 가도관폭(假導管幅)은 근재부분(根材部分)이 가장 넓었고 지재부분(枝材部分)이 가장 좁았으나 재부분간(材部分間)에는 차이(差異)가 없었다. 막후(膜厚)는 근재(根材)가 가장 두꺼웠고 지재(枝材)가 가장 좁았는데 재부분간(材部分間)에는 근재(根材)와 초두목간(梢頭木間), 근재(根材)와 지재간(枝材間) 또 간재(幹材)와 지재간(枝材間)에는 차이(差異)가 있었으나 기타재부분간(基他材部分間)에는 차이(差異)가 없었다. 4. 입목(立木)의 생재함수율(生材含水率)은 초두목(梢頭木)이 가장 높았고 간재(幹材)의 심재부분(心材部分)이 가장 낮았다. 재부분별(材部分別) 함수량간유의차(含水量間有意差)를 검정(檢定)한바 초두목(梢頭木)과 기타재부분간(基他材部分間), 심재(心材)와 기타재부분간(基他材部分間)에 차이(差異)가 있었으나 근재(根材)와 지재간(枝材間) 그리고 근재(根材)와 변재간(邊材間)에는 차이(差異)가 없었다. 5. 목재(木材)의 비중(比重)은 간재(幹材)가 가장 높았고 다음은 근재(根材), 지재(枝材)의 순(順)이고 초두목(梢頭木)은 가장 낮았다. 재부분비중간유의차(材部分比重間有意差)를 검정(檢定)한바 간재(幹材)와 다른 재부분(材部分) 사이에는 뚜렷하게 차이(差異)가 있으며 근재(根材)와 지재(枝材)사이에는 차이(差異)가 없었고 초두목(梢頭木)은 제일작은 치(値)로서 유의차(有意差)가 인정(認定)된다. 6. 함수율(含水率) 14%때 재부분간(材部分間)의 섬유평행방향압축강도(纖維平行方向壓縮强度)를 비교(比較)하면 가장 높은 강도(强度)는 간재(幹材)에서 나타났고 다음은 지재(枝材), 근재(根材)의 순(順)이고 초두목(梢頭木)은 가장 낮은 강도(强度)를 나타내었다. 7. 함수율(含水率) 14%때 재부분간(材部分間)의 곡강도(曲强度)를 비교(比較)하면 지재(枝材)에서 뚜렷하게 높은 강도(强度)를 나타내었으며 다음은 간재(幹材), 지재(枝材), 근재(根材)의 순(順)이고 초두목(梢頭木)은 가장 낮은 강도(强度)를 나타내었다. 특(特)히 지재(枝材)는 간재(幹材)보다 낮은 비중(比重)을 갖이고 있었는데도 불구(不拘)하고 높은 곡강도(曲强度)를 나타내었다.

Pitch pine (Pinus rigida Miller) in Korea has become one of the major silvicultural species for many years since it was introduced from the United States of America in 1907. To attain the more rational wood utilization basical researches on wood properties are primarily needed, since large scale of timber production from Pitch Pine trees has now been accomplishing in the forested areast hroughout the country. Under the circumustances, this experiment was carried out to study the wood anatomical, physical and mechanical properties of Pitch Pine grown in the country. Materials used in this study had been prepared by cutting the selected pitch pine trees from the Seoul National University Forests located in Suwon. To obtain and compare the anatomical and physical properties of the different parts of tree such as stem, branch, top and rootwood, this study had been divided into two categories (anatomical and physical). For the anatomical study macroscopical and microscopical features such as annual ring, intercellular cannal, ray, tracheid, ray trachid, ray parenchyma cell and pit etc. were observed and measured by the different parts (stem, branch, root and topwood) of tree. For the physical and mechanical properties the moisture content of geen wood, wood specific gravity, shrinkage, compression parallel to the grain, tension parallel and perpendicular to the grain, radial and tangential shear, bending, cleavage and hardness wree tested. According to the results this study may be concluded as follows: 1. The most important comparable features in general properties of wood among the different parts of tree were distinctness and width of annual ring, transition from spring to summerwood, wood color, odor and grain etc. In microscopical features the sizes of structural elements of wood were comparable features among the parts of tree. Among their features, length, width and thickness of tracheids, resin ducts and ray structures were most important. 2. In microscopical features among the different parts of tree stem and topwood were shown simillar reults in tissues. However in rootwood compared with other parts on the tangential surface distinctly larger ray structures were observed and measured. The maximum size of unseriate ray was attained to 27 cell ($550{\mu}$) height in length and 35 microns in width. Fusiform rays were formed occasionally the connected ray which contain one or several horizontal cannals. Branchwood was shown the same features like stemwood but the measured values were very low in comparing with other parts of tree. 3. Trachid length measured among the different parts of tree were shown largest in stem and shortest in branchwood. In comparing the tracheid length among the parts the differences were not shown only between stem and rootwood, but shown between all other parts of tree. Trachid diameters were shown widest in rootwood and narrowest in branchwood, and the differences among the different parts were not realized. Wall thickness were shown largest value in rootwood and smallest in branchwood, and the differences were shown between root and top or branchwood, and between stem and branch or top wood, but not shown between other parts of tree. 4. Moisture contents of green wood were shown highest in topwood and lowest in heartwood of stem. The differences among the different parts were recognized between top or heartwood and other parts of tree, but not between root and branchwood or root and sapwood. 5. Wood specific gravities were shown highest in stem and next order root and branchwood, but lowest in topwood. The differences were shown clearly between stemwood and other parts of tree, but not root and branchwood. However the significant difference is realized as most lowest value in topwood. 6. In compression strength parallel to the grain compared among the different parts of tree at the 14 percent of moisture content, highest strength was appeared in stem, next order branch and rootwood, but lowest in topwood. 7. In bending strength compared among the different parts of tree at the 14 percent of moisture content clearly highest strength was shown in branchwood, next order stem and root, but lowest in topwood. Though the branchwood has lower specific gravity than stemwood it was shown clearly high bending strength.