Изменчивость березы повислой по содержанию бетулина и суберина в бересте

И. Ю. Трошкова           Р. И. Винокурова 

 
 
 
 

ИЗМЕНЧИВОСТЬ 

БЕРЕЗЫ ПОВИСЛОЙ ПО СОДЕРЖАНИЮ 

БЕТУЛИНА И СУБЕРИНА В БЕРЕСТЕ 

 
 

Монография 

 
 
 
 
 
 
 
 

Йошкар-Ола 

ПГТУ 
2016 

УДК 630*81 
ББК 37.11 

Т 36 

 
 
 
 

Рецензенты: 

доктор биологических наук, профессор МарГУ О. Л. Воскресенская; 

доктор сельскохозяйственных наук, профессор МарГУ С. И. Новоселов; 

доктор химических наук, профессор ПГТУ Ю. Б. Грунин 

 
 
 

 
 
 
 
 
 
Трошкова, И. Ю. 

Т 36      Изменчивость березы повислой по содержанию бетулина и 

суберина в бересте: монография / И. Ю. Трошкова, Р. И. Винокурова. – Йошкар-Ола: Поволжский государственный технологический университет, 2016. – 144 с. 
ISBN 978-5-8158-1708-1 

 

В монографии приведены результаты исследований внутривидовой 

изменчивости березы повислой по содержанию бетулина и суберина в бересте в зависимости от различных факторов. Дана оценка ресурсного потенциала березовых  лесов Республики Марий Эл. 

Для научных работников, преподавателей, аспирантов и магистран
тов соответствующего профиля, а также работников лесного хозяйства и 
природоохранных служб. 

 

УДК 630*81 

ББК 37.11 

 
ISBN 978-5-8158-1708-1 
© Трошкова И. Ю., Винокурова Р. И., 2016  
© Поволжский государственный  
технологический университет, 2016 

ОГЛАВЛЕНИЕ 

 

Предисловие ............................................................................................ 5 

Введение .................................................................................................. 6 

1. Внутривидовая изменчивость лесных древесных растений  
по содержанию экстрактивных веществ в древесине и коре ....... 8 

2. Экстрактивные вещества бересты Betula pendula  
и методы их выделения ..................................................................... 19 

3. Характеристика объектов и методы исследования ............... 30 

4. Внутривидовая изменчивость Betula pendula  
по содержанию бетулина и суберина в бересте ............................. 46 

4.1. Изменчивость накопления бетулина и суберина  
в бересте Betula pendula в зависимости от географической  
зональности ...................................................................................... 47 

4.2. Межпопуляционные различия древостоев  
Betula pendula по содержанию бетулина и суберина  
в бересте ........................................................................................... 54 

4.2.1.  Сравнительный анализ содержания бетулина  
и суберина в бересте деревьев Betula pendula  
и Betula pubescens .................................................................... 62 

4.3. Изменчивость Betula pendula по содержанию бетулина  
и суберина в бересте в зависимости от диаметра деревьев 
на одной пробной площади ............................................................ 64 

4.4. Эндогенная изменчивость содержания бетулина  
и суберина в бересте деревьев Betula pendula .............................. 75 

4.5. Сезонная динамика показателей содержания бетулина  
и суберина в бересте Betula pendula .............................................. 82 

4.5.1. Изменчивость содержания бетулина и суберина  
в бересте Betula pendula на высоте ствола 1,3 м................... 90 

5. Накопление бетулина и суберина в бересте  
Betula pendula при поражении грибами и в условиях  
антропогенного воздействия ............................................................ 94 

5.1. Влияние поражения дереворазрушающими  
грибами на накопление бетулина и суберина в бересте  
Bеtula pendula ................................................................................... 95 

5.2. Воздействие антропогенного фактора на содержание  
бетулина и суберина в бересте Betula pendula ............................ 104 

5.3. Сравнительный анализ содержания бетулина  
и суберина в бересте деревьев Betula pendula, пораженных  
дереворазрушающей гнилью и испытывающих  
антропогенное воздействие .......................................................... 114 

6. Оценка ресурсного потенциала берёзовых лесов  
по содержанию бетулина и суберина в бересте (на примере 
Республики Марий Эл) .................................................................... 116 

Заключение .......................................................................................... 121 

Библиографический список ............................................................... 123 
 

ПРЕДИСЛОВИЕ 

 

В данной работе обобщены теоретические сведения, приведены и 

проанализированы полученные экспериментальные данные об особенностях накопления экстрактивных веществ бетулина и суберина 
в бересте березы повислой, которая широко распространена в березовых лесах европейской части России и на территории Республики 
Марий Эл.  

Установлены общие закономерности изменчивости березы по
вислой по содержанию бетулина и суберина в бересте и динамика 
его изменения, связанные с влиянием различных факторов:  

• географической зональности,  
• условий произрастания,  
• таксационных параметров деревьев,  
• особенностей их роста и развития,  
• местам расположения образца по высоте ствола,  
• сезона года. 
Предложены математические модели, описывающие выявленные 

закономерности. 

На основе экспериментальных исследований подготовлены ре
комендации по отбору бересты деревьев березы повислой с целью 
количественного получения веществ, представляющих значительную ценность. 

Показано, что для количественного выделения изученных экс
трактивных веществ бересты березы повислой следует выбирать 
спелые древостои в период активного роста деревьев (апрельавгуст), оптимальный диаметр деревьев – 22-24 см.  

Полученные данные представляют интерес для разработки обос
нованных рекомендаций по оптимизации условий и сроков заготовки бересты с целью получения изученных веществ, а также могут 
использоваться в учебном процессе, научной работе аспирантов и 
магистрантов лесохозяйственного, биологического, экологического 
направлений. 

ВВЕДЕНИЕ 

 

Лес является сложной многокомпонентной системой, структура 

которой складывается под действием многих факторов среды. Основу лесных биогеоценозов составляет древостой, который во многом 
определяет развитие всех других компонентов. Вместе с тем, древостой является основным компонентом леса, широко используемым 
человеком в хозяйственной деятельности в свете решения проблемы 
рационального использования природных ресурсов. 

Проблема комплексной и эффективной переработки отходов 

лиственной древесины является одной из важнейших в лесном хозяйстве. Одним из таких отходов является кора, представляющая 
интерес как источник биологически активных веществ. 

В европейской части России широко распространены берёзовые 

леса, в формировании которых принимает значительное участие берёза повислая (Betula pendula Roth). Наряду с большим лесоводственным значением, Betula pendula имеет важное промышленное 
применение. 

В результате окорки берёзовой древесины на деревообрабатыва
ющих и целлюлозно-бумажных предприятиях скапливается огромное количество берёзовой коры в качестве отходов. Береста, содержащая до 50 % экстрактивных веществ, извлекаемых органическими 
растворителями и щелочами (Кислицын, 1994), представляет немалый потенциальный интерес для химической переработки с целью 
получения новых продуктов и биологически активных веществ. 
Проблема утилизации бересты, содержащей ценные природные соединения, является достаточно актуальной. 

Тритерпеновый спирт бетулин – основной компонент экстрак
тивных веществ, извлекаемых из бересты. Благодаря доступности 
сырья, простоте извлечения, ряду ценных свойств и низкой токсичности бетулин имеет многообразные возможности для применения в 
различных отраслях.  

Наряду с бетулином из бересты извлекается суберин, липофиль
ное высокомолекулярное вещество из клеточных оболочек опробковевших тканей. Продукты конденсации суберина используются 
для синтеза поверхностно-активных и пленкообразующих материалов. 

Систематизированных и детальных исследований изменчивости 

Betula pendula по содержанию бетулина и суберина в бересте не 
проводилось. Данная работа – попытка в какой-то мере восполнить 
этот пробел. 

1. ВНУТРИВИДОВАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ ЛЕСНЫХ 

ДРЕВЕСНЫХ РАСТЕНИЙ ПО СОДЕРЖАНИЮ 

ЭКСТРАКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ В ДРЕВЕСИНЕ И КОРЕ

 
 
 

При изучении организмов, относящихся к любой системати
ческой группе, исследователь всегда сталкивается с высокой степенью разнообразия особей, составляющих биологический вид. 
Это свойство получило свое отражение в представлении о внутривидовой изменчивости организмов. У большинства древесных 
растений внутривидовая изменчивость проявляется особенно заметно. 

На основе многосторонних исследований по изменчивости 

древесных пород, проведенных С. А. Мамаевым (1967, 1973, 
1974, 1975), разработано представление о формах и уровнях 
внутривидовой изменчивости основных лесообразующих видов. 
С. А. Мамаев (1973) выделил основные формы внутривидовой 
изменчивости: эндогенная, индивидуальная, экологическая, географическая. 

В пределах каждой формы изменчивости выделяют три ос
новные категории изменчивости:  

1) изменчивость структурных признаков;  
2) изменчивость функциональных признаков (физиолого
биохимических свойств);  

3) изменчивость качественных (химических) признаков (ва
рьирование в содержании различных элементов и веществ в тканях растения).  

Термин 
«химическая 
изменчивость» 
был 
предложен  

Н. Н. Ивановым и В. И. Ниловым (Мамаев, 1973). 

Проанализированы имеющиеся в литературе сведения отно
сительно разных форм изменчивости в содержании отдельных 
групп экстрактивных веществ в древесине и коре некоторых 
древесных пород. Особое внимание уделено представителям 
рода Betula, которые вызывают всё больший интерес исследователей из-за содержащихся в бересте ценных экстрактивных веществ. 

Количество экстрактивных веществ в древесных тканях зави
сит от ряда факторов:  

• вида древесной породы,  

• возраста,  

• времени года,  

• места и условий произрастания.  
Классификация экстрактивных веществ основана на способе 

их последовательного выделения из растительного материала. 
Количественное содержание и состав извлекаемых веществ зависит от природы растворителя (хлористый метилен, дихлорэтан, 
эфир, бензол, спирт, смесь спирта с бензолом, ацетон и водноацетоновые смеси) (Долгодворова и др., 1975; 1977).  

Все экстрактивные вещества можно подразделить на три ос
новные группы:  

• смолистые вещества,  

• углеводные компоненты,  

• фенольные соединения.  
Смолистые вещества древесных пород, или природные смо
лы, являются сырьем для канифольно-скипидарной промышленности. На их основе могут быть получены антиокислители и антиполимеризаторы масел, поверхностно-активные вещества и 

эмульгаторы, а также лаки, лаковые пленки, пластификаторы и 
др. (Hannus, Pensar, 1973).  

Многие растительные фенольные соединения применяются в 

фармакологии и медицине (Барабой, 1976; Запрометов, 1993; 
Шасс, 1952). 

Экстрактивные вещества, выделяемые из различных органов 

представителей рода Betula, обладают ценными фармакологическими свойствами (Государственная фармакопея СССР, 1989) и 
могут быть использованы в исходном или трансформированном 
виде в медицине, фармакологии и различных отраслях промышленности. Betula pendula наряду с Betula pubescens занимают одно 
из первых мест среди древесных пород по своим лечебным свойствам (Синадский, 1973). 

Древесная кора служит объектом самостоятельного изучения, 

так как по химическому составу она значительно отличается от 
древесины (Никитин, 1960). Кроме того, различия между экстрактивными веществами древесины и коры еще более существенны (Химия древесины, 1982). 

Географическая изменчивость. Разнообразие условий про
израстания и большая протяженность территории обусловливают географическую изменчивость химического состава растений, определяющим фактором которой является климат, что 
нашло отражение в работе И.Л. Фуксмана с соавторами (Изменение содержания…, 1979). В работах ряда авторов (Иванов, 
1961; Родин, Базилевич, 1965; Шарапов, 1954) показано действие климата на химизм растений, главным образом сельскохозяйственных.  

Влияние климатических факторов на химический состав дре
весины и коры деревьев выявлено при изучении видов с широким 
географическим ареалом. На нескольких десятках образцов дре

весины некоторых хвойных и лиственных пород показано, что в 
сибирских породах содержание эфирорастворимых веществ 
больше, чем в породах, произрастающих в Ленинградской области (Хуторщиков, 1960). Подобные результаты получены  
И. П. Цветаевой с соавторами (Исследования…, 1960). 

Увеличение количества водорастворимых веществ с изме
нением географической широты хорошо прослеживается при 
исследовании древесины и коры лиственницы (Долгодворова и 
др., 1977). Однако в древесине Betula pendula происходит снижение количества водорастворимых веществ. В то же время 
массовая доля лейкоантоцианов в коре Betula pendula из различных географических районов колеблется незначительно, коэффициент вариации не превышает 13 % (Содержание катехинов…, 1984). 

Исследователи (Черняева и др., 1987) изучали содержание 

липидных и фенольных компонентов в древесине и коре некоторых хвойных и лиственных пород от географической долготы. 
При этом установлено, что кора лиственных деревьев подвержена индивидуальной изменчивости в большей степени, чем 
географической. Аналогичные результаты получены Н. И. Никитиным с соавторами (Изучение химического состава…, 1949). 
Последние отмечают более заметные отличия в содержании отдельных компонентов древесины дуба в образцах с одной площади по сравнению с образцами, взятыми в разных географических условиях. 

При изучении химического состава различных древесных 

пород, в том числе Betula pendula, произрастающих на севере и 
юге Финляндии, показано заметное увеличение содержания экстрактивных веществ в древесине по мере смещения места произрастания деревьев к северу (от 55° до 61° с. ш.) (Экстрактив

ные вещества…, 1965). Отмечено увеличение содержания экстрактивных веществ в побегах Populus deltoides при уменьшении светового дня (Можейко, Сергеева, 1957). В более жестких 
климатических условиях произрастания в лубе деревьев Betula 
pendula образуется большее количество смолистых веществ, которые играют значительную роль в адаптации древесных растений к пониженным температурам (Ермаков, 1975). 

В литературе имеются сведения о влиянии климатических 

условий на содержание липидов в тканях древесных растений 
(Иванов, 1961). Влияние места произрастания на количество 
липидов в древесине некоторых хвойных и лиственных пород 
подтверждено рядом исследователей (Богданова, 1974; Бурдэ, 
Козлов, 1960; Рычкова, 1958; Хуторщиков, 1959). В древесине 
Betula pendula из южной тайги Сибири и Урала содержится 
больше липидов (2,63 % и 2,59 % соответственно), чем в древесине этого вида из южной тайги европейского Севера (1,53 %). 
Карельская форма Betula pendula характеризуется также более 
высоким содержанием липидов (2,43 %) (Комшилов, Селиванова, 1962). 

Работы Л. В. Кониной с коллегами (Ветчинникова, 1983, 

2003; Ветчинникова и др., 2000; Конина, 1978, 1979, 1980; Родионов и др., 1987; Содержание липидов…, 2004) посвящены изучению географической, сезонной, индивидуальной изменчивости 
Betula pendula и Betula pubescens по содержанию липидов и жирных кислот в почках и листьях.  

Индивидуальная изменчивость. Исследование индивиду
альной изменчивости позволяет получить достаточно детальное 
представление о характере варьирования признаков в пределах 
популяции у видов древесных растений.