Composition, distribution and supposed origin of mineral inclusions in sessile oak wood – consequences for microdensitometrical analysis

Dries Vansteenkiste (1) , Joris van Acker (1) , Marc Stevens (1) , Didier Le Thiec (2) , Gérard Nepveu (3)

1 Faculty of Bioscience Engineering, Dept. Forest and Water Management, Section Wood Biology and Woof Technology
2 EEF - Ecologie et Ecophysiologie Forestières [devient SILVA en 2018]
3 LERFoB - Laboratoire d'Etudes des Ressources Forêt-Bois

SEM and light-microscopical observations, supported by chemical microanalysis with an EDXA system, revealed that light-saturated pixels observed in X-ray negatives of sessile oak (Quercus petraea Liebl.) wood were caused by inorganic deposits present inside multiseriate ray and axial parenchyma cells. Calcium oxalate crystals, silica grains and amorphous granules with varied mineral compositions have been identified. The wood strips of three out of six sampled trees contained measurable amounts of mineral inclusions which were quantified using image analysis. Based on the variations of mineral content observed between trees and within and between annual rings of the same tree, some hypotheses were formulated concerning the factors involved in the formation of inorganic deposits in oak wood. Their occurrence varies depending on the mineral concerned and seems to be controlled largely by a tree effect. The time of formation appears to coincide with a shifting of the oak wood’s functions as a result of heartwood formation processes (inter-annual scale) or changes in leaf phenology and climate (intra-annual scale). In addition, the technical consequences of their presence as well as their effects on wood density measurements through microdensitometry are discussed

Composition, distribution et origine supposée d’inclusions minérales dans le bois de chêne sessile – conséquences pour l’analyse microdensitométrique. Des observations à l’aide de microscopes électronique à balayage et optique, appuyées par des analyses élémentaires au moyen d’un système EDXA, ont révélé que les points-images saturés en niveau de gris, constatés dans les négatifs de radiographies de bois de chêne sessile (Quercus petraea Liebl.), étaient dus à des dépôts inorganiques présents à l’intérieur des cellules parenchymateuses des rayons ligneux multisériés et du parenchyme axial. Des cristaux d’oxalate de calcium, des grains de silice et des granules amorphes ayant des compositions minérales variées ont été identifiés. Des barrettes de trois sur six arbres échantillonnés contenaient des quantités mesurables d’inclusions minérales qui ont été quantifiées par analyse d’images. En se basant sur les variations du contenu en dépôts minéraux observées entre arbres ainsi qu’à l’intérieur d’un arbre, aux niveaux intra- et intercerne, quelques hypothèses ont été avancées concernant les facteurs potentiellement responsables de la formation de dépôts minéraux chez le chêne. Leur présence dépend du minéral concerné et semble être contrôlée par un fort effet arbre. L’apparition des minéraux coïncide apparemment avec des changements de fonctions du bois relatifs aux processus de duraminisation (échelle interannuelle) ou correspondant à des évolutions phénologiques ou climatiques (échelle intra-annuelle). Enfin, les conséquences techniques ainsi que les effets de leur présence sur des mesures de la densité du bois par analyse microdensitométrique sont discutés

Mots clés: MINERAL DEPOSIT; MICRODENSITOMETRY; DENDRO-ECOLOGY; IMAGE ANALYSIS; DÉPÔT MINÉRAL; MICRODENSITOMÉTRIE; QUERCUS PETRAEA; SESSILE OAK; CHENE; CHENE SESSILE

Domaines: Sylviculture, foresterie

Dries Vansteenkiste, Joris van Acker, Marc Stevens, Didier Le Thiec, Gérard Nepveu. Composition, distribution and supposed origin of mineral inclusions in sessile oak wood – consequences for microdensitometrical analysis. Annals of Forest Science, 2007, 64 (1), pp.11-19. ⟨10.1051/forest:2006083⟩. ⟨hal-01194963⟩