Древесина обладает сравнительно высокой прочностью при небольшом объемном весе, легкой обрабатываемостью, упругостью, малыми теплопроводностью и морозостойкостью. В благоприятных условиях эксплуатации древесина сохраняется очень долго.
Благодаря указанным достоинствам, наряду с относительно невысокой стоимостью, древесина нашла весьма широкое применение в строительстве (стены бревенчатые и щитовые, перегородки, потолки, кровли, полы и пр.).
Однако как строительный материал древесина имеет и некоторые недостатки. Среди них следует указать:
· неоднородность строения (анизотропность), обусловливающую различие показателей прочности и теплопроводности вдоль и поперек волокон, что создает значительные затруднения при использовании древесины в строительстве;
· гигроскопичность, т. е. способность поглощать и испарять влагу при изменении влажности и температуры окружающего воздуха. При возрастании влажности древесина набухает (ее объем увеличивается), при уменьшении влажности усыхает (ее объем сокращается). Так как вследствие анизотропности эти изменения размеров древесины в различных направлениях не одинаковы, они вызывают внутренние напряжения, приводящие к образованию трещин и короблению;
· загниваемость т. е. способность разрушаться под действием микроорганизмов, наблюдаемую в древесине, находящейся в неблагоприятных условиях;
· сгораемость из-за которой деревянные конструкции являются огнеопасными, если не принимаются специальные меры для защиты их от возгорания.
Строители обязаны хорошо знать и положительные и отрицательные строительные свойства древесины, чтобы уметь смягчать отрицательные свойства, а положительные использовать в максимальной степени,
Строение древесины можно изучать невооруженным глазом яли при некотором увеличении.
Строение, видимое невооруженным глазом или при слабом увеличении (через лупу), называется макроструктурой, а видимое лишь при сильном увеличении (в микроскоп) – микроструктурой.
Макроструктура
Удобнее всего знакомиться с макроструктурой по трем разрезам ствола дерева (рис. 1). Разрез плоскостью, проходящей по хорде поперечного сечения на некотором расстоянии от оси ствола (рис. 1,а), называется тангентальным; плоскостью, перпендикулярной оси ствола (рис. 1,б), – поперечным или торцовым; плоскостью, проходящей через ось ствола (рис.1,в),- радиальным.
Рис. 1. Разрезы дерева
Рис. 2. Строение дерева по торцовому разрезу
При рассмотрении торцового разреза ствола можно различить части, показанные на рис. 2. Кора, состоящая из наружного слоя 1 – корки – и внутреннего 2 – луба, защищает дерево от механических повреждений. В растущем дереве лубяной слой служит для проведения питательных веществ из кроны дерева вниз; в нем откладываются запасы этих веществ. Под лубом находится тонкий слой камбия 3, состоящий из живых клеток. В слое камбия в сторону луба откладываются лубяные клетки, а к центру дерева – клетки древесины. Количество откладываемых клеток древесины больше количества клеток луба, вследствие чего древесина растет быстрее коры.
Находящийся за камбием толстый слой древесины состоит из ряда тонких концентрических слоев. На поперечном разрезе ствола дерева некоторых пород можно различить наружную часть древесины – заболонь 4 – и внутреннюю – ядро 5. Заболонь состоит из более молодых, ядро – из полностью отмерших клеток.
У деревьев некоторых пород (сосна, дуб, кедр) окраска ядра темнее окраски заболони; у других (ель, пихта, бук) центральная часть древесины, имеющая все свойства ядра, не отличается по цвету от периферийной и носит название спелой древесины. Существуют породы (береза, клен, ольха), так называемые заболонные, у которых ядро отсутствует.
Все древесные породы можно разделить на ядровые, имеющие ядро и заболонь, заболонные, лишенные ядра, имеющие только заболонную древесину, и спело-древесные, имеющие спелую древесину и заболонь.
Рис. 3. Разрезы древесины сосны
Вдоль всего ствола в его центральной части расположена сердцевина 6. Она состоит из клеток с тонкими стенками, слабо связанных между собой. Сердцевина и образовавшиеся в первый год существования побеги древесины образуют сердцевинную трубку диаметром от 1 до 10 мм в зависимости от породы и возраста дерева. Эта часть ствола является обычно самой слабой, легко крошится и легче других загнивает.
На поперечном (торцовом) разрезе ствола дерева можно заметить большое количество концентрически расположенных слоев. Каждый такой слой соответствует одному году жизни дерева, почему и носит название годового слоя, или годичного кольца.
Весной образуются тонкостенные клетки ранней древесины годового кольца, летом – прочные толстостенные клетки поздней древесины. На рис. 3 представлены радиальный, торцовый и тангентальный разрезы древесины сосны; на них хорошо видно различие в тканях ранней и поздней древесины.
В зависимости от условий роста годовые слои бывают различной ширины даже у деревьев одной и той же породы. Ширина годовых слоев не так существенно отражается на свойствах древесины, как процентное содержание в ней наиболее ценной, в механическом отношении, поздней древесины.
В древесине лиственных пород влага движется по сосудам /тоубочкам) расположенным вдоль ствола. На поперечном разрезе ствола они имеют вид округленных отверстий.
В древесине некоторых лиственных пород (дуб ясень, вяз) расположены крупные и мелкие сосуды; крупные находятся в ранней части годового слоя, мелкие собраны в группы или распределены равномерно по площади поздней части (рис. 4). Такие породы носят название к-плмтесосудистых.
Рис. 4. Разрез кольцесосудистой породы
В древесине других лиственных пород (береза осина, липа) крупных сосудов нет, резкого различия между ранней и поздней частями годового слоя не наблюдается. Эти породы называются рассеяннососудистыми (рис. 5).
Рис. 5. Разрез рас-сеяннососудистой породы
Деревья хвойных пород не имеют сосудов, а состоят в основном из замкнутых удлиненных клеток (трахеид). У большинства хвойных пород между трахеидами (преимущественно в поздней части годового слоя) находятся так называемые смоляные ходы – межклеточные пространства, заполненные смолой (см. рис. 3).
Кроме годичных колец, на поперечном разрезе дерева можно заметить невооруженным глазом узкие полосы, направленные по радиусам и называемые сердцевинными лучами. В поделках многие древесные породы легче всего различать именно по форме и расположению сердцевинных лучей и образуемому их сечением характерному узору.
Микроструктура
При изучении микроструктуры древесины под микроскопом можно видеть, что она состоит из очень большого числа живых и отмерших клеток, имеющих различную форму и величину.
Каждая живая клетка имеет оболочку и находящиеся внутри нее протоплазму, клеточный сок и ядро. Протоплазма представляет собой растительный белок, состоящий из углерода, водорода, кислорода, азота и серы.
Ядро по химическому составу очень близко к протоплазме и отличается от нее лишь содержанием фосфора. Ядра встречаются различных форм, большей частью овальной.
Оболочку клетки в основном образует вещество, называемое целлюлозой, или клетчаткой. По мере роста клетки происходит весьма важное изменение оболочки – одревеснение, которое обусловливается появлением в веществе стенок клеток лигнина. Клетки древесины разнообразны по форме и назначению. По назначению различают клетки проводящие, механические и запасающие.
Проводящие клетки служат главным образом для передачи питательных веществ от корней к ветвям и листьям. Это – упомянутые выше сосуды и некоторые трахеиды.
Механические клетки вытянуты в длину, имеют толстые стенки и узкие внутренние полости. Они плотно соединены между собой и в лиственных породах равномерно распределены по годовому слою, что и придает древесине большую прочность.
В древесине лиственных пород функции механических (опорных) клеток выполняет либриформ ,составляющий основную массу ствола, в древесине хвойных пород – трахеиды поздней древесины.
Запасающие клетки находятся главным образом в сердцевинных лучах. Они служат для хранения питательных, веществ и передачи их живым клеткам в горизонтальном направлении.
| Наши архивы! | · · · · · · : · · · · · · · · · · · · · · · · · |
Части растущего дерева. Древесные растения, используемые для получения древесных материалов, делятся по породам на две группы - хвойные и лиственные. Деревья хвойных пород имеют в нашей стране наибольшее распространение, они занимают около 75% лесных площадей. Отличительная черта деревьев хвойных пород - смолистость, игольчатая и чешуйчатая форма листьев (хвои), не опадающих (кроме лиственницы) на зиму. Деревья лиственных пород имеются пластинчатые листья различных очертаний, опадающие на зиму. Лиственные породы делятся на две подгруппы в зависимости от твердости древесины: твердые лиственные породы (дуб, бук, ясень и др.), мягкие лиственные породы (липа, осина, ольха и др.).
В растущем дереве выделяют три основные его части - крону, ствол, корни (Рис... Каждая часть имеет определенное назначение в жизни дерева и различное промышленное применение. Крона - это совокупность ветвей, отходящих от ствола. В листьях и хвое под действием солнечного света происходит фотосинтез:
Из влаги, минеральных веществ и углекислоты Рис. Части
вырабатываются органические вещества.
Зеленой частью дерева поглощается углекислый газ из атмосферы и выделяется в атмосферу кислород и влага. Корни дерева всасывают из почвы воду с растворенными минеральными питательными веществами, хранят запас питательных веществ, поддерживают дерево в вертикальном положении. Ствол дерева служит для передачи из корней в крону влаги и питательных веществ, а из кроны в ствол органических веществ, выработанных листьями, а также для хранения запаса питательных веществ.
Главные разрезы ствола. Макроскопическое строение древесины. Древесина имеет слоисто-волокнистое строение, рассмотреть которое можно на трех главных разрезах ствола (Рис. а); поперечном - в плоскости, перпендикулярной продольной оси ствола; радиальном - в плоскости, проходящей через ось ствола; тангенталъном - в плоскости, не проходящей через ось, но параллельной ей.
На поперечном разрезе ствола можно различать все его элементы (Рис.). Сердцевина на поперечном разрезе видна в виде пятна диаметром 2-5 мм. Это слой древесины, выросший в первый год жизни. Вокруг сердцевины видны кольца круглой или овальной формы - годичные кольца, т.е. участки древесины, которые ежегодно нарастали на сердцевину. От сердцевины по радиусам расходятся отдельные полосы - это сердцевинные лучи, которые в растущем дереве выполняют функцию передачи питательных веществ от наружной части ствола вглубь и их хранения. Снаружи ствол закрыт корой.
В зоне коры взрослого дерева можно различить три слоя: прилегающий к древесине камбиальный, лубяной и наружный
Рис. Главные разрезы ствола
корковый, или пробковый. Корковый слой защищает ствол от механически и других повреждений и внешних влияний (температуры, влаги). По лубяному слою идет вниз поток органических питательных веществ, выработанных листьями. Камбиальный слой (камбий) - это тонкий слой живых клеток. В нем происходит образование новых клеток, вследствие чего ежегодно образуются новые годичные кольца.
На поперечном разрезе ствола часто можно обнаружить разную окраску древесины: центральная часть ствола более темная, чем периферийная. При наличии двух таких зон внутреннюю, более темную, часть называют ядром, внешнюю - заболонью. Заболонь служит для проведения влаги и растворенных веществ из корней в крону и отложения питательных веществ.
В древесине ствола есть сучки, которые можно видеть на всех трех главных разрезах. Сучки - это основания веток дерева. На поперечном разрезе ствола лиственных пород можно обнаружить отверстия перерезанных сосудов. Сосуды имеют форму трубок различной длины, они проводят воду и растворенные в ней соли из корней в крону дерева. В зависимости от расположения сосудов лиственные породы можно разделить на колъцесосудистые (кольцепоровые), у которых в ранней зоне образовано кольцо из крупных сосудов, и рассеяннососудистые (рассеяннопоровые), у которых сосуды расположены по годичному слою относительно равномерно.
У кольцесосудистых пород древесины (дуба, ясеня, каштана, вяза, ильма, карагача, бархатного дерева, фисташки) очень хорошо заметны годичные слои. У рассеяннососудистых с крупными сосудами (грецкого ореха, хурмы) и мелкими (березы, осины, ольхи, бука, клена, платана, тополя, ивы, рябины и груши) нет резкого различия между ранней и поздней зонами древесины, поэтому границы между годичными слоями выражены слабо. У некоторых хвойных пород древесины (сосны, ели, лиственницы, кедра) невооруженным глазом можно рассмотреть смоляные ходы - тонкие наполненные смолой каналы.
Микроскопическое строение древесины. Древесина состоит из клеток разнообразной формы, разных размеров, выполняющих различные функции в жизни растения. Основная масса древесины имеет клетки удлиненной формы, расположенные
вдоль оси ствола. У хвойных пород их называют трахеидами, у лиственных - либриформом.
Различают два вида клеток: тонкостенные с небольшой разницей между длиной и шириной - паренхимные и толстостенные, у которых длина больше ширины - прозенхимные. Ткань из паренхимных клеток более мягкая и рыхлая, чем ткань из прозенхимных. Паренхимные клетки содержат запас питательных веществ, прозенхимные - образуют древесную ткань, несущую основную механическую нагрузку.
У хвойных пород (Рис. а) трахеиды занимают 89-95% общего объема древесины. Это мертвые клетки, имеющие лишь оболочку. Только последний годичный слой содержит живые трахеиды, которые к осени отмирают. Трахеиды в пределах одного годичного слоя изменяются по сечению. В ранней зоне, формирующейся весной, трахеиды крупные и более вытянутые в радиальном направлении. Больше полости внутри них служат для более обильной подачи влаги. К концу вегетативного периода они уменьшаются и становятся в сечении вытянутыми в тан-гентальном направлении. Трахеиды не изолированы друг от друга. В стенках двух соприкасающихся трахеид есть отверстия, затянутые мембраной, - поры. Через поры возможна передача влаги и питательных веществ в соседнюю клетку.
Между трахеидами располагаются вертикальные смоляные ходы. В них образуется и хранится запас смолы. Горизонтальные смоляные ходы проходят в сердцевинных лучах и пересекаются с вертикальными. Смоляные ходы составляют 0,1-1,1% объема ствола. Смола увеличивает стойкость древесины к загниванию.
Древесина лиственных пород в отличие от хвойных имеет более сложное строение (Рис. б). Основная масса древесины образована идущими вдоль оси ствола волокнами либрифор-ма и сосудами. Сосуды - основной водопроводящий элемент лиственных пород. Они представляют собой длинные тонкостенные трубки, образованные из коротких клеток, соединенных торцами. В торцовых перегородках клеток имеются отверстия. Сосуды в древесине составляют от 10% (береза) до 56% (липа) общего ее объема. Либриформ - основная ткань ствола, воспринимающая механические нагрузки. Волокна либрифор-
Рис. Схемы микроскопического строения древесины: а - сосны: - годичный слой; 2 - многорядный луч с горизонтальным смоляным ходом; 3 - пора; 4 - сердцевинный луч; 5 - ранние трахеиды; 6 - лучевые трахеиды; 7 - вертикальный смоляной ход; 8 - поздние трахеиды; б - дуба: - годичный слой; 2 - древесная паренхима; 3 - узкий сердцевинный луч; 4 - сосуды; 5 - либриформ; 6 - мелкие сосуды поздней зоны; 7 - широкий сердцевинный луч; 8 - крупный сосуд ранней зоны
СТРОЕНИЕ И РАЗРЕЗЫ СТВОЛА ДЕРЕВА
Растущее дерево состоит из кроны, ствола и корней. При жизни дерева каждая из этих частей выполняет свои определенные функции и имеет различное промышленное применение. У сосны объем ствола составляет 65-77%, корни - 15-25, ветви - 8-10%; у березы ствол занимает 78-90%, корни - 5-12, ветви - 5- 10%.
Крона состоит из ветвей и листьев (или хвои). Из углекислоты, поглощаемой из воздуха и воды, получаемой из почвы, в листьях образуются сложные органические вещества, необходимые для жизни дерева. Промышленное использование кроны невелико. Из листьев (хвои) получают витаминную муку - ценный продукт для животноводства и птицеводства, лекарственные препараты, из ветвей - технологическую щепу для производства тарного картона и древесноволокнистых плит.
Ствол - это часть дерева от корней до вершины, несущая на себе ветви. Ствол растущего дерева проводит воду с растворенными минеральными веществами вверх (восходящий ток), а с органическими веществами - вниз по коре к корням (нисходящий ток); хранит запасные питательные вещества; служит для размещения и поддержания кроны. Он дает основную массу древесины (от 50 до 90% объема всего дерева) и имеет главное промышленное значение. Верхняя тонкая часть ствола называется вершиной, нижняя толстая часть - комлем.
Корни проводят воду с растворенными в ней минеральными веществами вверх по стволу, хранят запасы питательных веществ и удерживают дерево в вертикальном положении. Корни используются как второсортное топливо. Пни и крупные корни сосны через некоторое время после валки деревьев служат сырьем для получения канифоли и скипидара.
Главные разрезы ствола дерева
Поперечным называется разрез, проходящий перпендикулярно к оси ствола и направлению волокон и образующий торцовую плоскость. Радиальный разрез - это продольный разрез, проходящий вдоль, оси ствола через его сердцевину. Тангенциальный разрез - это продольный разрез, проходящий на некотором расстоянии от сердцевины. Древесина на указанных разрезах имеет различный вид и текстуру.
На поперечном разрезе ствола видны сердцевина, кора и древесина с ее годичными слоями.
Сердцевина - узкая центральная часть ствола и ветвей древесных растений, представляющая рыхлую ткань. На торцовом разрезе имеет вид темного (или другого) цвета пятнышка диаметром 2-5 мм. На радиальном разрезе сердцевина видна в виде прямой или извилистой темной узкой полоски.
Кора покрывает дерево сплошным кольцом и состоит из наружного слоя - корки и внутреннего слоя - луба, который проводит воду с органическими веществами, выработанными в листьях, вниз по стволу. Кора предохраняет дерево от механических повреждений, резких перемен температуры, насекомых и других вредных влияний окружающей среды.
Вид и цвет коры зависят от возраста и породы дерева. У молодых деревьев кора гладкая, с возрастом в коре появляются трещины. Кора может быть гладкой (пихта), чешуйчатой (сосна), волокнистой (можжевельник), бородавчатой (бересклет). Цвет коры имеет множество оттенков.
В зависимости от породы, возраста дерева и условий произрастания у наших лесных пород кора составляет от 6 до 25% объема ствола, например: у ели - 10%, у дуба - 18%, березы - 15%. Кора многих древесных пород имеет большое практическое применение. Она используется для дубления кож, изготовления поплавков, пробок, теплоизоляционных и строительных плит. Из луба коры делают мочало, рогожи, веревки и др. Из коры добывают химические вещества, применяемые в медицине. Кора березы служит сырьем для получения дегтя. Между корой и древесиной располагается очень тонкий, сочный, не видимый невооруженным глазом слой - камбий, состоящий из живых клеток. Из камбиальных клеток образуются клетки древесины и коры,
причем в сторону древесины клетки откладываются чаше (в 5-6 раз), чем в сторону коры.
Древесина в растущем дереве занимает большую часть ствола и имеет основное промышленное значение. Древесина - это совокупность проводящих механических и запасающих тканей, расположенных в стволах, ветвях и корнях древесных растений между корой и сердцевиной.
Заболонь, ядро, спелая древесина
Древесина лесных пород окрашена обычно в светлый цвет. При этом у отдельных пород вся масса древесины окрашена в один цвет (ольха, береза, граб), у других центральная часть имеет более темную окраску (дуб, лиственница, сосна). Темноокрашенная центральная часть ствола называется ядром, а светлая периферическая, расположенная между камбием и ядром или спелой древесиной, заболонью. Ядро древесины физиологически неактивное, заболонь - активная часть в растущем дереве.
В том случае, когда центральная часть ствола отличается меньшим содержанием воды, т. е. является более сухой, ее называют спелой древесиной, а породы - спелодревесными. Породы, имеющие ядро, называют ядровыми. Остальные породы, у которых нет различия между центральной и периферической частью ствола ни по цвету, ни по содержанию воды, называют заболонными (безъядровыми).
Из древесных пород ядро имеют: хвойные - сосна, лиственница, кедр; лиственные - дуб, ясень, ильм, тополь. Спелодревесными породами являются из хвойных ель и пихта, из лиственных - бук и осина. К заболонным породам относятся лиственные: береза, клен, граб, самшит.
Однако у некоторых безъядровых пород (береза, бук, осина, ель, клен) наблюдается потемнение центральной части ствола. В этом случае темная центральная зона называется ложным ядром, т. е. имеет место нерегулярное ядрообразование.
Молодые деревья всех пород не имеют ядра и состоят из заболони. Лишь с течением времени образуется ядро за счет перехода заболонной древесины в ядровую. Ядро образуется за счет отмирания живых клеток древесины, закупорки водопроводящих путей, отложения дубильных, красящих веществ, смолы, углекислого кальция. В результате этого изменяются цвет древесины, ее масса и показатели механических свойств. Ширина заболони колеблется в зависимости от породы, условий произрастания. У одних пород ядро образуется на третий год (тис, белая акация), у других - на 30 - 35-й год (сосна). Поэтому заболонь у тиса узкая, у сосны - широкая.
Переход от заболони к ядру может быть резким (лиственница, тис) или плавным (орех грецкий, кедр). В растущем дереве заболонь служит для проведения воды с минеральными веществами от корней к листьям, а ядро выполняет механическую функцию. Древесина заболони легко пропускает воду, менее стойка против загнивания, поэтому при изготовлении тары под жидкость использование заболони ограничено.
Годичные слои, ранняя и поздняя древесина.
На поперечном разрезе видны концентрические слои (круги), расположенные вокруг сердцевины. Эти образования представляют собой ежегодный прирост древесины. Называются они годичными слоями. На радиальном разрезе годичные слои имеют вид продольных полос, на тангенциальном - конусообразных извилистых линий. Годичные слои нарастают ежегодно от центра к периферии, и самым молодым слоем является наружный. По числу годичных слоев на торцовом разрезе на комле можно определить возраст дерева.
Ширина годичных слоев зависит от породы, условий роста, положения в стволе. У одних пород (быстрорастущих) годичные слои широкие (тополь, ива), у других - узкие (самшит, тис). В нижней части ствола расположены наиболее узкие годичные слои, вверх по стволу ширина слоев увеличивается, так как рост дерева происходит и в толщину и в высоту, что приближает форму ствола к цилиндру.
У одной и той же породы ширина годичных слоев может быть различной. При неблагоприятных условиях роста (засуха, морозы, недостаток питательных веществ, заболоченные почвы) образуются узкие годичные слои.
Иногда на двух противоположных сторонах ствола годичные слои имеют неодинаковую ширину. Например, у деревьев, растущих на опушке леса, на стороне,
обращенной к свету, годичные слои имеют большую ширину. Вследствие этого сердцевина у таких деревьев смещена в сторону и ствол имеет эксцентричное строение.
Некоторым породам свойственна неправильная форма годичных слоев. Так, на поперечном разрезе у граба, тиса, можжевельника наблюдается волнистость годичных слоев.
Каждый годичный слой состоит из двух частей - ранней и поздней древесины: ранняя древесина (внутренняя) обращена к сердцевине, светлая и мягкая; поздняя древесина (наружная) обращена к коре, темная и твердая. Различие между ранней и поздней древесиной ясно выражено у хвойных и некоторых лиственных пород. Ранняя древесина образуется в начале лета и служит для проведения воды вверх по стволу; поздняя древесина откладывается к концу лета и выполняет в основном механическую функцию. От количества поздней древесины зависят ее плотность и механические свойства.
Сердцевинные лучи древесины
На поперечном разрезе некоторых пород хорошо видны светлые, часто блестящие, направленные от сердцевины к коре линии - сердцевинные лучи. Они есть у всех пород, но видны лишь у некоторых. По ширине сердцевинные лучи могут быть очень узкие, но все-таки видимые (у самшита, березы, осины, груши и всех хвойных пород), узкие (5-100 мкм), трудно различимые (у клена, вяза, ильма, липы), широкие (100-1000 мкм), хорошо видимые на поперечном и других разрезах (у дуба, бука). Наряду с широкими различают и ложноширокие - пучки близко лежащих узких лучей (у граба, ольхи, орешника).
На радиальном разрезе сердцевинные лучи заметны в виде светлых блестящих полосок или лент, расположенных поперек волокон. Они могут быть светлее или темнее окружающей древесины. На тангенциальном разрезе сердцевинные лучи заметны в виде темных штрихов с заостренными концами или в виде чечевицеобразных полосок вдоль волокон. Ширина лучей колеблется от 0,015 до 0,6мм. В срубленной древесине сердцевинные лучи создают красивый рисунок (на радиальном разрезе), что имеет значение при выборе древесины в качестве декоративного материала. В растущем дереве сердцевинные лучи служат для проведения соков в горизонтальном направлении и для хранения запасных питательных веществ.
Количество сердцевинных лучей зависит от породы: у лиственных пород сердцевинных лучей примерно в 2-3 раза больше, чем у хвойных.
Сосуды древесины
На поперечном (торцовом) разрезе лиственных пород видны отверстия, представляющие сечения сосудов - трубок, каналов разной величины, предназначенных для проведения соков. По величине сосуды делят на крупные, хорошо видимые, и мелкие, не видимые невооруженным глазом. Крупные сосуды чаще всего расположены в ранней древесине в годичных слоях и на поперечном разрезе образуют сплошное кольцо из сосудов. Лиственные породы со сплошным кольцом из сосудов называют кольцесосудистыми. У кольцесосудистых пород в поздней древесине мелкие сосуды собраны в группы, ясно заметные благодаря светлой окраске. Если мелкие и крупные сосуды равномерно распределены по всей ширине годичного слоя, то такие лиственные породы называются рассеяннососудистыми.
У кольцесосудистых лиственных пород годичные слои хорошо заметны из-за резкого различия между ранней и поздней древесиной. У лиственных рассеянно-сосудистых пород такого различия между ранней и поздней древесиной не наблюдается, и поэтому годичные слои заметны плохо.
На радиальном и тангенциальном разрезах сосуды имеют вид продольных бороздок. Объем сосудов в зависимости от породы колеблется в пределах от 7 до 43%.
Смоляные ходы древесины
Характерная особенность строения древесины хвойных пород - смоляные ходы, которые представляют собой тонкие узкие каналы, заполненные смолой. Различают смоляные ходы вертикальные и горизонтальные. На поперечном разрезе вертикальные смоляные ходы видны в виде светлых точек, расположенных в поздней древесине годичного слоя, на продольных разрезах смоляные ходы заметны в виде темных штрихов, направленных вдоль оси ствола. Количество и размер смоляных ходов зависят от породы древесины. У древесины сосны смоляные ходы крупные и многочисленные, у древесины лиственницы - мелкие и немногочисленные.
Смоляные ходы занимают небольшой объем древесины ствола (0,2-0,7%) и поэтому не оказывают существенного влияния на свойства древесины. Они имеют значение при подсочке, когда из растущих деревьев получают смолу (живицу).
Каждое плодовое растение состоит из верхней(надземной) и нижней(корневой или подземной части. Граничный горизонт, линия разделяющая эти две сферы корневой шейкой. На корневую шейку ориентируются при посадке саженцев деревьев, контролируют глубину посадки. Верхняя часть дерева состоит из: основного ствола, больших крупных и маленьких ветвей, несущих на себе листья, почки, цветки и много плодов.
Строение плодового дерева.
А - надземная часть:
1 - ствол;
2 - корневая шейка;
3 - штамб;
4 - центральный проводник;
5 - ветвь продолжения;
7 - ветви второго порядка;
8 - ветви третьего порядка;
9 - обрастающие ветви;
Б - корневая система:
1 - стержневой корень;
2 - скелетные корни;
3 - полускелетные корни;
4 - горизонтальные корни;
5 - вертикальные корни;
Ствол дерева
- основная центральная часть плодового растения от начала корневой шейки и до самого верха.
Штамб
- нижняя область дерева ствола, без ветвей и ответвлений.
Центральный проводник дерева
- часть ствола, на котором находятся ветви исключительно первого порядка;
это крупные ветви, с них растут ветки второго порядка, потом - третьего и т. д.
Большие, крупные ветви деревьев относящиеся к веткам первого порядка являются скелетными составляющими скелетную основу дерева, основными сучьями,ветви которые мы считаем второго порядка - полускелетными, мелкие ветви - обрастающими.
Крона
включает ствол, основные скелетные, дополнительные полускелетные и множество обрастающих ветвей. Последние бывают ростовые и плодоносные.
Ростовые (вегетативные) ветви
- однолетние образования различных типов, называемые побегами, (весенние, жировые, утолщения,замещения, конкуренты).
Весенние побеги
- облиственные стебли, образовавшиеся в текущем вегетативном периоде и составляющие годичный прирост ветви.
В пазухах листьев закладываются почки.
Побеги, которые растут из верхушечной почки, именуются побегами продолжения.
Жировые побеги (волчки)
- берут своё начало в спящих почках, на ветках многолетней древесины дерева, в случае сламывания ветвей или при действиях сильной обрезке.
Побеги замещения
- развиваются из смешанных типов почек у деревьев относящихся к семечковым породам.
Побеги утолщения
- находятся на штамбе.
Конкуренты
- вырастают из почек, смежных с побегом продолжения, расположены на близком к нему расстоянии, отличаются острыми углами отхождения.
Порослевые побеги
- формируются на придаточных почках корней.
Плодоносные (генеративные) ветки
- разного возраста образования. Семечковые породы деревьев имеют в структуре растения плодовые прутики обязательные составляющие веточной системы дерева, копьеца и кольчатки они бывают (простые и сложные)- элементы дерева.
Плодовые прутики
- одногодичные без разветвления ветки размером 15 см и более, на конце которых генеративная почка.
Копьеца
- небольшие однолетние без разветвления ветви размером 3-12 см, оканчивающиеся зачастую почкой генерации или колючкой.
Кольчатки простые
- мелкие без ответвления плодовые ветки размером 0,5-3 см.
Кольчатки сложные
- плодовые разветвления на копьецах и простых кольчатках, имеют несколько плодовых веточек.
У косточковых пород плодоносными образованиями являются букетные и смешанные ветви, а также шпорцы.
На букетных цветочках расположены в виде букета генеративные почки, по центру имеется вегетативная почка.
Смешанные ветви дерева
- однолетние приросты, состоящие из генеративных и вегетативных боковых почек.
Шпорцы
- это ветви до 10 см, на которых размещены генеративные почки. Их много на абрикосах, сливах, терне.
Листья деревьев
- главнейшая часть плодовых растений, от того как они впитывают солнечную энергию зависит продуктивность дерева и качество плодов.
Почки
- зачатки будущих вегетативных и генеративных образований, находящихся в зародышевом состоянии.
У плодовых деревьев разные виды почек: вегетативные (ростовые), генеративные (цветковые) и смешанные (вегетативно-генеративные). По месту образования различаются пазушные и придаточные почки, по расположению - верхушечные и боковые, по времени пробуждения - нормальные, прорастающие весной следующего года, скороспелые - в год их формирования, спящие - непроросшие и способные к прорастанию в течение длительного времени.
Цветки
у плодовых растений бывают обоеполые с тычинками пестиками (семечковые, косточковые);
однополые - с пестиком или только с тычинками (орехоплодные).
Если на одном растении расположены отдельно пестичные и тычиночные цветки, то их называют однодомными (грецкий орех),
если же на разных - двудомными (облепиха).
Обоеполые цветки
на плодовых деревьях опыляются при помощи насекомыми, разнополые (орех) - ветром и частично насекомыми.
Плоды плодово-фруктовых и ягодных растений делят на яблоко, костянки, ягоды и орехи.
Яблоко
- мякоть, образующаяся из двухслойного околоплодника.
Костянка
- плод, в нём пригодной к еде частью есть сочные стенки выросшей завязи.
Ягода
- сочный околоплодник. Орех -плод с крепкой сухой оболочкой и съедобным семенем.
Подземная часть строения дерева.
А - надземная часть:
1 - ствол;
2 - корневая шейка;
3 - штамб;
4 - центральный проводник;
5 - ветвь продолжения;
6 - скелетные ветви первого порядка;
7 - ветви второго порядка;
8 - ветви третьего порядка;
9 - обрастающие ветви;
Б - корневая система:
1 - стержневой корень;
2 - скелетные корни;
3 - полускелетные корни;
4 - горизонтальные корни;
5 - вертикальные корни;
6 - обрастающие корни (мочки)
Подземная часть дерева
- это корневая система со всеми ее разветвлениями.
Состоит из главного корня (стержневого), скелетных видов кореньев, полускелетных и обрастающих корней.
Обрастающие корни
- сильно разветвляются и заканчиваются мелкими корешками до 3 мм толщины и длиной до нескольких сантиметров,они называют корневыми мочками.
Корни проникающие
в глубину почвы (до 6-8 м), называют вертикальными; часть толстых корней, растущих горизонтально и с некоторыми отклонениями,- горизонтальными.
Функции выполнения, морфологический и анатомическое строение корней подразделяет их на отдельные классы корней:проводящие,ростовые корни, переходные,поглощающие.
Корни ростовые (осевые)
белого окраса, короткие, стремительно растут, имеют боковые корешки, выполняют функции впитывания влаги и питательных веществ из грунта.
Поглощающие корни
(сосущие, активные) обрастающие корни белого цвета, хрупкие, прозрачные, размер 0,1-4 мм и толщиной 0,3-3 мм, быстро отмирают и обновляются.
Это корни - самой многочисленной группы корневой системы. Главная их работа - впитывание и высасывание из почвы необходимое количество воды, а так же биологических минеральных веществ, переработка их в активные органические соединения.
Переходные корни
- это в прошлом ростовые или поглощающие коренья, они сменили цвет на серо-светлые или коричневые.
Проводящие корни
- продолжение ростовых и переходных корней. Основная их задача - удержание деревьев в почве,
перегонка воды и отдача питательных веществ в верхнюю (надземную область дерева) от корней и обратная функция поглощение продуктов процесса фотосинтеза.
Служат вместилищем питательных веществ. В них происходит синтез ряда соединений.
Плодовое растение
- сложный растительный организм. Надземная и подземная части в жизнедеятельности растения выполняют различные специальные функции
и находятся между собой в неразрывной взаимосвязи.
Если сделать поперечный распил ствола, то можно различить такие части: в центре - сердцевина, вокруг нее - древесина, а по краям - кора.
Сердцевина дерева
- центральная внутренняя часть строения стебля с рыхлой тканью.
Древесина корней
, штамба, ствола и всей кроны является основной опорой растения.
В древесине (периферийной части) имеется сосудисто-проводящая система, по которой вода вместе с питательными веществами перемещаются от корней к листьям, потом они группируясь с углекислым газом воздуха под влиянием солнца перерабатываются в пластические вещества (продукты фотосинтеза).
Кора
покрывает все части дерева и защищает надземную часть растения от колебаний температуры, большого испарения, повреждений вредителями и болезнями. Под корой находится тонкий слой кожицы, за которой размещены ткани луба.
Луб
состоит из основной ткани, лубяных волокон и ситовидных трубочек, по которым продукты фотосинтеза двигаются от листьев вниз, к корням и ко всем частям растения.
Между лубом и древесиной располагается тонкий, трудноразличимый невооруженным глазом слой, называемый камбием. В период вегетации он образует новые клетки древесины и луба. Камбий необходимо различать при прививках и перепрививках, когда правильное соединение камбия прививаемого подвоя и привоя способствует успешной приживаемости прививаемых компонентов.
Растущее дерево состоит из трех основных частей: корней, ствола и кроны.
Корни дерева всасывают воду из почвы вместе с растворенными в ней минеральными питательными веществами. Толстые корни разветвляются на более тонкие и капилляры, которые часто простираются в почве за пределы кроны (рис. 1).
Строение дерева и схема его питания
Ствол проводит воду и минеральные питательные вещества от корней к ветвям и листьям. Такое перемещение называют восходящим потоком сокодвижения.
Крона состоит из ветвей и листьев или хвои. Часть воды, поступившей от корневой системы, испаряется через листья. Остальная вода с растворенными в ней минеральными питательными веществами под воздействием солнечного света и тепла образует органические питательные вещества, необходимые для роста дерева. Листья усваивают из воздуха углекислый газ, распадающийся на углерод и кислород. Кислород выделяется в воздух, поэтому лиственные породы деревьев в городах называют "легкими города". Органические питательные вещества, образовавшиеся в листьях, по внутренней части коры, называемой лубом, поступают вниз и распространяются по всему дереву. Это так называемый нисходящий поток сокодвижения.
Ствол - это основная и наиболее ценная часть дерева, дающая 60...90 % деловой древесины. Тонкую часть ствола называют вершиной, толстую - комлем. Строение ствола дерева, видимое невооруженным глазом, называют макроструктурой. Она хорошо видна на трех основных разрезах ствола.
Различают торцевой разрез, перпендикулярный продольной оси ствола (рис. 2), радиальный разрез, перпендикулярный торцевому разрезу и проходящий через сердцевину ствола; тангентальный разрез, проходящий по касательной к годовым слоям на некотором расстоянии от сердцевины.
Основные разрезы ствола
Строение и свойства, древесины неодинаковы по различным разрезам. На поперечном разрезе ствола различают кору, ее пробковый и лубяной слои, камбий; видна древесина, ее заболонь и ядро, где различны годовые слои, сердцевинные лучи и сердцевина (рис. 3).
Поперечный разрез ствола и его составные части
Сердцевина расположена в центре ствола дерева по всей его длине. Она имеет рыхлое строение, непрочна и подвержена быстрому загниванию. У хвойных пород диаметр сердцевины равен 3...4 см, а у лиственных несколько больше. Ежегодно прирост древесины происходит на одно годовое кольцо, образуемое камбием под корой.
При росте дерева древесина сердцевины разрушается, поэтому диаметр ее по направлению к кроне по степенно увеличивается. У некоторых пород, например сосны, лиственницы, дуба, ясеня и кедра, часть древесины, расположенная ближе к сердцевине, имеет более темную окраску и пониженную влажность. Эту наиболее ценную часть древесины называют ядром, а остальную часть, расположенную в сторону коры, заболонью. Существуют породы, у которых отсутствует ядро, у них одинаковый цвет древесины по всему сечению.
Древесина ядра отличается прочностью, плотностью и твердостью, а также большой сопротивляемостью к загниванию, чём заболонь, которая состоит из молодых клеток, отличающихся меньшей плотностью древесины. Сокодвижение - перемещение воды с растворенными в ней питательными веществами - происходит по заболони. Толщина заболони зависит от породы дерева, его возраста и условий роста. Рост ядра с отмиранием клеток заболони превращается в древесину ядра.
У березы, бука, клена, осины и ольхи центр ствола имеет темную окраску, свидетельствующую о начальной стадии загнивания. Эту часть ствола называют ложным ядром.
Между заболонью и корой располагается тонкий слой живых клеток - камбий. В вегетационный период деление камбиальных клеток образует новые клетки древесины и коры. При этом дерево растет как в толщину, так и в длину. Кора состоит из наружного пробкового слоя и внутреннего лубяного.
Наружный слой защищает дерево от атмосферных влияний и механических повреждений, внутренний передает вниз по стволу органические питательные вещества, выработанные в листьях кроны.
У большинства хвойных пород в поперечном разрезе ствола различны годовые слои в виде концентрических, окружностей. Ежегодно при нормальном росте образуется один годовой слой. Его толщина (в направлении радиуса) у разных древесных пород различна. Ранняя древесина годового слоя сердцевины отличается от поздней древесины, находящейся ближе к коре. Это объясняется ростом ранней древесины годового слоя весной и в начале лета. В это время в почве мало влаги и клетки ранней древесины рыхлые и светлые, обеспечивающие сокодвижение. Поздняя древесина годового слоя растет в конце лета и осенью.
У лиственных пород клетки поздней древесины (годового слоя) состоят из опорных тканей, а у хвойных пород - из толстостенных трахеид, более темных по цвету и отличающихся плотностью и прочностью.
Ширина годовых слоев зависит от возраста дерева, от породы и условий роста. У молодых деревьев годовые слои обычно более широкие, кроме ивы, имеющей только узкие годовые слои. У сосны, растущей на севере, годовые слои более узкие, чем у сосны, растущей в южных широтах. Свойства древесины характеризует ширина годовых слоев. Хвойные породы с узкими годовыми слоями отличаются большей прочностью и смолистостью.
Сосна с узкими годовыми слоями красно-бурого цвета более ценна, чем с широкими годовыми слоями. Древесина хвойных пород, на торцевом разрезе которой в радиальном направлении в 1 см насчитывается не менее трех и не более 25 годичных слоев, считается лучшей. У лиственных древесных пород наоборот, чем шире годовые слои, тем плотнее, тверже и более прочная древесина. Это характерно для дуба, каштана, ильма, ясеня, вяза. У этих пород в весенний период независимо от климатических, почвенных и других условий образуется 2...3 ряда крупной проводящей ткани (трахеид), а затем - поздняя древесина годового слоя, состоящая из механически прочных тканей.
У березы, бука, граба, клена, липы, ольхи, осины древесина не имеет ярко выраженных годовых слоев и ширина годового слоя не влияет на качество древесины.
Загрузка...