На главную: Строительное дело
Вход
Строительное делоМастеровойДревесиноведениеМикроскопическое строение древесиныСтроение ствола деревьев хвойных пород

ДревесиноведениеВ начало раздела

Обработка древесины, сушка и классификация древесины, свойства дерева)
НЕ понравилась
2
Понравилось

Строение ствола деревьев хвойных пород

Сердцевина в хвойных породах (сосна) имеет вид круга с неправильными лучевыми выростами. Она образована довольно крупными паренхимными клетками, имеющими форму неправильных многогранников с тонкими одревесневшими стенками. В молодом возрасте эти клетки содержат крахмал и смолу и выполняют функцию запасающей ткани. В старых стволах сердцевина состоит из отмерших клеток, полости которых содержат воздух, и лишь некоторые из них заполнены смолой.

Древесина хвойных пород, состоящая из ограниченного числа элементов, отличается довольно простым и правильным строением. Проводящие и механические функции выполняют здесь трахеиды, а запасающие - паренхимные клетки.

Трахеиды. Основным и характерным элементом для древесины хвойных пород являются трахеиды, на долю которых приходится 90-95% общего объема древесины. Трахеиды относятся к прозенхимным клеткам и имеют вид вытянутых в длину веретенообразных клеток с кососрезанными концами. Трахеиды хвойных пород бывают двух резко различных типов: ранние трахеиды и поздние. Ранние трахеиды, образующие раннюю древесину в каждом годовом слое, выполняют проводящие функции (проводят воду), в соответствии с чем имеют широкую внутреннюю полость и тонкие стенки с многочисленными порами. Поздние трахеиды, входящие в состав поздней древесины годового слоя, являются механическими элементами, поэтому стенки их сильно утолщены за счет резкого уменьшения внутренней полости.

Характерной особенностью трахеид являются окаймленные поры, сгруппированные преимущественно на радиальных стенках у концов трахеид, которыми каждая трахеида вклинивается между соседними, образуя плотное соединение. Типичные окаймленные поры присутствуют на стенках ранних трахеид; поздние трахеиды хотя и имеют поры, но меньших размеров и в значительно меньшем количестве.

Поры на стенках клеток бывают простые и окаймленные (рис. 18).

Простая пора представляет собой отверстие чаще цилиндрической формы, разделенное мембраной (часть первичной оболочки).

Окаймленная пора на поперечном и тангентальном разрезах древесины имеет форму направленных друг к другу двухлучевых вилочек, разделенных посредине замыкающей пору пленкой (оставшаяся неутолщенной часть первичной оболочки). Эта пленка, называемая мембраной, имеет в центре утолщение - торус, приходящийся против отверстия поры во вторичном утолщении (рис. 18).

 Поры в стенках клеток: I - простая нора: 1 - канал; 2 - мембрана; II - окаймленная пора: 1 - отверстие поры; 2 - торус; 3 - мембрана

Рис. 18. Поры в стенках клеток: I - простая нора: 1 - канал; 2 - мембрана; II - окаймленная пора: 1 - отверстие поры; 2 - торус; 3 - мембрана

На радиальном разрезе (вид па пору сбоку) окаймленная пора представлена двумя ясно видными концентрическими кружками, между которыми просвечивает третий (внешние очертания торуса).

Наружный диаметр окаймленных пор на ранних трахеидах в древесине разных хвойных пород составляет от 0, 008 до 0, 031 мм, внутренний - от 0, 004 до 0, 008 мм; на 1 мм длины ранней трахеиды у сосны насчитывается от 28 до 64, у лиственницы - от 43 до 60, у ели - от 43 до 64, у пихты - от 28 до 60 окаймленных пор; на одной трахеиде ели число окаймленных пор колеблется от 177 до 225.

Мембрана окаймленных пор в древесине хвойных пород в периферической неутолщенной части имеет мелкие сквозные отверстия овальной или круглой формы, что облегчает сообщение между соседними трахеидами.

При отклонении мембраны в ту или другую сторону торус закрывает отверстие поры, и проход через нее воды становится невозможным. В ядровой и спелой древесине хвойных пород окаймленные поры выключены, вследствие чего такая древесина весьма трудно поддается пропитке, например антисептиками при консервировании древесины. Это положение подтверждается данными Л. Джапаридзе, приведенными в табл. 11.

Цифры, приведенные в табл. 11, показывают, что общее количество окаймленных пор в ранней древесине ели имеет тенденцию к увеличению в направлении от коры к сердцевине, а у пихты - наоборот. В то же время число закрытых пор в древесине обеих пород возрастает в направлении от коры к сердцевине, причем наиболее резкое (скачкообразное) увеличение числа закрытых нор наблюдается при переходе заболони в спелую древесину.

Таблица 11

Изменение числа закрытых пор по радиусу ствола

Иль восточная Пихта кавказская
головые слон, считая от коры общее число пор на 1 мм- тангентальной поверхности ранней древесины число закрытых пор годовые слои, считая от коры общее число пор на 1 мм2 тангентальной поверхности ранней древесины число закрытых пор
1 171 2 1 457 4
30 239 23 30 498 23
60 230 220 50 375 196
100 362 331 70 289 135

Вместе с тем число пор, остающихся открытыми, оказывается больше в поздних трахеидах. Так, по некоторым данным, среднее число открытых пор в ранних и поздних трахеидах сосны составляет 1, 4 и 11, 0, вследствие чего при пропитке поздняя древесина пропитывается легче, чем ранняя.

Значение окаймленных пор не ограничивается их влиянием на водопроницаемость древесины. Микроскопические исследования образцов древесины в местах разрушения при испытаниях на сжатие и изгиб показали, что разрушение отдельных трахеид часто начинается около окаймленных пор, которые несомненно ослабляют стенку трахеиды.

На поперечном разрезе трахеиды имеют в большинстве случаев четырехгранную форму и расположены правильными рядами; эта правильность строения весьма характерна для древесины хвойных пород. Ширина ранних трахеид в 1, 5-5 раз превосходит ширину поздних, которые сильно сплюснуты по направлению радиуса ствола. В то же время толщина стенок поздних трахеид значительно, в 1, 5-3, 5 раза, больше, чем у ранних. В местах соприкосновения нескольких трахеид иногда остается небольшое пространство - межклетный ход.

На рис. 19, 20 и 21 показаны поперечный, тангентальный и радиальный разрезы древесины сосны под микроскопом.

У большинства наших хвойных пород стенки трахеид гладкие, и лишь у тисса они имеют хорошо заметные спиральны^ утолщения.

Длина трахеид у наших хвойных пород достигает 4-5 мм (сосна, ель); ширина ранних трахеид сосны составляет в среднем примерно 0, 04 мм, поздних - 0, 02 мм; толщина стенок ранних трахеид у сосны 0, 002 мм, поздних - от 0, 0035 до 0. 0075 мм. Размер трахеид и толщина их стенок в одном и том же стволе увеличиваются в направлении от сердцевины к коре, достигают некоторого максимума, после чего или остаются неизменными или несколько уменьшаются.

 Поперечный разрез древесины сосны под микроскопом: 1 - поздние трахеиды; 2 - ранние трахеиды; 3 - сердцевинные лучи; 4 - смоляной ход (вертикальный);...

Рис. 19. Поперечный разрез древесины сосны под микроскопом: 1 - поздние трахеиды; 2 - ранние трахеиды; 3 - сердцевинные лучи; 4 - смоляной ход (вертикальный); 5 - окаймленные поры (в разрезе)

 Тангентальный разрез древесины сосны под микроскопом: 1 - трахеиды: 2 - сердцевинные лучи: 3 - вертикальный смоленой ход: 4 сердцевинный луч с горизо...

Рис. 20. Тангентальный разрез древесины сосны под микроскопом: 1 - трахеиды: 2 - сердцевинные лучи: 3 - вертикальный смоленой ход: 4 сердцевинный луч с горизонтальным смоляным ходом; 5 - окаймленные поры (в разрезе)

По высоте ствола длина и ширина трахеид постепенно увеличиваются от основания ствола примерно до кроны, а в пределах кроны начинают довольно быстро уменьшаться по мере приближения к вершине; толщина же стенок трахеид, наоборот, сперва уменьшается, а в области кроны снова возрастает.

 Радиальный разрез древесины сосны под микроскопом: 1 - поздние трахеиды; 2 - ранние трахеиды; 3 - окаймленные поры (вид сбоку); 4 - вертикальным смол...

Рис. 21. Радиальный разрез древесины сосны под микроскопом: 1 - поздние трахеиды; 2 - ранние трахеиды; 3 - окаймленные поры (вид сбоку); 4 - вертикальным смоляной ход; 5 - сердцевинный луч; 6 - горизонтальные трахеиды в сердцевинном луче

Деревья первых классов (наиболее хорошо развитые) образуют более крупные трахеиды, с более толстыми стенками, чем деревья, отставшие в росте.

Почвенные условия (например, водный режим) оказывают заметное влияние на размеры трахеид. Так, по исследованиям Л. И. Шатерннковой, древесина сосен из Ленинградской области, выросших на почвах с водным режимом, наилучшим для роста (II-III бонитеты), содержала более широкие и длинные трахеиды и более толстые стенки у поздних трахеид; с увеличением влажности почвы размеры трахеид и толщина стенок

поздних трахеид уменьшаются, достигая минимума у сосен по болоту (бонитет V-a) сказанное подтверждается данными табл. 12.

Таблица 12

Зависимость размеров трахеид от почвенных условий

Условия местопроизростания Возраст (лет) Диаметр на высоте груди в см Высота в м Процент поздней древесины Размеры трахеид Ширина поздних трахеид в % от ширины ранних Толщ. стенок трахеид
длина в мм ширина по радиусу в микронах в микронах в % от общ. ширины трахеид
ранняя древесина поздняя древесина ранняя древесина поздняя древесина ранняя древесина поздняя древесина ранняя древесина поздняя древесина
Сосна II и III бонитетов (оптимальный) 87 36, 0 19, 0 34, 4 3, 3 3, 4 43, 7 21, 6 49, 4 2, 0 7, 4 9, 4 68, 5
Сосна III и IV бонитетов (суходольный) 90 28, 0 12, 7 27, 4 2, 8 2, 9 42, 8 19, 8 46, 2 2, 2 6, 4 10, 4 64, 5
Сосна V бонитета (переходный тип) 90 18, 5 8, 5 25, 5 2, 7 2, 9 39, 5 17, 1 43, 1 2, 0 5, 3 10, 3 62, 3
Сосна V-a бонитета (по болоту) 82 8, 2 4, 8 16, 5 - 1, 9 35, 6 13, 1 37, 2 1, 9 3, 4 11, 1 51, 8

Паренхимные клетки в древесине всех хвойных пород образуют сердцевинные лучи (горизонтальная паренхима). В большинстве хвойных пород имеется древесная паренхима, состоящая из клеток, сгруппированных вдоль ствола (вертикальная паренхима).

Сердцевинные лучи хвойных пород

Сердцевинные лучи очень узкие (однорядные на поперечном разрезе), по высоте состоят из нескольких рядов клеток, вытянутых по длине луча. У сосны, кедра, лиственницы и ели сердцевинные лучи состоят из двух родов клеток: верхний и нижний ряды клеток (по высоте луча) представлены горизонтальными трахеидами с мелкими окаймленными порами и характерным утолщением стенок у некоторых хвойных; внутренние ряды состоят из паренхимных клеток с простыми порами (рис. 22). Сердцевинные лучи пихты, можжевельника и тисса состоят только из паренхимных клеток. Паренхимные клетки лучей сосны и кедра снабжены одной - двумя большими простыми порами, а у остальных наших хвойных пород эти клетки имеют по три - шесть мелких простых пор.

У сосны, кедра, лиственницы и ели кроме однорядных лучей имеются многорядные, по которым проходят горизонтальные смоляные ходы.

В растущем дереве сердцевинные лучи служат для передачи питательных веществ (и воды по горизонтальным трахеидам) в горизонтальном направлении в период вегетации и для хранения запасных питательных веществ в период покоя.

Различия в строении сердцевинных лучей, разнообразие комбинаций срединных и краевых клеток с их различными порами и утолщениями являются хорошими диагностическими признаками при распознавании хвойных пород, вообще мало отличающихся одна от другой по строению древесины.

Древесная паренхима, смоляные ходы. Древесная паренхима хвойных вследствие содержания в ней смолы называется с моляными клетками. Эти клетки соединены в длинные вертикальные ряды. Смоляных клеток нет только в древесине тисса. У сосны, ели, лиственницы и кедра имеются, кроме того, вертикальные и горизонтальные смоляные ходы.

Строение ствола деревьев хвойных пород

Рис. 22 Сердцевинные лучи: слева - сосны и справа - пихты на радиальном разрезе древесины под микроскопом: ГТ - горизонтальные трахеиды; ПК - паренхимные клетки

Смоляной ход представляет собой заполненное смолой межклетное пространство в форме узкого длинного канала, образованного тремя слоями клеток древесной паренхимы: 1) внутренний слой, 2) кольцо мертвых клеток и 3) наружный слой.

Внутренний слой, или эпителий, смоляного хода состоит из выстилающих клеток, имеющих вид тонкостенных пузырей, вдающихся в канал смоляного хода на различную глубину: при заполнении хода смолой под большим давлением они становятся плоскими, а при опоражнивании хода вдаются в канал до соприкосновения друг с другом (рис. 23); выстилающие клетки наполнены густой зернистой протоплазмой с большим ядром; именно эти клетки выделяют смолу. Кольцо мертвых клеток, лишенных протоплазмы и заполненных воздухом, окружает эпителий смоляного хода. Наружный слой представлен живы-

ми клетками сопровождающей паренхимы с ядром, густой протоплазмой и запасными питательными веществами (крахмал, масло).

Длина выстилающих клеток (на продольных разрезах) немногим превышает поперечные размеры, мертвые клетки узки и длинны, а сопровождающие - в несколько раз длиннее мертвых и значительно шире их. Просвет (канал) вертикального смоляного хода по тангентальному направлению обычно соответ-

 Вертикальный смоляной ход на поперечном разрезе: справа - освобожденный от смолы, слева - заполненный смолой: 1 - эпителий; 2 - мертвые клетки; 3 - с...

Рис. 23. Вертикальный смоляной ход на поперечном разрезе: справа - освобожденный от смолы, слева - заполненный смолой: 1 - эпителий; 2 - мертвые клетки; 3 - сопровождающая паренхима; 4 - трахеиды древесины по Л. А. Иванову)

ствует четырем рядам трахеид. Параллельно с отмеченным выше изменением размеров трахеид по радиусу ствола диаметр вертикальных смоляных ходов увеличивается по направлению от сердцевины к коре. На количество и размеры смоляных ходов оказывают влияние условия произрастания, что видно из данных А. Н. Шатерниковой для сосны из Ленинградской области, приведенных в табл. 13.

Таблица 13

Зависимость количества и размера смоляных ходов от условий произрастания

Условия произрастание Ширина готовых слоев в мм Число смоляных ходов в 1 смЗ Средний диаметр в ми кронах
Сосна II и III бонитетов (оптимален. ) 1, 39 52 100, 9
Сосна III и IV бонитетов (суходольн. ) 1, 26 110 96, 7
Сосна V бонитета (переход". ) 0, 67 152 98, 7
Сосна V-a бонитета (по болоту). 0, 24 269 85, 6

Согласно этим данным, с ухудшением почвенных условии число смоляных ходов увеличивается, а диаметр их уменьшается.

Горизонтальные смоляные ходы обычно образованы только двумя слоями клеток (эпителей и слой мертвых клеток) и по толщине в 2. 1/2 раза меньше вертикальных ходов (рис. 24); у сосны и ели на 1 см2 тангентальной поверхности их около 70; число же соединений вертикальных ходов с горизонтальными достигает нескольких сотен в 1 см3, что весьма важно при подсочке. Из этой системы связанных смоляных ходов исключаются ходы ядра, которые здесь перестают функционировать в силу отмирания живых клеток; каналы ходов заполняются при этом выростами выстилающих клеток.

 Горизонтальный смоляной ход в сердцевинном луче (тангентальный разрез древесины): 1 - канал хода; 2 - эпителий; 3 - мертвые клетки; 4 -ренхимные клет...

Рис. 24. Горизонтальный смоляной ход в сердцевинном луче (тангентальный разрез древесины): 1 - канал хода; 2 - эпителий; 3 - мертвые клетки; 4 -ренхимные клетки сердцевинного луча

 Форма клеток камбия: I - на тангентальном; II - на радиальном; III - на поперечном разрезе; 1- односкатная; 2 - двускатная клетка (по Л. А. Иванову)

Рис. 25. Форма клеток камбия: I - на тангентальном; II - на радиальном; III - на поперечном разрезе; 1- односкатная; 2 - двускатная клетка (по Л. А. Иванову)

Камбий

Камбий состоит из непрерывного ряда нежных, узких, сплюснутых в радиальном направлении, вытянутых по длине ствола живых клеток с клиновидно заостренными концами. Клетки содержат густозернистую протоплазму с ядром веретенообразной формы. Форма клеток камбия на разрезах по трем главным направлениям дана на рис. 25.

Расположенный на границе между древесиной и корой камбий сплошной мантией одевает всю древесину дерева. Деятельность камбия обусловливает рост дерева в толщину. При росте камбиальные клетки вытягиваются по радиусу ствола и делятся тангентальными перегородками. Одна из дочерних клеток остается камбиальной, а другая идет на образование элементов древесины или коры. Деление клеток камбия в сторону древесины происходит раз в десять чаще, чем в сторону коры, вследствие чего древесина нарастает значительно быстрее коры.

Камбий работает в течение всей жизни дерева, т. е. иногда сотни лет; при этом деятельность его в условиях умеренного климата проявляется периодически: замирает на зиму и возобновляется весной, следствием чего является слоистость древесины (образование годовых слоев).

{nb_link}
Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии в данной новости.




Смотрите также

 
 
 
Регистрация | Забыли пароль? | Контанкты | Правила
Последние комментарии | Теги | Каталог ссылок
О сайте | Карта сайта | Наша команда | Список пользователей
Статистика | RSS | RSS отзывов
2009 © DeloStroika.ru - Сайт представляет Вам материалы по строительной тематике: строительство домов, коттеджей, ремонтные работы в доме и ремонт в квартире. Самостоятельно Вы сможете научиться строить гараж, построить баню, построить бассей и другие хоз. постройки. Видео раздел предлагает к просмотру материалы внутренней отделки и интерьера помещений Вашей квартиры.
* При полном или частичном использовании материалов сайта, активная (dofollow) гиперссылка на страницу материала обязательна.
Запросов: 2 (0.00309)
Rambler's Top100