Анатомична структура на иглолистна дървесина. Стойността на дървесината, състав, свойства, характеристики и структура. Дърво - какво е това

Човекът използва дърво от незапомнени времена. Гориво, строителни материали, мебели, музикални инструменти - продуктите от него ни съпътстват през целия ни живот. Освен това дърветата са естествени календари и живи исторически паметници.

Има цял клон на науката - дендрохронологията, която ви позволява да разберете възрастта на продукта, както и в коя област е отсечено дървото, от което е направен. Изучавайки секциите на годишните пръстени, можете да научите за природата и атмосферата на древните времена. Предимства и недостатъци, структура, дърво като строителен материал, свойства - всички тези въпроси заслужават внимание.

Как работи всичко

Свойствата и характеристиките на материала не могат да бъдат разбрани без първо да се проучи структурата и състава на дървото. Самата концепция зависи от това кой я използва. За обикновен човека строителят е изключително част от дървото под кората, която може да се използва в ежедневието или производството. За ботаника и дървото това е целият комплекс, който включва всички елементи от корените до короната.

Короната се използва незначително в индустрията, а клоните се използват като суровина за картон. Основното нещо е багажникът. В напречното сечение структурата на ствола на дървото се отваря. Най-горният слой, кората, предпазва живите клетки от външни влияния. Между кората и тялото на ствола има слой от живи клетки - кадмий. В самия център ядрото минава през целия ствол. Свободните материи, от които се състои, го правят неподходящ за утилитарни нужди.

Ядрото на дървото се състои главно от мъртви клетки, отлагания от смола, багрила и танини. Сърцевината е заобиколена от беловина - частта от дървото, която е отговорна за отвеждането на вода към листата от корените. Съответно има много влага, пропуска повече вода и е по-податлива на гниене. Не всички дървета имат ясно изразена сърцевина. При някои от тях няма разлика между централната и крайната част на багажника. Такива породи се наричат ​​беловина.

Микроскопична структура на дървото

С помощта на микроскоп можете да изследвате структурата по-задълбочено. Дървесината обикновено се състои от мъртви клетки. Младите растителни клетки се състоят от обвивка и вътрешна част - цитоплазмата и ядрото. Основата на тънка прозрачна мембрана е целулоза или влакна. С течение на времето растителните клетки претърпяват метаморфоза и в зависимост от присъщата им функция се превръщат в масата си или в кора (запушване), или в дърво (вдървесяване).

Клетките постоянно произвеждат лигнин. Той също така причинява вдървесняване. Има два вида дървесни клетки – прозенхимни и паренхимни. Първият вид съставлява основната част от дървесината в зависимост от вида - от 85% до 99%. От своя страна те са разделени според функциите си. Проводимите клетки са отговорни за доставката на хранителни вещества и влага от корените към листата, докато механичните клетки са отговорни за здравината и стабилността на дървото. Паренхимните клетки действат като килер за растението. Те натрупват хранителни вещества (мазнини, нишестета) и ги раздават при нужда през труден период.

иглолистни дървета

В зависимост от вида на дърветата, тяхната структура също се различава. Дървесните видове се делят на иглолистни и широколистни. структура иглолистни дърветапо-просто. По-голямата част са трахеидни клетки. Характеристиките на иглолистните дървета включват наличието на клетки, които произвеждат смола. В различни видовете могат да бъдат или произволно разпръснати, или комбинирани в система от пасажи за смола.

твърда дървесина

По-сложни скали и тяхната структура. Дървото се състои от съдове, либриформни влакна и паренхимни клетки. Защото широколистни дърветапускат листа през есента, през зимата се нуждаят от голямо количество храна. Оттук и по-големият брой паренхимни клетки, отговорни за натрупването на хранителни вещества, отколкото при иглолистните дървета. Това може да се види в изразената сърцевина.

Имоти

Дървесината има редица характерни свойства. Структурните особености са причината за това. Здравината на дървесината е доста висока и сред строителните материали по този показател тя заема междинна позиция. И като се има предвид малкото специфично тегло, той е сравним в това отношение с метала. Слабата страна на дървото е, че е анизотропен материал. Способността да се противопоставя на счупване зависи от посоката на силата спрямо местоположението на влакната. Най-добрите показатели за здравина се наблюдават при излагане на материала по протежение на влакната.

Твърдостта на дървото е малка, причината за това е специфичната структура. Дървото е порест, гъвкав материал. Гредите са в състояние да възстановят формата си след краткотрайно натоварване. Но остатъчните деформации, дължащи се на продължително излагане, остават завинаги. Дървен лъч няма да може да възстанови формата си след продължителна работа.

Твърдостта на строителните материали се определя от това какъв вид натоварване е необходимо за вдлъбнатина на стоманена топка с определени размери. За най-твърдите дървесни видове е само 1000 N. В същото време ниската твърдост е едно от основните предимства на материала. Дървото е лесно за обработка, пирони, винтове, самонарезни винтове се държат здраво в него.

Съдържанието на влага в дървесината се определя от специфичното съдържание на влага в порите. Просто достига 100%. В зависимост от предназначението, прясно отсечената дървесина се суши до необходимите нива от 40 до 15%.

Предимства

Дървесината има ниска топлопроводимост. Може успешно да се използва като топлоизолационен материал. Лесната обработка позволява използването на широк набор от инструменти. Невъзможно е да си представим всеки оркестър без музикални инструменти, изработени от дърво. Очарователните звуци на цигулката са резултат от такова свойство на дървото като способността да резонира. Дървото се огъва лесно и има богат избор за производство на различни огънати конструкции. Също така дървените изделия имат добри звукопоглъщащи характеристики. Красивата повърхност отваря пространство за въображение в интериорния дизайн.

недостатъци

Способността на дървените изделия да възприемат натоварвания зависи от посоката на приложение на силата. Това се дължи на анизотропната структура на дървото. В допълнение, якостните характеристики също зависят от близостта до центъра на багажника, влажността, наличието на възли, пукнатини. Това налага да отделите много време за избор на подходящ материал за работата.

Като органичен материал, дървото е беззащитно срещу насекоми, плесени и гъбички. За продължителна експлоатация е необходима скъпа химическа обработка. Заслужава да се отбележи, че дървени конструкциибез предварителна обработка - лесна плячка за огън.

Дървообработка

Като цяло има три вида обработка на дърво:

• Най-разпространеният е механичният метод. Дървото е изрязано, рендосано, цепено.
• При химико-механична обработка материалът се подлага на междинна подготовка. Чипсът, стърготините се смесват със свързващо вещество и се нагряват. продължава химическа реакцияполимеризация, а изходът е материали като шперплат, ПДЧ, ПДЧ.
• По време на химическата обработка дървото е изложено на киселини, основи, соли и се подлага на топлина. От продуктите на тази обработка могат да се нарекат колофон, смола, танини, целулоза.

Дърветата са стотици милиони години по-стари от хората. Всички цивилизации, които някога са съществували, се основават на използването на дърво. Книги, мебели, музикални инструменти - всичко това е възможно благодарение на този уникален природен материал.

Иглолистната дървесина има доста проста и правилна структура.

В центъра на ствола на иглолистните дървета е така наречената сърцевина, която изглежда като неправилен кръг с диаметър 1-4 мм. Ядрото се състои от паренхимни тънкостенни и вдървесени клетки. При младо дърво или връхна издънка, където все още няма пълна диференциация на дървесните тъкани, клетките на сърцевината действат като съхраняващи тъкани и съдържат нишесте, мазнини и други органични продукти. Тъй като дървото расте и се освобождават специализирани тъкани, необходимостта от клетки за съхранение на ядрото изчезва, те умират и се изпълват с въздух.

На напречните и надлъжните разрези се вижда, че при бора, лиственицата и кедъра централната част на ствола се различава от периферната с по-тъмен цвят, а в прясно отрязано състояние освен това с по-ниско водно съдържание .

Тъмно оцветената централна част на дървесината се нарича сърцевина, а светлата периферна част се нарича беловина.

При смърч и ела централната част на ствола се различава от периферната част само с по-ниско водно съдържание и се нарича зряла дървесина.

Здравата и зряла част от дървесината на растящите дървета изпълнява механични функции, без да участва в метаболизма.

С напредването на възрастта на дърветата процентът на ядрото или зрялата дървесина се увеличава.

В условията на север размерът на беловината по радиуса на дървета на възраст 140 години (на височина 1,3 m) не е еднакъв за различни породи.

Сърцевината и зрялата дървесина се образуват, когато оградените пори на трахеидите са запушени и изключени от водоснабдителната система на дървото, а клетъчните мембрани са импрегнирани със специални ядрени вещества.

Водопроводните и механичните функции при иглолистните дървета се изпълняват от трахеидите, те са основният елемент на дървесината и заемат 90-95% от общия й обем.

Трахеидите са разположени в радиални редове и на напречното сечение изглеждат като четириъгълни или шестоъгълни клетки, а на радиалните и тангенциалните участъци изглеждат като влакна с косо изрязани краища. Радиалните редове се състоят от два вида трахеиди, ранни и късни, повтарящи се във всеки годишен пръстен. Ранните трахеиди, изпълняващи проводящи функции, имат широка вътрешна кухина и тънки стени с множество пори. Късните трахеиди, които образуват така наречената късна дървесина, изпълняват механични функции, поради което имат удебелени стени и относително тесни кухини.

Характерна особеност на трахеидите са окичените пори, групирани предимно по радиални стени в краищата, с които всяка трахеида е вклинена между съседните, образувайки плътна връзка.

Ограничените пори не са прости отвори, свързващи кухините на две съседни клетки; от повърхността те са покрити с тънък първичен слой от клетъчната мембрана. Порите на съседните трахеиди винаги са разположени една срещу друга и са разделени от средна плоча (мембрана), обща за две клетки. Следователно оградената пора се образува от две съседни трахеиди. Мембраната на порите с ресни има удебеляване в центъра, наречено тор. Над първичния слой и тора, вторичните слоеве от съседни клетки висят под формата на купол, сякаш граничат с тях, откъдето идва и името - ограничена пора.

При излизане от кухината на клетките диаметърът на порите е приблизително равен на 4-5 μ, след това силно се разширява и достига 12-25 на кръстовището със средната плоча. Диаметърът на тора винаги леко надвишава вътрешния диаметър на порите.

Първичните слоеве на клетките, които образуват мембраната на ограничената пора, имат най-тънките дупки в неудебелената си част, които улесняват проникването на вещества от клетка в клетка. В живите клетки тези малки дупчици са запълнени с плазмени нишки, с помощта на които плазмата на всички живи клетки на тялото се свързва в едно цяло.

Когато мембраната се отклони от едната или от другата страна, торът затваря изхода от клетъчната кухина, като по този начин спира по-нататъшното функциониране на порите.

При трахеидите, разположени в зоната на сърцевината или зрялата дървесина, по-голямата част от порите са блокирани от тора и те са изключени от водоснабдителната система. В беловината броят на порите, затворени от тора, е незначителен и те практически не влияят на движението на водата в дървото.

Броят на оградените пори в трахеидите е доста голям. И така, броят им в ранните трахеиди е 80-100, а в по-късните - 10-20.

Размерът на трахеидите в иглолистните дървета варира не само в зависимост от вида, но и от възрастта, условията на отглеждане и други фактори. Въз основа на задълбочени изследвания на учените могат да се вземат следните размери на трахеидите за бор, смърч, лиственица и ела: дължина 2-4 мм, ширина или външен диаметър 0,2-0,04 мм, дебелина на стената 0,005-0,008 мм. При късните трахеиди дължината и дебелината на стените са по-големи, докато ширината е по-малка.

Клетъчните стени на трахеидите са съставени от целулоза, лигнин, хемицелулози и полиурониди. Кухините на тези клетки са пълни с вода и въздух.

Вторият елемент на иглолистните дървета са сърцевинните лъчи, които минават между трахеидите в строго радиална посока.

Дължината на основните лъчи се увеличава с всеки нов вегетационен период, тъй като камбиалният слой се отдалечава от центъра на ствола.

Ядрените лъчи се състоят от паренхимни живи клетки и са предназначени да съхраняват хранителни вещества. Клетките на медуларните лъчи са много по-малки от трахеидите, дължината им е приблизително 0,04-0,08 mm, ширината им е 0,01-0,03 mm. При иглолистните дървета основните лъчи по ширина обикновено се образуват в един ред клетки, но ако хоризонтален проход от смола лежи в основния лъч, тогава в няколко реда.

Винаги има няколко реда клетки по височината в гредата: при бор, кедър, лиственица и смърч, горните и долните редове са образувани от хоризонтални трахеиди с малки оградени пори, вътрешните редове са образувани от паренхимни клетки с прости пори.

Изпълнявайки функциите на съхраняващи тъкани, сърцевините лъчи трябва постоянно да бъдат свързани с лика, по който отиват хранителните вещества от листата. Тази връзка се осъществява чрез камбия, който образува сърцевинни лъчи както към дървото, така и към лича.

Стените на клетъчната мембрана на медуларните лъчи са относително тънки и се състоят главно от целулоза, което ги прави механично крехки. Клетъчните кухини са запълнени с протопласт, съдържащ жива част - протоплазма и ядро, както и неживи включвания като нишестени зърна, мазнини и др.

Протоплазмата на клетките на сърцевините лъчи през ултрамикроскопични отвори в мембраната на порите е свързана в едно цяло, а също така е свързана с протоплазмата на клетките на камбиалния слой и живите клетки на лика. Благодарение на това клетките на медуларните лъчи могат да изпълняват функцията на съхраняващи тъкани и да пренасят резервите от органични вещества към камбия и други живи клетки.

В сърцевината и зрялата дървесина сърцевините лъчи, както всички останали тъкани, умират и престават да изпълняват функции за съхранение.

При иглолистните дървета освен сърцевините лъчи има и друга тъкан, която изпълнява функции за съхранение - това е дървеният паренхим. Дървесните паренхимни клетки са разпръснати между трахеиди или групирани в близост до смолни канали, стените им са относително тънки и се състоят от целулоза, хемицелулози и лигнин.

При здрава и зряла дървесина паренхимните клетки умират и се изпълват с въздух и вода. Количеството дървесен паренхим при иглолистните дървета е незначително и обикновено не надвишава 1% от цялата дървесина.

Характерна особеност на иглолистната дървесина са смолистите пасажи, с изключение на ела, при които се наблюдават само от време на време и след това поединично. Всеки пасаж се състои от канал, образуван от паренхимни клетки чрез тяхната диференциация.

Пасажите за смола са вертикални, простиращи се успоредно на оста на багажника, и хоризонтални, минаващи по протежение на основните лъчи.

Диаметърът на вертикалните канали за смола е средно 0,1 mm за бор и 0,06 mm за смърч и лиственица. Дължината на ходовете варира от 10 до 100 cm.

Хоризонталните канали за смола имат диаметър 0,03-0,04 mm и дължина, която не надвишава основната греда. На 1 см 2 напречно сечение на бор и смърч има от 200 до 300 вертикални смолни прохода.

Хоризонталните канали за смола винаги са свързани с вертикални канали чрез техните канали, така че цялата система образува едно цяло. Тази структура дава възможност за обилно изливане на смола в рани във всяка част на багажника.

Освен това, чрез хоризонтални канали за смола, живите клетки са свързани с други живи тъкани на дървото.

В сърцевината и зрялата дървесина хоризонталните канали за смола са обрасли с керемиди, някои от каналите в сърцевината престават да функционират и изключват вертикалните канали от смола от общата система.

Смолистите канали в беловината, поради налягането на смолата, могат да отделят терпентин веднага след като бъдат отрязани. Смолистите канали от сърцевина не притежават това свойство, а терпентинът в тях е като че ли се съхранява.

При напукване на дървесина или друго разрушаване на каналите за смола в сърцевината, терпентинът, разливайки се, не кристализира, а импрегнира мъртвите клетки. Проучванията показват, че смолата и терпените имат ниска токсичност спрямо гъбичките, разрушаващи дървото, така че по-голямата устойчивост на смолистото дърво към гниене се дължи не толкова на антисептика, колкото на техните физически свойства.

Смолистите канали са разположени главно в късния слой годишен пръстен.

Обобщавайки всичко по-горе, можем да направим следното заключение за структурата на иглолистната дървесина.

Тъканите, които изграждат дървото, са разположени в ствола от периферията към центъра в определен ред. Отвън стволът е покрит с корков слой кора, състоящ се от мъртъв корк и коркоподобни клетки, много устойчиви на микроорганизми и насекоми. Клетките на корковия слой при бор и лиственица съдържат около 20% вода, в смърч - 30%. Много тънък слой фелодерма, състоящ се от клетки от корковия камбий, както и от паренхимни клетки на кората, граничи с корковите клетки. След това идва ликовият слой, състоящ се от ситови тръби, медуларни лъчи, ликови влакна и личен паренхим.

В фелодермата и личето има много живи клетки, пълни с плазма и съдържащи мазнини и нишесте. Ситовите тръби са пълни с органична материя, идваща от листата. Всичко това прави фелодермата и липа много благоприятен хранителен материал за развитието на микроорганизми и насекоми. Клетките от лича и фелодермата имат средно съдържание на влага от 141% за смърч, 152% за бор и 200% за лиственица с абсолютно сухо тегло; при изсушаване променят обема си, което води до напукване на лика и постепенно отпадане на кората.

Зад лика се намира камбиалният слой, състоящ се от живи клетки, които са много устойчиви на гъбички през живота, а в мъртво състояние, след отрязване на дървото, които са добра хранителна среда за микроорганизмите.

Камбият е последван от слоеве собствено дърво. В беловината, чиято площ варира в широки граници в зависимост от диаметъра на дърветата, 50-60% от клетките на първия годишен слой, считано от камбия, са живи, съдържат протопласти, както и някои други органични вещества. В следващите годишни пръстени от беловина броят на живите клетки рязко намалява, те се запазват в сърцевинните лъчи, в смолните канали и в дървесния паренхим в близост до лъчите и смолните канали.

Следователно, цялото повърхностен слойбеловината е много добра среда за размножаване на микроорганизми, в следващите слоеве тези благоприятни условияза развитието на гъбички остават само в сърцевинните лъчи и клетките на дървесния паренхим.

Сърцевината и зрялата дървесина се състоят изцяло от мъртви клетки, чиито кухини са пълни с въздух, а стените са наситени със смолисти и ядрени вещества. Следователно сърцевината и зрялата дървесина могат да служат като хранителна среда само за по-високо организирани видове гъби - базидиомицети.

При кръглите горски сортименти непосредствено след отсичането на дърветата дървесината е покрита с кора по цялата странична повърхност и се оголи само от краищата. До известна степен корковият слой на кората механично предпазва от увреждане от гъбички, а камбиалният слой запазва способността да се противопоставя на гъбичките, докато клетките загинат и предотвратява проникването им в дървесината. Влагата в беловината също е неблагоприятна за развитието на гъбички.

Така през топлия сезон, през първите 10-15 дни след сечта, дървесината в кръглите горски сортименти не претърпява сериозни промени и при правилно защитни меркиможе да поддържа качеството си за дълго време. Това до известна степен важи за нарязан дървен материал и други асортименти, които ще бъдат разгледани подробно в следващите раздели.

Ако откриете грешка, моля, маркирайте част от текста и щракнете Ctrl+Enter.

С напречно сечение на ствола на дърво можете да установите основните макроскопски характеристики: беловина, сърцевина, годишни слоеве, медуларни лъчи, съдове, смолни канали и медуларни повторения.

При младите дървета от всички видове дървесината се състои само от беловина. След това, докато растат, живите елементи около сърцевината отмират, а влагопроводящите пътища се запушват и в тях постепенно се натрупват екстрактивни вещества - смоли, танини, багрила. Някои дървета - бор, дъб, ябълка и други - централната зона на багажника придобива тъмен цвят. Такива дървета се наричат звук.При други дървета цветът на централната зона и беловината на ствола е същият. Те се наричат неосновни.

Дърветата без ядра са разделени на две групи: узряло-дървесно(липа, ела, бук, смърч), при които влажността в централната част на ствола е по-ниска, отколкото в периферната, и беловина,при които съдържанието на влага е еднакво в напречното сечение на ствола (бреза, клен, кестен и др.). Освен това масата на беловината намалява от върха до дупето, както и с увеличаване на възрастта на дървото.

Възрастта на дърветата може да се определи от броя на годишните слоеве, които растат по един годишно. Тези слоеве са ясно видими върху напречното сечение на багажника. Те са концентрични слоеве около сърцевината. Освен това всеки годишен пръстен се състои от вътрешен и външен слой. Вътрешният слой се образува през пролетта и началото на лятото. Нарича се ранна дървесина.Външният слой се образува до края на лятото. Ранната дървесина има по-ниска плътност от късната и е по-светла на цвят. Ширината на годишните слоеве зависи от редица причини: първо, от метеорологичните условия през вегетационния период; второ, на условията на отглеждане на дървото; трето, от породата.

На напречно сечение на дърветата можете да видите сърцевините лъчи, простиращи се от центъра на ствола до кората. В твърда дървесинате заемат до 15% от обема на дървесината, при иглолистните - 5-6%, и колкото повече е техният брой, толкова по-лошо механични свойствадърво. Ширината на сърцевините лъчи варира от 0,005 до 1,0 mm, в зависимост от вида на дърветата. Дървесината от иглолистна дървесина се различава от твърдата по това, че съдържа клетки, които произвеждат и съхраняват смола. Тези клетки са групирани в хоризонтални и вертикални канали за смола. Дължината на вертикалните проходи варира от 10–80 cm с диаметър около 0,1 mm, а хоризонталните канали от смола са по-тънки, но има много от тях - до 300 броя на 1 cm 2.

Твърдата дървесина има съдове под формата на система от клетки за пренос на вода и минерали, разтворени в нея от корените към листата. Съдовете са под формата на тръби със средна дължина 10 cm и диаметър 0,02-0,5 mm, а при дърветата на някои видове са съсредоточени в ранните зони на годишните слоеве. Те се наричат ​​пръстеновидни. При дърветата от други видове съдовете са разпределени по всички годишни слоеве. Тези дървета се наричат ​​дифузно-съдови.

2.3 Микроскопична структура на иглолистна и твърда дървесина

Иглолистната дървесина има определена микроструктура, която може да се установи с микроскопи, както и с химически и физични методи на изследване.Иглолистната дървесина се различава от твърдата по относително правилна структура и простота. Структурата на иглолистната дървесина включва т. нар. ранни и късни трахеиди.

Както е установено от изследванията, ранните трахеиди функционират като проводници на вода с разтворени в нея минерали, която идва от корените на дървото. Трахеидите са под формата на силно удължени влакна с коси краища. Проучванията показват, че в растящото дърво само последният годишен слой съдържа живи трахеиди, а останалите са мъртви елементи. В резултат на изследването беше разкрито, че основните лъчи се образуват от паренхимни клетки, по които се движат резервни хранителни вещества и техните разтвори през ствола.

Същите паренхимни клетки участват в образуването на вертикални и хоризонтални смолни канали. Вертикалните смолни канали в иглолистна дървесина, намиращи се в късната зона на годишния слой, са образувани от три слоя живи и мъртви клетки. В медуларните лъчи са открити хоризонтални смолни канали. Според резултатите от изследванията на проф В. Е. Вихрова, Боровата дървесина има следната микроскопична структура:

1) напречно сечение;

2) радиален разрез;

3) тангенциален разрез.

картина 3.1 - Секции от ствола на дърво: P - напречен, R - радиален, Т - тангенциална

Както е установено от изследванията, микроструктурата на твърдата дървесина в сравнение с иглолистната дървесина има по-сложна структура. В твърдата дървесина съдовите и влакнестите трахеиди служат като проводници на вода с разтворени в нея минерали. Същата функция изпълняват и други дървени съдове. Механичната функция се изпълнява от либриформни влакна и влакнести трахеиди. Тези съдове са под формата на дълги вертикални тръби, състоящи се от отделни клетки с широки кухини и тънки стени, като съдовете заемат от 12 до 55% от общия обем на твърдата дървесина. По-голямата част от обема на твърдата дървесина се състои от либриформни влакна като основна механична тъкан. Либриформните влакна са удължени клетки със заострени краища, тесни кухини и мощни стени с цепнати пори. Влакнестите трахеиди, подобно на либриформните влакна, имат дебели стени и малки кухини. Освен това беше установено, че основните лъчи на широколистната дървесина обединяват основната част от паренхимните клетки и обемът на тези лъчи може да достигне 28–32% (тази цифра се отнася за дъб).

Иглолистните видове са възникнали в еволюцията по-рано от широколистните и имат най-простата хомогенна анатомична структура на дървесината, състояща се почти изцяло от клетки от същия тип. Основен анатомични елементи от иглолистна дървесинапрозенхимните клетки служат - трахеиди, които съставляват до 91 ... 95% от обема му. Това са дълги клетки със стени с различна дебелина. В ствола на растящо дърво само последният годишен слой съдържа живи трахеиди, които умират през зимата. IN напречно сечениетрахеидите са най-често с правоъгълна форма, а понякога и пет- или шестоъгълни. Краищата са традиционно коси със заострени или заоблени върхове. В едно дърво трахеидите са разположени главно вертикално (по оста на ствола). Дължината на трахеидите обикновено е 1,6...5,5 mm (с колебания за представители на отделни семейства от 0,7 до 11 mm) с ширина 0,02...0,09 mm.

Иглолистната дървесина се използва в производството на целулоза и хартия като суровина с дълги влакна. Ранните трахеиди са най-широки, имат тънки стени и широки кухини (съотношението дължина към ширина е около сто). Те изпълняват проводими функции. Късните трахеиди са най-тесни (съотношението дължина към ширина е около 200), имат дебели стени и тесни кухини. Те изпълняват механични функции. Размерите на трахеидите зависят от дървесните видове и условията на отглеждане на дървото.

Вторият анатомичен елемент са паренхимните клетки, които се образуват жива тъкан- паренхим, предимно радиация. Неговите клетки образуват ядрени лъчи - редици от паренхимни клетки, минаващи хоризонтално по радиусите на ствола. Лъчите могат да се състоят само от паренхимни клетки (хомогенни лъчи) или да съдържат, освен паренхимни клетки, хоризонтални лъчеви трахеиди (хетерогенни лъчи). При иглолистните дървета медуларните лъчи са тесни, едноредови (с изключение на лъчите, в които се образуват хоризонтални смолни канали), а височината им варира в зависимост от броя на клетките. Хоризонталните (радиални) трахеиди са близки по размер до паренхимните клетки, но са малко в сравнение с последните. За разлика от паренхимните клетки, лъчевите трахеиди имат оградени пори (виж по-долу). Ядрените лъчи провеждат хранителни разтвори в хоризонтална посока. В дървесината на някои иглолистни дървета малки количества (например в бора, 0,6%) съдържат вертикален (аксиален или нишки) паренхим, чиито редове клетки минават по протежение на ствола.

Паренхимът изпълнява, наред с кондуктивната акумулаторна функция.Клетките му съхраняват резервни хранителни вещества, съдържат екстрактивни вещества и минерали. При иглолистните дървета част от запасите от хранителни вещества също се съхраняват в иглите и следователно делът на паренхимните клетки е доста малък (3,5 ... 6%). Изключение прави дървесината от лиственица, която хвърля игли за зимата, съдържаща около 10% паренхимни клетки.

В дървесината на някои иглолистни видове (бор, лиственица, смърч) има и епителен паренхим, който образува смолни канали (смолови канали), и съпътстващия го паренхим. Смолистите канали са междуклетъчни канали, пълни със смола (смола). Разпознаване на вертикални и хоризонтални канали от смола, които образуват една система от смола. Вертикалните канали са разположени по-често в късната зона на годишния пръстен и се образуват от 3 слоя клетки: вътрешният облицоващ слой от живи епителни клетки; слой от мъртви клетки, пълни с въздух; слой от живи клетки от съпътстващия паренхим, умиращ с течение на времето. Диаметърът на вертикалните канали за смола е 0,10...0,14 mm. Могат да се видят и с просто око.

Хоризонталните канали от смола протичат в многоредови сърцевини. Те се образуват от живи епителни клетки и мъртви паренхимни клетки. Тези пасажи се наблюдават под микроскоп. Диаметърът на каналите за смола зависи от вида на дървесината. Така че в боровата дървесина каналите са по-големи, отколкото в смърчовата дървесина. Смолоносната система служи като защитна система на дървото, което му позволява да издържа на екстремни условия на живот и, наред с други неща, осигурява защита срещу увреждане на дървото от насекоми и други живи организми.

Дървесните клетки комуникират помежду си чрез пори. Порите са неудебелени участъци от клетъчната стена. Пората не е свободен отвор, тъй като има тясна мембрана (първична стена и междуклетъчно вещество), пробита от малки дупки. В живите клетки през тези отвори преминават тънки нишки на цитоплазмата, които свързват съдържанието на живите клетки в едно цяло. Пората в обвивката на една клетка съответства на порите на съседната клетка, с други думи, образува се двойка пори.

Има прости, оградени и полуограничени пори (двойки пори). В стените на 2 съседни паренхимни клетки се образуват прости пори, а в стените на 2 съседни трахеиди, разположени предимно по радиалните стени в краищата на трахеидите. Късните трахеиди в сравнение с ранните имат най-малък брой по-малки пори (пори, подобни на прорези). В оградена пора мембраната има удебеляване в центъра - тор, който играе ролята на клапа, която може да блокира пората. Структурата на тора се различава от структурата на мембраната. Границата се образува от надвиснала издатина на вторичната стена. Може да се изрази ясно или леко забележимо.

Трахеидите с паренхимни клетки на медуларните лъчи комуникират чрез полуоблицовани пори в така наречените декусационни полета. Формата, размерът и броят на порите в напречното поле служат като диагностични признаци при определяне на иглолистните дървесни видове.

Сърцевината на иглолистните дървета (борове) има закръглена форма с неправилни радиални израстъци. Състои се от доста големи паренхимни клетки, имащи формата на полиедри с тънки вдървесени стени; при старите дървета тези клетки са мъртви, техните кухини са пълни с въздух. Ядрото е заобиколено от елементи, образувани през първата година на растеж, които съставляват основната дървесина. Ядрото, заедно със съседната първична дървесина, се нарича сърцевинна тръба. Иглолистната дървесина се характеризира със сравнителна простота и правилна структура. Състои се само от два основни елемента: проводящите и механичните функции тук се изпълняват от трахеидите, а съхраняващите са паренхимни клетки. На фиг. 16 е показана триизмерна диаграма на микроскопичната структура на дървесината от типичен иглолистен вид - бор.

Трахеидите са основният елемент на иглолистната дървесина. Те заемат над 90% от общия обем на дървесината. Трахеидите са под формата на силно удължени вретеновидни клетки (влакна) с удебелени вдървесени стени и наклонени краища. На напречното сечение трахеидите са разположени в правилни радиални редове. Формата на трахеидите в напречното сечение е близка до правоъгълна. Трахеидите са мъртви елементи; в ствола на растящо дърво само новообразуваният (последен) годишен слой съдържа живи трахеиди, чиято смърт започва през пролетта, постепенно се увеличава към есента, а до края на зимата всички трахеиди от последния годишен слой умират.

Ориз. 16. Схема на микроскопичната структура на боровата дървесина: 1 - годишен слой; 2 - лъч на сърцевината; 3 - вертикален проход за смола; 4 - ранни трахеиди; 5 - късни трахеиди; 6 - очертано време; 7 - лъчеви трахеиди; 8 - многоредова греда с хоризонтален проход за смола.

В рамките на един годишен слой трахеидите на ранните и късните зони са много различни една от друга. ранни трахеиди. образувани в началото на вегетационния период, изпълняват проводими функции (проводят вода), следователно имат широка вътрешна кухина и тънки стени с множество пори. Размер на ранна майната id в радиална посока е по-голям, отколкото в тангенциалната; краищата на трахеидите са леко заоблени. Късните трахеиди, отложени от камбия през втората половина на вегетационния период, са механични елементи, така че стените им са силно удебелени поради рязкото намаляване на вътрешната кухина; краища на късни трахеиди силно заострени (фиг. 17).

Ориз. 17. Трахеиди и медуларни лъчи: а-ранна дървесина; б - късно; борови трахеиди отгоре; лъчи на сърцевината върху радиален разрез под микроскоп (отдолу); отляво - борове; на дясно -ела; 1 - лъчеви трахеиди с малки оградени пори; 2 - паренхимни клетки с прости пори (големи при бор и малки при ела) Между типично ранните трахеиди в началото на годишния слой и типично късните трахеиди в края на слоя има няколко реда трахеиди, които, по дебелина на черупките и големина на кухината заемат междинно положение между ранните и късните трахеиди. Такъв слой от междинни трахеиди се наблюдава при борова и лиственица. Радиалната ширина на ранните борови трахеиди е средно 40 µm, а тази на късните трахеиди е 20 µm; дебелината на стените на ранните трахеиди е 2 µm, а на късните трахеиди е от 3,5 до 7,5 µm. Ширината на ранните смърчови трахеиди от Архангелска област е средно 45 µm, а на късните трахеиди е 22 µm; ранна дебелина на трахеалната стена id около 3 μ, късно - около 5 μ. Дължината на боровите трахеиди варира от 2,1 до 3,7 mm, на смърчовите трахеиди - от 2,6 до 5 mm; в същото време дължината на късните трахеиди е приблизително с 10% по-дълга от ранните. При повечето от иглолистните ни дървета стените на трахеидите са гладки, а само при тиса имат ясно видими спираловидни удебеления. Дебелината на черупките на боровите трахеиди при прехода към късната зона първо се увеличава, достигайки максимум, и след това намалява близо до границата на годишния слой. Така най-дебелостенните трахеиди не са разположени на границата на годишните слоеве, а в третата му четвърт. Характерна особеност на трахеидите са оградените пори, разположени предимно по радиалните стени в краищата на трахеидите, с които всяка трахеида се заклинва между съседните, образувайки плътна връзка. По стените на ранните трахеиди присъстват типични пори с ресни; късните трахеиди имат по-малки пори и в много по-малко количество. На една ранна борова трахеида има средно 70 пори, на една късна трахеида само 17 пори; на трахеиди от смърч съответно 90 и 25, на трахеиди от европейска лиственица 90 и 8 пори. Граничен диаметър на порите различни породиварира от 8 до 31 μ, диаметърът на отвора е от 4 до 8 μ. Мембранни ресни пори в дяволите При иглолистните видове има малки проходни перфорации с овална или кръгла форма в периферната, неудебелена част, улесняващи комуникацията между трахеидите.При отклонение на мембраната в една или друга посока торът затваря отвора на порите, в резултат на което преминаването на водата през него е много трудно. При сърцевината и зрялата иглолистна дървесина реснистите пори по същество не работят. и следователно такава дървесина става непроницаема за вода.

Общият брой на оградените пори в ранната дървесина на смърча има тенденция да се увеличава от кората към сърцевината и обратно при ела. Въпреки това броят на затворените пори в дървесината и на двата вида нараства в посока от кората към сърцевината, а най-рязкото, спазматично увеличение на броя им се наблюдава при преминаване на беловината в зряла дървесина. В същото време беше отбелязано, че в късните трахеиди на боровата ядка има много по-малко затворени пори, отколкото в ранните (според някои данни 8 пъти), поради което късната зона на годишните слоеве е наситен с антисептици по-добре от ранния. Размерите на трахеидите и дебелината на стените им в същия ствол се увеличават в посока от ядрото към кората до определена възраст (различна при различните породи), след което остават непроменени или малко намаляват. Диаметърът на ранните борови трахеиди достига максимум на 40-годишна възраст и след това почти не се променя.

Според височината на ствола при зрелите дървета дължината и ширината на трахеидите в един и същ годишен слой постепенно се увеличават от основата на ствола до короната, а в рамките на короната те бързо намаляват, когато се приближават до върха; дебелината на стените на трахеидите, напротив, първо намалява и отново леко се увеличава в областта на короната. В клоните трахеидите са по-малки, отколкото в ствола; клоните, които се излъчват от ствола, където трахеидите са по-дълги, също имат по-дълги трахеиди. Условията на растеж влияят върху размера на боровите трахеиди в района на Брянск, оказа се, че най-големите ранни трахеиди и най-дебелостенните късни трахеиди се наблюдават при средни, оптимални за бор, условия на отглеждане (I-II бонитет); подобряването (степен Ia) и влошаването (степен IV) на условията на отглеждане са придружени от намаляване на размера на ранните трахеиди и дебелината на стените на късните трахеиди. Условията на отглеждане влияят основно върху дебелината на стената на късните трахеиди. а дебелината на стените на ранните трахеиди почти не се променя.

Паренхимните клетки в дървесината на всички иглолистни дървета изграждат сърцевините лъчи, смолистите канали (при някои иглолистни дървета) и, при някои видове, дървения паренхим. Медуларните лъчи на иглолистните дървета са много тесни (едноредови в напречния разрез), състоят се от няколко реда клетки във височина. При бор, кедър, лиственица и смърч основните лъчи се състоят от два вида клетки: горните и долните редове по височината на гредата са представени от хоризонтални (или лъчеви) трахеиди с малки оградени пори и характерно удебеляване на стените в някои иглолистни дървета; вътрешни, тоест средни по височина, редовете се състоят от паренхимни клетки с прости пори (виж фиг. 17). Ядрените лъчи на ела, тис и хвойна се състоят само от паренхимни клетки. Паренхимните клетки на лъчите на бора и кедъра са снабдени с една или две големи прости пори, докато в останалите наши иглолистни дървета тези клетки имат от три до шест малки прости пори. При бор, кедър, лиственица и смърч освен едноредови лъчи има и многоредови, по които преминават хоризонтални смолни проходи. Радиационните трахеиди са мъртви елементи, паренхимните клетки на лъча остават живи в цялата беловина, а понякога и в сърцевината, тоест в продължение на 20-30 години.

В растящо дърво, по протежение на сърцевините лъчи, хранителните вещества и водата се движат в хоризонтална посока през вегетационния период; през периода на покой те съхраняват резервни хранителни вещества. Вода с разтворен натриев фосфат, съдържащ радиоактивния изотоп на фосфора Р 32, преминава през сърцевините на иглолистните и широколистните видове.

Пасажът за смола е тесен дълъг междуклетъчен канал, пълен със смола, образуван от паренхимни клетки. Бор, смърч, лиственица и кедър имат смолни канали (вертикални и хоризонтални) от нашите иглолистни дървета; редица други иглолистни дървета (ела, тис, хвойна) нямат канали за смола в дървесината.

Ориз. 18. Вертикални проходи от смола върху напречно сечение от борова и лиственица: а-в дървобор, освободен от смола: б - в борова дървесина, напълнена със смола; в - в лиственица: 1 - облицовъчни клетки; 2 - мъртви клетки; 3 - клетки на придружаващия перенхим; 4-канален ход; 5 - трахеиди; 6 - ядрена греда.

Вертикалните смолни канали в бора се образуват от три слоя дървесни паренхимни клетки: вътрешният слой; пръстен от мъртви клетки и външен слой. Вътрешният слой, или епителът, на смолния канал на бора се състои от облицовъчни клетки, които изглеждат като тънкостенни мехурчета, които стърчат в канала на смолния канал на различна дълбочина. При запълване на канала със смола под високо налягане те стават плоски, а когато проходът е празен, излизат в канала, докато влязат в контакт един с друг (фиг. 18). Облицовъчните клетки на бора имат тънки целулозни стени и са изпълнени с плътна гранулирана протоплазма с голямо ядро; именно тези клетки отделят смолата. При смърч и лиственица обвивката на облицовъчните клетки се уплътнява и вдървеснява, в резултат на което те вероятно губят способността си да изстискват смолата от прохода. Пръстен от мъртви клетки, лишени от протоплазма и изпълнен с въздух, заобикаля епитела на смолния канал.

Външният слой е представен от живи клетки на придружаващия паренхим с ядро, плътна протоплазма и резервни хранителни вещества (нишесте, масло). Дължината на облицовъчните клетки по надлъжните разрези на дървесината леко надвишава напречните размери, мъртвите клетки са тесни и дълги, а придружаващите клетки са няколко пъти по-дълги от мъртвите и много по-широки от тях. Луменът (каналът) на вертикалния проход на смола по тангенциалната посока обикновено съответства на четири реда трахеиди. С възрастта диаметърът на вертикалните канали за смола се увеличава в посока от сърцевината към кората. В дървесината от сибирска лиственица вертикалните канали от смола се образуват само от един ред клетки за облицовка; няма слой от мъртви клетки, а придружаващите клетки са единични или липсват. В случай на повреда на растящо дърво, броят на пасажите за смола може да се увеличи. Хоризонталните смолни канали минават по протежение на медуларните лъчи (фиг. 19) и обикновено се образуват само от два слоя клетки: епител и слой от мъртви клетки.

Дължината на хоризонталните проходи се увеличава с възрастта, тъй като дървото и ликът растат; външният им край, разположен в лича, е затворен от растежа на облицовъчните клетки. Диаметърът на хоризонталните канали за смола е средно 2,5-3 пъти по-малък от диаметъра на вертикалните канали. При бора диаметърът на хоризонталните проходи е 36-48 μ, при сибирския кедър 48-64 μ, при смърча 20-32 μ, при лиственицата 24-48 μ; на 1 mm 2 от повърхността на тангенциален разрез в бор, смърч и кедър има от един до три, а при лиственица от един до четири смолни хода. Хоризонталните канали за смола се пресичат с вертикалните (виж фиг. 19), образувайки единна система, носеща смола.

Ориз. 19. Смолови канали и камбиеви клетки: а - хоризонтален смолен канал в сърцевината на бора; b - свързване на вертикални и хоризонтални проходи от смола върху тангенциален участък от дърво; в - форма на камбиални клетки (схема); 1 - облицовъчни клетки; 2 - мъртви клетки; 3 - канал с хоризонтален ход; 4 - канал с вертикален ход; 5 - форма на камбиални клетки върху тангенциален разрез (едностранно и двустранно); 6 - на радиалната; 7 - в напречни сечения.

Броят на връзките между вертикалните и хоризонталните проходи достига няколко стотин на 1 cm 3 . От тази система от свързани смолистни канали се изключват пасажите на ядрото, които престават да функционират, тъй като живите клетки умират; каналите на проходите в бора са запълнени с израстъци на облицовъчните клетки. Въпреки това, в сърцевината на сибирската лиственица, голям брой канали от смола остават отворени (каналите им не са запълнени).

Дървесният паренхим не се среща често при иглолистните видове. Паренхимните клетки, малко удължени по дължината на ствола, често са свързани в доста дълги редове, минаващи в дървесината успоредно на оста на ствола. Сред нашите иглолистни дървета борът и тисът нямат дървесен паренхим. Приблизителното съдържание на различни елементи в иглолистната дървесина е дадено в табл. пет.

Таблица 5. Съдържанието на различни елементи в иглолистната дървесина.