Сосуды их назначение и выраженность на главных разрезах ствола
Описанные выше особенности макроскопического строения древесины относятся одинаково как к хвойным, так и лиственным породам. Ниже будут рассмотрены еще две особенности, одна из которых присуща древесине только лиственных, а вторая — только древесине хвойных пород. На поперечном разрезе древесины некоторых лиственных пород (дуба, грецкого ореха и др.) можно заметить мелкие отверстия, представляющие собой поперечные разрезы сосудов. Сосуды имеют форму трубок разной величины и являются характерным элементом строения древесины лиственных пород (у хвойных пород сосудов нет). Сосуды делятся на крупные, ясно заметные невооруженным глазом, и мелкие, неразличимые невооруженным глазом. В некоторых породах мелкие сосуды собраны в группы, которые можно обнаружить без микроскопа.
Крупные сосуды чаще сосредоточены в одной ранней зоне годичных слоев, образуя на поперечном разрезе пористое кольцо (например, у дуба); реже крупные сосуды распределены по годичному слою равномерно (например, у грецкого ореха). Собранные в группы мелкие сосуды при наличии крупных сосудов в ранней зоне сосредоточены в поздней зоне, где они заметны благодаря более светлой окраске. Если крупных сосудов нет, мелкие сосуды у большинства пород рассеяны по всему слою; однако их количество и величина несколько уменьшаются по направлению к внешней границе слоя.
Рис. 11. Типы группировки сосудов: а, б, в — кольцесосудистые породы с радиальной (каштан), тангенциальной (ильм) и рассеянной (ясень) группировкой мелких сосудов в поздней зоне; г — раесеяннососудистая порода (орех).
Описанное распределение сосудов позволяет разделить лиственные породы на кольцесосудистые, с кольцом крупных сосудов в ранней зоне годичных слоев, и рассеяннососудистые, у которых сосуды независимо от величины распределены по годичному слою более или менее равномерно (рис. 11). Резкая разница между ранней и поздней зоной делает хорошо заметными годичные слои в кольцесосудистых породах. В то же время у рассеяннососудистых пород нет различия между этими зонами, поэтому годичные слои имеют однородное строение и границы между ними плохо заметны.
Кольцесосудистыми среди наших лиственных пород являются дуб, ясень, каштан съедобный, вяз, ильм, карагач, бархатное дерево, фисташка и некоторые др. К рассеяннососудистым относится большинство лиственных пород, среди них с крупными сосудами — грецкий орех и хурма, а с мелкими — остальные: береза, осина, ольха, липа, бук, клен, платан, тополь, ива, рябина, груша, лещина и др.
По группировке мелких сосудов в поздней древесине кольцесосудистые породы могут быть разделены на три подгруппы: 1) породы с радиальной группировкой мелких сосудов (дуб, каштан съедобный); группы мелких сосудов здесь имеют вид язычков пламени, расположенных в поздней древесине и направленных поперек годичных слоев; 2) породы с тангенциальной группировкой мелких сосудов (ильмовые); в этих случаях группы мелких сосудов имеют вид светлых волнистых линий, направленных параллельно границе годичных слоев; 3) породы с мелкими сосудами, распределенными в поздней зоне без особого порядка (ясень). На рис. 11 показаны схемы четырех типичных группировок сосудов на поперечном разрезе в древесине лиственных пород.
На продольных разрезах сосуды, особенно крупные, бывают заметны в виде бороздок. Сосуды редко проходят в стволе строго вертикально, поэтому на продольных разрезах бороздки обычно бывают короткими, так как в разрез попадает только часть сосуда. Диаметр крупных сосудов колеблется от 0,2 до 0,4 мм, мелких — от 0,016 до 0,1 мм. Длина сосудов обычно не превышает 10 см, но у дуба достигает 3,6 м. Объем сосудов у разных пород колеблется в широких пределах, а для данной породы зависит от условий произрастания. Объем крупных сосудов в древесине дуба из нагорных дубрав и с солонцовых почв примерно одинаков, но объем мелких сосудов во втором случае в 2 раза больше. По радиусу ствола размер сосудов сначала увеличивается по направлению от сердцевины к коре, достигая максимума, после чего остается постоянным или несколько уменьшается. По высоте ствола число сосудов и площадь их сечения возрастает по направлению от комля к вершине. В растущем дереве по сосудам поднимается вода из корней в крону; в срубленной древесине сосуды, являясь слабыми элементами, понижают ее прочность.
Источник
Главные разрезы и части ствола
В связи с различием строения и свойств в разных структурных направлениях древесину изучают на трех главных разрезах: поперечном, радиальном и тангенциальном (рис. 1). Плоскость поперечного разреза проходит перпендикулярно к оси ствола; радиального — вдоль оси ствола через сердцевину; тангенциального — вдоль оси ствола на том или ином расстоянии от сердцевины.
На поперечном разрезе можно выделить три основные части ствола: сердцевину, древесину и кору (рис. 2). Сердцевина имеет вид темного пятнышка диаметром 2—5 мм, состоит из мягких рыхлых тканей и расположена примерно в центре поперечного сечения ствола. Древесина занимает большую часть объема ствола и располагается между сердцевиной и корой. Кора покрывает ствол сплошным кольцом. В коре различают два слоя: наружный — корка, предохраняющий ткани ствола от резких перепадов температуры, механических повреждений, и внутренний — луб, непосредственно прилегающий к камбию (живой образовательной ткани). По лубу проходит вода с органическими питательными веществами, образующимися в листьях.
Макростроение древесины
Ядро и заболонь. У многих пород центральная часть ствола окрашена темнее наружной. Темноокрашенную часть называют я д р о м, а более светлую, периферическую — заболонью (рис. 2). Ядро и заболонь отличаются не только по цвету. Древесина заболони в свежесрубленном состоянии содержит большее количество влаги, чем древесина ядра. Граница между ядром и заболонью может быть резкой или размытой, а сама заболонь — широкой или узкой.
Породы, имеющие ядро, называются ядровыми. Из хвойных к ним относятся: сосна, кедровые сосны, лиственница, тис, можжевельник; из лиственных: дуб, ясень, вяз, белая акация, тополь, грецкий орех и др. Остальные породы, у которых древесина одинаково окрашена по всей ширине ствола, называются безъядровыми. Ядра не имеют: ель, пихта, береза, осина, граб, бук, липа, самшит и др. Однако у некоторых безъядровых пород (береза, ольха, клен, бук и пр.) иногда наблюдается потемнение центральной части ствола. Такую темноокрашенную зону называют ложным ядром (см. «Пороки древесины»).
Годичные слои. На поперечном разрезе ствола видны концентрические окружности, представляющие собой ежегодный прирост древесины. Эти окружности называются годичными слоями (рис. 3). На радиаль-ном разрезе они имеют вид продольных полос, на тангенциальном — извилистых линий Ц-образного вида. Каждый годичный слой состоит из двух частей: внутренней, расположенной ближе к сердцевине, светлой и мягкой, — ранней древесины и наружной, примыкающей к коре, темной и твердой, — поздней древесины (рис. 3). Различие между ранней и поздней древесиной четко выражено у хвойных и некоторых лиственных пород.
Сердцевинные лучи и сердцевинные повторения. На поперечном разрезе некоторых лиственных пород хорошо заметны светлые, блестящие или матовые линии, направленные от сердцевины к коре по радиусам — сердцевинные лучи (рис. 4). На радиальном разрезе они имеют вид блестящих темных или светлых горизонтальных полосок, лент. На тангенциальном — сердцевинные лучи видны как короткие продольные линии, штрихи или чечевицеобразные черточки. В зависимости от породы сердцевинные лучи бывают широкие или узкие (ширина лучей определяется на поперечном разрезе). Широкие сердцевинные лучи хорошо видны невооруженным глазом у дуба, бука, платана. Узкие, трудно обнаруживаемые лучи имеются у древесины липы, клена, вяза, и др.; очень узкие, совсем не видимые невооруженным глазом, имеют хвойные породы и некоторые лиственные. У ольхи, граба и орешника узкие лучи иногда сближаются в пучки и образуют так называемые ложноширокие сердцевинные лучи. Такие лучи, в отличие от настоящих, матовые, и их ширина уменьшается от центра ствола к периферии.
У некоторых лиственных пород (береза, ольха, клен, ива, осина, груша, рябина) на продольных разрезах древесины видны буроватые или коричневатые узкие полоски, черточки, пятнышки, по виду напоминающие сердце- вину (рис. 5). Эти образования называются сердцевинными повторениями. Чаще всего они встречаются в нижней части ствола. У березы, ольхи, груши сердцевинные повторения встречаются настолько часто, что могут служить диагностическим признаком породы.
Сосуды. В древесине лиственных пород на поперечном разрезе видны отверстия, представляющие собой сечения сосудов — трубок, каналов, предназначенных для проведения воды. По величине сосуды делят на крупные, хорошо видимые невооруженным глазом, и мелкие, не различимые невооруженным глазом.
У кольцесосудистых лиственных пород крупные сосуды располагаются в ранней древесине, образуя на поперечном разрезе хорошо заметное сплошное кольцо сосудов (рис. 6). Скопление мелких сосудов у этих пород образует следующие виды группировок: радиальная — светлые радиальные полосы (рис. 6, а — дуб, каштан); тангенциальная — светлые волнистые линии, параллельные границе годичного слоя (рис.6, б — ильм, вяз, бархатное дерево); светлые точки или черточки (рис. 6, в — ясень, фисташка, белая акация).
У рассеяннососудистых лиственных пород крупные и мелкие сосуды равномерно распределены по годичному слою (рис. 6, г — береза, бук, граб, осина, липа, ольха, клен и др.). На радиальном и тангенциальном разрезах сосуды имеют вид продольных бороздок.
Смоляные ходы. В древесине некоторых хвойных пород (сосна, кедровые сосны, лиственница, ель) имеются вертикальные смоляные ходы — каналы, наполненные смолой. На поперечном разрезе смоляные ходы заметны в виде светлых точек, расположенных в поздней древесине годичных слоев (рис. 7); на продольных — в виде темных штрихов, направленных вдоль оси ствола. Горизонтальные смоляные ходы, проходящие в сердцевинных лучах, можно обнаружить только под микроскопом на тангенциальном разрезе. Размер и количество смоляных ходов зависят от породы древесины. У сосны и кедровых сосен они крупные и многочисленные, у лиственницы, ели — мелкие и малочисленные. В древесине пихты, тиса и можжевельника смоляных ходов нет.
Источник
Описанные выше особенности макроскопического строения древесины относятся одинаково как к хвойным, так и лиственным породам. Ниже будут рассмотрены еще две особенности, одна из которых присуща древесине только лиственных, а вторая — только древесине хвойных пород. На поперечном разрезе древесины некоторых лиственных пород (дуба, грецкого ореха и др.) можно заметить мелкие отверстия, представляющие собой поперечные разрезы сосудов. Сосуды имеют форму трубок разной величины и являются характерным элементом строения древесины лиственных пород (у хвойных пород сосудов нет). Сосуды делятся на крупные, ясно заметные невооруженным глазом, и мелкие, неразличимые невооруженным глазом. В некоторых породах мелкие сосуды собраны в группы, которые можно обнаружить без микроскопа.
Крупные сосуды чаще сосредоточены в одной ранней зоне годичных слоев, образуя на поперечном разрезе пористое кольцо (например, у дуба); реже крупные сосуды распределены по годичному слою равномерно (например, у грецкого ореха). Собранные в группы мелкие сосуды при наличии крупных сосудов в ранней зоне сосредоточены в поздней зоне, где они заметны благодаря более светлой окраске. Если крупных сосудов нет, мелкие сосуды у большинства пород рассеяны по всему слою; однако их количество и величина несколько уменьшаются по направлению к внешней границе слоя.
Рис. 11. Типы группировки сосудов: а, б, в — кольцесосудистые породы с радиальной (каштан), тангенциальной (ильм) и рассеянной (ясень) группировкой мелких сосудов в поздней зоне; г — раесеяннососудистая порода (орех).
Описанное распределение сосудов позволяет разделить лиственные породы на кольцесосудистые, с кольцом крупных сосудов в ранней зоне годичных слоев, и рассеяннососудистые, у которых сосуды независимо от величины распределены по годичному слою более или менее равномерно (рис. 11). Резкая разница между ранней и поздней зоной делает хорошо заметными годичные слои в кольцесосудистых породах. В то же время у рассеяннососудистых пород нет различия между этими зонами, поэтому годичные слои имеют однородное строение и границы между ними плохо заметны.
Кольцесосудистыми среди наших лиственных пород являются дуб, ясень, каштан съедобный, вяз, ильм, карагач, бархатное дерево, фисташка и некоторые др. К рассеяннососудистым относится большинство лиственных пород, среди них с крупными сосудами — грецкий орех и хурма, а с мелкими — остальные: береза, осина, ольха, липа, бук, клен, платан, тополь, ива, рябина, груша, лещина и др.
По группировке мелких сосудов в поздней древесине кольцесосудистые породы могут быть разделены на три подгруппы: 1) породы с радиальной группировкой мелких сосудов (дуб, каштан съедобный); группы мелких сосудов здесь имеют вид язычков пламени, расположенных в поздней древесине и направленных поперек годичных слоев; 2) породы с тангенциальной группировкой мелких сосудов (ильмовые); в этих случаях группы мелких сосудов имеют вид светлых волнистых линий, направленных параллельно границе годичных слоев; 3) породы с мелкими сосудами, распределенными в поздней зоне без особого порядка (ясень). На рис. 11 показаны схемы четырех типичных группировок сосудов на поперечном разрезе в древесине лиственных пород.
На продольных разрезах сосуды, особенно крупные, бывают заметны в виде бороздок. Сосуды редко проходят в стволе строго вертикально, поэтому на продольных разрезах бороздки обычно бывают короткими, так как в разрез попадает только часть сосуда. Диаметр крупных сосудов колеблется от 0,2 до 0,4 мм, мелких — от 0,016 до 0,1 мм. Длина сосудов обычно не превышает 10 см, но у дуба достигает 3,6 м. Объем сосудов у разных пород колеблется в широких пределах, а для данной породы зависит от условий произрастания. Объем крупных сосудов в древесине дуба из нагорных дубрав и с солонцовых почв примерно одинаков, но объем мелких сосудов во втором случае в 2 раза больше. По радиусу ствола размер сосудов сначала увеличивается по направлению от сердцевины к коре, достигая максимума, после чего остается постоянным или несколько уменьшается. По высоте ствола число сосудов и площадь их сечения возрастает по направлению от комля к вершине. В растущем дереве по сосудам поднимается вода из корней в крону; в срубленной древесине сосуды, являясь слабыми элементами, понижают ее прочность.
Источник
Мароскопическое строение древесины определяется ее анатомическими элементами, видимыми на разрезах невооруженным глазом. Как любой живой организм, древесина состоит из клеток, которые в основном представляют собой полые трубки разных сечений. Неоднородность строения древесины по толщине и длине ствола определяет неодинаковые его свойства в разных направлениях. Анизотропия свойств древесины отрицательно сказывается при эксплуатации изделий из нее и усложняет их производство. Поэтому строение материала изучают на трех главных разрезах — поперечном, радиальном и тангентальном.
Поперечным называют разрез, плоскость которого перпендикулярна оси ствола. Продольные разрезы проходят вдоль оси ствола: радиальный — через его центр, тангентальный — на некотором расстоянии от центра.
Сердцевина располагается в центральной части ствола. Она хорошо видна на поперечном разрезе в виде круглого или яркого звездчатого пятна. Древесина сердцевины рыхлая, легко загнивает, поэтому наличие сердцевины считается пороком пиломатериалов.
За сердцевиной располагается древесина — наиболее ценная часть ствола с точки зрения его промышленной переработки. Окаймляет древесину кора, состоящая из двух частей: наружной и внутренней. Наружная корка — это слой омертвевшей ткани, защищающей древесину от механических повреждений и перепадов температуры окружающей среды. Внутренняя часть коры — луб — представляет собой узкий слой, по которому происходит нисходящий поток органических веществ от кроны к корням.
Все древесное породы принято делить на ядровые и заболонные. Ядровые породы в центре ствола имеют яркоокрашенную часть — ядро ( Рис., а), имеющую более низкое значение влажности, чем на периферии. Так, у хвойных ядровых пород влажность ядра не превышает 40% в любое время года. Ядрообразование — процесс накопления экстрактивных веществ, которые откладываются в отмирающих клетках и закупоривают проводящие пути. Примерами ядровых пород служат лиственница, сосна, кедр, тополь, яблоня, дуб, ясень и др.
Периферийная светлая часть ствола вокруг ядра называется заболонью. По заболони происходит восходящий поток воды и растворов минеральных солей от корней к кроне. Ширина заболони — характерный признак разных пород. Так, лиственница имеет узкую заболонь, потому что ядрообразование начинается с четырехлетнего возраста древа. Сосна, наоборот, отличается широкой заболонью, так как ее ядро образуется только после 30 лет. Ширина заболони изменяется также по высоте ствола. Заболонь имеет существенно более высокую влажность, чем ядро. Древесные породы, имеющие по всей
ширине ствола одинаковую окраску и равномерную высокую влажность, называют заболонными (береза, клен, ольха и др.). Иногда в центральной части ствола таких пород (клен, береза) образуется ложное ядро, которое может быть с загниванием и без загнивания.
Рис. Вид основных элементов макростроения на главных
разрезах древесины:
а – сердцевина, ядро, заболонь и кора на поперечном (П),
радиальном (Р) и тангенциальном (Т) разрезах; б — ранняя
(светлая) и поздняя (темная) древесина годичных слоев
на поперечном (П), радиальном (Р) и тангенциальном (Т) разрезах
Кроме ядровых и заболонных выделяют спелодревесные породы, характеризующиеся ровным светлым цветом древесины по всему сечению ствола, но влажность таких растущих деревьев такая же, как у ядровых хвойных пород. К спелодревесным относятся ель, пихта, осина, бук и др.
В результате ежегодного прироста по диаметру ствола образуются годичные слои, которые состоят из двух зон: ранней и поздней. Ранняя зона — светлая, образуется в первую половину вегетационного периода (до середины июля); поздняя — темная, образуется во
второй половине вегетационного периода (июль—август). На поперечном (торцевом) разрезе ствола годичные слои видны в виде концентрических линий (колец), на радиальном — в виде параллельных линий, на тангентальном — конусообразных ( Рис., б).
Ранняя зона слоя более рыхлая, выполняет проводящую функцию. Поздняя зона характеризуется повышенной плотностью и выполняет механическую функцию. Древесные породы, имеющие хорошо развитую позднюю зону (лиственница), отличаются повышенной твердостью и прочностными показателями.,
Ширина годичных слоев определяется породой и условиями произрастания: видом почвы и влажностно-тепловым режимом. По ширине годичных слоев определяют климат в местности роста дерева, а по количеству слоев — его возраст. Ширина годичных слоев колеблется от 1 — 1,5 см у тополя до 1 мм у самшита. У разных древесных пород переход от ранней к поздней древесине может быть резким (сосна, лиственница) или плавным (кедр). В тропическом климате древесные породы могут не иметь даже слабо заметной границы между зонами.
Сердцевинные лучи на поперечном разрезе имеют вид светлых или темных радиальных линий, идущих от центра к периферии; на радиальном — полос, блестящих лент и пятен различного размера, расположенных поперек годичных слоев; на тангентальном — небольших черточек и штрихов темного цвета .
Рис. Рисунок сердцевинных лучей на главных разрезах
древесины бука:
а — поперечный; б — радиальный; в — тангентальный
В зависимости от ширины сердцевидные лучи делят на три
группы:
очень узкие, незаметны невооруженным глазом, например у березы и осины;
слабо заметные (клен, липа);
широкие, хорошо заметны на всех трех разрезах (дуб, бук, платан).
У граба, ольхи, лещины ложноширокие сердцевинные лучи хорошо заметны и состоят из нескольких сближенных лучей. Лучи, идущие от коры до сердцевины, называются первичными, не доходящие до сердцевины — вторичными. Функции сердцевинных лучей — хранение и продвижение питательных веществ по толщине ствола, а также газообмен. У разных пород на долю сердцевинных лучей приходится 7—10% объема ствола. Их больше у лиственных пород.
Сосуды встречаются только у лиственных пород. По размерам делятся на крупные (хорошо заметные невооруженным глазом) и мелкие (незаметные или слабо заметные). В зависимости от их расположения по годичному слою лиственные и древесные породы подразделяют на кольцесосудистые и рассеяннососудистые.
У кольцесосудистых пород (дуб, ясень, бархатное дерево, белая акация и др.) крупные сосуды сконцентрированы в ранней зоне годичного слоя и на торцевом срезе образуют кольцо в виде округлых отверстий ( Рис.: а, б, в). На радиальном разрезе они видны в виде параллельных глубоких царапин, на тангентальном — таких же царапин в ранней зоне, имеющей конусообразную форму. Мелкие сосуды у кольцесосудистых пород сосредоточены в поздней зоне годичного слоя. У дуба они образуют полоски неправильных очертаний, напоминающих язычки пламени, у ясеня — светлые точки, переходящие к наружной границе годичного слоя в черточки или прерывистые полоски.
Рассеяннососудистые породы ( Рис., г) имеют равномерно расположенные сосуды по всей ширине годичного слоя (береза, яблоня, груша, черемуха, осина, клен, граб, липа).
Смоляные ходы встречаются только у хвойных пород. Представляют собой межклеточные каналы, заполненные смолой. Различают вертикальные и горизонтальные смоляные ходы, которые соединены между собой и образуют единую смоляную систему. Более крупные смоляные ходы — в древесине кеДра, которые могут быть видны в виде смоляных точек на поперечном разрезе и продольных черточек — на радиальном. Горизонтальные смоляные ходы проходят по сердцевинным лучам и невооруженным глазом не заметны. Около трети смоляных ходов сосредоточено в поздней зоне годичного слоя.
. Рис. Типы группировки сосудов: а, б, в — кольцесосудистые породы с радиальной, тангентальной и рассеянной группировкой соответственно; г — рассеяннососудистая порода
Источник