Дерево - действительно должно быть с большой буквы, ведь именно деревья создают основную массу растительности на планете. Трудно представить Землю без деревьев! Растения - первичные продуценты. Все органы растений в большей или меньшей степени используются в хозяйстве, но ни одна из растительных тканей не сыграла в жизни человека на протяжении всей истории такой существенной роли как древесина или вторичная ксилема.
О древесине в школьных учебниках сказано как об одном из слоев одревесневшие стебли. Но этого мало. Что же такое древесина? Различают твердую и мягкую древесину. Твердую дают двудольные растения, а мягкую хвойные деревья. Эти два вида имеют структурные различия, а названия «твердая» и «мягкая» не обязательно раскрывают ее плотность и твердость. Древесина хвойных.
Структура древесины хвойных растений по сравнению с большинством двудольных относительно проста. Главная ее особенность - отсутствие сосудов и небольшое количество осевой паренхимы. Преобладают длинные трахеиды с заостренными краями. У сосен паренхимные клетки осевой системы связаны только со смоляными ходами - большими межклеточном пространстве, выстланных паренхимных клеток, секретирующих в них смолу. У сосен они встречаются как в осевой системе, так и в лучах. Поражение дерева, повреждения морозом или ветром, сдавления ствола в каком-то направлении могут стимулировать образование дополнительных смоляных ходов в древесине. Смола защищает дерево от поражения грибами-паразитами и жуками-короедами.
Для трахеид хвойных характерны большие округлые окантованы времени, которых особенно много на концах клеток и в области смыкания с другими трахеид. Все пары пор между ними должны Торус - утолщение в центральной части мембранной поры, которое несколько шире отверстия или апертуры, окантованной поры. Порол мембрана гибкая, поэтому Торус иногда блокирует одну из апертур, задерживая таким образом прохождение через время воды или газов.
Древесина двудольных.
Структура древесины двудольных гораздо разнообразнее, чем у хвойных из-за большого количества клеточных типов в осевой системе, содержащей членики сосудов, трахеиды, некоторые типы волокон, паренхимные клетки.
Лучи здесь значительно крупнее. Если в древесине хвойных они преимущественно имеют одну клетку в ширину и 1-20 клеток в высоту, то у двудольных их ширина доходит до многих клеток, а высота до нескольких сотен клеток. В дубов, большие лучи можно видеть невооруженным глазом, их ширина от 12 до 30 клеток, а высота - сотни клеток. Наряду с такими лучами много однорядных лучей. Все эти лучи составляют от 8% до 17%.
На поперечных срезах древесины двудольных хорошо заметны радиальные ряды клеток осевой и радиальной систем, происходящих из камбиальных клеток. В результате периодической активности камбия, которая в умеренных зонах представляет собой сезонное явление, образуются концентрические слои прироста во вторичной ксилеме и флоэме. Если они соответствуют одному сезону, то называются годовыми кольцами. Резкие изменения в содержании доступной воды и других факторах окружающей среды иногда способствуют образованию за год нескольких таких колец, носят название ложных. Таким образом, возраст старого деревянистые ствола можно определить путем подсчета годичных колец.
Ширина отдельных слоев прироста может очень варьировать годы в зависимости от освещенности, температуры, осадков, доступной почвенной влаги, продолжительности вегетационного периода и других экологических факторов. Она хорошо совпадает с количеством нынешних осадков. При благоприятных условиях, в периоды достаточных дождей, кольца широкие, а при неблагоприятных - узкие. Существуют такие виды деревьев, например, сосна остистая, которая является достаточно чувствительным «дождемерами» имеет все годовые кольца разнообразные, благодаря чему их изучение позволяет заглянуть ученым на тысячи лет назад. Дендрохронологы умеют сопоставлять древесину живых и отмерших деревьев, а также оценивать климатические условия в прошлом.
Древесина, которая образуется в начале и конце вегетационного периода, отличается по плотности. Ранняя древесина менее плотная с широкими клетками, имеют относительно тонкие стенки, а поздняя древесина характеризуется более тонкими и толстостенными клетками. Переход от ранней к поздней древесины того же года почти незаметен, но граница поздней древесины одного кольца с ранней древесиной следующего года резкая и хорошо заметна.
В некоторых двудольных различия в диаметре сосудов ранней и поздней древесины четко выражены: ранние широкие поздних. Такую древесину называют кильцесудинних. В других двудольных сосуды распределены в годовом слое равномерно и почти не отличаются по размерам. Такую древесину называют рассеянной. В кильцесудинних древесине вся вода производится внешним летним кольцом в 10 раз быстрее, чем в рассеянной древесине.
По мере того, как древесина стареет и перестает выполнять ведущую функцию, ее паренхимные клетки отмирают. В паренхиме происходят еще и такие изменения как исчезновение запасных питательных веществ и пропитки различными веществами: маслами, камеди, смолы, танинами, также красящими веществами, а иногда и ароматическими. Более темную древесину, которая не проводит питательных веществ, называют ядровым - ядром. А светлую древесину, которая проводит питательные вещества называют заболонью. Во многих пород, когда сосуды перестают функционировать, образуются пузырчатые вырасти лучевых и осевых паренхимных клеток, которые проникают в сосуды через поры в их стенках и которые способны полностью закупорить просвет. Соотношение ядра и заболони и степень видимых различий между ними неодинаковы у разных видов. Например, клен, береза, ясень имеют толстую заболонь, а белая акация, тыс - тонкую. У тополя, лиственницы, ивы между ядром и заболонью никаких отличий нет.
Иногда древесину называют реактивной, которая образуется от аномалий вторичной ксилемы. Она свойственна стволам и ветвям, которые слишком наклоненные или необычно выкручены. У хвойных реактивная древесина развивается на нижней стороне изогнутой части - древесина сжатия, крена, а у двудольных - на верхней стороне и называется древесиной растяжении. Древесина сжатия образуется за счет разрастания камбиальный активности на нижней стороне ствола и в результате чего возникают эксцентричные годовые кольца с низшими частями гораздо шире верхние. В этой древесине много лигнина и меньше целлюлозы, поэтому она годится только на дрова.
Древесина растяжение образуется за счет разрастания активности камбия на верхней стороне ствола. Ее можно найти по скрученных годовых кольцах. Но идентификация древесины растяжение требует микроскопического изучения срезов ствола. Главной его анатомической признаком является присутствие студенистых волокон, которые характеризуются слабой лигнификации или полным ее отсутствием. При распиловке такой древесины в сыром виде она распускается на пучки волокон, что придает доскам шероховатисть.
Для древесины основными и наиболее важными являются следующие свойства.
1. Механические:
- Прочность древесины - способность сопротивляться разрушению под действием механических нагрузок. Различают прочность на сжатие и растяжение по направлениям приложения нагрузки - продольной и поперечной; статический изгиб;
- Твердость древесины - способность древесины сопротивляться внедрению в нее более твердого тела;
- Износостойкость древесины - способность древесины сопротивляться износу, т.е. постепенному разрушению ее поверхностных зон при трении. Износ боковых поверхностей более, чем торцевых; износа влажной древесины больше, чем сухой.
2. Физические:
- Влажность древесины определяется точно также, как и любого другого материала - это количество воды в единице объема или массы.
- Гигроскопичность древесины - свойство материала поглощать влагу из окружающей среды. Данное свойство зависит от влажности древесины. Сухая древесина имеет большую гигроскопичность, чем влажная. Для уменьшения гигроскопичности материал покрывают масляными красками, эмалями или различными лаками. Гигроскопичность напрямую зависит от другого свойства древесины - пористости.
- Пористость древесины - отношение объема пор к общему объему древесины. Для древесины различных видов пористость имеет разное значение, но в среднем разбег ее значение составляет 30-80%.
Внешний вид древесины определяется цветом, волокнистостью, текстурой и рисунком. Все это обусловливает ее декоративность.
Цвет варьирует в зависимости от типа древесины и породы растения. В ядровой древесины он может иметь важное значение для ее идентификации и направления использования. Темно-шоколадное или пурпурно-бурое ядро ореха черного и красно-бурый у черемухи - традиционные любимые материалы для изготовления высококачественной мебели.
Волокнистость указывает на относительное размещение всей совокупности элементов древесины - волокон, трахеид, паренхимных клеток и частиц сосудов. Если они все ориентированы параллельно продольной оси, то древесину называют прямошаровою. Если их размещение не совпадает с продольной осью участка ствола, то древесину называют косошаровою, а если размещение спиральное, то называют Тангентально-косошаровою.
Текстура характеризует относительные размеры и их изменчивость у элементов внутри годичного кольца. Грубая текстура означает присутствие обширных зон крупных сосудов и широких лучей. Она свойственна некоторым кильцепоровим породам деревьев. Тонкая текстура у древесины с мелкими сосудами и узкими лучами. Однородная текстура возникает при невыраженных различиях в размерах клеток и соответственно между ранней и поздней древесиной, а неоднородна - при явной разницы между ними в годовом кольце.
Рисунок древесины - это узор, который заметен на продольных спилах дерева. Он является характеристикой декоративной древесины, высоко ценится при производстве мебели и обивке помещений. Рисунок зависит от волокнистости, текстуры и направления спила.
В отличие от травянистых растений деревья и кусты растут, увеличиваясь в размерах, всю жизнь к гибели от естественных причин или попадания в пилораму. Древесина растущего дерева состоит, в основном, из мертвых клеток. Некоторые части древесных растений (ядро, спелая древесина) полностью состоят из мертвых клеток. В физиологически функционирующей древесине (заболони) среди массы мертвых клеток более менее равномерные вкрапления живых. Эти клетки образуют определенную сеть, охватывающая не только заболонь, но из-за камбиальный слой переходит в луб (флоэму). В то же время все клетки древесины (трахеиды, волокна, сосуды), и в заболони и в ядре, были когда-то живыми и имели протопласт. Продолжительность жизни этих клеток невелика, обычно до нескольких дней, поэтому живыми их можно наблюдать только во внешнем, формирующейся годовом слое в период вегетации.
Итак, древесина является достаточно сложной структурой деревьев. Она живет своей собственной жизнью, конечно, благодаря функционированию других вегетативных органов. Именно ствол объединяет все органы растения в единое целое.