Макроскопическое строение древесины
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