Querschnitt eines Baumstammes. Struktur und Eigenschaften von Holz

Ein Baum besteht aus drei Teilen: Krone, Stamm und Wurzeln. Jedes Teil erfüllt seine Funktion und hat seine eigene industrielle Anwendung.

Krone besteht aus Zweigen mit Blättern oder Nadeln. Laub und Nadeln erhalten Nährstoffe über die Äste, den Stamm und die Wurzeln aus dem Boden. Unter dem Einfluss von Sonnenlicht und Luft wiederum bilden sich in den Blättern und Nadeln lebensnotwendige Stoffe für den Baum. Darüber hinaus geben Blätter und Nadeln überschüssige Feuchtigkeit aus dem Boden ab.

Die industrielle Nutzung der Krone ist gering. Aus Blättern und Nadeln werden Vitaminmehl (ein wertvolles Produkt für die Vieh- und Geflügelhaltung) und Medikamente gewonnen, aus Zweigen werden Technologiespäne für die Herstellung von Container- und Faserplatten gewonnen.

Stamm hebt die Krone näher an das Sonnenlicht. Es liefert im Wasser gelöste Mineralien zur Krone (aufsteigende Strömung), organische Substanzen zu den Wurzeln (absteigende Strömung); speichert Nährstoffe in Reserve. Der obere, dünne Teil des Rumpfes wird genannt Tu esNoah, unterer, dicker Teil - Hintern.

Der Stamm ist das Hauptmaterial für Tischler- und Bauarbeiten.

Reis. 1. Baum, Bestandteile: / - Wurzeln; 2- Stamm; 3- Krone

Wurzeln sind einer der wichtigen Teile des Baumes. Von der großen Hauptwurzel zweigen kleine zu den Seiten ab. Außerdem, Wurzelsystem schnarcht Lager Nährstoffe und hält den Baum aufrecht.

Die Wurzeln werden als Sekundärbrennstoff genutzt. Einige Zeit nach der Entwurzelung dienen der Baumstumpf und die großen Wurzeln der Kiefer als Rohstoff für die Herstellung von Kolophonium und Terpentin.

Die Struktur von Holz. Hauptstammschnitte

Wenn man den Stamm quer aufschneidet, erkennt man am Ende dessen Struktur. Die äußere Hülle eines Baumes wird genannt bellen Art und Farbe der Rinde hängen vom Alter und der Baumart ab. Die Rinde vieler Baumarten hat viele praktische Verwendungsmöglichkeiten. Aus der Rinde werden in der Medizin verwendete Chemikalien gewonnen. Die Rinde besteht aus zwei Schichten: außen (Kork), das den Baum vor verschiedenen Schäden schützt, und intern (Bast), durch die nahrhafte Säfte von der Krone zu den Wurzeln fließen. Bast und Seile werden aus Bast hergestellt.

Der Rinde folgt Kambium- eine Schicht, die das Baumwachstum sicherstellt. Das Kambium entnimmt dem Bast Nährstoffe und produziert daraus Material für den Bau von Holz und Rinde. Das Material, aus dem Holz gewonnen wird, wird jedes Jahr in Ringen abgelagert. Zählen der Jahresringe Hintern(der an die Wurzel angrenzende Teil des Baumes) können Sie bestimmen, wie alt der Baum ist. Beim Spalten eines Baumes sind die Jahresringe als Streifen sichtbar und bilden ein schönes Muster, genannt Textur.

Der von lebenden Zellen gebildete Teil des Holzes wird genannt Splintholz. Daraus werden junge Bäume aller Art hergestellt. Splintholz ist immer heller gefärbt als das umgebende Holz. In einem wachsenden Baum leitet es Wasser mit Mineralien von den Wurzeln bis zur Krone. Splintholz lässt Wasser leicht durch und ist weniger widerstandsfähig gegen Fäulnis als andere Schichten, daher sollte es für die Herstellung von Behältern für flüssige Güter sparsam verwendet werden.

Aus absterbenden Holzzellen entsteht es Kern. Zum Absterben kommt es durch Verstopfungen der Wasserversorgungswege, Ablagerungen von Tanninen, Farbstoffen, Harzen und Kalziumkarbonat. Dadurch verändern sich die Farbe des Holzes, seine Masse und seine mechanischen Eigenschaften. Der Kern ist der stärkste Teil des Baumes, das Hauptmaterial für Bau- und Tischlerarbeiten.

Angrenzend an den Kern Kern- schmaler Mittelteil des Rumpfes, lockeres Gewebe. Im Querschnitt des Stammes sieht es aus wie ein dunkler Fleck mit einem Durchmesser von 2-5 mm, im Radialschnitt sieht es aus wie ein gerader oder gewundener dunkler schmaler Streifen.

Vom Kern aus divergieren sie in verschiedene Richtungen Markstrahlen. Bei einem wachsenden Baum dienen die Markstrahlen dazu, Wasser und Nährstoffe in den Stamm zu leiten und dort zu speichern. Alle Rassen haben Markstrahlen, die jedoch nur bei einigen auffällig sind. Kernstrahlen können sein sehr schmal, für das bloße Auge unsichtbar

Hauptschnitte Stamm: quer, verläuft senkrecht zur Rumpfachse und zur Faserrichtung und bildet ein Ende Ebene;radial(längs), durch den Kern des Stammes in radialer Richtung entlang der Holzfasern verlaufend; Tangen-groß(längs), in einiger Entfernung vom Kern verlaufend.

Reis. 6. Hauptabschnitte des Rumpfes: /-quer; 2- radial; 3~ tangential

Pflanzenzellen und Gewebe. Mit herkömmlichen Lichtmikroskopen (Photonenmikroskopen) und viel leistungsstärkeren Elektronenmikroskopen – Transmission (TEM) und Raster (REM) – ist es möglich, kleine Details der Struktur von Holz und Rinde zu erkennen.

Rasterelektronenmikroskope liefern dreidimensionale Bilder. Mithilfe eines Lichtmikroskops wurde entdeckt, dass alle Pflanzen aus Zellen unterschiedlicher Form bestehen und jede Zelle aus einer Hülle und lebenden Inhalten – einem Protoplasten – besteht.

Alle Arten Pflanzenzellen Nach ihrer Form lassen sie sich in zwei Hauptgruppen einteilen: parenchymale und prosenchymale. Parenchym(von lat. par – gleich und gr. enchyma – gegossen) Die Zellen haben eine runde oder vielschichtige Form mit etwa gleicher Größe in drei Richtungen (0,01–0,1 mm), die Zellmembranen sind meist dünn. Prosenchymal(von gr. Profis - in Richtung nach-) Die Zellen haben eine stark verlängerte, faserartige Form (der Durchmesser solcher Zellen beträgt 0,01–0,05 mm, die Länge 0,5–3, manchmal bis zu 8 mm) und oft verdickte Membranen . Das Holz eines wachsenden Baumes besteht hauptsächlich aus toten Zellen und nur ein Teil der Zellen (Parenchym) enthält einen lebenden Protoplasten.

Es entsteht eine Ansammlung von Zellen gleicher Struktur, die die gleichen Funktionen erfüllen Stoffe. Die folgenden Gewebetypen sind in einem wachsenden Baum vertreten: 1) Hautgewebe, das sich auf der Oberfläche der Pflanze befindet; 2) mechanisch, verleiht dem Pflanzenkörper Kraft; 3) leitend, dient der Leitung von Wasser mit darin gelösten Nährstoffen; 4) Speicher, bei denen es sich um Speicher für überschüssige Nährstoffe (Zucker, Stärke usw.) handelt; 5) pädagogisch, dessen Funktion die Bildung neuer Zellen durch wiederholte Teilung ist; 6) Assimilation, Aufnahme von Kohlendioxid während der Photosynthese.

Das Assimilationsgewebe erreicht seine größte Entwicklung in den Blättern. Holz umfasst leitfähige, mechanische und Speichergewebe; in der Rinde sind sie durch Hautgewebe verbunden; Zwischen Holz und Rinde befindet sich eine dünne Schicht Bildungsgewebe - Kambium.

Während seiner Aktivität verlängern sich die Zellen des Kambiums in Richtung des Rumpfradius und werden durch tangentiale Trennwände geteilt. In diesem Fall bleibt eine der neu gebildeten Zellen kambial und die andere wird nach ein oder zwei weiteren Teilungen zu einer Holz- oder Rindenzelle. Zellen lagern sich 4-6 mal häufiger in Richtung Holz als in Richtung Rinde ab, sodass sich im Stamm mehr Holz als Bast befindet.

Im geformten Holz gibt es zwischen den abgerundeten Ecken der Zellen leere oder mit verschiedenen Stoffen gefüllte Räume - Interzellularräume.

Gefälltes Holz besteht aus Zellen mit toten Protoplasten, also nur Zellmembranen. Bei der Untersuchung der Eigenschaften des Werkstoffs Holz ist daher zu beachten, dass Besondere Aufmerksamkeit Achten Sie auf die Struktur der Zellmembran. In der technischen Anatomie wird üblicherweise die Hülle einer voll ausgebildeten erwachsenen Zelle als Holz bezeichnet Zellenwand.

Die Hauptsubstanz, aus der die Zellwand besteht, ist Zellulose(von lateinisch cellula – Zelle). Es ist ein Kohlenhydratpolymer mit einem langkettigen Molekül. Die kleinste, aber bereits im Elektronenmikroskop erkennbare Strukturformation - Elementarfibrille(lat. fibra – Faser) – ist ein Bündel von Cellulose-Makromolekülen. Im Durchschnitt beträgt der Nenndurchmesser einer Elementarfibrille 3,5 nm, einigen Daten zufolge kann er jedoch bis zu 10 nm erreichen. Die Zusammensetzung einer Elementarfibrille umfasst etwa 30–40 Cellulosemoleküle. Elementarfibrillen umfassen Regionen mit geordneter (kristalliner Region) und ungeordneter (amorpher Region) Anordnung von Cellulosemolekülen.

Als Strukturelemente werden Strukturelemente bezeichnet, deren unterschiedliche Anordnung einen schichtweisen Aufbau der Zellwand erzeugt Mikrofibrillen. Diese bandartigen Gebilde sind 5–10 nm dick, 10–30 nm breit, mehrere Mikrometer lang und enthalten elementare Fibrillen.

Manchmal werden größere Strukturformationen identifiziert, die mit einem normalen Lichtmikroskop sichtbar sind. Dies sind die sogenannten Makrofibrillen oder einfach Fibrillen mit Querabmessungen von etwa 400 nm oder mehr.

Der schichtweise Aufbau der Zellwand kann mit einem herkömmlichen Lichtmikroskop beobachtet werden, ein Elektronenmikroskop liefert jedoch ein detaillierteres Bild des Aufbaus der Zellwand. Mittels REM können Sie in den Zellhohlraum blicken und gleichzeitig im Quer- und Längsschnitt die Komplexität der Struktur überprüfen Zellwände. Die Zwischenräume zwischen Cellulose-Mikrofibrillen sind mit Nicht-Kohlenhydrat-Polymer gefüllt Lignin(von lateinisch lignum – Baum) sowie Hemizellulosen- Stoffe, die der Zellulose ähneln, aber kürzere Moleküle haben.

Werden Lignin und Hemizellulosen chemisch aus Holz entfernt, kann die mikrofibrilläre Struktur der Zellwand, also das Zellulosegerüst, freigelegt werden.

Schema des Aufbaus der Zellwand. Bei jedem „Schritt“ dieses räumlichen Modells wird ein Teil der Zellwand vor einer bestimmten Schicht entfernt. Dünne Linien zeigen die Lage der Mikrofibrillen. Unten im Modell Mittelplatte(interzelluläre Substanz). Seine Dicke liegt zwischen 0,5 und 1,5 Mikrometern. Die Mittelplatte besteht zu 60-90 % aus Lignin. Darüber hinaus enthält es Hemizellulosen und Pektine (amorphe Kohlenhydrate) sowie eine geringe Menge Mineralstoffe.

Primärschale hat auch eine geringe Dicke. Im natürlichen Zustand beträgt seine Dicke aufgrund des hohen Wassergehalts 0,1–0,5 Mikrometer; im trockenen Zustand - etwa dreimal weniger. In der Primärhülle befinden sich ineinander verschlungene Mikrofibrillen.

Über den Ligningehalt in der isolierten Primärschale liegen keine genauen Angaben vor; in der komplexen Mittelplatte, die die Interzellularsubstanz umfasst, sind etwa 70 %, Cellulose etwa 10 %, der Rest Hemicellulosen und Pektin enthalten.

Sekundärschale mindestens zehnmal dicker als das Primärteil. Die darin befindlichen Mikrofibrillen sind spiralförmig in unterschiedlichen Winkeln zur Längsachse der Zelle angeordnet. In der dünnen Außenschicht (ihre Dicke entspricht in etwa der der Hülle) befinden sich Mikrofibrillen in einem großen Winkel zur Zellachse. In der dicksten Mittelschicht sind Mikrofibrillen spiralförmig mit einem sehr kleinen Neigungswinkel (5-15°) angeordnet.

In der inneren Schicht, deren Dicke 0,1–0,2 μm beträgt, sind die Fibrillen in sanften Spiralen mit einem Neigungswinkel von 50–90° angeordnet. Bei einer Reihe von Gesteinen ist die Schicht an der Seite des Zellhohlraums mit einer dünnen Auskleidungsmembran bedeckt, die aus einer Membran und höckerigen Formationen besteht. Diese Shell heißt warzige Schicht.

Die Schale, die hauptsächlich aus Zellulose und einigen Hemizellulosen besteht, enthält weniger Lignin als die Primärschale. Zwischen den Mikrofibrillen befindet sich auch Wasser. In völlig trockenen Zellwänden gibt es praktisch keine Kapillaren. Mikrofibrillen sind überwiegend entlang und nicht quer zur Längsachse der Zelle ausgerichtet.

Die Sekundärschale weist Vertiefungen auf – einfache und begrenzte Poren. Normalerweise wird ein Porenpaar in benachbarten Zellen berücksichtigt. Zwischen den Porenhohlräumen befindet sich eine durchlässige Membran, die aus der Interzellularsubstanz und den Primärmembranen besteht. Hängt die Sekundärschale kuppelförmig über dem Porenhohlraum, spricht man von einer Pore begrenzt, bei Fehlen eines Tresors heißt es einfach. Manchmal gibt es in der Hülle einer der beiden benachbarten Zellen halbumrandete Poren mit Dach.

Im Zentrum der Membran in den umrandeten Poren des Holzes Nadelholzarten es gibt eine undurchdringliche Verdickung verschiedenster Formen - Torus. Es gibt Poren mit einem schlitzartigen Eintrittsloch.

Struktur aus Nadelholz. Bei dieser Artengruppe besteht das Holz aus einer begrenzten Anzahl anatomischer Elemente, die in einer recht geordneten Struktur angeordnet sind. Wie aus dem dreidimensionalen Diagramm ersichtlich ist, besteht das Holz einer typischen Nadelbaumart – der Kiefer – aus zwei sich gegenseitig durchdringenden Zellsystemen, die entlang und quer zur Stammachse angeordnet sind.

Leitende und mechanische Funktionen werden von Prosenchymzellen mit toten Protoplasten – Tracheiden – übernommen, die in einem wachsenden Baum hauptsächlich vertikal angeordnet sind. Sie nehmen über 90 % des Holzvolumens ein. Die Speicherfunktion übernehmen lebende Parenchymzellen.

Tracheiden. Alle Nadelbäume Tracheiden(von gr. tracheia – Luftröhre und eidos – Ansicht) haben die Form stark verlängerter Fasern mit verholzten Wänden und schräg abgeschnittenen Enden. Im Querschnitt haben sie bei den meisten Arten eine nahezu rechteckige (manchmal auch quadratische) Form und bei Lärche sind sie nahezu fünf- oder sechseckig. Tracheiden werden in radialen Reihen gesammelt. In jeder Reihe werden Tracheiden mit großen Hohlräumen und relativ dünnen Wänden durch Tracheiden mit kleinen Hohlräumen und dicken Wänden ersetzt. Die ersten dieser Zellen werden zu Beginn der Vegetationsperiode gebildet und werden Frühtracheiden genannt. Sie üben hauptsächlich eine dirigierende Funktion aus. Letztere – späte Tracheiden – spielen überwiegend die Rolle mechanischer Elemente. Bei der Lärche beträgt die radiale Größe früher Tracheiden durchschnittlich 52 µm, späte 22 µm; Kiefer 40 bzw. 20 Mikrometer. Die tangentiale Größe der Tracheiden in diesen Gesteinen beträgt etwa 30 µm. Die Länge der Tracheiden beträgt bei Lärche durchschnittlich 2,6 mm, bei Kiefer 2,8 mm und bei Fichte 2,6 bis 5 mm.

In frühen Tracheiden gibt es an den radialen Wänden, insbesondere an den Enden, viele (70–90) große, umrandete Poren mit abgerundeten Öffnungen. Bei späten Tracheiden befinden sich Poren nicht nur an den radialen, sondern manchmal auch an den tangentialen Wänden. Durchmesser der umrandeten Poren verschiedene Rassen liegt zwischen 8 und 31 µm und der Lochdurchmesser liegt zwischen 4 und 8 µm.

Bei begrenzten Poren weicht die Membran manchmal von der zentralen Position ab und der Torus verschließt die Porenöffnung. Die Anzahl solcher geschlossenen Poren, durch die Flüssigkeiten nur schwer eindringen können, ist in den frühen Tracheiden des Kerns (reifes Holz) wachsender Bäume viel größer als in den späten Tracheiden. V. A. Basenov, V. E. Moskaleva, E. V. Kharuk fanden heraus, dass es bei trockenem Holz keine signifikanten Unterschiede in der Position des Torus in den Tracheiden des Kern- und Splintholzes gibt.

Parenchymzellen. Diese Zellen im Holz von Nadelbäumen sind hauptsächlich in den Kernstrahlen (radiales Holzparenchym) enthalten, begleiten aber auch die Harzoden und kommen in Form von axialem Holzparenchym vor. Im Gegensatz zu Tracheiden sind Parenchymzellen in einem Baum lebend.

Die Markstrahlen von Nadelbäumen machen, wie oben erwähnt, durchschnittlich 5-8 % des Gesamtholzvolumens aus; bei der Lärche, die im Winter ihre Nadeln abwirft, sind es 10 %. Im Querschnitt bestehen die Markstrahlen aus einer einzigen Reihe von Parenchymzellen und gehören nicht zu der Kategorie der sehr schmalen Strahlen, die mit bloßem Auge nicht sichtbar sind.

Im Radialschnitt bestehen die Markstrahlen in der Höhe aus mehreren Reihen von Parenchymzellen mit einfachen Poren. Bei Lärche, Kiefer, Zeder und Fichte sind die Markstrahlen heterogen: Entlang ihrer Ober- und Unterkante befinden sich horizontale (Strahl-)Tracheiden mit kleinen umrandeten Poren. Horizontale und vertikale Tracheiden in einem wachsenden Baum sind tote Elemente. Tanne, Wacholder und Eibe haben homogene Zellen, sie bestehen nur aus Parenchymzellen.

Die Parenchymzellen der Markstrahlen der Kiefer haben eine, die der Zeder zwei große einfache (End-)Poren; die entsprechende Anzahl solcher Poren entlang der Breite der Tracheiden findet sich im Bereich ihrer Kreuzung mit dem Mark Strahlen. Bei Kiefer, Zeder, Lärche und Fichte kommen häufig Markstrahlen vor, die in einem tangentialen Abschnitt im Mittelteil mehrere Parenchymzellen in der Breite aufweisen. In solchen Kernstrahlen gibt es horizontale Harzdurchgänge.

Die Markstrahlen eines wachsenden Baumes speichern während der Ruhephase nicht nur Reservenährstoffe, sondern leiten auch Lösungen.

Harzdurchgänge bilden ein einziges harzführendes System, das aus sich kreuzenden vertikalen und horizontalen Gängen besteht. Bei vertikalen Harzkanälen besteht die innere Schicht aus Epithelzellen, die Harz absondern. Auf diese Zellen, die die Höhle auskleiden, folgt eine Schicht leerer toter Zellen, und außen befindet sich eine Schicht lebender Zellen des begleitenden Parenchyms. In den Markstrahlen verlaufen horizontale Harzkanäle, die daher nur aus Epithelzellen und einer Schicht abgestorbener Zellen bestehen. Epithelzellen haben dünne Membranen und sehen aus wie Blasen, die in den Durchgang hineinragen. Wenn der Durchgang mit Harz gefüllt ist, werden die Auskleidungszellen aufgrund des hohen Drucks flach und gegen die Wände des Kanals gedrückt.

Die Größe der vertikalen Schlaghöhle in tangentialer Richtung entspricht etwa vier Tracheiden. In horizontalen Harzkanälen, deren Durchmesser 2,5-3 mal kleiner ist als in vertikalen, befinden sich kleinere Epithelzellen.

Axiales Holzparenchym sehr selten gefunden große Mengen bei allen Nadelbäumen (außer Kiefer und Eibe) in Form einzelner Zellen oder Stränge von Parenchymzellen, die sich entlang der Stammachse erstrecken. Im Längsschnitt haben Holzparenchymzellen eine rechteckige Form, ihre Länge ist 3-4 mal größer als ihre Breite.

Holzstruktur Hartholz . Laubholz besteht im Gegensatz zu Nadelholz aus einer größeren Menge an anatomischen Grundelementen und ihren Übergangsformen, die weniger geordnet angeordnet sind. Die Leitfunktion bei Laubbäumen wird von Gefäßen und Tracheiden (vaskulär und auch faserig) übernommen; mechanisch - libriforme Fasern und (oder) faserige Tracheiden, Speicher - Parenchymzellen.

Schiffe. Diese anatomischen Elemente nehmen einen ziemlich großen Teil des Rumpfvolumens ein; bei verschiedenen Rassen liegt er zwischen 10 und 55 %. Gefäße sind lange vertikale Röhren, bestehend aus Mitglieder- einzelne kurze Zellen mit breiten Hohlräumen und dünnen Wänden.

In Ringgefäßgesteinen gibt es laut L. M. Perelygin in der Frühzone Gefäße mit einem Durchmesser von 200–400 Mikrometern und Segmenten von 230–390 Mikrometern Länge; in der späten Zone betragen die Gefäß- und Segmentgrößen 16–40 bzw. 270–580 Mikrometer.

Die unteren und oberen oder schräg angeschnittenen Seitenwände dieser Zellen werden teilweise oder vollständig zerstört. Dabei entstehen einfache (ein oder zwei runde Löcher) oder leiterförmige (eine Reihe schlitzartiger Löcher) Perforationen.

Bei großen Gefäßen, die aus kurzen zylindrischen oder tonnenförmigen Segmenten bestehen, sind die Perforationen einfach, sie befinden sich an den Querwänden. Bei kleinen Gefäßen mit langen Segmenten befinden sich Perforationen an den Seitenwänden und sind schuppenförmig. Die meisten Arten zeichnen sich durch das Vorhandensein einfacher Perforationen aus; einige Arten (Birke, Erle, Buchsbaum) haben nur Leiterperforationen. Gefäße aus Buche und Bergahorn weisen beide Arten von Perforationen auf.

Die Wände der Blutgefäße weisen bei einigen Arten (Linde, Ahorn usw.) spiralförmige Verdickungen auf.

Umrandete Poren, die auch an den Wänden von Blutgefäßen vorhanden sind, sind in einer bestimmten Reihenfolge angeordnet. Am häufigsten bilden sie diagonale Reihen – eine andere Porosität, seltener – kurze horizontale Reihen. Die umrandeten Poren der Gefäße unterscheiden sich von den Poren der Tracheiden bei Nadelbäumen dadurch, dass sie kleiner sind und keinen Torus besitzen. Die Gefäße kommunizieren untereinander durch umrandete Poren und mit benachbarten Parenchymzellen durch halbumrandete Poren.

Durch die End- und Zwischenkontakte der Gefäße entsteht ein einziges räumlich verzweigtes wasserführendes System. Gefäße, in die durch umrandete Poren Auswüchse horizontal liegender Parenchymzellen hineinragen, sind von diesem System abgeschaltet – Kassen(vom gr. thylh’s – Blähungen). Diese sackartigen Gebilde mit verholzten Schalen verstopfen in der Regel die Gefäße bei der Bildung des Kerns von Akazie, Walnuss, Eiche, Esche etc. Manchmal treten auch Kassen im Splintholz auf.

Gefäßtracheiden. Diese Elemente stellen eine Übergangsform zwischen typischen Tracheiden und Gefäßen dar. In ihrer Form, Größe, Lage der Poren und dem Vorhandensein spiralförmiger Verdickungen bei einigen Rassen ähneln sie Segmenten kleiner Gefäße. Im Rumpf sind relativ wenige Gefäßtracheiden vorhanden.

Libriforma-Fasern. Das wichtigste mechanische Gewebe – Libriform – nimmt bei vielen Laubbäumen den größten Teil des Stammholzvolumens ein. Der Gehalt an Libriform liegt bei verschiedenen Rassen zwischen 35 und 75 %. Libriforme Fasern (von lateinisch libri – Bast und forma – Aussehen) sind typische prosenchymale längliche Zellen mit spitzen Enden, schmalen Hohlräumen und kräftigen Wänden, die mit einfachen schlitzartigen Poren ausgestattet sind. Die Poren liegen schräg zur Längsachse, ihre Anzahl ist gering. Die Enden der Fasern können glatt, gezackt oder verzweigt sein.

Libriforme Fasern (Holzfasern) sind deutlich kleiner als die mechanischen Elemente von Nadelholzarten – den späten Tracheiden. Ihr Durchmesser beträgt 12–19 Mikrometer, die Länge 1–1,3 mm. Die Wandstärke libriformer Fasern ist bei harten Arten (Hainbuche, Buche etc.) deutlich größer als bei weichen Arten (Linde, Weide etc.).

Faserige Tracheiden. Diese Elemente haben wie libriforme Fasern dicke Wände und kleine Hohlräume, aber die Poren der faserigen Tracheiden sind begrenzt.

Manchmal finden sich in Harthölzern sogenannte gelatinierte Fasern. Bei diesen Fasern wird der inneren Zellwandschicht eine gelatinierte Schicht mit sehr geringem Ligningehalt hinzugefügt oder diese vollständig, manchmal auch zwei Schichten, ersetzt.

Parenchymzellen. Bei heimischen Laubbaumarten, die für den Winter ihre Blätter abwerfen, ist das Speichervolumen an Reservestoffen (Parenchymzellen) größer als bei Nadelbäumen. Parenchymzellen nehmen 8 bis 40 % des Stammholzvolumens ein. Sie bilden ein einziges System horizontal ausgerichteter Zellen (Markstrahlen) und vertikal ausgerichteter Zellen (axiales Holzparenchym).

In der Breite haben die Kernstrahlen von Laubbäumen eine (Esche) bis zu mehreren Dutzend Zellreihen (breite Eichenstrahlen) und in der Höhe - von mehreren Reihen (Buchsbaum) bis zu mehreren Dutzend oder sogar Hunderten von Zellreihen ( Eiche). Im tangentialen Schnitt sehen einreihige (in der Breite) Markstrahlen wie eine vertikale Zellkette aus, mehrreihige wie eine Spindel. Bei einigen Rassen sind die Zellen der oberen und unteren Reihe (Rand) nicht entlang, sondern quer zum Strahl verlängert und werden als aufrecht bezeichnet; Solche Strahlen werden als heterogen bezeichnet (im Gegensatz zu homogenen Strahlen, bei denen alle Zellen die gleiche Form haben).

Einige Laubbäume (Hainbuche, Erle, Hasel) haben, wie bereits erwähnt, falsch breite Markstrahlen, die aus schmalen, dicht beieinander liegenden Strahlen bestehen.

In den Kernstrahlen tropischer und einiger Felsen Mittelzone(Pistazie) Es gibt Zahnfleischgänge, die wasserlösliche Polysaccharide und andere Substanzen enthalten.

Obwohl das Holzparenchym ein viel kleineres Volumen einnimmt als die Markstrahlen, macht es bei einigen Arten mehrere Prozent des gesamten Holzvolumens aus. Häufiger sind die sogenannten Stränge aus Holzparenchym, die vertikale Zellreihen mit einfachen Poren darstellen. Die Hohlräume der Nabelschnurzellen sind mit Inhalt gefüllt. Fusiformes Parenchym kommt seltener vor (bei Birke, Linde, Ulme usw.). Spindelförmige Parenchymzellen haben normalerweise keinen Inhalt und sind daher schwieriger zwischen den dünnwandigen libriformen Fasern und den Tracheiden mit großen Hohlräumen zu erkennen.

Im Querschnitt ist die Lage des Holzparenchyms unterschiedlich. Bei einer Reihe von Arten ist es nicht mit der Lage der Gefäße verbunden (z. B. Birke, Buche, Eiche), bei anderen (z. B. Esche, Kaki) ist das Parenchym in der Nähe der Gefäße gruppiert.

Anhand der mikroskopischen Struktur des Holzes ist es mit den verfügbaren Determinanten möglich, die Art genauer zu bestimmen als anhand ihres Aussehens.

Mikrostruktur von Mark und Rinde. Der Aufbau sämtlicher Teile des Stammes kann man sich anhand eines Querschnitts des Sprossstängels vorstellen. Der in der Mitte liegende Kern entsteht aus dem überwucherten apikalen Bildungsgewebe und besteht aus Parenchymzellen von runder oder vielschichtiger Form mit großen Hohlräumen und dünnen Wänden mit großen einfachen Poren. Um den Kern herum bildet sich im ersten Lebensjahr ein Spross. Neuholz, das aus kleinen, eng verbundenen dickwandigen Zellen besteht. In jungen Jahren enthalten die Kernholzzellen von Weichholz Stärke und Harz; In den Stämmen alter Bäume besteht der Kern aus toten, mit Luft gefüllten Zellen. Bei Laubarten befinden sich zwischen den Parenchymzellen einzeln oder in Gruppen kleine Zellen, die mit braunem Inhalt gefüllt sind. Manchmal wird auch das Kernholz zusammen mit dem umgebenden Primärholz genannt Kernrohr.

Recyceltes Holz, dessen Mikrostruktur oben diskutiert wurde, ist ein Produkt der Aktivität des Kambiums, das nicht nur Holzzellen (Xylem), sondern auch Phloemzellen ablagert. Der Bast ist der innere Teil der Rinde. Die Außenseite des Phloems ist von einer primären Rinde bedeckt, die aus großen Parenchymzellen besteht, zwischen denen sich vertikale Harzkanäle befinden.

Normalerweise wird der Triebstängel abgerichtet Periderm(von gr. peri – um und derma – Haut). Dieses Hautgewebe, das die dünne Haut ersetzte, umfasst ein Korkkambium, das Korkzellen zur Oberfläche des Stammes hin trennt, und nach innen (manchmal) Parenchymzellen.

Wie bereits erwähnt, besteht die Rinde eines erwachsenen Baumes aus zwei klar unterscheidbaren Zonen: dem Bast und der Rinde.

Lub, wie recyceltes Holz, enthält anatomische Elemente, die leitende, mechanische und Speicherfunktionen erfüllen. Die leitende Funktion im Bast wird durch siebartige anatomische Elemente übernommen. Siebzellen sind charakteristisch für Nadelbäume. Es handelt sich um schmale, lange Zellen mit abgeschrägten Enden, die Tracheiden ähneln. An den Enden und Seitenwänden befinden sich elliptische, siebartige Abschnitte mit zahlreichen kleinen Löchern, die in Form von Ellipsen angeordnet sind. Die Siebzellen überlappen sich an den Enden und bilden Längsreihen.

Siebröhren, die das leitfähige Gewebe aus Hartholzbast darstellen, ähneln Gefäßen. Die Segmente der Siebrohre sind durch quer verlaufende (manchmal etwas geneigte) Trennwände mit vielen kleinen Löchern getrennt, die gleichmäßig verteilt oder in Gruppen zusammengefasst sind. Die Siebröhren grenzen seitlich an die Parenchym-Begleitzellen an; manchmal gibt es für jedes Segment mehrere solcher Zellen kürzerer Länge.

Beide Arten siebartiger anatomischer Elemente des Bastes (Siebzellen und Siebröhren) weisen im Gegensatz zu Tracheiden und Holzgefäßen unverholzte Zellulosemembranen und lebende Protoplasten auf. Die Siebelemente funktionieren bei den meisten Arten eine Saison lang und sterben dann ab, und bei Laubbaumarten sterben gleichzeitig mit den Siebrohren auch deren Begleitzellen.

Die Breite der Kiefernsiebzellen (nach I. S. Geles) beträgt 29–50 Mikrometer, die Länge 2,5–5,9 mm. Der Durchmesser der Siebrohre beträgt 20-30 Mikrometer, die Länge der Segmente beträgt mehrere Zehntel Millimeter.

Die mechanische Funktion im Bast übernehmen Bastfasern und Steinzellen. Bastfasern Die dazwischen liegenden Siebelemente schützen vor Kompression. Die Fasern ähneln libriformen Fasern und haben ebenfalls dicke verholzte Wände mit einfachen Poren und sehr kleinen Hohlräumen. Nadelbäume haben relativ wenige Bastfasern, Kiefern dagegen gar keine. Es gibt viele davon in Linden, Pappeln, Weiden und anderen Laubbäumen. Bastfasern der Linde, deren Dicke 30–250 Mikrometer und die Länge 0,88–1,26 mm beträgt, bilden ineinander verschlungene Stränge, die den Stamm in Form eines Netzes bedecken.

Steinige Zellen Sie haben das Aussehen von Polyedern, sind viel kürzer, aber normalerweise breiter als Bastfasern und haben manchmal eine verzweigte Form (bei Tanne). Ihren Namen verdanken sie der Härte der Wände, die sehr dick und mit Lignin gesättigt sind. Zahlreiche Poren in den Wänden sind einfach.

Bei manchen Arten werden mechanische Funktionen im Bast nur von Steinzellen übernommen (Fichte, Lärche, Tanne, Birke, Buche, Bergahorn), bei anderen Arten werden sie dabei durch Bastfasern (Eiche, Weide, Erle, Ahorn, Esche) unterstützt ).

Die Speicherfunktion im Bast übernehmen Parenchymzellen, die wie im Holz zwei Systeme bilden: horizontal (Baststrahlen) und vertikal (Bastparenchym). Bastrochen Sie kreuzen den Bast in radialer Richtung und sind eine Fortsetzung der Markstrahlen. Manchmal findet man beispielsweise bei Kiefern heterogene Bastrochen, die aus in der Länge (liegend) und in der Höhe (aufrecht) verlängerten Parenchymzellen bestehen. Liegende Zellen befinden sich in der Mitte des Balkens, stehende Zellen befinden sich an den Rändern. Die Zellen der Bastrochen haben unverholzte Wände. Einige der Strahlen durchdringen den gesamten Bast, andere erreichen, ausgehend vom Kambium, nicht die Kruste.

Bastparenchym können durch Spindelzellen oder Stränge dargestellt werden. Zu bestimmten Jahreszeiten reichern sie Stärke an; Sie machen sich besonders bemerkbar, wenn sie Harze oder Tannine enthalten. Bei einigen Arten (Kiefer) befinden sie sich in getrennten Gruppen, bei anderen (Linde) bilden sie zusammen mit Siebrohren tangentiale Schichten (im Querschnitt).

Kruste enthält Schichten von Korkzellen und Bereiche mit totem Phloem. Korkkäfige haben die Form von Polyedern, die entlang der Stielachse etwas verlängert und in radialer Richtung abgeflacht sind. Sie sind sehr dicht in radialen Reihen angeordnet (ohne Interzellularräume) und sterben bald nach der Bildung ab. Dies ist auf die Ablagerung einer besonderen Substanz in ihren Wänden zurückzuführen organische Substanz - suberina. Schichten aus Suberin wechseln sich mit Schichten aus Wachs ab, was vor allem für die Undurchlässigkeit der Zellwände (sie haben keine Poren) für Wasser und Gase sorgt. Mit Luft gefüllte dünnwandige Korkkäfige haben gute Wärmedämmeigenschaften. Die Schutzfunktionen der Rinde eines wachsenden Baumes beruhen hauptsächlich auf dem Vorhandensein von Korkzellen.

Bei einigen Arten (Birke, Buche) besteht die Kruste nur aus Korkzellen. Diese Steine ​​haben eine glatte Rindenoberfläche. Gasaustausch zwischen Umgebung und Innenteile der Kofferraum wird durchgeführt Linsen- Strukturformationen mit locker angeordneten Zellen. Auf der weißen Oberfläche von Birkenstämmen sind Linsen in Form dunkler schmaler Querstreifen von bis zu 10-15 cm Länge deutlich zu erkennen.

Eine dicke Krustenschicht schützt den Stamm vor Verbrennungen bei Waldbränden. Die Korkeiche und der Samtbaum haben eine besonders dicke Kruste, die hauptsächlich aus Korkzellen besteht. Die Rinde dieser Bäume (Korkrinde) wird regelmäßig abgeschnitten und für technische Zwecke verwendet.

Wurzelholzstruktur. Das Stammgewebe wandelt sich allmählich in Wurzelgewebe um, so dass es keine scharf definierte Grenze zwischen Stamm und Wurzel gibt. Die Struktur des Holzes großer Wurzeln hat viel mit der Struktur des Stammholzes gemeinsam. Der Großteil des Wurzelholzes von Nadelbäumen besteht ebenfalls aus frühen und späten Tracheiden. Hier befinden sich Markstrahlen, Holzparenchym und Harzkanäle.

Allerdings haben die Wurzeln keinen Kern; in der Mitte befindet sich Primärholz mit einem oder mehreren (bei den meisten Arten) Harzkanälen. Die Wurzeln bilden normalerweise keinen Kern. Die Grenze zwischen den Jahresschichten ist weniger sichtbar als im Stamm und der Übergang vom Frühholz zum Spätholz innerhalb jeder Jahresschicht ist fließender. Dies erklärt sich durch das Fehlen starker saisonaler Schwankungen der Temperatur und Luftfeuchtigkeit der Umgebung (Boden).

Tracheiden im Sekundärholz der Wurzel sind nach V. E. Vikhrov und L. V. Kostareva wie im Stammholz in regelmäßigen radialen Reihen angeordnet. Tracheiden haben jedoch eine große Länge, große Hohlräume und dünne Wände, ausgestattet mit umrandeten Poren, die sich nicht nur in einer, sondern auch in zwei, manchmal auch in drei Reihen (Kiefer, Fichte, Tanne, Lärche) befinden. An den tangentialen Wänden später und früher Tracheiden (mit Ausnahme von Wacholder) findet man häufig umrandete Poren.

Die Markstrahlen im Wurzelholz sind breiter und dichter als im Stammholz. In den Wurzeln von Fichte, Lärche und Kiefer befinden sich Markstrahlen ohne horizontale Tracheiden. Bei der Tanne haben die Markstrahlen marginale Parenchymzellen, die entlang des Strahls stark verlängert sind und gewölbte Außenwände haben. Harzgänge im Wurzelholz sind von einer Vielzahl begleitender Parenchymzellen umgeben, die durchgehende Gürtel oder einseitige Cluster bilden. Das Wurzelholz hat eine geringere Dichte und Festigkeit als das Stammholz.

Bei Laubbäumen sind die Blutgefäße im Wurzelholz stark ausgeprägt. Nach Untersuchungen von V. E. Vikhrov und S. A. Tumanyan haben große Seitenwurzeln der Eiche keinen Kern, das Holz ist verstreut vaskulär, die Jahresschichten sind schmal und schlecht sichtbar und es gibt keinen Unterschied zwischen Früh- und Spätholz. Neben breiten und schmalen Kernstrahlen gibt es auch falsche Breitstrahlen. Das Holz der Eichenwurzeln enthält eine große Menge holziges Parenchym, dessen Zellen größer sind als die des Stammes. Im zentralen Teil der Eichenwurzeln befinden sich Parenchymzellen, Tracheiden und Gefäße; In den Wurzeln gibt es keinen Kern, der nur aus Parenchymzellen besteht.

Untersuchungen von L. A. Lebedenko zeigten, dass es auch bei anderen Arten dieser Familie (Buche, Kastanie) deutliche Unterschiede in der Struktur des Wurzelholzes und des Stammes gibt. Gleichzeitig unterscheidet sich bei Birke und Erle das Wurzelholz in seiner Struktur kaum vom Stammholz.

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Die makroskopische Struktur von Holz ermöglicht es uns, die Struktur auf Makrostrukturebene zu untersuchen – sichtbar mit bloßem Auge, ohne den Einsatz von Vergrößerungsgeräten oder Mikroskopen. Alle Äste, die an einem Baum erscheinen, bleiben immer auf der gleichen Höhe. Durch das Auftauchen neuer Triebe wächst der Baum jedes Jahr in die Höhe. Die Vergrößerung des Baumdurchmessers erfolgt durch das Kambium – eine Holzschicht, die sich direkt unter der Rinde befindet und sich von anderen Schichten durch ihre Weichheit unterscheidet. Das Kambium ist ein Wachstumsgewebe, das das Wachstum sowohl innerhalb als auch außerhalb des Baumes ermöglicht. Die äußeren Zellen bilden einen Bast, dessen äußere Schichten mit zunehmendem Stammdurchmesser absterben und zur Rinde werden. Die inneren Zellen ermöglichen das Wachstum der Holzschichten. Auch das Holz stirbt nach und nach ab und bildet eine zentrale feste Basis, und der lebende Teil des Holzes, das Splintholz, sorgt für weiteres Wachstum.

Splintholz und Kernholz

Bei der makroskopischen Untersuchung der Holzstruktur stellen wir fest, dass einige Baumarten über den gesamten Schnitt hinweg eine einheitliche Farbe haben, während andere hellere Holzschichten um den dunklen Mittelteil herum aufweisen. Der zentrale Teil wird Kern genannt und die ihn umgebenden Schichten werden Splintholz genannt. Es gibt Holzarten, bei denen sich der mittlere Teil des Stammes farblich nicht vom äußeren Teil unterscheidet, sondern enthält weniger Wasser(Wir sprechen von einem lebenden Baum). Solches Holz wird als reifes Holz bezeichnet gemeinsamen Namen Baumarten mit Altholz - Altholzarten. Gesteine ​​mit ausgeprägtem Kern werden Kerngesteine ​​genannt. Darüber hinaus gibt es Gesteine, deren Wassergehalt im zentralen und peripheren Teil gleich ist, ebenso wie die Farbe. Solche Holzarten werden üblicherweise Splintholz genannt.

Tatsächlich hat jede Baumart einen Kern, aber nicht alle haben eine dunkle Farbe. Tatsächlich ist reifes Holz der Kern des Baumes und unterscheidet sich nur in der Farbe. Und Bäume dieser Art werden kernlos genannt.

Innerhalb der Gruppe der kernlosen Arten werden Altholz- und Splintholzarten unterschieden. Bei der ersten Art hat der periphere Teil des Baumes einen höheren Feuchtigkeitsgehalt als der zentrale Teil, und bei der zweiten Gesteinsart ist der Baumfeuchtigkeitsgehalt über den gesamten Stammquerschnitt gleich. Laubbaumarten werden als Splintholzbäume klassifiziert. Der obere Teil des Baumes enthält eine größere Menge Splintholz. Näher am Gesäß nimmt das Volumen ab. Das Splintholzvolumen hängt auch vom Alter des Baumes ab; mit zunehmendem Alter nimmt sein Volumen ab. Manchmal verdunkelt sich der zentrale Teil des Stammes von Baumarten, die nicht zum Kern gehören. In solchen Fällen spricht man von einem falschen Kern.

Junge Bäume haben keinen Kern. Es bildet sich im Laufe der Zeit bei verschiedenen Rassen andere Zeit. Also bei Kiefern im Alter von 30 bis 35 Jahren und bei Eichen im Alter zwischen 8 und 12 Jahren. Daher ist die Breite des Splintholzes bei Eiche kleiner als bei Kiefer. Mit zunehmendem Stammdurchmesser gelangt ein Teil des Splintholzes in den Kern. Schauen wir uns das Beispiel Eiche an. Hat ein junger Baum einen Stammdurchmesser von 15 cm, so ist das Volumen von Kernholz und Splintholz etwa gleich groß. Wenn der Stammdurchmesser 30 cm erreicht, ist das Volumen des Kerns etwa drei- bis fünfmal größer als das Volumen des Splintholzes. Bei einem Durchmesser von 60 cm fallen 90 % des Volumens auf den Baumkern.

Die Größe des Splintholzes wird direkt von den Bedingungen beeinflusst, unter denen der Baum wächst. Eichen, die auf Solonetz-Böden wachsen, haben ein breiteres Splintholz als Eichen, die in Auenwäldern wachsen. Dabei bleibt die Breite des Splintholzes der Eiche über die gesamte Stammhöhe gleich, während bei Kiefer und Fichte der Splintanteil im oberen Teil des Stammes zunimmt. Mit zunehmendem Alter nimmt die Breite des Splintholzes bei Kiefern zu. Ab einem Alter von hundert Jahren nimmt das jährliche Holzwachstum ab und dementsprechend nimmt die Breite des Splintholzes ab.

Das Splintholz eines wachsenden Baumes dient als „Wasserrohr“ – durch es steigt Wasser in den oberen Teil des Stammes. Darüber hinaus sammelt es die für das Wachstum notwendigen Nährstoffe.

Der Kern entsteht durch das Absterben lebender Holzzellen, die Verstopfung wasserleitender Kanäle, die Bildung von Harzen und Kalziumkarbonat. Das Holz der Kernzone selbst wird mit Tanninen und Farbstoffen imprägniert und erhält eine erhöhte Dichte. Angesichts all dieser Phänomene erlangt es eine erhöhte Resistenz gegen Fäulnismikroben.

Das Holz des Kernteils ist sehr dicht, weshalb es häufig zur Herstellung von Behältern für Flüssigkeiten verwendet wird. Der Klangteil aufgrund seiner Hohe Dichte Es ist schlecht mit Antiseptika gesättigt, was bei der Verwendung von Holz in der Industrie zu beachten ist.

Baumringe (Wachstumsschichten)

Durch das saisonale Wachstum eines Baumes entsteht eine neue Holzschicht, die als Jahresring bezeichnet wird. Konzentrische Ringe auf Holzquerschnitten können Aufschluss über das Alter des Baumes geben. Stellt man sich den Aufbau des Stammes als mehrere übereinander gestellte Zapfen vor, dann bestimmt die Anzahl der Ringe auf dem Schnitt (minus zwei), wie viele Jahre der Baum brauchte, um die Höhe dieses Schnitts zu erreichen. Die Anzahl der Ringe im Schaftteil weist auf das allgemeine Alter hin. Wenn wir also im unteren Teil 12 Ringe sehen, bedeutet das, dass es sich um einen Baum handelt dieser Moment 10 Jahre. Und wenn der Schnitt im oberen Teil durch 7 Ringe dargestellt wird, bedeutet dies, dass der Baum 5 Jahre lang auf diese Höhe gewachsen ist.

Das Muster der Jahresringe hängt von der Art des Schnitts ab. Deutlicher ist dies in Abschnitten von Nadelbäumen zu erkennen. Der radiale Schnitt wird durch parallele Längsstreifen dargestellt, der transversale Schnitt sieht aus wie konzentrische Kreise und der tangentiale Schnitt hat ein Muster mit gewundenen Streifen.

Die Breite der Jahresschichten wird von der Baumart, ihren Wachstumsbedingungen, dem Alter und dem Schnittort beeinflusst. Langsam wachsende Bäume bilden schmale Jahresschichten, schnell wachsende Bäume dagegen breite. junger Baum Bildet breite Jahresschichten, die alten bilden schmale. Naturgemäß sind die Jahresschichten am Hauptstamm breiter als an den Zweigen. Wie bessere Konditionen, in dem der Baum wächst, desto größer ist der jährliche Holzzuwachs und die Breite der Jahresschicht.

Interessant ist auch, dass wir, wenn wir den Querschnitt eines Baumes betrachten, das folgende Muster erkennen können: Die Breite der Jahresschichten im Kern ist gering, sie nimmt bis zu einem bestimmten Maximum zu und nimmt danach wieder ab.

In der Nähe der Baumrinde selbst sind die Jahresschichten von geringer Breite. Wenn man also die Struktur eines Baumes, die Breite und die Anzahl der Jahresschichten untersucht, kann man sich sogar vorstellen, wie sich das Klima während seiner Wachstumsphase verändert hat. Und mit Hilfe einfacher Berechnungen können Sie den Herstellungszeitpunkt eines Objekts aus Holz bestimmen.

Bäume, die in Gruppen unter gleichen Bedingungen wachsen, haben normalerweise fast keine zylindrische Form Stamm, mit einer leichten Verengung an der Spitze. Ein markantes Beispiel hierfür sind die Schiffskiefern, die wie gewollt hoch und schlank sind und fast von der Basis bis zur Spitze alle die gleiche Stammdicke haben. Wenn Sie eine Kiefer betrachten, die allein auf einem Feld wächst, hat ihr Stamm normalerweise viele Äste und ihre Krone ist ausladend. Der Umfang der Basis einer solchen Kiefer ist groß und an der Spitze verjüngt sich der Stamm stark. Wissenschaftler nennen einen solchen Kofferraum außer Kontrolle. In diesem Fall gibt es häufig einen Unterschied in der Breite der Jahresschichten auf den gegenüberliegenden Seiten des Baumes. Es kommt zu einer Art Verschiebung des Mittelteils des Rumpfes. Bei Seitenzweigen ist der Kern fast immer von der Mitte versetzt und der Schnitt ähnelt eher einer Ellipse als einem Kreis.

Nicht alle Bäume sehen im Querschnitt wie konzentrische Kreise aus. Es gibt Baumarten mit welligen Jahresschichten. Hierzu zählen beispielsweise Erle und Buche.

Einjährige Schichten wachsen von der Mitte zur Peripherie. Oftmals hat ihr innerer Teil eine hellere Farbe und eine geringere Härte als der äußere Teil. Dies macht sich besonders bei Nadelbäumen bemerkbar. Wasser mit Nährstoffen steigt entlang des inneren Teils der Jahresschichten (Frühholz) auf und die äußeren Teile (Spätholz) verleihen dem Baum Festigkeit.

Kernstrahlen

Jeder Baum im Abschnitt hat Markstrahlen – helle Linien, die vom Kernteil des Baumes bis zur Rinde divergieren. Sie sind optisch nicht immer sichtbar, aber immer vorhanden. Ihre Breite ist gering – von 0,005 bis 1 mm (sehr schmal, schmal oder breit). Breite Balken können tatsächlich aus mehreren nebeneinander angeordneten schmalen Balken bestehen.

Ein radialer Schnitt des Baumes zeigt solche Strahlen in Form von Flecken oder glänzenden Querstreifen, die manchmal ein eigenartiges Muster bilden. Je mehr die Richtung des Strahls mit der Ebene des Holzschnitts übereinstimmt, desto länger ist sein sichtbares Muster auf dem Schnitt.

Im Tangentialschnitt ähnelt die Form der Strahlen im Umriss einer Spindel- oder Linsenfrucht. Ihre Querschnittshöhe hängt von der Holzart ab.

Während des Lebens eines Baumes leiten die Markstrahlen Wasser und Nährstoffe entlang horizontaler Ebenen. Bei einem wachsenden Baum dienen die Markstrahlen vor allem dazu, Wasser und Nährstoffe horizontal zu leiten und Reservenährstoffe im Winter zu speichern.

Jede Baumart hat unterschiedliche Mengen Markstrahlen. Wenn wir auf einem tangentialen Abschnitt einer Birke oder Kiefer deren Anzahl auf einer Fläche von 1 Quadratzentimeter zählen, erhalten wir eine Zahl von 3000 oder mehr. Und wenn man die Strahlenzahl eines Wacholders ebenfalls zählt, dann sind es etwa 15.000 Stück. Sie sind sehr schmal und ähneln haarähnlichen Strahlen.

Der untere Teil des Baumstammes weist eine sehr große Anzahl an Strahlen auf, mit zunehmender Höhe nimmt deren Anzahl ab. Allerdings nimmt ihre Zahl im Kronenbereich leicht zu. Die Parameter der Strahlen nehmen vom zentralen Teil des Rumpfes zum peripheren Teil zu, ebenso wie ihre Anzahl. Bei Bäumen derselben Art hängen diese Indikatoren von den Bedingungen ab, unter denen sie wachsen. Laubbaumarten haben im Vergleich zu Nadelbäumen eine größere Anzahl an Markstrahlen. IN Prozentsatz Bei Laubbäumen beträgt ihr Anteil 15 % des Holzvolumens und bei Nadelbäumen beträgt der Anteil 5-8 %.

Kernvertreter

Auf Längsschnitten Laubbäume Entlang der Grenzen der Jahresschichten können Sie Striche, Flecken oder Streifen beobachten. Sie sind dunkelbraun oder braun gefärbt und haben eine identische Struktur wie Kernholz. Bei einigen Arten ist das Vorhandensein solcher Streifen und Flecken ein zuverlässiges diagnostisches Zeichen, wenn es darum geht, die Holzart anhand der Holzart zu bestimmen. Solche Formationen werden im unteren Teil des Rumpfes beobachtet. Nadelbäume sind sehr selten.

Gefäße sind Feuchtigkeits- und Nährstoffleiter

Bei Laubbäumen wird Wasser über die Wurzeln aus dem Boden angesaugt und dann über spezielle Gefäße, die wie gewöhnliche Röhren aussehen, dem Rest des Baumes zugeführt. Auf einem Holzquerschnitt sehen die Gefäße wie kleine Löcher aus.

In der Struktur von Nadelbäumen gibt es keine Gefäße.

Die Größe der Gefäße reicht von sehr kleinen Gefäßen, die nur mit dem Mikroskop sichtbar sind, bis hin zu großen Gefäßen, die für das menschliche Auge sichtbar sind. Gleichzeitig sind sie hauptsächlich im frühen Bereich der Jahresschichten verteilt und bilden beim Schneiden einen Ring, manchmal gleichmäßig über die gesamte Fläche der Jahresschicht verteilt. Kleinere Gefäße kommen häufiger in Gruppen vor, und wenn keine großen vorhanden sind, sind sie gleichmäßig über die Fläche verteilt. Näher am äußeren Rand der Jahresschicht nehmen ihre Anzahl und Größe ab.

Basierend auf der Art der Verteilung der Blutgefäße werden ringvaskuläre und verstreute Gefäßtypen unterschieden. Im ersten Fall sind die Wachstumsringe aufgrund des Unterschieds zwischen den frühen und späten Bereichen der Schicht deutlich sichtbar. Bei Holzarten, die eine verstreute Gefäßanordnung aller Gefäße aufweisen, sind die Jahresringe gleichmäßig aufgebaut und die äußeren Grenzen sind schwer zu unterscheiden.

Auf einem radialen Abschnitt können Gruppen kleiner Gefäße ein Muster in Form von Flammenzungen bilden, auf einem tangentialen Abschnitt - wellige durchgezogene oder unterbrochene Linien. Aufgrund der verstreuten Verteilung der Gefäße sind diese auf dem Schnitt in Form einzelner heller Punkte sichtbar. Ein typisches Beispiel ist Eschenholz.

Auf einem Längsschnitt des Holzes sichtbare Rillen unterschiedlicher Größe sind Gefäße. Sie müssen nicht unbedingt vertikal angeordnet sein, da sie nur teilweise in den Schnittbereich fallen. Die Größe der Gefäße liegt zwischen 0,016 und 0,4 mm und hängt auch von den Wachstumsbedingungen des Baumes ab. Die Gefäße, die sich in der Nähe des Kerns befinden, vergrößern ihren Durchmesser, wenn sie sich von ihm entfernen, und beginnen dann, wenn sie ihre maximalen Grenzen erreicht haben, abzunehmen oder konstant zu bleiben. In der Richtung von der Basis des Baumes bis zu seiner Spitze nimmt die Anzahl der Gefäße und die Querschnittsfläche im Längsschnitt zu.

Aufgrund der Gefäße im Laubholz besteht eine hohe Durchlässigkeit für Gase und Flüssigkeiten. Ihre Anwesenheit verringert die Festigkeit von Holz.

Harzdurchgänge

Nadelbäume (Fichte, Kiefer, Zeder und Lärche) zeichnen sich durch dünne, mit Harz gefüllte Wege aus – sie werden Harzgänge genannt. Und Eibe, Tanne und Wacholder haben keine Harzdurchgänge.

Basierend auf der Lage der Harzkanäle im Baumstamm werden sie in horizontale und vertikale unterteilt. Vertikale bilden zusammen mit den Kernstrahlen ein harzführendes System, das die Gewinnung von Harz im Klopfverfahren ermöglicht. Vertikale Harzkanäle sehen im Querschnitt wie weißliche Punkte aus. Sie werden im Bereich der Spätzone in einjährigen Schichten beobachtet.

Aufgrund des Harzes ist Holz resistent gegen Fäulnisprozesse.

Bestimmung von Holzarten anhand der makroskopischen Struktur

Die Struktur jeder Holzart hängt eng mit ihren Eigenschaften zusammen. Wenn Sie die Holzart kennen, können Sie die technologischen Eigenschaften des Holzes sowie seine physikalischen und mechanischen Eigenschaften ziemlich genau beurteilen. Wissenschaftler haben diese Eigenschaften für jede Holzart in einer Referenzdatenbank zusammengestellt, die als Orientierungshilfe bei der Auswahl dient notwendige Materialien für bestimmte Zwecke.

Sie können die Baumart anhand von Holzmerkmalen bestimmen, wie zum Beispiel:

• Vorhandensein oder Fehlen eines Zellkerns.
• Die Breite der Splintholzschicht und die Art der Grenze zwischen ihr und dem Kernteil.
• Klarheit der Jahresschichten und ihrer Umrisse auf einem Querschnitt.
• Innerhalb der Jahresschichten - die Art der Verteilung von Früh- und Spätholz und die Klarheit der Grenzen zwischen ihnen.
• Das Vorhandensein von Markstrahlen, ihre Anzahl, Größe und Farbe.
• Bei Laubbäumen das Verbreitungsgebiet, die Größe und Anzahl der Gefäße, ihr Zustand.
• Bei Nadelbäumen - Anzahl und Größe der Harzkanäle.
• Das Vorhandensein oder Fehlen von Kernwiederholungen.

Durch die Verwendung zusätzlicher Holzeigenschaften wie Holzdichte und -härte, Textur und Glanz wird der Prozess der Artenbestimmung wesentlich genauer.

Die Farbe von Holz wird auch in der Diagnostik verwendet, wobei hier sehr sorgfältig vorgegangen werden muss und der Grad der Veränderung durch äußere physikalische, chemische und vorübergehende Einflüsse berücksichtigt werden muss.

Eine gute Hilfe bei der richtigen Bestimmung sind Zeichnungen an Holzlängsschnitten. Die Dichte und Härte des Holzes spielt bei der Bestimmung der Hartholzart eine große Rolle sehr wichtig, da die übrigen Zeichen oft sehr schwach ausgeprägt sind.

Mikroskopische Struktur von Holz

Der Anteil lebender Zellen im Holz beträgt lediglich 2 % der Gesamtmenge. Die Struktur einer Pflanzenzelle besteht aus einem Zellkern und einem Zytoplasma in einer dünnen transparenten Membran.

Die Schale besteht aus organischem Material – Ballaststoffen oder Zellulose. Im Aussehen handelt es sich um einen dünnen und transparenten elastischen Film. Die Struktur der Membran, ihre Zusammensetzung und Größe ändern sich im Laufe der Zellentwicklung. Die häufigsten Veränderungen sind Verholzung und Verkorkung. Während des Lebens von Zellen wird in ihnen die organische Substanz Lignin gebildet, die zur Verholzung der Zellen führt. Sobald die Zellen verholzt sind, stoppt ihr Wachstum oder ist im Vergleich zum Wachstum der Zellen in der Zellulosemembran sehr langsam.

Mit der Zeit werden die Schalen dicker. Diese Verdickung erfolgt ungleichmäßig. Die verbleibenden unverdickten Bereiche werden Poren genannt. Durch diese Poren gelangen Wasser und gelöste Nährstoffe von Zelle zu Zelle.

Cellulose selbst besteht aus Fasern, die Mikrofibrillen genannt werden. Der Raum zwischen diesen Fasern ist mit gebundener Feuchtigkeit, Lignin und Hemizellulose gefüllt.

Arten von Holzzellen: Parenchym und Prosenchym

In Prosenchymzellen haben die Fasern einen Durchmesser von 0,01–0,05 mm und eine Länge von 0,5 mm bis 3 mm. Die Enden dieser Fasern sind spitz. Prosenchymzellen machen unabhängig von der Holzart den Großteil des Holzes aus. Je nach Zweck werden prosenchymale Zellen in leitfähige, unterstützende und mechanische Zellen unterteilt. Wie aus dem Namen solcher Zellgruppen hervorgeht, haben leitfähige Zellen die Aufgabe, die Baumkrone mit Wasser und Nährstoffen zu versorgen und diese aus dem Boden zu ziehen. Die Festigkeit des Holzes wird durch Stützzellen gewährleistet.

Die Fasern der Parenchymzellen ähneln im Aussehen einem facettenreichen Prisma mit ungefähr der gleichen Seitenbreite. Die Breite der Prismenseiten beträgt 0,01–0,1 mm. Der Hauptzweck von Parenchymzellen ist die Ansammlung und Speicherung von Nährstoffen. Stärke, Fette und andere organische Nährstoffe werden in Parenchymzellen abgelagert und warten auf den Beginn der Vegetationsperiode. Im Frühjahr dienen sie als Nahrungsquelle für die Blattbildung in der Baumkrone. Parenchymzellen befinden sich in den Markstrahlen. Wenn wir ihre Anzahl als Prozentsatz des Gesamtvolumens des Baumes berechnen, liegt dieser Wert bei Laubbäumen zwischen 2 und 15 %, bei Nadelbäumen ist er viel niedriger, nur 1-2 %.

Holzstoffe

Gruppen von Zellen, die die gleiche Aufgabe erfüllen und die gleiche Struktur haben, bilden holzige Gewebe. Es gibt leitfähige, speichernde, stützende oder mechanisch-abdeckende Gewebearten.

Die Aufgabe leitfähiger Gewebe besteht darin, Feuchtigkeit und Nährstoffe bereitzustellen, die vom Wurzelsystem des Baumes, dem gesamten Stamm, den Zweigen und dem Laub aus dem Boden aufgenommen werden.

Leitfähige Gewebe bestehen aus Zellen mit sehr dünnen Wänden und einer länglichen Form. Im Durchschnitt beträgt die Länge der Gefäße 10 cm und kann bei bestimmten Arten manchmal eine Länge von 2 bis 3 m erreichen. Das typischste Beispiel für Bäume mit langen leitenden Gefäßen ist die Eiche. Der Durchmesser der Gefäße ist sehr klein, von Hundertstel bis Zehntel mm.

Speichergewebe befinden sich im Stamm- und Wurzelsystem des Baumes. Der Name dieser Stoffe entspricht voll und ganz der Funktion, die sie erfüllen. Die Geschwindigkeit des Baumwachstums und seine Qualität hängen von ihrer Arbeit ab.

Mechanische (Stütz-)Gewebe verleihen einem Baum während seiner Wachstumsphase Steifigkeit, Stabilität und Festigkeit. Schutzfunktion gegen externe Faktoren tragen Hautgewebe. Man findet sie in der Rinde eines Baumes.

Wie beeinflusst die Struktur von Holz seine physikalischen und mechanischen Eigenschaften?

Die Eigenschaften von Holz hängen stark von der Struktur der Zellen, insbesondere ihrer Hülle, ab. Je kleiner der Abstand zwischen den Mikrofibrillen ist, desto höher ist der Holzfeststoffgehalt. Je geringer der gebundene Feuchtigkeitsgehalt ist, desto stärker ist das Holz. Bei hohem Gehalt an gebundener Feuchtigkeit entfernen sich die Mikrofibrillen voneinander, die Adhäsionskräfte werden schwächer und die mechanischen Eigenschaften des Holzes verschlechtern sich. Da sich die Mikrofibrillen selbst überwiegend entlang der Zelle befinden, erhält auch der Baum größte Stärke genau entlang seiner Fasern.

Die Eigenschaften von Holz werden auch durch die Form und Größe der Fasern beeinflusst. Ihre geradlinige Form, die Nadelbäumen innewohnt, verleiht ihnen höhere Festigkeitsindikatoren. Die gewundene Maserung von Hartholz liefert die besten Hinweise auf Zähigkeit und Spanfestigkeit entlang der Maserung.

Baumarten mit ringförmiger Gefäßstruktur weisen eine sehr hohe Flexibilität auf, da das Vorhandensein von Gefäßen den Fasern die Möglichkeit gibt, beim Verdichten nicht zusammenzufallen.

Das Holz zeichnet sich durch eine seltene Kombination aus positive Eigenschaften. Es ist sehr leicht und gleichzeitig langlebiges Material, gut beständig gegen statische und dynamische Belastungen. Aufgrund seiner porösen Struktur weist Holz eine geringe Wärmeleitfähigkeit auf. Es ist leicht zu bearbeiten und haftet gut. Eine der einzigartigen Eigenschaften von Holz ist seine Haltbarkeit Metallbefestigungen- Nägel, Schrauben, Klammern.

Diese Eigenschaften von Holz ermöglichen die Schaffung vorgefertigter Strukturen, die bequem zu transportieren und zu installieren sind.

Holzstruktur. Die Struktur zeichnet sich durch erhebliche Heterogenität aus. Dies ist mit bloßem Auge an den Hauptabschnitten des Rumpfes sichtbar (Abb. 40) – quer, radial und tangential. Quer (Ende) ist ein Schnitt, der senkrecht zur Rumpfachse verläuft. Ein radialer Schnitt verläuft entlang der Stammachse entlang des Radius bzw. Durchmessers des Querschnitts. Ein tangentialer Schnitt wird durch eine Ebene parallel zur Rumpfachse und durch den Schnitt gebildet Querschnitt entlang des Akkords.

Der Stamm eines Baumes besteht aus zahlreichen Zellen, die sich hauptsächlich über die gesamte Länge erstrecken. Die Zellen sind auf eine bestimmte Weise gruppiert und bilden am Ende des Stammes ein System konzentrischer Ringe. Zusammen mit anderen Elementen bilden sie die Makrostruktur von Holz.

Die Makrostruktur von Holz ist mit bloßem Auge oder bei leichter Vergrößerung, beispielsweise mit einer Lupe, sichtbar. Folgende Hauptelemente der Makrostruktur werden unterschieden: Mark, Kern, Splint, Jahresschichten.

Der Kern ist der schmale Mittelteil des Rumpfes (Abb. 41). Es handelt sich um ein lockeres, schwaches Gewebe primärer Bildung, das leicht verrottet. Bei Brettern und Stäben bis 50 mm Dicke ist der Kern grundsätzlich nicht zulässig.

Der Kern ist die innere Zone eines Baumstammes, meist dunkel gefärbt. Der Kern entsteht durch das Absterben lebender Holzzellen. Die dunkle Farbe des Kerns erklärt sich durch die Ablagerung von Harz, Tanninen und Farbstoffen sowie Kalziumkarbonat in den Holzzellen. Diese Stoffe erhöhen die Widerstandsfähigkeit des Kernholzes gegen Fäulnis.

Reis. 40. Hauptschnitte eines Baumstammes:
1 - quer (Ende), 2 - radial, 3 - tangential

Splintholz ist die helle äußere Zone des Stammes, die den Kern umgibt. Es besteht hauptsächlich aus lebenden Zellen. Splintholz ist in der Regel hell. Hinsichtlich der mechanischen Eigenschaften steht es Kernholz in nichts nach, ist jedoch weniger fäulnisbeständig.

Als gesundes Holz werden Baumarten bezeichnet, bei denen Kern- und Splintholz deutlich zu unterscheiden sind (Eiche, Kiefer, Lärche, Zeder). In manchen Fällen hat der mittlere Teil des Holzes die gleiche Farbe wie der äußere Teil, weist jedoch einen geringeren Feuchtigkeitsgehalt auf. Solches Holz wird als reifes Holz bezeichnet, und die Arten werden als reifes Holz bezeichnet (Fichte, Tanne, Buche). Die übrigen Arten, die sich weder in der Farbe noch im Feuchtigkeitsgehalt zwischen dem zentralen und dem äußeren Teil des Stammes unterscheiden, werden Splintholz genannt (Birke, Espe, Erle).

Jährliche Schichten repräsentieren den jährlichen Holzzuwachs. Sie bestehen aus Zellen, die während einer Vegetationsperiode gebildet werden. Im Querschnitt liegen die Jahresschichten in Form konzentrischer Ringe vor, im Radialschnitt bilden sie parallele, in Längsrichtung verlaufende Streifen, im Tangentialschnitt bilden sie gewundene konvergierende Linien (Abb. 42).

Jede Jahresschicht besteht aus Früh- und Spätholz. Frühholz entsteht im Frühjahr, Spätholz – bis zum Ende des Sommers. Frühholz ist leichter als Spätholz. Frühholzzellen sind größer und ihre Wände dünner. Daher ist Frühholz poröser und schwächer, während Spätholz dichter und fester ist. Je mehr Spätholz in der Jahresschicht vorhanden ist, desto höher sind die mechanischen Eigenschaften des Gesteins.

Die Makrostruktur von Holz ist außerdem durch Markstrahlen, Gefäße und Harzkanäle gekennzeichnet.

Reis. 41. Querschnitt des Rumpfes:
1 - Kern, 2 - Kernstrahl, 3 - Kern, 4 - Splintholz, 5 - Rinde, 6 - Jahresschichten

Die Markstrahlen (siehe Abb. 41) eines wachsenden Baumes dienen dazu, Wasser in radialer Richtung zu leiten und Reservenährstoffe zu speichern. Die Farbe der Kernstrahlen kann dunkler oder heller sein als die des umgebenden Holzes.

Gefäße sind nur für Laubholz charakteristisch. Hierbei handelt es sich um Röhren, Kanäle mit unterschiedlichen Querschnitten, die dazu dienen, Wasser von den Wurzeln zur Baumkrone zu leiten.

Reis. 42. Einjährige Schichten auf Kiefernholzabschnitten:
a – quer, b – radial, c – tangential; 1 -. Frühholz, 2 - Spätholz

Harzkanäle werden nur in Nadelholz beobachtet und sind dünne, mit Harz gefüllte Kanäle, die in horizontaler und vertikaler Richtung verlaufen. Das darin enthaltene Harz schützt das Holz vor Krankheiten, wenn der Stamm beschädigt ist.

Die Mikrostruktur von Holz wird durch eine große Zahl repräsentiert winzige Zellen. Zellmembranen bestehen hauptsächlich aus organischer Substanz – Zellulose. Es ist ein natürliches Polymer, unlöslich in Wasser und organischen Lösungsmitteln. Cellulose bildet ein System aus Primärfasern, den sogenannten Mikrofibrillen. Primärfasern liegen in mehreren Schichten in den Zellmembranen.

Zellen gleicher Struktur, die die gleichen Funktionen erfüllen, bilden Holzgewebe. Je nach Verwendungszweck werden mechanische, leitfähige und Speichergewebe unterschieden.

Mechanische (Stütz-)Gewebe verleihen Holz die nötige Festigkeit. Bei Nadelbäumen besteht das Stützgewebe aus dünnen, länglichen Fasern mit verdickten verholzten Schalen (Tracheiden). In Harthölzern dienen libriforme Fasern einem ähnlichen Zweck. Mechanische Gewebe nehmen den größten Teil des Holzmaterialvolumens ein.

Leitfähige Gewebe sind längliche, dünnwandige Zellen, durch die Feuchtigkeit mit darin gelösten Nährstoffen von den Wurzeln zur Krone gelangt.

Speichergewebe, die hauptsächlich in den Markstrahlen konzentriert sind, dienen der Ansammlung und Speicherung von Nährstoffen und bestehen aus kurzen Speicherzellen.

Auf diese Weise, Besonderheit Die Struktur von Holz besteht darin, dass es aus vielen Zellen einer faserigen Struktur besteht. Die Fasern sind hauptsächlich entlang der Rumpfachse ausgerichtet. Die Zellwände holziger Stoffe sind relativ dünn. Die orientierte Anordnung der Fasern führt zu ungleichen Eigenschaften des Holzes in Radial-, Tangential- und Längsrichtung. Die Zellhohlräume, die einen erheblichen Teil des Volumens ausmachen, bilden zusammen mit den Interzellularräumen eine große Porosität des Holzes.

Eigenschaften von Holz. Sie zeichnen sich durch eine Reihe von Indikatoren aus, darunter Aussehen, Dichte, Porosität, Feuchtigkeit, Schrumpfung, Festigkeit, Härte und die Fähigkeit, Metallbefestigungen zu halten.

Aussehen hängt hauptsächlich von der Farbe und Textur des Holzes ab.

Die Farbe ist oft eines der wichtigsten Merkmale zur Erkennung der Holzart. Zellulose, aus der Holz hauptsächlich besteht, ist nahezu vollständig Weiß. Die Vielfalt der Farbtöne ist auf die im Holz vorkommenden Farb-, Gerb- und Harzstoffe zurückzuführen. Die Farbe hängt von den klimatischen Bedingungen ab, unter denen der Baum wächst. Die Gesteine ​​der gemäßigten Zone haben eine blasse Farbe, während die Gesteine ​​der Tropen leuchtend gefärbt sind.

Textur ist das Muster, das auf der Holzoberfläche entsteht, wenn seine Fasern, Jahresschichten und Markstrahlen geschnitten werden. Nadelholz hat in der Regel eine einfache und gleichmäßige Struktur. Laubbaumarten mit ausgeprägten Kernstrahlen – Eiche, Buche – haben in radialen und tangentialen Abschnitten eine sehr schöne Textur.

Die Dichte beeinflusst maßgeblich die Eigenschaften von Holz, insbesondere die Festigkeit. Die wahre Dichte von Holz schwankt in sehr engen Grenzen, da die Holzsubstanz überwiegend aus Zellulose besteht. Unabhängig von der Holzart wird daher von einer wahren Dichte von 1,54 g/cm3 ausgegangen. Die durchschnittliche Dichte hängt sowohl von der Art als auch von den Wachstumsbedingungen des Baumes ab. Es ist sehr unterschiedlich. Somit beträgt die bei Standardfeuchtigkeit ermittelte durchschnittliche Dichte kg/m3: für Kiefernholz - 500; Fichte - 450; Eiche - 690; Buche - 670; Birke - 630. Die durchschnittliche Dichte variiert je nach Feuchtigkeitsgehalt des Holzes.

Die Porosität von Holz hängt von seiner Dichte ab. Bei einer Verringerung der durchschnittlichen Dichte von 800 auf 300 kg/m3 erhöht sich die Porosität von 55 auf 80 %. Folglich wird der größte Teil des Holzvolumens von Poren eingenommen.

Der Feuchtigkeitsgehalt des Holzes kann zwischen Null (völlig trockenes Holz) und 100 % oder mehr (nasses Holz) variieren. Änderungen der Luftfeuchtigkeit beeinflussen die Eigenschaften von Holz erheblich. Wenn eine Probe absolut trockenen Holzes längere Zeit an feuchter Luft gelagert wird, nimmt ihre Masse zunächst zu und stabilisiert sich dann. Dies liegt daran, dass Wasserdampf in den Wänden der Holzzellen kondensiert. Feuchtigkeit, die sich in Zellwänden ansammelt, wird als gebunden oder hygroskopisch bezeichnet. Der Zustand des Holzes, in dem die Zellwände maximal mit Wasser gesättigt sind und sich in den Zellhohlräumen nur Luft befindet, ist durch eine hygroskopische Grenze gekennzeichnet. Bei den meisten Rassen liegt der Feuchtigkeitsgehalt entsprechend der hygroskopischen Grenze bei Zimmertemperatur beträgt 30 Gew.-%.

Moleküle gebundenen Wassers, die in den Zellwänden kondensieren, fallen in die Räume zwischen den Mikrofibrillen. Dies führt zu einer Verdickung der Zellwände und damit zu einer Quellung des Holzes. Gleichzeitig werden die Wechselwirkungskräfte zwischen Mikrofibrillen geschwächt, was zu einer Abnahme der Festigkeit des Materials führt.

Wenn Holz mit tropfflüssigem Wasser gesättigt ist, werden nicht nur die Wände, sondern auch die Zellhohlräume gefüllt. In Zellhöhlen vorkommende Feuchtigkeit wird als frei oder kapillar bezeichnet. Es hat keinen Einfluss auf die Quellung und Festigkeit des Holzes, kann aber andere verändern physikalische Eigenschaften. Mit zunehmender Luftfeuchtigkeit wird Holz beispielsweise schwerer und seine thermische und elektrische Leitfähigkeit nimmt zu.

Unter Berücksichtigung des großen Einflusses der Luftfeuchtigkeit haben wir uns darauf geeinigt, alle Eigenschaften bei einer Standard-Luftfeuchtigkeit von 12 % zu ermitteln. Dieser Indikator entspricht dem Feuchtigkeitsgehalt von trockenem Holz, das in Innenräumen gelagert wird.

Schrumpfung ist eine Verringerung der linearen Abmessungen und des Volumens Holzprodukte beim Entfernen gebundener Feuchtigkeit aus Holz. Solche Verformungen werden beobachtet, wenn sich die Luftfeuchtigkeit im Bereich von null bis 30 % ändert, d.h. bis zur Grenze der Hygroskopizität. Schrumpfung in verschiedene Richtungen ist nicht dasselbe. Entlang der Holzfasern ist die Schrumpfung am geringsten - 0,1...0,3 %, in tangentialer Richtung 6...10 %, in radialer Richtung - 3...5 %.

Ungleichmäßige Schwindverformungen in verschiedene Richtungen führen zu Rissen und Verformungen von Schnittholz und Holzprodukten.

Beim Befeuchten kommt es zum Aufquellen des Holzes. Quelldehnungen ähneln Schrumpfdehnungen, haben jedoch entgegengesetzte Vorzeichen.

Die Festigkeit hängt von der Wirkungsrichtung der Kräfte in Bezug auf die Fasern, der Dichte, der Luftfeuchtigkeit sowie der Art und Größe der Defekte ab. Holz widersteht Dehnung und Biegung am besten; seine Druckfestigkeit ist etwas geringer (Tabelle 21).

In der Druckfestigkeit entspricht Holz den höchsten Betonklassen, in der Biege- und Zugfestigkeit übertrifft es diese bei weitem. In der Praxis ist es sehr schwierig, die hohe Zugfestigkeit von Holz zu nutzen, da es schwierig ist, die Arbeitsenden der Produkte zu sichern, bei denen Scherspannungen auftreten und das Holz zusammenbricht. Die Beständigkeit von Holz gegen Splittern und Quetschen ist sehr gering, und Zugversagen tritt nicht in Form von Bruch auf, sondern in Form von Absplitterungen oder Quetschungen an den Stellen, an denen das Produkt befestigt ist. Daher wird Holz hauptsächlich in biegsamen und kompressiblen Konstruktionen (Balken, Gestelle) und seltener in Zugelementen (Dachbinderbefestigungen) verwendet.

Die Festigkeit von Holz, insbesondere beim Druck und beim Biegen, hängt von seinem Feuchtigkeitsgehalt ab. Nur die in den Zellmembranen enthaltene gebundene Feuchtigkeit hat eine signifikante Wirkung. Mit zunehmender Luftfeuchtigkeit nimmt die Festigkeit des Holzes ab, insbesondere bei einer Luftfeuchtigkeit von 20...25 %. Über die hygroskopische Grenze hinaus (mehr als 30 %) bleibt die Festigkeit des Holzes unverändert.

Die mechanischen Eigenschaften hängen nicht nur von der Luftfeuchtigkeit, sondern auch von Holzfehlern ab. Daher wird davon ausgegangen, dass die berechneten Widerstände 5 bis 10 Mal geringer sind als die in der Tabelle angegebenen Festigkeitseigenschaften von Holz. 21.

Bei der Bearbeitung von Holz mit Schneidwerkzeugen ist die Härte von großer Bedeutung. Die Endfläche weist die größte Härte auf.

Nach dem Härtegrad werden alle Holzarten in drei Gruppen eingeteilt:

weich (Endhärte weniger als 38,5 MPa bei 12 % Luftfeuchtigkeit) – Kiefer, Fichte, Zeder, Tanne, Linde, Pappel, Erle;

hart (Endhärte 38,5...82,5 MPa) – Lärche, Birke, Buche, Ulme, Eiche, Esche, Ahorn;

sehr hart (mehr als 82,5 MPa) - weiße Akazie, Eisenbirke, Hainbuche, Eibe, Hartriegel, Buchsbaum.

Die Fähigkeit, Metallbefestigungen zu halten, ist aufgrund der Elastizität seiner Fasern eine besondere Eigenschaft von Holz. Ein in Holz eingeschlagener Nagel drückt die Fasern auseinander, die auf das Holz einwirken. Seitenfläche erheblicher Druck. Die dadurch entstehenden Reibungskräfte halten den Nagel fest. Die Fähigkeit, Metallbefestigungen zu halten, wird anhand der Widerstandsfähigkeit gegen das Herausziehen von Nägeln oder Schrauben beurteilt. Der Zugwiderstand entspricht der Kraft, die erforderlich ist, um einen Nagel oder eine Schraube in Standardgröße aus Holz zu ziehen.

Holz weist in radialer und tangentialer Richtung den größten Widerstand gegen Herausziehen auf. Die Kraft zum Herausziehen eines am Ende, also entlang der Holzfasern, eingeschlagenen Nagels ist fast 50 % geringer. Um eine starke Verbindung zwischen den Holzstücken zu erreichen, sollten Sie daher keine Nägel oder Schrauben entlang der Holzmaserung einschlagen. Der Widerstand von Holz gegen das Herausziehen von Schrauben ist etwa 4...5 mal größer als der von Nägeln.

Der Auszugswiderstand hängt auch von der Holzart, der Dichte und dem Feuchtigkeitsgehalt des Holzes ab. Beispielsweise erfordert das Einschlagen und Ziehen von Nägeln aus Hainbuchenholz (Dichte 800 kg/m3) eine viermal größere Kraft als bei Kiefernholz, dessen Dichte 500 kg/m3 beträgt. Es ist einfacher, Nägel in nasses Holz einzuschlagen als in trockenes Holz. Wenn das Holz anschließend austrocknet, lässt die Fähigkeit des Holzes, Nägel zu halten, nach.

Baumstruktur

Teile eines wachsenden Baumes. Ein wachsender Baum besteht aus Krone, Stamm und Wurzeln. Während des Lebens des Baumes erfüllt jeder dieser Teile seine eigene Funktion bestimmte Funktionen und hat verschiedene industrielle Anwendungen.

Die Krone besteht aus Zweigen und Blättern (oder Nadeln). Aus dem aus der Luft aufgenommenen Kohlendioxid und dem aus dem Boden gewonnenen Wasser werden in den Blättern komplexe organische Substanzen gebildet, die für das Baumwachstum notwendig sind. Die industrielle Nutzung der Krone ist nicht großartig. Aus den Blättern (Nadeln) wird Vitaminmehl gewonnen – ein wertvolles Produkt für die Vieh- und Geflügelhaltung, Medikamente, aus den Zweigen – technologische Chips für die Herstellung von Kübel- und Faserplatten.

Der Stamm eines wachsenden Baumes leitet Wasser mit gelösten Mineralien nach oben (Aufwärtsströmung) und organisches Material bis zu den Wurzeln (Abwärtsströmung); speichert Reservenährstoffe; dient zum Platzieren und Halten der Krone. Es stellt den Großteil des Holzes dar (50 bis 90 % des Volumens des gesamten Baumes) und ist von großer industrieller Bedeutung. Der obere dünne Teil des Rumpfes wird als Oberteil bezeichnet, der untere dicke Teil als Gesäß.

Abbildung 1b zeigt den Entwicklungsprozess Nadelbaum aus einem Samen und einem Diagramm, wie man im Alter von 13 Jahren einen Baumstamm baut. Den Wachstumsprozess kann man sich als Wachstum kegelförmiger Holzschichten vorstellen. Jeder nachfolgende Kegel hat eine größere Höhe und einen größeren Basisdurchmesser. Die Abbildung zeigt im unteren Querschnitt zehn konzentrische Kreise (die Grenzen des Jahreswachstums), im oberen sind es nur fünf.

Die Wurzeln transportieren Wasser mit darin gelösten Mineralien den Stamm hinauf; Speichern Sie Nährstoffe und halten Sie den Baum aufrecht. Die Wurzeln werden als Sekundärbrennstoff genutzt. Einige Zeit nach dem Fällen der Bäume dienen Baumstümpfe und große Kiefernwurzeln als Rohstoffe für die Herstellung von Kolophonium und Terpentin.

Hauptabschnitte des Rumpfes. Ein senkrecht zur Stammachse verlaufender Schnitt bildet eine Endebene, ein durch den Stammkern verlaufender Schnitt eine radiale Ebene und in einiger Entfernung davon eine tangentiale Ebene (Abb. 2). Das Holz in diesen Schnitten hat andere Art und ungleiche Eigenschaften.
Auf dem Querschnitt des Stammes (Abb. 3) erkennt man das Mark, die Rinde und das Holz mit seinen einjährigen Schichten.

Das Mark ist der schmale zentrale Teil des Rumpfes und stellt loses Gewebe dar. Am Endabschnitt sieht es aus wie ein dunkler (oder andersfarbiger) Fleck mit einem Durchmesser von 2-5 mm. Im Radialschnitt ist der Kern in Form eines geraden oder gewundenen dunklen schmalen Streifens sichtbar.

Die Rinde bedeckt den Baum in einem durchgehenden Ring und besteht aus einer Schicht – der Rinde – und einer inneren Schicht – dem Bast, der das Wasser mit den in den Blättern produzierten organischen Substanzen entlang des Stammes leitet. Die Rinde schützt den Baum vor mechanischer Schaden, plötzliche Temperaturschwankungen, Insekten und andere schädliche Einflüsse Umfeld. Art und Farbe der Rinde hängen vom Alter und der Baumart ab. Junge Bäume haben eine glatte Rinde, mit zunehmendem Alter bilden sich jedoch Risse in der Rinde. Die Rinde kann glatt (Tanne), schuppig (Kiefer), faserig (Wacholder) oder warzig (Euonymus) sein.

Abhängig von der Baumart, dem Alter des Baumes und den Wachstumsbedingungen unserer Waldarten macht die Rinde 6 bis 25 % des Stammvolumens aus. Zwischen der Rinde und dem Holz befindet sich eine für das bloße Auge unsichtbare, sehr dünne, saftige Schicht – das Kambium, bestehend aus lebenden Zellen.

Das Holz eines wachsenden Baumes nimmt den größten Teil des Stammes ein und ist von größter industrieller Bedeutung.

Makroskopische Struktur von Holz

Der dunkel gefärbte Teil des Stammes wird Kern genannt, der helle Teil wird Splintholz genannt.
Für den Fall, dass der mittlere Teil des Stammes einen geringeren Wassergehalt aufweist, d.h. Ist es trockener, spricht man von Altholz und es handelt sich um Altholz. Gesteine, die einen Kern haben, werden Klanggesteine ​​genannt. Die übrigen Rassen, die sich weder in der Farbe noch im Wassergehalt zwischen den zentralen und peripheren Teilen des Stammes unterscheiden, werden Zobolonen (kernfrei) genannt.

Aus Baumarten, wächst im Gebiet ehemalige UdSSR, der Kern besteht aus: Nadelbäumen - Kiefer, Lärche, Zeder; Laubbäume - Eiche, Esche, Ulme, Pappel. Ausgewachsene Holzarten stammen aus Nadelfichte und Tanne, Laubbuche und Espe. Zu den Splintholzarten zählen Laubbäume: Birke, Ahorn, Hainbuche, Buchsbaum.
Bei einigen Nicht-Kernarten (Birke, Buche, Espe) wird jedoch eine Verdunkelung des zentralen Teils des Stammes beobachtet. In diesem Fall wird die dunkle Zentralzone als falscher Kern bezeichnet.

Junge Bäume aller Arten haben keinen Kern und bestehen aus Splintholz. Erst mit der Zeit bildet sich der Kern durch den Übergang vom Splintholz zum gesunden Holz.

Der Kern entsteht durch das Absterben lebender Holzzellen, die Verstopfung der Wasserversorgungswege, die Ablagerung von Tanninen, Farbstoffen, Harz und Kalziumkarbonat. Dadurch verändern sich die Farbe des Holzes, seine Masse und seine mechanischen Eigenschaften. Die Breite des Splintholzes variiert je nach Art und Wachstumsbedingungen. Bei einigen Arten bildet sich der Kern im dritten Jahr (Eibe, weiße Akazie), bei anderen im 30. bis 35. Jahr (Kiefer). Daher ist das Splintholz der Eibe schmal und das der Kiefer breit.
Der Übergang vom Splintholz zum Kernholz kann scharf (Lärche, Eibe) oder glatt (Nussbaum, Zeder) sein. Bei einem wachsenden Baum dient das Splintholz dazu, Wasser und Mineralien von den Wurzeln zu den Blättern zu leiten, und der Kern erfüllt eine mechanische Funktion. Splintholz lässt Wasser leicht durch und ist weniger widerstandsfähig gegen Fäulnis. Daher sollte bei der Herstellung von Behältern für flüssige Güter sparsam mit Splintholz umgegangen werden.

Ein Querschnitt zeigt konzentrische Schichten, die um den Kern herum angeordnet sind. Diese Formationen stellen den jährlichen Holzzuwachs dar. Sie werden Jahresschichten genannt. Im Radialschnitt sehen die Jahresschichten wie Längsstreifen aus, im Tangentialschnitt wie gewundene Linien (Abb. 4). Die einjährigen Schichten wachsen jährlich von der Mitte zur Peripherie und die jüngste Schicht ist die äußere. Anhand der Anzahl der Jahresschichten am Endabschnitt am Stamm können Sie das Alter des Baumes bestimmen.

Die Breite der Jahresschichten hängt von der Art, den Wachstumsbedingungen und der Position im Stamm ab. Bei einigen Arten (schnellwüchsig) sind die Jahresschichten breit (Pappel, Weide), bei anderen schmal (Buchsbaum, Eibe). Die schmalsten Jahresschichten befinden sich im unteren Teil des Stammes; entlang des Stammes nimmt die Breite der Schichten zu, da der Baum sowohl in der Dicke als auch in der Höhe wächst, was die Form des Stammes näher an einen Zylinder bringt.

Bei derselben Rasse kann die Breite der Jahresschichten unterschiedlich sein. Unter ungünstigen Wachstumsbedingungen (Trockenheit, Frost, Nährstoffmangel, durchnässte Böden) bilden sich schmale Jahresschichten.

Manchmal sind die Jahresschichten auf zwei gegenüberliegenden Seiten des Stammes ungleich breit. Bei Bäumen, die beispielsweise am Waldrand wachsen, sind die Jahresschichten auf der dem Licht zugewandten Seite größer. Dadurch wird der Kern solcher Bäume zur Seite verschoben und der Stamm weist eine exzentrische Struktur auf.

Einige Gesteine ​​zeichnen sich durch eine unregelmäßige Form der Jahresschichten aus. So sind auf einem Querschnitt von Hainbuche, Eibe und Wacholder wellenförmige Jahresschichten zu beobachten.
Jede Jahresschicht besteht aus zwei Teilen – Früh- und Spätholz: Frühholz (innen) ist dem Kern zugewandt, leicht und weich; Spätholz (außen) ist der Rinde zugewandt, dunkel und hart. Die Unterscheidung zwischen Frühholz und Spätholz ist bei Nadelbäumen und einigen Laubbaumarten deutlich. Frühholz bildet sich im Frühsommer und dient der Wasserleitung im Stamm; Spätholz wird gegen Ende des Sommers abgelagert und erfüllt hauptsächlich eine mechanische Funktion. Seine Dichte und mechanischen Eigenschaften hängen vom Anteil des Spätholzes ab.

Auf einem Querschnitt einiger Gesteine ​​sind mit bloßem Auge helle, oft glänzende Linien deutlich sichtbar, die vom Mark zur Rinde führen – Markstrahlen (Abb. 5). Alle Rassen haben Markstrahlen, die jedoch nur bei einigen sichtbar sind.

Die Breite der Markstrahlen kann sehr schmal und für das bloße Auge unsichtbar sein (bei Buchsbaum, Birke, Espe, Birne und allen Nadelbäumen); schmal, schwer zu unterscheiden (bei Ahorn, Ulme, Ulme, Linde); breit, im Querschnitt mit bloßem Auge deutlich sichtbar. Es gibt breite Strahlen: echte breite (bei Eiche, Buche) und falsche breite – Bündel eng beieinander liegender schmaler Strahlen (bei Hainbuche, Erle, Hasel).

Auf einem radialen Schnitt sind die Markstrahlen in Form von leicht glänzenden Streifen oder Bändern sichtbar, die sich quer über die Fasern erstrecken. Die Kernstrahlen können heller oder dunkler sein als das umgebende Holz.

Im Tangentialschnitt sind sie in Form dunkler Striche mit spitzen Enden oder in Form von linsenförmigen Streifen entlang der Fasern sichtbar. Die Strahlbreite reicht von 0,015 bis 0,6 mm.

Kernstrahlen im gefällten Holz erzeugen schöne Zeichnung(auf einem radialen Abschnitt), was bei der Auswahl von Holz als Dekorationsmaterial wichtig ist.

Bei einem wachsenden Baum dienen die Markstrahlen dazu, Wasser horizontal zu leiten und Reservenährstoffe zu speichern.

Die Anzahl der Markstrahlen hängt von der Art ab: Laubbäume haben etwa 2-3 mal mehr Markstrahlen als Nadelbäume.

Am Endabschnitt des Holzes einiger Arten sind vereinzelte dunkle Flecken von brauner, brauner Farbe zu sehen, die sich näher an der Grenze der Jahresschicht befinden.

Diese Formationen werden Kernwiederholungen genannt. Kernwiederholungen entstehen durch Schädigung des Kambiums durch Insekten oder Frost und ähneln der Farbe des Kerns.

Schiffe

Auf dem Querschnitt (Ende) des Hartholzes sind Löcher sichtbar, die Querschnitte von Gefäßen darstellen – Rohre, Kanäle unterschiedlicher Größe, die zum Leiten von Wasser bestimmt sind. Entsprechend ihrer Größe werden Gefäße in große, mit bloßem Auge deutlich sichtbare und kleine, mit bloßem Auge unsichtbare Gefäße unterteilt. Große Gefäße befinden sich meist im Frühholz einjähriger Schichten und bilden im Querschnitt einen durchgehenden Gefäßring. Solche Harthölzer werden ringvaskulär genannt. Bei Ringgefäßarten im Spätholz sind kleine Gefäße in Gruppen zusammengefasst, die durch ihre helle Farbe gut sichtbar sind. Wenn kleine und große Gefäße gleichmäßig über die gesamte Breite der Jahresschicht verteilt sind, spricht man von vereinzelten Gefäßharthölzern.

Bei ringgefässigen Harthölzern sind die Jahresschichten aufgrund des starken Unterschieds zwischen Früh- und Spätholz deutlich sichtbar. Bei laubabwerfenden Gefäßarten ist ein solcher Unterschied zwischen Früh- und Spätholz nicht zu beobachten und daher sind die Jahresschichten schlecht sichtbar.

a, b, c – ringförmiges Gefäßgestein mit radialer, tangentialer und verstreuter Gruppierung, d – verstreutes Gefäßgestein

Bei ringförmigen Laubarten bilden kleine Gefäße im Spätholz die folgenden Gruppierungen: radial – in Form heller radialer Streifen, die an Flammen erinnern (Abb. 6, a – Eiche, Kastanie); tangential – kleine Gefäße bilden leichte, kontinuierliche oder intermittierende Wellenlinien, entlang der Jahresschichten verlängert (Abb. 6, b - Ulme, Ulme, Ulme); verstreut – kleine Gefäße im Spätholz sind in Form von hellen Punkten oder Strichen angeordnet (Abb. 6, c – Asche).
In Abb. Abbildung 6, d zeigt die Lage der Gefäße in einer verstreuten Laubgefäßart (Walnuss). Die Gefäße sind gleichmäßig über die gesamte Breite der Jahresschicht verteilt.
Im radialen und tangentialen Schnitt haben die Gefäße das Aussehen von Längsrillen. Das Volumen der Blutgefäße liegt je nach Rasse zwischen 7 und 43 %.

Harzdurchgänge

Ein charakteristisches Merkmal der Struktur von Nadelholz sind Harzkanäle. Es gibt vertikale und horizontale Harzdurchgänge. Horizontale verlaufen entlang der Kernstrahlen. Vertikale Harzkanäle sind dünne, schmale Kanäle, die mit Harz gefüllt sind. Im Querschnitt sind im Spätholz der Jahresschicht vertikale Harzkanäle in Form heller Punkte zu erkennen; Auf Längsschnitten sind Harzpassagen in Form dunkler Striche entlang der Rumpfachse sichtbar. Anzahl und Größe der Harzkanäle hängen von der Holzart ab. Im Kiefernholz sind die Harzkanäle groß und zahlreich, im Lärchenholz sind sie klein und zahlreich.

Harzkanäle nehmen einen geringen Anteil des Stammholzes ein (0,2 – 0,7 %) und haben daher keinen wesentlichen Einfluss auf die Eigenschaften des Holzes. Sie sind wichtig beim Zapfen, wenn Harz (Harz) aus wachsenden Bäumen gewonnen wird.

Mikroskopische Struktur von Holz

Die Untersuchung von Holz unter dem Mikroskop zeigt, dass es aus winzigen Partikeln besteht – Zellen, die größtenteils (bis zu 98 %) tot sind. Eine Pflanzenzelle hat eine dünne transparente Membran, in der sich ein Protoplast befindet, der aus Zytoplasma und Zellkern besteht.

Die Zellmembran junger Pflanzenzellen ist ein transparenter, elastischer und sehr dünner (bis zu 0,001 mm) Film. Es besteht aus organischer Substanz – Ballaststoffen oder Zellulose.

Abhängig von den Funktionen, die eine bestimmte Zelle erfüllen soll, ändern sich im Laufe ihrer Entwicklung die Größe, Zusammensetzung und Struktur ihrer Hülle erheblich. Die häufigste Art der Zellmembranveränderung ist deren Verholzung und Suberisierung.

Die Verholzung der Zellmembran erfolgt während des Lebens der Zellen durch die Bildung einer speziellen organischen Substanz in ihnen – Lignin. Verholzte Zellen hören entweder ganz auf zu wachsen oder nehmen in viel geringerem Maße an Größe zu als Zellen mit Zellulosemembranen.

Zellulose liegt in der Zellwand in Form von Fasern vor, die Mikrofibrillen genannt werden. Die Zwischenräume zwischen den Mikrofibrillen sind hauptsächlich mit Lignin, Hemizellulose und gebundener Feuchtigkeit gefüllt.

Während des Wachstums verdicken sich die Zellmembranen und hinterlassen unverdickte Bereiche, sogenannte Poren. Die Poren dienen dazu, Wasser und gelöste Nährstoffe von einer Zelle zur anderen zu leiten.

Arten von Holzzellen

Die Zellen, aus denen Holz besteht, variieren in Form und Größe. Es gibt zwei Haupttypen von Zellen: Zellen mit einer Faserlänge von 0,5–3 mm, einem Durchmesser von 0,01–0,05 mm, mit spitzen Enden – prosenchymal und Zellen kleinerer Größe, die wie ein facettenreiches Prisma mit ungefähr derselben Seite aussehen Größen (0,01 -0,1 mm), - parenchymal.

Parenchymzellen dienen der Einlagerung von Reservenährstoffen. In diesen Zellen werden organische Nährstoffe in Form von Stärke, Fetten und anderen Substanzen angesammelt und bis zum Frühjahr gespeichert. Im Frühjahr werden sie zur Baumkrone geschickt, um dort Blätter zu bilden. Reihen von Parenchymzellen liegen radial um den Baum herum und sind Teil der Markstrahlen. Ihr Anteil am Gesamtholzvolumen ist unbedeutend: bei Nadelholzarten 1-2 %, bei Laubholzarten - 2-15 %

Der Großteil des Holzes aller Arten besteht aus prosenchymalen Zellen, die je nach ihren lebenswichtigen Funktionen in leitende und unterstützende oder mechanische Zellen unterteilt werden. Leitende Zellen in einem wachsenden Baum dienen dazu, Wasser mit Lösungen mineralischer Substanzen aus dem Boden in die Krone zu leiten; Stützende sorgen für die mechanische Festigkeit des Holzes.

Holzstoffe

Zellen gleicher Struktur, die die gleichen Funktionen erfüllen, bilden Holzgewebe. Je nach Zweck und Art der Zellen, aus denen die Gewebe bestehen, werden sie unterschieden: Speichergewebe, leitfähiges Gewebe, mechanisches Gewebe (Stützgewebe) und Hautgewebe.

Speichergewebe (Abb. 7 a, b) bestehen aus kurzen Speicherzellen und dienen der Anreicherung und Speicherung von Nährstoffen. Speichergewebe findet man im Stamm und in den Wurzeln.

Leitfähige Gewebe bestehen aus länglichen dünnwandigen Zellen (Abb. 7 c) (Gefäßen, Röhren), durch die von den Wurzeln aufgenommene Feuchtigkeit zu den Blättern gelangt. Die Länge der Gefäße beträgt durchschnittlich etwa 100 mm; Bei einigen Arten, zum Beispiel Eiche, erreichen die Gefäße eine Länge von 2-3 m. Der Durchmesser der Gefäße reicht von Hundertstel Millimetern (bei Rassen mit kleinen Gefäßen) bis zu 0,5 mm (bei Rassen mit großen Gefäßen).

Im Rumpf befinden sich mechanische Gewebe (Stützgewebe) (Abb. 7 d). Diese Stoffe verleihen dem wachsenden Baum Stabilität. Je mehr dieses Gewebe vorhanden ist, desto dichter, härter und fester ist das Holz. Mechanische Gewebe werden libriform genannt.

Integumentäre Gewebe befinden sich in der Kortikalis und spielen eine schützende Rolle.

Struktur aus Nadelholz

Nadelholz zeichnet sich durch seine vergleichsweise einfache und regelmäßige Struktur aus. Sein Großteil (90–95 %) besteht aus länglichen Zellen, die in radialen Reihen mit schräg geschnittenen Enden angeordnet sind und Tracheiden genannt werden. Die Wände von Tracheiden haben Poren, durch die sie mit benachbarten Zellen kommunizieren. Innerhalb der Jahresschicht werden frühe und späte Tracheiden unterschieden. Es bilden sich frühe Tracheiden (Abb. 7e). im zeitigen Frühjahr und zu Beginn des Sommers haben sie dünne Schalen mit Poren, weiten Hohlräumen und dienen der Leitung von Wasser mit gelösten Mineralien. Bei frühen Tracheiden ist die Größe in radialer Richtung größer als in tangentialer Richtung. Die Enden früher Tracheiden sind abgerundet.

Späte Tracheiden bilden sich am Ende des Sommers, haben enge Hohlräume und dicke Zellmembranen und erfüllen daher eine mechanische Funktion, indem sie dem Holz Festigkeit verleihen. Die Größe in radialer Richtung ist kleiner als in tangentialer Richtung.

Die Anzahl der Poren an den Wänden früher Tracheiden ist etwa dreimal größer als an den Wänden späterer Tracheiden. Tracheiden sind tote Zellen. Im Stamm eines wachsenden Baumes enthält nur die neu gebildete Jahresschicht lebende Tracheiden.

Die Markstrahlen von Nadelbäumen sind schmal, mit bloßem Auge kaum oder gar nicht erkennbar. Sie bestehen überwiegend aus Parenchymzellen.
Harzkanäle sind ein strukturelles Merkmal von Nadelholz. Es handelt sich um Zellen, die Harz produzieren und speichern. Bei manchen Arten gibt es nur voneinander getrennte Harzzellen (Tanne, Eibe, Wacholder), bei anderen Arten sind die Harzzellen zu einem System verbunden und bilden Harzgänge (Kiefer, Fichte, Lärche, Zeder). Es gibt horizontale und vertikale Harzkanäle, die zusammen ein einziges System kommunizierender Kanäle bilden. Horizontale Harzkanäle verlaufen entlang der Kernstrahlen und sind auf einem tangentialen Abschnitt des Stammes deutlich sichtbar.

Die mikroskopische Struktur von Nadelholz ist in Abb. dargestellt. 8a.

Holzparenchym bei Nadelbäumen ist nicht weit verbreitet und besteht aus einzelnen Parenchymzellen, die sich über die Länge des Stammes erstrecken, oder Zellen, die entlang der Stammachse verlaufen. Eibe und Kiefer besitzen kein Holzparenchym.

Struktur aus Hartholz

Im Vergleich zu Nadelbäumen weisen Laubbäume eine komplexere Struktur auf (Abb. 8 b). Das Hauptvolumen von Hartholz besteht aus Gefäßen und Gefäßtracheiden, libriformen Fasern und Parenchymzellen.

Gefäße sind ein Zellsystem, das in einem wachsenden Baum dazu dient, Wasser mit darin gelösten Mineralien von den Wurzeln zu den Blättern zu leiten. Wasser aus den Gefäßen gelangt durch die Poren in den Seitenwänden der Gefäße zu benachbarten lebenden Zellen.

Libriforme Fasern (siehe Abb. 8 b) sind die häufigsten Zellen von Laubholz und machen deren Hauptmasse aus (bis zu 76 %). Der Großteil des Holzes besteht aus Holzparenchymzellen. Diese Zellen können in vertikalen Reihen, sogenannten Strängen aus Holzparenchym, gesammelt werden. Libriforme Fasern sind lange Zellen mit spitzen Enden, dicken Membranen und engen Hohlräumen. Die Wände libriformer Fasern sind immer verholzt und weisen schmale Kanäle – schlitzartige Poren – auf. Die Länge der libriformen Fasern liegt im Bereich von 0,3–2 mm und die Dicke beträgt 0,02–0,005 mm. Libriform-Fasern sind die stärksten Elemente von Hartholz und erfüllen mechanische Funktionen.

Die Größe und das quantitative Verhältnis der verschiedenen Zellen, aus denen Holz besteht, können auch bei derselben Holzart je nach Alter und Wachstumsbedingungen des Baumes variieren.

Parenchymzellen, die im Laubholz Speicherfunktionen übernehmen, bilden hauptsächlich Markstrahlen.

Die Markstrahlen von Laubbäumen sind stärker entwickelt als die von Nadelbäumen. Die Breite der Markstrahlen kann schmal und einreihig sein und aus einer Reihe von Zellen bestehen, die entlang des Radius verlängert sind. In der Höhe bestehen die Markstrahlen aus mehreren Dutzend Zellreihen (bei Eiche und Buche bis zu 100 und mehr). Auf einem Tangentialschnitt werden einreihige Strahlen als vertikale Zellkette dargestellt; mehrreihige Strahlen sind linsenförmig.

Laubbäume werfen für den Winter ihre Blätter ab und benötigen große Mengen an Reservenährstoffen, daher enthält das Holz von Laubbäumen mehr holzige Parenchymzellen.

Der Einfluss der Holzstruktur auf seine physikalischen und mechanischen Eigenschaften

Die Feinstruktur der Zellmembran hat wesentlichen Einfluss auf die Eigenschaften von Holz. Eine Verringerung der Menge an gebundener Feuchtigkeit führt zu einer Verringerung der Abstände zwischen den Mikrofibrillen, was die Adhäsionskräfte zwischen ihnen und den Gehalt an festem Zellstoff pro Volumeneinheit erhöht. All dies führt zu einer Verbesserung der mechanischen Eigenschaften von Holz. Im Gegenteil: Mit zunehmender Menge an gebundener Feuchtigkeit wandern die Mikrofibrillen auseinander, wodurch sich die mechanischen Eigenschaften des Holzes verschlechtern.
Mikrofibrillen befinden sich überwiegend entlang der Längsachse der Zelle. Dies bestimmt die größere mechanische Festigkeit des Holzes entlang der Faserrichtung.

Auch die Abmessungen einzelner anatomischer Elemente beeinflussen die physikalischen und mechanischen Eigenschaften von Holz. Da späte Tracheiden eine größere Wandstärke aufweisen, führt ein zunehmender Gehalt an libriformen Fasern, insbesondere bei solchen mit dicken Wänden, zu besseren mechanischen Eigenschaften.

Merkmale der mikroskopischen Struktur von Laub- und Nadelholz bestimmen den Unterschied in ihren Eigenschaften. Die Maserung von Nadelholz ist gerade. Daher weisen Nadelholzarten bei gleicher Dichte höhere Festigkeitswerte auf. Hartholz hat eine gewisse gewundene Maserung, was zu einer höheren Zähigkeit und einer höheren Scherfestigkeit entlang der Maserung führt. Das Holz ringförmiger Laubbaumarten lässt sich besser biegen, da das Frühholz Gefäße enthält, die eine Verdichtung des Holzes ohne Zerstörung ermöglichen.

Wer Bus- oder Trolleybusfahrer werden möchte, muss sich mit der Personenbeförderung auskennen. In der Online-Verkehrsordnung 2015 werden diese Informationen in Form eines etwa 20-minütigen Videos dargestellt.