Secțiune transversală a unui trunchi de copac. Structura și proprietățile lemnului

Un copac este format din trei părți: coroana, trunchiul și rădăcinile. Fiecare parte își îndeplinește funcția și are propria sa aplicație industrială.

coroană este format din ramuri cu frunze sau ace. Frunzișul și acele primesc nutrienți prin ramuri, trunchi și rădăcini din sol. La rândul lor, sub influența luminii solare și a aerului, în frunze și ace se formează substanțe necesare vieții unui copac. În plus, frunzele și acele eliberează excesul de umiditate din sol.

Utilizarea industrială a coroanei este mică. Făină de vitamine (un produs valoros pentru animale și păsări de curte), medicamentele se obțin din frunze și ace, iar din ramuri se obțin așchii tehnologice pentru producția de carton și plăci de fibre.

Trompă ridică coroana mai aproape de lumina soarelui. Furnizează minerale dizolvate în apă către coroană (curent ascendent), organice - la rădăcini (curent descendent); stochează substanțele nutritive. Se numește partea superioară, subțire a trunchiului Fă-oNoe, partea inferioară groasă fundul

Trunchiul este principalul material pentru lucrări de tâmplărie și construcții.

Orez. 1. Arbore, componente: / - rădăcini; 2- trompă; 3- coroană

Rădăcini sunt una dintre părțile importante ale copacului. De la rădăcina principală, mare, cele mici pleacă în lateral. In afara de asta, sistemul rădăcină sforăie stoc nutriențiși ține copacul drept.

Rădăcinile sunt folosite ca combustibil de mâna a doua. Butucul și rădăcinile mari de pin, la ceva timp după smulgere, servesc drept materii prime pentru producția de colofoniu și terebentină.

Structura lemnului. Tăieturi principale ale portbagajului

Dacă trunchiul este tăiat transversal, atunci la sfârșit îi puteți vedea structura. Învelișul exterior al unui copac se numește latra. Tipul și culoarea scoarței depind de vârsta și tipul copacului. Scoarța multor specii de copaci are multe utilizări practice. Substanțele chimice folosite în medicină sunt extrase din scoarță. Scoarța are două straturi: extern (pluta), care protejează arborele de diverse daune și intern (bast), prin care curg sucuri hrănitoare de la coroană la rădăcini. Bast, frânghiile sunt făcute din bast.

Se urmărește scoarța cambium- un strat care asigura cresterea unui copac. Cambiumul preia substanțe nutritive din liben și produce material din acestea pentru construcția lemnului și a scoarței. Materialul din care se obține lemnul se depune în fiecare an sub formă de inele. Numărarea inelelor anuale fundul(adiacent părții de rădăcină a copacului), puteți determina cât de vechi este copacul. Când tăiați un copac, inelele de creștere sunt vizibile ca dungi și formează un model frumos numit textură.

Se numește partea de lemn formată din celule vii alburn. Este format din arbori tineri de toate speciile. Alburnul este întotdeauna vopsit în tonuri mai deschise decât lemnul din jur. Într-un copac în creștere, conduce apa cu minerale de la rădăcini până la coroană. Alburnul trece cu ușurință prin apă, este mai puțin rezistent la descompunere decât alte straturi, prin urmare, ar trebui utilizat într-o măsură limitată pentru fabricarea de containere pentru mărfuri lichide.

Din moarte se formează celule de lemn nucleu. Moartea apare din cauza blocării căilor navigabile, a depozitelor de taninuri, coloranți, rășini, carbonat de calciu. Acest lucru schimbă culoarea lemnului, masa și proprietățile mecanice ale acestuia. Miezul este partea cea mai puternică a copacului, principalul material pentru construcții și tâmplărie.

Adiacent miezului miez- partea centrală îngustă a trunchiului, țesut lax. Pe secțiunea transversală a trunchiului, arată ca o pată întunecată de 2-5 mm în diametru, pe secțiunea radială arată ca o bandă îngustă întunecată dreaptă sau șerpuitoare.

Din nucleu diverg în direcții diferite razele centrale.Într-un copac în creștere, razele de bază servesc pentru a conduce apa cu nutrienți în interiorul trunchiului și pentru a le stoca. Razele centrale sunt prezente la toate rasele, dar doar câteva sunt vizibile. Razele centrale pot fi foarte aproape invizibil cu ochiul liber

Tăieri principale trompă: transversal, trecând perpendicular pe axa trunchiului și pe direcția fibrelor și formând capătul plan;radial(longitudinal), trecând prin miezul trunchiului în direcție radială de-a lungul fibrelor lemnoase; tangentă-talpy(longitudinal), trecând la o oarecare distanță de miez.

Orez. 6. Secţiunile principale ale trunchiului: / - transversale; 2- radial; 3~ tan-gental

celulele și țesuturile vegetale. Folosind microscoape ușoare (fotonice) convenționale și microscoape electronice mult mai puternice - transmisie (TEM) și scanare (SEM), puteți detecta detalii fine ale structurii lemnului și a scoarței.

Microscoapele electronice cu scanare oferă o imagine tridimensională. Cu ajutorul unui microscop cu lumină, s-a constatat că toate plantele constau din celule de diferite forme, iar fiecare celulă este formată dintr-o coajă și conținut viu - un protoplast.

Toate tipurile de celule vegetale în formă pot fi împărțite în două grupe principale: parenchimatoase și prosenchimale. Parenchimatoase(din lat. par - egal și gr. enchyma - turnat) celulele au formă rotundă sau poliedrică cu aproximativ aceeași dimensiune în trei direcții (0,01-0,1 mm), membranele celulare sunt de obicei subțiri. Prosenchimală(de la gr. pros - spre -) celulele au o formă puternic alungită, asemănătoare fibrei (diametrul unor astfel de celule este de 0,01-0,05 mm, lungimea este de 0,5-3, uneori până la 8 mm) și adesea membrane îngroșate. Lemnul unui copac în creștere constă în principal din celule moarte și doar o parte din celule (parenchim) păstrează un protoplast viu.

Se formează o colecție de celule cu aceeași structură, care îndeplinesc aceleași funcții tesaturi. Într-un arbore în creștere sunt prezentate următoarele tipuri de țesuturi: 1) tegumentare, situate pe însăși suprafața plantei; 2) mecanic, dând rezistență corpului plantei; 3) conductiv, care servește la conducerea apei cu nutrienți dizolvați în ea; 4) depozitare, care sunt depozite de nutrienți de rezervă (zaharuri, amidon etc.); 5) educațional, a cărui funcție este formarea de noi celule prin diviziune repetată; 6) asimilare, asimilarea dioxidului de carbon în procesul de fotosinteză.

Țesutul de asimilare atinge cea mai mare dezvoltare în frunze. Lemnul include țesuturi conductoare, mecanice și de depozitare, în scoarță le unește un țesut tegumentar; între lemn și scoarță este un strat subțire de țesut educațional - cambium.

Celulele cambiului în timpul perioadei de activitate sunt extinse în direcția razei trunchiului și sunt împărțite prin pereți tangențiali. În acest caz, una dintre celulele nou formate rămâne cambială, iar cealaltă, după încă una sau două diviziuni, devine o celulă de lemn sau scoarță. Celulele sunt depuse de 4-6 ori mai des în direcția lemnului decât în ​​direcția scoarței, astfel încât în ​​trunchi este mai mult lemn decât liban.

În lemnul format există spații goale sau spații umplute cu diverse substanțe între colțurile rotunjite ale celulelor - spatii intercelulare.

Lemnul tăiat este format din celule cu un protoplast mort, adică din unele membrane celulare, prin urmare, studiind proprietățile lemnului ca material, Atentie speciala se referă la structura peretelui celular. În anatomia tehnică a lemnului, învelișul unei celule adulte complet formate este denumit în mod obișnuit perete celular.

Principala substanță care alcătuiește peretele celular este celuloză(din lat. cellula - celula). Este un polimer de carbohidrați cu o moleculă cu lanț lung. Cea mai mică, dar deja distinsă cu un microscop electronic, formație structurală - fibrilă elementară(lat. fibra - fibra) - este un pachet de macromolecule de celuloza. În medie, diametrul condiționat al unei fibrile elementare este de 3,5 nm, deși conform unor date poate ajunge până la 10 nm. O fibrilă elementară conține aproximativ 30-40 de molecule de celuloză. Fibrilele elementare includ zone cu aranjament ordonat (zone cristaline) și aleator (zone amorfe) a moleculelor de celuloză.

Se numesc elemente structurale, a căror aranjare diferită creează o structură stratificată a peretelui celular microfibrile. Aceste formațiuni asemănătoare unei panglici au o grosime de 5–10 nm, o lățime de 10–30 nm, o lungime de câțiva micrometri și includ fibrile elementare.

Uneori sunt izolate formațiuni structurale mai mari, care sunt vizibile într-un microscop cu lumină convențională. Acestea sunt așa-numitele macrofibrile, sau pur și simplu fibrile având dimensiuni transversale de aproximativ 400 nm sau mai mult.

Structura stratificată a peretelui celular poate fi observată folosind un microscop cu lumină convențională, dar o înțelegere mai detaliată a structurii peretelui celular este oferită de un microscop electronic. Cu ajutorul SEM, se poate privi în cavitatea celulei și, în același timp, pe secțiunile transversale și longitudinale, se poate convinge de complexitatea structurii pereților celulari. Spațiile dintre microfibrilele de celuloză sunt umplute cu un polimer non-carbohidrat lignină(din lat. lignum - arbore), precum și hemicelulozelor- substante apropiate de celuloza, dar cu lungime moleculara mai mica.

Dacă lignina și hemicelulozele sunt îndepărtate chimic din lemn, atunci structura microfibrilă a peretelui celular, adică cadrul celulozei, poate fi dezvăluită.

Schema structurii peretelui celular. La fiecare „etapă” a acestui model spațial, o parte a peretelui celular care precede acest strat este îndepărtată. Liniile subțiri arată locația microfibrilelor. În partea de jos a modelului placa de mijloc(substanță intercelulară). Grosimea sa variază între 0,5-1,5 microni. Lamina mediană este 60-90% lignină. În plus, conține hemiceluloze și pectine (carbohidrați amorfi), precum și o cantitate mică de minerale.

Înveliș primar are si o grosime mica. In stare naturala, datorita continutului mare de apa, grosimea sa este de 0,1-0,5 microni; în stare uscată - de aproximativ 3 ori mai puțin. Microfibrilele împletite se găsesc în teaca primară.

Nu există date exacte cu privire la conținutul de lignină din membrana primară izolată; în lamina mediană complexă, care include substanța intercelulară, conține aproximativ 70%, celuloză - aproximativ 10%, restul - hemiceluloze și pectină.

coajă secundară de cel puțin 10 ori mai gros decât primarul. Microfibrilele din acesta sunt dispuse spiralat la unghiuri diferite față de axa longitudinală a celulei. Într-un strat exterior subțire (grosimea acestuia este aproximativ aceeași cu cea a învelișului), microfibrilele sunt plasate la un unghi mare față de axa celulei. În cel mai puternic strat mijlociu, microfibrilele sunt dispuse sub formă de spirale cu un unghi de înclinare foarte mic (5-15°).

În stratul interior, a cărui grosime este de 0,1-0,2 μm, fibrilele sunt dispuse în spirale blânde cu un unghi de înclinare de 50-90°. Într-un număr de rase, stratul din partea laterală a cavității celulare este acoperit cu o membrană de căptușeală subțire, care constă dintr-o membrană și formațiuni tuberculate. Acest shell se numește strat negru.

Învelișul, care constă în principal din celuloză și o parte din hemiceluloză, conține mai puțină lignină decât învelișul primar. Există și apă între microfibrile. Practic nu există capilare în pereții celulari absolut uscați. Microfibrilele sunt orientate predominant de-a lungul axei lungi a celulei, mai degrabă decât peste.

Învelișul secundar are adâncituri - pori simpli și mărginiți. De obicei, luați în considerare o pereche de pori în celulele învecinate. Între cavitățile porilor se află o membrană permeabilă formată din substanța intercelulară și membranele primare. Dacă învelișul secundar atârnă peste cavitatea porului sub formă de boltă, atunci porul se numește franjuri, în lipsa unui set, se numește timpul simplu. Uneori există pori semi-mărginiți cu o boltă în teaca uneia dintre cele două celule adiacente.

În centrul membranei în porii mărginiți de lemn conifere există o îngroșare impenetrabilă a formei celei mai diverse - torus. Există pori cu o fantă de intrare.

Structura lemnului de conifere. În acest grup de specii, lemnul este format dintr-un set limitat de elemente anatomice organizate într-o structură destul de ordonată. După cum se poate observa din schema volumetrică, lemnul unei specii tipice de conifere - pinul - este format din două sisteme interpenetrante de celule situate de-a lungul și peste axa trunchiului.

Funcțiile conductoare și mecanice sunt îndeplinite de celulele prosenchimale cu un protoplast mort - traheide, care sunt situate în principal vertical într-un copac în creștere. Ocupă peste 90% din volumul lemnului. Funcția de stocare este îndeplinită de celulele parenchimatoase vii.

traheidele. Toate coniferele traheidele(din gr. traheia - trahee si eidos - vedere) au forma unor fibre puternic alungite cu peretii lignificati si capete oblice. Pe secțiune transversală, la majoritatea speciilor, ele sunt apropiate ca formă de dreptunghiuri (uneori pătrate), iar în zada, de cinci sau hexagoane. Traheidele sunt colectate în rânduri radiale. În fiecare rând, traheidele cu cavitate mari, cu pereți relativ subțiri, sunt înlocuite cu traheide caracterizate prin cavități mici și pereți groși. Primele dintre aceste celule se formează la începutul sezonului de creștere și se numesc traheide timpurii. Ele îndeplinesc în principal o funcție conductivă. Al doilea - traheidele târzii - joacă rolul de elemente predominant mecanice. La zada, dimensiunea radială a traheidelor timpurii este în medie de 52 µm, iar cea a traheidelor târzii este de 22 µm; pin, respectiv, 40 și respectiv 20 microni. Dimensiunea tangențială a traheidelor din aceste roci este de aproximativ 30 µm. Lungimea traheidelor la zada este în medie de 2,6 mm, la pin de 2,8 mm, iar la molid de la 2,6 la 5 mm.

În traheidele timpurii, pe pereții radiali, în special la capete, există mulți (70-90) pori largi mărginiți cu găuri rotunjite. În traheidele târzii, porii sunt localizați nu numai pe radial, ci uneori și pe pereții tangențiali. Diametrul porilor mărginiți diferite rase variază de la 8 la 31 de microni, iar diametrul găurii este de la 4 la 8 microni.

În porii mărginiți, membrana se abate uneori de la poziția centrală și torul închide deschiderea porului. Numărul de astfel de pori închiși, prin care pătrunderea lichidelor este dificilă, în traheidele timpurii ale miezului (lemnul copt) al arborilor în creștere este mult mai mare decât în ​​traheidele târzii. V. A. Basenov, V. E. Moskaleva, E. V. Kharuk au descoperit că în lemnul uscat nu există diferențe semnificative în poziția torusului în traheidele miezului și alburnului.

Celulele parenchimatoase. Aceste celule din lemnul copacilor de conifere sunt în principal parte din razele de bază (parenchim de lemn de rază), și, de asemenea, însoțesc odele rășinoase și sunt sub formă de parenchim lemnos axial. Spre deosebire de traheide, celulele parenchimatoase dintr-un copac sunt vii.

Grinzile de miez din conifere, așa cum sa menționat mai sus, ocupă în medie 5-8% din volumul total de lemn; în zada, vărsarea ace iarna, - 10%. În secțiune transversală, razele medulare constau dintr-un singur rând de celule parenchimatoase și nu aparțin categoriei razelor foarte înguste care nu sunt vizibile cu ochiul liber.

Într-o secțiune radială, razele medulare în înălțime constau din mai multe rânduri de celule parenchimatoase cu pori simpli. La zada, pin, cedru și molid, razele de miez sunt eterogene: traheidele orizontale (razele) cu pori mărginiți mici sunt situate de-a lungul marginilor lor superioare și inferioare. Traheidele orizontale și verticale dintr-un copac în creștere sunt elemente moarte. La brad, ienupăr și tisă sunt omogene, sunt formate doar din celule parenchimatoase.

Celulele parenchimatoase ale razelor medulare de pin au câte una, iar cele de cedru au doi pori mari simpli (terminali); În pin, cedru, zada și molid se găsesc adesea raze medulare care, pe o secțiune tangenţială în partea de mijloc, au mai multe celule parenchimatoase în lățime. Canalele orizontale de rășină trec prin astfel de raze de miez.

Razele de bază dintr-un copac în creștere nu numai că stochează nutrienți de rezervă în timpul perioadei de repaus, ci și soluții.

pasaje de rășină formează un singur sistem purtător de rășină, constând din treceri verticale și orizontale care se intersectează. În canalele verticale de rășină, stratul interior este format din celule epiteliale care secretă rășină. Aceste celule care căptușesc cavitatea tractului sunt urmate de un strat de celule moarte goale, iar în exterior există un strat de celule vii ale parenchimului însoțitor. Canalele orizontale de rășină circulă în razele medulare și, prin urmare, constau numai din celule epiteliale și un strat de celule moarte. Celulele epiteliale au membrane subțiri și arată ca niște bule care ies în canal. Dacă conducta este umplută cu rășină, celulele de căptușeală devin plate din cauza presiunii ridicate și sunt presate pe pereții conductei.

Dimensiunea cavității cursului vertical în direcția tangențială corespunde cu aproximativ patru traheide. În canalele orizontale de rășină, al căror diametru este de 2,5-3 ori mai mic decât cele verticale, există celule epiteliale mai mici.

Parenchim lemnos axial găsit în foarte în număr mare la toate coniferele (cu excepția pinului și a tisului) sub formă de celule unice sau fire de celule parenchimatoase alungite de-a lungul axei trunchiului. Pe secțiuni longitudinale, celulele parenchimului lemnos au formă dreptunghiulară, lungimea lor este de 3-4 ori mai mare decât lățimea lor.

structura din lemn lemn de esenta tare . Lemnul de esență tare, spre deosebire de conifere, este format dintr-un set mai mare de elemente anatomice de bază și formele lor de tranziție, dispuse într-o manieră mai puțin ordonată. Funcția conductivă în lemn de esență tare este îndeplinită de vase și traheide (vasculare, precum și fibroase); mecanice - fibre libriforme și (sau) traheide fibroase, stocare - celule parenchimatoase.

Vasele. Aceste elemente anatomice ocupă o parte destul de mare din volumul trunchiului; la diferite rase, variază de la 10 la 55%. Vasele sunt tuburi lungi verticale segmente- celule scurte separate cu cavități largi și pereți subțiri.

Potrivit L. M. Perelygin, la rasele inelare-vasculare, în zona timpurie există vase cu diametrul de 200-400 microni cu segmente lungi de 230-390 microni; în zona târzie, dimensiunile vaselor și segmentelor sunt de 16-40 și, respectiv, 270-580 microni.

Pereții laterali inferiori și superiori sau oblici ai acestor celule sunt parțial sau complet distruși. În acest caz, se formează perforații simple (una sau două găuri rotunde) sau scară (un număr de găuri sub formă de fante).

În vasele mari, formate din segmente scurte cilindrice sau în formă de butoi, perforațiile sunt simple, sunt situate pe pereții transversali. În vasele mici cu segmente lungi, perforațiile sunt situate pe pereții laterali și sunt în formă de scară. Majoritatea speciilor se caracterizează prin prezența unor perforații simple, în timp ce unele specii (mesteacăn, arin, cimiș) au doar perforații pentru scări. Vasele de fag și sicomor au perforații de ambele tipuri.

Pereții vaselor la unele rase (tei, arțar etc.) au îngroșări spiralate.

Porii mărginiți, care sunt prezenți și pe pereții vaselor de sânge, sunt aranjați într-o anumită ordine. Cel mai adesea formează rânduri diagonale - o altă porozitate, mai rar - rânduri orizontale scurte. Porii mărginiți din vase diferă de cei din traheidele conifere prin faptul că sunt mai mici și lipsiți de torus. Vasele comunică între ele prin pori mărginiți, iar cu celulele parenchimatoase adiacente - prin pori semi-căptușiți.

Datorită contactelor terminale și intermediare ale vaselor, se creează un singur sistem de alimentare cu apă ramificat spațial. Vasele sunt oprite din acest sistem, în care excrescente de celule parenchimatoase situate orizontal ies prin porii franjuri - casele(din gr. tylh's - balonare). Aceste formațiuni asemănătoare sacului cu cochilii lignificate înfundă de obicei vasele în timpul formării miezului de salcâm, nuc, stejar, frasin etc. Uneori, tills apar și în alburn.

Traheide vasculare. Aceste elemente sunt o formă de tranziție între traheide și vase tipice. Prin forma, dimensiunea, aranjarea porilor și prezența îngroșărilor spiralate la unele rase, seamănă cu segmente de vase mici. Există relativ puține traheide vasculare în trunchi.

Fibre libriforme. Principalul țesut mecanic - libriform - în multe lemn de esență tare ocupă cea mai mare parte a volumului lemnului trunchiului. Conținutul de libriform în diferite rase variază de la 35 la 75%. Fibrele libriforme (din latină libri - bast și forma - vedere) sunt celule prosenchimale tipice alungite, cu capete ascuțite, cavități înguste și pereți puternici echipați cu pori simpli ca fante. Porii sunt localizați la un unghi față de axa lungă, numărul lor este mic. Capetele fibrelor pot fi netede, zimtate sau ramificate.

Fibrele libriforme (fibrele de lemn) sunt mult mai mici decât elementele mecanice ale coniferelor - traheidele târzii. Diametrul lor este de 12-19 microni, lungimea este de 1-1,3 mm. Grosimea pereților fibrelor libriforme din rocile dure (carpen, fag etc.) este mult mai mare decât la cele moi (tei, salcie etc.).

Traheide fibroase. Aceste elemente, ca și fibrele de libriform, au pereți groși și cavități mici, dar porii traheidelor fibroase sunt mărginiți.

Uneori, în lemn de esență tare există așa-numitele fibre gelatinizate. În aceste fibre, la stratul interior al peretelui celular se adaugă un strat gelatinizat cu un conținut foarte scăzut de lignină sau îl poate înlocui complet și, uneori, două straturi.

Celulele parenchimatoase. La lemnele de esență tare domestice, care își pierd frunzele pentru iarnă, volumul rezervelor de substanțe de rezervă (celule parenchimatoase) este mai mare decât cel al coniferelor. Celulele parenchimatoase ocupă de la 8 până la 40% din volumul lemnului trunchiului. Ele formează un singur sistem de celule orientate orizontal (razele centrale) și celule orientate vertical (parenchim lemnos axial).

În lățime, razele de miez ale lemnului de esență tare au de la unul (frasin) la câteva zeci de rânduri de celule (raze late de stejar), iar în înălțime - de la mai multe rânduri (cifis) la câteva zeci sau chiar sute de rânduri de celule (stejar). Pe o secțiune tangențială, razele de miez cu un singur rând (în lățime) arată ca un lanț vertical de celule, iar cele cu mai multe rânduri arată ca un fus. La unele rase, celulele rândurilor superioare și inferioare (marginale) nu sunt alungite de-a lungul, ci peste grinda și sunt numite în picioare; astfel de raze sunt numite eterogene (spre deosebire de omogene, în care toate celulele au aceeași formă).

Unele lemn de esență tare (carpen, arin, alun), așa cum s-a menționat deja, au raze de miez false late, constând din raze înguste distanțate strâns unele de altele.

În razele de bază ale tropicale și unele rase banda de mijloc(fistic) sunt pasaje de gumă care conțin polizaharide solubile în apă și alte substanțe.

Deși parenchimul lemnos ocupă un volum mult mai mic decât razele de bază, la unele specii el reprezintă câteva procente din volumul total al lemnului. Mai frecvente sunt așa-numitele fire de parenchim lemnos, care sunt rânduri verticale de celule cu pori simpli. Cavitățile celulelor cordonului sunt umplute cu conținut. Parenchimul fuziform este mai rar întâlnit (la mesteacăn, tei, ulm etc.). Celulele parenchimatoase fusiforme sunt de obicei lipsite de conținut, deci sunt mai greu de detectat printre fibrele libriforme cu pereți subțiri și traheidele cu cavitate mare.

Pe secțiunea transversală, locația parenchimului lemnos este diferită. Într-un număr de rase, nu este asociat cu locația vaselor (de exemplu, în mesteacăn, fag, stejar), în altele (de exemplu, frasin, curmal), parenchimul este grupat lângă vase.

În funcție de structura microscopică a lemnului, folosind determinanții disponibili, este posibil să se stabilească rasa mai precis decât după aspect.

Microstructura miezului și a scoarței. Structura tuturor părților trunchiului poate fi reprezentată luând în considerare secțiunea transversală a tulpinii lăstarilor. Miezul situat în centru ia naștere din țesutul educațional apical supracrescut și este format din celule parenchimatoase de formă rotunjită sau multifațetată, cu cavități mari și pereți subțiri cu pori simpli largi. În jurul miezului se află lăstarul format în primul an de viață. lemn primar, care constă din celule mici, dens conectate cu pereți groși. La o vârstă fragedă, celulele de bază ale coniferelor conțin amidon și rășină; în trunchiurile copacilor bătrâni, miezul este format din celule moarte umplute cu aer. La speciile de foioase, celulele mici umplute cu conținut maro sunt plasate individual sau în grupuri printre celulele parenchimatoase. Duramenul, împreună cu lemnul primar din jur, este uneori denumit tub de miez.

Lemn reciclat, a cărei microstructură a fost discutată mai sus, este un produs al activității cambiului, care depune nu numai celule lemnoase (xileme), ci și celule bast (floem). Bast este partea interioară a scoarței. În exterior, libenul acoperă cortexul primar, format din celule parenchimatoase mari, printre care se numără canalele verticale de rășină.

De obicei, tulpina lăstarilor este îmbrăcată periderm(din gr. peri - despre si derma - piele). Acest țesut tegumentar, care a înlocuit o piele subțire, include un cambium de plută, care separă celulele de plută spre suprafața tulpinii, iar în interior (uneori) - celulele parenchimatoase.

După cum sa menționat deja, la un copac adult, scoarța are două zone distincte: bast și scoarță.

Lub, ca și lemnul secundar, include elemente anatomice care îndeplinesc funcții conductoare, mecanice și de depozitare. Funcția conductivă în bast este îndeplinită de elementele anatomice ale sitei. Celulele de sită sunt caracteristice coniferelor. Sunt celule lungi înguste, cu capete teșite, asemănătoare traheidelor. La capete și pereții laterali sunt amplasați sub formă de elipse, asemănătoare sitelor, cu numeroase orificii mici. Celulele de sită se închid între ele la capete „se suprapun”, formând rânduri longitudinale.

Tuburile de sită, care sunt țesutul conducător al libenului din lemn de esență tare, seamănă cu vase. Segmentele tuburilor de sită sunt separate prin septuri transversale (uneori oarecum înclinate) cu multe orificii mici, distribuite uniform sau adunate în grupuri. Celulele parenchimatoase însoțitoare se învecinează lateral cu tuburile sită; uneori fiecare segment are mai multe astfel de celule de lungime mai mică.

Ambele tipuri de elemente anatomice de sită de bast (celule de sită și tuburi de sită), spre deosebire de traheide și vase de lemn, au membrane de celuloză nelignificată și un protoplast viu. Elementele de sită funcționează la majoritatea speciilor timp de un sezon și apoi mor, iar la speciile de lemn de esență tare, celulele lor însoțitoare mor simultan cu tuburile de sită.

Lățimea celulelor de sită de pin (după I. S. Geles) este de 29-50 microni, lungimea este de 2,5-5,9 mm. Diametrul tuburilor de sită este de 20-30 de microni, lungimea segmentelor este de câteva zecimi de milimetru.

Funcția mecanică în liben este îndeplinită de fibrele de libien și celulele pietroase. Fibre de puf protejați elementele de sită situate printre ele împotriva stoarcerii. Fibrele sunt asemănătoare fibrelor libriforme, au și pereți groși lignificati cu pori simpli și cavități foarte mici. Speciile de conifere au relativ puține fibre liberiene, în timp ce pinul nu are deloc. Teiul, plopul, salcia și alte lemne de esență tare au o mulțime de ele. Fibrele de tei, care au o grosime de 30-250 de microni și 0,88-1,26 mm lungime, formează șuvițe împletite între ele, acoperind trunchiul sub formă de grilă.

celule stâncoase, având formă de poliedre, este mult mai scurtă, dar de obicei mai lată decât fibrele de liban, uneori au formă ramificată (în brad). Și-au primit numele pentru duritatea pereților, care sunt puternic îngroșați și impregnați cu lignină. Numeroși pori din pereți sunt simpli.

La unele rase, numai celulele pietroase îndeplinesc funcții mecanice în liben (molid, zada, brad, mesteacăn, fag, platani), la alte rase ajută fibrele de liben în aceasta (stejar, salcie, arin, arțar, frasin).

Funcția de stocare în liben este îndeplinită de celulele parenchimului, care, ca și în lemn, formează două sisteme: orizontal (razele libiene) și vertical (parenchimul liberian). Raze bast, traversând arcul în direcția radială, sunt o continuare a razelor de miez. Uneori, de exemplu, la pin, există raze liberiene eterogene, formate din celule parenchimatoase alungite în lungime (culcat) și în înălțime (în picioare). Celulele culcate sunt situate în mijlocul fasciculului, iar celulele în picioare sunt situate la margini. Celulele razelor liberiene au pereți nelignificati. Unele raze pătrund în întregul liben, altele, pornind de la cambium, nu ajung în crustă.

Parenchimul de bast pot fi reprezentate de celule sau catene fuziforme. În anumite perioade ale anului acumulează amidon; devin deosebit de vizibile atunci când conțin rășini sau taninuri. La unele specii (pin) sunt situate în grupuri separate, la altele (tei), împreună cu tuburile de sită, formează straturi tangenţiale (pe o secţiune transversală).

Crustă conține straturi de celule de plută și o secțiune de liben mort. celule de plută au forma de poliedre, oarecum alungite de-a lungul axei tulpinii si turtite in directie radiala. Sunt situate în rânduri radiale foarte dens (fără spații intercelulare), mor la scurt timp după formare. Acest lucru se datorează depunerii în pereții lor a unui special materie organică - suberina. Straturile de suberina alterneaza cu straturi de ceara, ceea ce asigura in principal impermeabilitatea peretilor celulari (nu au pori) pentru apa si gaze. Celulele de plută cu pereți subțiri umplute cu aer au proprietăți bune de izolare termică. Funcțiile de protecție ale scoarței dintr-un copac în creștere se datorează în principal prezenței celulelor de plută în acesta.

La unele specii (mesteacăn, fag), scoarța este reprezentată doar de celule de plută. Astfel de roci se disting printr-o suprafață netedă a scoarței. Schimbul de gaze între mediu și părțile interne ale butoiului se realizează prin linte- Formațiuni structurale cu celule slab distanțate. Pe suprafața albă a trunchiurilor de mesteacăn sunt vizibile clar lenticelele sub formă de benzi transversale înguste întunecate de până la 10-15 cm lungime.

Un strat gros de crustă protejează trunchiul de ardere în timpul incendiilor de pădure. Stejarul de plută și arborele de catifea au o coaja deosebit de groasă, constând în principal din celule de plută. Scoarța acestor copaci (coaja de plută) este tăiată periodic și folosită în scopuri tehnice.

Structura lemnului rădăcină. Țesuturile trunchiului trec treptat în țesuturile rădăcinii, astfel încât nu există o graniță bine definită între trunchi și rădăcină. Structura lemnului de rădăcini mari are multe în comun cu structura lemnului trunchiului. Cea mai mare parte a lemnului de rădăcină de conifere constă și din traheide timpurii și târzii. Aici sunt razele de bază, parenchimul lemnos, există pasaje de rășină.

Cu toate acestea, rădăcinile nu au miez, în centru există lemn primar cu una sau mai multe (la majoritatea speciilor) pasaje de rășină. De obicei, rădăcinile nu formează un nucleu. Limita dintre inelele anuale este mai puțin vizibilă decât în ​​trunchi, iar tranziția de la lemnul timpuriu la cel târziu în fiecare strat anual este mai lină. Acest lucru se datorează absenței fluctuațiilor sezoniere bruște ale temperaturii și umidității mediului (sol).

Traheidele din lemnul secundar al rădăcinii, conform V. E. Vikhrov și L. V. Kostareva, precum și din lemnul trunchiului, sunt aranjate în rânduri radiale regulate. Cu toate acestea, traheidele sunt cavități lungi, mari și pereți subțiri, dotați cu pori mărginiți, care sunt situate nu numai într-unul, ci și în două și uneori în trei rânduri (pin, molid, brad, zada). Porii franjuri se găsesc adesea pe pereții tangențiali ai traheidelor tardive și timpurii (cu excepția ienupărului).

Razele miezului din lemnul rădăcinilor sunt mai largi și mai dense decât în ​​lemnul trunchiului. În rădăcinile de molid, zada și pin, există raze medulare fără traheide orizontale. La brad, razele medulare au celule parenchimatoase marginale, puternic alungite de-a lungul razei, cu pereții exteriori arcuați. Canalele de rășină din lemnul rădăcinilor sunt înconjurate de un număr mare de celule ale parenchimului însoțitor, care formează curele continue sau grupuri unilaterale. Lemnul din rădăcină are o densitate și o rezistență mai scăzută decât lemnul din trunchi.

La speciile de foioase, vasele sunt puternic dezvoltate în lemnul rădăcinilor. Conform studiilor lui V. E. Vikhrov și S. A. Tumanyan, nu există miez în rădăcinile laterale mari ale stejarului, lemnul este difuz vascular, straturile anuale sunt înguste și slab vizibile, nu există nicio diferență între lemnul timpuriu și cel târziu. Pe lângă razele de miez largi și înguste, există și razele false late. Lemnul rădăcinilor de stejar conține o cantitate mare de parenchim lemnos, ale cărui celule sunt mai mari decât cele ale trunchiului. Celulele parenchimatoase, traheidele și vasele sunt situate în partea centrală a rădăcinilor de stejar; nu există miez, format doar din celule parenchimatoase, în rădăcini.

Studiile lui L. A. Lebedenko au arătat că la alte specii din această familie (fag, castan) există și diferențe notabile între structura lemnului rădăcinilor și trunchi. În același timp, la mesteacăn și arin, lemnul rădăcinilor diferă puțin ca structură de lemnul trunchiului.

Dacă găsiți o eroare, evidențiați o bucată de text și faceți clic Ctrl+Enter.

Structura macroscopică a lemnului face posibilă studierea structurii la nivelul macrostructurii - vizibilă cu ochiul liber fără utilizarea instrumentelor de mărire și a unui microscop. Toate ramurile care apar pe copac rămân întotdeauna la aceeași înălțime. Arborele crește în înălțime datorită apariției unui lăstar nou în fiecare an. Creșterea diametrului arborelui se produce datorită cambiului - un strat de lemn situat direct sub scoarță și care diferă de restul straturilor prin moliciune. Cambiumul este un țesut educațional care permite creșterea atât în ​​interiorul, cât și în exteriorul copacului. Celulele exterioare formează un bast, ale cărui straturi extreme, pe măsură ce diametrul trunchiului crește, mor și trec în scoarță. Celulele interioare asigură creșterea straturilor de lemn. De asemenea, lemnul moare treptat, formând o bază solidă centrală, iar partea vie a lemnului - alburnul - asigură o creștere suplimentară.

Alburn și duramen

Când studiem macroscopic structura lemnului, observăm că unele tipuri de copaci au o culoare uniformă pe toată lungimea tăieturii, în timp ce altele au straturi mai deschise de lemn în jurul părții centrale de culoare închisă. Partea centrală se numește miez, iar straturile care o înconjoară sunt numite alburn. Există specii de copaci în care partea centrală a trunchiului nu diferă de cea exterioară în culoare, dar conține mai putina apa(vorbim despre un copac viu). Un astfel de lemn se numește copt și denumirea comună specii de arbori cu lemn copt - specii de lemn copt. Rocile cu miez pronunțat se numesc sunet. În plus, există roci, conținutul de apă în părțile centrale și periferice ale cărora este același, ca și culoarea. Astfel de tipuri de lemn sunt denumite în mod obișnuit alburn.

De fapt, fiecare tip de lemn are un miez, doar culoarea închisă nu este inerentă tuturor. De fapt, lemnul matur este miezul copacului și diferă doar prin culoare. Și copacii de acest fel sunt numiți non-nucleari.

În cadrul grupului de roci fără miez se disting soiurile de lemn copt și alburn. În primul, partea periferică a copacului are un conținut de umiditate mai mare decât cea centrală, iar în rocile din a doua varietate, conținutul de umiditate al copacului este același pe secțiunea trunchiului. Arborii de foioase sunt clasificați ca alburn. Partea superioară a copacului conține mai mult alburn. Mai aproape de partea fundului, volumul acestuia scade. Volumul alburnului depinde și de vârsta copacului; odată cu creșterea în vârstă, volumul acestuia scade. Uneori, partea centrală a trunchiului speciilor de lemn fără miez se întunecă. În astfel de cazuri, se numește nucleu fals.

Copacii tineri nu au miez. Se formează în timp, în diferite rase în timp diferit. Deci, la pin când ajunge la 30-35 de ani, iar la stejar - între 8 și 12 ani. Prin urmare, lățimea alburnului din stejar este mai mică decât cea a pinului. Pe măsură ce diametrul trunchiului crește, o parte din alburn trece în miez. Să luăm stejarul ca exemplu. Dacă un copac tânăr are un diametru al trunchiului de 15 cm, atunci volumul duramenului și alburnului este aproximativ același. Când diametrul trunchiului atinge 30 cm, volumul miezului devine mai mare decât volumul alburnului de aproximativ 3-5 ori. Când diametrul este de 60 cm, atunci 90% din volum cade pe miezul copacului.

Dimensiunea alburnului este direct afectată de condițiile în care crește copacul. Stejarii care cresc pe soluri solonetzice au un alburn mai larg decât stejarii care cresc în pădurile de stejar de luncă. În același timp, lățimea alburnului de stejar rămâne aceeași pe toată înălțimea trunchiului, în timp ce la pin și molid, cantitatea de alburn crește în partea superioară a trunchiului. Odată cu vârsta, lățimea alburnului la pini crește. După împlinirea vârstei de o sută de ani, creșterea anuală a lemnului scade și, în consecință, scade și lățimea alburnului.

Alburnul dintr-un copac în creștere are funcția de „conductă de apă” - apa urcă prin el până în partea superioară a trunchiului. În plus, acumulează nutrienții necesari creșterii.

Miezul se formează din cauza morții celulelor vii din lemn, înfundarea canalelor conducătoare de apă, formarea de rășini și carbonat de calciu. Lemnul din zona centrală în sine este impregnat cu taninuri și coloranți și capătă o densitate crescută. În lumina tuturor acestor fenomene, capătă rezistență crescută la microbii putrefactiv.

Lemnul duramenului este foarte dens, datorită căruia este adesea folosit pentru fabricarea recipientelor pentru lichide. Partea de bază datorită acesteia densitate mare este slab impregnat cu antiseptice, pe care trebuie să le cunoașteți atunci când utilizați lemnul în industrie.

Inele anuale (straturi anuale)

Creșterea sezonieră a copacului dă un nou strat de lemn, care se numește inel anual. Inelele concentrice de pe secțiuni transversale ale unui copac pot dezvălui vârsta copacului. Dacă ne imaginăm structura trunchiului ca mai multe conuri plantate unul peste altul, atunci după numărul de inele de pe tăietură (minus doi) se determină câți ani i-a luat copacul să crească la înălțimea acestei tăieturi. Numărul de inele din fund indică vârsta generală a acestuia. Deci, dacă în partea de jos vedem 12 inele, atunci copacul este aprins acest moment 10 ani. Și dacă în partea superioară tăietura este reprezentată de 7 inele, aceasta înseamnă că copacul a crescut la această înălțime timp de 5 ani.

Modelul format din inele anuale depinde de natura tăieturii. Acest lucru poate fi văzut mai clar în secțiunile de conifere. Tăierea radială va fi reprezentată de dungi longitudinale paralele, tăietura transversală va arăta ca niște cercuri concentrice, iar tăietura tangenţială va arăta ca un model cu dungi înfăşurate.

Lățimea inelelor anuale este influențată de tipul copacului, condițiile de creștere a acestuia, vârsta și locul tăierii. Copacii cu creștere lentă produc inele anuale înguste, în timp ce copacii cu creștere rapidă produc inele largi. copac tânăr formează straturi largi anuale, cele vechi - înguste. Desigur, straturile anuale de pe trunchiul principal sunt mai largi decât pe ramuri. Cum conditii mai buneîn care crește arborele, cu atât creșterea anuală a lemnului este mai mare și lățimea stratului anual.

De asemenea, este interesant că, dacă luăm în considerare o secțiune transversală a unui copac, putem observa următorul model: lățimea straturilor anuale de la miez este mică, crește până la un anumit maxim, după care scade din nou.

Aproape de scoarța copacului, straturile anuale au o lățime mică. Astfel, examinând structura unui copac, lățimea și numărul de straturi anuale, se poate chiar imagina cum s-a schimbat clima în timpul creșterii sale. Și cu ajutorul unor calcule simple, puteți determina timpul de fabricație a unui obiect din lemn.

Copacii care cresc în grupuri în aceleași condiții au de obicei aproape formă cilindrică trunchi, cu o uşoară îngustare în vârf. Un exemplu viu în acest sens sunt pinii de navă, înalți și zvelți ca o selecție, toți au aceeași grosime a trunchiului, aproape de la bază până în vârf. Dacă te uiți la un pin care crește singur pe un câmp, atunci trunchiul său are de obicei multe ramuri, coroana este întinsă. Circumscripția bazei unui astfel de pin este mare, iar în partea de sus trunchiul se îngustează brusc. Oamenii de știință numesc un astfel de portbagaj fugar. În acest caz, există adesea o diferență în lățimea inelelor anuale pe părțile opuse ale copacului. Există o schimbare în partea centrală a portbagajului. Pe ramurile laterale, miezul este aproape întotdeauna decalat față de centru, iar tăietura arată mai mult ca o elipsă decât un cerc.

Nu toți copacii sunt secționați transversal ca cercuri concentrice. Există specii de arbori cu straturi anuale ondulate. De exemplu, acestea includ arinul și fagul.

Straturile anuale cresc de la centru spre periferie. Adesea, partea lor interioară are o culoare mai deschisă și o duritate mai mică decât cea exterioară. Acest lucru este vizibil mai ales la conifere. Apa cu substanțe nutritive se ridică de-a lungul părții interioare a straturilor anuale (lemnul timpuriu), iar părțile exterioare (lemnul târzie) conferă copacului rezistență.

razele centrale

Fiecare copac din secțiune are raze de bază - linii luminoase care diverg de la partea de sunet a copacului la scoarță. Ele nu sunt întotdeauna vizibile vizual, dar sunt întotdeauna prezente. Lățimea lor este mică - de la 0,005 la 1 mm (foarte îngust, îngust sau lat). Grinzile largi pot consta de fapt din mai multe grinzi înguste situate una lângă alta.

O secțiune radială a unui copac arată astfel de raze sub formă de pete sau dungi transversale strălucitoare, care formează uneori un model deosebit. Cu cât direcția fasciculului coincide mai mult cu planul tăieturii lemnului, cu atât modelul său vizibil mai lung pe tăietură.

Pe o secțiune tangențială, forma razelor este asemănătoare cu un fus sau cu linte în contur. Înălțimea lor în secțiune depinde de tipul de copac.

În timpul vieții unui copac, razele de bază conduc apa și nutrienții de-a lungul planurilor orizontale. Într-un copac în creștere, razele medulare servesc în principal la conducerea apei și a nutrienților în direcție orizontală și pentru a stoca substanțele nutritive de rezervă iarna.

Fiecare tip de copac are sumă diferită razele centrale. Dacă, pe o secțiune tangențială a unui mesteacăn sau pin, numărăm numărul lor pe o suprafață de 1 centimetru pătrat, vom obține un număr egal cu 3000 sau mai mult. Și dacă numărați în mod similar numărul de raze dintr-un ienupăr, atunci vor fi aproximativ 15 000. Ele sunt foarte înguste și seamănă cu raze asemănătoare părului.

Partea inferioară a trunchiului copacului are un număr foarte mare de raze, pe măsură ce se ridică, numărul lor scade. Adevărat, în zona coroanei numărul lor crește ușor. Parametrii razelor cresc din partea centrală a trunchiului spre periferică, precum și numărul acestora. În cadrul arborilor din aceeași specie, acești indicatori depind de condițiile în care cresc. Speciile de arbori foioase au mai multe raze de miez decât arborii de conifere. În termeni procentuali, la foioase, ponderea acestora este de 15% din volumul lemnului, iar 5-8% - ponderea în volumul de conifere.

Repetări de bază

Pe tăieturi longitudinale copaci de foioase de-a lungul limitelor straturilor anuale pot fi observate liniute, pete sau dungi. Sunt vopsite în culoarea maro închis sau maro și sunt identice ca structură cu structura duramenului. Pentru unele specii, prezența unor astfel de dungi și pete este un semn de diagnostic de încredere atunci când este necesar să se determine tipul de lemn din lemn. Astfel de formațiuni se observă în partea inferioară a trunchiului. La conifere sunt foarte rare.

Vase - conductoare de umiditate și nutrienți

La copacii de foioase, apa este extrasă din sol de rădăcini, iar apoi, prin vase speciale care arată ca niște tuburi obișnuite, este alimentată în restul copacului. Pe o secțiune transversală a unui copac, vasele arată ca niște găuri mici.

Nu există vase în structura arborilor de conifere.

Dimensiunile vaselor variază de la foarte mici, care pot fi văzute doar cu un microscop, până la cele mari vizibile pentru ochiul uman. În același timp, sunt distribuite în principal în regiunea timpurie a straturilor anuale și formează un inel pe tăietură, uneori împrăștiat uniform pe întreaga zonă a stratului anual. Vasele mici se găsesc mai des în grupuri, iar în absența celor mari sunt distribuite uniform pe zonă. Mai aproape de marginea exterioară a stratului anual, numărul și dimensiunea lor scad.

În funcție de natura distribuției vaselor de sânge, se disting tipurile inelare-vasculare și difuz-vasculare. În primul, inelele anuale sunt clar vizibile datorită diferenței dintre regiunile timpurii și cele târzii ale stratului. La speciile de arbori care au un aranjament vascular dispersat al tuturor vaselor, inelele anuale au o structură omogenă, iar limitele exterioare sunt greu de distins.

Pe o secțiune radială, grupuri de vase mici pot forma un model sub formă de limbi de flacără, pe o secțiune tangențială - linii ondulate solide sau întrerupte. Cu o natură împrăștiată a distribuției vaselor de sânge, acestea sunt vizibile pe tăietură sub formă de puncte separate de culoare deschisă. Un exemplu tipic este lemnul de frasin.

Canelurile de diferite dimensiuni vizibile pe secțiunea longitudinală a arborelui sunt vase. Ele nu sunt neapărat amplasate vertical, deoarece cad doar parțial în zona tăiată. Dimensiunile vaselor variază de la 0,016 la 0,4 mm și depind, de asemenea, de condițiile în care crește arborele. Vasele situate aproape de miez cresc în diametru pe măsură ce se îndepărtează de acesta și apoi, după ce au atins limitele maxime, încep să scadă sau să rămână constante. În direcția de la baza copacului până la vârful acestuia, numărul de vase și aria secțiunii transversale pe secțiunea longitudinală crește.

Datorită prezenței vaselor în lemn de esență tare, există o mare permeabilitate a gazelor și lichidelor. Prezența lor reduce rezistența lemnului.

pasaje de rășină

Conifere (molid, pin, cedru și zada) se disting prin prezența unor căi subțiri, umplute cu rășină - sunt numite pasaje de rășină. Și tisa, bradul și ienupărul nu au pasaje de rășină.

După modul în care pasajele de rășină sunt amplasate în trunchiul copacului, acestea sunt împărțite în orizontale și verticale. Grinzile verticale împreună cu grinzile centrale creează un sistem purtător de rășină, care face posibilă extragerea rășinii prin atingere. Pe secțiunile transversale, pasajele verticale din rășină arată ca puncte albicioase. Ele sunt observate în zona zonei târzii în straturile anuale.

Datorită rășinii, lemnul este rezistent la procesele de degradare.

Determinarea speciilor de lemn prin structura macroscopică

Structura fiecărui tip de lemn este strâns legată de proprietățile sale. Cunoscând tipul de lemn, este posibil să se evalueze cu precizie proprietățile tehnologice ale lemnului și proprietățile sale fizice și mecanice. Aceste proprietăți pentru fiecare tip de lemn sunt aduse de oamenii de știință într-o bază de date de referință, care servește drept ghid atunci când alegeți materialele necesare pentru scopuri specifice.

Puteți determina tipul de copac folosind semne de lemn precum:

• Prezența sau absența unui nucleu.
• Lățimea stratului de alburn și natura limitei dintre acesta și duramen.
• Claritatea straturilor anuale și contururile lor pe secțiunea transversală.
• În interiorul straturilor anuale - natura distribuției lemnului timpuriu și târziu și claritatea limitelor dintre ele.
• Prezența razelor centrale, numărul, dimensiunea și culoarea acestora.
• În lemn de esență tare, zona de distribuție, dimensiunea și numărul de vase, starea acestora.
• La speciile de conifere - numărul și dimensiunea pasajelor de rășină.
• Prezența sau absența repetărilor de bază.

Utilizarea unor caracteristici suplimentare ale lemnului, cum ar fi densitatea și duritatea lemnului, textura și luciul, va face procesul de determinare a speciei mult mai precis.

Culoarea lemnului este folosită și în diagnosticare, deși este necesar să fiți foarte atenți și să țineți cont de gradul de schimbare a acestuia față de influențele fizice, chimice și temporare externe.

Un ajutor bun în definirea corectă este oferit de desenele pe secțiuni longitudinale de lemn. Densitatea și duritatea lemnului la determinarea tipului de lemn de esență tare este foarte mare importanță, deoarece destul de des semnele rămase sunt foarte slab exprimate.

Structura microscopică a lemnului

Ponderea celulelor vii din lemn reprezintă doar 2% din total. Prin structura, celula vegetala reprezinta nucleul si citoplasma intr-o membrana subtire transparenta.

Învelișul este format din materie organică - fibre sau celuloză. În aparență, este o peliculă elastică subțire și transparentă. Structura cochiliei, compoziția și dimensiunile acesteia se modifică pe măsură ce celula se dezvoltă. Cele mai frecvente modificări sunt lignificarea și dopurea. În timpul activității vitale a celulelor, în ele se formează substanța organică lignină, ceea ce duce la lignificarea celulelor. După ce celulele s-au lignificat, creșterea lor se oprește sau încetinește foarte mult, în comparație cu creșterea celulelor dintr-o înveliș de celuloză.

Cojile se îngroașă în timp. Această îngroșare are loc neuniform. Locurile rămase neîngroșate se numesc pori. Apa și nutrienții dizolvați în ea trec prin acești pori de la celulă la celulă.

Celuloza în sine este alcătuită din fibre numite microfibrile. Spațiul dintre aceste fibre este umplut cu umiditate legată, lignină și hemiceluloză.

Soiuri de celule lemnoase: parenchimatoase și prosenchimale

În celulele prosenchimale, fibrele au un diametru de 0,01-0,05 mm și o lungime de 0,5 mm până la 3 mm. Capetele acestor fibre sunt ascuțite. Celulele prosenchimale alcătuiesc cea mai mare parte a lemnului, indiferent de specie. În funcție de scopul lor, celulele prosenchimale sunt împărțite în conductoare, de susținere și mecanice. După cum reiese din denumirea unor astfel de grupuri de celule, cele conductoare au scopul de a furniza apă și substanțe nutritive coroanei copacului, smulgându-l din sol. Rezistența lemnului este asigurată de celulele de susținere.

Fibrele celulelor parenchimatoase în aspectul lor seamănă cu o prismă poliedrică cu aproximativ aceeași lățime laterală. Lățimea laturilor prismei este de 0,01-0,1 mm. Scopul principal al celulelor parenchimatoase este acumularea și stocarea nutrienților. Amidonul, grăsimile și alți nutrienți organici se depun în celulele parenchimatoase și așteaptă începutul perioadei vegetative. Primăvara, ele servesc ca sursă de nutriție pentru formarea frunzelor în coroana copacului. Celulele parenchimatoase sunt situate în razele medulare. Dacă le calculăm numărul ca procent din volumul total al copacului, atunci această valoare pentru foioase variază de la 2 la 15%, în timp ce pentru conifere este mult mai mică, doar 1-2%.

țesături din lemn

Grupuri de celule care îndeplinesc aceeași sarcină și au aceeași structură formează țesuturi lemnoase. Există tipuri de țesuturi conductoare, de depozitare, de susținere sau mecanice și tegumentare.

Sarcina țesuturilor conductoare este de a furniza umiditate și substanțe nutritive care sunt absorbite din sol de sistemul radicular al copacului, întregul trunchi, ramurile și frunzișul.

Țesuturile conductoare constau din celule cu pereți foarte subțiri și având o formă alungită. În medie, lungimea vaselor este de 10 cm, iar uneori la anumite specii poate ajunge la o lungime de 2 până la 3 m. Cel mai tipic exemplu de arbori cu vase conductoare lungi este stejarul. Diametrul vaselor este foarte mic, de la sutimi la zecimi de mm.

Țesuturile de depozitare sunt situate în tulpina și sistemul radicular al copacului. Numele acestor țesături corespunde pe deplin funcției îndeplinite. Rata de creștere a copacului și calitatea acestuia depind de munca lor.

Rigiditatea, stabilitatea și rezistența unui copac în stadiul de creștere sunt date de țesuturile mecanice (de susținere). functie de protectie factori externi transportă țesuturi de acoperire. Sunt în coaja copacului.

Cum afectează structura lemnului proprietățile fizice și mecanice

Proprietățile lemnului depind foarte mult de structura celulelor, în special de membranele acestora. Conținutul de pastă de lemn masiv va fi mai mare dacă distanța dintre microfibrile este mai mică. Cu cât conținutul de umiditate legat este mai mic, cu atât lemnul este mai puternic. Când conținutul de umiditate legat este mare, microfibrilele se îndepărtează unele de altele, forțele de coeziune slăbesc și proprietățile mecanice ale lemnului se deteriorează. Deoarece microfibrilele în sine sunt localizate predominant de-a lungul celulei, arborele primește și cea mai mare putere de-a lungul fibrelor sale.

Acestea afectează proprietățile lemnului și forma și dimensiunea fibrelor. Forma lor rectilinie, care este inerentă coniferelor, oferă acestora din urmă indicatori de rezistență mai mari. Sinuozitatea fibrelor din lemn de esență tare oferă cele mai bune indicații ale durității și rezistenței la forfecare de-a lungul fibrelor.

Speciile de arbori cu o structură inelar-vasculară au o flexibilitate foarte mare, deoarece prezența vaselor oferă fibrelor capacitatea de a nu se prăbuși în timpul compactării.

Lemnul se caracterizează printr-o combinație rară proprietăți pozitive. Este destul de usoara si in acelasi timp material rezistent rezistând bine la sarcini statice și dinamice. Datorită structurii sale poroase, lemnul are o conductivitate termică mică. Este ușor de prelucrat, bine lipit. Calitățile deosebite ale lemnului includ capacitatea sa de a ține suporturi metalice- cuie, șuruburi, capse.

Aceste proprietăți ale lemnului fac posibilă crearea unor structuri pliabile care sunt convenabile pentru transport și instalare.

Structura arborelui. Structura se caracterizează printr-o eterogenitate semnificativă. Acest lucru poate fi observat cu ochiul liber pe secțiunile principale ale trunchiului (Fig. 40) - transversal, radial și tangențial. Un transversal (capăt) este o tăietură care se desfășoară perpendicular pe axa trunchiului. Tăierea radială se desfășoară de-a lungul axei trunchiului de-a lungul razei sau diametrului secțiunii transversale. Secțiunea tangențială este formată dintr-un plan paralel cu axa trunchiului și a tăierii sectiune transversala de-a lungul coardei.

Trunchiul unui copac este format din numeroase celule, alungite în principal pe lungimea sa. Celulele sunt grupate într-un anumit fel și creează un sistem de inele concentrice la capătul trunchiului. Împreună cu alte elemente, ele formează macrostructura lemnului.

Macrostructura lemnului este vizibilă cu ochiul liber sau la o mărire mică, de exemplu, cu o lupă. Se disting următoarele elemente principale ale macrostructurii: miez, miez, alburn, straturi anuale.

Miezul este partea centrală îngustă a trunchiului (Fig. 41). Este un țesut lax, slab al formațiunii primare, ușor susceptibil la descompunere. În plăci și bare cu grosimea de până la 50 mm, miezul, de regulă, nu este permis.

Miezul este zona interioară a trunchiului copacului, în cea mai mare parte de culoare închisă. Miezul se formează ca urmare a morții celulelor vii din lemn. Culoarea închisă a miezului se datorează depunerii de rășină, taninuri și coloranți, carbonat de calciu în celulele lemnului. Aceste substanțe cresc rezistența miezului lemnului la descompunere.

Orez. 40. Secțiunile principale ale unui trunchi de copac:
1 - transversal (capăt), 2 - radial, 3 - tangențial

Alburnul este zona exterioară ușoară a trunchiului care înconjoară duramenul. Practic este format din celule vii. De regulă, lemnul de alburn este de culoare deschisă. În ceea ce privește proprietățile mecanice, nu este inferior lemnului de miez, dar rezistă mai rău la degradare.

Speciile de arbori la care miezul și alburnul se disting clar se numesc sunet (stejar, pin, zada, cedru). În unele cazuri, partea centrală a lemnului are aceeași culoare ca cea exterioară, dar are un conținut de umiditate mai mic. Un astfel de lemn se numește copt, iar speciile sunt numite lemn copt (molid, brad, fag). Restul rocilor, care nu au nici o diferenta intre partea centrala si cea exterioara a trunchiului, nici ca culoare, nici ca umiditate, se numesc alburn (mesteacan, aspen, arin).

Straturile anuale reprezintă creșterea anuală a lemnului. Ele constau din celule formate în timpul unui sezon de creștere. Pe secțiunea transversală, straturile anuale sunt dispuse sub formă de inele concentrice, pe secțiunea radială formează dungi paralele care merg pe direcția longitudinală, pe secțiunea tangenţială - linii convergente înfăşurate (Fig. 42).

Fiecare strat anual este format din lemn timpuriu și târziu. Lemnul timpuriu se formează primăvara, lemnul târziu - până la sfârșitul verii. Lemnul timpuriu este mai ușor decât cel târziu. Celulele din lemn timpuriu sunt mai mari, iar grosimea peretelui lor este mai mică. Prin urmare, lemnul timpuriu este mai poros și mai slab, în ​​timp ce lemnul târziu este mai dens și mai puternic. Cu cât lemnul este mai târziu în stratul anual, cu atât sunt mai mari proprietățile mecanice ale rocii.

Macrostructura lemnului este, de asemenea, caracterizată prin raze de miez, vase și pasaje de rășină.

Orez. 41. Secțiune transversală a trunchiului:
1 - miez, 2 - miez, 3 - miez, 4 - alburn, 5 - scoarță, 6 - straturi anuale

Razele de bază (vezi Fig. 41) dintr-un copac în creștere servesc la conducerea apei în direcția radială și la stocarea nutrienților de rezervă. Culoarea razelor de miez poate fi mai închisă sau mai deschisă decât lemnul din jur.

Vasele sunt tipice numai pentru lemn de esență tare. Acestea sunt tuburi, canale de diverse secțiuni, concepute pentru a transporta apa de la rădăcini până la coroana copacului.

Orez. 42. Straturi anuale pe secțiuni de lemn de pin:
a - transversal, b - radial, c - tangențial; unu -. lemn timpuriu, 2 - lemn târziu

Canalele de rășină se observă numai în lemnul de conifere și sunt canale subțiri umplute cu rășină care se desfășoară în direcții orizontale și verticale. Rășina conținută în ele protejează lemnul de boli în caz de deteriorare a trunchiului.

Microstructura lemnului este reprezentată de un număr mare cele mai mici celule. Membranele celulare constau în principal din materie organică - celuloză. Este un polimer natural, insolubil în apă și solvenți organici. Celuloza formează un sistem de fibre primare numite microfibrile. Fibrele primare sunt localizate în membranele celulare în mai multe straturi.

Celulele cu aceeași structură, îndeplinesc aceleași funcții, formează țesuturi de lemn. În funcție de scop, se disting țesuturile mecanice, conductoare și de depozitare.

Țesăturile mecanice (de susținere) conferă lemnului rezistența necesară. La conifere, țesutul de susținere este format din fibre subțiri, alungite, cu cochilii lignificate îngroșate (traheide). În lemn de esență tare, fibrele libriforme îndeplinesc un scop similar. Țesuturile mecanice ocupă cea mai mare parte a volumului substanței lemnoase.

Țesuturile conductoare sunt celule alungite cu pereți subțiri prin care umiditatea cu substanțe nutritive dizolvate în ea trece de la rădăcini la coroană.

Țesuturile de depozitare, concentrate în principal în razele medulare, servesc la acumularea și stocarea nutrienților și constau din celule de depozitare scurte.

În acest fel, trăsătură distinctivă structura lemnului constă în faptul că este alcătuit din multe celule cu o structură fibroasă. Fibrele sunt orientate în principal de-a lungul axei trunchiului. Pereții celulari ai substanței lemnoase sunt relativ subțiri. Aranjamentul orientat al fibrelor este motivul proprietăților inegale ale lemnului în direcțiile radială, tangențială și longitudinală. Cavitățile celulare, care reprezintă o parte semnificativă a volumului, împreună cu spațiile intercelulare formează o mare porozitate a lemnului.

proprietățile lemnului. Ele sunt caracterizate printr-un set de indicatori, care includ aspectul, densitatea, porozitatea, umiditatea, contracția, rezistența, duritatea și capacitatea de a ține elemente de fixare metalice.

Aspect depinde în principal de culoarea și textura lemnului.

Culoarea servește adesea ca una dintre cele mai importante caracteristici în recunoașterea tipului de lemn. Celuloza, din care este compus în principal lemnul, este aproape culoare alba. Toată varietatea nuanțelor de culoare este asociată cu colorarea, taninurile și substanțele rășinoase găsite în lemn. Culoarea depinde de condițiile climatice în care crește copacul. Rocile din zona temperată sunt palide la culoare, cele tropicale sunt strălucitoare.

Textura este un model format pe suprafața lemnului atunci când fibrele sale, straturile anuale și razele de miez sunt tăiate. Lemnul de conifere are, de regulă, o textură simplă și monotonă. Lemnurile de esență tare cu raze de miez pronunțate - stejar, fag - au o textură foarte frumoasă pe secțiunile radiale și tangențiale.

Densitatea afectează în mod semnificativ proprietățile lemnului, în special rezistența. Densitatea reală a lemnului variază în limite foarte înguste, deoarece substanța lemnoasă constă în principal din celuloză. Prin urmare, indiferent de speciile de lemn, se presupune că densitatea reală este de 1,54 g/cm3. Densitatea medie depinde atât de specie, cât și de condițiile de creștere ale arborelui. Acesta variază foarte mult. Deci, densitatea medie, determinată la umiditatea standard, este de kg / m3: pentru lemn de pin - 500; molid - 450; stejar - 690; fag - 670; mesteacăn - 630. Densitatea medie variază în funcție de conținutul de umiditate al lemnului.

Porozitatea lemnului este legată de densitatea acestuia. Pe măsură ce densitatea medie scade de la 800 la 300 kg/m3, porozitatea crește de la 55 la 80%. În consecință, cea mai mare parte a volumului lemnului este ocupată de pori.

Conținutul de umiditate al lemnului poate varia de la zero (lemn absolut uscat) la 100% sau mai mult (lemn umed). Schimbările de umiditate afectează semnificativ proprietățile lemnului. Dacă o probă de lemn absolut uscat este ținută în aer umed timp îndelungat, atunci masa sa va crește mai întâi și apoi se va stabiliza. Acest lucru se datorează faptului că vaporii de apă se condensează în pereții celulelor din lemn. Umiditatea care se acumulează în pereții celulari este numită legată sau higroscopică. Starea lemnului, în care pereții celulelor sunt saturate maxim cu apă și doar aerul se află în cavitățile celulei, este caracterizată de limita de higroscopicitate. Pentru majoritatea rocilor, conținutul de umiditate corespunzător limitei de higroscopicitate la temperatura camerei, este de 30% în greutate.

Moleculele de apă legată, condensându-se în pereții celulelor, cad în golurile dintre microfibrile. Acest lucru determină îngroșarea pereților celulari și, în consecință, umflarea lemnului. În același timp, forțele de interacțiune dintre microfibrile sunt slăbite, ceea ce duce la o scădere a rezistenței materialului.

Când lemnul este saturat cu apă lichidă prin picurare, nu numai pereții, ci și cavitățile celulelor sunt umplute. Umiditatea din cavitățile celulare se numește liberă sau capilară. Nu afectează umflarea și rezistența lemnului, dar le poate schimba pe altele. proprietăți fizice. De exemplu, pe măsură ce umiditatea crește, lemnul devine mai greu, conductivitatea lui termică și electrică crește.

Ținând cont de marea influență a umidității, s-a convenit să se determine toate proprietățile la o umiditate standard de 12%. Acest indicator corespunde conținutului de umiditate al lemnului uscat, care este depozitat în condiții de încăpere.

Contracția este o scădere a dimensiunilor liniare și a volumului produse din lemn atunci când se îndepărtează umezeala legată din lemn. Astfel de deformații se observă atunci când umiditatea se modifică în intervalul de la zero la 30%, adică. până la limita higroscopicităţii. Contracția în direcții diferite nu este aceeași. Contracția este cea mai mică de-a lungul fibrelor lemnoase - 0,1 ... 0,3%, în direcția tangențială 6 ... 10%, în direcția radială - 3 ... 5%.

Deformațiile de contracție inegale în direcții diferite provoacă crăparea și deformarea cheretelei și a produselor din lemn.

Umflarea lemnului apare atunci când este umezită. Tulpinile de umflare sunt asemănătoare cu tulpinile de contracție, dar semn opus.

Rezistența depinde de direcția de acțiune a forțelor în raport cu fibrele, densitatea, umiditatea, tipul și dimensiunea defectelor. Cel mai bine, lemnul rezistă la întindere și îndoire; rezistența sa la compresiune este oarecum mai mică (Tabelul 21).

Din punct de vedere al rezistenței la compresiune, lemnul corespunde celor mai înalte clase de beton, iar din punct de vedere al rezistenței la încovoiere și la tracțiune, o depășește cu mult. În practică, este foarte dificil să se utilizeze rezistența mare la tracțiune a lemnului din cauza dificultății de fixare a capetelor de lucru ale produselor, în care apar solicitări de forfecare și lemnul se prăbușește. Rezistența lemnului la ciobire și strivire este foarte scăzută, iar defecțiunea la tracțiune are loc nu sub formă de rupere, ci sub formă de ciobire sau strivire în locurile în care este fixat produsul. Prin urmare, lemnul este utilizat în principal în structuri de îndoire și comprimate (grinzi, stâlpi), mai rar în elementele de tracțiune (pufurile de ferme de capriori).

Rezistența lemnului, în special la compresiune și încovoiere, depinde de conținutul său de umiditate. Numai umiditatea legată conținută în membranele celulare are un efect semnificativ. Pe măsură ce umiditatea crește, rezistența lemnului scade, mai ales la o umiditate de 20 ... 25%. Dincolo de limita higroscopicității (mai mult de 30%), rezistența lemnului rămâne neschimbată.

Proprietățile mecanice depind nu numai de umiditate, ci și de defectele lemnului. Prin urmare, rezistențele calculate durează de 5 ... 10 ori mai puțin decât caracteristicile de rezistență ale lemnului indicate în tabel. 21.

Duritatea este de mare importanță atunci când se prelucrează lemnul cu o unealtă de tăiere. Suprafața finală are cea mai mare duritate.

În funcție de gradul de duritate, toate speciile de arbori sunt împărțite în trei grupuri:

moale (duritate finală mai mică de 38,5 MPa la 12% umiditate) - pin, molid, cedru, brad, tei, plop, arin;

tare (duritate finală 38,5 ... 82,5 MPa) - zada, mesteacăn, fag, ulm, stejar, frasin, paltin;

foarte tare (mai mult de 82,5 MPa) - lăcustă albă, mesteacăn de fier, carpen, tisa, câini, cimiș.

Capacitatea de a ține elemente de fixare metalice este o proprietate particulară a lemnului, datorită elasticității fibrelor sale. Un cui înfipt în lemn împinge fibrele care se exercită asupra acestuia. suprafata laterala presiune semnificativă. Forțele de frecare rezultate țin ferm unghia. Capacitatea de a ține elemente de fixare metalice este măsurată prin rezistența la smulgerea cuielor sau șuruburilor. Rezistența la tragere corespunde forței necesare pentru a scoate din lemn un cui sau un șurub de dimensiuni standard.

Lemnul are cea mai mare rezistență la smulgere în direcțiile radială și tangențială. Forța de a scoate un cui înfipt în capăt, adică de-a lungul fibrelor de lemn, este cu aproape 50% mai mică. De aceea, pentru a obține o conexiune puternică a pieselor din lemn, nu ar trebui să bateți cuie sau șuruburi de-a lungul fibrei lemnului. Rezistența lemnului la smulgerea șuruburilor este de aproximativ 4-5 ori mai mare decât cea a cuielor.

Rezistența la tragere depinde și de specia, densitatea și conținutul de umiditate al lemnului. De exemplu, baterea și tragerea cuielor din lemn de carpen (densitate 800 kg/m3) necesită de patru ori mai multă forță decât lemnul de pin, a cărui densitate este de 500 kg/m3. Este mai ușor să bagi cuiele în lemn umed decât în ​​lemn uscat. Odată cu uscarea ulterioară, capacitatea lemnului de a ține unghiile scade.

structura arborelui

Părți ale unui copac în creștere. Un copac în creștere este format dintr-o coroană, trunchi și rădăcini. În timpul vieții unui copac, fiecare dintre aceste părți își face propriile părți anumite funcțiiși are diverse aplicații industriale.

Coroana este formată din ramuri și frunze (sau ace). Din dioxidul de carbon absorbit din aer și apa obținută din sol, în frunze se formează substanțe organice complexe, care sunt necesare pentru creșterea arborelui. Utilizarea industrială a coroanei nu este grozavă. Din frunze (ace) obțin făină de vitamine - un produs valoros pentru creșterea animalelor și a păsărilor de curte, medicamente, din ramuri - așchii tehnologice pentru producția de carton și plăci din fibre.

Trunchiul unui copac în creștere conduce apa cu minerale dizolvate în sus (curent ascendent) și cu substanțe organice în jos până la rădăcini (curent descendent); stochează nutrienți de rezervă; servește la adăpostirea și menținerea coroanei. Oferă cea mai mare parte a lemnului (de la 50 la 90% din volumul întregului arbore) și are o importanță industrială majoră. Partea superioară subțire a trunchiului se numește vârf, partea inferioară groasă se numește fund.

Figura 1b prezintă procesul de dezvoltare arbore de conifere dintr-o sămânță și o schemă pentru construirea unui trunchi de copac la vârsta de 13 ani. Procesul de creștere poate fi considerat ca creșterea straturilor de lemn în formă de con. Fiecare con ulterior are o înălțime și un diametru de bază mai mari. Figura prezintă 10 cercuri concentrice (limite ale creșterilor anuale) pe secțiunea transversală inferioară, iar pe aceeași secțiune superioară sunt doar cinci dintre ele.

Rădăcinile conduc apa cu minerale dizolvate în ea până la trunchi; depozitați rezervele de hrană și mențineți copacul în poziție verticală. Rădăcinile sunt folosite ca combustibil secundar. Butucii și rădăcinile mari de pin, la ceva timp după doborârea copacilor, servesc drept materii prime pentru obținerea colofoniei și terebentinei.

Secțiunile principale ale portbagajului. O tăietură care trece perpendicular pe axa trunchiului formează un plan de capăt, o tăietură care trece prin miezul trunchiului formează un plan radial, iar la o oarecare distanță de acesta un plan tangențial (Fig. 2) Lemnul de pe aceste tăieturi are alt felși proprietăți diferite.
Pe secțiunea transversală a trunchiului (Fig. 3) se pot observa miezul, scoarța și lemnul cu straturile sale anuale.

Miezul este o parte centrală îngustă a trunchiului, reprezentând un țesut lax. Pe secțiunea de capăt, arată ca o pată închisă (sau altă culoare) cu un diametru de 2-5 mm. Pe o secțiune radială, miezul este vizibil sub forma unei benzi înguste și întunecate drepte sau sinuoase.

Scoarța acoperă copacul într-un inel continuu și constă dintr-un strat - crusta și un strat interior - bast, care conduce apa cu substanțele organice produse în frunze în josul trunchiului. Scoarța protejează copacul de deteriorare mecanică, schimbări bruște de temperatură, insecte și alte influențe dăunătoare mediu inconjurator. Tipul și culoarea scoarței depind de vârsta și tipul copacului. La copacii tineri, coaja este netedă și, odată cu vârsta, apar crăpături în scoarță. Scoarța poate fi netedă ( brad ), solzoasă ( pin ), fibroasă ( ienupăr ), neruoasă ( arbore fus).

În funcție de specie, de vârsta arborelui și de condițiile de creștere ale speciilor noastre de pădure, scoarța reprezintă de la 6 până la 25% din volumul trunchiului. Între scoarță și lemn se află un strat foarte subțire, suculent, care nu este vizibil cu ochiul liber - cambium, format din celule vii.

Lemnul dintr-un copac în creștere ocupă cea mai mare parte a trunchiului și are o importanță industrială majoră.

Structura macroscopică a lemnului

Partea de culoare închisă a trunchiului se numește miez, iar partea de culoare deschisă se numește alburn.
În cazul în care partea centrală a trunchiului este caracterizată printr-un conținut mai scăzut de apă, adică. este mai uscat, se numește lemn copt, iar speciile sunt lemn copt. Rocile cu miez se numesc sunet. Restul rocilor, care nu prezinta diferenta intre partile centrale si periferice ale trunchiului, nici ca culoare, nici ca continut de apa, se numesc zobolon (non-core).

Din specii de arbori crescând în teritoriu fosta URSS, au miez: conifere - pin, zada, cedru; foioase - stejar, frasin, ulm, plop. Speciile de lemn copt sunt molid coniferși brad, lemn de esență tare fag și aspen. Alburnul include lemn de esență tare: mesteacăn, arțar, carpen, cimiș.
Cu toate acestea, la unele specii non-nucleu (mesteacăn, fag, aspen) se observă întunecarea părții centrale a trunchiului. În acest caz, zona centrală întunecată se numește nucleu fals.

Copacii tineri de toate speciile nu au miez și constau din alburn. Numai cu trecerea timpului se formează miezul datorită trecerii alburnului în lemn sănătos.

Miezul se formează din cauza morții celulelor vii din lemn, a blocării căilor navigabile, a depunerilor de taninuri, coloranți, rășini, carbonat de calciu. Ca urmare, culoarea lemnului, masa și proprietățile mecanice se schimbă. Lățimea alburnului variază în funcție de rasă, condițiile de creștere. La unele specii, miezul se formează în al treilea an ( tisa, salcâm alb), la altele - în 30-35 de ani ( pin). Prin urmare, alburnul tisei este îngust, în timp ce cel al pinului este lat.
Trecerea de la alburn la miez poate fi bruscă (zada, tisa) sau lină (nuc, cedru). Într-un copac în creștere, alburnul servește la conducerea apei cu minerale de la rădăcini la frunze, iar miezul îndeplinește o funcție mecanică. Lemnul de alburn trece cu ușurință prin apă, este mai puțin rezistent la descompunere, prin urmare, la fabricarea recipientelor pentru mărfuri lichide, alburnul trebuie utilizat într-o măsură limitată.

Secțiunea transversală arată straturi concentrice situate în jurul miezului. Aceste formațiuni reprezintă creșterea anuală a lemnului. Se numesc straturi anuale. Pe secțiunea radială, straturile anuale au forma unor dungi longitudinale, pe liniile tangențial - sinuoase (Fig. 4). Straturile anuale cresc anual de la centru spre periferie, iar stratul cel mai tânăr este cel exterior. Vârsta copacului poate fi determinată de numărul de straturi anuale de pe secțiunea de capăt de pe fund.

Lățimea straturilor anuale depinde de rasă, de condițiile de creștere și de poziția în trunchi. La unele specii (cu creștere rapidă), straturile anuale sunt largi (plop, salcie), la altele sunt înguste (cifis, tisa). Cele mai înguste straturi anuale sunt situate în partea inferioară a trunchiului; în sus, lățimea straturilor crește, deoarece arborele crește atât în ​​grosime, cât și în înălțime, ceea ce aduce forma trunchiului mai aproape de cilindru.

La aceeași rasă, lățimea straturilor anuale poate fi diferită. În condiții nefavorabile de creștere (secetă, îngheț, lipsă de nutrienți, soluri pline de apă), se formează straturi anuale înguste.

Uneori, pe două laturi opuse ale trunchiului, straturile anuale au o lățime inegală. De exemplu, la copacii care cresc la marginea unei păduri, pe partea îndreptată spre lumină, straturile anuale sunt largi. Ca urmare, miezul unor astfel de copaci este deplasat în lateral, iar trunchiul are o structură excentrică.

Unele rase se caracterizează printr-o formă neregulată a inelelor anuale. Deci, pe secțiunea transversală a carpenului, tisă, ienupăr, se observă ondulația straturilor anuale.
Fiecare strat anual este format din două părți - lemn timpuriu și lemn târziu: lemn timpuriu (intern) cu fața la miez, ușor și moale; lemn târziu (exterior) cu fața la scoarță, întunecat și dur. Diferența dintre lemnul timpuriu și cel târziu este clară la conifere și unele foioase. Lemnul timpuriu se formează la începutul verii și servește la transportul apei în sus pe trunchi; lemnul târziu se depune spre sfârşitul verii şi are o funcţie preponderent mecanică. Densitatea și proprietățile sale mecanice depind de cantitatea de lemn târziu.

Pe o secțiune transversală a unor roci, linii ușoare, adesea strălucitoare, îndreptate de la miez spre scoarță sunt clar vizibile cu ochiul liber - razele miezului (Fig. 5). Razele centrale sunt prezente la toate rasele, dar doar câteva sunt vizibile.

În lățime, razele miezului pot fi foarte înguste, nevazute cu ochiul liber (la cimiș, mesteacăn, aspen, par și toate coniferele); îngust, greu de distins (la arțar, ulm, ulm, tei); larg, vizibil cu ochiul liber pe o secțiune transversală. Există grinzi late: late reale (pentru stejar, fag) și false late - ciorchini de grinzi înguste apropiate (pentru carpen, arin, alun).

Pe o secțiune radială, razele de bază sunt vizibile sub formă de dungi sau panglici strălucitoare ușoare situate peste fibre. Razele miezului pot fi de culoare mai deschisă sau mai închisă decât lemnul din jur.

Pe o secțiune tangențială, ele sunt vizibile ca linii întunecate cu capete ascuțite sau ca dungi lenticulare situate de-a lungul fibrelor. Lățimea fasciculului variază de la 0,015 la 0,6 mm.

Grinzile centrale din lemn doborât creează frumos desen(pe secțiune radială), ceea ce este important atunci când alegeți lemnul ca material decorativ.

Într-un copac în creștere, razele medulare servesc pentru a conduce apa în direcție orizontală și pentru a stoca nutrienți de rezervă.

Numărul de raze de miez depinde de specie: lemnele de esență tare au de aproximativ 2-3 ori mai multe raze de miez decât coniferele.

Pe secțiunea de capăt de lemn a unor specii, se pot vedea pete închise împrăștiate de culoare maro, maro, situate mai aproape de limita stratului anual.

Aceste formațiuni se numesc repetări de bază. Repetările miezului se formează din cauza deteriorării cambiului de către insecte sau îngheț și seamănă cu culoarea miezului.

Vasele

Pe secțiunea transversală (de capăt) a lemnului de esență tare sunt vizibile găuri, reprezentând secțiuni de vase - tuburi, canale de diferite dimensiuni, destinate conducerii apei. După dimensiune, vasele sunt împărțite în mari, clar vizibile cu ochiul liber și mici, nevăzute cu ochiul liber. Vasele mari sunt cel mai adesea situate în lemnul timpuriu al straturilor anuale și formează un inel continuu de vase pe o secțiune transversală. Astfel de lemne de esență tare se numesc ring-vascular. La speciile inelare-vasculare, în lemnul târziu, vase mici sunt colectate în grupuri, clar vizibile datorită culorii lor deschise. Dacă vasele mici și mari sunt distribuite uniform pe toată lățimea stratului anual, atunci astfel de specii se numesc foioase vasculare împrăștiate.

La lemnele de esență tare inelare, inelele anuale sunt clar vizibile datorită diferenței puternice dintre lemnul timpuriu și lemnul târziu. La speciile vasculare de foioase împrăștiate, nu se observă o astfel de diferență între lemnul timpuriu și cel târziu și, prin urmare, inelele anuale sunt puțin vizibile.

a, b, c - roci vasculare inelare cu grupare radială, tangențială și împrăștiată, d - rocă vasculară împrăștiată

La speciile vasculare inelare de foioase, vasele mici din lemn târziu formează următoarele tipuri de grupări: radiale - sub formă de dungi radiale ușoare asemănătoare flăcărilor (Fig. 6, a - stejar, castan); tangențial - vasele mici formează solid ușor sau intermitent linii ondulate, alungit de-a lungul straturilor anuale (Fig. 6, b - ulm, ulm, ulm); împrăștiate - vasele mici din lemn târzie sunt situate sub formă de puncte sau liniuțe ușoare (Fig. 6, c - cenușă).
Pe fig. Figura 6d arată locația vaselor într-o specie vasculară de foioase împrăștiate (nuc). Vasele sunt distribuite uniform pe toată lățimea stratului anual.
Pe secțiunile radiale și tangențiale, vasele arată ca niște șanțuri longitudinale. Volumul vaselor, în funcție de rasă, variază de la 7 la 43%.

pasaje de rășină

O trăsătură caracteristică a structurii lemnului de conifere sunt pasajele de rășină. Există canale de rășină verticale și orizontale. Cele orizontale trec de-a lungul razelor centrale. Conductele verticale de rășină sunt canale subțiri înguste umplute cu rășină. Pe secțiunea transversală, canalele verticale de rășină sunt vizibile sub formă de puncte ușoare situate în lemnul târziu al stratului anual; pe secțiuni longitudinale, canalele de rășină sunt vizibile sub formă de linii întunecate îndreptate de-a lungul axei trunchiului. Numărul și dimensiunea pasajelor de rășină depind de tipul de lemn. În lemnul de pin, pasajele de rășină sunt mari și numeroase, în lemnul de zada - mici și puține.

Pasajele de rășină ocupă un volum mic de lemn de trunchi (0,2 - 0,7%) și, prin urmare, nu au un efect semnificativ asupra proprietăților lemnului. Ele contează la atingere, când rășina (rășina) este obținută din copaci în creștere.

Structura microscopică a lemnului

Un studiu al lemnului la microscop arată că acesta constă din cele mai mici particule - celule, în mare parte (până la 98%) moarte. Celula vegetală are cea mai subțire înveliș transparent, în interiorul căreia se află protoplastul, format din citoplasmă și nucleu.

Peretele celular din celulele plantelor tinere este o peliculă transparentă, elastică și foarte subțire (până la 0,001 mm). Este format din materie organică - fibre sau celuloză.

Odată cu dezvoltarea, în funcție de funcțiile pe care o anumită celulă este chemată să le îndeplinească, dimensiunea, compoziția și structura învelișului său se schimbă semnificativ. Cel mai frecvent tip de modificare a membranelor celulare este lignificarea și înfundarea lor.

Lignificarea membranei celulare are loc în timpul vieții celulelor ca urmare a formării în ele a unei substanțe organice speciale - lignina. Celulele lignificate fie încetează complet creșterea, fie cresc în dimensiune într-o măsură mult mai mică decât celulele cu membrane de celuloză.

Celuloza din membrana celulară se prezintă sub formă de fibre, care se numesc microfibrile. Golurile dintre microfibrile sunt umplute în principal cu lignină, hemiceluloză și umiditate legată.

În procesul de creștere, pereții celulari se îngroașă, lăsând locuri neîngroșate numite pori. Porii servesc la transportul de apă și nutrienți dizolvați de la o celulă la alta.

Tipuri de celule din lemn

Celulele care alcătuiesc lemnul variază ca formă și dimensiune. Există două tipuri principale de celule: celule cu o lungime a fibrei de 0,5-3 mm, un diametru de 0,01-0,05 mm, cu capete ascuțite - celule prosenchimale și celule mai mici care arată ca o prismă poliedrică cu aproximativ aceleași dimensiuni laterale (0,01 - 0,1 mm), - parenchimatoase.

Celulele parenchimatoase servesc la depozitarea nutrienților de rezervă. Nutrienții organici sub formă de amidon, grăsimi și alte substanțe se acumulează și se depozitează în aceste celule până în primăvară, iar primăvara sunt trimiși în coroana copacului pentru a forma frunze. Rândurile de celule parenchimatoase sunt situate în apropierea copacului de-a lungul razei și fac parte din razele medulare. Numărul lor în volumul total de lemn este nesemnificativ: la conifere 1-2%, la foioase - 2-15%

Cea mai mare parte a lemnului tuturor speciilor este formată din celule prosenchimale, care, în funcție de funcțiile vitale pe care le îndeplinesc, se împart în conductoare și de susținere sau mecanice. Celulele conductoare dintr-un copac în creștere servesc la conducerea apei din sol către coroană cu soluții de substanțe minerale; sprijinul creează rezistența mecanică a lemnului.

țesături din lemn

Celulele cu aceeași structură, îndeplinesc aceleași funcții, formează țesuturi de lemn. În conformitate cu scopul și tipul de celule care alcătuiesc țesuturile, există: țesuturi de depozitare, conductoare, mecanice (de susținere) și tegumentare.

Țesuturile de depozitare (Fig. 7 a, b) constau din celule de depozitare scurte și servesc la acumularea și stocarea nutrienților. Țesuturile de depozitare se găsesc în trunchi și rădăcini.

Țesuturile conductoare constau din celule alungite cu pereți subțiri (Fig. 7 c) (vase, tuburi), prin care umiditatea absorbită de rădăcini trece către frunze. Lungimea vaselor este în medie de aproximativ 100 mm; la unele specii, precum stejarul, vasele ajung la 2-3 m lungime. Diametrul vaselor variază de la sutimi de milimetru (la rasele vasculare mici) la 0,5 mm (la rasele vasculare mari).

Țesuturile mecanice (de susținere) se află în trunchi (Fig. 7 d). Aceste țesături conferă stabilitate copacului în creștere. Cu cât această țesătură este mai mare, cu atât lemnul este mai dens, mai dur, mai puternic. Țesuturile mecanice se numesc libriforme.

Țesuturile tegumentare sunt localizate în cortex și joacă un rol protector.

Structura lemnului de conifere

Lemnul de conifere se caracterizează prin simplitate comparativă și structură corectă. Masa sa principală (90-95%) este formată din celule alungite cu capete oblice, situate în rânduri radiale, numite traheide. Pereții traheidelor au pori prin care comunică cu celulele vecine. În cadrul stratului anual se disting traheidele timpurii și cele târzii. Se formează traheide timpurii (Fig. 7 e). la începutul primăverii iar la începutul verii, au cochilii subțiri cu pori, cavități largi și servesc la transportul apei cu minerale dizolvate. În traheidele timpurii, dimensiunea în direcția radială este mai mare decât în ​​direcția tangențială. Capetele traheidelor timpurii sunt rotunjite.

Traheidele târzii se formează la sfârșitul verii, au cavități înguste și membrane celulare groase, prin urmare îndeplinesc o funcție mecanică, dând rezistență lemnului. Mărimea în direcția radială este mai mică decât în ​​direcția tangențială.

Numărul de pori de pe pereții traheidelor timpurii este de aproximativ 3 ori mai mare decât pe pereții traheidelor târzii. Traheidele sunt celule moarte. În trunchiul unui copac în creștere, doar stratul anual nou format conține traheide vii.

Razele centrale ale coniferelor sunt înguste, puțin vizibile sau deloc vizibile cu ochiul liber. Sunt formate în principal din celule parenchimatoase.
Pasajele de rășină sunt o caracteristică a structurii lemnului de conifere. Sunt celule care produc și stochează rășină. Unele rase au doar celule de rășină separate unele de altele (brad, tisă, ienupăr), în alte rase, celulele de rășină sunt conectate într-un sistem și formează pasaje de rășină (pin, molid, zada, cedru). Există pasaje orizontale și verticale din rășină, care împreună formează un singur sistem de canale comunicante. Canalele orizontale de rășină parcurg de-a lungul razelor medulare și sunt clar vizibile pe secțiunea tangențială a trunchiului.

Structura microscopică a lemnului de conifere este prezentată în fig. 8a.

Parenchimul lemnos la conifere nu este foarte comun și constă din celule parenchimoase unice alungite pe lungimea trunchiului sau celule care merg de-a lungul axei trunchiului. Nu există parenchim lemnos la tisa și pinul.

Structura lemnului de esență tare

În comparație cu coniferele, lemnele de esență tare au o structură mai complexă (Fig. 8 b). Cea mai mare parte a lemnului de esență tare este alcătuită din vase și traheide vasculare, fibre libriforme și celule parenchimatoase.

Vasele sunt un sistem de celule care servesc într-un copac în creștere pentru a conduce apa cu minerale dizolvate în ea de la rădăcini la frunze. Apa din vase trece la celulele vii vecine prin porii prezenți în pereții laterali ai vaselor.

Fibrele libriforme (vezi fig. 8 b) sunt cele mai comune celule ale lemnului de esență tare și formează masa lor principală (până la 76%). Volumul principal de lemn este alcătuit din celulele parenchimului lemnos. Aceste celule pot fi colectate în rânduri verticale numite fire de parenchim lemnos. Fibrele libriforme sunt celule lungi cu capete ascuțite, cu membrane groase și cavități înguste. Pereții fibrelor libriforme sunt întotdeauna lignificați, au canale înguste - pori ca fante. Lungimea fibrelor libriforme este în intervalul 0,3-2 mm, iar grosimea este de 0,02-0,005 mm. Fibrele libriforme - cele mai durabile elemente ale lemnului de esență tare, îndeplinesc funcții mecanice.

Mărimea și raportul cantitativ al diferitelor celule care alcătuiesc lemnul, chiar și la aceeași specie, pot varia în funcție de vârsta și condițiile de creștere ale arborelui.

Celulele parenchimatoase care îndeplinesc funcții de rezervă în lemnul de esență tare formează în primul rând raze de miez.

Razele de miez la lemnele de esență tare sunt mai dezvoltate decât la conifere. În lățime, razele medulare pot fi înguste pe un singur rând, constând dintr-un rând de celule alungite de-a lungul razei. În înălțime, razele centrale constau din câteva zeci de rânduri de celule (până la 100 sau mai mult la stejar, fag). Pe secțiunea tangențială, razele cu un singur rând sunt prezentate ca un lanț vertical de celule; razele cu mai multe rânduri au formă de linte.

Speciile de foioase își vărsează frunzele pentru iarnă și au nevoie de o cantitate mare de nutrienți de rezervă, prin urmare, lemnul speciilor de foioase conține mai multe celule parenchimoase lemnoase.

Influența structurii lemnului asupra proprietăților sale fizice și mecanice

Structura fină a membranei celulare are un impact semnificativ asupra proprietăților lemnului. O scădere a cantității de umiditate legată duce la o scădere a distanțelor dintre microfibrile, ceea ce crește forțele de aderență dintre acestea și conținutul de pastă de lemn masiv pe unitate de volum. Toate acestea conduc la o îmbunătățire a proprietăților mecanice ale lemnului. Dimpotrivă, odată cu creșterea cantității de umiditate legată, microfibrilele se depărtează, ceea ce reduce proprietățile mecanice ale lemnului.
Microfibrilele sunt localizate predominant de-a lungul axei lungi a celulei. Acest lucru determină rezistența mecanică mai mare a lemnului exact de-a lungul fibrelor.

Dimensiunile elementelor anatomice individuale afectează și proprietățile fizice și mecanice ale lemnului. Întrucât traheidele târzii au pereți mai groși, o creștere a conținutului de fibre libriforme, în special cele cu pereți groși, duce la o creștere a proprietăților mecanice.

Caracteristicile structurii microscopice a lemnului de esență tare și a lemnului de conifere determină diferența în proprietățile lor. Fibrele lemnului de conifere sunt drepte. Prin urmare, coniferele au indicatori de rezistență mai mari la aceeași densitate. Lemnul de esență tare are o oarecare tortuozitate în fibre, ceea ce duce la o rezistență mai mare la impact și o rezistență la forfecare mai mare de-a lungul fibrei. Lemnul speciilor de foioase inel-vasculare se îndoaie mai bine, deoarece vasele sunt situate în lemnul timpuriu, ceea ce permite compactarea lemnului fără distrugere.

Cei care doresc să se angajeze ca șofer de autobuz sau troleibuz trebuie să cunoască multe despre transportul oamenilor. În regulile de trafic online 2015, aceste informații sunt prezentate sub forma unui videoclip cu o durată de aproximativ 20 de minute.