Строение древесного ствола и коры
Древесный ствол имеет сложную структуру, которая включает следующие элементы (рис. 1):
- древесина:
- сердцевина;
- внутренняя (ядровая) часть ствола;
- внешние слои древесины (заболонь);
- камбий;
- внутренний слой коры (луб);
- корка (слой отмерших клеток, пробковый слой или вторичная кора, перидерма).
Рис. 1. Анатомическое строение древесного ствола и коры: а – фрагмент среза слоев коры; б – поперечный срез ствола; 1– заболонь (наружный слой древесины); 1 – камбий; 3 – луб; 4 – корка; 5 – сердцевина; 6 – ядро
1. Древесина
1.1. Сердцевина
В раннем возрасте древесина всех деревьев состоит только из заболони. Через некоторое время, по мере созревания, происходит отмирание центральной части и образуется сердцевина. Сердцевина – это небольшого диаметра центральная часть ствола отмершей древесины. Она малой прочности, состоит из рыхлой первичной ткани, которая легко загнивает.
1.2. Внутренняя часть ствола (ядро)
В древесине выделяется внутренняя часть ствола, или, как ее еще называют, ядро, состоящая из спелой древесины. В процессе созревания деревьев происходит отмирание спелой древесины. Этот процесс сопровождается потемнением центральной части ствола. У разных пород различная степень интенсивности потемнения. Интенсивное потемнение наблюдается у так называемых ядровых пород (рис. 2, а, в, г, д). К ядровым породам относятся, например, лиственница, сосна.
Породы с однородной окраской древесины называются безъядровыми (рис. 2, б). К ним относятся, например, ель, пихта.
Рис. 2. Примеры структуры пород деревьев: а – ядровая порода (сосна); б – безъядровая порода; в – округлое двухзональное ядро (в центре сформировавшееся ядро, а вокруг него морозное ядро); г – звездчатое ядро; д – срез осины
Стенки клеток ядра у хвойных пород пропитаны смолою. Движения влаги по клеткам ядра нет, поэтому древесина ядровой части ствола обладает большей прочностью и стойкостью к загниванию, чем наружная часть древесины, называемая заболонью.
1.3. Внешние слои древесины (заболонь)
Ядровую часть окружает физиологически активная наружная светлоокрашенная зона древесины, примыкающая к образовательной ткани – камбию. Эта часть ствола называется заболонью. От внутренней части ядровой древесины она отличается более светлой окраской. По клеткам заболони перемещается влага с растворенными в ней питательными веществами, поэтому она в сравнении со спелой ядровой древесиной имеет более высокую влажность, меньшую механическую прочность, наименьшую стойкость к биологическому повреждению, поражениям грибами и насекомыми. В пиломатериалах вследствие значительной усушки заболонь усиливает коробление древесины.
2. Кора дерева
Кора выполняет следующие физиологические функции дерева в процессе его роста:
- проводит по стволу питательные вещества, выработанные листьями;
- защищает дерево от внешних неблагоприятных условий.
Кора дерева имеет сложную структуру и состоит из следующего комплекса тканей в виде слоев:
У каждой зоны слоев специфическая структура и химический состав, каждая зона имеет свои биологические функции. Переход от одного слоя к другому может быть резким или плавным в зависимости от породы дерева.
Соотношение зон этих слоев разное у различных пород и даже у деревьев одной породы, произрастающих в разных местах. Доля корки в коре составляет от 20 до 80 %.
Чем больше диаметр ствола дерева, тем толще кора на его поверхности (табл. 1). Но с увеличением возраста дерева, а значит, и его диаметра относительный объем коры уменьшается, так как чем больше диаметр ствола, тем меньше доля коры в объеме ствола [2].
Таблица 1. Зависимость толщины коры от диаметра ствола [2]
Толщина коры уменьшается от комля к вершине ствола, и соответственно изменяется относительный объем коры по высоте ствола.
В пределах одной породы относительный объем коры тем больше, чем хуже условия произрастания дерева. Показатели объемов коры различных пород существенно различаются (табл. 2) [2].
Таблица 2. Содержание коры в объеме стволовой части дерева
Порода Сосна Ель Береза Осина Лиственница Объем коры от объема ствола, % 10−12 7−10 13−15 14−15 18−25 Кора имеет сложную структуру, которая включает граничный слой между древесиной и корой – камбий, внутренний и наружный слои коры, а также физиологические граничные зоны.
2.1. Камбий
На границе между внутренним слоем коры и древесиной располагается граничный слой, который называется камбиальным слоем или камбием. В стволе дерева камбий состоит из живых клеток древесины. Благодаря тому, что эти клетки непрерывно делятся, происходит рост тканей древесины и луба. В результате такой жизнедеятельности увеличивается диаметра древесного ствола и толщина слоя коры. В структуре ствола в сравнении с клетками других частей дерева камбиальный слой имеет самую низкую механическую прочность, на чем и основывается принцип окорки лесоматериалов.
2.2. Внутренний слой коры (луб или флоэма)
В зоне от камбия до корки расположен лубяной слой. С внутренней стороны он переходит в камбиальную зону, которая формирует клетки луба и древесины, а с внешней стороны − в пробковый камбий.
Ткани луба делятся на три вида:
- ситовидные трубки с клетками;
- механические ткани (склереиды и волокна);
- лубяная паренхима с паренхимными клетками. Каждый вид ткани выполняет свои функции.
Луб обеспечивает движение по фильтрующим трубкам, из которых он состоит, вдоль ствола дерева ко всем органам питательных органических веществ (продуктов фотосинтеза), образующихся в листьях. Волокнистая структура луба ориентирована волокнами вдоль ствола дерева.
У некоторых хвойных пород, например у сосны, клетки луба с внутренней стороны мало отличаются по строению от клеток камбия, и они называются камбиформа. Наличие клеток камбиформа определяет постепенный переход от камбия к лубу. Переход луба с внешней стороны к коре более резкий.
Различие в механической прочности и соотношении связей клеток камбия с древесиной, камбиформа с лубом и луба с коркой используется для определения видов окорки с полной очисткой древесины от луба (чистой окорки) или оставлением этого слоя (грубой окорки).
В зоне перехода между лубомрикокйо расположен слой паренхимных клеток. При делении этих клеток с внутренней стороны откладываются клетки лубяной паренхимы, а с внешней стороны образуются пробковые клетки. Оболочки последних не имеют пор и пропитаны суберином, что делает их непроницаемыми для воды и воздуха. Каркасную структуру корки образуют лубяные волокна и каменистые клетки. В целом пробковые клетки выполняют защитную функцию. Кроме перечисленных особенностей, луб имеет еще ряд свойств.
Так, в отличие от клеток корки клетки тканей луба имеют повышенное содержание урановых кислот и пентозанов, суберин отсутствует, а оболочки состоят из целлюлозы и гемицеллюлозы, не содержат лигнина [1].
В лубе содержится больше экстрактивных веществ, урановых кислот и пентозанов, но меньше лигнина. Также содержится в 1,5 раза меньше целлюлозы, чем в древесине [1].
Объемное соотношение корки и луба вдоль ствола меняется. В комлевой части сосны, где значительно развита покровная ткань, корка составляет основную долю объема коры. У ели изменение по строению и объемному соотношению корки и луба по длине ствола незначительно.
2.3. Корка
В технической литературе корка может называться по-разному, например слой отмерших клеток, пробковый слой или вторичная кора, перидерма. Во всяком случае, под этими терминами понимается наружный омертвевший слой коры, который выполняет функцию защиты тканей луба и древесины от механических повреждений, проникновения грибов и бактерий, резких колебаний температуры, испарения влаги, внешних климатических воздействий. У различных пород древесины корка имеет разную структуру и прочность. У хвойных пород она рыхлая, непрочная, поэтому в процессе окорки легко разрушается инструментами и удаляется с поверхности ствола.
Корка лиственных пород, осины и особенно березы имеет большую прочность корковой наружной части и значительно утолщенный слой луба. Эти факторы усложняют процесс окорки. Кроме того, кора березы, или береста, имеет высокую прочность в продольном направлении, а разрывается и отделяется в основном только в поперечном направлении. Это еще больше затрудняет окорку и измельчение коры.
Список литературы:
- Симонов М.Н. Механизация окорки лесоматериалов. М.: Лесн. пром-сть, 1984. 214 с.
- Симонов М.Н., Торговников Г.И. Окорочные станки. Устройство и эксплуатация. М.: Лесн. пром-сть, 1990. 182 с.
Источник
3. Строение стебля
Стебель — осевая часть побега. Он служит опорой для других органов растения, обеспечивает передвижение воды с минеральными и органическими веществами, а также в нём могут запасаться питательные вещества . Выполняемые функции обуславливают особенности строения этого органа.
На поверхности молодых стеблей находится кожица . У многолетних стеблей древесных растений кожица заменяется пробкой. Её клетки мёртвые, в них находится воздух.
Кожица и пробка относятся к покровным тканям. Эти ткани защищают внутренние слои стебля от механических повреждений, проникновения различных микроорганизмов, перепадов температуры. Через покровные ткани происходит газообмен: в кожице — через устьица , а в пробке — через чечевички . Чечевички — это небольшие бугорки с отверстиями. Они состоят из крупных клеток основной ткани с большими межклетниками.
Под кожицей и пробкой находятся клетки коры , относящиеся к разным видам тканей. Снаружи располагаются слои клеток покровной и механической тканей с утолщёнными оболочками и тонкостенных клеток основной ткани, которые могут содержать хлорофилл. Под покровной тканью находится луб .
Луб образован ситовидными трубками, клетками механической ткани (лубяными волокнами) и клетками основной ткани.
Ситовидные трубки представляют собой цепочки удлинённых живых безъядерных клеток, стенки которых имеют множество мелких отверстий (как у сита). Это проводящие элементы луба, которые обеспечивают перемещение растворённых в воде органических веществ (продуктов фотосинтеза).
Лубяные волокна — это клетки механической ткани. Они имеют удлинённую форму, мёртвые, с одревесневшими стенками.
В коре некоторых растений луб имеет хорошо развитые и прочные волокна. Из лубяных волокон липы раньше изготавливали мочало и рогожу, а из лубяных волокон льна и в настоящее время прядут нити и ткут ткани.
Между корой и древесиной находится камбий — тонкий слой клеток образовательной ткани. Клетки камбия постоянно делятся. За счёт этого стебель растёт в толщину и в нём образуются годичные кольца.
Внутренний слой стебля представлен сердцевиной , в которой откладываются про запас органические вещества. Сердцевина образована клетками запасающей ткани. Сердцевина связана с древесиной и лубом сердцевинными лучами , выполняющими проводящую функцию.
У некоторых растений (бузина) в сердцевине много межклетников, она рыхлая и хорошо заметна. У других растений (дуб) сердцевина, наоборот, очень плотная, и отличить её от древесины сложно.
Источник
