Древесные материалы
Древесина и ее применение в народном хозяйстве. Строение дерева
В народном хозяйстве древесина применяется очень широко: в промышленном и гражданском строительстве ее используют для изготовления отдельных конструктивных элементов зданий и сооружений, а также окон, дверей, паркета и т. п. Древесина — сырье для изготовления целлюлозы, бумаги, картона, этилового спирта. При химической переработке древесины получают канифоль и скипидар; из коры дуба, ивы и лиственницы добывают дубильные вещества, употребляемые в кожевенной промышленности.
В судостроении древесину применяют при закладке судов на стапеле и спуске их на воду (кильблоки, спусковые дорожки стапеля, полозья, подбрюшины), для покрытия металлических палуб, для изоляции и оборудования провизионных кладовых, трюмов, кают и других помещений, для изготовления деревянной мебели, возведения строительных лесов, временных трапов.
Широкое применение древесины объясняется ее техническими свойствами. При относительно небольшой массе она обладает достаточной прочностью, легко обрабатывается, хорошо склеивается, а изделия из нее отличаются хорошими декоративными качествами.
Вместе с тем древесина имеет и ряд отрицательных свойств. При изменении влажности она разбухает, усыхает, растрескивается и коробится. Естественные древесные материалы подвержены загниванию и легко воспламеняются. В меньшей степени эти недостатки свойственны прессованной древесине, древесностружечным и древесноволокнистым плитам.
Растущее дерево состоит из корней, ствола и кроны. Корни всасывают из почвы влагу, питательные минеральные вещества и удерживают дерево в почве. Ветви и листья дерева образуют крону. В листьях происходит так называемый процесс фотосинтеза. Они поглощают из воздушной среды углекислый газ, который разлагается на углерод и кислород. Кислород из листьев выделяется в воздух, а углерод под влиянием солнечного света, взаимодействия с влагой и растворенными в ней минеральными веществами образует различные органические соединения, необходимые для питания дерева, которые распространяются по внутреннему слою его коры.
Ствол поддерживает крону дерева, хранит влагу, а также запасы питательных веществ, вырабатываемых листьями. Он состоит из сердцевины, древесины, камбия и коры (рис. 1.1).
Рис. 1.1. Строение ствола
1 — кора; 2 — камбий; 3 — древесина; 4 — сердцевина
Сердцевина, расположенная в центре ствола, представляет собой рыхлую мягкую ткань и занимает незначительную часть ствола. Далее располагается древесина, занимающая большую часть ствола.
Камбий охватывает древесину сплошным кольцом. Он состоит из клеток, способных к делению и росту.
Кора защищает дерево от механических повреждений и от неблагоприятных влияний окружающей среды. Внутренний слой коры (лубяной) служит для отложения запасов питательных
веществ, выработанных в листьях. По строению коры можно определить породу дерева.
Древесина — основной технический материал, свойства которого неразрывно связаны с ее строением. Макроструктура (элементы строения) древесины хорошо видна на разрезах ствола невооруженным глазом. Так, на разрезах четко выделяются годичные слои, сердцевинные лучи, ядро и заболонь.
Годичные слои — концентрические круги вокруг сердцевины — хорошо видны на торцовом срезе. На радиальном срезе они просматриваются в виде продольных линий, на тангенциальном — в виде дугообразных кривых. У живого дерева каждый год вырастает один годичный слой. Рост происходит от камбиального слоя, поэтому чем ближе расположен слой к сердцевине, тем он старее. По числу годичных слоев на торцовом срезе комлевой части ствола можно определить возраст дерева. Годичный слой состоит из ранней древесины, образованной в весенний период роста, и поздней, развивавшейся в летний период. Окраска ранней древесины светлая. Поздняя древесина имеет более темную окраску и отличается большой плотностью и высокими механическими качествами.
Сердцевинные лучи сохраняют, а также проводят влагу и питательные вещества в горизонтальном направлении между годичными слоями. На торцовом срезе ствола (особенно у дуба, бука и клена) сердцевинные лучи имеют вид радиально расположенных узких полосок, на радиальном срезе — светлых или темных блестящих полосок, а на тангенциальном — темных штрихов с заостренными концами, расположенных по длине ствола.
У деревьев некоторых пород окраска периферийной и центральной частей ствола на торцовом и радиальном срезах различна. Такие породы деревьев называют ядровыми. Породы деревьев, стволы которых на срезе не имеют этого различия окраски, называют заболонными.
Центральная, темноокрашенная часть древесины, прилегающая к сердцевине, является ядром. Оно состоит из омертвевшей древесины, которая отличается повышенной стойкостью к загниванию, так как содержит значительное количество смол и дубильных веществ.
Заболонь — часть древесины раннего образования, состоящая из молодых клеток. В растущем дереве по заболони движется влага с растворенными в ней минеральными веществами. Ширина заболони зависит от возраста и места произрастания дерева. Широкую заболонь имеют сосна и дуб. По механическим свойствам заболонная древесина не отличается от древесины ядра, но менее устойчива к загниванию, так как легко впитывает влагу.
Микроструктура древесины различима только под микроскопом. Основными элементами древесины являются клетки, древесные волокна, сосуды и трахеиды.
Клетки представляют собой тонкие замкнутые оболочки, внутри которых находятся протоплазма и ядро. Клетки размножаются путем деления: ядро делится на две части и из одной клетки образуются две малые. По мере роста каждая из них делится также на две и т. д. Живые клетки служат для передачи питательных веществ друг другу и хранения запасов этих веществ на зимний период.
Древесные волокна — длинные одеревеневшие толстостенные клетки, составляющие основную часть древесины лиственных пород.
Сосуды — вытянутые тонкостенные клетки, через которые влага от корней проходит к листьям. Сосуды встречаются только в древесине лиственных пород.
Трахеиды — длинные замкнутые клетки, расположенные радиальными рядами. Они составляют основную часть древесины хвойных пород. Тонкостенные трахеиды заменяют собой сосуды, а толстостенные — волокна клетки. В древесине многих хвойных пород расположены смоляные ходы, в которых вырабатывается смола. Они соединены в горизонтальном и вертикальном направлениях и представляют собой единую систему.
Источник
Пищевые продукты и лекарственное сырье из кроны
Крону деревьев и кустарников человек издавна использует как источник диких плодов, ягод, орехов и как лекарственное сырье для выработки медицинских препаратов.
К диким плодовым относятся деревья и кустарники, дикорастущие или интродуцированные на Украину из дикой флоры других районов СССР и зарубежных стран, которые дают съедобные или пригодные для технической переработки плоды. Это такие дикие виды деревьев и кустарников: яблоня, груша, рябина, черемуха, вишня, боярышник, смородина, шелковица и другие, всего 183 вида, объединяемые семейства розоцветных, камнеломковых, лоховых и тутовых.
Широко известна ценность диких плодовых пород как медоносов, семенной базы для плодоводства, а также как базы селекции культурных плодовых сортов — перспективных направлений комплексного использования разнообразных полезных свойств диких плодовых пород.
В 1982 г. в лесах Украины только силами лесохозяйственных организаций произведено 58 тыс. т витаминной муки, заготовлено 5800 т дикорастущих плодов и ягод, изготовлено 37,5 млн. условных банок консервов, получено 55 тыс. т березового сока, 131 т меда, 810 т лекарственного сырья. Всего произведено и заготовлено недревесной продукции леса (в отпускных ценах) на 27 млн. руб.
Большие задачи поставлены перед лесоводами Украины в связи с решением Продовольственной программы. К 1990 г. предусмотрено довести ежегодное производство витаминной муки до 64 тыс. т (практически будет использована вся хвоя, полученная в процессе заготовок), угля древесного реторного для минеральной подкормки животных — до 5 тыс. т, заготовка дикорастущих плодов и ягод возрастет до 9 тыс. т, производство консервов и дикорастущих пищевых продуктов увеличится на 67% (до 66 млн. условных банок), намечено ежегодно собирать 55 тыс. т березового сока.
Важное мероприятие в осуществлении Продовольственной программы — разведение в лесах орехоплодных пород и прежде всего ореха грецкого, обладающего ценными плодами, прекрасной древесиной и др.
Плоды ореха — концентрат жира, белка, углеводов, витаминов и микроэлементов. Получаемое из плодов масло богато жирными кислотами, препятствующими развитию атеросклероза. Оно используется в медицине и технике. В плодах есть много аминокислот, особенно лизина, содержатся также такие необходимые организму человека элементы, как калий, кальций, железо, фосфор, сера, а из микроэлементов — йод и цинк.
Климатические условия предгорной части Карпат благоприятствуют успешному росту и плодоношению ореха грецкого. В некоторых лесных предприятиях он уже занимает значительные площади. Так, в Хотинском лесокомбинате за последние два десятилетия площадь его насаждений возросла более чем на 400 га.
Орех грецкий отличается большим сортовым разнообразием, основанным на качестве его плодов и урожайности деревьев. Наиболее высоко ценятся деревья с хорошей ежегодной урожайностью и высоким качеством плодов (крупные, с тонкой, но прочной скорлупой, светлой окраской, полноядерные, с массой ядра равной 50% и более общей массы ореха). Жирность ядра отдельных сортов орехов достигает 70%.
Урожайность 20-летних ореховых насаждений составляет 1000 кг/га и более. Таким образом, орех грецкий должен сыграть существенную роль в выполнении Продовольственной программы, поэтому его необходимо широко и массово разводить.
Большое значение для решения Продовольственной программы имеет и развитие лесного пчеловодства. Мед обладает высокими пищевыми и лечебными качествами; он содержит (в среднем): 18…20% воды; 34,8 глюкозы (фруктозы); 39,6 левулезы; 1,3 сахарозы; 4,8 декстринов; 0,19 минеральных веществ; 0,1 органических кислот; 0,45% растительного белка и ряд биологически активных веществ. В состав меда входят витамины В1, В2, В5, В6, Е, Р, С и каротин.
Лиственные и смешанные хвойно-лиственные леса, имеющие в своем составе медоносы (иву, липу, клен, вяз, рябину, черемуху и др.), обеспечивают непрерывный и продолжительный взяток для пчел. Однако медоносная ценность таких лесов может быть различной. Объясняется это тем, что выделение нектара и медопродуктивность различных медоносов, произрастающих в лесу, прямо или косвенно зависят от ряда экологических, погодных, эдафических, биотических и других факторов, влияние которых изучено пока недостаточно.
Чтобы успешно развивать пчеловодство — эффективную и полезную отрасль народного хозяйства, необходимо улучшать нектароносность лесных насаждений. Для этого следует проводить рубки ухода, подсев цветущих трав. При создании лесонасаждений на необлесенных площадях вводят главные и сопутствующие породы, где медоносы должны занимать 20…30% количества посадочных мест. Видовой состав надо тщательно подбирать в каждом отдельном случае, учитывая требования каждого вида к почве, климату, влажности и т. п.
Лекарственные растения занимают значительное место в арсенале лечебных средств. В нашей стране около 50% лекарственных препаратов изготовляют из растительного сырья, в том числе из лекарственных растений, которые в большом количестве растут в лесах.
Советские ученые, используя опыт народной медицины, открыли и изучили большое количество новых форм лекарственного сырья. В настоящее время намного расширены районы заготовок, создана база для развития культуры важнейших видов лекарственно-технического сырья в сельском хозяйстве. Более 30 видов лекарственных растений выращивают в специализированных хозяйствах, но все же наибольшее количество сырья получают из крон древесных и кустарниковых лесных пород.
Информацию о способах, сроках заготовки, сушки, хранения лекарственного сырья можно получить в заготдвительных (лесохозяйственных, аптечных) организациях.
Работники лесного хозяйства всегда должны помнить, что рациональное использование лекарственного сырья — это прежде всего улучшение здоровья наших людей, а также значительный резерв возрастания экономической эффективности лесохозяйственного производства.
Источник