Drvo

Drvo (BESBE)

Drvo(bot.). - U svakodnevnom životu i tehnici drvom se naziva unutrašnji dio drveta koji leži ispod kore. U botanici pod imenom D., ili ksilem, označava tkaninu ili kolekciju tkanina formiranih od procambia ili cambia(vidi ovaj stih i v. Drvenaste biljke); ona je jedna od sastavni dijelovi fibro-vaskularni snop i obično je u suprotnosti s drugom komponentom snopa, koja potiče od istog prokambijuma ili kambija - batina, ili phloem. Prilikom formiranja fibroznih vaskularnih snopova iz prokambijuma uočena su 2 slučaja: ili se sve prokambialne ćelije pretvaraju u D. i bast elementi - tzv. zatvoreno grozdovi (više spore, monokotiledone i neke dikotiledone biljke) ili sloj aktivnog tkiva, kambija, ostaje na granici između lika i lika i dobijaju se grozdovi otvoren(dvosupnice i golosjemenjače). U prvom slučaju, količina D. ostaje konstantna, a biljka ne može da se zgusne; u drugom, zbog aktivnosti kambijuma, svake godine dolazi količina D., a stablo biljke postepeno zadebljava. Kod naše vrste drveća D. leži bliže centru (osi) stabla, a ličak je bliže krugu (periferiji). Kod nekih drugih biljaka uočen je drugačiji međusobni raspored D. i lika (vidi. Vaskularni i fibrozni snopovi). D. uključuje već mrtve ćelijske elemente sa ukrućenim, uglavnom debelim membranama; Lik je, s druge strane, sastavljen od živih elemenata, sa živom protoplazmom, ćelijskim sokom i tankom, neodrevnutom ljuskom. Iako u bastu ima elemenata koji su mrtvi, debelih zidova i krutih, a u D. su, naprotiv, živi, ​​ali iz ovoga, međutim, opšte pravilo ne mijenja se bitno. Oba dijela vaskularno-vlaknastog snopa se međusobno razlikuju i po fiziološkoj funkciji: prema D., uzdiže se od tla do listova tzv. sirovi sok, odnosno voda sa rastvorenim supstancama, ali ona edukativna silazi niz grlo, inače plastika, sok (vidi Sokovi u biljci). Fenomen ukočenosti je ćelijski. ljuske nastaju zbog impregnacije celulozne ljuske posebnim supstancama, koje se obično kombiniraju pod općim nazivom. lignin... Prisustvo lignina i, istovremeno, ukrućenje ljuske lako se prepoznaje pomoću nekih reakcija. Usljed glodanja, ljuske povrća postaju čvršće, tvrđe i elastičnije; međutim, kada su slabo propusni za vodu, gube sposobnost da upijaju vodu i bubre.

Inače, drvo se sastoji od nekoliko elementarnih organa histološki elementi. Nakon Sanija, tri glavne grupe ili sistemi elemenata razlikuju se u dvosjemenskim i golosjemenskim biljkama: sistem parenhimski, luboidni i vaskularni. U svakom sistemu postoje 2 vrste elemenata, a ukupno postoji 6 tipova histoloških elemenata, a čak i kao 7. vezuju se ćelije jezgrenih zraka (vidi. Drvenaste biljke).

Drvo

I. Parenhimski sistem. Sastoji se od 2 elementa: woody(ili drvo) parenhima i tako ime. zamjenska vlakna. Kada se iz kambija formiraju ćelije drvenastog parenhima, kambijalna vlakna se odvajaju horizontalnim septama, tako da se od svakog vlakna dobija vertikalni red ćelija; u ovom slučaju, krajnje ćelije zadržavaju šiljasti oblik krajeva kambijalnog vlakna (vidi tabelu. sl. 1 e- ćelije parenhima bukovog drveta izolovane maceracijom; pirinač. 2 R- ćelije parenhima stabla u Ailanthus; tangencijalni (vidi dolje) odjeljak D.). Ćelije parenhima stabla odlikuju se relativno tankim zidovima; potonji su uvijek bez spiralnog zadebljanja, ali su opremljeni jednostavnim kružnim zatvorenim porama. Zimi se unutar ćelija nakupljaju tvari za skladištenje, uglavnom škrob; ali ponekad se u njima nalaze i hlorofil, tanini i kristali oksalno-kalcijumove soli. Osim toga, arborealni parenhim vjerovatno igra ulogu u kretanju vode. Kao sastavni element D. vrlo je rasprostranjen; ona je, međutim, vrlo mala kod mnogih četinara i potpuno je odsutna, prema Saniju, u tisi ( Taxus baccata). Drugi element parenhimskog sistema je zamjenska vlakna (Ersatzfasern) - u nekim slučajevima zamijeniti arborealni parenhim koji nedostaje (otuda naziv); u drugima se nalaze zajedno sa elementima potonjeg. Po strukturi i funkciji slični su ćelijama drvenastog parenhima, ali se formiraju direktno iz kambijalnih vlakana, odnosno bez prethodnog razdvajanja potonjih poprečnim septama.

Članak reproducira materijal iz Velikog enciklopedijskog rječnika Brockhausa i Efrona.

Drvo (TSB)

drvo, ksilem (od grčkog xylon - drvo), složeno tkivo drvenastih i zeljastih biljaka koje provodi vodu i mineralne soli otopljene u njemu; dio provodnog snopa, formiran od prokambijuma (primarni D.) ili kambija (sekundarni D.). Čini najveći dio debla, korijena i grana drvenastih biljaka.

Fiziološke i anatomske karakteristike drveta

Rice. 1. Glavni dijelovi prtljažnika i njegovi glavni dijelovi: 1 - poprečno; 2 - radijalno; 3 - tangencijalna.

Oblik i veličina ćelija koje čine drvo su različite i ovise o njihovim funkcijama. D. sadrži provodne, mehaničke i skladišne ​​elemente. Struktura D. tipična je za rodove, a ponekad i za vrste drvenastih biljaka. U proučavanju D. i njegovih svojstava koriste se 3 glavna preseka, a za mikroskopsko proučavanje - preseci: poprečni, tangencijalni (tangencijalni) i radijalni ( pirinač. jedan ). Kako drveće raste, unutrašnji, najstariji D. debla odumire. Konduktivni elementi D. se postepeno začepljuju: sudovi, takozvanim tillovima, i traheide, torusima njihovih obrubljenih pora. Prestaju da funkcionišu provodni i skladišni sistemi, smanjuje se sadržaj vode, skroba i delimično masti u D., povećava se količina smola i tanina. Kod zdravih vrsta (bor, ariš i hrast) središnji dio D. se razlikuje po boji i naziva se jezgro, a periferna zona se naziva bjeljika. Kod zrelih drvenastih vrsta (smreka, lipa) periferni dio se razlikuje od središnjeg po manje vlage (takva D. se naziva zrela). Kod beljike (javor, breza) središnji dio se ne razlikuje od perifernog. Ponekad kod bjeljike i zrelih drvenastih vrsta središnji dio debla je tamnije obojen (uglavnom pod utjecajem gljiva) i formira se takozvana lažna jezgra.

Rice. 2. Vrste ćelija koje čine drvo: a - drvenasti parenhim; b - traheide; c - segmenti krvnih sudova (dušnik); d - libriformna vlakna; e - ćelije heterogene jezgrene zrake četinara; e - ćelije heterogenog zraka u obliku srca listopadnog drveta.

U drvetu većine dvosupnih i svih četinara mogu se razlikovati prstenovi rasta, ili godišnji prstenovi, te radijalni ili medularni zraci. Unutar jednog prstena rasta nalaze se rane (proljetne) i kasne (ljetne) zone, koje se često nazivaju ranim i kasnim D. Prema radijalnim zracima, hranjive tvari se kreću do mjesta njihovog taloženja. Veličina i odnos elemenata koji čine D. variraju u zavisnosti od uslova uzgoja i položaja D. u stabljici. U nepovoljnim uslovima (prekomerna vlaga, nedostatak vode u tlu, jako zasjenjenje, insekti koji jedu lišće) formiraju se uski slojevi rasta. D. dikotiledonih biljaka se sastoji od sljedećih tipova ćelija: vaskularnih segmenata (traheja), traheida, mehaničkih vlakana (libriform), drvenog parenhima i niza drugih elemenata - prelaznih oblika između njih ( pirinač. 2 ).

Rice. 3. Dijagram položaja drvenih posuda na poprečnom presjeku godišnjeg prstena: 1 - javor (difuzni vaskularni); 2 - brijest (prstenasto-vaskularni).

Kombinacije u veličini i rasporedu elemenata D. (na primjer, promjer posuda kod različitih pasmina varira od 0,0015 mm kod šimšira i aralije do 0,5 mm hrast) stvaraju raznovrsnost njegove strukture ( pirinač. 3 ): raštrkane vaskularne - duž cijelog prstena rasta, posude gotovo jednakog promjera, njihov broj u ranoj i kasnoj zoni je gotovo isti (breza, javor); prstenasto - prečnik posuda u ranoj zoni prstena je mnogo veći nego u kasnoj (hrast, brijest, maklura). Posude mogu biti locirane pojedinačno (hrast) ili u grupama (jasen, breza, jasika), u ovom slučaju formirajući obrubljene pore na mjestima dodira. U tom slučaju traheide u procesu evolucije gube svoju funkciju provodljivosti vode i zamjenjuju ih vlakna libriforma (D. pepeo, na primjer, sastoji se od žila, drvenastog i radijalnog parenhima i vlakana libriforma).

Rice. 4. Površine sječe borovine: 1 - poprečno; 2 - radijalno; 3 - tangencijalna;
a - granica godišnjeg prstena; b - kasno drvo; c - rano drvo: d - novi red klinastih traheida; e - heterogena medularna zraka, koja se sastoji od traheida zraka (f) sa malim obrubljenim porama i parenhimskih ćelija sa velikim prozorskim porama (g); h - smolasti prolaz (jasno su vidljive epitelne ćelije koje ga oblažu); i - ćelije parenhima koji okružuju smolni kanal; k - obrubljene pore; l - greda jezgra sa horizontalnim slojem smole.

Drvo se također razlikuje po prirodi spoja vaskularnih segmenata, obliku perforacije (jednostavne, ljestve, itd.), njenom položaju, obliku segmenta, visini i širini medularnog zraka i obliku njegovog ćelije. D. golosjemenjača, uključujući četinare, sastoji se samo od traheida (nema krvnih žila), male količine drvenastog parenhima i srž zraka. Kod nekih rodova (čempres, kleka), medularne zrake (homogene) sastoje se od identičnih parenhimskih ćelija; u ostalima (bor, smreka, ariš), u heterogenim zrakama se nalaze i traheide zraka koje prolaze duž zraka ( pirinač. 4 ). Struktura zraka, oblik ćelija, broj i veličina njihovih pora važni su u određivanju vrste drveta. Neki rodovi (bor, smreka, duglazija i ariš) imaju smole u Danskoj.

Hemijski sastav drveta

Apsolutno suho drvo svih vrsta sadrži u prosjeku (u%): 49,5 ugljika; 6.3 vodonik; 44.1 kiseonik; 0,1 dušika. U D., udio ćelijskih membrana čini oko 95% mase. Glavne komponente omotača su celuloza (43-56%) i lignin (19-30%), ostalo: hemiceluloze, pektinske supstance, minerali (uglavnom soli kalcijuma), mala količina masti, eterična ulja, alkaloidi, glikozidi , itd. P. Sve ćelije D. karakteriše lignifikacija - zasićenje membrana ligninom. Postoji više od 70 reakcija na lignifikaciju (na primjer, floroglucinol s koncentriranom hlorovodoničnom kiselinom daje boju maline). D. nekih stabala sadrži tanine (quebracho), boje (brvnara, sandalovina), meleme, smole, kamfor itd.

O. N. Čistjakova.

Fizička svojstva drveta

Fizička svojstva drveta karakterišu njegov izgled (boja, sjaj, tekstura), gustina, vlaga, higroskopnost, toplotni kapacitet itd. D. kao materijal se koristi u prirodnom obliku (drvo, građa), kao i posle specijalne fizičke i hemijske obrade (vidi. Drveni materijali). Važno dekorativno svojstvo i dijagnostičko svojstvo je boja D., čije karakteristike uvelike variraju (ton boje 578-585 nm, čistoća boje 30-60%, lakoća 20-70%). Sjaj se uočava kod D. nekih listopadnih vrsta, posebno na radijalnom presjeku. Tekstura - crtež D., nastao pri rezanju anatomskih elemenata - posebno je efikasna kod tvrdog drveta.

D. sadrži slobodnu (u ćelijskim šupljinama) i vezanu (u ćelijskim membranama) vlagu. Vlažnost drveta.

gdje W- vlaga u % m je početna masa uzorka, m 0- masa uzorka u apsolutno suvom stanju. Granica higroskopnosti (tačka zasićenja vlakana) je stanje u kojem D. sadrži maksimalnu količinu vezane (higroskopne) vlage, ali slobodne vlage nema. Vlažnost koja odgovara granici higroskopnosti W ng at t 20°C, u prosjeku 30%.

Rice. 5. Zavisnost ravnotežnog sadržaja vlage u drvetu W p o vlažnosti j i temperaturi t zrak.

Na većinu svojstava drveta utiču promene u sadržaju vezane vlage. Uz dovoljno dugu ekspoziciju, D. postiže ravnotežni sadržaj vlage. W p, što zavisi od vlažnosti j i temperature t ambijentalni vazduh ( pirinač. 5 ). Smanjenje sadržaja vezane vlage uzrokuje smanjenje linearnih dimenzija i volumena drveta – skupljanje. Skupljanje

gdje W- skupljanje u % a pg - veličina (volumen) uzorka na granici higroskopnosti, a w- veličinu (volumen) uzorka pri datoj vlažnosti W u opsegu 0- W str. Potpuno (uz uklanjanje sve vezane vlage) skupljanje u tangencijalnom smjeru za sve stijene 6-10%, u radijalnom smjeru 3-5%, duž vlakana 0,1-0,3%; potpuno volumetrijsko skupljanje 12-15%.

Sa povećanjem sadržaja vezane vlage, kao i apsorpcijom D. drugih tečnosti, dolazi do bubrenja - pojava suprotna skupljanju. Zbog razlike u vrijednostima radijalnog i tangencijalnog skupljanja tokom sušenja (ili vlaženja), uočava se bočno savijanje rezane građe i obradaka. Uzdužno savijanje je najuočljivije kod rezane građe sa strukturnim nedostacima.U procesu sušenja nastaju unutrašnji naponi zbog neravnomjernog odvođenja vlage i anizotropije skupljanja, što dovodi do pucanja rezane građe i oblovine. Nakon komornog sušenja, zbog zaostalih naprezanja u kalupu, tokom obrade se mijenjaju navedene dimenzije i oblik dijelova. D. je propusna za tečnosti i gasove, posebno tvrdo drvo duž beljike i duž zrna.

Gustoća drvenaste tvari je ista za sve vrste (od njihovog hemijski sastav) i oko 1,5 puta veću od gustine vode. Zbog prisustva šupljina, gustina D. je manja i varira u značajnim granicama, u zavisnosti od stene, uslova rasta i položaja uzorka D. u deblu. Gustina D. pri datoj vlažnosti

gdje m w i v w- masa i zapremina uzorka pri datom sadržaju vlage W... Sa povećanjem vlažnosti, gustina D. raste. Često se za izračune koristi indikator koji ne ovisi o vlazi - uvjetna gustoća:

L = l nom × k r i k x date su u tabelama 1 i 2. Toplinske deformacije D. su mnogo manje od skupljanja i bubrenja i obično se ne uzimaju u obzir u proračunima.

Neka električna i akustička svojstva D. data su u tabeli 3. E. četinari niske gustine (smreka) ima visoka rezonantna svojstva i široko se koristi u muzičkoj industriji.

Tabela 1. - Koeficijent k x

Tabela 2. - Koeficijent To r

Mehanička svojstva drveta

Mehanička svojstva drveta su najveća kada se opterećenja primjenjuju duž zrna; u ravnini preko vlakana, naglo se smanjuju. U tabeli 4 prikazani su prosječni pokazatelji D. svojstava pojedinih stijena na W= 12%. Sa povećanjem vlažnosti do W pg indikatori se smanjuju za 1,5-2 puta. Modul elastičnosti duž zrna je 10-15 H/m2(100-150 hilj. kgf / cm 2), a preko nje je 20-25 puta manje. Koeficijent posmične deformacije za različite stijene i strukturne smjerove kreće se od 0,02 do 0,8.

Sposobnost D. da se deformiše pod opterećenjem tokom vremena, što karakteriše njegova reološka svojstva, naglo raste sa povećanjem vlažnosti i temperature. Čvrstoća se smanjuje pri dugotrajnim opterećenjima. Na primjer, dugotrajna čvrstoća na savijanje je 0,6-0,65 puta veća od krajnje statičke čvrstoće na savijanje. Pri višestrukim opterećenjima opaža se zamor, granica zamora pri savijanju je u prosjeku 0,2 statičke granične čvrstoće.

D. ispitivanja u cilju utvrđivanja pokazatelja fizičkih, mehaničkih i tehnoloških svojstava vrše se na malim, čistim (bez nedostataka) uzorcima. Ispituje se niz uzoraka, a rezultati eksperimenata se obrađuju metodama statistike varijacije. Svi pokazatelji dovode do ujednačenog sadržaja vlage od 12%. Za većinu metoda ispitivanja razvijeni su standardi koji utvrđuju oblik i veličinu uzorka, postupak eksperimenata i metode za izračunavanje pokazatelja njegovih svojstava. D. se odlikuje jakom varijabilnosti svojstava, stoga je, kada se D. koristi kao konstrukcijski materijal, posebno važno koristiti nedestruktivne metode kontrole čvrstoće rezane građe, zasnovane na npr. između jačine D. i nekih njegovih fizičkih svojstava. Defekti drveta (čvorovi, trulež, nagib zrna, valjanje, itd.) utiču na svojstva drveta.

Pri ocjenjivanju svojstava drveta kao konstrukcijskog i ukrasnog materijala uzima se u obzir njegova sposobnost držanja metalnih učvršćivača (ekseri, vijci), otpornost na habanje i sposobnost savijanja pojedinih vrsta tvrdog drveta.

D. ima visoke vrijednosti faktora kvalitete (omjer vlačne čvrstoće i gustine), dobro se odupire udarnim i vibracijskim opterećenjima, lako se obrađuje i omogućava izradu dijelova složene konfiguracije, pouzdano je povezan u proizvode i strukture sa uz pomoć ljepila i ima visoka dekorativna svojstva. Međutim, uz pozitivna svojstva, prirodni D. ima niz nedostataka: veličina i oblik dijelova mijenjaju se s fluktuacijama vlažnosti. U nepovoljnim uslovima skladištenja i rada (visoka vlažnost D., umerena toplota zrak, kontakt sa vlažnim tlom, kondenzacija vlage na elementima konstrukcije itd.) D. trune. Truljenje je proces uništavanja gljivica kao rezultat vitalne aktivnosti gljivica koje se naseljavaju na njemu. Za zaštitu od propadanja, D. je impregniran antisepticima (vidi. Antiseptici). D. mogu oštetiti i insekti, za zaštitu od kojih se koriste insekticidi. Zbog svoje relativno niske otpornosti na vatru, D. se po potrebi impregnira vatrootpornim sredstvima.

Nacionalna ekonomska vrijednost drveta

Kao konstrukcijski materijal, D. ima široku primenu u građevinarstvu (drvene konstrukcije, stolarski delovi), na železnici. transportni i komunikacijski vodovi [pragovi, nosači dalekovoda (elektrovodi)], u rudarskoj industriji (podrška), u mašinstvu i brodogradnji, u proizvodnji namještaja, muzičkih instrumenata, sportske opreme; kao sirovina u industriji celuloze i papira i za druge vrste hemijske obrade (npr. hidroliza, suha destilacija), a takođe i kao gorivo. Za nabavku D., vidi čl. Logging.

Tabela 3. - Električna i akustička svojstva drveta

Indikatori	Breed	Duž vlakana	Preko vlakana
			radijalnog pravca	tangencijalni pravac
Specifični volumetrijski električni otpor pri W = 8%, 108 ohm m	Ariš	3,8	19	14,5
	Breza	4,2	86	-
Probojni napon at W = 8-9%, sq / cm	Beech	14	41,5	52
	Breza	15	59,8	-
Dielektrična konstanta at W = 0 i frekvencija 1000 hz	Spruce	3,06	1,91	1,98
	Beech	3,18	2,40	2,20
Tangenta gubitka	Spruce	0,0625	0,0310	0,0345
	Beech	0,0585	0,0319	0,0298
Brzina širenja zvuka, m/sec	Pine	5030	1450	850
	hrast	4175	1665	1400

Tabela 4. - Gustina i mehanička svojstva mali čisti (bez mrlja) uzorci drveta sa sadržajem vlage od 12%

Indikatori	Breed
	Ariš	Pine	Spruce	hrast	Breza	Aspen
gustina, kg/m 3	660	500	445	690	630	495
Snaga uz žito, Mn/m 2(kgf / cm 2): kada se komprimuje	64,5 (645)	48,5 (485)	44,5 (445)	57,5 (575)	55,0(550)	42,5 (425)
pod statičkim savijanjem	111,5 (1115)	86,0 (860)	79,5 (795)	107,5 (1075)	109,5(1095)	78,0 (780)
pod tenzijom	125,0 (1250)	103,5(1035)	103,0(1030)		168,0(1680)	125,5(1255)
prilikom čipovanja radijalni	9,9 (99)	7,5 (75)	6,9 (69)	10,2(102)	9,3 (93)	6,3 (63)
tangencijalni	9,4 (94)	7,3 (73)	6,8 (68)	12,2 (122)	11,2 (112)	8.6 (86)
jačina udara, kJ / m 2(kgf m / cm 2)	52 (0,53)	41 (0,42)	39 (0,40)	77 (0,78)	93 (0,95)	84 (0,86)
tvrdoća, Mn/m 2(kgf / cm 2): kraj .......................	43,5 (435)	28,0 (285)	26,0 (260)	67,5 (675)	46,5 (465)	26,5 (265)
bočno ........	29,0 (290)	24,0 (245)	18,0 (180)	52,5 (525)	35,0 (350)	20,0 (200)

Književnost

• Vanin S.I., Nauka o drvetu, 3. izd., M.-L., 1949;
• Yatsenko-Khmelevsky AA, Osnove i metode anatomskih studija drveta, M.-L., 1954;
• Moskaleva VE, Struktura drveta i njena promena pod fizičkim i mehaničkim uticajima, M., 1957;
• Vikhrov VE, Dijagnostički znaci drva glavnih vrsta šumarstva i drvne industrije SSSR-a, M., 1959;
• Nikitin N.I., Hemija drveta i celuloze, M.-L., 1962;
• Drvo. Pokazatelji fizičkih i mehaničkih svojstava, M., 1962;
• Ugolev BN, Ispitivanje drveta i drvnih materijala, M., 1965;
• Perelygin L. M., Nauka o drvetu, 2. izd., M., 1969;
• Leontiev N. L., Tehnika ispitivanja drveta, M., 1970;
• Ugolev B.N., Deformabilnost drveta i naprezanje tokom sušenja, M., 1971.

B. N. Ugolev.

Ovaj članak ili odjeljak koristi tekst

Kao i kod četinara, jezgru listopadnih vrsta čine prilično velike parenhimske ćelije, među kojima se ponekad nalaze male ćelije debelih zidova koje se nalaze pojedinačno ili u malim grupama i ispunjene smeđim sadržajem; u brezi, hrastu i jasenu jezgra ćelija može ostati živa do 20 godina.

Tvrdo drvo je složenije i sastoji se od većeg broja različitih elemenata, a u poprečnom presjeku njihov radijalni raspored nalazi se samo u jezgrinim zrakama. Snažan razvoj pojedinih elemenata, posebno posuda, pomiče susjedne ćelije, zbog čega listopadno drvo nema ispravnu strukturu koja je karakteristična za drvo četinara. Sastav lišćarskog drveta uključuje provodne elemente - sudove i traheide, mehaničke elemente - libriformna vlakna i skladišne ​​elemente - parenhimske ćelije. Između ovih osnovnih tipova elemenata postoje prelazni (među) oblici; ovo dodatno komplikuje strukturu tvrdog drveta. Na sl. Na slikama 20 i 21 prikazani su dijagrami mikroskopske strukture hrastovog (prstenasto-vaskularne vrste) i breze (difuzno-vaskularne vrste).

Posude su tipični elementi koji provode vodu samo u tvrdom drvetu.To su dugačke cijevi tankih zidova formirane od dugog vertikalnog niza kratkih ćelija koje se nazivaju vaskularni segmenti rastvaranjem septa između njih. Ako se istovremeno u septumu formira jedna velika zaobljena rupa, takva se perforacija naziva jednostavnom. Ako nakon rastvaranja u pregradi ostane određeni broj traka između kojih se nalaze rupe u obliku proreza, onda se takva perforacija naziva perforacija ljestava (Sl. 22). Mnoge vrste imaju jednu vrstu perforacije u posudama, na primjer: hrast ima samo jednostavne perforacije, dok breza ima samo perforacije ljestava. Neke stijene imaju i jedno i drugo, ali u ovom slučaju prevladava jedna vrsta perforacije.

Rice. 20. Dijagram mikroskopske strukture hrastovog drveta: 1 - godišnji sloj; 2 - posude; 3 - veliko plovilo rane zone; 4 - uska posuda kasne zone; 5 široka jezgra; 6 - uska jezgra; 7 - libriform.

Nakon spajanja ćelija koje formiraju posudu, protoplazma i jezgro odumiru, a žile se pretvaraju u mrtve kapilarne cijevi ispunjene vodom. U velikim posudama, promjer segmenata je velik, ali je njihova dužina često manja od promjera; pregrade između segmenata su okomite na dužinu posude, perforacije su jednostavne. U malim posudama, promjer segmenata je mali, a njihova dužina je nekoliko puta veća od poprečnih dimenzija; pregrade između segmenata su jako nagnute i kod mnogih pasmina imaju perforacije ljestava.

Rice. 21. Šema mikroskopske strukture brezovog drveta: 1 - godišnji sloj; 2- posude; 3- jezgrene zrake; 4 - libriform.

Dakle, oblik vaskularnih segmenata može biti različit - od fusiformnog u malim žilama do cilindričnog ili bačvastog u velikim posudama; njihova dužina u ranom drvu prstenastih vaskularnih listopadnih vrsta (velike posude) je od 0,23 do 0,39 mm, au kasnom drvetu (male posude) od 0,27 do 0,58 mm. Bočni zidovi posude različitih stijena odlikuju se raznim zadebljanjima, koja nastaju uglavnom taloženjem sekundarnih slojeva na primarnu ljusku, koja na nezadebljanim mjestima ostaje celuloza i služi za propuštanje vode u susjedne elemente; zadebljana mjesta su obično drvenasta, jer su namijenjena da daju čvrstoću stijenci posude pod pritiskom susjednih elemenata.

Rice. 22. Detalji strukture krvnih sudova: a - segment suda sa stepenastom perforacijom; b - dva segmenta posude sa jednostavnom perforacijom; c - spiralna posuda; d - vrste obrubljenih pora na zidovima krvnih sudova; d - posuda sa kasama; 1 - zaobljene pore (breza); 2- pore u obliku dijamanta (javor); 3- poliedarske pore (brest); 4 - zid posude; 5 - kase.

Zadebljanje zidova posuda dijeli se na prstenasto, spiralno i mrežasto (vidi sl. 22). Prstenaste posude su najmanje zadebljane. Imaju zadebljanja u obliku prstenova koji se nalaze na vidljivoj udaljenosti jedan od drugog; takve posude ima samo u primarnom drvu. Zid posude sa spiralnim zadebljanjima je jače ojačan. Kod retikularnih žila zid je gotovo potpuno zadebljan tako da ostaju vidljive samo pore kao česte tačke na bočnoj površini žile. U drvetu većine listopadnih vrsta nalaze se mrežaste posude, a kod nekih vrsta, na primjer, lipa, javor, spiralne posude.

Na mjestima kontakta zidova sa susjednom posudom postoje obrubljene pore. različitih oblika, koji se od obrubljenih pora četinara razlikuju po manjoj veličini i odsustvu torusa. Na mjestima gdje se zid naslanja na parenhimske ćelije, žile imaju poluobrubljene pore (graniče samo sa strane žile). Na mjestima dodira sa stanicama medularnog zraka na zidovima žile nalaze se pravokutna područja u kojima su usko smještene ovalne ili zaobljene pore s vrlo uskim rubom. Na mjestima kontakta s vlaknima libriforma, zidovi posuda nemaju pore.

Istraživanja drveta jasena su pokazala da posude u deblu, odstupajući od vertikale u tangencijalnom i dijelom u radijalnom smjeru, komuniciraju sa susjednim posudama kroz brojne obrubljene pore i perforacijske ploče. Zahvaljujući navedenim završnim i međukontaktima u tvrdom drvetu, formira se jedan prostorno razgranat vodovodni sistem. U nekim stijenama, formiranjem jezgra, posude su začepljene tillovima i onesposobljene su kao provodni elementi. Tillovi su izrasline u većini slučajeva susjednih ćelija medularnih zraka i, rijetko, parenhima drveta; oni su u obliku mjehurića sa lignificiranim stijenkama. Urast parenhimskih ćelija u žilu se dešava kroz pore na njenim zidovima (vidi sliku 22).

Kod nekih pasmina, kase se normalno formiraju nakon jedne ili nekoliko godina rada posude; na primjer, kod bijelog bagrema i pistacija velike posude su djelimično začepljene kasama već na kraju prve godine postojanja. Kod mnogih pasmina, žile jezgra obično su začepljene tilom (kod hrasta, brijesta), ali čak i kod vrsta bez jezgra, u određenim slučajevima se uočava snažno formiranje tila (na primjer, u lažnom jezgru bukve). Uloga kase u rastućem drvetu može biti različita: koče blokiraju vodene puteve; punjenje posuda nukleusa bocama, posebno onima debelih zidova (kod pistacija), povećava tvrdoću drveta; ako su till ćelije žive, one igraju ulogu skladišnih elemenata zajedno sa parenhimom drveta. U posječenom drvu, prisustvo till-a otežava impregniranje drveta; na primjer, lažnu jezgru bukve je gotovo nemoguće impregnirati. Traheide od tvrdog drveta mogu biti dvije vrste: vaskularne i vlaknaste (slika 23). Vaskularni traheidi su uglavnom elementi koji provode vodu, čija dužina rijetko prelazi 0,5 mm; po svom obliku, veličini, kao i po rasporedu pora, slični su segmentima malih posuda; njihovi zidovi su često opremljeni spiralnim zadebljanjima. Vaskularni traheid se može smatrati posrednim elementom između tipične traheide i vaskularnog segmenta.

Vlaknasti traheid, zauzvrat, je prijelazni element od traheida do libriformnog vlakna; ima oblik prilično dugog vlakna sa šiljastim krajevima, debelom ljuskom i malom šupljinom; pore na zidovima su male, obrubljene, uglavnom sa rupom oblik u obliku proreza. Vlaknaste traheide razlikuju se od libriformnih vlakana po nešto manjoj debljini stijenke, ali uglavnom po prisutnosti jasno obrubljenih pora, dok libriformna vlakna imaju jednostavne pore. Ne sadrže sve listopadne vrste traheide; traheide oba tipa nalaze se u hrastovom drvetu, gdje su ograničene na kasnu zonu godišnjih slojeva; vlaknasti traheidi se nalaze u drvu kruške i jabuke.

Libriform je glavna komponenta tvrdog drveta; kod nekih rasa zauzima i do 76% ukupne zapremine. Libriformna vlakna su prozenhimske ćelije u obliku vretena sa debelim lignificiranim zidovima (vidi sliku 23), malom šupljinom i minimalnim brojem jednostavnih pora na zidovima; sa strane, pore su vidljive kao uski prorezi raspoređeni u spiralu (kosi prorez pore). U većini slučajeva šiljasti krajevi libriformnih vlakana su glatki, ali kod nekih pasmina su rascjepkani ili imaju zareze (kod bukve, eukaliptusa), zbog čega se postiže čvršća povezanost vlakana jedno s drugim. Dužina libriformnih vlakana kreće se od 0,3 do 2 mm, a debljina od 0,02 do 0,05 mm.

Rice. 23. Elementi tvrdog drveta: a - vaskularni traheid; b - vlaknasti traheid; c - libriformno vlakno; d - vlakno klaisonné libriform; d - drvenasti pramen parenhima; e - vretenasta ćelija parenhima drveta; g - ćelije medularnih zraka.

Potpuno formirana libriformna vlakna su lišena živog sadržaja, a njihove šupljine su ispunjene zrakom. Zidovi libriformnih vlakana su jako zadebljani kod tvrdog drveta (hrast, jasen, bukva, grab i dr.), a slabije kod četinara (lipa, topola, vrba). Na sl. 24 prikazuje libriform s različitim debljinama stijenki. Neke vrste, kao što su javorovi, imaju vlakna sa manje zadebljanim zidovima i živim sadržajem; ovi elementi se mogu smatrati posrednicima između vlakana libriforma i vretenastih ćelija parenhima drveta.

Duž radijusa debla, dimenzije libriformnih vlakana i debljina njihovih stijenki, koje se povećavaju u smjeru od jezgre prema kori, dostižu maksimum, nakon čega ostaju nepromijenjene ili se donekle smanjuju. Duž visine trupa, dužina libriformnih vlakana i debljina njihovih zidova smanjuju se u smjeru od stražnjice prema vrhu. Gustoća i čvrstoća lišćarskog drveta ovisi o količini libriforma i veličini pojedinih vlakana, uglavnom o debljini njihovih stijenki. Veličine libriformnih vlakana zavise od uslova uzgoja: sa poboljšanjem ovih uslova povećavaju se dužina vlakana i debljina njihove ljuske. Stanjivanje uzrokuje povećanje broja i dužine libriformnih vlakana.

Rice. 24. Fragmenti presjeka topolovog drveta (lijevo), bukve (sredina) i željeznog drveta (desno): 1 - posude; 2- jezgrena greda; 3, 4 i 5 - libriformna vlakna sa tankim zidovima, srednje debljine i vrlo debela.

U nekim vrstama drveta (na primjer, tikovina) nalazi se tzv. cloisonné libriform (vidi sliku 23). Njegova vlakna, nakon završetka njihovog rasta u dužinu i zadebljanja membrana, podijeljena su poprečnim pregradama na više dijelova; pregrade ostaju tanke i ne postaju drvenaste. Dakle, vlakno kloisonne libriforma donekle podsjeća na pramen drvenastog parenhima, od kojeg se razlikuje po prirodi pora i debljini bočnih (uzdužnih) zidova; osim toga, šupljine kloasonne libriforma nemaju sadržaja. Jezgrene zrake. Parenhimske ćelije u listopadnim vrstama, kao iu crnogoričnom drvu, formiraju, prije svega, jezgrene zrake, koje su kod listopadnih vrsta mnogo razvijenije nego kod četinara. Sastoje se isključivo od parenhimskih ćelija, nešto izduženih po dužini zraka, sa tankim drevnim zidovima i brojnim jednostavnim porama, posebno na mestima gde ćelije zraka dodiruju sudove ili traheide.

U širini, jezgrene zrake listopadnih vrsta imaju od jednog (jasena) do nekoliko desetina (široke zrake hrasta, bukve) redova ćelija, a po visini - od nekoliko redova (šimšir) do nekoliko desetina, pa čak i stotina redova ćelija (hrast, bukva). Na tangencijalnom presjeku jednoredni zraci su predstavljeni okomitim lancem ćelija, a višeredni imaju oblik vretena ili leće. Struktura gore pomenute lažne široke grede prikazana je na Sl. 25.

Rice. 25. Srž zraka na radijalnom presjeku vrbovog drveta (lijevo), i tangencijalnom presjeku grabovog drveta (desno): 1 - stojeće ćelije; 2 - ležeći kavezi; 3 - posuda; 4 - lažni široki snop; 5.6 - uske grede; 7 - libriform.

Kod nekih vrsta (vrbe) rubne ćelije, odnosno gornji i donji red po visini grede, proširene su preko grede i nazivaju se uspravne (sl. 25); takve zrake nazivamo heterogenim zracima, za razliku od homogenih zraka, u kojima su sve ćelije istog oblika. Širina ćelija jezgrenih zraka u drvetu ljetnog hrasta je 15 μ, a visina 17 μ; dužina ćelija u uskim snopovima je 50-55μ, u širokim 69-94 μ. Srednje (po visini) ćelije medularnih zraka u listopadnim i četinarskim vrstama s obje strane praćene su uskim, zrakom ispunjenim međućelijskim prolazima koji prodiru kroz zrak cijelom dužinom i kroz međućelijske prostore parenhima kore uz leće korteksa; kroz ove prolaze se vrši izmjena gasa sa atmosferom koja okružuje drvo. Ćelije medularnih zraka u listopadnim stablima mogu ostati žive dugo vremena; tako su u stablu jabuke pronađene žive ćelije u blizini jezgra 24-godišnjaka, u bukvi - kod 98-godišnjaka, a u grabu - čak i kod 107-godišnjaka.

Drveni parenhim. Listopadno drveće koje odbacuje svoje lišće za zimu treba više od četinara, količinu rezervnih hranljivih materija neophodnih za formiranje listova na početku sledeće vegetacije. Kao rezultat toga, kod listopadnih vrsta, uz visok sadržaj (volumen) jezgrenih zraka, jače se razvija drvenasti parenhim, kojeg kod četinara gotovo da nema. Ćelije parenhima stabla raspoređene su u vertikalne redove i imaju jednostavne pore; krajnje ćelije imaju šiljasti oblik, zbog čega cijeli niz daje utisak vlakna podijeljenog na dijelove poprečnim pregradama (vidi sl. 23). Takvi nizovi parenhimskih ćelija nazivaju se niti drvenastog parenhima. Neke vrste (breza, lipa, vrba) imaju vretenaste parenhimske ćelije (vretenasti parenhim) bez poprečnih pregrada. Vretenasti parenhim se razlikuje od traheida po vrsti pora i odsustvu spiralnih zadebljanja, od libriformnih vlakana - po debljini stijenki, vrsti pora i obliku završetaka.

Parenhim drveta u listopadnim vrstama zauzima od 2 do 15% ukupne zapremine drveta. U nekim tropskim vrstama, drvenasti parenhim čini glavninu drveta; takve vrste proizvode posebno svijetlo drvo (npr. balza). Rasprostranjenost parenhima stabla u godišnjem sloju zavisi od rase i od velike je dijagnostičke vrednosti. Postoje sljedeće glavne vrste distribucije drvenastog parenhima: difuzni (difuzni) parenhim, kada su njegove ćelije manje-više ravnomjerno raspoređene po godišnjem sloju (breza, bukva itd.); rubni (terminalni) parenhim, kada se godišnji sloj završava jednim ili više redova drvenastog parenhima (vrba, javor, itd.); tangencijalni (metatrahealni) parenhim, kada njegove ćelije formiraju tangencijalne redove u kasnoj zoni jednogodišnjih slojeva (hrast, orah, itd.); perivaskularni (vazicentrični) parenhim, kada su njegove ćelije grupisane oko krvnih sudova. Približan sadržaj različitih elemenata u tvrdom drvetu može se ilustrirati podacima u tabeli. 6.

Uvod Teško je imenovati granu nacionalne privrede u kojoj se drvo nije koristilo bi u ovom ili onom obliku, i navesti proizvode u kojima drvo nije dio... Po obimu upotrebe i raznovrsnosti primjene u nacionalnoj ekonomiji, nijedan drugi materijal se ne može porediti s njim. Drvo se koristi za proizvodnju namještaja, stolarije i građevinskih proizvoda. Od njega se izrađuju elementi mostova, brodova, karoserija, vagona, kontejnera, pragova, Sportska oprema, muzički instrumenti, šibice, olovke, papir, potrepštine za domaćinstvo, igračke, suveniri. Prirodno ili modificirano drvo koristi se u mašinstvu i rudarskoj industriji; ona je sirovina za industriju celuloze i papira, proizvodnju ploča na bazi drveta. Drvo je proizvod biljnog porijekla, po hemijskom sastavu je složen kompleks koji se sastoji uglavnom od organskih supstanci različitog sastava i strukture. Za karakterizaciju biljnih sirovina najznačajniji su celuloza, hemiceluloza i lignin, sadržaj ekstrakata, uronskih kiselina, komponenti pepela, kao i ugljikohidratni sastav hidrolizata nastalih pri kvantitativnoj hidrolizi lako i teško hidrolizirajućih polisaharida i drugih supstanci. Određivanje ovih komponenti dovodi do najpotpunije karakterizacije hemijskog sastava biljnog tkiva. U poslednje vreme Drve četinara imaju široku primjenu u drvo-hemijskoj i drvoprerađivačkoj industriji, proučavanje njihovog hemijskog sastava, strukture i morfoloških karakteristika igra važnu ulogu u pravilnoj i racionalnoj upotrebi drvnih vrsta. 1. Analitički pregled Pine(Pinus L.) je zimzeleno drvo iz porodice borova (Pinuseae Lindl). Trenutno postoji oko stotinu vrsta koje pripadaju ovom rodu, od kojih četrnaest raste u Rusiji i oko devedeset je uvedeno, podvrste nekih borova su navedene u Crvenoj knjizi. Najčešća vrsta bora koji raste u Rusiji je beli bor.

Obični bor (Pinus silvestris L.) je rasprostranjen širom Rusije. Ovo je jedan od najvrednijih četinara u našoj zemlji. Drvo prve veličine, dostiže visinu (35-40) m, zimzeleno, jednodomno, dvodomno, anemofilno (oprašuje se vjetrom). U nepovoljnim uvjetima, na primjer, u močvari, bor ostaje patuljak, a stogodišnji primjerci ponekad ne prelaze visinu od jednog metra. Vrlo svijetloljubiva vrsta drveća. Krošnja mladih stabala je kupasta, kasnije - zaobljena, šira, au starosti je kišobran ili ravna. Veoma otporan na mraz i toplotu. Životni vek drveta je od 150 do 200 (ponekad 400) godina. Razmnožava se sjemenom. Ima fleksibilan korijenski sistem koji se razvija u skladu s prirodom i strukturom tla. Obično se kod bora razlikuju četiri vrste korijenskih sistema, koji se prilično razlikuju po obliku i strukturi.

1. Moćan korijenov sistem sa razvijenim čepom („rotkvica“) i bočnim korijenjem je tipičan za tla koja su dovoljno svježa i dobro drenirana.

2. Moćan korijenov sistem sa slabo razvijenim glavnim korijenom, ali izuzetno snažno razvijenim bočnim korijenima, koji se nalazi na maloj dubini paralelno sa površinom tla, tipičan je za suva tla sa veoma dubokim nivoom vode.

3. Slabo razvijen korijenov sistem, koji se sastoji samo od površno lociranih kratkih, rijetko razgranatih korijena, tipičan je za tla sa prekomjernom vlagom, polumočvarna i močvarna tla.

4. Gust, ali plitak korijenov sistem "četkan" - tipično za gusta tla sa dubokim nivoom vode.

Ova plastičnost korijenskog sistema bora čini ga izuzetno vrijednom šumskom vrstom drveća, što omogućava vještačko pošumljavanje na najsušnijim, najsiromašnijim i močvarnim tlima.

Deblo bora, koje raste u relativno bliskim plantažama, je vitko, ravno, ravno, visoko očišćeno od grana; u rijetkim zasadima ili na otvorenom drvo je manje visoko, deblo je kvrgavo i više kvrgavo. Kora na različitim dijelovima stabla različite debljine i različite boje: u donjem dijelu debla je debela, izbrazdana, crvenkastosmeđa, gotovo siva; u srednjem i gornjem dijelu debla i na velikim granama - žućkastocrvene, ljušteće se u tankim pločama, gotovo glatke, tanke. Pupoljci su crvenkastosmeđi, duguljasto jajoliki, šiljasti, dugi 6-12 mm, uglavnom smolasti, nalaze se na kraju izdanka uvijenog oko završnog pupoljka, ponekad se pupoljci pojavljuju sa strane izdanaka, ali ne formiraju grane. Najveći porast visine daje u povoljnim uslovima u dobi od (15-30) godina, dostižući 30 m do osamdesete godine.

Borovo drvo s ružičastom ili smeđe-crvenom jezgrom i žućkasto-smeđom bjelikom, ravnog zrna, lagano, smolasto, izdržljivo, lako se obrađuje. Godišnji slojevi su jasno vidljivi, rani dio godišnjeg sloja je svijetao, kasni je taman.

Iglice su tamnozelene, rastu u grozdovima od po dvije, duge (4-7) cm, izbočene gore, ravne odozdo, krute, šiljaste. Na drvetu ostaje tri godine, otpada zajedno sa skraćenim izdanakom. Skraćeni izdanci su raspoređeni spiralno, ravnomjerno pokrivajući i glavne i bočne izdanke i dajući im radijalnu simetriju. Skraćeni izdanci izlaze iz pazuha ljuski, koje su reducirani listovi. Ove ljuske su jasno vidljive samo na mladom izdanu. Skraćeni izdanak ima složenu strukturu, dobro se može razlikovati odmah nakon pucanja pupoljaka. Sastoji se od vrlo kratke stabljike od 1 do 2 mm, dvije iglice između kojih se nalazi mali uspavani pupoljak na stabljici. Osim toga, skraćeni izdanak ima i dvije vrste membranoznih ljuski, koje ga čvrsto prekrivaju u obliku cijevi - takozvanog omotača skraćenog izdanka. Ove membranske ljuske su reducirani listovi. Jasno su vidljive samo u proljeće na mladim izdancima, kasnije se osuše i opadaju. Uspavani pupoljak otpada zajedno sa iglicama. Kada su iglice jako oštećene, na primjer, od insekata ili kada je slomljen gornji dio izduženog izdanka, kada je oštećen vršni pupoljak, uspavani pupoljci klijaju u mnogo skraćenih izdanaka, a između dvije iglice pojavljuje se izduženi izdanak. Iglice padaju sa stabla svake godine, ali ne odjednom, već djelimično, jer pojedinačne iglice žive (2-3) godine. Borove iglice mogu poslužiti kao izvor vitaminskih preparata. Široko se koristio tokom Velikog domovinskog rata za prevenciju liječenja hipo- i avitaminoze.

Krajem maja borovi počinju da cvjetaju. U ovo vrijeme možete vidjeti čitave oblake "žute prašine" kako se dižu iznad šume. U slučaju kiše sav taj polen pada na zemlju i voda se odnosi u nizine, što neupućenima daje povoda da pričaju o „sumpornoj kiši“ koja pada. Na nekim granama formiraju se muški češeri, skupljeni u velikom broju u obliku šiljastog "cvasta" žute boje, a na vrhovima mladih izdanaka istog stabla nalaze se ženski češeri. Ženski češeri su ovalnog oblika, dugi 5 do 6 mm, crvenkasti tokom cvatnje, sjede na kratkim nogama. Oprašivanje se dešava u proleće, a oplodnja u leto sledeće godine. Zreli češeri bora su duguljasto jajasti, (2,5-7,0) cm dugi i (2-3) cm široki, smeđkastosive, mat, sa gustim drvenastim sjemenskim ljuskama, vise na zakrivljenim nogama. Skute, ili apofize, na krajevima sjemenskih ljuskica su mat ili slabo sjajne, gotovo rombične, pupak (apofizni tuberkul) je blago konveksan. Postoje crveno-smeđi, lila-smeđi, sivi, sivo-zeleni češeri. Sibirski bor čini oko 85% ukupnog roda oraha u Rusiji. U godinama sa prosečnim prinosom, sirove zalihe orašastih plodova su 733 hiljade tona, od čega je 672 hiljade tona u Sibirskom, 43 hiljade tona u Uralu i 18 hiljada tona u Dalekoistočnim federalnim okruzima. Najveća gustina usjeva oraha je u Tomskoj oblasti, Republici Tuvi i Irkutskoj oblasti.

Prinos sibirskog bora zavisi od uslova njegovog rasta. U središtu ranga samo jedna od pet godina je loša, dok su na sjevernoj granici ranga dobri i prosječni prinosi tri do četiri puta u 10 godina. Prosječan dugoročni prinos šuma sibirskog bora kreće se od 10 do 170 kg/ha. U rijetkim šumama starosti od 140 do 180 godina, prinosi dostižu 800 kg/ha.

Sjemenke su duguljasto jajaste, (3-4) mm dugačke, raznih boja (šarene, sive, crne) sa tri do četiri puta dužim krilom od sjemena, pokrivaju sjeme s obje strane, poput pincete, i lako se odvajaju od sjemena. to. Vrijeme nicanja sjemena je produženo i traje od prvih dana proljeća do kraja maja - početka juna. Klijanje sjemena i nicanje rasada moguće je tokom cijele vegetacije. U šumi bor počinje da daje plod od četrdeset godina, sa slobodnim stanjem od (15-30) godina. Sjemenske godine se ponavljaju nakon dvije-tri-pet, ponekad i do dvadeset godina (u zavisnosti od regije i vremenskim uvjetima).

Sadnice obično imaju (4-7) triedarskih kotiledona. Iglice na sadnicama su pojedinačne, sjede u spiralu. Parne iglice pojavljuju se u drugoj godini. Vrh izduženog izdanka druge godine završava se jednim apikalnim i nekoliko bočnih pupoljaka, od kojih se u proljeće sljedeće godine formira prvi vijuga. Shodno tome, pri određivanju starosti mladih borova potrebno je broju vijuga dodati dvije jedinice, budući da se vijuge ne formiraju prve dvije godine. Relativno je lako odrediti starost bora po vijugama do (40-50) godina, budući da sa godinama grane donjih vijuga odumiru i postaju nevidljive na deblu, obrasle drvetom i korom. Osim toga, pod povoljnim uslovima tokom vegetacije, bor može dati dva ili više rasta u jednoj godini, odnosno formirajući dva ili više vijuga.

Bor formira brojne oblike koji se razlikuju po boji češera, obliku apofize i strukturi krošnje. Obični bor ima oblike sa piramidalnom i plačljivom krošnjom, sa zlatnom, srebrnasto i bjelkastom bojom iglica u mladim izbojcima, sa lamelarnom i ljuskavom korom.

Rasprostranjenost borove površine u Sibiru pokriva površinu od oko 5,7 miliona km2 južno od 66° N. Najdalje na sjeveru, prodire duž doline rijeke Lene (do oko 68 ° N). Najveći dijelovi visokoproduktivnih borovih šuma koncentrirani su u slivu rijeke Angara, u gornjem toku Podkamenne Tunguske, Irtiša i Oba.

Sibirski bor nije jako zahtjevan za plodnost i vlagu tla (mezokserofit, oligotrof). Može rasti na izrazito suvim tlima, gdje ne mogu rasti ne samo druge vrste drveća, već čak ni zeljaste biljke. Na suvim i siromašnim zemljištima često formira čiste sastojine - borove šume. Na plodnim tlima obično čini dio mješovitih šuma.

Deblo i grane bora su prožeti smolnim prolazima ispunjenim smolom, koja se obično naziva "sok", od velike je važnosti za drvo: liječi rane nanesene na njemu, odbija insekte. Smola se ekstrahuje tapkanjem. Koristi se za dobijanje terpentina, kolofonija itd. "Smolasti vazduh", bogat ozonom i čist od mikroba, u borovim šumama od davnina je poznat po svojim blagotvornim svojstvima za zdravlje ljudi. U medicini se široko koriste borovi pupoljci koji se sakupljaju u proljeće prije nego što procvjetaju. Bubrezi sadrže smole, eterična ulja, škrob, gorčine i tanine. Iglice belog bora u velikim količinama sadrže vitamin C i karoten. Borove šume su, zbog izuzetne vrijednosti borove građe, glavni objekt eksploatacije šuma.

1.1 Drvena konstrukcija

Drvo četinara se sastoji od ranih i kasnih traheida, medularnih zraka, smolnih kanala, drvenastog parenhima. Makrostruktura je struktura drveta i drveta, vidljiva golim okom ili kroz lupu, a mikrostruktura - vidljiva pod mikroskopom. Obično se proučavaju tri glavna dijela trupa: poprečni (krajnji), radijalni, koji prolaze kroz osovinu trupa, i tangencijalni, koji prolaze duž tetive duž trupa. Kada se golim okom ili kroz lupu pregledaju dijelovi debla, mogu se razlikovati sljedeći glavni dijelovi: kora, kambijum, drvo i jezgro. Jezgro se sastoji od ćelija tankih zidova koje su labavo povezane jedna s drugom. Jezgro, zajedno sa drvenastim tkivom prve godine razvoja stabla, čini cijev jezgre. Ovaj dio stabla lako truli i ima malu snagu. Kora se sastoji od kore ili kore, pluta i lika. Kora ili kora štiti drvo od štetnih uticaja okoline i mehaničkih oštećenja. Lik prenosi hranjive tvari od krošnje do debla i korijena. Ispod lipinog sloja rastućeg drveta nalazi se tanak prstenasti sloj živih ćelija - kambijum. Svake godine, tokom vegetacije, kambijum polaže lične ćelije prema kori i unutar debla, u znatno većem obimu, ćelije drveta. Podjela ćelija u kambijalnom sloju počinje u proljeće i završava se u jesen. Zbog toga se drvo debla (dio debla od lipa do jezgre) u poprečnom presjeku sastoji od niza koncentričnih, takozvanih prstenova rasta, smještenih oko jezgre. Svaki prsten se sastoji od dva sloja: ranog (proljetnog) drveta koje se formira u proljeće ili rano ljeto i kasnog (ljetnog) drveta koje se formira krajem ljeta. Rano drvo je lagano i sastoji se od velikih ćelija tankih stijenki; kasno drvo je tamnije boje, manje porozno i ​​ima veliku čvrstoću, jer se sastoji od ćelija malih lumena sa debelim zidovima. U procesu rasta stabla, stanične stijenke drva unutrašnjeg dijela debla, uz jezgru, stalno mijenjaju svoj sastav, drvo i impregnirane su smolom u četinarima, a taninima u listopadnim stablima. Kretanje vlage u drvetu ovog dijela debla prestaje i ono postaje jače, tvrđe i manje sklono propadanju. Ovaj dio debla, koji se sastoji od mrtvih ćelija, kod nekih se naziva jezgrom, a kod drugih zrelim drvom. Deo mlađeg drveta debla bliže kori, u kojem se još nalaze žive ćelije koje obezbeđuju kretanje hranljivih materija od korena do krune, naziva se beljika. Ovaj dio drveta ima visok sadržaj vlage, relativno lako truli, nije dovoljno čvrst, ima veliko skupljanje i sklonost savijanju. U drvetu svih vrsta nalaze se jezgrene zrake koje služe za pomicanje vlage i hranjivih tvari u poprečnom smjeru i stvaraju zalihe ovih tvari za zimu. Drvo se lako cijepa duž jezgrinih zraka, duž kojih puca kada se osuši.

Većina četinara, uglavnom u slojevima kasnog drveta, ima smolne prolaze - međućelijske prostore ispunjene smolom. U listopadnom drvu postoje male i velike posude u obliku cijevi koje prolaze duž debla. U rastućem drvetu vlaga se kreće kroz posude od korijena do krošnje. Četinari nemaju žile, njihove funkcije obavljaju izdužene zatvorene ćelije koje se nazivaju rane traheide. Mehaničku funkciju obavljaju kasne traheide nastale u drugoj polovini vegetacije. Kretanje u horizontalnom smjeru i skladištenje u periodu mirovanja rezervnih hranjivih tvari događa se duž parenhimskih ćelija koje čine jezgrene zrake. Parenhimske ćelije su također dio strukture smolnih kanala i drvenastog parenhima.

Traheide čine od 90 do 95% zapremine četinarskog drveta. Tipično prozenhimske ćelije su u obliku visoko izduženih vlakana sa koso odsečenim krajevima. Traheide su mrtve ćelije; u stablu rastućeg drveta samo novoformirani (poslednji) godišnji sloj sadrži žive traheide. Njihova smrt počinje u proljeće, sve više traheida odumire do jeseni, a do sredine zime odumiru sve traheide posljednjeg godišnjeg sloja.

Oblik poprečnog presjeka traheida može biti pravougaoni, ponekad kvadratni, petougaoni ili šestougaoni. Dimenzije traheida u tangencijalnom smjeru su praktično iste u svim stijenama i kreću se od 27 do 32 µm. Veličina ranih traheida u radijalnom smjeru je dvostruko veća nego kod kasnijih i kreće se od 21 do 52 µm. Dužina traheida domaćih pasmina kreće se od 2,5 do 4,5 mm. Rane i kasne traheide jedva da se razlikuju po dužini. Uslovi uzgoja utiču na veličinu traheida, u dobrim uslovima povećavaju se njihova dužina i debljina. U godišnjem sloju traheide su raspoređene u pravilne radijalne redove. Rane traheide, koje čine ranu zonu godišnjeg sloja, imaju tanke zidove i velike unutrašnje šupljine; kod kasnih traheida, koje čine kasnu zonu godišnjeg sloja, zidovi su debeli, unutrašnje šupljine su male. Unutar jednog godišnjeg sloja, prijelaz od ranih do kasnih traheida je postepen. Karakteristična karakteristika traheida je prisustvo obrubljenih pora koje se nalaze uglavnom na radijalnim zidovima na krajevima traheida. Broj pora kod ranih i kasnih traheida je različit. Kod kasnih traheida, pore su manje i mnogo manje. Kod ranih traheida ima 70 do 90 pora po traheidi, u kasnijim traheidama od 8 do 25 pora. Proučavajući strukturu drveta pod mikroskopom, možete vidjeti da se njegova glavna masa sastoji od ćelija u obliku vretena, izduženih duž debla. Jedan broj ćelija je razvučen horizontalno, odnosno preko glavnih ćelija. Grupe ćelija koje su identične po obliku i funkciji spajaju se u tkiva koja imaju različite svrhe u životu drveta: provodnu, skladišnu, mehaničku. Živa ćelija ima membranu, protoplazmu, ćelijski sok i jezgro. Ćelijski zidovi se sastoje od nekoliko slojeva vrlo tankih filamenata nazvanih mikrofibrili, koji su u svakom sloju kompaktno zbijeni i usmjereni u spirale pod različitim uglovima u odnosu na uzdužnu os ćelije. Ponekad su mikrofibrile orijentirane duž suprotnih spirala. Mikrofibril se sastoji od dugih filamentoznih lančanih molekula celuloze - prirodnog polimera visoke molekularne težine sa složenom strukturom makromolekula. Makromolekule celuloze su elastične i jako izdužene. Stanična membrana sadrži i druge organske tvari - lignin i hemicelulozu, koji se nalaze uglavnom između mikrofibrila, kao i malu količinu neorganskih tvari u obliku soli zemnoalkalnih metala.

Tabela 1- Sadržaj različitih elemenata u drvetu četinara

1.2 Hemijski sastav

Hemijski sastav određene vrste vrsta drveća, kao i njihovi dijelovi, kvalitativno su slični, ali postoje značajne razlike u kvantitativnom sadržaju pojedinih komponenti. Oni su individualne karakteristike u kvantitativnom sadržaju pojedinačnih komponenti unutar jedne vrste, povezanom sa godinama i uslovima rasta. Drvo se sastoji od organske materije, koja uključuje ugljenik, vodonik, kiseonik i nešto azota. Apsolutno suvo borovo drvo u prosjeku sadrži: 49,5% ugljika; 6,1% vodonika; 43,0% kiseonika; 0,2% azota.

Osim organskih materija, drvo sadrži mineralna jedinjenja koja daju pepeo tokom sagorevanja, čija količina varira u granicama (0,2-1,7)%; međutim, kod nekih vrsta (saksaul, jezgra pistacija) količina pepela dostiže (3--3,5)%. Kod iste vrste količina pepela zavisi od dela stabla, položaja u deblu, starosti i uslova rasta. Kora i lišće daju više pepela; Drvo grana sadrži više pepela nego drvo debla; na primjer, grane breze i bora daju 0,64 i 0,32% pepela pri sagorijevanju, a drvo stabljike - 0,16 i 0,17% pepela. Drvo gornjeg dijela debla daje više pepela od donjeg; ovo ukazuje na visok sadržaj pepela u mladom drvetu.

Pepeo sadrži uglavnom soli zemnoalkalnih metala. Pepeo od drveta bora, smrče i breze sadrži preko 40% soli kalcijuma, preko 20% soli kalijuma i natrijuma i do 10% soli magnezijuma. Dio pepela od 10 do 25% je rastvorljiv u vodi (uglavnom alkalija - potaša i soda). Ranije se iz drvnog pepela kopao potaš K2CO3, koji se koristio u proizvodnji kristala, tečnog sapuna i drugih supstanci. Pepeo iz kore sadrži više soli kalcijuma (do 50% u smreči), ali manje soli kalijuma, natrijuma i magnezijuma. Glavni hemijski elementi (C, H i O) uključeni u sastav drveta i gore pomenuti čine složene organske supstance.

Najvažniji od njih formiraju ćelijski zid (celuloza, lignin, hemiceluloze - pentozani i heksozani) i čine 90-95% mase apsolutno suvog drveta. Ostale tvari nazivaju se ekstraktivni, odnosno ekstrahirani različitim otapalima bez primjetne promjene u sastavu drveta; od njih su tanini i smole najvažniji. Sadržaj glavnih organskih materija u drvetu u određenoj meri zavisi od vrste. To se može vidjeti iz tabele 2.

Tabela 2- Sadržaj organske materije u drvetu različitih vrsta

U prosjeku se može pretpostaviti da drvo četinara sadrži (48-56)% celuloze, (26-30)% lignina, (23-26)% hemiceluloze koje sadrže (10-12)% pentozana i oko 13% heksosana; istovremeno, tvrdo drvo sadrži (46-48)% celuloze, (19-28)% lignina, (26-35)% hemiceluloze koje sadrže (23-29)% pentozana i (3-6)% heksosana. Iz ove tabele 2 se vidi da drvo četinara sadrži povećanu količinu celuloze i heksosana, dok se drvo lišćara odlikuje visokim sadržajem pentozana. U ćelijskom zidu celuloza se kombinuje sa drugim supstancama. Posebno bliska veza, čija priroda još uvijek nije jasna, uočena je između celuloze i lignina. Ranije se vjerovalo da se lignin samo mehanički miješa sa celulozom; međutim, sve više ljudi u posljednje vrijeme vjeruje da između njih postoji hemijska veza.

Hemijski sastav ranog i kasnog drveta u jednogodišnjim slojevima, odnosno sadržaj celuloze, lignina i hemiceluloze, praktično je isti. Rano drvo sadrži samo više tvari koje su topljive u vodi i eteru - to je posebno karakteristično za ariš. Po visini debla hemijski sastav drveta se malo mijenja. Dakle, u sastavu hrastovog drveta praktički nisu pronađene primjetne razlike u visini debla. Kod zrelog bora, smrče i jasike utvrđeno je blago povećanje sadržaja celuloze i smanjenje sadržaja lignina i pentozana u srednjem visinskom dijelu debla. Drvo grana bora, smrče i jasike sadrži manje celuloze (44--48)%, ali više lignina i pentozana. Međutim, u hemijskom sastavu drveta debla i krupnih grana hrasta nisu nađene značajne razlike, samo u malim granama nađeno je manje tanina (8% u deblu i 2% u granama). Razlika u hemijskom sastavu drveta beljike i jezgre letnjeg hrasta vidi se iz podataka u tabeli 3.

Tabela 3- Razlika u hemijskom sastavu beljike i jezgra bora

Kao što možemo vidjeti iz tabele, primjetna razlika je nađena samo u sadržaju pentozana i tanina: više ih je u drvu jezgre (a manje pepela). Hemijski sastav ćelijskih membrana kambija, novoformiranog drveta i beljike je veoma različit: u elementima drveta naglo raste sadržaj celuloze i lignina (u pepelu sa 20,2 na 4,6% u kambiji, na 58,3 i 20,9% u beljici) , ali sadržaj pektina i proteina također naglo opada (sa 21,6 i 29,4% u kambiji i na 1,58 i 1,37% u bjeljici). Utjecaj uslova uzgoja na hemijski sastav drveta malo je proučavan.

Celuloza je prirodni polimer, dugolančani polisaharid. Opšta formula celuloze je (C6H10O5) n, gde je n stepen polimerizacije od 6000 do 14000. Veoma je postojana supstanca, nerastvorljiva u vodi i uobičajenim organskim rastvaračima (alkohol, etar i drugi), bele boje. Snopovi celuloznih makromolekula – najfinija vlakna nazivaju se mikrofibrili. Oni čine celulozni skelet ćelijskog zida. Mikrofibrile su orijentisane uglavnom duž duge ose ćelije, između njih se nalaze lignin, hemiceluloze, a takođe i voda. Celuloza se sastoji od molekula dugog lanca formiranih od ponavljajućih jedinica dva ostatka glukoze. Svaki par međusobno povezanih ostataka glukoze naziva se celobioza. Ostaci glukoze nastaju nakon oslobađanja molekula vode kada se molekuli glukoze kombinuju tokom biosinteze celuloznog polisaharida. U celobiozi, ostaci glukoze su rotirani za 1800, prvi atom ugljika jednog od njih je vezan za četvrti atom ugljika susjedne jedinice.

Razmatrajući celulozu na molekularnom nivou, možemo reći da njena makromolekula ima oblik izduženog neplanarnog lanca formiranog razne strukture linkovi. Prisustvo različitih jedinica je povezano sa slabim intramolekularnim vezama između hidroksilnih grupa (OH - OH) ili između hidroksilne grupe i kiseonika (OH - O).

Celuloza je 70% kristalna. U poređenju sa drugim linearnim polimerima, celuloza ima posebna svojstva, što se objašnjava pravilnošću strukture lanca makromolekula i značajnim silama intra- i intermolekularne interakcije.

Kada se zagrije na temperaturu raspadanja, celuloza zadržava svojstva staklastog tijela, odnosno uglavnom je karakteriziraju elastične deformacije. Celuloza je hemijski otporna tvar, ne otapa se u vodi i većini organskih rastvarača (alkohol, aceton itd.). Pod djelovanjem lužina na celulozu, istovremeno se odvijaju fizičko-hemijski procesi bubrenja, preraspodjele i rastvaranja frakcija male molekulske mase. Celuloza nije jako otporna na djelovanje kiselina, što je posljedica glukozidnih veza između elementarnih karika. U prisustvu kiselina dolazi do hidrolize celuloze uz uništavanje lanaca makromolekula. Celuloza je bijela tvar gustoće od 1,54 do 1,58 g/cm3.

Koncept hemiceluloze objedinjuje grupu supstanci sličnih po hemijskom sastavu celulozi, ali se od nje razlikuju po svojoj sposobnosti da lako hidroliziraju i otapaju se u razrijeđenim alkalijama. Hemiceluloze su uglavnom polisaharidi: pentozani (C5H8O4) n i heksozani (C6H10O5) n sa pet ili šest atoma ugljika u glavnoj jedinici. Stepen polimerizacije hemiceluloza (n = 60-200) je mnogo manji od stepena celuloze, odnosno molekularni lanci su kraći. Prilikom hidrolize hemiceluloznih polisaharida nastaju jednostavni šećeri (monosaharidi); heksozani se pretvaraju u heksoze, a pentozani - u pentoze. Hemiceluloze se obično ne dobijaju iz drveta u obliku komercijalnih proizvoda. Međutim, u hemijskoj preradi drveta, oni se široko koriste za dobijanje mnogih vrijednih tvari. Na primjer, kada se drvo zagrije sa dvanaest posto hlorovodonične kiseline, gotovo svi pentozani (93-96)% se pretvaraju u jednostavne šećere - pentoze - i nakon što se tri molekule vode odcijepe od svake molekule monosaharida, nastaje furfural, proizvod koji se široko koristi. u industriji. U rastućem drvetu, heksozani su tvari za skladištenje, dok pentozani obavljaju mehaničku funkciju.

Osim ugljikohidrata (celuloze i hemiceluloze), ćelijska membrana sadrži i aromatično jedinjenje - lignin, koji ima visok sadržaj ugljika. Celuloza sadrži 44,4% ugljenika, i lignin (60-66)%. Lignin je manje stabilan od celuloze i lako prelazi u rastvor kada se drvo tretira vrućim alkalijama, vodenim rastvorima sumporne kiseline ili njenim kiselim solima. Na tome se zasniva proizvodnja tehničke celuloze. Lignin se dobija u obliku otpada tokom kuvanja sulfita i sulfatne celuloze, tokom hidrolize drveta. Lignin sadržan u crnim alkalijama uglavnom se sagorijeva tokom regeneracije.

Lignin se koristi kao gorivo u prahu, zamena za tanine, u proizvodnji veziva za kalupovanje (u livačkoj industriji), plastike, veštačkih smola, za proizvodnju aktivnog ugljena, vanilina i dr. Međutim, pitanje potpune kvalifikovane hemijske upotrebe lignina još nije rešeno. Od preostalih organskih tvari sadržanih u drvu, najveću industrijsku primjenu imaju smole i tanini.

Pod smolom se podrazumevaju hidrofobne supstance koje su rastvorljive u neutralnim, nepolarnim rastvaračima.

Ova grupa tvari se obično dijeli na smole netopive u vodi (tečne i čvrste) i gume-smole koje sadrže gume topive u vodi. Među tečnim smolama najvažnija je smola koja se dobija iz drveta (ponekad iz kore) četinara kao rezultat točenja. Točenje bora i kedra je kako slijedi. U jesen se na dijelu debla očišćenog od grube kore posebnim alatima izrađuje vertikalni žlijeb, a s početkom toplog vremena u proljeće, trake kore i drveta usmjerene pod uglom od 30 ° prema žlijebu sistematski se postavljaju uklanjaju se i formiraju se tzv. supstrati. Dubina podloge je obično (3-5) mm. Rana koju nanese drvo pri tapkanju naziva se strvina.

Iz rezanih prolaza smole, smola, koja je pod pritiskom (10--20) atmosfera, teče u podlogu i ide duž žleba do prijemnika. Nakon nanošenja četiri do pet podloga, smola se odabire iz konusnog prijemnika čeličnom lopaticom. Da bi se povećao prinos smole, za tretiranje svježe otvorene površine drveta koriste se kemijski stimulansi (izbjeljivač ili sumporna kiselina).

Točenje smreke se vrši nanošenjem karra u obliku uskih uzdužnih pruga. Za dobijanje smole od ariša, kanali se buše duboko u deblu dok se ne sretnu sa velikim smolnim "džepovima", koji se često formiraju u donjem dijelu debla. Smola ariša je visoko cijenjena i koristi se u industriji boja i lakova za proizvodnju najboljih vrsta lakova i emajl boja. Smola jele se dobija iz "plikova" koji se formiraju u kori. Smola se istiskuje iz probušenih "blistera" u prenosive prijemnike. Smola jele po svojim svojstvima podsjeća na kanadski balzam i koristi se u optici, mikroskopskoj tehnologiji i slično.

U najvećim količinama se ekstrahuje borova smola, koja je prozirna smolasta tečnost karakterističnog mirisa borovine. Na zraku se smola stvrdne i pretvori u krhku bjelkastu masu - barras. Borova smola dobijena točenjem sadrži oko 75% kolofonija i 19% terpentina, ostalo je voda. Guma se može smatrati rastvorom čvrstih smolnih kiselina (kolofonija) u tečnom terpentinskom ulju (terpentin). Prerada smole se vrši u fabrikama kolofonija-terpentina i sastoji se u uklanjanju isparljivog dela - terpentina - parom. Preostali neisparljivi dio je kolofonij.

Terpentin i kolofonij se mogu dobiti ekstrakcijskom obradom pneumatskog osmola - jezgre borovih panjeva, obogaćene smolom zbog propadanja nisko smolaste bjeljike. Benzin se najčešće koristi kao rastvarač. Dobijeni ekstrakt se podvrgava destilaciji. Rastvarač i terpentin se oddestiliraju, a kolofonij ostaje. Ekstrakcijski proizvodi su lošiji po kvaliteti u odnosu na terpentin i kolofonij dobiven od smole. Terpentin se široko koristi kao otapalo u industriji boja i lakova, za proizvodnju sintetičkog kamfora i drugih proizvoda. Kamfor se u velikim količinama koristi kao plastifikator u proizvodnji celuloida, lakova i filma.

Glavni potrošač kolofonija je industrija sapuna, gdje se i koristi za proizvodnju sapun za pranje rublja... Ljepilo od kolofonija se u velikim količinama koristi za lijepljenje papira. Glicerinski ester kolofonija se dodaje u sastav nitro-lakova kako bi film zablistao. Kolofonijum se koristi za pripremu elektroizolacionih materijala, u proizvodnji sintetičkog kaučuka itd. Guma od ariša je od velikog industrijskog značaja. Guma se ekstrahuje iz zdrobljenog drveta kiselom vodom (koncentracija octene kiseline 0,2%) na temperaturi od 30°. Nakon isparavanja do koncentracije (60-70)%, dobiva se komercijalni proizvod. Primijenite ga proizvodnja tekstila za proizvodnju boja, u štamparstvu, industriji papira.

Koncept tanina ili tanina objedinjuje sve tvari koje imaju svojstva štavljenja sirove kože, dajući joj otpornost na truljenje, elastičnost i sposobnost da ne bubri. Najbogatije taninima je drvo hrasta od 6 do 11% i drvo kestena od 6 do 13%. Kora hrasta, smrče, vrbe, ariša i jele sadrži od 5 do 16% tanida. Izrasline na hrastovom lišću - žuči sadrže od 35% do 75% tanida (jedna od varijanti tanina). U listovima i korenu badana sadržaj tanina je (15-25)%.

Tanini su rastvorljivi u vodi i alkoholu, imaju opor ukus, u kombinaciji sa solima gvožđa daju tamnoplavu boju, lako se oksidiraju. Tanini se ekstrahuju toplom vodom iz drobljenog drveta i kore. Komercijalni proizvod je ili tečni ili suvi ekstrakt, koji se dobija nakon isparavanja rastvora u vakuum aparatu i sušenja. Eterična ulja, laktoresini i boje se također mogu dobiti iz drvenastih biljaka.

Eterična ulja pripadaju grupi terpenoida (izoprenoida) - ugljovodonika izgrađenih od različitih količina izoprenskih jedinica.

Od iglica i češera raznih vrsta jele dobija se ulje jele, koje je providna, bezbojna aromatična tečnost koja brzo isparava na vazduhu. Iglice sibirske jele sadrže od 0,63 do 3%, a iglice kavkaske jele 0,2% ulja jele. Ulje jele ima primjenu u farmaceutska proizvodnja, u parfimeriji i za pripremu lakova. Hlapljiva eterična ulja četinara bora, smreke, zapadne tuje imaju fitoncidna svojstva, odnosno sposobnost ubijanja mikroba u zraku ili vodi.

Borovi pupoljci sadrže eterično ulje, smole, skrob, tanine, pinipikrin. Iglice sadrže puno askorbinske kiseline, tanina, a sadrže i alkaloide, eterično ulje. Smola sadrži do 35% eteričnog ulja i smolnih kiselina. U medicini se borovi pupoljci koriste u obliku infuzije, tinkture, odvarka, ekstrakta kao ekspektorans, diuretik, dezinfekciono, protuupalno i antiskorbutično sredstvo. Borovi pupoljci sastavni su dio kolekcije grudi; u kombinaciji sa iglicama četinara u obliku infuzije i ekstrakta može se koristiti za pripremu četinarskih kupki. poliprenol - aktivni sastojak borove iglice imaju antiserotonergički efekat. Iglice četinara koriste se za pripremu koncentrata i infuzija za skorbut, kao i za terapeutske kupke. Ekstrakt borovog pupoljka ima baktericidna svojstva protiv stafilokoka, šigele i Escherichia coli. Terpentin je dio masti, linimenta koji se koristi za neuralgije, miozitis, za trljanje. Prepisuje se interno i za inhalaciju kod bronhitisa, bronhiektazija. Katran ima dezinfekciona i insekticidna svojstva, a ima i lokalno nadražujuće dejstvo. Koristi se kao mast za liječenje kožnih oboljenja i rana. Kora sadrži tanine. Smola iz kore kedrovog bora sadrži terpentin i kolofonij.

Laktoresini su mliječni sokovi nekih biljaka, slični smoli. To uključuje gumu i gutaperču. Guma se ekstrahuje iz kore drveta Hevea brasiliensis i predstavlja amorfnu masu od žute do tamne boje, rastvorljiva u ugljičnom disulfidu, hloroformu, eteru i terpentinu. Gutaperča se dobija od nekih tropskih vrsta drveća (npr. Isonandra gutta Hook i druge). Od ruskih pasmina, gutaperča sadrži u kori korijena (do 7%) bradavičastog i europskog euonymusa. Prečišćena gutaperča je smeđa čvrsta masa, lako rastvorljiva u ugljičnom disulfidu, hloroformu i terpentinu. Od njega se izrađuju klišeji za crteže, izolaciju električnih kablova i drugo.

Boje se mogu naći i u drvetu i u kori, lišću i korijenju. Drvo sadrži crvene, žute, plave i smeđe boje. Od rasa koje rastu u našoj zemlji za bojenje tkanina i prediva u žuto, lokalno stanovništvo na Kavkazu koristi drvo maklure, duda, skumpije, kore graba, sumaha i hmelja, za bojenje u crveno - suhu koru bokvice, smeđe - skumpije. , kora oraha i još mnogo toga.

Hemijski sastav kore drveta oštro se razlikuje od hemijskog sastava drveta (ksilema). Također treba napomenuti da se unutarnji i vanjski dijelovi korteksa, koji imaju različite funkcionalne svrhe i, shodno tome, strukturu, međusobno značajno razlikuju po sastavu. Ali prilično često se analiza hemijskog sastava kore radi bez podjele na lišće i koru.

Posebnost hemijskog sastava kore je visok sadržaj ekstrakata i prisustvo određenih specifičnih komponenti koje se ne mogu ukloniti neutralnim otapalima. Sekvencionalnom ekstrakcijom rastvaračima sve većeg polariteta iz kore različitih vrsta izdvaja se 15 do 55% njegove mase. Sledeći tretman sa 1% rastvorom NaOH dodatno otapa od 20 do 50% mase. Kao rezultat ovakvih alternativnih tretmana, kora gubi od 10 do 75% svoje težine. Uz sve to, iz kore se ne uklanjaju samo neke od hemiceluloza, već i takve specifične komponente kao što su suberin i polifenolne kiseline kore, koje se ne mogu svrstati u ekstraktive. Osobitosti strukture i hemijskog sastava kore uzrokuju određene poteškoće u njenoj analizi i zahtijevaju modifikaciju razvijenih metoda za analizu drva, odnosno uvođenje dodatnih predtretmana vodenim i alkoholnim otopinama i natrijum oksidom. Inače, prisustvo suberina i polifenolnih kiselina može dovesti do značajnog precjenjivanja rezultata za određivanje holoceluloze i lignina. Kora, u poređenju sa drvom, sadrži više minerala (1,5-5,0)%. Ponekad je to zbog taloženja karbonatnih kristala u kori. Sadržaj pepela u kori u velikoj meri zavisi od uslova rasta drveta (sastav i sadržaj vlage u zemljištu itd.).

Maseni udio Holoceluloze u kori je otprilike dva puta manje nego u drvu, dok je njen sadržaj u liku veći nego u kori. Celuloza u kori, kao i u drvu, je glavni polisaharid, ali se za razliku od drveta ne može nazvati dominantnom komponentom kore. U literaturi su date vrijednosti za maseni udio celuloze u neekstraktiranim uzorcima kore. od 10 do 30%.

Kao iu drvu, glavne hemiceluloze kore četinara su glukomanani i ksilani, a od listopadnih ksilani. Glukan - kaloza je pronađena u zidovima ćelija plute. Kaloza se također pojavljuje u floemu kao supstanca koja začepljuje sitaste ploče. Važno je napomenuti prilično veliki maseni udio uronskih kiselina u kori, posebno u tkivima lika, što je povezano s visokim sadržajem pektinskih tvari. Ovo se slaže sa značajno većom količinom polisaharida rastvorljivih u vodi u kori u odnosu na drvo.Sastav pektinskih supstanci u kori ne razlikuje se značajno od sastava ovih materija u drvu. Zapažen je samo veći sadržaj arabinoze.

Kao što je već naglašeno, treba biti oprezan s podacima dostupnim u literaturi o određivanju lignina i drugih komponenti u korteksu. Na primjer, za tamjan bor (Pinus taeda) raspon rezultata za određivanje lignina u kori je vrlo širok: od 20,4 do 52,2%. Razlike mogu biti posljedica uvođenja različitih metoda pripreme uzoraka kore za analizu i provođenja same analize.

Lignin je manje ravnomjerno raspoređen u tkivima kore nego u drvetu. Vanjski sloj korteksa je više lignificiran od unutrašnjeg sloja. Zidovi kamenitih ćelija su najviše lignificirani. Lignin se takođe nalazi u zidovima vlakana i u nekim vrstama floema i kortikalnih parenhimskih ćelija. Raspodjela lignina među različitim tipovima ćelija u korteksu ima jake razlike u vrstama. Lignin kore je više kondenzovan nego u drvu iste vrste drveća, što donekle potvrđuju i podaci o delignifikaciji kore. Koru je teže delignifikovati nego drvo.

Karakteristična komponenta vanjskog sloja kore je suberin, produkt kopolikondenzacije, uglavnom viših (C16-C24) zasićenih i mononezasićenih alifatskih i dikarboksilnih kiselina sa hidroksi kiselinama (potonje se mogu dodatno hidroksilirati). Učešće u polikondenzaciji monomera sa tri ili više multifunkcionalnih grupa (karboksil, hidroksil) dovodi do stvaranja poliestera mrežaste strukture. Neki istraživači priznaju postojanje jednostavnih eteričkih veza. Kao rezultat toga, suberin se ne može izolirati iz kore u nepromijenjenom obliku, jer se ne ekstrahira neutralnim otapalima, a esterske veze ga čine vrlo labilnom komponentom. Suberin se izoluje iz kore u obliku suberinskih monomera nakon saponifikacije vodenim ili alkoholnim rastvorima alkalija i razgradnje nastalog suberinskog sapuna mineralnom kiselinom.

Suberin se nalazi u peridermi, uključujući ranu. Lokaliziran je u ćelijama plute, kao sastavni dio ćelijskog zida. Plutaste tkanine od hrasta pluta sadrže (42-46)% suberina, brazilskog tropskog drveta paosanta (Kielmeyera coriacea) - 45%, a ćelije plute bradavičaste breze - 45% suberina. Maseni udio suberina u vanjskom sloju kore ponekad prelazi (2-3)%, ali postoje vrste drveća koje karakteriše visok sadržaj suberina. U navedenim vrstama drveća suberični monomeri čine (2-40)% mase vanjskog dijela kore. Karakteristična karakteristika plutene tkanine breze - kore breze je akumulacija triterpenskog alkohola - betulina zajedno sa suberinom. Sastav suberičnih monomera je veoma raznolik. Pored navedenih dikarboksilnih i hidroksi kiselina, sastav suberičnih monomera uključuje jednobazne masne kiseline, monohidrične više masne alkohole (do 20% mase suberina), fenolne kiseline, dilignole (dimeri fenilpropanskih jedinica) i drugi.

Kao što je već napomenuto, tretiranjem kore prethodno ekstrahovane neutralnim rastvaračima sa 1% vodenim rastvorom NaOH, ekstrahuje se do (15-50)% materijala koji je grupa fenolnih supstanci kiselih svojstava. To je dalo razlog da ih nazovemo polifenolnim kiselinama. Međutim, u njima su pronađene ne karboksilne, već karbonilne grupe. Nakon taloženja iz alkalne otopine čamcem mineralnim kiselinama, polifenolne kiseline postaju djelomično rastvorljive u vodi i polarnim organskim rastvaračima. Po svoj prilici, "polifenolne kiseline" su polimerne supstance tipa flavonoida, srodne kondenzovanim taninima i stoga su sposobne da se preurede u alkalnom mediju sa pojavom karbonilnih grupa.

Značajne razlike u strukturi i hemijskom sastavu kore i drveta zahtevaju odvojenu preradu ovih sastavnih delova drvne biomase i sa tehnološkog i sa ekonomskog stanovišta. ali postojeće metode Uklanjanje kore (dekora) je povezano sa gubitkom drveta. Osim kore, otpaci od skidanja kore sadrže značajnu količinu drveta, što otežava hemijsku preradu takvih sirovina. Raznolikost hemijskih spojeva prisutnih u kori čini ideju ekstrakcije najvrednijih komponenti privlačnom. Razvoj ovog smjera korištenja kore sputava relativno nizak sadržaj obnovljivih komponenti. Kao rezultat toga, glavni pravci prerade kore i dalje su ograničeni na njeno korištenje kao organskog materijala kao goriva, u poljoprivredi itd. Rijetki primjeri upotrebe kore pojedinih vrsta drveća za izolaciju tanina, proizvodnju plute, proizvodnju katrana (od brezove kore) i izolaciju jelovog balzama od kore rastuće jele, nažalost, nisu poboljšati ukupnu sliku neefikasne upotrebe vrijednih organskih spojeva sadržanih u kori.

1.3 Fizička svojstva

Fizička svojstva su ona svojstva drveta koja se uočavaju kada je u interakciji s njim spoljašnje okruženje i ne dovode do promjene sastava i integriteta drveta. Ova svojstva karakteriše izgled drveta (boja, sjaj, tekstura), gustina, vlaga, higroskopnost, toplotni kapacitet i dr.

1 Svojstva koja određuju izgled drveta. Među ovim svojstvima ističemo njegovu boju, sjaj i teksturu. Boja drveta je izuzetno raznolika. Zavisi od vrste drveta i klime. Tipično, umjereno drvo je blijede boje, dok je tropsko svijetlo. Dakle, drvo bora, smreke, jasike, breze je slabo obojeno, a vrste tople zone (hrast, orah, šimšir, bijeli bagrem) imaju intenzivniju boju. Intenzitet boje se povećava sa starošću drveta. Drvo takođe menja boju pod uticajem svetlosti i vazduha. Neke vrste drveta imaju sjaj. Sjaj drveta zavisi od stepena razvijenosti jezgrinih zraka. U radijalnom presjeku, vrste kao što su javor, bukva, bijeli bagrem, mahagonij imaju sjaj. Snažno razvijene jezgrene zrake hrasta u radijalnom rezu daju sjajne mrlje. Tekstura drveta je uzorak u radijalnom ili tangencijalnom presjeku i ovisi o strukturi drveta. Sastoji se od jasno prepoznatljivih velikih žila, širokih medularnih zraka, godišnjih slojeva, smjera vlakana. Što je struktura drveta složenija, to je njegova tekstura raznovrsnija. Vrste hrasta i bukve imaju lijepu teksturu u radijalnom presjeku, au tangencijalnom presjeku - jasen, kesten, orah, hrast, ariš. Miris drveta zavisi od prisustva smole, eteričnih ulja, tanina i drugih materija u njemu. Četinari - bor, smreka - imaju karakterističan miris smole. Hrast miriše na tanine. Svježe rezano drvo ima jači miris nego kad je suho.

2 Higroskopnost i vlaga. Drvo, koje ima vlaknastu strukturu i visoku poroznost od 30 do 80%, ima ogromnu unutrašnju površinu koja lako sakuplja vodenu paru iz zraka (higroskopnost). Vlaga koju drvo dobije kao rezultat dužeg izlaganja zraku s konstantnom temperaturom i vlagom naziva se ravnotežna vlaga. Postiže se u trenutku kada je pritisak pare iznad površine drveta jednak pritisku pare okolnog vazduha. Prema sadržaju vlage razlikuje se mokro drvo - sa sadržajem vlage do 100% ili više; svježe rezano - 35% i više; suvo na vazduhu - (15-20)%; sobno suvo - (8-12)% i apsolutno suvo drvo, sušeno do konstantne težine na temperaturi od 100-105°C. Voda u drvetu može biti u tri stanja - slobodna, fizički vezana i hemijski vezana. Slobodna ili kapilarna voda ispunjava šupljine ćelija i krvnih sudova i međućelijske prostore. Vezana ili higroskopna voda nalazi se u zidovima ćelija i drvenim posudama u obliku najtanjih hidratantnih ljuski na površini najmanjih elemenata koji čine zidove ćelija. Sadržaj vlage u drvu, kada su ćelijski zidovi zasićeni vodom, a šupljine i međućelijski prostori oslobođeni vode, naziva se higroskopnim prolazom vlage. Za drvo različitih vrsta kreće se od 23 do 35% (u prosjeku 30%) suhe drvne mase. Higroskopna voda, pokrivajući površinu i najmanjih čestica u ćelijskim zidovima vodenim membranama, povećava ih i širi. Istovremeno se povećava volumen i masa drveta, a snaga se smanjuje. Slobodna voda, akumulirajući se u ćelijskim šupljinama, ne mijenja značajno razmak između drvenih elemenata i stoga ne utiče na njegovu čvrstoću i zapreminu, povećavajući samo masu i toplinsku provodljivost.

3 Skupljanje i oticanje. Skupljanje drva sa smanjenjem njegovih linearnih dimenzija i volumena događa se samo isparavanjem higroskopne vlage, ali ne i kapilarno. Međutim, kada higroskopna vlaga ispari, dolazi do linearne kontrakcije i, obrnuto, kada se higroskopna vlaga apsorbira, dolazi do bubrenja. Skupljanje drva zbog heterogenosti njegove strukture u različitim smjerovima nije isto. Duž vlakana, linearno skupljanje za većinu vrsta drveća ne prelazi 0,1%, u radijalnom smjeru - (3-6)%, au tangencijalnom smjeru - (7-12)%. Ovo je praćeno pojavom unutrašnjih naprezanja u drvetu, što može uzrokovati savijanje i pucanje. Savijanje može biti uzdužno i poprečno. Kada drvo nabubri kao rezultat apsorpcije vode koja zasićuje ćelijske membrane, ono se povećava u volumenu. Bubrenje drveta nije isto u različitim pravcima: duž vlakana (0,1-0,8)%, u radijalnom pravcu (3-5)% i tangencijalno - (6-12)%. Kada se navlaži, kao rezultat zasićenja ćelijskih membrana vodom, drvo povećava težinu i volumen. Nakon daljeg zasićenja drveta vodom, vlaga zasićuje šupljine ćelija i prostore između njih. U tom slučaju se mijenja težina drveta. I jačina se ne povećava.

4 Gustina i nasipna gustina. Budući da u sastavu svih vrsta drveća dominira jedna te ista supstanca - celuloza, gustina njihovog drveta je približno ista i iznosi u prosjeku 1,54 g/cm3. Nasipna gustina drveta različitih vrsta, pa čak i istih vrsta zavisi od strukture i poroznosti drveta koje raste, koja se menja sa klimom, tlom, hladom i drugim prirodnim uslovima. U većini vrsta drveća u apsolutno suhom stanju je manji od 1 g / cm3. Sa povećanjem vlažnosti, nasipna gustina drveta se povećava, pa se karakteristika drveta u smislu nasipne gustine uvek proizvodi pri istom sadržaju vlage. U skladu s GOST-om, uobičajeno je odrediti zapreminsku masu drva pri sadržaju vlage od 11-13% u vrijeme ispitivanja, kao iu apsolutno suhom stanju. Po zapreminskoj masi sa sadržajem vlage od 12%, vrste drveća se dijele u grupe: niske gustine (540 kg / m3), srednje gustine (550-740 kg / m3), visoke gustine (750 kg / m3).

5 Toplotna provodljivost. Toplotna provodljivost drveta je njegova sposobnost da provodi toplinu kroz cijelu debljinu s jedne površine na drugu. Toplotna provodljivost suhog drveta je zanemarljiva, što se objašnjava poroznošću njegove strukture. Koeficijent toplinske provodljivosti drveta (0,12-0,39) W/(m*deg). Šupljine, međućelijski i unutarćelijski prostori u suhom drvu ispunjeni su zrakom, koji je loš provodnik topline. Zbog niske toplotne provodljivosti, drvo se široko koristi u građevinarstvu. Gusto drvo provodi toplinu nešto bolje od rastresitog drveta. Sadržaj vlage u drvu povećava njegovu toplinsku provodljivost, jer je voda najbolji provodnik topline u odnosu na zrak. Osim toga, toplinska provodljivost drveta ovisi o smjeru njegovih vlakana i vrsta. Na primjer, toplinska provodljivost drveta duž zrna je oko dva puta veća nego poprijeko.

6 Zvučna provodljivost. Svojstvo materijala da provodi zvuk naziva se zvučna provodljivost. Karakterizira ga brzina širenja zvuka u materijalu. U drvetu zvuk najbrže putuje duž zrna, sporije u radijalnom smjeru i vrlo sporo u tangencijalnom smjeru. Provodljivost zvuka drveta u uzdužnom smjeru je 16 puta, a u poprečnom smjeru je tri do četiri puta veća od provodljivosti zvuka zraka. Ovo negativno svojstvo drveta zahtijeva korištenje materijala za zvučnu izolaciju pri postavljanju drvenih pregrada, podova i stropova. Zvučna provodljivost drveta i njegova sposobnost da rezonira (pojačava zvukove bez izobličenja struje) naširoko se koristi u proizvodnji muzičkih instrumenata. Povećan sadržaj vlage u drvetu smanjuje njegovu zvučnu provodljivost.

7 Električna provodljivost. Električnu provodljivost drveta karakteriše njegova otpornost na prolazak električne struje. Električna provodljivost drveta ovisi o vrsti, temperaturi, smjeru zrna i vlažnosti. Električna provodljivost suhog drveta je zanemarljiva, što mu omogućava da se koristi kao izolacijski materijal. Sa povećanjem vlažnosti u rasponu od 0 do 30%, električni otpor pada milione puta, a s povećanjem vlažnosti preko 30% - desetine puta. Električni otpor drva duž vlakana je nekoliko puta manji nego poprijeko vlakana; povećanje temperature drveta dovodi do smanjenja njegovog otpora za oko polovicu.

8 Svojstva drveta, koja se manifestuju pod uticajem elektromagnetnog zračenja. Površine drveta mogu se efikasno zagrijati pomoću nevidljivih infracrvenih zraka. Mnogo dublje - do (10-15) cm - zraci vidljive svjetlosti prodiru u drvo. Po prirodi refleksije svjetlosnih zraka moguće je procijeniti prisustvo vidljivih nedostataka u drvetu. Svjetlosno lasersko zračenje gori kroz drvo i nedavno se uspješno koristi za spaljivanje dijelova složene konfiguracije. Ultraljubičaste zrake mnogo lošije prodiru u drvo, ali izazivaju sjaj - luminescenciju, koja se može koristiti za određivanje kvalitete drveta. Rentgenski zraci se koriste za određivanje osobitosti fine strukture drva, za otkrivanje skrivenih nedostataka iu drugim slučajevima. Od nuklearnog zračenja može se uočiti beta zračenje koje se koristi u denzimetriji rastućeg drveta. Gama zraci se mogu koristiti mnogo šire, koji prodiru dublje u drvo i koriste se za određivanje njegove gustine, otkrivanje truleži u rudnicima i konstrukcijama.

1.4 Mehanička svojstva

Mehanička svojstva karakteriziraju sposobnost drveta da se odupre vanjskim silama (opterećenjima). Po prirodi djelovanja sila razlikuju se statička, dinamička, vibracijska i dugotrajna opterećenja. Statička opterećenja su ona koja rastu polako i glatko. Dinamička ili udarna opterećenja djeluju na tijelo trenutno i punom snagom. Opterećenja vibracijama nazivaju se opterećenja koja mijenjaju i veličinu i smjer.Dugotrajna opterećenja djeluju jako dugo. Pod utjecajem vanjskih sila u drvu dolazi do prekida veze između njegovih pojedinih dijelova i promjene oblika. Zbog otpornosti drveta na vanjska opterećenja u drvetu nastaju unutrašnje sile. Mehanička svojstva drveta uključuju čvrstoću, tvrdoću, deformabilnost, udarnu čvrstoću.

1 Trajnost. Čvrstoća je sposobnost drveta da odoli iritaciji pod mehaničkim stresom. Čvrstoća drveta ovisi o smjeru djelovanja opterećenja, vrsti. Karakterizira ga krajnja čvrstoća - napon pri kojem se uzorak uništava. Samo vezana vlaga sadržana u ćelijskim membranama značajno utiče na čvrstoću drveta. Sa povećanjem vezane vlage smanjuje se čvrstoća drveta (posebno pri vlažnosti (20-25)%). Dalje povećanje vlažnosti iznad granice higroskopnosti (30%) ne utiče na čvrstoću drveta. trajanje opterećenja utječe i na pokazatelje mehaničkih svojstava drveta.Stoga, prilikom ispitivanja drveta, pridržava se zadate brzine opterećenja za svaku vrstu ispitivanja.Razlikovati glavne vrste djelovanja sile: zatezanje, sabijanje, savijanje, smicanje Vlačna čvrstoća. prosječna vrijednost granica zatezne čvrstoće duž vlakana za sve stijene je 130 MPa. Na vlačnu čvrstoću duž zrna uvelike utiče struktura drveta. Čak i neznatno odstupanje od pravilnog postavljanja vlakana uzrokuje smanjenje čvrstoće. Vlačna čvrstoća drveta po zrno je vrlo niska i u prosjeku iznosi 1/20 vlačne čvrstoće duž zrna, odnosno 6,5 MPa. Stoga se drvo gotovo nikada ne koristi u dijelovima koji rade pod napetosti preko zrna. Čvrstoća drva preko zrna je važna u razvoju načina rezanja i sušenja drveta. Kompresivna snaga. Razlikovati kompresiju duž i poprijeko vlakana. Pri sabijanju duž vlakana, deformacija se izražava kao blago skraćivanje. Otkazivanje kompresije počinje izvijanjem pojedinačnih vlakana; kod mokrih primjeraka i uzoraka od mekih i viskoznih stijena ispoljava se drobljenjem krajeva i ispupčenjem stranica, a kod suhih primjeraka i tvrdog drveta uzrokuje pomak jednog dijela uzorka u odnosu na drugi. Čvrstoća na pritisak drveta po zrno je otprilike osam puta manja nego duž zrna. Prilikom sabijanja preko vlakana nije uvijek moguće točno odrediti trenutak uništenja drveta i odrediti veličinu uništenja opterećenja. Drvo se ispituje na kompresiju preko zrna u radijalnom i tangencijalnom smjeru. Statička čvrstoća na savijanje. Prilikom savijanja, posebno pri koncentriranim opterećenjima, gornji slojevi drveta doživljavaju tlačno naprezanje, a donji - napetost duž zrna. Približno na sredini visine elementa nalazi se ravan u kojoj nema ni tlačnog ni vlačnog naprezanja. Ova ravan se naziva neutralna; u njemu nastaju maksimalna posmična naprezanja. Čvrstoća na pritisak je manja od vlačne, pa lom počinje u zoni rastezanja i izražava se lomljenjem krajnjih vanjskih vlakana. Vlačna čvrstoća drveta ovisi o vrsti i sadržaju vlage. Udvostručite čvrstoću na savijanje duž zrna. Smična čvrstoća drveta. Vanjske sile koje uzrokuju pomicanje jednog dijela dijela u odnosu na drugi nazivaju se posmičnim. Postoje tri slučaja smicanja: striženje duž zrna, popreko zrna i rezanje. Čvrstoća na smicanje duž zrna je 1/5 tlačne čvrstoće duž zrna. Zatezna čvrstoća na smicanje preko vlakana je otprilike polovina vlačne čvrstoće kada se smiče duž vlakana. Čvrstoća drveta pri sjeckanju po zrno je četiri puta veća od čvrstoće pri sjeckanju duž zrna. Otpornost drveta na lomljenje. Cepanje je sposobnost drveta da se pod dejstvom klina raspadne duž zrna. Cepanje drveta prema delovanju sile i prirodi razaranja podseća na rastezanje po vlaknima, koje je u ovom slučaju ekscentrično, odnosno rezultat delovanja istezanja i savijanja. Istezanje se može odvijati duž radijalne i tangencijalne ravni. Otpor duž radijalne ravni tvrdog drveta je manji nego duž tangencijalne ravni. To je zbog uticaja jezgrenih zraka. S druge strane, kod četinara je cijepanje duž tangencijalne ravni manje nego duž radijalne. U slučaju tangencijalnog cijepanja četinara dolazi do razaranja duž ranog drveta čija je čvrstoća znatno manja od čvrstoće kasnog drveta.

2 Tvrdoća. Tvrdoća je sposobnost drveta da se odupre prodiranju tvrđih tijela u njega. Tvrdoća krajnje površine je 30% veća od tangencijalne i radijalne kod listopadnih vrsta za 40% kod četinara. Na vrijednost tvrdoće utiče sadržaj vlage u drvetu. Kada se vlažnost promeni za 1%, krajnja tvrdoća se menja za 3%, a tangencijalna i radijalna - za 2%. Prema stepenu tvrdoće, sve vrste drveta sa 12% vlage mogu se podeliti u tri grupe:

A) meki (krajnja tvrdoća 38,6 MPa i manje) - bor, smreka, kedar, jela, topola, lipa, jasika, joha;

B) tvrdi (krajnja tvrdoća od 338,6 do 82,5 MPa) - sibirski ariš, breza, bukva, brijest, brijest, brijest, javor, jabuka, jasen;

C) vrlo tvrda (krajnja tvrdoća veća od 82,5 MPa) - bijeli bagrem, željezna breza, grab, dren, šimšir.

Tvrdoća drveta je od velike važnosti pri obradi reznim alatima: glodanju, piljenju, ljuštenju, kao i u onim slučajevima kada je podvrgnuto habanju prilikom izrade podova, stepenica, ograda.

3 Otpornost na habanje. Otpornost na habanje je sposobnost drveta da se odupre habanju, tj. postepeno uništavanje njegovih površinskih zona tokom trenja. Ispitivanja otpornosti drveta na habanje pokazala su da je trošenje sa bočnih površina mnogo veće nego sa površine sučelja. Sa povećanjem gustine i tvrdoće drveta, habanje se smanjilo. Mokro drvo se više haba od suhog drveta.

4 Sposobnost držanja veza. Jedinstveno svojstvo drveta je sposobnost držanja učvršćivača: eksera, vijaka, spajalica, štaka itd. Kada se ekser zabije u drvo dolazi do elastičnih deformacija koje pružaju dovoljnu silu trenja da spriječi izvlačenje eksera. Sila potrebna za izvlačenje eksera zabijenog u kraj uzorka manja je od sile primijenjene na ekser zabijen preko zrna. Sa povećanjem gustoće, otpornost drveta na izvlačenje eksera ili vijka raste. Napori potrebni za izvlačenje vijaka (pod svim ostalim jednakim uvjetima) veći su nego za izvlačenje eksera, jer se u tom slučaju trenju dodaje otpor vlakana na sečenje i kidanje.

5 Sposobnost savijanja. Tehnološki rad savijanja drveta zasniva se na njegovoj sposobnosti da se relativno lako deformiše pod dejstvom sila izbegavanja. Sposobnost savijanja veća je kod prstenasto-vaskularnih vrsta - hrasta, jasena i drugih, a kod raspršeno-vaskularnih - bukve. Četinari su manje savitljivi. Drvo je podvrgnuto savijanju, koje je u zagrijanom i vlažnom stanju. Ovo povećava savitljivost drveta i omogućava, zbog stvaranja smrznutih deformacija tokom naknadnog hlađenja i sušenja pod opterećenjem, da se učvrsti nova forma detalji.

Drveće koje raste ima sljedeće komponente: korijenje, deblo, grane, lišće. Korijenski sistem drveća djeluje kao dobavljač vlage i hranjivih tvari iz tla duž debla i grana do lišća. Osim toga, korijenje drži stabla uspravno. Kroz grane u lišće ulazi vlaga u kojoj se odvija proces fotosinteze – pretvaranje energije sunčevog zračenja u energiju hemijskih veza organskih tvari uz apsorpciju ugljičnog dioksida iz zraka i oslobađanje kisika. Nije slučajno što se šume nazivaju plućima planete. Proizvodi fotosinteze iz lišća se prenose duž grana na ostatak stabala - deblo i korijenje. Dakle, grane djeluju kao kanali kroz koje se odvija razmjena tvari između lišća i ostatka drveta.

Četinari - bor, kedar, smreka, ariš - imaju uske listove - iglice, a listopadno drveće - široke listove. U pravilu listopadno drveće raste uglavnom u umjerenim i južnim geografskim širinama, dok četinari rastu u sjevernim.

U zavisnosti od vrste i klimatskih uslova rasta, stabla imaju različite visine i prečnike debla. Međutim, oni su podijeljeni u tri kategorije. Prvi uključuje stabla prve veličine, koja dostižu visinu od 20 m ili više. To su smreka, kedar, ariš, bor, breza, jasika, lipa, hrast, jasen, javor itd.

U tropima i suptropima visina pojedinačnih stabala doseže 100 m ili više. U drugu kategoriju spadaju stabla druge veličine, visine 10-20 m. To su posebno vrba, joha, planinski jasen itd. Treća kategorija uključuje drveće treće veličine čija je visina 7 -10 m. To su jabuka, trešnja, kleka, itd...

Prečnik debla drveća kreće se uglavnom od 6 do 100 cm ili više i zavisi od vrste, starosti drveća i klimatskih uslova rasta. U nekim slučajevima, promjer debla drveća može prelaziti 3 m - kod hrasta, topole i nekih drugih vrsta.

Drvo se dobija rezanjem stabala nakon uklanjanja grana. U ovom slučaju, proizvodnja drveta iznosi 90 posto ili više od zapremine stabla. U početnoj fazi obrade drveta izrađuje se poprečni ili krajnji presjek debla.

U poprečnom presjeku razlikuju se: kora koja prekriva deblo izvana i sastoji se od vanjskog sloja - kore i unutrašnjeg sloja - likovinog kambija - tankog sloja koji je nevidljiv oku između kore i kore. drvo (u procesu rasta drveta žive ćelije kambija se dijele i zbog toga drvo raste u debljini); bjelika je životna zona drveta; jezgro, koje se nalazi uz jezgro trupa i predstavlja mrtvu centralnu zonu koja ne sudjeluje u fiziološkim procesima; jezgro, smješteno u sredini i predstavlja labavo tkivo promjera 2-5 mm ili više (ovisno o vrsti i starosti stabla).

U ruskoj šumskoj industriji glavni predmet sječe su stabla drveća, a grane i grančice se spaljuju ili koriste za ogrjev. U Kanadi, Švedskoj i Finskoj se recikliraju svi sastavni dijelovi drveća, tako da je gubitak drva minimalan, a prinos papira, kartona i ostalog maksimalan.

2. Makroskopska struktura drveta

Kada je stablo poprečnog presjeka, mogu se ustanoviti glavne makroskopske karakteristike: beljika, jezgro, godišnji slojevi, zraci jezgre, posude, prolazi smole i ponavljanja jezgra.

Kod mladih stabala svih vrsta drvo se sastoji samo od beljike. Zatim, kako rastu, živi elementi oko jezgre odumiru, a putevi koji provode vlagu su začepljeni i u njima dolazi do postepenog nakupljanja ekstraktivnih tvari - smola, tanina, boja. Kod nekih stabala - bora, hrasta, jabuke i drugi -

središnja zona debla postaje tamne boje. Takva stabla se zovu zvuk. Kod ostalih stabala je ista boja središnje zone i beljike debla. Zovu se nenuklearni.

Stabla bez jezgra dijele se u dvije grupe: zrelo drvenasto(lipa, jela, bukva, smreka), koje imaju manje vlage u središnjem dijelu debla nego u perifernom dijelu, i sunđerast,čija je vlažnost presjek deblo je isto (breza, javor, kesten itd.). Štoviše, masa donjeg drva se smanjuje od vrha prema stražnjici, kao i sa povećanjem starosti drveta.

Starost stabala može se odrediti brojem godišnjih slojeva koji rastu jedan godišnje. Ovi slojevi su jasno vidljivi na poprečnom presjeku debla. Oni su koncentrični slojevi oko jezgra. Štaviše, svaki godišnji prsten se sastoji od unutrašnjeg i vanjskog sloja. Unutrašnji sloj se formira u proljeće i rano ljeto. To se zove rano drvo. Spoljni sloj se formira do kraja ljeta. Rano drvo ima manju gustoću od kasnijeg drveta i svjetlije je boje. Širina godišnjih slojeva zavisi od više razloga: prvo, od vremenskih uslova tokom vegetacije; drugo, na uslove rasta drveta; treće, od rase.

Na poprečnom presjeku drveća možete vidjeti jezgrene zrake koje dolaze od sredine debla do kore. U listopadnim vrstama zauzimaju do 15% zapremine drveta, u četinarima - 5-6%, a što je njihov broj veći, to su mehanička svojstva drveta lošija. Širina sržnih zraka kreće se od 0,005 do 1,0 mm, ovisno o vrsti drveća. Drvo četinara razlikuje se od listopadnog drveta po tome što sadrži ćelije koje proizvode i skladište smolu. Ove ćelije su grupisane u horizontalne i vertikalne prolaze smole. Dužina vertikalnih prolaza kreće se od 10-80 cm s promjerom od oko 0,1 mm, a horizontalni smolni prolazi su tanji, ali ih ima puno - do 300 komada po 1 cm 2.

Listopadno drvo ima sudove u vidu sistema ćelija za prenošenje vode i minerala rastvorenih u njemu od korena do listova. Posude su u obliku cijevi prosječne dužine 10 cm i prečnika 0,02-0,5 mm, a kod nekih vrsta drveća koncentrisane su u ranim zonama godišnjih slojeva. Zovu se prstenasti.

Kod stabala drugih vrsta posude su raspoređene po svim godišnjim slojevima. Ova stabla se nazivaju rasutim vaskularnim.

3. Mikroskopska struktura drveta četinara i lišćara

Drvo četinara ima određenu mikrostrukturu koja se može utvrditi mikroskopom, kao i hemijskim i fizičkim metodama istraživanja.Četinarsko drvo se od lišćara razlikuje po relativno pravilnoj strukturi i jednostavnosti. Struktura četinarskog drveta uključuje takozvane rane i kasne traheide.

Istraživanja su pokazala da rane traheide funkcionišu kao provodnici vode sa otopljenim mineralima u njoj, koja dolazi iz korijena drveta.

Traheidi imaju oblik visoko izduženih vlakana sa isečenim krajevima. Istraživanja su pokazala da u rastućem drvetu samo posljednji godišnji sloj sadrži žive traheide, a ostatak - mrtve elemente.

Kao rezultat istraživanja, otkriveno je da jezgrene zrake formiraju parenhimske stanice, duž kojih se po stablu kreću rezervne hranjive tvari i njihove otopine.

Iste parenhimske ćelije su uključene u formiranje vertikalnih i horizontalnih prolaza smole. Vertikalne smole u drvetu četinara, koje se nalaze u kasnoj zoni godišnjeg sloja, formiraju tri sloja živih i mrtvih ćelija. Horizontalni prolazi smole otkrivaju se u gredama jezgre.

Prema rezultatima istraživanja prof V. E. Vikhrova, borovo drvo ima sljedeće mikroskopska struktura:

1) poprečni presek;

2) radijalni presek;

3) tangencijalni presjek.

Rice. 1. Presjeci stabla: P - poprečni, P - radijalni, T - tangencijalni

Kako je utvrđeno istraživanjem, mikrostruktura tvrdog drveta u odnosu na četinare ima složeniju strukturu.

U listopadnom drvu, vaskularne i vlaknaste traheide služe kao provodnici za vodu koja sadrži minerale otopljene u njemu. Ostale drvene posude obavljaju istu funkciju. Mehaničku funkciju obavljaju libriformna vlakna i fibrozne traheide. Ove posude su u obliku dugih vertikalnih cijevi, koje se sastoje od pojedinačnih ćelija sa širokim šupljinama i tankim zidovima, a posude u ukupnoj zapremini lišćarskog drveta zauzimaju od 12 do 55%. Većinu zapremine tvrdog drveta čine libriformna vlakna kao glavna mehanička tkanina.

Libriformna vlakna su izdužene ćelije sa šiljastim krajevima, uskim šupljinama i snažnim zidovima sa prorezanim porama. Vlaknasti traheidi, poput libriformnih vlakana, imaju debele zidove i male šupljine. Osim toga, otkriveno je da jezgre lišćara ujedinjuju većinu parenhimskih ćelija, a volumen ovih zraka može doseći 28-32% (ovaj pokazatelj se odnosi na hrast).

4. Hemijski sastav drveta

Hemijski sastav drveta dijelom ovisi o njegovom stanju. Drvo svježe posječenog drveća sadrži puno vode. Ali u apsolutno suhom stanju, drvo se sastoji od organskih tvari, a neorganski dio je samo od 0,2 do 1,7%. Kada drvo sagorijeva, neorganski dio ostaje u obliku pepela, koji sadrži kalijum, natrijum, magnezijum, kalcijum i, u malim količinama, fosfor i druge elemente.

Organski dio drveta svih vrsta ima približno isti elementarni sastav. Apsolutno suho drvo sadrži u prosjeku 49-50% ugljika, 43-44% kisika, oko 6% vodonika i 0,1-0,3% dušika. Lignin, celuloza, hemiceluloza, ekstrakti - smola, guma, masti, tanini, pektini i drugi - čine organski dio drveta. Hemiceluloza sadrži pentozane i genksosane. Četinari imaju više celuloze u organskom dijelu, dok listopadni imaju više pentozana. Celuloza je glavna komponenta zidova biljnih ćelija, a takođe obezbeđuje mehaničku čvrstoću i elastičnost biljnih tkiva. Kao hemijsko jedinjenje, celuloza je polihidrični alkohol. Kada se celuloza tretira kiselinama, ona se hidrolizuje sa stvaranjem etera i estera koji se koriste za proizvodnju filmova, lakova, plastike itd. Osim toga, tokom hidrolize celuloze nastaju šećeri iz kojih se dobija etil alkohol. dobijene fermentacijom. Drvena pulpa je vrijedna sirovina za proizvodnju papira. Druga komponenta organskog dijela drveta – hemiceluloze – su polisaharidi viših biljaka koji su dio ćelijskog zida. U procesu prerade celuloze dobija se lignin - amorfna polimerna tvar žuto-smeđe boje. Najveća količina lignina - do 50% - nastaje pri preradi četinarskog drveta, a od lišćara njegov prinos je 20-30%.

Vrlo vrijedni proizvodi se dobijaju pirolizom drveta - suvom destilacijom bez pristupa vazduha na temperaturama do 550°C - drvenog uglja, tečnih tečnih i gasovitih proizvoda. Drveni ugalj se koristi u topljenju obojenih metala, u proizvodnji elektroda, u medicini, kao sorbent za prečišćavanje otpadnih voda, industrijskog otpada i u druge svrhe. Iz tekućine se dobivaju tako vrijedni proizvodi kao antioksidans za benzin, antiseptici - kreozot, fenoli za proizvodnju plastike itd.

Organski dio četinarskog drveta sadrži smole koje sadrže terpene i smolne kiseline. Terpeni su glavna sirovina za dobijanje terpentina. Smola koju luči drvo četinara služi kao sirovina za proizvodnju kolofonija.

U procesu obrade drveta dobijaju se ekstraktivne materije, uključujući štavljenje, koje se koriste za proizvodnju kože – štavljenje. Glavni dio tanina su tanini - derivati ​​poliatomskih fenola, koji pri preradi kože stupaju u interakciju sa svojim proteinskim supstancama i stvaraju nerastvorljiva jedinjenja. Kao rezultat, koža dobija elastičnost, otpornost na truljenje i ne bubri u vodi.

Drvo(bot.). - U svakodnevnom životu i tehnologiji Drvo je naziv unutrašnjeg dijela drveta koji leži ispod kore. U botanici, pod imenom Wood, ili ksilem, označava tkaninu ili kolekciju tkanina formiranih od procambia ili cambia(vidi ovaj stih i stih); jedan je od sastavnih dijelova vaskularno-fibroznog snopa i obično je suprotan drugom sastavnom dijelu snopa, koji potiče od istog prokambijuma ili kambija - batina, ili phloem. S formiranjem vaskularno-vlaknastih snopova iz prokambijuma uočavaju se 2 slučaja: ili se sve prokambijalne ćelije pretvaraju u elemente drveta i lika - tzv. zatvoreno grozdovi (više spore, monokotiledone i neke biljke), ili na granici između drveta i lika ostaje sloj aktivnog tkiva - kambijum i grozdovi otvoren(dvosupnice i golosjemenjače). U prvom slučaju, drvo ostaje postojano i biljka ne može da se zgusne; u drugom, zahvaljujući aktivnosti kambijuma, svake godine stiže količina drva, a stablo biljke se postepeno zgušnjava. Kod naših vrsta drveća drvo leži bliže centru (osi) drveta, a lip bliže krugu (periferiji). Neke druge biljke imaju drugačiji međusobni raspored drveta i lika (vidi). Sastav Drva uključuje već mrtve ćelijske elemente sa ukrućenim, uglavnom debelim školjkama; Lik je, s druge strane, sastavljen od živih elemenata, sa živom protoplazmom, ćelijskim sokom i tankom, neodrevnutom ljuskom. Iako u bastu ima elemenata koji su mrtvi, debelih zidova i ukrućenih, au Woodu su, naprotiv, živi, ​​ali to, međutim, bitno ne mijenja opšte pravilo. Oba dijela vaskularno-vlaknastog snopa se međusobno razlikuju i po fiziološkoj funkciji: drvo se iz zemlje uzdiže do listova tzv. sirovi sok, odnosno voda sa rastvorenim supstancama, ali ona edukativna silazi niz grlo, inače plastika, sok (vidi Sokovi u biljci). Fenomen ukočenosti je ćelijski. ljuske nastaju zbog impregnacije celulozne ljuske posebnim supstancama, koje se obično kombiniraju pod općim nazivom. lignin... lignin i istovremeno ukrućenje ljuske lako se prepoznaje putem nekih reakcija. Usljed glodanja, ljuske povrća postaju čvršće, tvrđe i elastičnije; međutim, kada su slabo propusni za vodu, gube sposobnost da upijaju vodu i bubre.

Inače, drvo se sastoji od nekoliko elementarnih organa histološki elementi. Nakon Sanija, postoje 3 glavne grupe ili sistema elemenata u drvetu dikotiledonih i golosjemenih biljaka: sistem parenhimski, luboidni i vaskularni. U svakom sistemu postoje 2 vrste elemenata, a ukupno postoji 6 tipova histoloških elemenata, a čak i kao 7. vezuju se ćelije jezgrenih zraka (vidi. Drvenaste biljke).

I. Parenhimski sistem. Sastoji se od 2 elementa: woody(ili drvo) parenhima i tako ime. zamjenska vlakna. Kada se iz kambija formiraju ćelije drvenastog parenhima, kambijalna vlakna se odvajaju horizontalnim septama, tako da se od svakog vlakna dobija vertikalni red ćelija; u ovom slučaju, krajnje ćelije zadržavaju šiljasti oblik krajeva kambijalnog vlakna (vidi tabelu. sl. 1 e- ćelije parenhima bukovog drveta izolovane maceracijom; pirinač. 2 R- ćelije parenhima drveta kod ailantusa; tangencijalni (vidi dolje) odjeljak Drvo). Ćelije parenhima stabla odlikuju se relativno tankim zidovima; potonji su uvijek bez spiralnog zadebljanja, ali su opremljeni jednostavnim kružnim zatvorenim porama. Zimi se unutar ćelija nakupljaju tvari za skladištenje, uglavnom škrob; ali ponekad se u njima nalaze i hlorofil i kristali oksalno-kalcijumove soli. Osim toga, arborealni parenhim vjerovatno igra ulogu u kretanju vode. Kao sastavni element drveta, prilično je uobičajen; ona je, međutim, vrlo mala kod mnogih četinara i potpuno je odsutna, prema Saniju, u tisi (Taxus baccata). Drugi element parenhimskog sistema je zamjenska vlakna(E rsatzfasern) - u nekim slučajevima zamijeniti arborealni parenhim koji nedostaje (otuda naziv); u drugima se nalaze zajedno sa elementima potonjeg. Po strukturi i funkciji slični su ćelijama drvenastog parenhima, ali se formiraju direktno od kambijalnih vlakana, odnosno bez prethodnog razdvajanja potonjih poprečnim septama.

II. ... Dva elementa koja se ovdje razlikuju se nazivaju libriform[ime je dato po sličnosti elemenata ovog sistema (fibrae sive cellulae libriformes) sa vlaknima libra debelih zidova (liber)] jednostavno(tj. bez particija) i cloisonne. tične, izdužene i zašiljene na krajevima, potpuno zatvorene ćelije jednostavnog libriforma dostižu vrlo značajnu dužinu (½ i do 2 mm). Njihove ukrućene stijenke prekrivene su izuzetno rijetkim i malim, uglavnom prorezanim, jednostavnim ili obrubljenim porama (sl. 1. d, pirinač. 2 lf). Zidovi su toliko debeli da se lumen ćelije pretvara u vrlo uzak kanal. Općenito, libriform je najdeblji element u drvu; on je taj koji pretežno ili isključivo daje drvetu snagu. Što se tiče unutrašnje šupljine libriformnih ćelija, ona je u većini slučajeva ispunjena vazduhom. Cloisonne libriform razlikuje se od jednostavnog samo po tome što se nakon konačnog zadebljanja stijenki vlakana, potonji odvajaju jednom ili više tankih poprečnih pregrada u zasebne ćelije smještene jedna iznad druge. Ponekad takve poprečne pregrade imaju pore (u grožđu). Cloisonne libriform je najmanje uobičajen od svih elemenata Drva.

III. Vaskularni ili trahealni sistem. To uključuje prisutni krvni sudovi (dušnik) i vaskularnićelije ili vlakna koja se obično nazivaju traheide. imaju oblik izduženih (prozenhimskih) vretenastih ćelija (vlakna). Uglavnom su kraće i nisu tako debelih zidova kao libriformne ćelije, približavajući se u tom pogledu pravim sudovima. Ali u nekim slučajevima mogu doseći vrlo značajnu dužinu (kod bora, do 4 mm) i uvelike zadebljati svoje ljuske. Općenito, traheide su srednji i prijelazni element između jednostavnih libriformnih i pravih žila. Prepoznatljiv i karakteristična karakteristika za njih postoje obrubljene pore (sl. 3, strana okrenuta ka čitaču; sl. 5 b), zategnute tankom srednjom membranom za zatvaranje; u traheidnoj šupljini, zatvorenoj sa svih strana, nalaze se voda i vazduh. Prema svojoj funkciji, traheide se smatraju vodonosnicima, ali ponekad služe i u mehaničke svrhe, dajući drvetu čvrstoću, na primjer. u četinarima. Drvo četinara se sastoji gotovo isključivo od samih traheida, smještenih ovdje u pravilnim radijalnim redovima. U svakom radijusu ćelije stoje na približno istoj visini, što je, pak, rezultat porijekla cijelog radijalnog reda iz iste kambijalne ćelije. Na sl. 3, takvi radijalni redovi su vidljivi u uzdužnom i poprečnom presjeku, a u poprečnom presjeku ima 8 redova. Na sl. 4 radijalna reda idu u pravcu abc(presjek). Obrubljene pore se nalaze gotovo isključivo samo na radijalnim zidovima (sl. 3 i 5.). b), zbog čega se voda u drvetu četinara lako javlja u smjeru periferije organa, a teško u smjeru radijusa. U boru se kretanje vode u radijalnom smjeru (spolja prema unutra i nazad) odvija samo duž traheida medularnih zraka (sl. 5. ff- horizontalno locirane traheide medularnih zraka); kod smreke, jele i ariša kretanje vode po polumjeru, a posebno njen dotok iz posljednjeg godišnjeg sloja u kambij, uvelike je olakšano činjenicom da su u njima, pored velikih pora, opremljene i posljednje traheide svakog godišnjeg sloja. na radijalnim zidovima, sa brojnim malim porama na tangencijalnoj (sl. 3, desna strana). Proljetne traheide se značajno razlikuju od ljetnih, a posebno od jesenjih, zbog čega je moguće razlikovati četinarsko drvo, odnosno prstenove. Rice. 4 je pogled na poprečni presjek drveta smreke ( abc- sloj od jedne godine). U proljeće široki elementi tankih zidova ( a), posebno pogodan za podizanje velikih količina vode. Što su iglice jednog drveta obilnije i što je intenzivnije, posljedično, njegovo isparavanje, širi pojas zauzimaju u godišnjem sloju široke tankozidne traheide. Od ljeta, zidovi traheida postaju sve deblji, ostajući i dalje široki, manje-više izodijametrični ( b). Što su gori nutritivni uslovi stabla, to se manje formiraju takvi traheidi, a ponekad mogu i potpuno izostati! Dakle, proučavanje unutrašnje strukture nas upoznaje prošlih uslova rast. Do jeseni, promjer traheida u smjeru radijusa postaje sve manji i manji: dobiva se pojas jeseni uskih, takoreći, spljoštenih elemenata (slika 4. With- poprečni presjek; pirinač. 5 a- uzdužni presjek), debelih zidova sa dobrom ishranom, tankih zidova - sa lošom ishranom. Zimi se više ne stvaraju nove ćelije, a s početkom proljeća kambijum stvara novi sloj proljeća, širokih i tankih stijenki traheida. Tamo gdje jesenji elementi dolaze u dodir s proljetnim, kod četinara je izražena granica godišnjeg sloja (dvije takve granice su vidljive na sl. 4).

Struktura i traheida kod listopadnog drveća je nešto drugačija nego kod četinara (sl. 1 With- izolirana bukova traheida). Ovdje traheide imaju pore sa svih strana, zbog čega je kretanje vode podjednako lako i u smjeru periferije i duž radijusa. Traheide kod listopadnih vrsta uglavnom su grupisane oko posuda.

Pravi krvni sudovi (dušnik) izgledaju kao dugačke cijevi. Nastaju od vertikalnih redova kambijalnih ćelija; u ovom slučaju ćelije su zalemljene jedna na drugu, a poprečne pregrade koje ih razdvajaju izbušene su rupama. Takav sastav posude pojedinačnih segmentiranih ćelija posebno se jasno otkriva prilikom maceracije žila: potonje se duž septa raspadaju u zasebne dijelove (vidi sliku 1.). a i b).

DRVO.

Probijanje pregrada je drugačije. Ponekad se formira jedna velika okrugla rupa, a od septuma ostaje samo mali uski prsten. Takvi se slučajevi uglavnom primjećuju u horizontalnim ili samo blago nagnutim pregradama (slika 1.). a). U slučaju koso postavljenih pregrada obično se formira nekoliko eliptičnih rupa, koje se nalaze jedna iznad druge: dobija se ono što se naziva merdevinasto perforirana ili samo merdevinasta pregrada (Sl. 1. b). Između ova dva ekstremna oblika postoje i oni srednji. Odvojeni segmenti posuda su cilindrični, prizmatični, ponekad bačvasti, štoviše, različite dužine. Prve žile koje nastaju iz prokambijuma imaju dugačke segmente, dok su posude koje nastaju kasnije iz kambijuma, kada je rast organa u dužinu već završio, sastavljene od znatno kraćih segmenata. Dužina cijele posude može biti jednaka dužini cijele biljke od korijena do listova. Zidovi krvnih žila rano postaju kruti, ali u većini slučajeva ostaju tanki. Zadebljanje uzdužnih zidova je uvijek neravnomjerno, a postoji nekoliko tipova takvog zadebljanja: prstenasto, spiralno, mrežasto, ljestvičasto i točkasto zadebljanje (vidi Biljna ćelija). U zavisnosti od oblika zadebljanja, same posude se nazivaju prstenaste, spiralne, mrežaste, merdevine i šiljaste. Prstenaste i obično se formiraju u ranom periodu biljnog života; u tvrdom drvetu - samo u prvoj godini života, a nalaze se samo u unutrašnjem dijelu. Drvo, u tzv. jezgro cijevi, komponenta primarno drvo[najranije drvo, nastalo od prokambijuma, naziva se primarnim, kasnije, koje proizlazi iz kambija, naziva se sekundarnim], u svim reciklirano drvo imaju samo punktatne žile, obično sa okruglo obrubljenim porama (slika 1 a, b; pirinač. 2 gg). Kako dužina, tako i širina posuda je vrlo raznolika. Prve prstenaste i spiralne posude koje nastaju iz prokambijuma su vrlo uske, a istovremeno, kao što smo vidjeli gore, njihovi se segmenti razlikuju među ostalim posudama po najvećoj dužini; naprotiv, kasnije punktatne posude imaju kratke segmente, čija je širina ponekad toliko značajna da su vidljivi na poprečnom presjeku.Drvo čak i golim okom izgleda kao zaobljene pore ili rupe. Posude, međutim, potpuno su odsutne u svim sekundarnim drvetom četinara (to čini glavnu masu drveta) - karakteristika koja olakšava razlikovanje crnogoričnog drveta od bilo kojeg drugog. Kod listopadnog drveća distribucija krvnih žila među ostalim organima je drugačija. Drvo, koje takođe često daje odlične znakove za razlikovanje vrsta prema drvetu Na primjer, kod breze su žile raspoređene manje-više ravnomjerno po cijelom godišnjem sloju, a , štaviše, svi su približno iste neznatne širine (lumen, sl. 7), dok su kod hrasta veće posude, vidljive i golim okom, ograničene na izvorni dio sloja (sl. 8), formirajući opružni prsten posuda (Frü hjahrsporenkreis). Takvi prstenovi značajno pomažu u razlikovanju pojedinih godišnjih slojeva (Sl. 6, gg). Kod ostalih biljnih vrsta posude su skupljene u periferne valovite linije, po nekoliko linija u svakom godišnjem sloju (kod brijesta, Ulmus effusa).

Plovila su mrtvi elementi. Njihov protoplazmatski sadržaj rano nestaje i zamjenjuje ga vodena tekućina koja se naizmjenično mijenja s mjehurićima razrijeđenog zraka. Ranije su ih zamijenili za zračne cijevi, ali sada se smatraju putevima u postrojenju. Kod mnogih drveća i grmlja unutrašnjost žila je djelomično ili potpuno ispunjena posebnim parenhimskim stanicama. (punjenje ili izvođenje Fü llzellen ili Thyllen), porijeklom iz ćelija drvenastog parenhima. Ćelije drvenastog parenhima uz žilu daju vrećaste procese unutar šupljine žile kroz pore. Procesi su odvojeni septumom od stanica koje su ih proizvele, koje su ostale izvan žile, rastu, množe se diobom i postupno ispunjavaju šupljinu žile. U ćelijama za punjenje ponekad se nakuplja rezervni škrob.

Sedmi element drvo - jezgreni zraci - sastavljene su od parenhimskih ćelija, izduženih u horizontalnom pravcu ili raspoređene poput cigle (sl. 1. f[Rice. jedan g prikazuje parenhimske ćelije medularnih zraka bukve, koje donekle odstupaju od uobičajenog oblika.]; 6, b, With). Imaju oblik vena različitih debljina (širina) i visina, koje u radijalnom smjeru križaju masu prozenhimskih (izduženih po dužini paralelno s osovinom biljke) elemenata Drvo aii) presjek Drvo, ali i na dvije uzdužne: radijalne ( aai) i tangencijalne (dd).]. Ćelije koje ih čine slične su, općenito, ćelijama drvenastog parenhima (žive, sposobne za akumulaciju škroba). Kod mnogih četinara u medularnim zracima, pored parenhima, nalaze se i traheide (sl. 5. e - parenhim, f- traheide). Razlikovati primarne i sekundarne zrake. Primarni zraci se protežu od jezgra do primarnog korteksa i predstavljaju ostatak glavnog tkiva (vidi Biljno stablo i Biljna tkiva), dok se sekundarni zraci formiraju iz kambijuma i nikada ne dosežu ni jezgro ni primarni korteks; kraći su od primarnih zraka i kraći su kasnije nastali iz kambija (slika 6. cc). Nadalje, postoje uske (jednoredne) i široke (višeredne) grede. Uske se sastoje od samo jednog radijalnog. red ćelija (slika 2 st[na tangentu. rez]; pirinač. 3; pirinač. 6, cc), širok - od nekoliko (sl. 6 b i d; pirinač. osam). Broj jezgrinih zraka, njihova širina i visina izuzetno su različiti kod različitih biljaka. Općenito, zraci zajedno sa posudama daju odlične karakteristike za prepoznavanje vrsta po Drvo Za hrastovo drvo, na primjer, široke zrake su vrlo karakteristične, lako vidljive golim okom (Sl. 8). Unutrašnja mikroskopska struktura zraka karakteristična je za četinare, kod svih borova (Pinus) parenhimske ćelije zraka iznad i odozdo oivičene su s nekoliko redova vrlo tipičnih traheida (Sl. 5. ff), jele, s druge strane, zraci se sastoje samo od parenhimskih ćelija; osim toga, jela ima sve uske zrake i nema prolaza od smole u drvetu, dok bor, smreka i ariš imaju smole, i to obje vrste zraka (uske i široke). Svrha (funkcija) jezgrenih zraka je dijelom u akumulaciji rezervnih tvari, dijelom u provođenju sokova i vode u horizontalnom smjeru. Obično su samo neki od prvih 6 gore opisanih elemenata uključeni u sastav Drva; ali se međusobno kombinuju na veoma različite načine. a elemente je posebno ispitao Sanio. Napravio je posebnu tablicu, vodeći se kojom je moguće odrediti biljku po malom komadu drveta (vidi literaturu). Kao što je već spomenuto, kod dikotiledonih i golosjemenskih biljaka količina drva se povećava iz godine u godinu zbog stvaranja novih godišnjih slojeva iz kambija. Oblik i širina takvih slojeva nije isti za različite biljke, pa čak i za istu biljku može se mijenjati ovisno o mnogim uvjetima, kako unutarnjim (starost, na primjer) tako i vanjskim (klima, tlo, itd.; vidi Drvene biljke) . Osim toga, u istom stablu slojevi različite starosti mogu se značajno razlikovati jedni od drugih kako po obliku i histološkoj strukturi, tako i po kemijskom sastavu. Spirale i na drveću, na primjer, nalaze se samo u prvom, unutrašnjem i ujedno najstarijem godišnjem sloju, koji uključuje primarno drvo (vidi gore). U fizičko-hemijskom smislu svi slojevi mogu biti slični, ili se unutrašnji razlikuju od spoljašnjih i drvo se deli na unutrašnji deo, odnosno jezgro (Kernholz, duramen) i spoljašnji, odnosno beljiku (Splint, alburnum). - vidi jezgro i). Srce je teže, tvrđe, jače od bjeljike, osim toga, od potonje se u većini slučajeva razlikuje čak i po tamnijoj boji. Ova boja je smeđa kod hrasta, tamnosmeđa kod trešnje, crvenkasta kod ariša; neke tropske biljke imaju još oštrije boje: crvena kod mahagonija (Caesalpinia echinata), plava u drvetu trupaca (Haemotoxylon campechianum), crna u crnoj ili ebanovini (Diospyros Ebenum). Kada se bjeljika pretvori u jezgro, uglavnom se mijenja hemijski sastav drveta, a ne njegova histološka struktura. U šupljinama, a posebno u ćelijskim membranama, akumuliraju se različite tvari: smole, drvene gume, tanini, ponekad i boje, od kojih se neke koriste u praksi (vidi). Fiziološki, jezgro se od ostatka drveta razlikuje po negativnim, da tako kažemo, mrtvim svojstvima: nije u stanju povremeno akumulirati škrob i druge rezervne tvari, nije u stanju čak ni voditi vodu.

Književnost. Sanio, "Vergleichende Untersuchungen über die Elementarorgane des Holzkö rpers" i "Vergleichende Untersuchungen über die Zusammensetzgung des Holzkörpers" ("Botanisch e Zeitung", 1863); De-Bari, "Uporedna anatomija vegetativnih organa fantomskih i oftalmoloških biljaka" (prev. prof. A. N. a, broj I-II, Sankt Peterburg, 1877-80); Haberlandt, "Physiologische Pflanzenanatomie" (1884); , „Kratko praktični kurs histologija biljaka za početnike" (preveo S. a, 1886); Strasburger, "Das botanische Practicum" (1887), prof., "Tečaj anatomije biljaka" (1888); Tschirch, "Angewandte Pflanzenanatomie" (1889); Robert; Hartig, "Die anatomisch en Unterscheidungsmerkmale der wichtigeren in Deutschland wachsenden Hölzer" (1890., 3. izdanje) i "Lehrbuch der Anatomie und Physiologie der Pflanzen" (1891.); Van-Tieghem de "Bota I. Botanique" (1891.); 1891); i Yashnov, "Određivanje drveta, sjemena i grana prema tabelama" (1893). Posebna literatura je naznačena u gore navedenim radovima. Vidi također Inlaying substance, Wood, Lignin.