Les

Les (BESBE)

Les(bot.). - V vsakdanjem življenju in tehnologiji se les imenuje notranji del drevesa, ki leži pod lubjem. V botaniki pod imenom D., oz ksilem, se nanaša na tkivo ali zbirko tkiv, nastalih iz prokambija oz kambij(glej to besedo in članek. Lesne rastline); ona je ena izmed sestavni deližilni vlaknasti snop in je običajno v nasprotju z drugo komponento snopa, ki izvira iz istega prokambija ali kambija - lič, oz floem. Med tvorbo vaskularno-vlaknastih snopov iz prokambija opazimo 2 primera: bodisi se vse prokambialne celice spremenijo v elemente D. in ličja - t.i. zaprto snopi (višje trosne, enokaličnice in nekatere dvokaličnice), ali pa na meji med D. in ličjem ostane plast aktivnega tkiva – dobimo kambij in snope. odprto(dvokaličnice in golosemenke). V prvem primeru ostane število D. konstantno in rastlina se ne more zgostiti; v drugem, zahvaljujoč aktivnosti kambija, se število D. vsako leto poveča, steblo rastline pa se postopoma zgosti. Pri naših drevesnih vrstah D. leži bližje središču (osi) drevesa, lič pa bližje krogu (obrobju). Pri nekaterih drugih rastlinah opazimo drugačno medsebojno razporeditev D. in ličja (gl. Žilno-vlakneni snopi). D.-jeva sestava vključuje že odmrle celične elemente z utrjenimi, večinoma debelimi lupinami; lič je, nasprotno, sestavljen iz živih elementov, z živo protoplazmo, celičnim sokom in tanko neleseno lupino. Čeprav so v liču mrtvi, debelostenski in trdi elementi, v D. pa so, nasprotno, živi, ​​vendar iz tega splošno pravilo se bistveno ne spremeni. Oba dela žilno-vlaknatega snopa se med seboj razlikujeta tudi po fiziološki funkciji: vzdolž D. se dviga od tal navzgor do listov, t.i. surov sok, se pravi voda z v njej raztopljenimi snovmi, izobraževalna pa se spušča po ličju, sicer plastika, sok (glej. Sokovi v rastlini). Pojavi lignifikacije celic. lupine so posledica impregnacije celulozne lupine s posebnimi snovmi, običajno združenimi pod splošnim imenom. lignin. Prisotnost lignina in hkrati lignifikacija lupine se zlahka prepozna po določenih reakcijah. Zaradi lignifikacije postanejo rastlinske lupine močnejše, čvrstejše in odpornejše; vendar ob rahli prepustnosti za vodo izgubijo sposobnost vpijanja vode in nabreknejo.

Les je sicer sestavljen iz več elementarnih organov histološki elementi. Po Saniju obstajajo 3 glavne skupine ali sistemi elementov v D. dvokaličnic in golosemenk: sistem parenhimsko, luboidno in žilni. V vsakem sistemu sta 2 vrsti elementov, skupaj pa je 6 vrst histoloških elementov in celo celice jedrnih žarkov so pritrjene kot 7. (glej Lesne rastline).

Les

jaz. parenhimski sistem. Sestavljen je iz 2 elementov: lesnato(oz les) parenhim in tako naprej. nadomestna vlakna. Med tvorbo celic lesnatega parenhima iz kambija se kambialna vlakna ločijo z vodoravnimi pregradami, tako da iz vsakega vlakna dobimo navpično vrsto celic; medtem ko končne celice ohranijo koničasto obliko koncev kambialnega vlakna (glej tabelo. sl. 1 e- izolirani z maceracijo celic parenhima bukovega lesa; riž. 2 R- Celice lesnega parenhima Ailanthus; tangencialni (glej spodaj) rez D.). Za celice lesnega parenhima so značilne razmeroma tanke stene; slednji so vedno brez spiralne zadebelitve, ampak so opremljeni s preprostimi okroglimi zaprtimi porami. V celicah se pozimi kopičijo rezervne snovi, predvsem škrob; včasih pa v njih najdemo tudi klorofil, tanine in kristale oksalne kalcijeve soli. Poleg tega ima lesni parenhim verjetno vlogo pri gibanju vode. Kot sestavni element D. je zelo pogost; vendar je pri mnogih iglavcih zelo majhen in po Saniu popolnoma odsoten pri tisi ( taxus baccata). Drugi element parenhimskega sistema je nadomestna vlakna (Ersatzfasern) - V nekaterih primerih zamenjati manjkajoči oleseneli parenhim (od tod tudi ime); pri drugih jih najdemo skupaj z elementi slednjega. Po zgradbi in funkciji so podobni celicam lesnatega parenhima, vendar nastanejo neposredno iz kambialnih vlaken, torej brez predhodne ločitve slednjih s prečnimi pregradami.

Članek reproducira gradivo iz Velikega enciklopedičnega slovarja Brockhausa in Efrona.

Les (TSB)

les, ksilem (iz grščine xýlon - drevo), zapleteno tkivo lesnatih in zelnatih rastlin, ki prevaja vodo in v njem raztopljene mineralne soli; del prevodnega snopa, tvorjen iz prokambija (primarni D.) ali kambija (sekundarni D.). Sestavlja glavnino debla, korenin in vej lesnatih rastlin.

Fiziološke in anatomske značilnosti lesa

riž. 1. Glavni deli debla in njegovi glavni odseki: 1 - prečno; 2 - radialni; 3 - tangencialno.

Oblika in velikost celic, ki sestavljajo les, sta različni in sta odvisni od njihovih funkcij. D. vsebuje prevodne, mehanske in skladiščne elemente. Struktura D. je značilna za rodove, včasih pa tudi za vrste lesnatih rastlin. Pri preučevanju D. in njegovih lastnosti se uporabljajo 3 glavni rezi, za mikroskopski pregled pa se uporabljajo rezi: prečni, tangencialni (tangencialni) in radialni ( riž. eno ). Ko drevesa rastejo, notranji, najstarejši D. debla odmre. Prevodni elementi D. se postopoma zamašijo: posode - tako imenovane tile, traheide - tori njihovih obrobljenih por. Prevodni in skladiščni sistem prenehata delovati, vsebnost vode, škroba in delno maščob v D. se zmanjša, poveča se količina smol in taninov. Pri srčnih vrstah (bor, macesen, hrast) se osrednji del drevesa razlikuje po barvi in ​​se imenuje jedro, obrobni del pa beljavica. Pri zrelih drevesnih vrstah (smreka, lipa) se obrobni del od osrednjega razlikuje po nižji vlažnosti (takšno drevo imenujemo zrelo). Pri beljavi (javor, breza) se osrednji del ne razlikuje od perifernega. Včasih pri beljavi in ​​zrelih lesnih vrstah osrednji del debla postane temnejši (predvsem pod vplivom gliv) in nastane tako imenovano lažno jedro.

riž. 2. Vrste celic, ki sestavljajo les: a - lesni parenhim; b - traheidi; v - segmentih krvnih žil (sapnik); d - libriformna vlakna; e - celice heterogenega jedrnega žarka iglavcev; f - celice heterogenega žarka v obliki srca listnatega drevesa.

V lesu večine dvokaličnic in vseh iglavcev lahko ločimo rastne obroče ali rastne obroče ter radialne ali jedrne žarke. V enem rastnem obroču ločimo zgodnje (spomladansko) in pozno (poletno) območje, ki ju pogosto imenujemo zgodnje oziroma pozno D. Hranila se premikajo vzdolž radialnih žarkov do mest odlaganja. Dimenzije in razmerje elementov, ki sestavljajo trto, se razlikujejo glede na rastne razmere in lego trte v steblu. V neugodnih razmerah (prekomerna vlaga, pomanjkanje vode v tleh, močno senčenje, žuželke, ki jedo liste) nastanejo ozke plasti rasti. D. dvokaličnice sestavljajo naslednje vrste celic: žilni segmenti (sapnik), traheidi, mehanska vlakna (libriform), oleseneli parenhim in številni drugi elementi - prehodne oblike med njimi ( riž. 2 ).

riž. Slika 3. Shema razporeditve lesenih posod na prerezu letnega obroča: 1 - javor (razpršeno žilno); 2 - brest (obročast).

Kombinacije v velikosti in razporeditvi elementov D. (npr. premer posod pri različnih pasmah se giblje od 0,0015 mm v pušpanu in araliji do 0,5 mm hrast) ustvarijo raznoliko njegovo strukturo ( riž. 3 ): razpršeno žilno - po celotnem rastnem obroču, posode skoraj enakega premera, njihovo število v zgodnjih in poznih conah je skoraj enako (breza, javor); obročasta žilna - premer žil v zgodnji coni obroča je veliko večji kot v poznem (hrast, brest, maclura). Plovila se lahko nahajajo posamezno (hrast) ali v skupinah (jesen, breza, trepetlika), v tem primeru tvorijo obrobljene pore na stičnih mestih. Traheide v tem primeru med evolucijo izgubijo funkcijo prevodnosti vode in jih nadomestijo libriformna vlakna (D. pepel na primer sestavljajo posode, lesni in žarkov parenhim ter libriformna vlakna).

riž. 4. Plošče rezin borovega lesa: 1 - prečno; 2 - radialni; 3 - tangencialno;
a - meja letnega obroča; b - pozni les; c - zgodnji les: d - nova vrsta zagozdenih traheid; e - heterogeni jedrni žarek, sestavljen iz žarkovnih traheidov (f) z majhnimi obrobljenimi porami in parenhimskih celic z velikimi fenestriranimi porami (g); h - prehod smole (epitelijske celice, ki ga obdajajo, so jasno vidne); in - parenhimske celice, ki obdajajo smolni prehod; do - obrobljene pore; l - jedrni žarek z vodoravnim prehodom smole.

Les se razlikuje tudi po naravi povezave segmentov posod, obliki perforacije (enostavna, lestvena itd.), lokaciji, obliki segmenta, višini in širini medularnega žarka ter obliki. njenih celic. D. golosemenke, vključno z iglavci, sestavljajo samo traheide (žile so odsotne), majhna količina lesnega parenhima in medularnih žarkov. Pri nekaterih rodovih (cipresa, brin) so jedrni žarki (homogeni) sestavljeni iz enakih parenhimskih celic; drugi (bor, smreka, macesen) imajo tudi žarke traheide v heterogenih žarkih, ki potekajo vzdolž žarka ( riž. 4 ). Pri določanju vrste lesa je pomembna struktura žarka, oblika celic, število in velikost njihovih por. Nekateri rodovi (bor, smreka, duglazija in macesen) imajo smolne kanale v D..

Kemična sestava lesa

Absolutno suh les vseh vrst vsebuje v povprečju (v %): 49,5 ogljika; 6,3 vodik; 44,1 kisik; 0,1 dušika. Pri D. predstavljajo celične membrane približno 95 % mase. Glavne sestavine lupin so celuloza (43-56%) in lignin (19-30%), ostalo: hemiceluloze, pektini, minerali (predvsem kalcijeve soli), majhna količina maščob, eterična olja, alkaloidi, glikozidi, itd. P. Za vse D.-jeve celice je značilna lignifikacija - impregnacija lupin z ligninom. Obstaja več kot 70 reakcij na lignifikacijo (npr. floroglucinol s koncentrirano klorovodikovo kislino daje malinasto barvo). D. nekaterih dreves vsebuje tanine (quebracho), barvila (polena, sandalovina), balzame, smole, kafra itd.

O. N. Čistjakova.

Fizikalne lastnosti lesa

Za fizikalne lastnosti lesa so značilni njegov videz (barva, lesk, tekstura), gostota, vlažnost, higroskopnost, toplotna zmogljivost itd. Kot material se uporablja v naravni obliki (les, les), kot tudi po posebna fizikalna in kemična obdelava (gl. lesni materiali). Pomembna dekorativna lastnost in diagnostična lastnost je barva D., katere značilnosti se zelo razlikujejo (barvni ton 578-585 nm, čistost barve 30-60%, lahkotnost 20-70%). Sijaj opazimo v D. nekaterih trdih lesov, zlasti na radialnem prerezu. Tekstura - D.-jeva risba, ki nastane pri rezanju anatomskih elementov, je še posebej učinkovita pri trdem lesu.

D. vsebuje prosto (v celičnih votlinah) in vezano (v celičnih membranah) vlago. vsebnost vlage v lesu.

kje W- vlažnost v %, m je začetna teža vzorca, m0 je masa vzorca v popolnoma suhem stanju. Meja higroskopnosti (točka nasičenosti vlakna) je stanje, v katerem vlakno vsebuje največjo količino vezane (higroskopne) vlage, proste vlage pa ni. Vlažnost, ki ustreza meji higroskopnosti W str na t 20°C, povprečno 30%.

riž. 5. Odvisnost ravnotežne vlažnosti lesa W p o vlažnosti j in temperaturi t zrak.

Na večino lastnosti lesa vplivajo spremembe v vsebnosti vezane vlage. Z dovolj dolgo izpostavljenostjo D. pridobi ravnotežno vsebnost vlage. W p , kar je odvisno od vlažnosti j in temperature t zunanji zrak ( riž. 5 ). Zmanjšanje vsebnosti vezane vlage povzroči zmanjšanje linearnih dimenzij in prostornine lesa - krčenje. Krčenje

kje w- krčenje v %, a pg - velikost (volumen) vzorca na meji higroskopnosti, aw- velikost (volumen) vzorca pri dani vlažnosti W v območju 0- W str. Popolno (pri odstranitvi vse vezane vlage) krčenje v tangencialni smeri za vse pasme 6-10%, v radialni smeri 3-5%, vzdolž vlaken 0,1-0,3%; skupno volumetrično krčenje 12-15%.

S povečanjem vsebnosti vezane vlage, pa tudi z absorpcijo drugih tekočin, se pojavi oteklina - pojav, ki je nasproten krčenju. Zaradi razlike v vrednostih radialnega in tangencialnega krčenja med sušenjem (ali vlaženjem) opazimo prečno upogibanje lesa in surovcev. Vzdolžno upogibanje je najbolj opazno pri žaganem lesu z napakami v strukturi žaganega lesa.V procesu sušenja žaganega lesa zaradi neenakomernega odvajanja vlage in anizotropije krčenja nastanejo notranje napetosti, ki vodijo do razpokanja žaganega lesa in okroglega lesa. Po komornem sušenju zaradi preostalih napetosti v diamantu med strojno obdelavo pride do spremembe določenih dimenzij in oblike delov. D. je prepusten za tekočine in pline, zlasti trdega lesa po beljavi in ​​vzdolž vlaken.

Gostota lesne snovi je enaka za vse vrste (ker je njihova kemična sestava) in približno 1,5-krat večja od gostote vode. Zaradi prisotnosti votlin je gostota D. manjša in se močno razlikuje glede na pasmo, rastne razmere in lego vzorca D. v deblu. Gostota D. pri dani vlažnosti

kje m w in vw- masa in prostornina vzorca pri dani vlažnosti W. S povečanjem vlažnosti se gostota D. poveča. Pogosto se za izračune uporablja kazalnik, ki ni odvisen od vlažnosti - pogojna gostota:

L = l nom × k r in k x so podane v tabelah 1 in 2. Temperaturne deformacije D. so veliko manjše od krčenja in nabrekanja in se običajno pri izračunih ne upoštevajo.

Nekatere električne in akustične lastnosti D. so prikazane v tabeli 3. D. iglavcev z nizko gostoto (smreka) ima visoke resonančne lastnosti in se pogosto uporablja v glasbeni industriji.

Tabela 1. - Koeficient k x

Tabela 2. - Koeficient Za r

Mehanske lastnosti lesa

Mehanske lastnosti lesa so najvišje pod delovanjem obremenitev vzdolž vlaken; v ravnini čez vlakna se močno zmanjšajo. Tabela 4 prikazuje povprečne lastnosti D. nekaterih pasem z W= 12 %. Z naraščajočo vlažnostjo do W kazalniki pg se zmanjšajo za 1,5-2 krat. Modul elastičnosti vzdolž vlaken je 10-15 Gn/m 2(100-150 tisoč ljudi) kgf / cm 2), čez 20-25 krat manj. Koeficient prečne deformacije za različne kamnine in strukturne smeri je v območju od 0,02 do 0,8.

Sposobnost D., da se sčasoma deformira pod obremenitvijo, kar je značilno za njegove reološke lastnosti, se močno poveča z naraščajočo vlažnostjo in temperaturo. Pri dolgotrajnih obremenitvah se moč zmanjša. Na primer, meja dolgotrajne odpornosti pri upogibanju je 0,6-0,65 končne trdnosti pri standardnih preskusih za statično upogibanje. Pri ponavljajoči se obremenitvi opazimo utrujenost D., meja vzdržljivosti pri upogibu je v povprečju 0,2 statične natezne trdnosti.

D.-jevi testi z namenom opredelitve kazalnikov fizikalnih in mehanskih ter tehnoloških lastnosti se izvajajo na majhnih čistih (brez napak) vzorcih. Testi so podvrženi seriji vzorcev, rezultati poskusov pa so obdelani z metodami statistike variacij. Vsi kazalniki vodijo do ene same vlažnosti - 12%. Za večino preskusnih metod so bili razviti standardi, ki določajo obliko in dimenzije vzorcev D., postopek za poskuse in metode za izračun kazalnikov njegovih lastnosti. Za D. je značilna močna variabilnost lastnosti, zato je pri uporabi D. kot konstrukcijskega materiala še posebej pomembna uporaba nedestruktivnih metod za posamično testiranje trdnosti lesa, ki temeljijo npr. o razmerju med jakostjo D. in nekaterimi njegovimi fizikalnimi lastnostmi. Okvare lesa (grči, gniloba, naklon vlaken, lista itd.) vplivajo na lastnosti lesa.

Pri ocenjevanju lastnosti lesa kot konstrukcijskega in okrasnega materiala se upošteva njegova sposobnost, da drži kovinske pritrdilne elemente (žeblji, vijaki), odpornost proti obrabi in sposobnost upogibanja nekaterih trdih lesov.

D. ima visok koeficient kakovosti (razmerje med natezno trdnostjo in gostoto), dobro se upira udarnim in vibracijskim obremenitvam, je enostaven za obdelavo in omogoča izdelavo delov kompleksne konfiguracije, je zanesljivo povezan v izdelke in strukture s pomočjo lepila , in ima visoke dekorativne lastnosti. Vendar ima naravni les poleg svojih pozitivnih lastnosti številne pomanjkljivosti: dimenzije in oblika delov se spreminjajo z nihanji vlažnosti. V neugodnih pogojih skladiščenja in delovanja (visoka vlažnost D., zmerna toplote zrak, stik z vlažno zemljo, kondenzacija vlage na konstrukcijskih elementih itd.) D. gnije. Gnitje je proces uničenja D. kot posledica vitalne aktivnosti gliv, ki se naselijo na njem. Za zaščito pred razpadom je D. impregniran z antiseptiki (glej Antiseptiki). D. lahko poškodujejo tudi žuželke, za zaščito pred katerimi se uporabljajo insekticidi. Glede na relativno nizko požarno odpornost lesa je po potrebi impregniran z zaviralci gorenja.

Gospodarski pomen lesa

Les se kot konstrukcijski material široko uporablja v gradbeništvu (lesene konstrukcije, tesarski deli) in na železnicah. transportni in komunikacijski vodi [pragi, nosilci daljnovodov (daljnovodi)], v rudarski industriji (podpora), v strojegradnji in ladjedelništvu, v proizvodnji pohištva, glasbenih inštrumentov, športne opreme; kot surovina v industriji celuloze in papirja ter za druge vrste kemične predelave (na primer hidroliza, suha destilacija) in tudi kot gorivo. O pripravi D. glej čl. Sečnja.

Tabela 3. - Električne in akustične lastnosti lesa

Kazalniki	Pasma	Vzdolž vlaken	čez vlakna
			radialna smer	tangencialna smer
Specifični volumenski električni upor pri W=8%, 10 8 ohmov m	Macesen	3,8	19	14,5
	Breza	4,2	86	-
Razbojna napetost pri W= 8-9%, kvadratni/cm	bukev	14	41,5	52
	Breza	15	59,8	-
Dielektrična konstanta pri W=0 in frekvenca 1000 Hz	Smreka	3,06	1,91	1,98
	bukev	3,18	2,40	2,20
Tangenta izgube	Smreka	0,0625	0,0310	0,0345
	bukev	0,0585	0,0319	0,0298
hitrost širjenja zvoka, m/sek	Bor	5030	1450	850
	Hrast	4175	1665	1400

Tabela 4. Gostota in mehanske lastnosti majhni čisti (brez napak) vzorci lesa z vsebnostjo vlage 12%

Kazalniki	Pasma
	Macesen	Bor	Smreka	Hrast	Breza	Aspen
gostota, kg/m3	660	500	445	690	630	495
Natezna trdnost vzdolž vlaken, MN/m 2(kgf / cm 2): pod kompresijo	64,5 (645)	48,5 (485)	44,5 (445)	57,5 (575)	55,0(550)	42,5 (425)
v statičnem ovinku	111,5 (1115)	86,0 (860)	79,5 (795)	107,5 (1075)	109,5(1095)	78,0 (780)
v napetosti	125,0 (1250)	103,5(1035)	103,0(1030)		168,0(1680)	125,5(1255)
sekanje radialni	9,9 (99)	7,5 (75)	6,9 (69)	10,2(102)	9,3 (93)	6,3 (63)
tangencialno	9,4 (94)	7,3 (73)	6,8 (68)	12,2 (122)	11,2 (112)	8.6 (86)
udarna trdnost, 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)
trdota, MN/m 2(kgf / cm 2): konec ..........	43,5 (435)	28,0 (285)	26,0 (260)	67,5 (675)	46,5 (465)	26,5 (265)
bočna......……......	29,0 (290)	24,0 (245)	18,0 (180)	52,5 (525)	35,0 (350)	20,0 (200)

Literatura

• Vanin S. I., Lesarstvo, 3. izd., M.-L., 1949;
• Yatsenko-Khmelevsky A. A., Osnove in metode anatomskih študij lesa, M.-L., 1954;
• Moskaleva V. E., Struktura lesa in njena sprememba pod fizikalnimi in mehanskimi vplivi, M., 1957;
• Vikhrov V. E., Diagnostični znaki lesa najpomembnejših gozdarskih in gozdarskih vrst ZSSR, M., 1959;
• Nikitin N. I., Kemija lesa in celuloze, M.-L., 1962;
• Les. Kazalniki fizikalnih in mehanskih lastnosti, M., 1962;
• Ugolev B. N., Preizkušanje lesa in lesnih materialov, M., 1965;
• Perelygin L. M., Znanost o lesu, 2. izd., M., 1969;
• Leontiev N. L., Tehnika preskušanja lesa, M., 1970;
• Ugolev B. N., Deformabilnost lesa in napetosti med sušenjem, M., 1971.

B. N. Ugolev.

Ta članek ali razdelek uporablja besedilo

Tako kot pri iglavcih jedro trdega lesa tvorijo precej velike parenhimske celice, med katerimi so včasih majhne debelostenske celice, ki se nahajajo posamezno ali v majhnih skupinah in so napolnjene z rjavo vsebino; pri brezi, hrastu in jesenu lahko jedrne celice ostanejo žive do 20 let.

Trdi les je grajen bolj kompleksno in je sestavljen iz večjega števila različnih elementov, v prerezu pa je njihova radialna razporeditev le v jedrnih žarkih. Močan razvoj posameznih elementov, predvsem posod, izpodriva sosednje celice, zaradi česar trdi les nima pravilne strukture, ki je značilna za les iglavcev. Struktura trdega lesa vključuje prevodne elemente - posode in traheide, mehanske elemente - libriformna vlakna in skladiščne elemente - parenhimske celice. Med temi glavnimi vrstami elementov so prehodne (vmesne) oblike; to še dodatno oteži strukturo trdega lesa. Na sl. 20 in 21 prikazujeta diagrame mikroskopske strukture hrastovega lesa (obročaste žilne vrste) in breze (razpršene žilne vrste).

Posode - tipični elementi za prenašanje vode samo iz trdega lesa - so dolge tankostenske cevi, ki so oblikovane iz dolge navpične vrste kratkih celic, imenovanih segmenti posod, z raztapljanjem pregrad med njimi. Če hkrati nastane ena velika zaobljena luknja v septumu, se takšna perforacija imenuje preprosta. Če po raztapljanju v septumu ostane več trakov, med katerimi se nahajajo luknjice v obliki rež, potem takšno perforacijo imenujemo stopnišna perforacija (slika 22). Pri mnogih vrstah je v posodah ena vrsta perforacije, na primer: hrast ima samo preproste, breza pa samo stopniščne luknje. Nekatere pasme imajo oboje, vendar v tem primeru prevladuje katera koli ena vrsta perforacije.

riž. 20. Shema mikroskopske strukture hrastovega lesa: 1 - letna plast; 2 - posode; 3 - veliko plovilo zgodnje cone; 4 - ozka posoda pozne cone; 5 široki jedrni žarek; 6 - ozek jedrni žarek; 7 - libriform.

Po povezavi celic, ki tvorijo žilo, protoplazma in jedro odmreta, žile pa se spremenijo v mrtve kapilarne cevi, napolnjene z vodo. Pri velikih posodah je premer segmentov velik, njihova dolžina pa je pogosto manjša od premera; pregrade med segmenti so pravokotne na dolžino posode, perforacije so enostavne. V majhnih posodah je premer segmentov majhen, njihova dolžina pa je večkrat večja od prečnih dimenzij; pregrade med segmenti so močno nagnjene in so pri mnogih pasmah opremljene s stopničastimi perforacijami.

riž. 21. Shema mikroskopske strukture brezovega lesa: 1 - letna plast; 2- posode; 3- jedrni žarki; 4 - libriform.

Tako je lahko oblika segmentov posod različna - od vretenaste v majhnih posodah do valjaste ali sodčaste v velikih posodah; njihova dolžina v zgodnjem lesu obročastih trdih vrst (velike posode) je od 0,23 do 0,39 mm, pri poznem lesu (majhne posode) pa od 0,27 do 0,58 mm. Stranske stene posode različnih pasem odlikujejo raznovrstne zadebelitve, ki nastanejo večinoma z odlaganjem sekundarnih plasti na primarno lupino, ki na nezgoščenih mestih ostane celulozna in služi za prehajanje vode v sosednje elemente; odebeljena mesta običajno olesenejo, saj so namenjena krepitvi sten posode, ki so podvrženi pritisku sosednjih elementov.

riž. Slika 22. Podrobnosti o strukturi posode: a - segment posode s skalarno perforacijo; b - dva segmenta posode s preprosto perforacijo; c - spiralna posoda; d - vrste obrobljenih por na stenah posode; e - posoda s blagajnami; 1 - zaobljene pore (breza); 2- pore v obliki diamanta (javor); 3- večplastne pore (brest); 4 - stena posode; 5 - blagajne.

Odebelitev sten posod je razdeljena na obročasto, spiralno in mrežasto (glej sliko 22). Najmanj odebeljene so obročaste posode. Njihove zadebelitve so v obliki obročev, ki se nahajajo na opazni razdalji drug od drugega; takšne posode najdemo le v primarnem lesu. Stena posod s spiralnimi odebelitvami je močneje okrepljena. Pri mrežastih posodah je stena skoraj v celoti zadebeljena, tako da ostanejo le pore, vidne kot pogoste pike na stranski površini posode. V lesu večine vrst trdega lesa najdemo mrežaste posode, pri nekaterih vrstah pa na primer lipo, javor, spiralne posode.

Na mestih stika sten s sosednjo posodo so obrobljene pore različne oblike, ki se od obrobljenih por iglavcev razlikujejo po manjši velikosti in odsotnosti torusa. Na mestih, kjer stena meji na parenhimske celice, imajo žile polobrobljene pore (mejijo le s strani žile). Na mestih stika s celicami medularnega žarka so na stenah posode pravokotne površine, na katerih so tesno nameščene ovalne ali zaobljene pore z zelo ozko mejo. Na mestih stika z vlakni libriforma stene posod nimajo por.

Študije lesa jesena so pokazale, da posode v deblu, ki odstopajo od navpičnice v tangencialni in deloma v radialni smeri, komunicirajo s sosednjimi posodami preko številnih obrobljenih por in perforacijskih plošč. Zahvaljujoč tem končnim in vmesnim stikom se v trdem lesu oblikuje en sam prostorsko razvejan vodovod. Pri nekaterih pasmah se s tvorbo jedra žile zamašijo s kosilnicami in ugasnejo kot prevodni elementi. Ploščice so v večini primerov izrastki sosednjih celic medularnih žarkov in redko olesenelega parenhima; imajo obliko mehurčkov z lignificiranimi stenami. Vraščanje parenhimskih celic v žilo poteka skozi pore na njenih stenah (glej sliko 22).

Pri nekaterih pasmah se blagajna običajno oblikuje po enem ali več letih delovanja plovila; Tako so pri belem kobilicu in pistaciji velike posode delno zamašene s filijalami že ob koncu prvega leta obstoja. Pri mnogih vrstah so posode sredice običajno zamašene s kosmi (pri hrastu, brestu), v določenih primerih pa opazimo močno tvorbo pečice pri vrstah brez jedra (na primer pri lažnem jedru bukve). Vloga greznic pri rastočem drevesu je lahko različna: pločniki zamašijo vodne poti; polnjenje posod jedra s ploščami, zlasti debelostenskimi (za pistacijo), poveča trdoto lesa; če so till celice žive, igrajo vlogo skladiščnih elementov skupaj z olesenelim parenhimom. Pri posekanem drevesu prisotnost tilla zelo otežuje impregniranje lesa; na primer lažno jedro bukve je skoraj nemogoče impregnirati. Traheide v trdem lesu so lahko dveh vrst: žilne in vlaknate (slika 23). Vaskularni traheidi so pretežno vodoprevodni elementi, katerih dolžina le redko presega 0,5 mm; po svoji obliki, velikosti in tudi po lokaciji por so podobni segmentom majhnih posod; njihove stene so pogosto opremljene s spiralnimi odebelitvami. Vaskularni sapnik lahko obravnavamo kot vmesni element med tipično traheido in žilnim segmentom.

Vlaknasti traheid pa je prehodni element od traheida do libriformnega vlakna; ima obliko precej dolgega vlakna s koničastimi konci, debelo lupino in majhno votlino; pore na stenah so majhne, ​​obrobljene, večinoma z luknjico režna oblika. Vlaknasti traheidi se od libriformnih vlaken razlikujejo po nekoliko manjši debelini stene, vendar predvsem po prisotnosti jasno obrobljenih por, medtem ko imajo libriformna vlakna enostavne pore. Traheide najdemo v lesu ne vseh trdih lesov; traheide obeh vrst najdemo v hrastovem lesu, kjer so omejene na pozno cono letnih plasti; vlaknaste traheide najdemo v lesu hrušk in jablan.

Libriform je glavna sestavina trdega lesa; pri nekaterih pasmah zavzema do 76 % celotne prostornine. Libriformna vlakna so vretenaste prozenhimske celice z debelimi lignificiranimi stenami (glej sliko 23), majhno votlino in minimalnim številom preprostih por na stenah; s strani so pore vidne kot spiralno razporejene ozke reže (poševne špranjaste pore). V večini primerov so koničasti konci libriformnih vlaken gladki, pri nekaterih pasmah pa so razcepljeni ali imajo zareze (pri bukvi, evkaliptusu), kar povzroči tesnejšo povezavo vlaken med seboj. Dolžina libriformnih vlaken se giblje od 0,3 do 2 mm, debelina pa od 0,02 do 0,05 mm.

riž. 23. Elementi trdega lesa: a - žilni traheid; b - vlaknasti traheid; c - libriformno vlakno; g - vlakno cloisonne libriform; e - pramen lesnega parenhima; e - vretenasta celica lesnatega parenhima; g - celice jedrnih žarkov.

V celoti oblikovana libriformna vlakna so brez žive vsebine, njihove votline pa so napolnjene z zrakom. Stene libriformnih vlaken so pri trdem lesu (hrast, jesen, bukev, gaber itd.) močno odebeljene, pri mehkem (lipa, topol, vrba) pa šibkejše. Na sl. 24 prikazuje libriform z različnimi debelinami sten. Pri nekaterih vrstah, kot so javorji, so vlakna z manj odebeljenimi stenami in živo vsebino; te elemente lahko štejemo za vmesne med vlakni libriformnih in vretenastih celic lesnatega parenhima.

Vzdolž polmera debla se dimenzije libriformnih vlaken in debelina njihovih sten povečajo v smeri od jedra do skorje, dosežejo maksimum, po katerem ostanejo nespremenjene ali rahlo zmanjšajo. Vzdolž višine trupa se dolžina vlaken libriforma in debelina njihovih sten zmanjšata v smeri od zadnjice proti vrhu. Gostota in trdnost lesa trdega lesa sta odvisni od količine libriforma in velikosti posameznih vlaken, predvsem od debeline njihovih sten. Dimenzije libriformnih vlaken so odvisne od pogojev rasti: z izboljšanjem teh pogojev se poveča dolžina vlaken in debelina njihovih lupin. Redčenje povzroči povečanje števila in dolžine libriformnih vlaken.

riž. 24. Odlomki prerezov topolovega lesa (levo), bukve (sredina) in železa (desno): 1 - posode; 2- jedrni žarek; 3, 4 in 5 - libriformna vlakna s tankimi, srednje debelimi in zelo debelimi stenami.

V lesu nekaterih vrst (na primer tikovine) najdemo tako imenovani cloisonne libriform (glej sliko 23). Njegova vlakna so po koncu rasti v dolžino in zgostitvi lupin razdeljena s prečnimi predelnimi stenami na več odsekov; predelne stene ostanejo tanke in ne olesenejo. Tako vlakno cloisonne libriforma nekoliko spominja na pramen lesenega parenhima, od katerega se razlikuje po naravi por in debelini stranskih (vzdolžnih) sten; poleg tega votline kloisonne libriform nimajo vsebine. jedrni žarki. Parenhimske celice v trdem lesu, pa tudi v lesu iglavcev, tvorijo predvsem jedrne žarke, ki so pri trdem lesu veliko bolj razviti kot pri iglavcih. Sestavljene so izključno iz parenhimskih celic, nekoliko podolgovate po dolžini grede, s tankimi lignificiranimi stenami in številnimi enostavnimi porami, zlasti na tistih mestih, kjer se celice žarka dotikajo žil ali traheid.

Po širini imajo jedrni žarki trdega lesa od ene (jesen) do več deset (široki žarki hrasta, bukve) vrstic celic, po višini pa od več vrstic (pušpan) do nekaj deset in celo sto vrstic celic ( hrast, bukev). Na tangencialnem odseku so enovrstni žarki predstavljeni z navpično verigo celic, večvrstični pa so videti kot vreteno ali leča. Zgoraj omenjena struktura lažno širokega žarka je prikazana na sl. 25.

riž. Slika 25. Jedrni žarek na radialnem prerezu iz vrbovega lesa (levo) in tangencialni prerez iz gabrovega lesa (desno): 1 - stoječe celice; 2 - ležeče celice; 3 - posoda; 4 - lažni široki žarek; 5,6 - ozki tramovi; 7 - libriform.

Pri nekaterih vrstah (vrbe) so obrobne celice, torej zgornja in spodnja vrsta vzdolž višine grede, podolgovate čez gredo in se imenujejo pokončne (slika 25); takšne žarke imenujemo heterogeni žarki, za razliko od homogenih žarkov, pri katerih so vse celice enake oblike. Širina celic medularnih žarkov v lesu poletnega hrasta je 15 µm, višina pa 17 µm; dolžina celic v ozkih žarkih 50-55μ, v širokih žarkih 69-94μ. Srednje (po višini) celice medularnih žarkov tako pri listnatih kot pri iglavcih spremljajo na obeh straneh ozki, z zrakom napolnjeni medcelični prehodi, ki prodirajo v žarek po celotni dolžini in mejijo na leče skorje skozi medcelične prostore kortikalni parenhim; skozi te prehode se izvaja izmenjava plinov z atmosfero, ki obdaja drevo. Celice medularnih žarkov v trdem lesu lahko ostanejo žive dolgo časa; Tako so pri jablani našli žive celice v bližini jedra 24-letnika, v bukvi - 98-letnika, v gabru - celo 107-letnika.

Lesni parenhim. Trdi les, ki za zimo odvrže liste, potrebuje več rezervnih hranil kot mehki les za nastanek listov na začetku naslednje rastne sezone. Posledično se pri listnatih vrstah ob večji vsebnosti (volumnu) jedrnih žarkov močneje razvije oleseneli parenhim, ki ga pri iglavcih skoraj ni. Celice lesnega parenhima so razporejene v navpične vrste in opremljene s preprostimi porami; terminalne celice imajo koničasto obliko, zaradi česar celotna vrsta daje vtis vlakna, razdeljenega na odseke s prečnimi pregradami (glej sliko 23). Takšne vrste parenhimskih celic imenujemo niti olesenelih parenhimov. Pri nekaterih vrstah (breza, lipa, vrba) so vretenaste parenhimske celice (fusiformni parenhim) brez prečnih predelov. Vereten parenhim se od traheida razlikuje po vrsti por in odsotnosti spiralnih zadebelitev, od vlaken libriforma pa po debelini sten, vrsti por in obliki končnic.

Lesni parenhim v trdem lesu zavzema od 2 do 15 % celotnega volumna lesa. Pri nekaterih tropskih vrstah lesni parenhim tvori glavnino lesa; takšne pasme dajejo posebej lahek les (na primer balza). Razporeditev olesenelega parenhima v letnem sloju je odvisna od vrste in ima veliko diagnostično vrednost. Obstajajo naslednje glavne vrste porazdelitve lesnatega parenhima: razpršeni (razpršeni) parenhim, ko so njegove celice bolj ali manj enakomerno razporejene po letnem sloju (breza, bukev itd.); obrobni (terminalni) parenhim, ko se letna plast konča z eno ali več vrstami olesenelih parenhimov (vrba, javorji itd.); tangencialni (metatrahealni) parenhim, ko njegove celice tvorijo tangencialne vrste v pozni coni letnih plasti (hrast, oreh itd.); perivaskularni (vazicentrični) parenhim, ko so njegove celice združene v bližini žil. Približno vsebnost različnih elementov v trdem lesu lahko ponazorimo s podatki v tabeli. 6.

Uvod Težko je poimenovati katero koli panogo nacionalnega gospodarstva, kjer les ni bil uporabljen. v takšni ali drugačni obliki in našteti izdelke, v katerih les ni sestavni del. Po obsegu uporabe in raznolikosti uporabe v narodnem gospodarstvu se z njim ne more primerjati noben drug material. Les se uporablja za izdelavo pohištva, stavbnega pohištva in gradbenih izdelkov. Elementi mostov, ladij, karoserij, vagonov, kontejnerjev, pragov, Športna oprema, glasbila, vžigalice, svinčniki, papir, gospodinjski predmeti, igrače, spominki. Naravni ali modificiran les se uporablja v inženirstvu in rudarstvu; ona je surovina za industrijo celuloze in papirja, proizvodnja plošč na osnovi lesa. Les- je proizvod rastlinskega izvora, kemična sestava je kompleksen kompleks, sestavljen predvsem iz organskih snovi različne sestave in strukture. Celuloza, hemiceluloza in lignin so najpomembnejši za lastnosti rastlinskih surovin, vsebnost ekstraktivnih snovi, uronske kisline, sestavin pepela, pa tudi ogljikovo sestavo hidrolizatov, ki nastanejo pri kvantitativni hidrolizi polisaharidov, ki se lahko in težko hidrolizirajo in drugih. snovi je bistvenega pomena Določitev teh sestavin in vodi do najbolj popolne karakterizacije kemične sestave rastlinskega tkiva. Zadnje čase lesne vrste iglavcev se pogosto uporabljajo v lesno-kemični in lesnopredelovalni industriji, proučevanje njihove kemične sestave, strukture in morfoloških značilnosti igra pomembno vlogo pri pravilni in racionalni uporabi lesnih vrst.1. Analitični pregled Bor(Pinus L.) je zimzeleno drevo iz družine borovcev (Pinuseae Lindl). Trenutno obstaja približno sto vrst, ki spadajo v ta rod, od tega štirinajst raste v Rusiji, uvedenih pa je bilo še približno devetdeset, podvrste nekaterih borovcev so navedene v Rdeči knjigi. Najpogostejša vrsta bora, ki raste v Rusiji, je škotski bor.

Škotski bor (Pinus silvestris L.) je razširjen po vsej Rusiji. To je eden najbolj dragocenih iglavcev pri nas. Drevo prve velikosti, ki doseže višino (35-40) m, zimzeleno, enodomno, dvodomno, anemofilno (opraševano z vetrom). V neugodnih razmerah, na primer v močvirju, bor ostane pritlikavec, stoletni osebki pa včasih ne presegajo višine enega metra. Zelo svetloboljubna drevesna vrsta. Krošnja mladih dreves je stožčasta, kasneje je zaobljena, širša, v starosti pa dežnikasta ali ravna. Zelo odporna na mraz in vročino. Življenjska doba drevesa je od 150 do 200 (včasih 400) let. Razmnožuje se s semeni. Ima plastičen koreninski sistem, ki se razvija v skladu z naravo in strukturo tal. Običajno se za beli bor razlikujejo štiri vrste koreninskih sistemov, ki se po obliki in strukturi precej razlikujejo.

1. Močan koreninski sistem z razvito korenino (»redkev«) in stranskimi koreninami je značilen za tla, ki so dokaj sveža in dobro odcedna.

2. Za suha tla z zelo globokim horizontom podzemne vode je značilen močan koreninski sistem s slabo razvito vpadno korenino, a izjemno močno razvitimi stranskimi koreninami, ki se nahajajo na neznatni globini vzporedno s površino tal.

3. Za tla s prekomerno vlago, polmočvirna in močvirna tla je značilen slabo razvit koreninski sistem, ki ga sestavljajo le površinsko locirane kratke, redko razvejane korenine.

4. Gost, a plitvo "krtačen" koreninski sistem - značilen za gosta tla z globokimi vodnimi mizami.

Ta plastičnost koreninskega sistema borovega koreninskega sistema ga uvršča med izredno dragoceno drevesno vrsto v gozdnogojstvu, ki omogoča umetno pogozdovanje na najbolj suhih, najrevnejših in razmočenih tleh.

Deblo bora, ki raste v sorazmerno tesnih nasadih, je vitko, ravno, enakomerno, z visokimi robovi; v redkih nasadih ali na prostem je drevo manj visoko, deblo je zoženo in bolj grčasto. Lubje na različnih delih drevesa je različne debeline in različnih barv: v spodnjem delu debla je debelo, razbrazdano, rdečerjavo, skoraj sivo; v srednjem in zgornjem delu debla ter na velikih vejah - rumenkasto-rdeče, luščene v tankih ploščah, skoraj gladke, tanke. Brsti so rdečkasto rjavi, podolgovate jajčaste oblike, koničasti, dolgi 6-12 mm, večinoma smolnati, nahajajo se na koncu poganjka, zavit okoli končnega popka, včasih se na poganjkih pojavijo brsti s strani, vendar ne tvorijo veje. Največji porast višine v ugodnih razmerah daje pri starosti (15-30) let, doseže 30 m do osemdesetega leta.

Borov les z rožnato ali rjavo rdečim srcem in rumenkasto rjavo beljavo, ravnozrnat, lahek, smolast, trpežen, enostaven za obdelavo. Letne plasti so jasno vidne, zgodnji del letne plasti je svetel, pozni del je temen.

Iglice so temno zelene, rastejo v šopkih po dve, dolge 4-7 cm, zgoraj izbočene, spodaj ploščate, trde, koničaste. Na drevesu ostane tri leta, odpade skupaj s skrajšanim poganjkom. Skrajšani poganjki so razporejeni spiralno, enakomerno pokrivajo tako glavne kot stranske poganjke in jim dajejo radialno simetrijo. Iz pazduh lusk izhajajo skrajšani poganjki, ki so zmanjšani listi. Te luske so jasno vidne le na mladem poganjku. Skrajšani poganjek ima zapleteno strukturo, ki je jasno vidna takoj po prelomu brstov. Sestavljen je iz zelo kratkega 1 do 2 mm stebla, dveh iglic, med katerima je na steblu majhen speči popek. Poleg tega ima skrajšani poganjek tudi membranske luske dveh vrst, ki ga tesno pokrivajo v obliki cevi - tako imenovani ovoj skrajšanega poganjka. Te membranske luske so zmanjšani listi. Jasno so vidne šele spomladi na mladih poganjkih, kasneje se posušijo in odpadejo. Spalni popek pade skupaj z iglami. Če so iglice močno poškodovane, na primer zaradi žuželk ali če je zgornji del podolgovatega poganjka zlomljen, če je poškodovan vršni popek, v številnih skrajšanih poganjkih vzklijejo mirujoči brsti, med obema iglicama pa se pojavi podolgovat poganjk. Iglice vsako leto padajo z drevesa, vendar ne vse naenkrat, ampak delno, saj posamezne iglice živijo (2-3) leta. Borove iglice lahko služijo kot vir vitaminskih pripravkov. Med veliko domovinsko vojno je bil široko uporabljen za preprečevanje zdravljenja hipo- in beriberi.

Konec maja začnejo borovci cveteti. V tem času lahko vidite cele oblake »rumenega prahu«, ki se dvigajo nad gozdom. V primeru dežja pade ves ta cvetni prah na tla in ga voda odnese v nižine, kar daje nevednim ljudem razlog, da govorijo o padanju »žveplovega dežja«. Na nekaterih vejah se oblikujejo moški stožci, zbrani v velikem številu v obliki klasastega "socvetja", rumene barve, na vrhovih mladih poganjkov istega drevesa pa so ženski stožci. Ženski stožci so ovalne oblike, dolgi 5 do 6 mm, med cvetenjem rdečkasti, sedijo na kratkih nogah. Opraševanje se zgodi spomladi, oploditev pa poleti naslednjega leta. Zreli borovi storži so podolgovate jajčaste oblike, 2,5-7,0 cm dolgi in 2-3 cm široki, rjavkasto sivi, motni, z gostimi olesenelimi semenskimi luskami, visijo na ukrivljenih nogah. Skuti ali apofize na koncih semenskih lusk so motni ali rahlo sijoči, skoraj rombični, popek (tuberkul apofize) je rahlo izbočen. Obstajajo stožci rdeče-rjave, lila-rjave, sive, sivo-zelene. Približno 85 % celotnega pridelka oreščkov v Rusiji prihaja iz sibirskega bora. V letih s povprečnim pridelkom je rezerva surovin oreščkov 733 tisoč ton, od tega 672 tisoč ton v Sibirskem, 43 tisoč ton na Uralu in 18 tisoč ton v Daljnem vzhodnem zveznem okrožju. Največja gostota pridelka oreščkov je v regiji Tomsk, Republiki Tyva in regiji Irkutsk.

Donos sibirskega bora je odvisen od pogojev njegove rasti. V središču paleta je le eno leto od petih pusto, medtem ko se na severni meji pasu dobre in povprečne letine pojavijo tri do štirikrat v 10 letih. Povprečni dolgoletni pridelek gozdov sibirskega bora se giblje od 10 do 170 kg/ha. V redkih gozdovih, starih od 140 do 180 let, pridelek doseže 800 kg/ha.

Semena so podolgovate jajčaste oblike, dolga 3-4 mm, različnih barv (pestra, siva, črna) s tri do štirikrat daljšim krilom od semen, ki kot pinceta prekrivajo seme na obeh straneh in se zlahka ločijo od njega. Čas odlaganja semena je podaljšan in traja od prvih dni pomladi do konca maja - začetka junija. Kalitev semen in vznik sadik je mogoča v celotni rastni sezoni. V gozdu začne bor roditi od štiridesetega leta starosti, v prostem stanju od (15-30) let. Semenska leta se ponovijo v dveh-tri-petih včasih tudi do dvajsetih let (odvisno od regije in vremenske razmere).

Sadike običajno s (4-7) triedričnimi kličnimi listi. Iglice na sadikih so enojne, sedijo spiralno. Parne iglice se pojavijo v drugem letu. Konica podolgovatega poganjka drugega letnika se konča z enim vršnim in več stranskimi brsti, iz katerih spomladi naslednjega leta nastane prvi vrtinec. Posledično je treba pri določanju starosti mladih borovcev k številu borovcev prišteti dve enoti, saj se v prvi dve leti kolobarji ne oblikujejo. Relativno enostavno je določiti starost bora po borovcih do (40-50) let, saj s starostjo veje spodnjih vbodov odmrejo in postanejo nevidne na deblu, poraščenem z lesom in lubjem. Poleg tega lahko bor v ugodnih razmerah med rastno sezono proizvede dve ali več izrastkov v enem letu, oziroma tvorijo dva ali več vrv.

Bor tvori številne oblike, ki se razlikujejo po barvi stožcev, obliki apofize in strukturi kron. Škotski bor ima oblike s piramidalno in jokasto krošnjo, z zlatimi, srebrnkastimi in belkastimi iglicami v mladih poganjkih, z lamelnim in luskastim lubjem.

Razširjenost območja borovcev v Sibiriji pokriva območje približno 5,7 milijona km2 južno od 66° S. Najbolj proti severu prodira po dolini reke Lene (do približno 68 ° S). Največja območja visoko produktivnih borovih gozdov so zgoščena v porečju reke Angara, v zgornjem toku Podkamenne Tunguske, Irtiša in Ob.

Sibirski bor ni zelo zahteven za rodovitnost in vlažnost tal (mezokserofit, oligotrof). Lahko raste na izredno suhih tleh, kjer ne morejo rasti ne le druge drevesne vrste, temveč tudi zelnate rastline. Na suhih in revnih tleh pogosto tvori čiste sestoje - borove gozdove. Na rodovitnih tleh je običajno del mešanih gozdov.

Deblo in veje borovega drevesa so prebodene s smolnimi prehodi, napolnjenimi s smolo, ki jo običajno imenujemo "smola", za drevo je velikega pomena: celi rane, ki so mu bile nanesene, odganja škodljivce. Smolo pridobimo s tapkanjem. Uporablja se za pridobivanje terpentina, kolofonije itd. "Smolni zrak", bogat z ozonom in brez mikrobov, v borovih gozdovih že dolgo slovi po svojih koristnih lastnostih za zdravje ljudi. V medicini se pogosto uporabljajo borovi brsti, nabrani spomladi, preden zacvetijo. Ledvice vsebujejo smole, eterična olja, škrob, grenke in čreslovine. Iglice navadnega bora vsebujejo velike količine vitamina C in karotena. Borovi gozdovi so zaradi izjemne vrednosti borovega lesa glavni objekt izkoriščanja gozdov.

1.1 Struktura lesa

Les iglavcev sestavljajo zgodnje in pozne traheide, jedrni žarki, smolni kanali, lesni parenhim. Makrostruktura se nanaša na strukturo lesa in lesa, vidno s prostim očesom ali skozi povečevalno steklo, in mikrostrukturo - vidno pod mikroskopom. Običajno se preučujejo trije glavni odseki debla: prečni (končni), radialni, ki potekajo skozi os debla, in tangencialni, ki potekajo vzdolž tetive vzdolž debla. Ko gledamo odseke drevesnega debla s prostim očesom ali skozi povečevalno steklo, lahko ločimo naslednje glavne dele drevesnega debla: lubje, kambij, les in jedro. Jedro je sestavljeno iz celic s tankimi stenami, ki so med seboj ohlapno povezane. Jedro skupaj z lesnim tkivom prvega leta razvoja drevesa tvori jedrno cev. Ta del drevesnega debla zlahka gnije in ima nizko trdnost. Lubje je sestavljeno iz kože ali skorje, plutovega tkiva in lička. Lubje oziroma koža ščiti drevo pred škodljivimi vplivi okolja in mehanskimi poškodbami. Lič prenaša hranila od krošnje do debla in korenin. Pod ličjo plastjo rastočega drevesa je tanka obročasta plast živih celic - kambij. Vsako leto v vegetativnem obdobju kambij odlaga ličje celice proti lubju in lesne celice v veliko večji količini znotraj debla. Delitev celic kambialne plasti se začne spomladi in konča jeseni. Zato je les debla (del debla od ličja do jedra) v prerezu sestavljen iz številnih koncentričnih, tako imenovanih rastnih obročev, ki se nahajajo okoli jedra. Vsak obroč je sestavljen iz dveh plasti: zgodnjega (pomladanskega) lesa, ki nastane spomladi ali zgodaj poleti, in poznega (poletnega) lesa, ki nastane pozno poleti. Zgodnji les je lahek in je sestavljen iz velikih, a tankostenskih celic; pozni les je temnejše barve, manj porozen in ima veliko trdnost, saj je sestavljen iz celic z majhnimi votlinami z debelimi stenami. V procesu rasti drevesa stene lesnih celic notranjega dela debla, ki mejijo na jedro, nenehno spreminjajo svojo sestavo, olesenejo in prepojijo s smolo pri iglavcih in tanini pri listavcih. Gibanje vlage v lesu tega dela debla se ustavi in ​​postane močnejši, trši in manj sposoben propadanja. Ta del debla, sestavljen iz odmrlih celic, se pri nekaterih vrstah imenuje jedro, pri drugih se imenuje zrel les. Del mlajšega debla, ki je bližje lubju, v katerem so še žive celice, ki zagotavljajo premik hranil od korenin do krošnje, imenujemo beljavo. Ta del lesa ima visoko vsebnost vlage, razmeroma zlahka gnije, ima malo trdnosti, ima veliko krčenje in nagnjenost k deformaciji. V lesu vseh vrst so jedrni žarki, ki služijo za premikanje vlage in hranil v prečni smeri in ustvarjajo zalogo teh snovi za zimo. Les se po jedrnih žarkih zlahka razcepi, ob sušenju pa po njih.

Pri večini iglavcev, predvsem v plasteh poznega lesa, so smolnati prehodi – medcelični prostori, napolnjeni s smolo. V trdem lesu so majhne in velike posode v obliki tubulov, ki potekajo vzdolž debla. V rastočem drevesu se vlaga premika skozi posode od korenin do krošnje. Iglavci nimajo posod, njihove funkcije opravljajo podolgovate zaprte celice, imenovane zgodnje traheide. Mehansko funkcijo opravljajo pozne traheide, ki nastanejo v drugi polovici rastne sezone. Gibanje v vodoravni smeri in shranjevanje rezervnih hranil v času mirovanja poteka vzdolž parenhimskih celic, ki sestavljajo medularne žarke. Parenhimske celice so tudi element v strukturi smolnih kanalov in olesenelega parenhima.

Traheide predstavljajo od 90 do 95 % prostornine lesa iglavcev. Običajno prozenhimske celice imajo obliko močno podolgovatih vlaken s poševno odrezanimi konci. Traheide so odmrle celice, v deblu rastočega drevesa so žive traheide le v novonastali (zadnji) letni plasti. Njihovo odmiranje se začne spomladi, do jeseni odmre vedno več sapnikov, do sredine zime pa odmrejo vsi sapniki zadnje letne plasti.

Oblika prečnega prereza traheidov je lahko pravokotna, včasih kvadratna, pet- ali šesterokotna. Dimenzije traheid v tangencialni smeri so v vseh kamninah praktično enake in se gibljejo od 27 do 32 µm. Velikost zgodnjih traheid v radialni smeri je dvakrat večja od poznejših in se giblje od 21 do 52 µm. Dolžina traheidov domačih pasem je od 2,5 do 4,5 mm. Zgodnje in pozne traheide se skoraj ne razlikujejo po dolžini. Pogoji rasti vplivajo na velikost traheid, v dobrih razmerah se njihova dolžina in debelina povečata. V letnem sloju so traheide razporejene v pravilnih radialnih vrstah. Zgodnje traheide, ki sestavljajo zgodnjo cono letne plasti, imajo tanke stene in velike notranje votline; pri poznih traheidah, ki sestavljajo pozno cono letne plasti, so stene debele, notranje votline majhne. Znotraj ene letne plasti je prehod iz zgodnjih v pozne traheide postopen. Značilnost traheidov je prisotnost obrobljenih por, ki se nahajajo predvsem na radialnih stenah na koncih sapnikov. Število por pri zgodnjih in poznih traheidih je različno. Pri kasnejših traheidih so pore manjše in veliko manj številne. Zgodnje traheide imajo 70 do 90 por na traheido, pozne traheide pa 8 do 25 por. Če preučujete strukturo lesa pod mikroskopom, lahko vidite, da je njegova večina sestavljena iz vretenastih celic, podolgovate vzdolž debla. Številne celice so podolgovate v vodoravni smeri, to je čez glavne celice. Skupine celic, ki so enake po obliki in funkciji, se združujejo v tkiva, ki imajo različne namene v življenju lesa: prevodne, skladiščne, mehanske. Živa celica ima membrano, protoplazmo, celični sok in jedro. Celične membrane so sestavljene iz več plasti zelo tankih vlaken, imenovanih mikrovlakna, ki so v vsaki plasti kompaktno zložena in spiralno usmerjena pod različnimi koti na vzdolžno os celice. Včasih so mikrofibrile orientirane v nasprotnih spiralah. Mikrofibril je sestavljen iz dolgih nitastih verižnih molekul celuloze, naravnega polimera visoke molekulske mase s kompleksno strukturo makromolekul. Makromolekule celuloze so elastične in zelo podolgovate. V celični membrani so tudi druge organske snovi – lignin in hemiceluloza, ki se nahajata predvsem med mikrofibrili, pa tudi manjša količina anorganskih snovi v obliki soli zemeljskoalkalijskih kovin.

Tabela 1 - Vsebnost različnih elementov v lesu iglavcev

1.2 Kemična sestava

Kemična sestava določene vrste drevesnih vrst, pa tudi njihovih delov, je kakovostno podobna, vendar obstajajo pomembne razlike v količinski vsebnosti posameznih sestavin. Tukaj so tudi individualne značilnosti v kvantitativni vsebnosti posameznih sestavin znotraj ene vrste, povezane s starostjo in rastnimi pogoji. Les je sestavljen iz organskih snovi, ki vključujejo ogljik, vodik, kisik in nekaj dušika. Absolutno suh borov les v povprečju vsebuje: 49,5 % ogljika; 6,1 % vodika; 43,0 % kisika; 0,2 % dušika.

Poleg organskih snovi vsebuje les mineralne spojine, ki pri zgorevanju proizvajajo pepel, katerih količina se giblje med (0,2-1,7) %; vendar pri nekaterih vrstah (saksaul, jedrca pistacije) količina pepela doseže (3--3,5)%. Pri isti pasmi je količina pepela odvisna od dela drevesa, lege v deblu, starosti in rastnih razmer. Več pepela dajejo lubje in listi; Les vej vsebuje več pepela kot les debla; na primer, brezove in borove veje med zgorevanjem proizvedejo 0,64 in 0,32% pepela, stebelni les pa 0,16 in 0,17% pepela. Les zgornjega dela debla daje več pepela kot spodnji; to kaže na visoko vsebnost pepela v mladem lesu.

Sestava pepela vključuje predvsem soli zemeljskoalkalijskih kovin. Pepel iz bora, smreke in breze vsebuje več kot 40 % kalcijevih soli, več kot 20 % kalijevih in natrijevih soli ter do 10 % magnezijevih soli. Del pepela od 10 do 25% je topen v vodi (predvsem alkalije - pepelika in soda). V prejšnjih časih so iz lesnega pepela pridobivali pepeliko K2CO3, ki so ga uporabljali pri proizvodnji kristala, tekočega mila in drugih snovi. Pepel iz lubja vsebuje več kalcijevih soli (do 50 % pri smreki), manj pa soli kalija, natrija in magnezija. Glavni kemični elementi (C, H in O), ki so vključeni v sestavo lesa, in zgoraj omenjeni osnovni kemični elementi tvorijo kompleksne organske snovi.

Najpomembnejši med njimi tvorijo celično membrano (celuloza, lignin, hemiceluloze - pentozani in heksozani) in predstavljajo 90--95% mase popolnoma suhega lesa. Preostale snovi imenujemo ekstraktivne, torej ekstrahirane z različnimi topili brez opazne spremembe v sestavi lesa; med njimi so najpomembnejši tanini in smole. Vsebnost osnovnih organskih snovi v lesu je do neke mere odvisna od vrste. To je razvidno iz tabele 2

Tabela 2 - Vsebnost organskih snovi v lesu različnih vrst

V povprečju lahko domnevamo, da les iglavcev vsebuje (48--56)% celuloze, (26--30)% lignina, (23--26)% hemiceluloz, ki vsebujejo (10--12)% pentozanov in približno 13% heksozani; hkrati trdi les vsebuje (46--48)% celuloze, (19--28)% lignina, (26--35)% hemiceluloz, ki vsebujejo (23--29)% pentozanov in (3--6)% heksozani. Iz tabele 2 je razvidno, da les iglavcev vsebuje povečano količino celuloze in heksosanov, za les trdega lesa pa je značilna visoka vsebnost pentozanov. V celični membrani je celuloza v kombinaciji z drugimi snovmi. Posebno tesno razmerje, katerega narava še ni jasna, je opažena med celulozo in ligninom. Prej je veljalo, da se lignin samo mehansko zmeša s celulozo; vendar v zadnjih letih vse več ljudi verjame, da med njima obstaja kemična vez.

Kemična sestava zgodnjega in poznega lesa v letnih plasteh, torej vsebnost celuloze, lignina in hemiceluloze, je skoraj enaka. Zgodnji les vsebuje le več snovi, topnih v vodi in etru, še posebej za macesen. Kemična sestava lesa se malo razlikuje po višini debla. Tako v sestavi hrastovega lesa ni bilo ugotovljenih praktično oprijemljivih razlik v višini debla. Pri boru, smreki in trepetiki v starosti zorenja smo ugotovili rahlo povečanje vsebnosti celuloze ter zmanjšanje vsebnosti lignina in pentozanov v srednjem delu debla. Les vej bora, smreke in trepetlike vsebuje manj celuloze (44--48)%, več lignina in pentozanov. Vendar pa pri hrastu ni bilo opaznih razlik v kemični sestavi lesa debla in velikih vej, le v majhnih vejah je bilo najdenih manj taninov (8 % v deblu in 2 % v vejah). Razliko v kemični sestavi beljave in srčka poletnega hrasta je razvidno iz podatkov v tabeli 3.

Tabela 3 - Razlika v kemični sestavi beljave in lesa borovega jedrca

Kot vidimo iz tabele, je bilo opazno razliko ugotovljeno le v vsebnosti pentozanov in taninov: več jih je v lesu jedrca (in manj pepela). Kemična sestava celičnih membran kambija, novonastalega lesa in beljave se zelo razlikuje: vsebnost celuloze in lignina se močno poveča v elementih lesa (v pepelu z 20,2 na 4,6 % v kambiju, na 58,3 in 20,9 % v beljavi ). ), vendar se močno zmanjša tudi vsebnost pektinov in beljakovin (z 21,6 in 29,4 % v kambiju na 1,58 in 1,37 % v beljavi). Vpliv rastnih razmer na kemično sestavo lesa je malo raziskan.

Celuloza je naravni polimer, polisaharid z dolgo verižno molekulo. Splošna formula celuloze je (C6H10O5)n, kjer je n stopnja polimerizacije od 6000 do 14000. Je zelo stabilna snov, netopna v vodi in običajnih organskih topilih (alkohol, eter in druga), bele barve. Snopi celuloznih makromolekul – najtanjša vlakna se imenujejo mikrofibrile. Tvorijo celulozni okvir celične stene. Mikrofibrile so usmerjene predvsem vzdolž dolge osi celice, med njimi so lignin, hemiceluloze in tudi voda. Celuloza je sestavljena iz dolgoverižnih molekul, ki jih tvorijo ponavljajoče se enote, sestavljene iz dveh ostankov glukoze. Vsak par ostankov glukoze, ki so povezani skupaj, se imenuje celobioza. Ostanki glukoze nastanejo po sproščanju molekule vode, ko se molekule glukoze združijo med biosintezo celuloznega polisaharida. V celobiozi se ostanki glukoze zavrtijo za 1800, prvi ogljikov atom enega od njih je povezan s četrtim atomom ogljika sosednje povezave.

Glede na celulozo na molekularni ravni lahko rečemo, da ima njena makromolekula obliko podolgovate neplanarne verige. različne strukture povezave. Prisotnost različnih enot je povezana s šibkimi intramolekularnimi vezmi med hidroksilnimi skupinami (OH-OH) ali med hidroksilno skupino in kisikom (OH-O).

Celuloza ima 70% kristalno strukturo. V primerjavi z drugimi linearnimi polimeri ima celuloza posebne lastnosti, kar je razloženo z pravilnostjo strukture verige makromolekul in pomembnimi silami znotraj- in medmolekularne interakcije.

Ko se segreje na temperaturo razgradnje, celuloza ohrani lastnosti steklenega telesa, to pomeni, da so zanjo značilne predvsem elastične deformacije. Celuloza je kemično stabilna snov, se ne raztopi v vodi in večini organskih topil (alkohol, aceton itd.). Pod delovanjem alkalij na celulozo potekajo sočasno fizikalno-kemijski procesi nabrekanja, prerazporeditve in raztapljanja frakcij z nizko molekulsko maso. Celuloza ni zelo odporna na delovanje kislin, kar je posledica glukozidnih vezi med osnovnimi enotami. V prisotnosti kislin pride do hidrolize celuloze z uničenjem verig makromolekul. Celuloza je bela snov z gostoto od 1,54 do 1,58 g/cm3.

Koncept hemiceluloze združuje skupino snovi, ki so po kemični sestavi podobne celulozi, vendar se od nje razlikujejo po sposobnosti, da se zlahka hidrolizirajo in raztopijo v razredčenih alkalijah. Hemiceluloze so večinoma polisaharidi: pentozani (C5H8O4)n in heksozani (C6H10O5)n s petimi ali šestimi ogljikovimi atomi v glavni enoti. Stopnja polimerizacije hemiceluloz (n = 60-200) je veliko manjša kot pri celulozi, to pomeni, da so verige molekul krajše. Pri hidrolizi hemiceluloznih polisaharidov nastanejo enostavni sladkorji (monosaharidi); heksozani se pretvorijo v heksoze, pentozani pa v pentoze. Običajno se hemiceluloze ne pridobivajo iz lesa v obliki tržnih izdelkov. Vendar pa se pri kemični obdelavi lesa pogosto uporabljajo za pridobivanje številnih dragocenih snovi. Na primer, ko les segrejemo z dvanajstodstotno klorovodikovo kislino, se skoraj vsi pentozani (93-96)% pretvorijo v enostavne sladkorje - pentoze - in po odstranitvi treh molekul vode iz vsake molekule monosaharida nastane furfural - produkt, ki je zelo razširjen. uporablja v industriji. V rastočem drevesu so heksozani rezervne snovi, pentozani pa opravljajo mehansko funkcijo.

Poleg ogljikovih hidratov (celuloze in hemiceluloze) celična stena vsebuje aromatično spojino lignin, ki ima visoko vsebnost ogljika. Celuloza vsebuje 44,4% ogljika in lignin (60--66)%. Lignin je manj stabilen od celuloze in zlahka preide v raztopino, ko les obdelamo z vročimi alkalijami, vodnimi raztopinami žveplove kisline ali njenimi kislimi solmi. To je osnova za pridobivanje tehnične celuloze. Lignin se v obliki odpadkov pridobiva med kuhanjem sulfitne in sulfatne kaše, med hidrolizo lesa. Lignin, ki ga vsebujejo črne alkalije, se med regeneracijo v glavnem izgoreva.

Lignin se uporablja kot gorivo v prahu, nadomestek za tanine, pri proizvodnji veziv za kalupe (v livarski industriji), plastike, umetnih smol, za proizvodnjo aktivnega oglja, vanilina idr. Vendar pa vprašanje popolne kvalificirane kemične uporabe lignina še ni rešeno. Od preostalih organskih snovi, ki jih vsebuje les, so smole in tanini prejeli največjo industrijsko uporabo.

Smola se nanaša na hidrofobne snovi, topne v nevtralnih nepolarnih topilih.

To skupino snovi običajno delimo na smole, netopne v vodi (tekoče in trdne) in smole, ki vsebujejo v vodi topne gume. Med tekočimi smolami je najpomembnejša smola, ki se pridobiva iz lesa (včasih iz lubja) iglavcev kot posledica točenja. Točenje bora in cedre se izvaja na naslednji način. Jeseni se s posebnimi orodji naredi navpični utor na delu debla, očiščenem iz grobega lubja, in z nastopom toplega vremena spomladi se sistematično izvlečejo trakovi lubja in lesa, usmerjeni pod kotom 30 ° na utor. odstranimo in nastanejo tako imenovane lopate. Globina osnove je običajno (3--5) mm. Rana, ki jo s tapkanjem povzročijo drevesu, se imenuje karra.

Iz rezanih smolnih prehodov smola, ki je pod pritiskom (10-20) atmosfer, teče v čevlje in gre po utoru do sprejemnika. Po nanosu štirih do petih novih kosov smolo izberemo iz stožčastega sprejemnika z jekleno lopatico. Za povečanje donosa smole se uporabljajo kemična stimulansa (klor ali žveplova kislina), ki se uporabljajo za obdelavo sveže odprte lesene površine.

Točenje smreke se izvede z nanosom karra v obliki ozkih vzdolžnih trakov. Za pridobivanje smole iz macesna izvrtajo kanale globoko v deblo, dokler ne naletijo na velike smolne »žepe«, ki se pogosto tvorijo v spodnjem delu debla. Macesnova smola je zelo cenjena in se uporablja v industriji barv in lakov za izdelavo najboljših sort lakov in emajl barv. Iz "mehurjev", ki nastanejo v lubju, se pridobiva jelkova smola. Smola iz preluknjanih "mehurjev" se iztisne v prenosne sprejemnike. Smola jelke po svojih lastnostih spominja na kanadski balzam in se uporablja v optiki, mikroskopski tehnologiji ipd.

V največjih količinah se pridobiva borovo smolo, ki je prozorna smolna tekočina z značilnim vonjem po borovem. Na zraku se smola strdi in spremeni v krhko belkasto maso - barras. Borova smola, pridobljena s točenjem, vsebuje približno 75 % kolofonije in 19 % terpentina, ostalo je voda. Gumi lahko obravnavamo kot raztopino trdnih smolnih kislin (kofonije) v tekočem terpentinskem olju (terpentin). Recikliranje smole se izvaja v obratih za kolofonije in terpentina in je sestavljeno iz destilacije z vodno paro hlapnega dela - terpentina. Preostali nehlapni del je kolofonija.

Terpentin in kolofonija se lahko pridobivata z ekstrakcijsko obdelavo panjevske smole - srčnega dela borovih štorov, obogatenega s smolo zaradi gnilobe beljave z malo smole. Kot topilo se najpogosteje uporablja bencin. Nastali ekstrakt se destilira. Topilo in terpentin se oddestilirata, kolofonija pa ostane. Ekstrakcijski izdelki so po kakovosti slabši od terpentina in kolofonije, pridobljene iz smole. Terpentin se pogosto uporablja kot topilo v industriji barv in lakov, za proizvodnjo sintetične kafre in drugih izdelkov. Kamfor se v velikih količinah uporablja kot mehčalec pri proizvodnji celuloida, lakov in filma.

Glavni porabnik kolofonije je industrija mila, kjer se uporablja za izdelavo milo za perilo. V velikih količinah se kolofonijsko lepilo uporablja za dimenzioniranje papirja. Glicerinski ester kolofonije se vnese v sestavo nitro-lakov, da film dobi sijaj. Kolofonija se uporablja za pripravo elektroizolacijskih materialov, pri proizvodnji sintetičnega kavčuka itd. Macesnov gumi ima velik industrijski pomen. Gumi ekstrahiramo iz zdrobljenega lesa s kislo vodo (koncentracija ocetne kisline 0,2%) pri temperaturi 30 °. Po uparjenju do koncentracije (60--70)% dobimo komercialni produkt. Uporablja se v tekstilna industrija za proizvodnjo barv, v tiskarstvu, papirni industriji.

Koncept taninov ali taninov združuje vse snovi, ki imajo lastnosti strojenja surovega usnja, ki mu dajejo odpornost proti gnitju, elastičnost in sposobnost, da ne nabrekne. Najbogatejši s tanini je les hrastovega jedra od 6 do 11 % in kostanja od 6 do 13 %. Lubje hrasta, smreke, vrbe, macesna in jelke vsebuje od 5 do 16 % taninov. Izrastki na hrastovih listih - žolči vsebujejo od 35% do 75% taninov (ena od sort taninov). V listih in koreninah bergenije je vsebnost taninov (15-25)%.

Tanini so topni v vodi in alkoholu, imajo adstrigenten okus, v kombinaciji z železovimi solmi dajejo temno modro barvo in se zlahka oksidirajo. Tanine se ekstrahirajo z vročo vodo iz zdrobljenega lesa in lubja. Tržni izdelek je tekoč ali suh ekstrakt, ki ga dobimo po uparjenju raztopine v vakuumski aparaturi in sušenju. Iz lesnatih rastlin lahko pridobimo tudi eterična olja, laktorezine in barvila.

Eterična olja spadajo v skupino terpenoidov (izoprenoidov) - ogljikovodikov, zgrajenih iz različnega števila izoprenskih enot.

Iz iglic in storžkov različnih vrst jelke pridobivajo jelkovo olje, ki je prozorna, brezbarvna aromatična tekočina, ki hitro izhlapi na zraku. Iglice sibirske jelke vsebujejo od 0,63 do 3 %, iglice kavkaške jelke pa 0,2 % jelkovega olja. Jelkovo olje se uporablja v farmacevtska proizvodnja, v parfumeriji in za pripravo lakov. Hlapna eterična olja iglavcev bora, smreke, zahodne arborvitae imajo lastnosti fitoncidnosti, to je sposobnost ubijanja mikrobov v zraku ali v vodi.

Borovi brsti vsebujejo eterično olje, smole, škrob, tanine, pinipikrin. Iglice vsebujejo veliko askorbinske kisline, taninov, vsebujejo pa tudi alkaloide, eterično olje. Gumi vsebuje do 35 % eteričnega olja in smolnih kislin. V medicini se borovi brsti uporabljajo v obliki poparka, tinkture, decokcije, ekstrakta kot ekspektorans, diuretik, razkužilo, protivnetno in antiskorbutično sredstvo. Borovi brsti so sestavni del zbirke prsi; v kombinaciji z iglami iglavcev v obliki poparka in ekstrakta jih lahko uporabimo za pripravo iglavcev. poliprenol -- aktivna sestavina borove iglice imajo antiserotonergični učinek. Iglice iglavcev se uporabljajo za pripravo koncentratov in poparkov za skorbut, pa tudi za terapevtske kopeli. Ekstrakt borovih brstov ima baktericidne lastnosti proti stafilokokom, šigeli in Escherichia coli. Terpentin je del mazil, linimentov, ki se uporabljajo pri nevralgiji, miozitisu, za drgnjenje. Predpisuje se peroralno in za inhalacijo pri bronhitisu, bronhiektazijah. Katran ima dezinfekcijske in insekticidne lastnosti, ima lokalni dražilni učinek. Uporablja se v obliki mazil za zdravljenje kožnih stanj in ran. Lubje vsebuje tanine. Gumi iz lubja cedrovine vsebuje terpentin in kolofonijo.

Laktoresini so mlečni sokovi nekaterih rastlin, ki so blizu smolam. Sem spadajo guma in gutaperča. Kavčuk se pridobiva iz lubja drevesa Hevea brasiliensis in je rumena do temna amorfna masa, topna v ogljikovem disulfidu, kloroformu, etru in terpentinu. Gutaperčo pridobivajo iz nekaterih tropskih drevesnih vrst (na primer Isonandra gutta Hook in drugih). Od ruskih pasem je gutaperča vsebovana v lubju korenin (do 7%) bradavičastega in evropskega euonymusa. Prečiščena gutaperča je rjava trdna masa, zlahka topna v ogljikovem disulfidu, kloroformu in terpentinu. Uporablja se za izdelavo klišejev za risbe, izolacijo električnih kablov in drugo.

Barvila lahko najdemo tako v lesu kot v lubju, listih in koreninah. Les vsebuje barvila rdeče, rumene, modre in rjave barve. Od vrst, ki rastejo pri nas, za barvanje tkanin in preje rumeno lokalno prebivalstvo na Kavkazu uporablja les maklure, murve, skumpije, gabrovega lubja, sumaka in hmeljnega gabra, za barvanje rdeče - suho lubje krhlika, rjavo - skumpia les, orehova lupina in drugo.

Kemična sestava drevesnega lubja se močno razlikuje od kemične sestave lesa (ksilema). Prav tako je treba opozoriti, da se notranji in zunanji deli lubja, ki imajo različne funkcionalne namene in s tem tudi strukturo, med seboj bistveno razlikujejo po sestavi. Toda precej pogosto se analiza kemične sestave lubja opravi brez razdelitve na ličje in skorjo.

Posebnost kemične sestave lubja je visoka vsebnost ekstraktivnih snovi in ​​prisotnost določenih specifičnih sestavin, ki jih ni mogoče odstraniti z nevtralnimi topili. Z zaporedno ekstrakcijo s topili z naraščajočo polarnostjo se iz lubja različnih vrst ekstrahira od 15 do 55 % njegove mase. Naslednja obdelava z 1 % raztopino NaOH dodatno raztopi od 20 do 50 % mase. Zaradi takšnih zaporednih obdelav drevesno lubje izgubi od 10 do 75 % lastne teže. Ob vsem tem se iz lubja ne odstranijo le nekatere hemiceluloze, ampak tudi tako specifične sestavine, kot so suberin in polifenolne kisline lubja, ki jih ni mogoče uvrstiti med ekstrakcijske snovi. Značilnosti strukture in kemične sestave lubja povzročajo določene težave pri njegovi analizi in zahtevajo spremembo metod, razvitih za analizo lesa, in sicer uvedbo dodatnih predobdelav z vodnimi in alkoholnimi raztopinami ter natrijevim foksidom. V nasprotnem primeru lahko prisotnost suberina in polifenolnih kislin povzroči znatno precenjevanje rezultatov določanja holoceluloze in lignina. Lubje v primerjavi z lesom vsebuje več mineralov (1,5-5,0%). Včasih je to posledica odlaganja karbonatnih kristalov v skorji. Vsebnost pepela v lubju je v veliki meri odvisna od rastnih razmer drevesa (sestave in vlažnosti tal itd.).

Masni delež holoceluloze v lubju je približno dvakrat manj kot v lesu, medtem ko je njena vsebnost v ličju višja kot v lubju. Celuloza v lubju, pa tudi v lesu, je glavni polisaharid, vendar je za razliko od lesa ne moremo imenovati prevladujoča sestavina lubja. V literaturi so za masni delež podane vrednosti od 10 do 30 %. celuloze v neekstrahiranih vzorcih lubja.

Tako kot v lesu so glavne hemiceluloze v lubju iglavcev glukomanani in ksilani, pri trdih lesih pa ksilani. V stenah celic plute najdemo glukan - kalozo. Kaloza se pojavlja tudi v floemu kot snov, ki zamaši sitaste plošče. Pozornost pritegne precej velik masni delež uronskih kislin v lubju, zlasti v tkivih ličja, kar je povezano z visoko vsebnostjo pektinskih snovi. To je skladno z bistveno večjo količino vodotopnih polisaharidov v lubju v primerjavi z lesom, sestava pektinskih snovi v lubju pa se bistveno ne razlikuje od sestave teh snovi v lesu. Upoštevajte le višjo vsebnost arabinoze.

Kot že poudarjeno, je treba biti previden pri razpoložljivih podatkih v literaturi o določanju lignina in drugih sestavin v lubju. Na primer, za kadilni bor (Pinus taeda) je razpon rezultatov za določanje lignina v lubju zelo širok: od 20,4 do 52,2 %. Razlike so lahko posledica uvedbe različnih metod priprave vzorcev lubja za analizo in izvajanja same analize.

Lignin v tkivih lubja je manj enakomerno razporejen kot v lesu. Zunanja plast skorje je bolj lignificirana kot notranja. Stene kamnitih celic so najbolj lignificirane. Lignin se nahaja tudi v stenah vlaken in nekaterih vrstah parenhimskih celic floema in skorje. Porazdelitev lignina med različnimi vrstami celic v skorji ima močne razlike med vrstami. Lignin lubja je bolj zgoščen kot v lesu iste drevesne vrste, kar do neke mere potrjujejo tudi podatki o delignifikaciji lubja. Lubje je težje deligificirati kot les.

Značilna sestavina zunanje plasti lubja je suberin, produkt kopolikondenzacije, predvsem višjih (C16-C24) nasičenih in enkrat nenasičenih alifatskih a, dikarboksilnih kislin s hidroksi kislinami (slednje je mogoče dodatno hidroksilirati). Sodelovanje pri polikondenzaciji monomerov s tremi ali več multifunkcionalnimi skupinami (karboksilne, hidroksilne) vodi do nastanka poliestra z mrežno strukturo. Nekateri raziskovalci priznavajo obstoj preprostih etrskih vezi. Posledično suberina ni mogoče izolirati iz lubja nespremenjenega, saj ga ni mogoče ekstrahirati z nevtralnimi topili, zaradi estrskih vezi pa je zelo labilna komponenta. Iz lubja izoliramo suberin v obliki suberinskih monomerov po umiljenju z vodnimi ali alkoholnimi raztopinami alkalij in razgradnji nastalega suberinskega mila z mineralno kislino.

Suberin se nahaja v peridermi, vključno z rano. Lokaliziran je v celicah plute in je sestavni del celične stene. Tkivo plute hrasta plute vsebuje (42-46) % suberina, brazilskega tropskega drevesa paosantha (Kielmeyera coriacea) - 45 %, celice plute bradavičaste breze pa 45 % suberina. Masni delež suberina v zunanji plasti lubja občasno presega (2-3)%, vendar obstajajo drevesne vrste, za katere je značilna visoka vsebnost suberina. Pri zgornjih drevesnih vrstah predstavljajo suberični monomeri (2-40) % mase zunanjega dela lubja. Značilnost plutovega tkiva breze - brezovega lubja je kopičenje skupaj s suberinom triterpenskega alkohola - betulina. Sestava suberičnih monomerov je zelo raznolika. Poleg zgoraj omenjenih dikarboksilnih in hidroksi kislin sestava suberičnih monomerov vključuje enobazične maščobne kisline, monohidrične višje maščobne alkohole (do 20 mas. % suberina), fenolne kisline, dilignoli (dimeri fenilpropanskih enot) in druge.

Kot smo že omenili, obdelava lubja, predhodno ekstrahiranega z nevtralnimi topili z 1% vodno raztopino NaOH, izloči do (15-50)% materiala, ki je skupina fenolnih snovi s kislimi lastnostmi. To je dalo razlog, da jih imenujemo polifenolne kisline. Vendar pa v njih niso našli karboksilne, temveč karbonilne skupine. Po obarjanju iz alkalne raztopine z nakisanjem z mineralnimi kislinami postanejo polifenolne kisline delno topne v vodi in polarnih organskih topilih. Po vsej verjetnosti so "polifenolne kisline" polimerne snovi tipa flavonoidov, ki so sorodne kondenziranim taninom in so zato sposobne preurediti v alkalnem okolju s pojavom karbonilnih skupin.

Pomembne razlike v strukturi in kemični sestavi lubja in lesa zahtevajo ločeno predelavo teh sestavin lesne biomase tako s tehnološkega kot z ekonomskega vidika. ampak obstoječe metode odstranjevanje lubja (lajanje) je povezano z izgubo lesa. Odpadki od lubja skupaj z lubjem vsebujejo znatno količino lesa, kar otežuje kemično obdelavo takšnih surovin. Raznolikost kemičnih spojin, prisotnih v lubju, naredi idejo o pridobivanju najdragocenejših sestavin privlačno. Razvoj tega področja uporabe lubja omejuje relativno nizka vsebnost sestavin, ki jih je mogoče ekstrahirati. Posledično so glavna področja predelave lubja še vedno omejena na njegovo uporabo kot organski material kot gorivo, v kmetijstvu itd. Redki primeri uporabe lubja posameznih drevesnih vrst za pridobivanje taninov, proizvodnjo plute, proizvodnjo katrana (iz brezovega lubja) in izolacijo jelkovega balzama iz lubja rastočih jelk žal niso izboljšati splošno sliko neučinkovite uporabe dragocenih organskih spojin, ki jih vsebuje lubje.

1.3 Fizične lastnosti

Fizikalne lastnosti so tiste lastnosti lesa, ki jih opazimo pri interakciji z lesom. zunanje okolje in ne vodijo do spremembe sestave in celovitosti lesa. Za te lastnosti je značilen videz lesa (barva, sijaj, tekstura), gostota, vlažnost, higroskopnost, toplotna zmogljivost in drugo.

1 Lastnosti, ki določajo videz lesa. Med temi lastnostmi opazimo njegovo barvo, lesk in teksturo. Barva lesa je izjemno raznolika. Odvisno je od vrste drevesa in podnebja. Drevesne vrste zmernega pasu so praviloma blede barve, v tropskem pa svetle. Torej je les bora, smreke, trepetlike, breze šibko obarvan, kamnine toplega pasu (hrast, oreh, pušpan, bela kobilica) pa imajo bolj intenzivno barvo. Intenzivnost barve se povečuje s starostjo drevesa. Les spreminja tudi barvo pod vplivom svetlobe in zraka. Nekatere vrste lesa imajo lesk. Sijaj lesa je odvisen od stopnje razvitosti jedrnih žarkov. V radialnem delu imajo sijaj vrste, kot so javor, bukev, bela kobilica, mahagoni. Močno razviti jedrni žarki hrasta v radialnem prerezu dajejo briljantne lise. Tekstura lesa je vzorec v radialnem ali tangencialnem prerezu in je odvisna od strukture lesa. Sestavljen je iz jasno razločljivih velikih posod, širokih jedrnih žarkov, letnih plasti in smeri vlaken. Bolj zapletena je struktura lesa, bolj raznolika je njegova tekstura. Vrste hrasta in bukve imajo lepo teksturo v radialnem delu, jesen, kostanj, oreh, hrast, macesen pa v tangencialnem delu. Vonj lesa je odvisen od prisotnosti smole, eteričnih olj, taninov in drugih snovi v njem. Iglavce - bor, smreka - imajo značilen vonj po smoli. Hrast ima taninski vonj. Sveže rezan les ima močnejši vonj kot posušen.

2 Higroskopnost in vlažnost. Les, ki ima vlaknasto strukturo in veliko poroznost od 30 do 80%, ima ogromno notranjo površino, ki zlahka zbira vodno paro iz zraka (higroskopnost). Vlažnost, ki jo pridobi les zaradi dolgotrajne izpostavljenosti zraku s konstantno temperaturo in vlago, imenujemo ravnotežna vlaga. Doseže se v trenutku, ko je parni tlak nad površino lesa enak parnemu tlaku okoliškega zraka. Glede na vsebnost vlage ločimo moker les - z vsebnostjo vlage do 100% ali več; sveže narezano - 35% in več; zračno suho - (15-20)%; sobno suh - (8-12)% in popolnoma suh les, posušen do konstantne teže pri temperaturi 100-105 °C. Voda v lesu je lahko v treh stanjih – prosta, fizično vezana in kemično vezana. Prosta ali kapilarna voda zapolnjuje votline celic in žil ter medcelične prostore. Vezana ali higroskopna voda se nahaja v stenah lesnih celic in posod v obliki najtanjših hidriranih lupin na površini najmanjših elementov, ki sestavljajo celične stene. Vlažnost lesa, ko so celične stene nasičene z vodo, votline in medcelični prostori pa brez vode, se imenuje kapela higroskopske vlage. Za les različnih vrst se giblje od 23 do 35 % (v povprečju 30 %) mase suhega lesa. Higroskopska voda, ki z vodnimi lupinami prekrije površino najmanjših delcev v celičnih stenah, jih poveča in potisne narazen. Hkrati se povečata prostornina in masa lesa, moč pa se zmanjša. Prosta voda, ki se kopiči v celičnih votlinah, bistveno ne spremeni razdalje med lesnimi elementi in zato ne vpliva na njegovo trdnost in prostornino, povečuje le maso in toplotno prevodnost.

3 Krčenje in otekanje. Krčenje lesa z zmanjšanjem njegovih linearnih dimenzij in prostornine se pojavi le z izhlapevanjem higroskopske vlage, ne pa tudi kapilarne vlage. Ko pa higroskopska vlaga izhlapi, pride do linearnega krčenja in, nasprotno, ko se higroskopska vlaga absorbira, pride do otekanja. Krčenje lesa zaradi heterogenosti njegove strukture v različnih smereh ni enako. Linearno krčenje vzdolž vlaken pri večini drevesnih vrst ne presega 0,1%, v radialni smeri - (3-6)% in v tangencialni smeri - (7-12)%. To spremlja pojav notranjih napetosti v lesu, ki lahko povzročijo upogibanje in razpoke. Upogibanje je lahko vzdolžno in prečno. Ko les zaradi absorpcije vode, ki impregnira celične membrane, nabrekne, se poveča v volumnu. Otekanje lesa ni enako v različnih smereh: vzdolž vlaken (0,1-0,8)%, v radialni smeri (3-5)% in tangencialno - (6-12)%. Ko je navlažen, se les zaradi nasičenosti celičnih membran z vodo poveča v teži in prostornini. Po nadaljnjem nasičenju lesa z vodo vlaga nasiči votline celic in prostore med njimi. V tem primeru se spremeni teža lesa. Toda glasnost se ne poveča.

4 Gostota in nasipna gostota. Ker v sestavi vseh drevesnih vrst prevladuje ista snov - celuloza, je gostota njihovega lesa približno enaka in v povprečju znaša 1,54 g/cm3. Volumetrična masa lesa različnih vrst in celo istih vrst je odvisna od strukture in poroznosti rastočega drevesa, ki se spreminjata s podnebjem, prstjo, senco in drugimi naravnimi razmerami. Pri večini drevesnih vrst v popolnoma suhem stanju je manj kot 1 g/cm3. S povečanjem vlažnosti se volumenska masa lesa poveča, zato se lastnosti lesa glede na volumetrično maso vedno izvajajo pri enaki vsebnosti vlage. V skladu z GOST je običajno določiti volumetrično maso lesa pri vsebnosti vlage 11-13% v času preskušanja, pa tudi v popolnoma suhem stanju. Po prostorninski teži pri vsebnosti vlage 12% so lesne vrste razdeljene v skupine: nizka gostota (540 kg/m3), srednja gostota (550-740 kg/m3), visoka gostota (750 kg/m3).

5 Toplotna prevodnost. Toplotna prevodnost lesa je njegova sposobnost prevajanja toplote skozi celotno debelino z ene površine na drugo. Toplotna prevodnost suhega lesa je zanemarljiva, kar je razloženo s poroznostjo njegove strukture. Koeficient toplotne prevodnosti lesa (0,12-0,39) W / (m * toča). Votline, medcelični in znotrajcelični prostori v suhem lesu so napolnjeni z zrakom, ki je slab prevodnik toplote. Zaradi nizke toplotne prevodnosti se les pogosto uporablja v gradbeništvu. Gost les prevaja toploto nekoliko bolje kot ohlapen les. Vsebnost vlage v lesu poveča njegovo toplotno prevodnost, saj je voda boljši prevodnik toplote kot zrak. Poleg tega je toplotna prevodnost lesa odvisna od smeri njegovih vlaken in vrste. Na primer, toplotna prevodnost lesa vzdolž vlaken je približno dvakrat večja od prečne.

6 Zvočna prevodnost. Lastnost materiala, da prevaja zvok, se imenuje zvočna prevodnost. Zanj je značilna hitrost širjenja zvoka v materialu. V lesu zvok najhitreje potuje po vlaknih, počasneje v radialni smeri in zelo počasi v tangencialni smeri. Zvočna prevodnost lesa v vzdolžni smeri je 16-kratna, v prečni smeri pa tri do štirikrat večja od zvočne prevodnosti zraka. Ta negativna lastnost lesa zahteva uporabo zvočno izoliranih materialov pri gradnji lesenih predelnih sten, tal in stropov. Zvočna prevodnost lesa in njegova sposobnost resonance (za ojačanje zvokov brez tokovnega popačenja) se pogosto uporablja pri izdelavi glasbil. Povečana vlažnost lesa zmanjša njegovo zvočno prevodnost.

7 Električna prevodnost. Za električno prevodnost lesa je značilna njegova odpornost proti prehodu električnega toka. Električna prevodnost lesa je odvisna od vrste, temperature, smeri zrna in vlažnosti. Električna prevodnost suhega lesa je zanemarljiva, kar omogoča, da se uporablja kot izolacijski material. S povečanjem vlažnosti v območju od 0 do 30 % električni upor pade za milijone faktorjev, s povečanjem vlažnosti nad 30 % pa za desetkrat. Električna upornost lesa vzdolž vlaken je nekajkrat manjša kot čez vlakna; zvišanje temperature lesa vodi do zmanjšanja njegove odpornosti za približno dvakrat.

8 Lastnosti lesa, ki se kažejo pod vplivom elektromagnetnega sevanja. Površine lesa se lahko učinkovito segrejejo z nevidnimi infrardečimi žarki. Bistveno globlje - do (10-15) cm - žarki vidne svetlobe prodrejo v les. Po naravi odboja svetlobnih žarkov je mogoče oceniti prisotnost vidnih napak v lesu. Svetlobno lasersko sevanje gori skozi les in se pred kratkim uspešno uporablja za sežiganje delov kompleksne konfiguracije. Ultravijolični žarki veliko slabše prodrejo v les, povzročajo pa sij – luminiscenco, s katero lahko določimo kakovost lesa. Rentgenski žarki se uporabljajo za ugotavljanje značilnosti fine strukture lesa, za prepoznavanje skritih napak in v drugih primerih. Od jedrskega sevanja lahko opazimo beta sevanje, ki se uporablja v denzimetriji rastočega drevesa. Veliko širše se lahko uporablja gama sevanje, ki prodre globlje v les in se uporablja za določanje njegove gostote, odkrivanje gnilobe v rudniškem regalu in konstrukcijah.

1.4 Mehanske lastnosti

Mehanske lastnosti označujejo sposobnost lesa, da se upre vplivom zunanjih sil (obremenitev). Glede na naravo delovanja sil ločimo statične, dinamične, vibracijske in dolgotrajne obremenitve. Statične obremenitve so obremenitve, ki naraščajo počasi in gladko. Dinamične ali udarne obremenitve delujejo na telo v trenutku in s polno močjo. Imenuje se vibracijske obremenitve, pri katerih se spreminjata tako velikost kot smer, dolgotrajne obremenitve delujejo zelo dolgo. Pod delovanjem zunanjih sil v lesu se poruši povezava med njegovimi posameznimi deli in spremeni oblika. Zaradi odpornosti lesa na zunanje obremenitve v lesu nastanejo notranje sile. Mehanske lastnosti lesa vključujejo trdnost, trdoto, deformabilnost, udarno trdnost.

1 Vzdržljivost. Trdnost je sposobnost lesa, da se upre draženju pod mehanskimi obremenitvami. Trdnost lesa je odvisna od smeri delujočih obremenitev, vrste. Zanj je značilna natezna trdnost – napetost, pri kateri se vzorec uniči. Na trdnost lesa pomembno vpliva le vezana vlaga, ki jo vsebujejo celične membrane. S povečanjem vezane vlage se trdnost lesa zmanjšuje (predvsem pri vlažnosti (20-25)%). Nadaljnje povečanje vlage preko meje higroskopnosti (30%) ne vpliva na trdnost lesa. Poleg tega na vlago na mehanske lastnosti lesa vpliva tudi trajanje obremenitve, zato se pri preskušanju lesa drži določene stopnje obremenitve za vsako vrsto preskusa. Obstajajo glavne vrste delovanja sile: napetost, stiskanje, upogibanje. , strižna.Natezna trdnost. Povprečna vrednost meja natezne trdnosti vzdolž vlaken za vse pasme je 130 MPa. Na natezno trdnost vzdolž vlaken močno vpliva struktura lesa. Že rahlo odstopanje od pravilne razporeditve vlaken povzroči zmanjšanje trdnosti. Natezna trdnost lesa čez vlakna je zelo nizka in v povprečju znaša 1/20 natezne trdnosti vzdolž vlaken, to je 6,5 MPa. Zato se les skoraj nikoli ne uporablja v delih, ki delujejo v napetosti čez vlakna. Trdnost lesa čez vlakna je pomembna pri razvoju načinov rezanja in načinov sušenja lesa. Končna tlačna trdnost. Razlikujte med stiskanjem vzdolž in čez vlakna. Pri stiskanju vzdolž vlaken se deformacija izrazi v rahlem skrajšanju. Kompresijska okvara se začne z upogibanjem posameznih vlaken; pri mokrih vzorcih in vzorcih iz mehkih in viskoznih kamnin se kaže kot zdrs koncev in upogibanje stranic, pri suhih vzorcih in pri trdem lesu pa povzroči premik enega dela vzorca glede na drugega. Tlačna trdnost lesa čez vlakna je približno osemkrat nižja kot vzdolž vlaken. Pri stiskanju čez vlakna ni vedno mogoče natančno določiti trenutka uničenja lesa in določiti obseg uničenja obremenitve. Les se testira na stiskanje čez vlakna v radialni in tangencialni smeri. Končna trdnost pri statičnem upogibanju. Pri upogibanju, zlasti pri koncentriranih obremenitvah, se v zgornjih slojih lesa pojavi tlačna napetost, v spodnjih pa vzdolž vlaken. Približno na sredini višine elementa je ravnina, v kateri ni niti tlačne niti natezne napetosti. Ta ravnina se imenuje nevtralna; v njej se pojavijo največje tangencialne napetosti. Končna trdnost pri stiskanju je manjša kot pri napetosti, zato se uničenje začne v raztegnjenem območju in se izrazi v pretrganju najbolj zunanjih vlaken. Natezna trdnost lesa je odvisna od vrste in vlažnosti. Pri upogibanju dvakrat večja tlačna trdnost vzdolž vlaken. Strižna trdnost lesa. Zunanje sile, ki povzročajo premikanje enega dela dela glede na drugega, se imenujejo strižne. Obstajajo trije primeri striženja: striženje vzdolž vlaken, čez vlakna in rezanje. Strižna trdnost vzdolž vlaken je 1/5 tlačne trdnosti vzdolž vlaken. Strižna trdnost čez vlakna je približno dvakrat manjša od strižne trdnosti vzdolž vlaken. Trdnost lesa pri striženju po vlaknih je štirikrat večja od trdnosti pri striženju vzdolž vlaken. Odpornost lesa na sekanje. Cepljenje je sposobnost lesa, da se pod delovanjem klina razdeli na dele vzdolž vlaken. Cepljenje lesa po delovanju sile in naravi uničenja spominja na napetost čez vlakna, ki je v tem primeru ekscentrična, torej posledica delovanja napetosti in upogibanja. Napetost lahko poteka vzdolž radialne in tangencialne ravnine. Upor v radialni ravnini trdega lesa je manjši kot v tangencialni ravnini. To je posledica vpliva jedrnih žarkov. Pri iglavcih je, nasprotno, sekanje vzdolž tangencialne ravnine manjše kot vzdolž radialne. Pri tangencialnem cepljenju iglavcev pride do uničenja v zgodnjem lesu, katerega trdnost je veliko manjša od trdnosti poznega lesa.

2 Trdota. Trdota je sposobnost lesa, da se upre vnašanju trših teles vanj. Trdota končne ploskve je pri listavcih za 30 % višja od tangencialne in radialne, pri iglavcih pa za 40 %. Na količino trdote vpliva vsebnost vlage v lesu. Ko se vlažnost spremeni za 1 %, se končna trdota spremeni za 3 %, tangencialna in radialna trdota pa za 2 %. Glede na stopnjo trdote lahko vse drevesne vrste pri 12% vlažnosti razdelimo v tri skupine:

A) mehka (končna trdota 38,6 MPa ali manj) - bor, smreka, cedra, jelka, topol, lipa, trepetlika, jelša;

B) trda (končna trdota od 338,6 do 82,5 MPa) - sibirski macesen, breza, bukev, brest, brest, brest, javor, jablana, jesen;

C) zelo trda (končna trdota nad 82,5 MPa) - bela kobilica, železna breza, gaber, dren, pušpan.

Trdota lesa je bistvena pri obdelavi z rezalnimi orodji: rezkanjem, žaganjem, luščenjem, pa tudi v primerih, ko je izpostavljen odrgnjenju pri gradnji tal, stopnic, ograj.

3 Odpornost proti obrabi. Odpornost proti obrabi - sposobnost lesa, da se upre obrabi, t.j. postopno uničenje njegovih površinskih con med trenjem. Preizkusi odpornosti na obrabo lesa so pokazali, da je obraba s stranskih površin veliko večja kot s površine končnega reza. S povečanjem gostote in trdote lesa se je obraba zmanjšala. Moker les ima večjo obrabo kot suh les.

4 Sposobnost držanja pritrdilnih elementov. Edinstvena lastnost lesa je sposobnost zadrževanja pritrdilnih elementov: žebljev, vijakov, sponk, bergel itd. Ko žebelj zabijemo v les, pride do elastičnih deformacij, ki zagotavljajo zadostno silo trenja, da preprečijo izvlečenje žeblja. Sila, potrebna za izvleko žeblja, zabodenega v konec vzorca, je manjša od sile, ki deluje na žebelj, ki ga zabijemo čez vlakna. Z večanjem gostote se poveča odpornost lesa na izvlečenje žeblja ali vijaka. Napor, potreben za izvlečenje vijakov (ceteris paribus), je večji kot za izvlečenje žebljev, saj se v tem primeru trenju doda odpornost vlaken na rezanje in lomljenje.

5 Sposobnost upogibanja. Tehnološka operacija upogibanja lesa temelji na njegovi sposobnosti, da se pod vplivom izogibajočih se sil relativno enostavno deformira. Sposobnost upogibanja je večja pri obročastih žilnih vrstah - hrastu, jesenu in drugih ter pri razpršeno-žilnih vrstah - bukvi. Iglavci imajo manjšo sposobnost upogibanja. Les je podvržen upogibanju, ki je v segretem in mokrem stanju. To poveča prožnost lesa in omogoča, da se zaradi nastanka zamrznjenih deformacij med naknadnim hlajenjem in sušenjem pod obremenitvijo pritrdi nova oblika podrobnosti.

Rastoča drevesa imajo naslednje komponente: korenine, deblo, veje, listi. Koreninski sistem dreves deluje kot dobavitelj vlage in hranil iz tal preko debla in vej do listov. Poleg tega korenine držijo drevesa pokonci. Skozi veje vstopa vlaga v liste, v katerih poteka proces fotosinteze - pretvorba sevalne energije sonca v energijo kemičnih vezi organskih snovi z absorpcijo ogljikovega dioksida iz zraka in sproščanjem kisika. . Ni naključje, da gozdove imenujemo pljuča planeta. Produkti fotosinteze iz listov se prenašajo po vejah na ostala drevesa - deblo in korenine. Tako veje delujejo kot kanali, po katerih poteka izmenjava snovi med listi in ostalim drevesom.

Iglavci - bor, cedra, smreka, macesen - imajo ozke liste - iglice, trdi les pa široke liste. Listopadni drevesi praviloma rastejo predvsem v zmernih in južnih zemljepisnih širinah, iglavci pa na severnih.

Glede na vrsto in podnebne razmere rasti imajo drevesa različno višino in premer debla. Vendar pa spadajo v tri kategorije. Prva vključuje drevesa prve velikosti, ki dosežejo višino 20 m ali več. To so smreka, cedra, macesen, bor, breza, trepetlika, lipa, hrast, jesen, javor itd.

V tropih in subtropih višina posameznih dreves doseže 100 m ali več. V drugo kategorijo spadajo drevesa druge velikosti, ki imajo višino 10–20 m. To so zlasti vrba, jelša, gorski jesen itd. Tretja kategorija so drevesa tretje velikosti, katerih višina je 7–10 m. m. To so jabolka, češnja, brin itd.

Premer drevesnega debla se giblje predvsem od 6 do 100 cm ali več in je odvisen od vrste, starosti dreves in podnebnih razmer rasti. V nekaterih primerih lahko premer drevesnega debla presega 3 m - pri hrastu, topolu in nekaterih drugih vrstah.

Les se pridobiva z rezanjem drevesnih debel po odstranitvi vej. V tem primeru je donos lesa 90 ali več odstotkov prostornine drevesnega debla. V začetni fazi obdelave lesa se naredi prečni ali končni odsek debla.

Na prečnem prerezu ločimo: lubje, ki pokriva deblo od zunaj in je sestavljeno iz zunanje plasti - skorje in notranje plasti - ličin kambij - tanka plast, nevidna očesu med lubjem in lesom ( med rastjo dreves se žive celice kambija delijo in zaradi tega drevo raste v debelini); beljavo - bivalna cona lesa; jedro, ki meji na jedro trupa in je mrtva osrednja cona, ki ne sodeluje v fizioloških procesih; jedro, ki se nahaja v središču in predstavlja ohlapno tkivo s premerom 2–5 mm ali več (odvisno od vrste in starosti drevesa).

V lesni industriji v Rusiji so glavni predmet spravila drevesna debla, veje in veje pa se sežigajo ali uporabljajo za kurjavo. V Kanadi, na Švedskem in Finskem vse sestavne dele dreves reciklirajo, zato je tam izguba lesa minimalna, donos papirja, kartona in drugega pa največji.

2. Makroskopska struktura lesa

S prečnim prerezom drevesnega debla lahko določite glavne makroskopske značilnosti: beljavo, srž, enoletne plasti, medularne žarke, posode, smolne kanale in medularne ponovitve.

Pri mladih drevesih vseh vrst je les sestavljen samo iz beljave. Potem, ko rastejo, živi elementi okoli jedra odmrejo, poti, ki prevajajo vlago, se zamašijo, v njih pa se postopoma kopičijo ekstraktivne snovi - smole, čreslovine, barvila. Nekatera drevesa - bor, hrast, jablana in druga -

osrednja cona debla pridobi temno barvo. Takšna drevesa se imenujejo zvok. Pri drugih drevesih je barva osrednje cone in beljave debla enaka. Poklicani so nejedrni.

Drevesa brez jedrca so razdeljena v dve skupini: zrelo-lesenelo(lipa, jelka, bukev, smreka), pri katerih je vlažnost v osrednjem delu debla manjša kot v obrobnem, in beljavo, ki imajo vlago prečni prerez deblo je enako (breza, javor, kostanj itd.). Poleg tega se masa beljave zmanjšuje od vrha do zadnjice, pa tudi s povečanjem starosti drevesa.

Starost dreves lahko določimo po številu letnih plasti, ki zrastejo eno na leto. Te plasti so jasno vidne na prečnem prerezu debla. So koncentrične plasti okoli jedra. Poleg tega je vsak letni obroč sestavljen iz notranje in zunanje plasti. Notranji sloj se oblikuje spomladi in zgodaj poleti. Se imenuje zgodnji les. Zunanja plast se oblikuje do konca poletja. Zgodnji les ima manjšo gostoto kot pozni les in je svetlejše barve. Širina letnih plasti je odvisna od več razlogov: prvič, od vremenskih razmer v rastni sezoni; drugič, o rastnih razmerah drevesa; tretjič, iz pasme.

Na prerezu dreves lahko vidite jedrne žarke, ki segajo od središča debla do lubja. V trdem lesu zasedajo do 15 % prostornine lesa, pri iglavcih - 5-6 % in večje kot je njihovo število, slabše so mehanske lastnosti lesa. Širina jedrnih žarkov se giblje od 0,005 do 1,0 mm, odvisno od drevesne vrste. Les mehkega lesa se od trdega lesa razlikuje po tem, da vsebuje celice, ki proizvajajo in skladiščijo smolo. Te celice so združene v vodoravne in navpične smolne kanale. Dolžina navpičnih prehodov se giblje od 10–80 cm s premerom približno 0,1 mm, vodoravni smolni prehodi pa so tanjši, vendar jih je veliko - do 300 kosov na 1 cm 2.

Trdi les ima posode v obliki sistema celic za prenos vode in v njem raztopljenih mineralov iz korenin v liste. Plovila so v obliki cevi s povprečno dolžino 10 cm in premerom 0,02-0,5 mm, pri drevesih nekaterih vrst pa so koncentrirana v zgodnjih conah letnih plasti. Imenujejo se obročasti.

Pri drevesih drugih vrst so posode razporejene po vseh letnih plasteh. Ta drevesa se imenujejo difuzno-vaskularna.

3. Mikroskopska struktura lesa iglavcev in trdega lesa

Les iglavcev ima določeno mikrostrukturo, ki jo je mogoče ugotoviti z mikroskopi, pa tudi s kemičnimi in fizikalnimi raziskovalnimi metodami.Les iglavcev se od trdega lesa razlikuje po razmeroma pravilni strukturi in preprostosti. Struktura lesa iglavcev vključuje tako imenovane zgodnje in pozne traheide.

Kot je bilo ugotovljeno z raziskavami, zgodnji traheidi delujejo kot prevodniki vode z v njej raztopljenimi minerali, ki prihaja iz korenin drevesa.

Traheide so v obliki močno podolgovatih vlaken s soodrezanimi konci. Študije so pokazale, da pri rastočem drevesu le zadnja letna plast vsebuje žive traheide, ostalo pa so odmrli elementi.

Kot rezultat raziskave je bilo ugotovljeno, da jedrne žarke tvorijo parenhimske celice, po katerih se po deblu premikajo rezervne hranilne snovi in ​​njihove raztopine.

Iste parenhimske celice sodelujejo pri tvorbi vertikalnih in horizontalnih smolnih kanalov. Navpične smolne kanale v lesu iglavcev, ki jih najdemo v pozni coni letne plasti, tvorijo tri plasti živih in odmrlih celic. V medularnih žarkih so našli vodoravne smolne kanale.

Glede na rezultate raziskave prof V. E. Vikhrova, borov les ima naslednje mikroskopska struktura:

1) prečni prerez;

2) radialni rez;

3) tangencialni rez.

riž. 1. Odseki drevesnega debla: P - prečni, R - radialni, T - tangencialni

Kot ugotavljajo raziskave, ima mikrostruktura trdega lesa v primerjavi z lesom iglavcev bolj zapleteno strukturo.

V trdem lesu služijo žilni in vlaknasti traheidi kot prevodniki vode z v njej raztopljenimi minerali. Enako funkcijo opravljajo tudi druge lesene posode. Mehansko funkcijo opravljajo libriformna vlakna in vlaknaste traheide. Te posode so v obliki dolgih navpičnih cevi, sestavljene iz posameznih celic s širokimi votlinami in tankimi stenami, posode pa zavzemajo od 12 do 55 % celotne prostornine trdega lesa. Največji del volumna trdega lesa sestavljajo libriformna vlakna kot glavna mehanska tkanina.

Libriformna vlakna so podolgovate celice s koničastimi konci, ozkimi votlinami in močnimi stenami z režastimi porami. Vlaknasti traheidi imajo tako kot libriformna vlakna debele stene in majhne votline. Poleg tega je bilo ugotovljeno, da jedrni žarki listavca združujejo glavni del parenhimskih celic, volumen teh žarkov pa lahko doseže 28–32% (ta številka velja za hrast).

4. Kemična sestava lesa

Kemična sestava lesa je deloma odvisna od njegovega stanja. Les sveže posekanih dreves vsebuje veliko vode. Toda v popolnoma suhem stanju je les sestavljen iz organskih snovi, anorganski del pa je le od 0,2 do 1,7%. Pri zgorevanju lesa ostane anorganski del v obliki pepela, ki vsebuje kalij, natrij, magnezij, kalcij, v majhnih količinah pa tudi fosfor in druge elemente.

Organski del lesa vseh vrst ima približno enako elementarno sestavo. Absolutno suh les vsebuje povprečno 49-50% ogljika, 43-44% kisika, približno 6% vodika in 0,1-0,3% dušika. Organski del lesa sestavljajo lignin, celuloza, hemiceluloza, ekstraktivne snovi – smola, gumi, maščobe, tanini, pektini in druge. Hemiceluloza vsebuje pentozane in genksosane. Iglavci imajo več celuloze v organskem delu, listnate vrste pa več pentozanov. Celuloza je glavna sestavina celičnih sten rastlin, zagotavlja pa tudi mehansko trdnost in elastičnost rastlinskih tkiv. Kot kemična spojina je celuloza polihidrični alkohol. Pri obdelavi celuloze s kislinami se hidrolizira s tvorbo etrov in estrov, ki se uporabljajo za proizvodnjo filmov, lakov, plastike itd. Poleg tega pri hidrolizi celuloze nastanejo sladkorji, iz katerih nastane etilni alkohol. se pridobiva s fermentacijo. Lesna kaša je dragocena surovina za proizvodnjo papirja.Druga sestavina organskega dela lesa, hemiceluloze, so polisaharidi višjih rastlin, ki so del celične stene. V procesu predelave celuloze dobimo lignin - amorfno polimerno snov rumeno-rjave barve. Največja količina lignina - do 50% - nastane pri predelavi lesa iglavcev, njegov izkoristek iz trdega lesa pa je 20-30%.

Med pirolizo lesa - suho destilacijo brez zraka pri temperaturah do 550 ° C - pridobivamo zelo dragocene izdelke - oglje, tekoče in plinaste izdelke. Oglje se uporablja pri taljenju neželeznih kovin, pri proizvodnji elektrod, zdravil, kot sorbent za čiščenje odplak, industrijskih odpadkov in za druge namene. Iz tekočine pridobivajo tako dragocene izdelke, kot so bencin antioksidant, antiseptiki - kreozot, fenoli za proizvodnjo plastike itd.

V organskem delu lesa iglavcev so smole, ki vsebujejo terpene in smolne kisline. Terpeni so glavna surovina za proizvodnjo terpentina. Smola, ki jo izloča drevo iglavcev, služi kot surovina za proizvodnjo kolofonije.

V procesu predelave lesa se pridobivajo ekstraktivne snovi, vključno s tanini, ki se uporabljajo za obdelavo usnja - strojenje. Glavni del taninov so tanini - derivati ​​polihidričnih fenolov, ki pri obdelavi medsebojno delujejo s svojimi beljakovinskimi snovmi in tvorijo netopne spojine. Kot rezultat, kože pridobijo elastičnost, odpornost na gnitje in ne nabreknejo v vodi.

Les(bot.). - V vsakdanjem življenju in tehnologiji se les imenuje notranji del drevesa, ki leži pod lubjem. V botaniki pod imenom Les, oz ksilem, se nanaša na tkivo ali zbirko tkiv, nastalih iz prokambija oz kambij(glej to besedo in članek); je ena od sestavin žilnega vlaknastega snopa in je običajno v nasprotju z drugo komponento snopa, ki izvira iz istega prokambija ali kambija - lič, oz floem. Med tvorbo vaskularno-vlaknastih snopov iz prokambija opazimo 2 primera: bodisi se vse prokambialne celice spremenijo v elemente lesa in ličja - tako imenovane. zaprto snopi (višje trosne, enokaličnice in nekatere rastline), ali pa na meji med lesom in ličjem ostane plast aktivnega tkiva – dobimo kambij in snope. odprto(dvokaličnice in golosemenke). V prvem primeru les ostane nespremenjen in rastlina se ne more zgostiti; v drugem, zahvaljujoč aktivnosti kambija, vsako leto pride količina lesa, steblo rastline pa se postopoma zgosti. Pri naših drevesnih vrstah les leži bližje središču (osi) drevesa, lič pa bližje krogu (obrobju). Pri nekaterih drugih rastlinah je opaziti drugačno medsebojno razporeditev lesa in ličja (glej). Sestava lesa vključuje že odmrle celične elemente z utrjenimi, večinoma debelimi lupinami; lič je, nasprotno, sestavljen iz živih elementov, z živo protoplazmo, celičnim sokom in tanko neleseno lupino. Čeprav so v ličju mrtvi, debelostenski in trdi elementi, v lesu pa so, nasprotno, živi, ​​vendar se od tega splošno pravilo ne spremeni bistveno. Oba dela žilno-vlaknenega snopa se med seboj razlikujeta tudi po svoji fiziološki funkciji: vzdolž lesa se dviga od tal do listov, t.i. surov sok, se pravi voda z v njej raztopljenimi snovmi, vzgojna pa se spušča po ličju, sicer plastika, sok (glej. Sokovi v rastlini). Pojavi lignifikacije celic. lupine so posledica impregnacije celulozne lupine s posebnimi snovmi, običajno združenimi pod splošnim imenom. lignin. lignina in hkrati z nekaterimi reakcijami zlahka prepoznamo lignifikacijo lupine. Zaradi lignifikacije postanejo rastlinske lupine močnejše, čvrstejše in odpornejše; vendar ob rahli prepustnosti za vodo izgubijo sposobnost vpijanja vode in nabreknejo.

Les je sicer sestavljen iz več elementarnih organov histološki elementi. Po Saniju obstajajo 3 glavne skupine ali sistemi elementov v lesu dvokaličnic in golosemenk: parenhimsko, luboidno in žilni. V vsakem sistemu sta 2 vrsti elementov, skupaj pa je 6 vrst histoloških elementov in celo celice jedrnih žarkov so pritrjene kot 7. (glej Lesne rastline).

jaz. parenhimski sistem. Sestavljen je iz 2 elementov: lesnato(oz les) parenhim in tako naprej. nadomestna vlakna. Med tvorbo celic lesnatega parenhima iz kambija se kambialna vlakna ločijo z vodoravnimi pregradami, tako da iz vsakega vlakna dobimo navpično vrsto celic; medtem ko končne celice ohranijo koničasto obliko koncev kambialnega vlakna (glej tabelo. sl. 1 e- izolirani z maceracijo celic parenhima bukovega lesa; riž. 2 R- olesenele parenhimske celice pri Ailanthusu; tangencialni (glej spodaj) odsek Les). Za celice lesnega parenhima so značilne razmeroma tanke stene; slednji so vedno brez spiralne zadebelitve, ampak so opremljeni s preprostimi okroglimi zaprtimi porami. V celicah se pozimi kopičijo rezervne snovi, predvsem škrob; včasih pa se v njih najde tudi klorofil in kristali oksalno-kalcijeve soli. Poleg tega ima lesni parenhim verjetno vlogo pri gibanju vode. Kot sestavni element lesa je zelo pogost; je pa pri mnogih iglavcih zelo malo, pri tisi (Taxus baccata) pa po Saniu sploh ni. Drugi element parenhimskega sistema je nadomestna vlakna(E rsatzfasern) - v nekaterih primerih zamenjati manjkajoči oleseneli parenhim (od tod tudi ime); pri drugih jih najdemo skupaj z elementi slednjega. Po zgradbi in funkciji so podobni celicam lesnatega parenhima, vendar nastanejo neposredno iz kambialnih vlaken, torej brez predhodne ločitve slednjih s prečnimi pregradami.

II. . Dva elementa, ki se tukaj razlikujeta, se imenujeta libriform[ime je dobilo po podobnosti elementov tega sistema (fibrae sive cellulae libriformes) z vlakni debelostenskega ličja (liber)] preprosta(tj. brez pregrade) in cloisonne. tične, podolgovate in koničaste na koncih, popolnoma zaprte celice preprostega libriforma dosežejo zelo pomembno dolžino (½ in do 2 mm). Njihove utrjene stene so prekrite z izjemno redkimi in majhnimi, večinoma režastimi, enostavnimi ali obrobljenimi porami (slika 1 d, riž. 2 lf). Stene so tako debele, da se lumen celice spremeni v zelo ozek kanal. Na splošno je libriform najdebelejši element lesa; on je tisti, ki pretežno ali izključno daje drevesu trdnjavo. Kar zadeva notranjo votlino libriformnih celic, je v večini primerov napolnjena z zrakom. Septatni libriform se od preprostega razlikuje le po tem, da se po dokončnem zgostitvi sten vlaken slednje razdeli z eno ali več tankimi prečnimi septami v ločene celice, ki se nahajajo ena nad drugo. Včasih imajo takšne prečne predelne stene pore (v grozdju). Cloisonné libriform vseh lesnih elementov je najmanj pogost.

III. Vaskularni ali trahealni sistem. Njegova sestava vključuje prisotne žile (sapnik) in žilni celice ali vlakna, ki se običajno imenujejo traheidi. imajo videz podolgovatih (prozenhimskih) vretenastih celic (vlaken). Večinoma so krajše in nimajo tako debelih sten kot libriformne celice in se v tem pogledu približujejo pravim posodam. Toda v nekaterih primerih lahko dosežejo zelo pomembno dolžino (do 4 mm pri boru) in močno zgostijo svoje lupine. Na splošno so traheidi vmesni in prehodni element med preprosto libriformno in pravo žilico. značilno in zaščitni znak zanje so obrobljene pore (slika 3, stran obrnjena proti čitalniku; slika 5 b), pokrite s tanko sredinsko zapiralno membrano; v votlini sapnika, zaprti z vseh strani, sta voda in zrak. Traheide po svoji funkciji veljajo za vodonosne organe, včasih pa služijo tudi za mehanske namene, saj dajejo trdnost na primer lesu. v iglavcih. Les iglavcev sestavljajo skoraj izključno samo traheide, ki se tu nahajajo v pravilnih radialnih vrstah. V vsakem polmeru stojijo celice približno na enaki višini, kar je posledično posledica izvora celotne radialne vrste iz iste kambialne celice. Na sl. V vzdolžnem in prečnem prerezu so vidne 3 takšne radialne vrstice, v prečnem prerezu je 8 vrstic. Na sl. V smeri gredo 4 radialne vrstice abc(prečni prerez). Resaste pore se nahajajo skoraj izključno samo na radialnih stenah (sliki 3 in 5 b), zaradi česar se voda v lesu iglavcev zlahka pojavlja v smeri obrobja organa in težko v smeri polmera. Pri boru se gibanje vode v radialni smeri (od zunaj navznoter in nazaj) dogaja le po traheidih jedrnih žarkov (sl. 5 ff- vodoravno razporejeni traheidi medularnih žarkov); pri smreki, jelki in macesnu je gibanje vode po polmeru, predvsem pa njen dotok iz zadnje letne plasti v kambij, močno olajšano s tem, da so v njih poleg velike pore na radialnih stenah, s številnimi majhnimi porami na tangencialnih (slika 3, desna stran). Spomladanske traheide se opazno razlikujejo od poletnih, predvsem pa od jesenskih, zaradi česar je mogoče razlikovati les iglavcev ali kolobarje. riž. 4 predstavlja prerez smrekovega lesa ( abc- plast enega leta). Spomladi se iz kambija oblikujejo široki tankostenski elementi ( a), še posebej primerna za premikanje velikih količin vode navzgor. Čim bolj so razvite iglice drevesa in intenzivnejše je zato njegovo izhlapevanje, tem širši pas v letni plasti zasedajo široke tankostenske traheide. Ko poletje napreduje, postajajo stene sapnikov vse debelejše in še vedno široke, bolj ali manj izodiametrične, natančneje ( b). Slabše so prehranske razmere drevesa, manj se tvori takih traheidov, včasih pa so lahko popolnoma odsotni! Tako nas študij notranje strukture seznani preteklih razmerah rast. Do jeseni se premer traheidov v smeri polmera vedno manjša: dobi se pas jeseni ozek, kot da bi bili sploščeni elementi (slika 4). Z- prečni prerez; riž. 5 a- vzdolžni prerez), debelostensko z dobro prehrano, tanko steno - s slabo prehrano. Pozimi se nove celice ne tvorijo več, z nastopom pomladi pa iz kambija nastane nova plast pomladi, široke in tankostenske traheide. Kjer pridejo jesenski elementi v stik s spomladanskimi, v iglavcih prehaja močno izrazita meja letne plasti (dve takšni meji sta vidni na sl. 4).

Struktura in traheidi listavcev so nekoliko drugačni kot pri iglavcih (sl. 1 Z- izolirana bukova traheida). Tu imajo traheidi pore na vseh straneh, zaradi česar se gibanje vode enako zlahka odvija tako v smeri obrobja kot vzdolž polmera. Traheide v trdem lesu so večinoma združene okoli posod.

Prave žile (sapnik) izgledajo kot dolge cevi. Nastanejo iz navpičnih vrst kambialnih celic; hkrati so celice med seboj spajkane, prečne predelne stene, ki jih ločujejo, pa so izvrtane z luknjami. Takšna sestava posode iz posameznih celic-segmentov se še posebej jasno zazna pri maceriranju posod: slednje se po predelnih stenah razbijejo na ločene dele (glej sliko 1). a in b).

LES.

Vrtanje predelnih sten poteka drugače. Včasih nastane ena velika okrogla luknja, od septuma pa ostane le majhen ozek obroč. Takšne primere opazimo predvsem v vodoravnih ali le rahlo nagnjenih predelih (slika 1 a). Na predelnih stenah, ki se nahajajo poševno, se običajno oblikuje več eliptičnih odprtin, ki se nahajajo ena nad drugo: izkaže se tako imenovana stopnišna perforirana ali preprosto stopnišna predelna stena (slika 1 b). Med tema dvema skrajnima oblikama so vmesne. Ločeni segmenti posod so cilindrični, prizmatični, včasih sodčasti, poleg tega pa različnih dolžin. Prve posode, ki so nastale iz prokambija, imajo dolge segmente, medtem ko so posode, ki so nastale pozneje iz kambija, ko se je rast organov v dolžino že končala, sestavljene iz precej krajših segmentov. Dolžina celotne posode je lahko enaka dolžini celotne rastline od korenin do samih listov. Stene plovil se zgodaj otrdijo, vendar v večini primerov ostanejo tanke. Odebelitev vzdolžnih sten je vedno neenakomerna in obstaja več vrst takega zadebelitve: obročasta, spiralna, mrežasta, lestvena in točkasta zadebelitev (glej Rastlinska celica). Glede na obliko zadebelitve se same posode imenujejo obročaste, spiralne, mrežaste, lestvene in koničaste. Obročkani in običajno nastali v zgodnjem življenju rastline; pri trdem lesu - le v prvem letu življenja, najdemo pa jih le v najbolj notranjem delu lesa, v t.i. jedrna cev, komponento primarni les[najzgodnejši les, ki je nastal iz prokambija, se imenuje primarni, najnovejši, ki izhaja iz kambija, se imenuje sekundarni], v vseh recikliran les imajo le točkaste žile, običajno z okroglo obrobljenimi porami (slika 1.). a, b; riž. 2 gg). Tako kot dolžina je tudi širina plovil zelo raznolika. Prve obročaste in spiralne posode, ki so nastale iz prokambija, so zelo ozke, hkrati pa se, kot smo videli zgoraj, njihovi segmenti od drugih posod razlikujejo po največji dolžini; nasprotno, kasnejše pikčaste posode imajo kratke segmente, katerih širina je včasih tako pomembna, da so na prečnem delu lesa vidne tudi s prostim očesom, izgledajo kot zaobljene pore ali luknje. Posode pa so popolnoma odsotne v vsem sekundarnem lesu iglavcev (sestavlja glavno maso drevesa) - značilnost, ki omogoča enostavno razlikovanje lesa iglavcev od katerega koli drugega. Pri trdih lesnih vrstah je razporeditev posod med drugimi lesnimi organi različna, kar je pogosto tudi odlične znake za razlikovanje vrst po lesu.Slika 7), medtem ko so pri hrastu večje posode, vidne tudi s prostim očesom, omejen na izvirni del plasti (slika 8), ki tvori vzmetni obroč posod (Frü hjahrsporenkreis). Takšni obroči bistveno pomagajo pri razlikovanju posameznih letnih plasti (slika 6, gg). Pri drugih rastlinskih vrstah so posode zbrane v obrobnih valovitih linijah, po več črt v vsaki letni plasti (pri bezgu, Ulmus effusa).

Plovila so mrtvi elementi. Njihova protoplazemska vsebnost zgodaj izgine in jo nadomesti vodna tekočina, ki se izmenjuje z redkimi zračnimi mehurčki. Prej so jih zamenjali za zračne cevi, zdaj pa veljajo za poti v obratu. Pri mnogih drevesih in grmovnicah je notranjost žil delno ali v celoti napolnjena s parenhimskimi celicami. (polnjenje oz nastopanje Fü llzellen ali Thyllen), ki izhaja iz celic olesenelega parenhima. Celice olesenelega parenhima, ki mejijo na žilo, dajejo vrečaste procese v notranjosti v votlino posode skozi pore. Procesi so ločeni s septumom od celic, ki so jih proizvedle, ostanejo zunaj posode, rastejo, se množijo z delitvijo in malo po malo polnijo votlino posode. V celicah za polnjenje se včasih kopiči rezervni škrob.

Sedmi element je les - jedrni žarki - so sestavljene iz parenhimskih celic, podolgovate v vodoravni smeri ali locirane v opečni obliki (slika 1 f[Riž. eno g prikazuje parenhimske celice medularnih žarkov v bukvi, ki nekoliko odstopajo od običajne oblike.]; 6, b, Z). Imajo obliko žil različnih debelin (širin) in višin, ki v radialni smeri prečkajo maso prozenhimskih (podolgovate dolžine vzporedno z osjo rastline) elementov. aii) odsek Les, pa tudi na dveh vzdolžnih: radialni ( aai) in tangencialno (dd).]. Celice, ki sestavljajo njihovo sestavo, so na splošno podobne celicam lesnatega parenhima (žive, sposobne kopičiti škrob). Pri mnogih iglavcih so v jedrnih žarkih poleg parenhima tudi traheide (sl. 5 e - parenhim, f- traheide). Ločimo primarne in sekundarne žarke. Primarni žarki se raztezajo od jedra do primarne skorje in predstavljajo ostanek glavnega tkiva (glej Rastlinsko steblo in Rastlinska tkiva), medtem ko sekundarni žarki nastanejo iz kambija in nikoli ne dosežejo niti jedra niti primarne skorje; krajši so od primarnih žarkov in krajši so, kasneje so nastali iz kambija (slika 6 cc). Nadalje obstajajo ozki (enovrstni) in široki (večvrstni) žarki. Ozke sestavljajo samo en radialni. vrstica celic (slika 2 st[na tangento. oddelek]; riž. 3; riž. 6, cc), širok - od več (slika 6 b in d; riž. osem). Število medularnih žarkov, njihova širina in višina so pri različnih rastlinah izjemno raznolike. Na splošno so tramovi skupaj s posodami odlične lastnosti za prepoznavanje lesnih vrst, za hrastov les so na primer značilni široki tramovi, ki so zlahka vidni s prostim očesom (slika 8). Za iglavce je značilna notranja mikroskopska zgradba žarkov, pri vseh borovcih (Pinus) so parenhimske celice žarkov zgoraj in spodaj obrobljene z več vrstami zelo značilnih traheid (sl. 5). ff), pri jelki so žarki sestavljeni samo iz parenhimskih celic; poleg tega ima jelka vse ozke tramove in brez smolnih prehodov v lesu, medtem ko imajo bor, smreka in macesen tako smolne prehode kot obe vrsti tramov (ozki in široki). Namen (funkcija) jedrnih žarkov je delno v kopičenju rezervnih snovi, deloma pa v prevajanju sokov in vode v vodoravni smeri. Običajno so v sestavo lesa vključeni le nekateri od prvih 6 zgoraj opisanih elementov; vendar se med seboj kombinirajo na precej različne načine. Sanio pa je še posebej natančno preučil elemente. Sestavil je posebno tabelo, po kateri lahko iz majhnega kosa lesa prepoznamo rastlino (glej literaturo). Kot že omenjeno, se pri dvokaličnikih in golosemenkah količina lesa iz leta v leto povečuje zaradi tvorbe novih letnih plasti iz kambija. Oblika in širina takšnih plasti pri različnih rastlinah nista enaki in tudi v isti rastlini se lahko razlikujejo glede na številne pogoje, tako notranje (na primer starost) kot zunanje (podnebje, tla itd.; glej Lesne rastline ). Poleg tega se lahko v istem drevesu plasti različnih starosti med seboj bistveno razlikujejo tako po obliki in histološki strukturi kot po kemični sestavi. Spirale najdemo tudi pri drevesih, na primer le v prvi, najbolj notranji in hkrati najstarejši letni plasti, ki vključuje primarni Les (glej zgoraj). Fizikalno-kemijsko so lahko vse plasti podobne ali pa se notranje razlikujejo od zunanjih, les pa je ločen na notranji del oziroma jedro (Kernholz, duramen) in zunanjo ali beljavo (Splint, alburnum – gl. Jedro in). Srce je težje, trše, močnejše od beljave, poleg tega se od slednje v večini primerov razlikuje po temnejši barvi. Ta barva je pri hrastu rjava, pri češnjevi temno rjava, pri macesnu rdečkasta; pri nekaterih tropskih rastlinah so barve še bolj ostre: rdeča v mahagoniju (Caesalpinia echinata), modra v lesu hlodov (Haemotoxylon campechianum), črna v črnem ali ebenovine, lesu (Diospyros Ebenum). Pri preoblikovanju beljave v jedro se spreminja predvsem kemična sestava lesa in ne histološka struktura. V votlinah in predvsem v celičnih membranah se kopičijo različne snovi: smole, lesne gume, tanini, včasih tudi barvila, od katerih se nekatera uporabljajo v praksi (glej). Fiziološko se jedro od ostalega lesa razlikuje po svojih negativnih, tako rekoč mrtvih lastnostih: ni sposobno občasno kopičiti škroba in drugih rezervnih snovi, niti ni sposobno prevajati vode.

Literatura. Sanio, "Vergleichende Untersuchungen über die Elementarorgane des Holzkö rpers" in "Vergleichende Untersuchungen über die Zusammensetzgung des Holzkörpers" ("Botanisch e Zeitung", 1863); De Bari, "Primerjalna anatomija vegetativnih organov phanerogamnih in figurativnih rastlin" (prevod prof. A. N. a, številka I-II, Sankt Peterburg, 1877-80); Haberlandt, "Physiologische Pflanzenanatomie" (1884); , "Na kratko praktični tečaj Histologija rastlin za začetnike" (prevedel S. a, 1886); Strasburger, "Das botanische Practicum" (1887), prof., "Tečaj anatomije rastlin" (1888); Tschirch, "Angewandte Pflanzenanatomie" (1889); Hartig, "Die anatomisch en Unterscheidungsmerkmale der wichtigeren in Deutschland wachsenden Hö lzer" (1890, 3. izd.) in "Lehrbuch der Anatomie und Physiologie der Pflanzen" (1891); Van-Tieghem de "Bota I. , 1891); in Yashnov, "Identifikacija lesa, semena in vej po tabelah" (1893). V zgoraj omenjenih delih je navedena posebna literatura.