Годичные слои древесины функции

Годичные слои, ранняя и поздняя древесина

На поперечном разрезе видны концентрические слои, расположенные вокруг сердцевины. Эти образования представляют собой ежегодный прирост древесины, т.е. за один вегетационный период. Называются они годичными слоями (рисунок 2).

Ширина годичных слоев зависит от породы, условий роста, положения в стволе. У одних пород (быстрорастущих) годичные слои широкие (тополь, ива), у других — узкие. В нижней части ствола расположены наиболее узкие годичные слои, вверх по стволу ширина слоев увеличивается, так как рост дерева происходит и в толщину, и в высоту, что приближает форму ствола к цилиндру.

Рисунок 2 – Строение поперечного разреза

У одной и той же породы ширина годичных слоев может быть различной. При неблагоприятных условиях роста (засуха, морозы, недостаток питательных веществ, заболоченные почвы) образуются узкие годичные слои.

Иногда на двух противоположных сторонах ствола годичные слои имеют неодинаковую ширину. Например, у деревьев, растущих на опушке леса, на стороне, обращенной к свету, годичные слои имеют большую ширину. Вследствие этого сердцевина у таких деревьев смещена в сторону, и ствол имеет эксцентричное строение.

Некоторым породам свойственна неправильная форма годичных слоев. Так, на поперечном разрезе у граба, тиса, можжевельника наблюдается волнистость годичных слоев.

На радиальном разрезе годичные слои имеют вид продольных и прямых полос, на тангенциальном — извилистых конусообразных линий. Годичные слои нарастают ежегодно от центра к периферии, и самым молодым слоем является наружный. По числу годичных слоев на торцовом разрезе на комле можно определить возраст дерева.

Ранняя и поздняя древесина

Каждый годичный слой состоит из двух частей — ранней и поздней древесины:

ранняя древесина (внутренняя) обращена к сердцевине, светлая и мягкая;

поздняя древесина (наружная) обращена к коре, темная и твердая.

Различие между ранней и поздней древесиной ярко выражено у хвойных и некоторых лиственных пород.

Ранняя древесина образуется в начале лета и служит для проведения воды вверх по стволу.

Поздняя древесина откладывается к концу лета и выполняет в основном механическую функцию. От количества поздней древесины зависят ее плотность и механические свойства.

Сердцевинные лучи

На поперечном разрезе некоторых пород хорошо видны светлые, в большинстве случаев блестящие линии, расходящиеся от сердцевины к коре по радиусам и называемые сердцевинными лучами (рисунок 3).

В растущем дереве сердцевинные лучи служат для проведения воды и питательных веществ в горизонтальном направлении и для хранения запасных питательных веществ зимой.

Рисунок 3 – Сердцевинные лучи на разных разрезах

На радиальном разрезе древесины сердцевинные лучи бывают заметны в виде поперечных блестящих узких пли широких (в зависимости от размеров лучей), коротких или длинных (в зависимости от степени совпадения разреза с направлением луча) полос или пятен, окрашенных темнее пли светлее окружающей древесины.

На тангенциальном разрезе сердцевинные лучи имеют веретенообразную, или чечевицеобразную, форму, высота их в зависимости от породы колеблется в широких пределах (от 160 мм у ольхи до долей миллиметра у хвойных пород).

Сердцевинные лучи есть в древесине всех пород, но лишь у немногих пород они настолько широки, что ясно видны невооруженным глазом на поперечном разрезе (рисунок 4).

Рисунок 4 – Расположение серцевинных лучей

Одни лучи начинаются от сердцевины и идут до коры, пронизывая всю толщу древесины по радиусу; эти лучи называются первичными. Остальные лучи, называемые вторичными, могут начинаться на разном расстоянии от сердцевины, но, раз возникнув, каждый луч обязательно доходит до коры и продолжается в ней.

Ширина сердцевинных лучей, измеряемая на поперечном разрезе ствола, в зависимости от породы, колеблется от 0,005 до 1 мм.

Также может быть интересно:  Как списать мебель с основных средств

По ширине различают три типа лучей:

очень узкие, невидимые невооруженным глазом;

узкие, трудноразличимые невооруженным глазом;

широкие, ясно видимые невооруженным глазом.

Широкие лучи могут быть настоящими и ложноширокими, т.е. состоящими из пучка близко расположенных друг к другу узких лучей.

Среди наших пород настоящие широкие лучи имеют дуб, бук и платан; ложноширокие лучи — граб, ольха и лещина.

Узкие, но все же различимые невооруженным глазом лучи имеются в древесине кленов, ильмовых пород (вяза, ильма, карагача), липы, кизила и некоторых других пород.

Очень узкие лучи, которые можно лишь иногда заметить на строго радиальном разрезе (лучше расколе), свойственны древесине всех хвойных и многих лиственных пород (ясеню, березе, осине, тополю, иве, груше, рябине и др.). У некоторых пород (бука) лучи расширяются при пересечении границ годичных слоев.

У большинства пород сердцевинные лучи располагаются по спирали вдоль оси ствола, но у некоторых они образуют горизонтальные ряды или ярусы, заметные на тангенциальном разрезе, например, в древесине хурмы.

Источник

Макроскопическое строение

На поперечном разрезе ствола деревьев, произрастающих в умеренном климатическом поясе, можно заметить концентрические слои, окружающие сердцевину. В большинстве случаев каждое такое кольцо есть ежегодное нарастание древесины, вследствие чего называется оно годичным слоем. Эти слои заметны у многих пород, но особенно хорошо — у хвойных. На радиальном разрезе годичные слои имеют вид продольных параллельных полос, а на тангенциальном — извилистых линий (рис. 4).

Рис. 4. Вид годичных слоев на главных разрезах древесины (сосна): а — поперечный, или торцовый; б — тангенциальный; в— радиальный.

Строение ствола схематически (рис. 5) можно представить в виде ряда конусов (годичных слоев), насаженных на общий стержень (сердцевину). Число годичных слоев на поперечном разрезе ствола уменьшается по мере поднятия вверх по стволу, что объясняется ростом дерева не только в толщину, но и в высоту. По числу годичных слоев можно, следовательно, узнать возраст той части ствола, где прошел разрез. Однако наблюдаются случаи, когда за год образуется два слоя, и случаи, когда образования слоев не происходит.

Последнее обычно наблюдается в нижней части ствола и является следствием недостаточного питания дерева, например у декоративных деревьев при слишком сильной обрезке ветвей; то же самое возможно в лесу у плохо питающихся и сильно отставших в росте деревьев. Чаще встречается удвоение годичного слоя, которое происходит, например, в том случае, когда молодая листва объедается насекомыми или побивается весенними заморозками и вместо нее из запасных почек развиваются новые листья. В этом случае появляется ложный годичный слой, но границы его обычно менее резки, чем настоящего; иногда он не занимает всей окружности ствола, постепенно теряясь в настоящем годичном слое.

Удвоение годичных слоев наблюдается также при смене сухих и влажных периодов (у арчи в лесах Средней Азии) или при чередовании теплых и холодных периодов (у японской криптомерии в Закавказье). Ширина годичных слоев сильно колеблется в зависимости от многих факторов — породы, возраста, условий произрастания, положения в стволе. Наиболее узкие годичные слои (до 1 мм) образуются у медленно растущих пород (самшита), а наиболее широкие (1 см и больше) характерны для быстрорастущих пород (тополя, ивы). В стволе дерева годичные слои шире, чем в ветвях. В молодом возрасте так же, как и при благоприятных условиях роста, образуются более широкие годичные слои. По радиусу ствола ширина годичных слоев изменяется так: у сердцевины располагается ряд сравнительно узких слоев, затем следует зона более широких слоев, а дальше, по направлению к коре, ширина годичных слоев постепенно уменьшается.

Рис. 5. Схема нарастания годичных слоев в стволе.

В то же время площадь годичного слоя сначала довольно быстро увеличивается в направлении от сердцевины к коре, достигает максимума, после чего постепенно уменьшается. На интенсивность годичного прироста влияют особенности метеорологических условий того или иного года, и по ширине годичных слоев можно проследить вековые изменения климата.

Также может быть интересно:  Каждый день проходил я мимо березы на которой чернело гнездо знаки препинания

По высоте ствола ширина годичных слоев нормально увеличивается по направлению от комля к вершине, что делает ствол полнодревесным, т. е. приближающимся по форме к цилиндру. Однако у деревьев, выросших на свободе, самые широкие годичные слои находятся в нижней части ствола, что придает стволу конусообразную форму (сбежистый ствол).

При изучении формы ствол рассматривают обычно, как фигуру, полученную путем вращения некоторой кривой вокруг вертикальной оси. Однако эти кривые неправильны и форма их непостоянна, поэтому только отдельные части ствола можно с приближением приравнивать к правильным телам вращения: вершины — к конусу, верхние части ствола — к параболоиду, средние — к цилиндру, нижние — к нейлоиду.

У некоторых пород на поперечном разрезе наблюдается волнистость годичных слоев, например у граба, тисса, можжевельника; у бука и ольхи граница между годичными слоями в местах пересечения ее широкими сердцевинными лучами (см. ниже) загибается внутрь (к сердцевине), что также придает границе между слоями волнистый вид.

Рис. 6. Поперечный разрез ветви сосны.

На противоположных сторонах ствола ширина годичных слоев иногда неодинакова; если такая неравномерность распространяется на большое число соседних годичных слоев, ствол приобретает эксцентрическое строение, причиной которого часто является неравномерное развитие кроны и корневой системы (деревья опушек) или действие ветра, вызывающего изгиб ствола. Особенно хорошо заметно эксцентрическое строение в боковых ветвях; у лиственных пород сердцевина ветки бывает смещена ближе к нижней стороне, а у хвойных — к верхней стороне (рис. 6).

У многих пород можно ясно заметить, что годичный слой состоит из двух частей (см. рис. 4). Внутренняя, обращенная к сердцевине, более светло окрашенная и мягкая часть называется ранней древесиной (она образуется в первой половине вегетационного периода), а наружная, обращенная к коре, более темная и твердая часть — поздней древесиной.

Различие между ранней и поздней древесиной сильнее выражено у хвойных пород (особенно в лиственнице) и в меньшей мере — у многих лиственных пород, поэтому годичные слои хорошо видны в хвойных породах и часто слабо заметны в лиственных.

По ранней древесине годичных слоев в растущем дереве происходит передвижение воды вверх по стволу, а поздняя древесина выполняет преимущественно механические функции. В зависимости от породы, возраста, условий произрастания, положения в стволе соотношение между ранней и поздней древесиной может сильно изменяться. В стволе дерева хвойных пород содержание поздней древесины в годичных слоях сначала увеличивается в направлении от сердцевины к коре, достигает максимума, а затем в слоях, расположенных ближе к коре, уменьшается; по высоте ствола содержание поздней древесины убывает по направлению от комля к вершине. Так, у 110-летней сосны центральные 5 годичных слоев содержали всего 10% поздней древесины; в последующих 10 слоях ее содержание увеличилось почти до 20%, в дальнейших 50 слоях поднялось до 30%, а в наружных 45 слоях упало до 20%; в нижней части ствола содержание поздней древесины было почти вдвое больше, чем в верхней. Так как поздняя древесина плотнее, тяжелее и тверже ранней, от количества именно поздней древесины зависят цвет, плотность и прочность древесины в целом. Различия в свойствах ранней и поздней древесины у лиственницы и дуба приведены в табл. 4.

Таблица 4. Различия в свойствах ранней и поздней древесины.

Зона годичного слоя

Плотность в абсолютно сухом состоянии, г/см 3

Предел прочности, кГ/см 2, в комнатносухом состоянии при

Источник

23. Строение годичных слоев. Ранняя и поздняя древесина, деление лиственных пород на кольцесосудистые и рассеяннососудистые.

В связи с периодичностью деятельности камбия в умеренном климатическом поясе древесина отечественных пород имеет достаточно четко выраженное слоистое строение. Ежегодный прирост древесины называется годичным слоем.

Также может быть интересно:  Как открыть дверь каен

У многих по род на разрезах древесины четко видно, что каждый годичный слой состоит из двух частей (см. рис. 4). Внутренняя часть, расположенная ближе к сердцевине, более светлая и менее твердая, чем наружная. По времени образования в течение вегетационного периода внутреннюю часть называют ранней древесиной, а наружную— поздней. Переход от светлой ранней древесины к темной поздней может быть очень резким (например, у лиственницы), достаточно четким (у сосны) или плавным, почти незаметным (у кедра). Различие в цвете, также в строении поздней древесины предыдущего слоя и ранней древесины последующего слоя обусловливает хорошую видимость годичных слоев у большинства хвойных и некоторых лиственных пород.

По ранней древесине годичных слоев в растущем дереве происходит передвижение воды (вверх по стволу), а поздняя древесина выполняет преимущественно механические функции.

По радиусу ствола хвойных пород содержание поздней древесины изменяется следующим образом. Слои, окружающие сердцевину, содержат мало поздней древесины, затем ее со держание увеличивается, достигает максимума, а далее, у коры, уменьшается. По высоте ствола содержание поздней древесины убывает в направлении от комля к вершине и может снизиться 1,5—2 раза.

Сосуды подразделяются на крупные, легко обнаруживаемые невооруженным глазом, и мелкие, неразличимые без микроскопа. По расположению сосудов в древесине лиственные породы подразделяют на кольцесосудистые с кольцом крупных сосудов в ранней зоне годичных слоев и рассеянно-сосудистые, у которых сосуды независимо от величины распределены по годичному слою более или менее равномерно. Среди кольцесосудистых можно выделить породы с радиальным расположением групп мелких сосудов, напоминающих язычки пламени (дуб, каштан съедобный), тангенциальным расположением групп мелких сосудов, образующих вытянутые вдоль годичных слоев сплошные или прерывистые волнистые линии (ильм, вяз, берест), и беспорядочным расположением групп мелких сосудов в виде отдельных светлых черточек или точек (ясень).

24. Коробление и растрескивание древесины.

Коробление древесины. Изменение заданной формы пиломатериалов и заготовок при сушке, а также выпиловке и хранении. Вследствие анизотропии усушки происходит коробление, которое принято называть структурным. Оно может наблюдаться в поперечной и продольной плоскостях сортимента. В чистом виде поперечное структурное коробление проявляется при удалении воды через торцовые поверхности очень коротких сортиментов. Возникающая при этом поперечная покоробленность зависит только от различий в радиальной и тангенциальной усушке, а также от расположения годичных слоев на торце сортимента.

Продольная покоробленность возникает из-за различий в усушке по длине волокон. Покоробленность по кромке и пласти возникает, если в доске оказываются участки разной по строению древесины. Такая покоробленность встречается, например, у досок, включающих участки креневой или примыкающей к сердцевине молодой древесины, которые обладают большей усушкой вдоль волокон, чем нормальная древесина. Спиральная покоробленность — крыловатость появляется у древесины с наклоном волокон.

При высыхании сортиментов промышленных размеров, у которых вода удаляется в основном через боковые (не торцовые) поверхности, поперечное коробление происходит не только вследствие анизотропии усушки (структурное коробление), но также вследствие неравномерного распределения влажности по сечению. Покоробленность, вызванная этой причиной, при выравнивании влажности по сечению доски в значительной мере исчезает. Кроме того, в высушенном материале из-за нарушения равновесия остаточных напряжений происходит коробление при несимметричном строгании (фрезеровании) досок или их ребровом делении.

Коробление досок может наблюдаться и при распиловке сырых бревен из-за напряжений, имеющихся в растущем дереве. Иногда причиной коробления досок является неправильная укладка их в штабеля при атмосферной и камерной сушке, увлажнение при хранении и др.

Способность древесины к короблению — серьезный недостаток, затрудняющий ее обработку и использование в конструкциях и изделиях в условиях переменной влажности. Коробление досок при сушке можно уменьшить путем приложения внешних усилий (от массы вышележащих частей штабеля или при помощи специальных прижимов).

Источник

Деревология
Adblock
detector