Пороки строения древесины. Возрастные изменения древесины

Возрастные изменения древесины

С возрастом растения длина трахеальных клеток ксилемы и их диаметр увеличиваются продолжительное время (у разных пород от 20 до 100 лет). У светолюбивых растений (сосна, береза, осина) к 50 — 60 годам, а у теневыносливых (ель и дуб) — к 60 — 70 годам величина сосудов, трахеид, волокон либриформа увеличивается в 2 — 3 раза, а затем изменяется в незначительных пределах. Лест-ничные перфорации сосудов молодой древесины заменяются в зрелой древесине простыми перфорациями. Поровость сосудов переходит от лестничной к супротивной, а затем к очередной. Ге-терогенные лучи становятся гомогенными.

По мере старения живые клетки лучей и древесинной парен-химы в осевой части ствола отмирают, сосуды закупориваются тилами, а трахеиды — торусами. В этой части ствола ксилема пере-стает выполнять проводящую и запасающую функции и становит-ся местом отложения продуктов, выводимых из обмена веществ,— смол, танинов и осуществляет преимущественно механическую функцию. В результате этих процессов в осевой части ствола обра-зуется темная ядровая древесина, что характерно для многих по-род, в том числе для сосны, лиственницы, дуба. При этих измене-ниях в стволе вещества транспортируют наружные, более моло-дые годичные слои прироста древесины, сохраняющие светлую окраску и называемые заболонью. У сосны их бывает 30 — 40, у дуба 9 — 10, у ивы 8 — 10. Данные породы называются ядровыми. У заболонных пород — березы, клена, ольхи — древесина в осевой части ствола внешне ничем не отличается от заболони. У ели и липы осевая часть ствола не темнеет, но становится более сухой, поэтому относится к спелой древесине. У хвойных растений спелая древесина, как и ядровая, содержит больше смол, а у лиственных пропитывается дубильными веществами, поэтому спелая древе-сина у хвойных и лиственных устойчивее к гниению и, следова-тельно, обладает более высоким качеством, чем заболонь.

Функционирование камбия может нарушаться по разным при-чинам, что приводит к изменению структуры и размера продуци-руемых им клеток, их расположения и количества в древесине. Вследствие этого возникают аномальные изменения анатомичес-кой структуры и образуются пороки древесины, затрудняющие ее обработку и понижающие качество изделий.

К порокам строения древесины относятся наклон волокон, крень, тяговая древесина, завиток, свилеватость, внутренняя за-болонь, сердцевина, сердцевинные повторения, смоляные кар-машки.

Наклон волокон — это неправильность в строении древесины, выражающаяся в винтообразном направлении волокон. Сильный наклон волокон встречается у клена, сирени. У гранатового дере-ва (Ртка granatum) среднее отклонение волокон достигает 45'. Напротив, у березы и тополя наклон волокон обычно не превы-шает 4. Степень наклона волокон увеличивается с возрастом (от сердцевины к периферии). Возникновение наклона волокон свя-зано с динамикой деятельности камбия и образующихся молодых клеток (скользящий рост). Неблагоприятные почвенные условия (сухость и каменистость почвы) также ведут к увеличению накло-на волокон деревьев. Господствующие деревья более склонны к образованию наклона волокон, чем угнетенные. Этот порок за-трудняет обработку древесины (строжку и теску), понижает спо-собность древесины к загибу (в пиломатериалах и заготовках), а также создает трудности при ее раскалывании.

Крень — местное изменение в строении древесины с резким утолщением поздней зоны годичных слоев, обнаруживаемое чаще в комлевой части наклонных или искривленных стволов (и вет-вей) хвойных пород. Во всех случаях креневая древесина образует-ся от действия внешних сил, стремящихся деформировать ствол или боковые побеги дерева, причем основная функция крени— противодействие этим силам. Креневая древесина всегда образу-ется на физически нижней (т.е. обращенной к земле) стороне ство-ла независимо от того, находится ли эта часть в сжатом или рас-тянутом состоянии. Образование крени обычно связывается с со-стоянием сжатия древесины. Креневая древесина отличается вы-сокой продольной усушкой, достигающей 1 — 2% против 0,1— 0,2% для нормальной древесины. Плотность древесины сильно развитой крени на 15 — 40% выше нормальной. Из-за высокой твердости креневая древесина плохо обрабатывается, обладает плохой гвоздимостью. При распиловке креневой древесины на-блюдается зажим пил вследствие коробления выпиливаемых сор-тиментов. Сильно развитая крень снижает качество круглых сор-тиментов, в том числе балансов, и совершенно не допускается в резонансных заготовках.

Тяговая древесина — ненормальная древесина, встречающая-ся у многих лиственных пород, главным образом в растянутой зоне наклонно растущих деревьев и сучьев. На поперечном раз-резе имеет вид серповидных концентрических зон, отличающихся по цвету и текстуре от нормальной древесины. В отличие от кре-ни тяговая древесина возникает в растянутой (верхней) части стволов лиственных пород или их сучьев; она обнаруживается в стволе во всех случаях, когда дерево наклонено, испытывает дей-ствие ветра, односторонний груз снега, растет на склоне. Тяго-вая древесина отличается от нормальной повышенной продоль-ной и поперечной усушкой. Плотность тяговой древесины на 3— 5% больше, чем плотность нормальной. Прочность при сжатии вдоль волокон тяговой древесины меньше, а прочность при рас-тяжении вдоль волокон и удельная работа при ударном изгибе больше (на 10 — 12%), чем то же самое у нормальной древе-сины.

Завиток — местное искривление годичных слоев и волокон под влиянием сучков и проростей, в зоне которых годичные слои перерезаны на одной или двух кромках. На разрезах завиток имеет вид частично перерезанных дугообразно изогнутых или замкну-тых концентрических контуров, образованных искривленными годичными слоями. Завитки, особенно сквозные, снижают проч-ность древесины при сжатии и растяжении вдоль волокон, при статическом и ударном изгибе, но увеличивают прочность ее при скалывании вдоль волокон.

Свилеватость — неправильность в строении древесины, выра-жающаяся в резковолнистом или беспорядочном расположении древесных волокон. Встречается у всех пород, но преимуществен-но у лиственных. Свилеватость распространена у осины, клена, ясеня, березы. На разрезах древесины она может иметь полосатую текстуру. Волнистую свилеватость можно рассматривать как ряд последовательно расположенных завитков. Особый вид волнистой свилеватости встречается у ели. Свилеватость комлевой части ствола возникает из-за сильного давления всего растущего дерева. Мест-ная свилеватость возникает из-за реакции дерева на поранения или повреждения насекомыми и часто связана с сучками, спящи-ми почками и проростями.

Внутренняя заболонь — это несколько смежных годичных сло-ев, в отдельных случаях участков серповидной формы, располо-женных в ядровой древесине и сходных по цвету и другим свой-ствам с заболонью. Встречается главным образом у дуба и ясеня, реже у других пород. У старых деревьев дуба внутренняя заболонь, поврежденная грибами, очень часто принимает светло-бурую ок-раску, поэтому называется окрашенной (в отличие от нормаль-ной белой).

Внутренняя заболонь чаще всего возникает у отдельно стоящих деревьев, особенно на бедных и сухих почвах. Считается, что при-чиной возникновения внутренней заболони служит повреждение слоев заболони морозом, в результате которого нарушается нор-мальное ядрообразование.

Сердцевина — центральная часть древесного ствола, состоящая из рыхлой паренхимной ткани. Наблюдается на торце сортимента в виде центрального светло-бурого или светлого кружка либо пят-нышка диаметром 2 — 5 мм. На продольном разрезе имеет вид уз-кой, более или менее прямой полоски, обычно сопровождаемой многочисленными зачатками мелких сучков (глазков). У листвен-ных пород часто поражается грибами. Сердцевина вместе с окру-

жающей ее первичной еще не сомкнутой в сплошное кольцо дре-весиной образует сердцевинную трубку.

Сердцевинные повторения — мелкие прожилки или пятна не-нормальной древесной ткани, напоминающей сердцевину среди древесины нормального строения, отличающиеся более темным цветом и рыхлым строением. Встречаются в древесине березы, ольхи, осины, ивы, груши, рябины и некоторых других листвен-ных пород, а изредка у пихты. Количество сердцевинных повто-рений увеличивается по радиусу ствола от периферии к центру. Сердцевинные повторения представляют собой заросшие рых-лой паренхимной тканью ходы личинок мух (Agromyza carbonaria Zett. и Dendromyza belulae Kangas), повреждающих камбиальный слой.

Смоляные кармашки — узкие карманообразные полости, рас-полагающиеся параллельно годичным слоям, часто заполненные смолой и обычно сопровождающиеся некоторым изгибом при-легающих с периферии годичных слоев. Встречаются в древесине сосны, кедра, лиственницы, но особенно часто у ели. Часто на-ходятся вблизи периферии ствола. Тангенциальные трещины, заполненные смолой, возникают вследствие повреждения кам-биального слоя, происходящего при раскачивании ствола под действием ветра. Возникновение этого порока может быть свя-зано с местным отмиранием камбия от перегрева стебля солн-цем.

Дата добавления: 2015-04-24